JP4512120B2 - 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子および製造方法 - Google Patents
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Description
電流阻止を可能にした電極ストライプ型窒化ガリウム系化合物半導体レーザは発振開始電流の低減や発光パターンの制御が困難であった。さらに、これらは絶縁体膜の形成や再成長技術を必要とし製造上、製造工程が複雑になるという欠点を有している。
ト層7を再成長するため、再成長P型GaNコンタクト層7とP型AlGaNクラッド層6の再成長界面近傍が高抵抗化するという問題が発生し、発光素子の直列抵抗が大きくなるため、駆動電圧の増加及び発光素子の信頼性が悪化するという問題点が生じる。また、電極ストライプ型窒化ガリウム系化合物半導体レーザにおいては、電流拡がりが発生し、発振開始電流の増加及び発光パターンの制御が困難であるという問題が生じる。
抗化し、このノンドープ窒化ガリウム系化合物半導体層が電流狭窄層として機能することを利用したものである。
物半導体層のキャリヤ濃度が小さいことを見い出した。
ていない領域上のノンドープ窒化ガリウム系化合物半導体層は高抵抗領域となる。このことより活性層の下方に位置するノンドープ窒化ガリウム系化合物半導体層の領域の一部を電流狭窄層として機能させることが可能となる。
流狭窄領域の抵抗率の差が2桁程度あれば、発光素子としての機能を果たすことが可能である。
状と逆V状の溝11が形成されている領域の幅は1から3μmとする(図7(a))。
00Åとする。凹凸溝11が形成されている領域の幅は1から3μmとする。このSapphire基板1表面上に、実施例1及び2で説明した各層を順次積層することにより電流狭窄型窒化ガリウム系化合物半導体レーザ及び発光素子を提供することができる。
深さが500Å、幅が800Åとし、逆U状の溝の幅は500Åとする。U状と逆U状溝11が形成されている領域の幅は1から3μmとする。このSapphire基板1表面上に、実施例1及び2で説明した各層を順次積層することにより電流狭窄型窒化ガリウム系化合物半導体レーザ及び発光素子を提供することができる。
02 バッファ層
2 バッファ層(基板表面が加工されていない領域に形成されたバッファ層)
2’ バッファ層(基板表面が加工された領域に形成されたバッファ層)
3 N型GaN層
3’ ノンドープGaN層
4 ノンドープAlGaNクラッド層
4’ ノンドープGaN層
5 ノンドープInGaN層
6 P型AlGaNクラッド層
6’ P型GaNクラッド層
7 P型GaNコンタクト層
8 P型電極
9 N型電極
10 低抵抗領域(電流が注入される領域)
10’ 高抵抗領域
11 サファイヤ基板表面が加工された領域
12 N型GaN層表面を露出させる工程
100 エッチング用マスク
20 GaN電流狭窄層
30 SiO2絶縁体層
Claims (5)
- 一部に凹凸状加工領域を備えた基板と、
前記凹凸状加工領域の上方に凹凸を有するバッファ層と、
前記バッファ層の上方に形成された第1の窒化ガリウム系化合物半導体層と、
前記第1の窒化ガリウム系化合物半導体層の上方に形成された活性層と、
前記活性層の上方に形成された第2の窒化ガリウム系化合物半導体層と、
前記第2の窒化ガリウム系化合物半導体層より前記活性層を通して前記第1の窒化ガリウム系化合物半導体層へと電流を流す一対の電極とを備えた窒化ガリウム系化合物半導体発光素子であって、
前記第1の窒化ガリウム系化合物半導体層は、n型の窒化ガリウム系化合物半導体層とノンドープ窒化ガリウム系化合物半導体層、又は、ノンドープ窒化ガリウム系化合物半導体層であり、
前記第2の窒化ガリウム系化合物半導体層は、p型の窒化ガリウム系化合物半導体層であり、
前記凹凸状加工領域の上方に形成された領域に電流を流すことにより、該領域の上方の活性層を発光させることを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。 - 前記バッファ層は、AlxGa1-xN(0≦x≦1)からなることを特徴とする請求項1に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
- Siを含むGaN層が前記バッファ層に接して具備されることを特徴とする請求項1または2に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
- 前記活性層がInを含むことを特徴とする請求項1から3の何れかに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
- 基板の一部に凹凸状加工領域を形成する工程と、
前記凹凸状加工領域の上方に凹凸を有するバッファ層を形成する工程と、
前記バッファ層の上方に第1の窒化ガリウム系化合物半導体層を形成する工程と、
前記第1の窒化ガリウム系化合物半導体層の上方に活性層を形成する工程と、
前記活性層の上方に第2の窒化ガリウム系化合物半導体層を形成する工程と、
前記第2の窒化ガリウム系化合物半導体層より前記活性層を通して前記第1の窒化ガリウム系化合物半導体層へと電流を流す一対の電極を形成する工程とを備えたことを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法であって、
前記第1の窒化ガリウム系化合物半導体層は、n型の窒化ガリウム系化合物半導体層とノンドープ窒化ガリウム系化合物半導体層、又は、ノンドープ窒化ガリウム系化合物半導体層であり、
前記第2の窒化ガリウム系化合物半導体層は、p型の窒化ガリウム系化合物半導体層であり、
前記凹凸状加工領域の上方に形成された領域に電流を流すことにより、該領域の上方の活性層を発光させることを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法。
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