JP4512120B6 - 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
本発明は青色領域から紫外領域で発光可能な窒化ガリウム系化合物半導体発光素子に係わり、特に、電流狭窄型窒化ガリウム系化合物半導体発光素子に関するものである。
図９に従来の電流狭窄型窒化ガリウム系化合物半導体レーザの断面模式図を示す。
従来の素子構造はサファイヤ基板１上に、ＧａＮバッファ層２、Ｎ型ＧａＮ層３、Ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層４、ノンドープＩｎＧａＮ活性層５、Ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層６、Ｎ／Ｐ／Ｎ型ＧａＮ電流阻止層２０を順次積層し、Ｎ／Ｐ／Ｎ型ＧａＮ電流阻止層２０にストライプ状の溝を形成し、その溝を埋めるためにＰ型ＧａＮコンタクト層７を再成長する。次に、Ｐ型電極８及びＮ型電極９を形成してなる電流狭窄型窒化ガリウム系化合物半導体レーザが特許文献１に開示されている。
また、図１０に従来の電極ストライプ型窒化ガリウム系化合物半導体レーザの断面模式図を示す。
従来の素子構造はサファイヤ基板１上に、ＧａＮバッファ層２、Ｎ型ＧａＮ層３、Ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層４、ノンドープＧａＮ層４’、ノンドープＩｎＧａＮ多重量子井戸活性層５、Ｐ型ＧａＮ層６’、Ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層６、Ｐ型ＧａＮコンタクト層７を順次積層し、Ｐ型ＧａＮコンタクト層７上にＳｉＯ2絶縁体層３０を形成し、外部との電気的接触をもたせるためにその一部を除去し、Ｐ型電極８及びＮ型電極９を形成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が非特許文献１に開示されている。
従来の再成長を必要とする電流狭窄構造を持つ電流狭窄型窒化ガリウム系化合物半導体レーザが知られているが、Ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層６と再成長Ｐ型ＧａＮコンタクト層７の界面が高抵抗化し素子の動作電圧が増加し信頼性が悪化する。また絶縁体膜を用いて
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。
特開平８−１０７２４７
Ｊ．Ｊ．Ａ．Ｐ．３５ ｐ１３１５（１９９６）
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。
例えばドライエッチング法を用いてエッチングを行いＰ型ＡｌＧａＮクラッド層６表面を露出したりクラッド層６の途中にてエッチングを停止することは高度な制御性を必要とするため困難である。さらに、電流狭窄層２０に設けられたストライプ状の溝を持つウエハをＭＯＣＶＤ装置内に再度導入し、ストライプ状の溝を覆うようにＰ型ＧａＮコンタク
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。
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。
本発明によれば一回の成長にて電流狭窄型窒化ガリウム系化合物半導体レーザの作製が可能なため、従来技術の絶縁体膜の形成及び再成長技術を必要としない素子構造を提供し、電流狭窄型窒化ガリウム系化合物半導体レーザが容易に作製可能とすることを目的とする。
本発明は、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である。
本発明による窒化ガリウム系化合物半導体発光素子は、前記バッファ層は、ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ≦１）からなることが好ましい。
本発明による窒化ガリウム系化合物半導体発光素子は、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が好ましい。
本発明による窒化ガリウム系化合物半導体発光素子は、前記活性層がＩｎを含むことが好ましい。
本発明は、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である。
以下、本発明の作用を説明する。
本発明はサファイヤ基板表面を加工し、この加工されたサファイヤ基板表面上と加工されていないサファイヤ基板表面上にバッファ層を形成し、この加工されていないサファイヤ基板表面上のバッファ層上に成長したノンドープ窒化ガリウム系化合物半導体層は高抵
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。
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。
即ち、本発明者らはノンドープ窒化ガリウム系化合物半導体層のキャリヤ濃度がサファイヤ基板表面を加工した領域上に形成したノンドープ窒化ガリウム系化合物半導体層のキャリヤ濃度が大きく、加工されていない領域上に形成したノンドープ窒化ガリウム系化合
物半導体層のキャリヤ濃度が小さいことを見い出した。
物半導体層のキャリヤ濃度が小さいことを見い出した。
この特性を利用するためにエッチングを用いてサファイヤ基板表面を加工し、この基板表面上にバッファ層を形成し、このサファイヤ基板表面が加工された領域上のノンドープ窒化ガリウム系化合物半導体層は低抵抗領域となり、このサファイヤ基板表面が加工され
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。
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。
図８は横軸が基板上に加工された凹凸の深さと幅の比（以下アスペクト比）、縦軸がこの加工された領域上に積層されたノンドープＧａＮ層の抵抗を示す図である。横軸の０は加工されていない領域上、即ち、バッファ層の層厚が厚いときのノンドープＧａＮ層の抵抗率を表す。アスペクト比が０．５のとき、即ち、バッファ層の層厚が最も薄くなるとき、ノンドープＧａＮ層の抵抗率が最小値を示すことがわかる。またアスペクト比が０．５以上では加工領域を作成するのが困難になるため、実用的でない。従って、抵抗率に差をつけて電流狭窄層としての作用を得るためには、アスペクト比が０．２５以上０．５以下が好ましく、０．５であるのが最も好ましい。
同図に示すように、ノンドープＧａＮ層の非電流狭窄領域の抵抗率は０．１Ω・ｃｍ以下であるのが好ましく、ここではアスペクト比０．５における抵抗率０．００８Ω・ｃｍが最も好ましい。抵抗率は、ＩｎやＡｌを含む場合異なってくるが、電流狭窄領域と非電
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。
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。
本発明はこれにより、レーザ素子の発振開始電流の低減及び動作電圧の低減が可能な電流狭窄型窒化ガリウム系化合物半導体レーザを提供することができる。
また、本発明によれば絶縁体膜の形成及び再成長技術を必要としないため電流狭窄型窒化ガリウム系化合物半導体レーザが容易に作製可能となる。
上記サファイヤ基板表面の加工とは、エッチングにより凹凸断面形状の溝、Ｕ状と逆Ｕ状の断面形状の溝及びＶ状と逆Ｖ状の断面形状の溝が形成されているサファイヤ基板表面のことを示す。
本発明の素子構造によれば、再成長を行うことなく一回の成長にて電流狭窄層を形成できるため、従来に問題となっていた再成長界面での高抵抗化による発光素子の動作電圧の増加を抑えることができ、また再成長技術を必要としないため作製が容易な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。このため、発振開始電流が小さく、動作電圧の低い信頼性の優れた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。
本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。なお、本願明細書において、窒化ガリウム系化合物半導体とは、例えば、ＩｎxＡｌyＧａ1-x-yＮ（０≦ｘ、０≦ｙ，ｘ＋ｙ≦１）も含むものとする。ここで、半導体発光素子とは半導体レーザ及び発光ダイオードを含むものとする。
本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。
（実施例１）図１は、本発明の一実施例によって作製された電流狭窄型窒化ガリウム系化合物半導体レーザの断面模式図を示す。
窒化ガリウム系化合物半導体レーザの作製には有機金属化合物気相成長法（以下ＭＯＣＶＤ法）を用い、基板としてＳａｐｐｈｉｒｅ基板、Ｖ族原料としてアンモニアＮＨ3、ＩＩＩ族原料としてトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）、Ｐ型不純物としてビスシクロペンタデイエニルマグネシウム（Ｃｐ2Ｍｇ）、Ｎ型不純物としてモノシラン（ＳｉＨ4）を用い、キャリヤガスとしてＨ2またはＮ2を用いる。図６の（ａ）から（ｅ）の作製工程模式図をもとに説明する。
Ｓａｐｐｈｉｒｅ基板１上にエッチングにてストライプ状のＶ状と逆Ｖ状の溝１１を形成する。Ｖ状と逆Ｖ状の溝は深さが１０〜１０００Å、幅が５０〜１０００Åとする。好ましいＶ状溝は深さが５００Å、幅が４００Åとし、逆Ｖ状溝の幅は１０００Åとする。Ｖ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６（ａ））。
ここで、エッチングには好ましくはドライエッチング法、例えば反応性イオンエッチング：ＲＩＥ、反応性イオンビームエッチング：ＲＩＢＥ等を用いる。ここで、エッチングガス種としてＣｌ2を用いた場合、Ｓａｐｐｈｉｒｅのエッチングレートは１９０Å／ｍｉｎとなり、エッチングマスクとしてＳｉＯ2を用いた。
前記Ｓａｐｐｈｉｒｅ基板１をＭＯＣＶＤ装置のサセプタ上に導入し、基板温度１２００℃程度まで昇温し、窒素又は水素雰囲気にさらす。次に、Ｓａｐｐｈｉｒｅ基板１の基板温度を４００〜６５０℃程度まで降温し、Ｓａｐｐｈｉｒｅ基板１にＡｌＮバッファ層０２を約５００Å成長する（図６（ｂ））。
次に、基板温度１０５０℃程度まで昇温しＳｉドープｎ型ＧａＮ層３を０．５〜２μｍ程度成長し、次に、ノンドープＧａＮ層３’を２μｍ程度、ノンドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層４を０．１〜０．３μｍ程度成長する。
ここで、前記サファイヤ基板表面が加工されている領域に形成されたＡｌＮバッファ層２’上のノンドープＧａＮ層３’及びノンドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層４の領域１０のキャリヤ濃度は約５×１０17ｃｍ-3となる。また、前記サファイヤ基板表面が加工されていない領域に形成されたＡｌＮバッファ層２上のノンドープＧａＮ層３’及びノンドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層４の領域１０’のキャリヤ濃度は約２×１０16ｃｍ-3となる。これより高抵抗領域１０’と低抵抗領域１０が形成され、注入された電流は低抵抗領域１０を流れることになり電流狭窄構造が形成される。
次に、基板温度を８００〜８５０℃程度に降温しノンドープＩｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ活性層５を３０〜８００Å成長する。次に、基板温度を１０５０℃程度まで昇温しＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層６を０．１〜０．３μｍ程度成長し、ＭｇドープＧａＮコンタクト層７を０．５〜１μｍ程度成長する（図６（ｃ））。
次に、ｐ型ＧａＮコンタクト層７の上にレジストマスク１００を形成し、ｎ型ＧａＮ層３の表面が露出するまでエッチングを行う（図６（ｄ））。
次に、ウエハを成長室から取り出し、Ｎ2雰囲気、８００℃、２０分にて熱処理を行いＭｇドープ層をｐ型層に変化させる。
ｎ型ＧａＮ層３の表面にＮ型電極９をｐ型ＧａＮコンタクト層７の表面にＰ型電極８を形成する（図６（ｅ））。
本発明の素子構造を有する電流狭窄型窒化ガリウム系化合物半導体レーザの動作電圧は３〜４Ｖ、発振開始電流は６０〜７０ｍＡが得られた。この値は従来の電流狭窄型窒化ガリウム系化合物半導体レーザで得られた値の約１／２である。
（実施例２）図２は、本発明の一実施例によって作製された電流狭窄型窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の断面模式図を示す。
図７の（ａ）から（ｅ）の作製工程模式図をもとに説明する。
Ｓａｐｐｈｉｒｅ基板１上にエッチングにてストライプ状のＶ状と逆Ｖ状の溝１１を形成する。Ｖ状と逆Ｖ状の溝は深さが１０〜１０００Å、幅が５０〜１０００Åとする。好ましいＶ状溝は深さが５００Å、幅が３００Åとし、逆Ｖ状溝の幅は２００Åとする。Ｖ
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））。
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））。
ここで、エッチングには好ましくはドライエッチング法、例えば反応性イオンエッチング：ＲＩＥ、反応性イオンビームエッチング：ＲＩＢＥ等を用いる。ここでは例えば、エッチングガス種としてＣｌ2を用いた場合、Ｓａｐｐｈｉｒｅのエッチングレートは１９０Å／ｍｉｎとなり、例えばエッチングマスクとしてＳｉＯ2を用いた。
前記Ｓａｐｐｈｉｒｅ基板１をＭＯＣＶＤ装置のサセプタ上に導入し、基板温度１２００℃程度まで昇温し、窒素又は水素雰囲気にさらす。次に、Ｓａｐｐｈｉｒｅ基板１の基板温度を４００〜６５０℃程度まで降温し、Ｓａｐｐｈｉｒｅ基板１にＡｌＮバッファ層０２を約５００Å成長する（図７（ｂ））。次に、基板温度１０５０℃程度まで昇温しＳｉドープｎ型ＧａＮ層３を０．５〜２μｍ程度成長し、次に、ノンドープＧａＮ層３’を２μｍ程度、ノンドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層４を０．１〜０．３μｍ程度成長する。
ここで、前記サファイヤ基板表面が加工されている領域に形成されたＡｌＮバッファ層２’上のノンドープＧａＮ層３’及びノンドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層４の領域１０のキャリヤ濃度は約５×１０17ｃｍ-3となる。また、前記サファイヤ基板表面が加工されていない領域に形成されたＡｌＮバッファ層２上のノンドープＧａＮ層３’及びノンドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層４の領域１０’のキャリヤ濃度は約２×１０16ｃｍ-3となる。これより高抵抗領域１０’と低抵抗領域１０が形成され、注入された電流は低抵抗領域１０を流れることになり電流狭窄構造が形成される。
次に、基板温度を８００〜８５０℃程度に降温しノンドープＩｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ活性層５を３０〜８００Å成長する。次に、基板温度を１０５０℃程度まで昇温しＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層６を０．１〜０．３μｍ程度成長し、ＭｇドープＧａＮコンタクト層７を０．５〜１μｍ程度成長する（図７（ｃ））。
次に、ｐ型ＧａＮコンタクト層７の上にレジストマスク１００を形成し、ｎ型ＧａＮ層３の表面が露出するまでエッチングを行う（図７（ｄ））。
次に、ウエハを成長室から取り出し、Ｎ2雰囲気、８００℃、２０分にて熱処理を行いＭｇドープ層をｐ型層に変化させる。
ｎ型ＧａＮ層３の表面にＮ型電極９をｐ型ＧａＮコンタクト層７の表面にＰ型電極８を形成する（図７（ｅ））。
本発明の素子構造を有する電流阻止型窒化ガリウム系化合物半導体発光素子は従来の発光素子に比較して約２倍の輝度が得られた。
（実施例３）図３は、本発明の一実施例によって作製された電流狭窄型窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の断面模式図を示す。ここで、成長に用いられる材料、成長条件等は実施例１及び実施例２と同じであるため省略する。
実施例３はバッファ層０２上に、Ｎ型ＧａＮ層を介さず、ノンドープＧａＮ層３’を成長することが実施例１及び実施例２と違う作製工程である。また、Ｎ型電極９（図示せず）を、ノンドープＧａＮ層３’の領域１０の表面上に形成することにある。
実施例１及び実施例２において形成したＮ型ＧａＮ層３を形成することなく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。
（実施例４）図４は、本発明の一実施例によって作製された電流狭窄型窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の断面模式図を示す。ここで、作製材料及び作製条件等は実施例１及び２と同じであるため省略する。
実施例１及び２との違いは、Ｓａｐｐｈｉｒｅ基板１表面上にエッチングにてストライプ状の凹凸溝１１を形成することにある。凹凸溝は深さが１０〜１０００Å、幅が５０〜２０００Åとする。好ましい凹溝は深さが５００Å、幅が４００Åとし、凸溝の幅は１０
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。
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。
（実施例５）図５は、本発明の一実施例によって作製された電流狭窄型窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の断面模式図を示す。ここで、作製材料及び作製条件等は実施例１及び２と同じであるため省略する。
実施例１及び２との違いは、Ｓａｐｐｈｉｒｅ基板１表面上にエッチングにてストライプ状のＵ状断面と逆Ｕ状断面形状の溝１１を形成することにある。Ｕ状断面と逆Ｕ状断面形状の溝は深さが１０〜１０００Å、幅が５０〜２０００Åとする。好ましいＵ状の溝は
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。
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。
１ サファイヤ基板
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
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007165830A JP4512120B6 (ja) | 2007-06-25 | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子および製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2007165830A JP4512120B6 (ja) | 2007-06-25 | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子および製造方法 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP17082297A Division JP4033519B2 (ja) | 1997-06-02 | 1997-06-27 | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007243228A JP2007243228A (ja) | 2007-09-20 |
| JP2007243228A5 JP2007243228A5 (ja) | 2008-05-01 |
| JP4512120B2 JP4512120B2 (ja) | 2010-07-28 |
| JP4512120B6 true JP4512120B6 (ja) | 2010-10-27 |
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