JP4586094B2 - 半導体発光素子 - Google Patents
半導体発光素子 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4586094B2 JP4586094B2 JP2009009324A JP2009009324A JP4586094B2 JP 4586094 B2 JP4586094 B2 JP 4586094B2 JP 2009009324 A JP2009009324 A JP 2009009324A JP 2009009324 A JP2009009324 A JP 2009009324A JP 4586094 B2 JP4586094 B2 JP 4586094B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- growth layer
- growth
- substrate
- lattice constant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Led Devices (AREA)
Description
本発明の他のIII−V族窒化物系半導体発光素子は、III−V族窒化物系の少なくとも1種類の化合物半導体材料からなる複数の単結晶半導体成長層が、該III−V族窒化物系以外の構成材料からなる基板の上に積層されて構成されている積層構造体を備えたIII−V族窒化物系半導体発光素子であって、該基板の熱膨張係数が、該積層構造体のうちで該基板に最も近く位置している第1成長層の熱膨張係数、及び該積層構造体のうちで最も大きな厚さを有する第2成長層の熱膨張係数よりも小さく、該第1成長層は、III−V族窒化物半導体のInGaNの結晶であり、該第2成長層の材料は組成が決められた半導体材料であり、活性層が該第2成長層上にコヒーレント成長をしており、該積層構造体の該第1成長層のバルク格子定数a 1 と該第2成長層のバルク格子定数a 2 とが、0.995a 2 ≦a 1 <a 2 なる関係を満たし、該第2成長層より薄い該第1成長層のバルク格子定数a 1 は、該第1成長層の組成の調整により、該第1成長層が該基板からの引っ張り応力を受けることにより、該第1成長層の格子定数が、該第1成長層のバルク格子定数a 1 よりも大きくなり、該第2成長層のバルク格子定数a 2 と等しくなるような値に設定されており、そのことにより上記目的が達成される。
前記基板と前記積層構造体との間に形成された非単結晶のバッファ層を更に有していてもよい。
前記第2成長層が前記第1成長層にコヒーレント成長していてもよい。
前記第2成長層の厚みが1μm以上であってもよい。
前記バッファ層が、前記第1成長層と同一の組成であってもよい。
a2<a1≦1.005a2
なる関係が満たされる。この結果、第1成長層は、結晶成長よりも低い温度下では、圧縮応力を受けて圧縮歪を生じる。これにより、第1成長層は、面内方向(a軸方向)の格子定数が第1成長層のバルク格子定数よりも小さくなって、第2成長層のバルク格子定数に近づく。
0.995a2≦a1<a2
なる関係が満たされる。これによって、第1成長層は結晶成長よりも低い温度下で、引っ張り応力を受けて引っ張り歪を生じる。これにより、第1成長層は、面内方向(a軸方向)の格子定数が第1成長層のバルク格子定数よりも大きくなって、第2成長層のバルク格子定数に近づく。
本発明の第1の実施形態として、サファイア基板上にLED(発光ダイオード)素子が形成されている構成を説明する。
ε=(a1−a2)/a1×100
と定義し、このバルク格子不整合率εをパラメータに用いている。
本発明の第2の実施形態として、SiC基板上にLED素子が形成されている構成を説明する。
本発明の第3の実施形態として、サファイア基板上にLD(レーザダイオード)素子が形成されている構成を説明する。
一方、比較のために、In0.01Ga0.99N第1成長層32を省略し、それ以外は上記と同様にして比較用LD素子を作製したところ、レーザ発振しなかった。
本発明の第4の実施形態として、SiC基板上にLD素子が形成されている構成を説明する。
その後に、p型GaNコンタクト層60の上面からSiドープGaNコンタクト第2成長層53の内部に至る部分を、幅約200μmのストライプ状にエッチングで除去して、第2成長層53の一部表面を露出させる。次に、n型GaN層53の露出面の上にn型電極41、及びp型GaNコンタクト層60の表面にp型電極42を、それぞれ形成する。以上によって、LD素子400が作製される。
一方、比較のために、In0.01Ga0.99N第1成長層52を省略し、それ以外は上記と同様にして比較用LD素子を作製したところ、レーザ発振しなかった。
20、50 SiC基板
11、21、31、51 バッファ層
12、32 InGaN第1成長層
22、52 AlGaN第1成長層
13、23、33、53 n型GaN第2成長層
14、24、36、56 活性層
15、25、37、57 蒸発防止層
16、26、40、60 p型GaNコンタクト層
34、54 n型AlGaNクラッド層
35、55 n型GaNガイド層
38、58 p型GaNガイド層
39、59 p型AlGaNクラッド層
17、41 n型電極
18、42 p型電極
100、200 LED素子
300、400 LD素子
Claims (6)
- III−V族窒化物系の少なくとも1種類の化合物半導体材料からなる複数の単結晶半導体成長層が、該III−V族窒化物系以外の構成材料からなる基板の上に積層されて構成されている積層構造体を備えたIII−V族窒化物系半導体発光素子であって、
該基板の熱膨張係数が、該積層構造体のうちで該基板に最も近く位置している第1成長層の熱膨張係数、及び該積層構造体のうちで最も大きな厚さを有する第2成長層の熱膨張係数よりも大きく、該第1成長層は、III−V族窒化物半導体のInGaNの結晶であり、該第2成長層の材料は組成が決められた半導体材料であり、
活性層が該第2成長層上にコヒーレント成長をしており、
該積層構造体の該第1成長層のバルク格子定数a1と該第2成長層のバルク格子定数a2とが、a2<a1≦1.005a2なる関係を満たし、
該第2成長層より薄い該第1成長層のバルク格子定数a 1 は、該第1成長層の組成の調整により、該第1成長層が該基板からの圧縮応力を受けることにより、該第1成長層の格子定数が、該第1成長層のバルク格子定数a 1 よりも小さくなり、該第2成長層のバルク格子定数a 2 と等しくなるような値に設定されている、III−V族窒化物系半導体発光素子。 - III−V族窒化物系の少なくとも1種類の化合物半導体材料からなる複数の単結晶半導体成長層が、該III−V族窒化物系以外の構成材料からなる基板の上に積層されて構成されている積層構造体を備えたIII−V族窒化物系半導体発光素子であって、
該基板の熱膨張係数が、該積層構造体のうちで該基板に最も近く位置している第1成長層の熱膨張係数、及び該積層構造体のうちで最も大きな厚さを有する第2成長層の熱膨張係数よりも小さく、該第1成長層は、III−V族窒化物半導体のInGaNの結晶であり、該第2成長層の材料は組成が決められた半導体材料であり、
活性層が該第2成長層上にコヒーレント成長をしており、
該積層構造体の該第1成長層のバルク格子定数a 1 と該第2成長層のバルク格子定数a 2 とが、0.995a 2 ≦a 1 <a 2 なる関係を満たし、
該第2成長層より薄い該第1成長層のバルク格子定数a 1 は、該第1成長層の組成の調整により、該第1成長層が該基板からの引っ張り応力を受けることにより、該第1成長層の格子定数が、該第1成長層のバルク格子定数a 1 よりも大きくなり、該第2成長層のバルク格子定数a 2 と等しくなるような値に設定されている、III−V族窒化物系半導体発光素子。 - 前記基板と前記積層構造体との間に形成された非単結晶のバッファ層を更に有する、請求項1或いは2に記載のIII−V族窒化物系半導体発光素子。
- 前記第2成長層が前記第1成長層にコヒーレント成長している、請求項1或いは2に記載のIII−V族窒化物系半導体発光素子。
- 前記第2成長層の厚みが1μm以上である、請求項1或いは2に記載のIII−V族窒化物系半導体発光素子。
- 前記バッファ層が、前記第1成長層と同一の組成である、請求項3に記載のIII−V族窒化物系半導体発光素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009009324A JP4586094B2 (ja) | 2009-01-19 | 2009-01-19 | 半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009009324A JP4586094B2 (ja) | 2009-01-19 | 2009-01-19 | 半導体発光素子 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28851698A Division JP4530234B2 (ja) | 1998-10-09 | 1998-10-09 | 半導体発光素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009081472A JP2009081472A (ja) | 2009-04-16 |
JP4586094B2 true JP4586094B2 (ja) | 2010-11-24 |
Family
ID=40655937
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009009324A Expired - Fee Related JP4586094B2 (ja) | 2009-01-19 | 2009-01-19 | 半導体発光素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4586094B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5175967B1 (ja) | 2011-10-11 | 2013-04-03 | 株式会社東芝 | 半導体発光素子及び半導体ウェーハ |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10150245A (ja) * | 1996-11-21 | 1998-06-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 窒化ガリウム系半導体の製造方法 |
-
2009
- 2009-01-19 JP JP2009009324A patent/JP4586094B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10150245A (ja) * | 1996-11-21 | 1998-06-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 窒化ガリウム系半導体の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009081472A (ja) | 2009-04-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6441393B2 (en) | Semiconductor devices with selectively doped III-V nitride layers | |
US9793432B2 (en) | Light emitting devices and methods of manufacturing the same | |
US9397232B2 (en) | Nitride semiconductor epitaxial substrate and nitride semiconductor device | |
EP2164115A1 (en) | Nitride semiconductor light emitting element and method for manufacturing nitride semiconductor | |
JP2001160627A5 (ja) | ||
JP3500281B2 (ja) | 窒化ガリウム系半導体素子およびその製造方法 | |
KR20140010587A (ko) | 도핑된 버퍼층을 포함하는 반도체 발광 소자 및 그 제조 방법 | |
JP5401145B2 (ja) | Iii族窒化物積層体の製造方法 | |
JP3545197B2 (ja) | 半導体素子およびその製造方法 | |
JP4530234B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
KR100593936B1 (ko) | 비극성 a면 질화갈륨 단결정 제조방법 | |
KR20130120430A (ko) | 질화물 반도체 소자, 질화물 반도체 웨이퍼 및 질화물 반도체층의 제조 방법 | |
JP2007036255A (ja) | III族窒化物ベースのデバイスのためのシリコンカーボンゲルマニウム(SiCGe)基板 | |
KR101391960B1 (ko) | 저결함 질화물 반도체층을 갖는 고품질 반도체 소자용 기판의 제조 방법 | |
JP4586094B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
JP2015115343A (ja) | 窒化物半導体素子の製造方法 | |
JP4583523B2 (ja) | Iii−v族窒化物半導体発光素子及びその製造方法 | |
JP7205474B2 (ja) | テンプレート基板、電子デバイス,発光デバイス,テンプレート基板の製造方法および電子デバイスの製造方法 | |
JP6290321B2 (ja) | 窒化物半導体エピタキシャル基板の製造方法、及び窒化物半導体デバイスの製造方法 | |
JP6001124B2 (ja) | 窒化物半導体エピタキシャル基板の製造方法、及び窒化物半導体デバイスの製造方法 | |
JP4897285B2 (ja) | 半導体装置用基材およびその製造方法 | |
JP2006120856A (ja) | 半導体発光素子の製造方法 | |
JP4794799B2 (ja) | エピタキシャル基板及び半導体積層構造 | |
JP2001308464A (ja) | 窒化物半導体素子、窒化物半導体結晶の作製方法および窒化物半導体基板 | |
JP6115092B2 (ja) | 半導体発光装置及び半導体発光装置の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090119 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100330 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100528 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100810 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100906 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130910 Year of fee payment: 3 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D04 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |