JP4958288B2 - 発光素子の製造方法 - Google Patents
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(d1)SiC基板を用い、InAlGaN層を発光層として、そのInAlGaN層におけるInなどの組成比を調整することにより波長360nm以下の紫外域での発光を高効率化する(特許文献1)。
(d2)GaN基板上に形成したAl0.1Ga0.9N層/Al0.4Ga0.6N層からなる単層量子井戸構造を発光層として高輝度化をはかる(非特許文献1)。
(実施例1)
図1は、本発明の実施例1のLEDを示す図である。図1において、GaN基板1の上に、(n型GaN層2/n型AlxGa1-xN層3/InAlGaN発光層4/p型AlxGa1-xN層5/p型GaN層6)の積層構造が形成されている。GaN基板1の第2の主平面である裏面にはn電極11が、また、p型GaN層6の上にはp電極12が配置されている。これら対のn電極11とp電極12とに電流を印加することにより、InAlGaN発光層から紫外光が発光される。InAlGaN発光層は、InxaAlyaGa1-xa-yaNの組成を有する。
図4は、本発明の実施例2の紫外発光ダイオードを示す図である。この紫外発光ダイオードは、図1に示す紫外LEDの積層構造と比べて、発光層4と接してGaN基板1に近い側に緩衝層のInxAlyGa1-x-yN層17を配置した点に特徴がある。また、発光層も多重量子井戸構造としているが、発光層についてはこの後に説明する。
本発明の実施例3では、GaN基板上に形成した紫外LED(本発明例)と、GaNテンプレート(サファイア基板上に低温成長GaNバッファ層を介してn型GaNを3μm成長した基板)上に形成した紫外LED(比較例)との光出力の比較を行なった。GaNテンプレートは予め作製したものを用いた。上記本発明例および比較例ともに、図4および図5に示す積層構造を形成した。ただし、GaNテンプレートは裏面側は絶縁体なので、n電極は予め露出させたn型GaN層上に形成した。
図9は、本発明の実施例4における発光素子の積層構造を示す図である。まず、製造方法について説明する。AlxGa1-xN基板(x=0.18)をサセプタ上に配置し、有機金属気相成長法の成膜装置内を減圧に保ちながら積層構造を作製し、紫外発光ダイオード構造を得た。原料には、トリメチルガリウム、トリメチルアルミニウム、トリメチルインジウムアダクト、アンモニア、テトラエチルシラン、ビスエチルシクロペンタジエニルマグネシウムを用いた。まず、成長温度1050℃で、厚さ0.5μmのn型Al0.18Ga0.82Nバッファ層22を成長させた。
この構成により、本発明の発光素子中の貫通転位密度を減らすことができ、非発光中心密度を低減することができる。
光を実現することができるので、白色発光素子の励起用光源などとして照明用途などに広範に適用されることが期待される。
Claims (3)
- 貫通転位密度が1E7cm−2以下の窒化物半導体基板の第1の主表面の側に、第1導電型のAlx1Ga1-x1N層(0≦x1≦1)を形成する工程と、
前記第1導電型のAlx1Ga1-x1N層の上にInAlGaN4元混晶の井戸層と障壁層とを含んだ発光波長360nm以下の発光層を形成する工程と、
前記発光層の上に第2導電型のAlx2Ga1-x2N層(0≦x2≦1)を形成する工程と、
前記第2導電型のAlx2Ga1-x2N層を形成した後に、前記窒化物半導体基板を除去し、前記窒化物半導体基板による波長360nm以下の短波長域の光の吸収をなくす工程とを備える、発光素子の製造方法。 - 前記窒化物半導体基板がGaN基板である、請求項1に記載の発光素子の製造方法。
- 前記窒化物半導体基板がAlxGa1-xN基板(0<x≦1)である、請求項1に記載の発光素子の製造方法。
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