JP5559814B2 - 窒化物系半導体発光ダイオードおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
まず、図1を参照しながら、本発明による窒化物系半導体発光ダイオードの第1の実施形態を説明する。
以下、図2から図20を参照しながら、本発明による窒化物系半導体発光ダイオードの第2の実施形態を説明する。本実施形態の窒化物系半導体発光ダイオード100は、GaN系半導体を用いた半導体デバイスであり、転位密度を低減するためにELO法によって作製されている。
以下、図21を参照しながら本発明による窒化物系半導体発光ダイオードの第3の実施形態を説明する。
以下、本発明による窒化物系半導体発光ダイオードの第4の実施形態を説明する。
図26は、本発明による第5の実施形態の窒化ガリウム系化合物半導体発光ダイオード300を示す断面図である。図26に示すように、本実施形態に係る窒化ガリウム系化合物半導体発光ダイオード300は、m面から1°以上の角度で傾斜した面を主面とするGaN基板10aおよび半導体積層構造50aを備えている。
11 選択成長層
12 窒化物系半導体積層構造
13 活性層
14 AldGaeN層
15 In含有層
20 AluGavInwN層
22 リセス領域
23 選択成長用マスク
24 種結晶領域
25 エアギャップ
30 AlxGayInzN結晶層
32 InGaN活性層
34 アンドープGaN層
35 In含有層
36 p−AlGaN層
38 GaN層
40 コンタクト層
41 p型電極
42 n型電極
50、50a 半導体積層構造
60 Ga基板
70 半導体積層構造
80 引っ張り歪み領域
81 圧縮歪み領域
85 半導体層
86 GaN基板
87 バッファー層
88 半導体積層構造
89 GaN基板
Claims (11)
- 窒化物系半導体積層構造を有する窒化物系半導体発光ダイオードであって、
前記窒化物系半導体積層構造は、
AlaInbGacN結晶層(a+b+c=1,a≧0,b≧0,c≧0)を含む活性層と、
AldGaeNオーバーフロー抑制層(d+e=1,d>0,e≧0)と、
AlfGagN層(f+g=1,f≧0,g≧0,f<d)と
を含み、
前記AldGaeNオーバーフロー抑制層は、前記活性層と前記AlfGagN層との間に設けられ、
前記AldGaeNオーバーフロー抑制層は、濃度が1×1016atoms/cm3以上8×1018atoms/cm3以下のInを含有するIn含有AlGaN層を含み、
前記In含有AlGaN層は、10nm以上100nm以下の厚みを有し、
前記窒化物系半導体積層構造における主面の法線とm面の法線とが形成する角度が1°以上5°以下であり、
前記Inを含有する層の厚さは、Al d Ga e Nオーバーフロー抑制層の厚さの半分以下である、窒化物系半導体発光ダイオード。 - 前記窒化物系半導体積層構造は、c軸方向またはa軸方向に傾斜している半導体層である請求項1に記載の窒化物系半導体発光ダイオード。
- 前記窒化物系半導体積層構造は、GaN基板の上に設けられており、
前記GaN基板における主面の法線とm面の法線とが形成する角度が1°以上5°以下である、請求項1に記載の窒化物系半導体発光ダイオード。 - 前記Inを含有する層は、前記AldGaeNオーバーフロー抑制層のうち前記活性層に最も近い位置に配置される、請求項1に記載の窒化物系半導体発光ダイオード。
- 前記Inを含有する層におけるIn濃度は、前記活性層から遠ざかるほど減少している、請求項1に記載の窒化物系半導体発光ダイオード。
- 前記活性層と前記AldGaeNオーバーフロー抑制層との間には、アンドープのGaN層が形成されている、請求項1から5のいずれかに記載の窒化物系半導体発光ダイオード。
- 窒化物系半導体積層構造を有する窒化物系半導体発光ダイオードの製造方法であって、
前記窒化物系半導体積層構造のうちの一部として、AlaInbGacN結晶層(a+b+c=1,a≧0,b≧0,c≧0)を含む活性層を形成する工程(a)と、
前記窒化物系半導体積層構造の一部としてAldGaeNオーバーフロー抑制層(d+e=1,d>0,e≧0)を形成する工程(b)と、
前記窒化物系半導体積層構造の一部としてAlfGagN層(f+g=1,f≧0,g≧0,f<d)を形成する工程と
を包含し、
前記工程(b)では、前記AldGaeNオーバーフロー抑制層に、濃度が1×1016atoms/cm3以上8×1018atoms/cm3以下のInを含有するIn含有AlGaN層を形成し、
前記In含有AlGaN層は、10nm以上100nm以下の厚みを有し、
前記窒化物系半導体積層構造における主面の法線とm面の法線とが形成する角度が1°以上5°以下であり、
前記Inを含有する層の厚さは、Al d Ga e Nオーバーフロー抑制層の厚さの半分以下である、窒化物系半導体発光ダイオードの製造方法。 - 前記窒化物系半導体積層構造は、c軸方向またはa軸方向に傾斜している半導体層である、請求項7に記載の窒化物系半導体発光ダイオードの製造方法。
- 前記Inを含有する層は、前記AldGaeNオーバーフロー抑制層のうち前記活性層に最も近い位置に配置される、請求項7または8に記載の窒化物系半導体発光ダイオードの製造方法。
- 窒化物系半導体積層構造を有する窒化物系半導体発光ダイオードであって、
前記窒化物系半導体積層構造は、
AlaInbGacN結晶層(a+b+c=1,a≧0,b≧0,c≧0)を含む活性層と、
AldGaeNオーバーフロー抑制層(d+e=1,d>0,e≧0)と、
AlfGagN層(f+g=1,f≧0,g≧0,f<d)と
を含み、
前記AldGaeNオーバーフロー抑制層は、前記活性層と前記AlfGagN層との間に設けられ、
前記AldGaeNオーバーフロー抑制層は、濃度が1×1016atoms/cm3以上1×1019atoms/cm3以下のInを含有するIn含有AlGaN層を含み、
前記In含有AlGaN層は、10nm以上100nm以下の厚みを有し、
前記窒化物系半導体積層構造における主面の法線とm面の法線とが形成する角度が1°以上5°以下であり、
前記Inを含有する層の厚さは、前記AldGaeNオーバーフロー抑制層の厚さの半分以下である、窒化物系半導体発光ダイオード。 - 窒化物系半導体積層構造を有する窒化物系半導体発光ダイオードの製造方法であって、
前記窒化物系半導体積層構造のうちの一部として、AlaInbGacN結晶層(a+b+c=1,a≧0,b≧0,c≧0)を含む活性層を形成する工程(a)と、
前記窒化物系半導体積層構造の一部としてAldGaeNオーバーフロー抑制層(d+e=1,d>0,e≧0)を形成する工程(b)と、
前記窒化物系半導体積層構造の一部としてAlfGagN層(f+g=1,f≧0,g≧0,f<d)を形成する工程と
を包含し、
前記工程(b)では、前記AldGaeNオーバーフロー抑制層に、濃度が1×1016atoms/cm3以上1×1019atoms/cm3以下のInを含有するIn含有AlGaN層を形成し、
前記In含有AlGaN層は、10nm以上100nm以下の厚みを有し、
前記窒化物系半導体積層構造における主面の法線とm面の法線とが形成する角度が1°以上5°以下であり、
前記Inを含有する層の厚さは、前記AldGaeNオーバーフロー抑制層の厚さの半分以下である、窒化物系半導体発光ダイオードの製造方法。
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