JPH01106476A - ＳｉＣ青色発光ダイオード - Google Patents
ＳｉＣ青色発光ダイオードInfo
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- JPH01106476A JPH01106476A JP62264383A JP26438387A JPH01106476A JP H01106476 A JPH01106476 A JP H01106476A JP 62264383 A JP62264383 A JP 62264383A JP 26438387 A JP26438387 A JP 26438387A JP H01106476 A JPH01106476 A JP H01106476A
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- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 14
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract description 7
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/26—Materials of the light emitting region
- H01L33/34—Materials of the light emitting region containing only elements of group IV of the periodic system
-
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/0004—Devices characterised by their operation
- H01L33/0008—Devices characterised by their operation having p-n or hi-lo junctions
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
げ）産業上の利用分野
本発明はＳｉＣ青色発光ダイオードに関する。
（ロ）従来の技術
６Ｈ−３ｉＣはバンドギャップが大きく、ｐｎ両伝導形
が得られることから青色発光ダイオード用材料として注
目を浴びてきた。
が得られることから青色発光ダイオード用材料として注
目を浴びてきた。
また、６Ｈ−ＳｉＣからなる青色発光ダイオードの発光
層はＬ−Ｈｅｆｔｍａｎｎ らの報告（Ｊｏｕｒｎａｌ
Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ ５５（１／３１，６
９６２．（１９８２））から、カソードルミネッセンス
を用いた測定でｎ側エピタキシャル成長層で発光してい
ることが知られている。更にＧ１１ｎｔｈｅｒ Ｚｉｅ
ｇｌｅｒらの報告（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ、ＥＤ−３０，２７７（１９８
３））では、アルミニウムドープｐ型６Ｈ−ＳｉＣとア
ンドープｎ型６ Ｈ−ＳｉＣを比較すると、アルミニウ
ムドープｐ型６Ｈ−ＳｉＣの方がかなり透過率が低いこ
とを知られている。
層はＬ−Ｈｅｆｔｍａｎｎ らの報告（Ｊｏｕｒｎａｌ
Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ ５５（１／３１，６
９６２．（１９８２））から、カソードルミネッセンス
を用いた測定でｎ側エピタキシャル成長層で発光してい
ることが知られている。更にＧ１１ｎｔｈｅｒ Ｚｉｅ
ｇｌｅｒらの報告（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ、ＥＤ−３０，２７７（１９８
３））では、アルミニウムドープｐ型６Ｈ−ＳｉＣとア
ンドープｎ型６ Ｈ−ＳｉＣを比較すると、アルミニウ
ムドープｐ型６Ｈ−ＳｉＣの方がかなり透過率が低いこ
とを知られている。
これらの点から、Ｓｉに青色発光ダイオードの構造とし
ては、一般に第３図に示す如く、ｐ型の・−ｂＨ−３ｉ
Ｃ基板（１）上ＪｃフルミニＡ（Ａｅ）がＦ−プされた
９ｍ１０６Ｈ−３ｉＣ層（２）とアルミニウム及び窒素
（Ｎ）がドープされたｎ型６Ｈ−３ｉＣ層（３）と！（
、ｉ、。
ては、一般に第３図に示す如く、ｐ型の・−ｂＨ−３ｉ
Ｃ基板（１）上ＪｃフルミニＡ（Ａｅ）がＦ−プされた
９ｍ１０６Ｈ−３ｉＣ層（２）とアルミニウム及び窒素
（Ｎ）がドープされたｎ型６Ｈ−３ｉＣ層（３）と！（
、ｉ、。
を順次積層すると共に基板（１）裏面及びｎ型Ｓ ｉ
Ｃ：”Ｔ。
Ｃ：”Ｔ。
層（３）上に第１、第２のオーミック電極＜４１ （５
１が形成されたものが知られている。
１が形成されたものが知られている。
（ハ）発明が解決しようとする問題煮
熱るに、このようなホモ接合のＳｉＣ発光ダイオードで
は発光効率が低いという問題があった。
は発光効率が低いという問題があった。
斯る原因を鋭意探究した結果、上記したホモ接合では第
４図にそのエネルギ図を示す如く、順方向バイアス印加
時の接合（６）がなだらかな傾斜接合となるため、実際
の発光領域となるｎ型−２１１）６Ｈ−状態が生じにく
く、その結果、ｎ型ＳｉＣ層（３）中ゞのドナレベル（
７）とアクセプタレベル（８）との間もしくは伝導帯（
９）とアクセプタレベル（８）との間で生じる電子αυ
と正孔＠との再結合効率が低くなるためであることが判
明した。
４図にそのエネルギ図を示す如く、順方向バイアス印加
時の接合（６）がなだらかな傾斜接合となるため、実際
の発光領域となるｎ型−２１１）６Ｈ−状態が生じにく
く、その結果、ｎ型ＳｉＣ層（３）中ゞのドナレベル（
７）とアクセプタレベル（８）との間もしくは伝導帯（
９）とアクセプタレベル（８）との間で生じる電子αυ
と正孔＠との再結合効率が低くなるためであることが判
明した。
尚、第４図中、αＯは価電子帯を示しまたドナレベル（
７）及びアクセプタレベル（８）は夫々窒素及びアルミ
ニウムにより形成される不純物レベルである。
７）及びアクセプタレベル（８）は夫々窒素及びアルミ
ニウムにより形成される不純物レベルである。
に）問題点を解決するための手段
本発明は斯る点に鑑みてなされたもので、その構成的特
徴は、一導電型の６Ｈ−５ｉＣ層を核層とにある。
徴は、一導電型の６Ｈ−５ｉＣ層を核層とにある。
（ホ）作用
斯る構造では順方向バイアス印加時に、６Ｈ−３ｉＣ層
中の電子及び正孔の密度が高くなる。
中の電子及び正孔の密度が高くなる。
（へ）実施例
第１図は本発明の実施例を示し、ｐ型４Ｈ３ｉＣ基板（
１１Ｊ上にアルミニウムがドープされたｐ全４Ｈ−Ｓｉ
Ｃ層図、アルミニウム及び窒素がドープされたｎ型６Ｈ
−ＳｉＣ層側及び窒素がドープされたｎ型４ Ｈ−３ｉ
ＣＪＩ（１４１を順次積層すると共に基板αυ裏面及
びｐ型４ Ｈ−５ｉ Ｃ１ｍ（１４１上にオーミック性
の第１、第２電極ａ５（至）が形成されている。
１１Ｊ上にアルミニウムがドープされたｐ全４Ｈ−Ｓｉ
Ｃ層図、アルミニウム及び窒素がドープされたｎ型６Ｈ
−ＳｉＣ層側及び窒素がドープされたｎ型４ Ｈ−３ｉ
ＣＪＩ（１４１を順次積層すると共に基板αυ裏面及
びｐ型４ Ｈ−５ｉ Ｃ１ｍ（１４１上にオーミック性
の第１、第２電極ａ５（至）が形成されている。
第２図１ａ）（ｂ）は斯る本実施例のｐ型４ＨＳｉＣ層
（２）、ｎ型６Ｈ−３ｉＣ層日及びｎ型４Ｈ−ＳｉＣ層
側のエネルギ状態を示し、具体的には第２図１ａ）は熱
弘衡時のエネルギ状態を、又第２回出）は順方向バイア
ス印加時のエネルギ状態を夫々示す。
（２）、ｎ型６Ｈ−３ｉＣ層日及びｎ型４Ｈ−ＳｉＣ層
側のエネルギ状態を示し、具体的には第２図１ａ）は熱
弘衡時のエネルギ状態を、又第２回出）は順方向バイア
ス印加時のエネルギ状態を夫々示す。
第２図（ａ）に示す如く、ｐ全４Ｈ−３ｉＣ層は及びｎ
型４Ｈ−３ｉＣ層（１４）（７）禁制帯幅は約３．２７
ｅＶであり、又ｎ型６Ｈ−５ｉＣ層日の禁制帯幅は約３
．０２ｅＶであるつこのため、順方向バイアスを印加す
ると第２図（′ｂ）に示す如く、ｎ型’６Ｈ−３ｉＣ層
日とｐ全４Ｈ−３ｉＣ層（功との接合αでの伝導帯α層
側及びｎ型４ Ｈ−Ｓ ｉ ＣＮＩＱ４Ｊとｎ型６Ｈ−
３ｉＣ層叩との接合α１の価電子帯−■側に夫々高さ約
０．２ｅＶの障壁＠＠が生じる。このため、ｎ型６Ｈ−
ＳｉＣ層（至）からｐ全４Ｈ−３ｉＣ層（２）への電子
＠の注入及びｎ型ｂ Ｈ−Ｓ ｉ ＣＪＩ（１３からｎ
型４Ｈ−３ｉＣ層α勾への正孔（至）の注入はその大部
分が上記障壁＠＠により夫々阻止される。尚、このとき
、ｎ型４Ｈ−３ｉＣ層α滲とｎ型６ Ｈ−３ｉ Ｃ７１
Ｑ３との接合α喝の伝導帯α層側及びｎ型ｂ Ｈ−Ｓ
ｉ （ＪＩ０３とｐ全４Ｈ−９ｉＣ層＠との接合αηの
価電子帯■側にも夫々障壁（ト）■が生じるが、斯る障
壁（２５＋■は非常に低いため、ｎ型４Ｈ−５ｉＣ層α
勺からｎ型６Ｈ−３ｉＣ層（至）への電子θの注入及び
ｐ全４Ｈ−ＳｉＣ層■からｎ型６Ｈ−３ｉＣ層（至）へ
の正孔（至）の注入は効率良く行なわれる。
型４Ｈ−３ｉＣ層（１４）（７）禁制帯幅は約３．２７
ｅＶであり、又ｎ型６Ｈ−５ｉＣ層日の禁制帯幅は約３
．０２ｅＶであるつこのため、順方向バイアスを印加す
ると第２図（′ｂ）に示す如く、ｎ型’６Ｈ−３ｉＣ層
日とｐ全４Ｈ−３ｉＣ層（功との接合αでの伝導帯α層
側及びｎ型４ Ｈ−Ｓ ｉ ＣＮＩＱ４Ｊとｎ型６Ｈ−
３ｉＣ層叩との接合α１の価電子帯−■側に夫々高さ約
０．２ｅＶの障壁＠＠が生じる。このため、ｎ型６Ｈ−
ＳｉＣ層（至）からｐ全４Ｈ−３ｉＣ層（２）への電子
＠の注入及びｎ型ｂ Ｈ−Ｓ ｉ ＣＪＩ（１３からｎ
型４Ｈ−３ｉＣ層α勾への正孔（至）の注入はその大部
分が上記障壁＠＠により夫々阻止される。尚、このとき
、ｎ型４Ｈ−３ｉＣ層α滲とｎ型６ Ｈ−３ｉ Ｃ７１
Ｑ３との接合α喝の伝導帯α層側及びｎ型ｂ Ｈ−Ｓ
ｉ （ＪＩ０３とｐ全４Ｈ−９ｉＣ層＠との接合αηの
価電子帯■側にも夫々障壁（ト）■が生じるが、斯る障
壁（２５＋■は非常に低いため、ｎ型４Ｈ−５ｉＣ層α
勺からｎ型６Ｈ−３ｉＣ層（至）への電子θの注入及び
ｐ全４Ｈ−ＳｉＣ層■からｎ型６Ｈ−３ｉＣ層（至）へ
の正孔（至）の注入は効率良く行なわれる。
この結果、本実施例装置ではｎ型６Ｈ−３ｉＣ層（至）
において、伝導帯α印もしくはドナレベル■に位置する
電子（２）とアクセプタレベル■に位置する正孔（至）
とが再結合し、エネルギｈＦ＊２．６ｅＶの光即ち波長
４８０ ｎｍの青色光が発せられることとなる。また、
このとき、障壁■■によりｐ全４Ｈ−５ｉＣ層＠への電
子（２）の注入及びｎ型４Ｈ−ＳｉＣ１層α句への正孔
（至）の注入が阻止されているため、ｎ型６Ｈ−ＳｉＣ
層（２）中は電子器及び正孔（財）が高密度に存在する
領域となる。従って、斯るｎ型６Ｈ−ＳｉＣ層側では、
第３図の従来装置の接合（６）近傍に較べて電子のと正
孔（財）との再結合効率が向上し、その結果発光効率も
向上することとなる。
において、伝導帯α印もしくはドナレベル■に位置する
電子（２）とアクセプタレベル■に位置する正孔（至）
とが再結合し、エネルギｈＦ＊２．６ｅＶの光即ち波長
４８０ ｎｍの青色光が発せられることとなる。また、
このとき、障壁■■によりｐ全４Ｈ−５ｉＣ層＠への電
子（２）の注入及びｎ型４Ｈ−ＳｉＣ１層α句への正孔
（至）の注入が阻止されているため、ｎ型６Ｈ−ＳｉＣ
層（２）中は電子器及び正孔（財）が高密度に存在する
領域となる。従って、斯るｎ型６Ｈ−ＳｉＣ層側では、
第３図の従来装置の接合（６）近傍に較べて電子のと正
孔（財）との再結合効率が向上し、その結果発光効率も
向上することとなる。
尚、第２図中、ドナレベル匈及びアクセプタレベル■は
夫々不純物としてドープされた窒素もしくはアルミニウ
ムが形成するレベルである。
夫々不純物としてドープされた窒素もしくはアルミニウ
ムが形成するレベルである。
マタ１本実施例テ４−１．６ Ｈ−５ｉ ＣＪＩａ３を
ｎ型としたが、ｐ型としても同様な効果が得られること
しても良い。
ｎ型としたが、ｐ型としても同様な効果が得られること
しても良い。
１ト） 発明の効果
本発明によれば、電子と正孔とが再結合を生じる領域に
おけるキャリアの高密度化がはかれるので、従来に比し
て高効率で青色光を発生することができる。
おけるキャリアの高密度化がはかれるので、従来に比し
て高効率で青色光を発生することができる。
第１図は本発明の実施例を示す断面図、第２図１ａｌ
Ｔｏｌは本実施例のエネルギ状態を示す模式図、第３図
は従来例を示す断面図、第４図は従来例のエネルギ状態
を示す模式図である。 ｔｉａ−ｐ型４Ｈ−３ｉＣ層、（１３・・・ｎ型６Ｈ−
Ｓｉ２層、ｕ４Ｊ−ｎ型４Ｈ−３ｉＣ層。
Ｔｏｌは本実施例のエネルギ状態を示す模式図、第３図
は従来例を示す断面図、第４図は従来例のエネルギ状態
を示す模式図である。 ｔｉａ−ｐ型４Ｈ−３ｉＣ層、（１３・・・ｎ型６Ｈ−
Ｓｉ２層、ｕ４Ｊ−ｎ型４Ｈ−３ｉＣ層。
Claims (1)
- （１）一導電型の６Ｈ−ＳｉＣ層を該層と同導電型を示
す４Ｈ−ＳｉＣ層及び該４Ｈ−ＳｉＣ層とは逆導電型を
示す４Ｈ−ＳｉＣ層で挾装したことを特徴とするＳｉＣ
青色発光ダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26438387A JPH0797659B2 (ja) | 1987-10-20 | 1987-10-20 | ＳｉＣ青色発光ダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26438387A JPH0797659B2 (ja) | 1987-10-20 | 1987-10-20 | ＳｉＣ青色発光ダイオード |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01106476A true JPH01106476A (ja) | 1989-04-24 |
| JPH0797659B2 JPH0797659B2 (ja) | 1995-10-18 |
Family
ID=17402391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26438387A Expired - Lifetime JPH0797659B2 (ja) | 1987-10-20 | 1987-10-20 | ＳｉＣ青色発光ダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0797659B2 (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1990007196A2 (en) * | 1988-12-14 | 1990-06-28 | Cree Research, Inc. | Blue light emitting diode formed in silicon carbide |
| US5079601A (en) * | 1989-12-20 | 1992-01-07 | International Business Machines Corporation | Optoelectronic devices based on intraband transitions in combinations of type i and type ii tunnel junctions |
| JPH05175239A (ja) * | 1991-06-14 | 1993-07-13 | Cree Res Inc | 高電力、高周波金属−半導体電界効果トランジスタ |
| US5338944A (en) * | 1993-09-22 | 1994-08-16 | Cree Research, Inc. | Blue light-emitting diode with degenerate junction structure |
| US6686616B1 (en) | 2000-05-10 | 2004-02-03 | Cree, Inc. | Silicon carbide metal-semiconductor field effect transistors |
| US6902964B2 (en) | 2001-10-24 | 2005-06-07 | Cree, Inc. | Methods of fabricating delta doped silicon carbide metal-semiconductor field effect transistors having a gate disposed in a double recess structure |
| US6956239B2 (en) | 2002-11-26 | 2005-10-18 | Cree, Inc. | Transistors having buried p-type layers beneath the source region |
| US7265399B2 (en) | 2004-10-29 | 2007-09-04 | Cree, Inc. | Asymetric layout structures for transistors and methods of fabricating the same |
| US7326962B2 (en) | 2004-12-15 | 2008-02-05 | Cree, Inc. | Transistors having buried N-type and P-type regions beneath the source region and methods of fabricating the same |
| US7348612B2 (en) | 2004-10-29 | 2008-03-25 | Cree, Inc. | Metal-semiconductor field effect transistors (MESFETs) having drains coupled to the substrate and methods of fabricating the same |
| US7402844B2 (en) | 2005-11-29 | 2008-07-22 | Cree, Inc. | Metal semiconductor field effect transistors (MESFETS) having channels of varying thicknesses and related methods |
| US7646043B2 (en) | 2006-09-28 | 2010-01-12 | Cree, Inc. | Transistors having buried p-type layers coupled to the gate |
| US8203185B2 (en) | 2005-06-21 | 2012-06-19 | Cree, Inc. | Semiconductor devices having varying electrode widths to provide non-uniform gate pitches and related methods |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104201211B (zh) * | 2014-08-27 | 2016-03-30 | 温州大学 | 制备SiC超快恢复二极管及工艺 |
-
1987
- 1987-10-20 JP JP26438387A patent/JPH0797659B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5027168A (en) * | 1988-12-14 | 1991-06-25 | Cree Research, Inc. | Blue light emitting diode formed in silicon carbide |
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| JPH05175239A (ja) * | 1991-06-14 | 1993-07-13 | Cree Res Inc | 高電力、高周波金属−半導体電界効果トランジスタ |
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| US7067361B2 (en) | 2000-05-10 | 2006-06-27 | Cree, Inc. | Methods of fabricating silicon carbide metal-semiconductor field effect transistors |
| US6686616B1 (en) | 2000-05-10 | 2004-02-03 | Cree, Inc. | Silicon carbide metal-semiconductor field effect transistors |
| US6902964B2 (en) | 2001-10-24 | 2005-06-07 | Cree, Inc. | Methods of fabricating delta doped silicon carbide metal-semiconductor field effect transistors having a gate disposed in a double recess structure |
| US6906350B2 (en) | 2001-10-24 | 2005-06-14 | Cree, Inc. | Delta doped silicon carbide metal-semiconductor field effect transistors having a gate disposed in a double recess structure |
| US6956239B2 (en) | 2002-11-26 | 2005-10-18 | Cree, Inc. | Transistors having buried p-type layers beneath the source region |
| US7297580B2 (en) | 2002-11-26 | 2007-11-20 | Cree, Inc. | Methods of fabricating transistors having buried p-type layers beneath the source region |
| US7265399B2 (en) | 2004-10-29 | 2007-09-04 | Cree, Inc. | Asymetric layout structures for transistors and methods of fabricating the same |
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| US8203185B2 (en) | 2005-06-21 | 2012-06-19 | Cree, Inc. | Semiconductor devices having varying electrode widths to provide non-uniform gate pitches and related methods |
| US7402844B2 (en) | 2005-11-29 | 2008-07-22 | Cree, Inc. | Metal semiconductor field effect transistors (MESFETS) having channels of varying thicknesses and related methods |
| US7646043B2 (en) | 2006-09-28 | 2010-01-12 | Cree, Inc. | Transistors having buried p-type layers coupled to the gate |
| US7943972B2 (en) | 2006-09-28 | 2011-05-17 | Cree, Inc. | Methods of fabricating transistors having buried P-type layers coupled to the gate |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0797659B2 (ja) | 1995-10-18 |
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