JPH04257276A - 半導体素子 - Google Patents
半導体素子Info
- Publication number
- JPH04257276A JPH04257276A JP3039085A JP3908591A JPH04257276A JP H04257276 A JPH04257276 A JP H04257276A JP 3039085 A JP3039085 A JP 3039085A JP 3908591 A JP3908591 A JP 3908591A JP H04257276 A JPH04257276 A JP H04257276A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- lattice mismatch
- active layer
- algainp
- gainp
- 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.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- 230000002040 relaxant effect Effects 0.000 claims 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 abstract 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 3
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000370 acceptor Substances 0.000 description 2
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002058 ternary alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、直接遷移型のＩＩＩ
−Ｖ系混晶であるＧａＩｎＰ 系混晶から構成される発
光ダイオード（ＬＥＤ）等の半導体素子に関する。
−Ｖ系混晶であるＧａＩｎＰ 系混晶から構成される発
光ダイオード（ＬＥＤ）等の半導体素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＩＩＩ −Ｖ族の三元合金の化合物半導
体材料であるＧａＩｎＰ を主成分とするＡｌＧａＩｎ
Ｐ 系は、窒化物を除くＩＩＩ −Ｖ族化合物半導体中
で最大の直接遷移型バンドギャップを有し、赤色発光は
もちろんのこと緑色〜黄色の光を放射する発光素子を構
成する材料として最も有利な材料であり、現在赤色ＬＤ
用およびＬＥＤ用材料として使用されている。
体材料であるＧａＩｎＰ を主成分とするＡｌＧａＩｎ
Ｐ 系は、窒化物を除くＩＩＩ −Ｖ族化合物半導体中
で最大の直接遷移型バンドギャップを有し、赤色発光は
もちろんのこと緑色〜黄色の光を放射する発光素子を構
成する材料として最も有利な材料であり、現在赤色ＬＤ
用およびＬＥＤ用材料として使用されている。
【０００３】このようなＡｌＧａＩｎＰ 系混晶の半導
体素子として、ＧａＰ 基板上に、歪超格子層またはＧ
ａＩｎＰ 系格子不整合緩和層と、ＡｌＧａＩｎＰ も
しくはＧａＩｎＰ 活性層およびＡｌＧａＩｎＰ クラ
ッド層からなる多層とが順次形成されてなる半導体素子
が開示されている（特開平１−２４３４８２号公報およ
び特開平１−３１５１７４号公報参照）。
体素子として、ＧａＰ 基板上に、歪超格子層またはＧ
ａＩｎＰ 系格子不整合緩和層と、ＡｌＧａＩｎＰ も
しくはＧａＩｎＰ 活性層およびＡｌＧａＩｎＰ クラ
ッド層からなる多層とが順次形成されてなる半導体素子
が開示されている（特開平１−２４３４８２号公報およ
び特開平１−３１５１７４号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の半導体素子を用
いて面発光型のＬＥＤとした場合、ＧａＰ 基板は活性
層から放出される光に対して透明であるから、基板によ
る発光の吸収がなくなり、発光輝度が向上する。また、
端面発光型の半導体素子とすることも可能であり、基板
側から光を取り出すことも可能である。このように発光
を取り出す方向が制限されないという効果を奏する。
いて面発光型のＬＥＤとした場合、ＧａＰ 基板は活性
層から放出される光に対して透明であるから、基板によ
る発光の吸収がなくなり、発光輝度が向上する。また、
端面発光型の半導体素子とすることも可能であり、基板
側から光を取り出すことも可能である。このように発光
を取り出す方向が制限されないという効果を奏する。
【０００５】しかしながら、上記の半導体素子の格子不
整合緩和層は、若干ではあるが発光を吸収する為に、高
輝度化の妨げとなっていた。
整合緩和層は、若干ではあるが発光を吸収する為に、高
輝度化の妨げとなっていた。
【０００６】従って本発明の目的は、素子自体の発光の
吸収をなくして、より高輝度の発光が得られる半導体素
子を提供することにある。
吸収をなくして、より高輝度の発光が得られる半導体素
子を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体素子においては、ＧａＰ 基板上に
、格子不整合緩和層と、ＡｌＧａＩｎＰ もしくはＧａ
ＩｎＰ 活性層（以下、単に「活性層」ともいう。）お
よびＡｌＧａＩｎＰ クラッド層を少なくとも含んだ多
層とが順次形成されてなり、該格子不整合緩和層を構成
する化合物半導体の最小バンドギャップが該活性層のバ
ンドギャップより０．０５ｅＶ以上大きいことを特徴と
するものである。
に、本発明の半導体素子においては、ＧａＰ 基板上に
、格子不整合緩和層と、ＡｌＧａＩｎＰ もしくはＧａ
ＩｎＰ 活性層（以下、単に「活性層」ともいう。）お
よびＡｌＧａＩｎＰ クラッド層を少なくとも含んだ多
層とが順次形成されてなり、該格子不整合緩和層を構成
する化合物半導体の最小バンドギャップが該活性層のバ
ンドギャップより０．０５ｅＶ以上大きいことを特徴と
するものである。
【０００８】ＧａＰ 基板上に格子不整合緩和層、Ａｌ
ＧａＩｎＰ クラッド層および活性層を成長させる方法
として、従来既知のＭＯＶＰＥ（有機金属気相エピタキ
シャル成長法）、ＭＢＥ（分子線エピタキシャル成長法
）から選ばれる方法が用いられる。
ＧａＩｎＰ クラッド層および活性層を成長させる方法
として、従来既知のＭＯＶＰＥ（有機金属気相エピタキ
シャル成長法）、ＭＢＥ（分子線エピタキシャル成長法
）から選ばれる方法が用いられる。
【０００９】格子不整合緩和層は、歪超格子構造を有す
る層を成長させることにより、または〔Ａｌｙ Ｇａ１
−ｙ 〕ｘ Ｉｎ１−ｘ Ｐ （０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦
１）の混晶比ｘおよびｙを徐々に変化させて、ＧａＰ
基板側から目的の混晶（活性層またはＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層）側へと階段的な多層構造あるいは連続的な
組成勾配構造の層を成長させることにより、形成される
。
る層を成長させることにより、または〔Ａｌｙ Ｇａ１
−ｙ 〕ｘ Ｉｎ１−ｘ Ｐ （０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦
１）の混晶比ｘおよびｙを徐々に変化させて、ＧａＰ
基板側から目的の混晶（活性層またはＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層）側へと階段的な多層構造あるいは連続的な
組成勾配構造の層を成長させることにより、形成される
。
【００１０】本発明においては、格子不整合緩和層を構
成する化合物半導体の最小バンドギャップを、活性層の
バンドギャップよりも０．０５ｅＶ以上大きくなるよう
に適宜設定し、例えば図４を参考にして、所望のバンド
ギャップを有する混晶比のものを成長させる。尚、上記
要件を満たすものであれば、格子不整合緩和層としてＺ
ｎＳｅ等のＩＩ−ＶＩ系の化合物半導体材料を用いても
構わない。しかしながら、ＩＩＩ −Ｖ系混晶、特にＡ
ｌＧａＩｎＰ 混晶を主成分とするものが望ましい。
成する化合物半導体の最小バンドギャップを、活性層の
バンドギャップよりも０．０５ｅＶ以上大きくなるよう
に適宜設定し、例えば図４を参考にして、所望のバンド
ギャップを有する混晶比のものを成長させる。尚、上記
要件を満たすものであれば、格子不整合緩和層としてＺ
ｎＳｅ等のＩＩ−ＶＩ系の化合物半導体材料を用いても
構わない。しかしながら、ＩＩＩ −Ｖ系混晶、特にＡ
ｌＧａＩｎＰ 混晶を主成分とするものが望ましい。
【００１１】歪超格子は、格子定数の異なる数種の１０
〜２，０００ Åのエピタキシャル成長薄膜を５層以上
交互に成長させた構造で、ヘテロ界面に格子定数の差に
起因する歪場が存在している。これは、エピタキシャル
成長薄膜が非常に薄い場合、ミスフィット転位が入り難
く、また界面の歪場が転位の伝播を止める作用を持って
いること等を利用したものである。本発明では、例えば
ＧａＰ 基板上にＡｌＩｎＰ ／ＧａＰ の構造を少な
くとも含んだ歪超格子を使うことができる。
〜２，０００ Åのエピタキシャル成長薄膜を５層以上
交互に成長させた構造で、ヘテロ界面に格子定数の差に
起因する歪場が存在している。これは、エピタキシャル
成長薄膜が非常に薄い場合、ミスフィット転位が入り難
く、また界面の歪場が転位の伝播を止める作用を持って
いること等を利用したものである。本発明では、例えば
ＧａＰ 基板上にＡｌＩｎＰ ／ＧａＰ の構造を少な
くとも含んだ歪超格子を使うことができる。
【００１２】活性層およびＡｌＧａＩｎＰ クラッド層
からなる多層は、ＡｌＧａＩｎＰ クラッド層、ＧａＩ
ｎＰ 活性層およびＡｌＧａＩｎＰ クラッド層からな
るダブルヘテロ構造、あるいはＧａＩｎＰ 活性層およ
びＡｌＧａＩｎＰ クラッド層からなるシングルヘテロ
構造等からなるものである。尚、本発明における格子不
整合緩和層は、活性層よりもバンドギャップが大きいた
めクラッド層となり得る。従って、格子不整合緩和層を
クラッド層として用いることもできる。
からなる多層は、ＡｌＧａＩｎＰ クラッド層、ＧａＩ
ｎＰ 活性層およびＡｌＧａＩｎＰ クラッド層からな
るダブルヘテロ構造、あるいはＧａＩｎＰ 活性層およ
びＡｌＧａＩｎＰ クラッド層からなるシングルヘテロ
構造等からなるものである。尚、本発明における格子不
整合緩和層は、活性層よりもバンドギャップが大きいた
めクラッド層となり得る。従って、格子不整合緩和層を
クラッド層として用いることもできる。
【００１３】本発明に係る半導体素子は、ダブルヘテロ
接合またはシングルヘテロ接合のいいずれの構造であっ
ても、ＬＥＤ用材料として好適に利用され得る。ヘテロ
接合部にｐ−ｎ接合を形成し面発光素子としてもよいし
、多層に選択的に異種導電型となるドーパントを拡散し
、拡散領域とＧａＩｎＰ 活性層により発光領域を形成
してＬＥＤとしてもよい。拡散ドーパントとしてはＧａ
ＩｎＰ 活性層の伝導型により異なり、ドナーではＳ、
Ｓｉ、Ｔｅ、Ｓｅ等、アクセプタではＧｅ、Ｂｅ、Ｃｄ
、Ｍｇ、Ｚｎ等が例示される。
接合またはシングルヘテロ接合のいいずれの構造であっ
ても、ＬＥＤ用材料として好適に利用され得る。ヘテロ
接合部にｐ−ｎ接合を形成し面発光素子としてもよいし
、多層に選択的に異種導電型となるドーパントを拡散し
、拡散領域とＧａＩｎＰ 活性層により発光領域を形成
してＬＥＤとしてもよい。拡散ドーパントとしてはＧａ
ＩｎＰ 活性層の伝導型により異なり、ドナーではＳ、
Ｓｉ、Ｔｅ、Ｓｅ等、アクセプタではＧｅ、Ｂｅ、Ｃｄ
、Ｍｇ、Ｚｎ等が例示される。
【００１４】
【実施例】以下、本発明に係る半導体素子の実施例を図
面に基づいて詳細に説明する。
面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】図１はＧａＰ 基板１を用いたダブルヘテ
ロ構造の基本構造で、この構造は、ＧａＰ 基板１上に
格子不整合緩和層２を形成し、さらにダブルヘテロ接合
を有する多層、すなわちＡｌＧａＩｎＰ クラッド層３
、Ａｌを含有しないＧａＩｎＰ 活性層４およびＡｌＧ
ａＩｎＰ クラッド層５を順にエピタキシャル成長させ
たものである。
ロ構造の基本構造で、この構造は、ＧａＰ 基板１上に
格子不整合緩和層２を形成し、さらにダブルヘテロ接合
を有する多層、すなわちＡｌＧａＩｎＰ クラッド層３
、Ａｌを含有しないＧａＩｎＰ 活性層４およびＡｌＧ
ａＩｎＰ クラッド層５を順にエピタキシャル成長させ
たものである。
【００１６】この構造は、ＧａＩｎＰ 活性層４をＧａ
Ｐ 基板１に成長させたものであるが、Ａｌを含有する
ＡｌＧａＩｎＰ を活性層とすることも可能である。特
にＧａＩｎＰ 活性層４ではＡｌを含有しないので素子
として安定性、信頼性が大幅に向上した。またＧａＰ
基板１および格子不整合緩和層２はＧａＩｎＰ 活性層
４からの発光に対して透明であり、面発光型ＬＥＤとし
て使うと、外部量子効率が大幅に向上した。
Ｐ 基板１に成長させたものであるが、Ａｌを含有する
ＡｌＧａＩｎＰ を活性層とすることも可能である。特
にＧａＩｎＰ 活性層４ではＡｌを含有しないので素子
として安定性、信頼性が大幅に向上した。またＧａＰ
基板１および格子不整合緩和層２はＧａＩｎＰ 活性層
４からの発光に対して透明であり、面発光型ＬＥＤとし
て使うと、外部量子効率が大幅に向上した。
【００１７】ＧａＰ 基板１は熱伝導率が高くて放熱性
に優れているため、ＧａＩｎＰ 活性層４での発熱が効
率良く放散され、素子の安定化に役立っている。素子の
構造上、活性層からの発光を吸収する層がないので、素
子にした場合に発光を取り出す方向に制限がなく、素子
の設計上での自由度が大きい。
に優れているため、ＧａＩｎＰ 活性層４での発熱が効
率良く放散され、素子の安定化に役立っている。素子の
構造上、活性層からの発光を吸収する層がないので、素
子にした場合に発光を取り出す方向に制限がなく、素子
の設計上での自由度が大きい。
【００１８】上記ＧａＰ 基板１を用いた発光素子にお
いて、例えば黄色ＬＥＤを製造する場合には、図２に示
すように、通常のダブルヘテロ構造の高輝度ＬＥＤと同
様の構造で良く、ＧａＩｎＰ 活性層４のバンドギャッ
プを２．１５ ｅＶ 、格子不整合緩和層２の最小バン
ドギャップを２．３ ｅＶより大きく、ＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層３、５のバンドギャップを２．３５ ｅＶ
と設定すれば良い。
いて、例えば黄色ＬＥＤを製造する場合には、図２に示
すように、通常のダブルヘテロ構造の高輝度ＬＥＤと同
様の構造で良く、ＧａＩｎＰ 活性層４のバンドギャッ
プを２．１５ ｅＶ 、格子不整合緩和層２の最小バン
ドギャップを２．３ ｅＶより大きく、ＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層３、５のバンドギャップを２．３５ ｅＶ
と設定すれば良い。
【００１９】また図３に示すように、構成している多層
とは異なる伝導型のドーパント（すなわちＧａＩｎＰ
活性層４の伝導型がｐ型ではドナー、ｎ型ではアクセプ
タ）を拡散して、拡散領域ＤＲによって発光領域ＡＲを
形成し、ｐ側電極材およびｎ側電極材Ｅ１、Ｅ２を真空
蒸着等の手段によって設けてもよい。発光の取り出し方
向は、端面方向でもよいし、また面方向でもよい。また
短波長のＬＤを製造するには、さらに材料の両端を劈開
および誘電体多層膜の形成により反射率を制御する等し
て、ストライプ状の活性領域を共振器構造とすればよい
。
とは異なる伝導型のドーパント（すなわちＧａＩｎＰ
活性層４の伝導型がｐ型ではドナー、ｎ型ではアクセプ
タ）を拡散して、拡散領域ＤＲによって発光領域ＡＲを
形成し、ｐ側電極材およびｎ側電極材Ｅ１、Ｅ２を真空
蒸着等の手段によって設けてもよい。発光の取り出し方
向は、端面方向でもよいし、また面方向でもよい。また
短波長のＬＤを製造するには、さらに材料の両端を劈開
および誘電体多層膜の形成により反射率を制御する等し
て、ストライプ状の活性領域を共振器構造とすればよい
。
【００２０】図２の構造を具備する発光素子では、Ｇａ
Ｐ 基板１および格子不整合緩和層２での発光吸収が防
止されるため、従来品に比べて非常に高輝度のＬＥＤが
実現される。また、電極Ｅ２をドット状にし、ＳｉＯ２
による反射構造を設けることや、光の取り出し方向の反
射防止を施すことによって、高輝度化が可能である。加
えて、Ａｌを含有しないＧａＩｎＰ を活性層とするこ
とができるので、発光素子の信頼性も高い。さらにはＧ
ａＰ 基板１が放熱性に優れているため、ＧａＩｎＰ
活性層４からの発熱の放散が良い。
Ｐ 基板１および格子不整合緩和層２での発光吸収が防
止されるため、従来品に比べて非常に高輝度のＬＥＤが
実現される。また、電極Ｅ２をドット状にし、ＳｉＯ２
による反射構造を設けることや、光の取り出し方向の反
射防止を施すことによって、高輝度化が可能である。加
えて、Ａｌを含有しないＧａＩｎＰ を活性層とするこ
とができるので、発光素子の信頼性も高い。さらにはＧ
ａＰ 基板１が放熱性に優れているため、ＧａＩｎＰ
活性層４からの発熱の放散が良い。
【００２１】図３の構造を具備する発光素子においても
、Ａｌを含有しないＧａＩｎＰ を活性層とするため、
高い信頼性が保証され、非常に多種多様な用途に応用で
きる。 特に活性領域が素子内部に存在しているために、チップ
側面の処理を必要としない。このため素子製造工程が簡
略化されると共に、耐環境性が著しく向上した。
、Ａｌを含有しないＧａＩｎＰ を活性層とするため、
高い信頼性が保証され、非常に多種多様な用途に応用で
きる。 特に活性領域が素子内部に存在しているために、チップ
側面の処理を必要としない。このため素子製造工程が簡
略化されると共に、耐環境性が著しく向上した。
【００２２】図２および図３に例示したＬＥＤは、緑色
〜橙色の高輝度ＬＥＤを実現するものであり、上記範囲
内で任意の色合いのＬＥＤを実現する特長があり、表示
板への応用に最適なものである。
〜橙色の高輝度ＬＥＤを実現するものであり、上記範囲
内で任意の色合いのＬＥＤを実現する特長があり、表示
板への応用に最適なものである。
【００２３】次に、格子不整合緩和層２としての歪超格
子層の成長方法の一例を以下に述べる。
子層の成長方法の一例を以下に述べる。
【００２４】まず、〈０１１ 〉方向に２°オフの（１
００ ）ｐ型ＧａＰ 基板上に通常の減圧ＭＯＶＰＥ技
術でｐ型のＧａＰ を１μｍ成長させ、続いて１００
Åのｐ型Ａｌ０．７３Ｉｎ０．２７Ｐ および１００
Åのｐ型ＧａＰ を交互に１０層ずつ成長させ、次にｐ
型〔Ａｌ０．７ Ｇａ０．３ 〕０．７３Ｉｎ０．２７
Ｐ を５μｍ成長させた。続いて２μｍのｐ型Ｇａ０．
７３Ｉｎ０．２７Ｐ 、４μｍのｎ型〔Ａｌ０．７ Ｇ
ａ０．３ 〕０．７３Ｉｎ０．２７Ｐ を成長させＬＥ
Ｄを作製した。
００ ）ｐ型ＧａＰ 基板上に通常の減圧ＭＯＶＰＥ技
術でｐ型のＧａＰ を１μｍ成長させ、続いて１００
Åのｐ型Ａｌ０．７３Ｉｎ０．２７Ｐ および１００
Åのｐ型ＧａＰ を交互に１０層ずつ成長させ、次にｐ
型〔Ａｌ０．７ Ｇａ０．３ 〕０．７３Ｉｎ０．２７
Ｐ を５μｍ成長させた。続いて２μｍのｐ型Ｇａ０．
７３Ｉｎ０．２７Ｐ 、４μｍのｎ型〔Ａｌ０．７ Ｇ
ａ０．３ 〕０．７３Ｉｎ０．２７Ｐ を成長させＬＥ
Ｄを作製した。
【００２５】これは、緑色発光素子を狙った場合の混晶
比であるが、所望する発光波長で混晶比が選ばれること
は言うまでもない。オーミック・コンタクトのためのｎ
＋ −Ｇａ０．７３Ｉｎ０．２７Ｐを最終層として、約
１μｍ成長させても良いが、電極の部分以外はエッチン
グにより除去するのが望ましい。
比であるが、所望する発光波長で混晶比が選ばれること
は言うまでもない。オーミック・コンタクトのためのｎ
＋ −Ｇａ０．７３Ｉｎ０．２７Ｐを最終層として、約
１μｍ成長させても良いが、電極の部分以外はエッチン
グにより除去するのが望ましい。
【００２６】さらに、階段的に組成が徐々に変化した格
子不整合緩和層２としての多層構造の成長方法を以下に
例示する。
子不整合緩和層２としての多層構造の成長方法を以下に
例示する。
【００２７】〈０１１ 〉方向に２°オフの（１００
）ｐ型ＧａＰ基板上に通常の減圧ＭＯＶＰＥ技術でｐ型
のＧａＰ を１μｍ成長させ、ｐ型〔Ａｌｙ Ｇａ１−
ｙ 〕ｘ Ｉｎ１−ｘ Ｐ を、成長初期がｙ＝０，ｘ
＝１、成長完了時がｙ＝０．８ ，ｘ＝０．６７の組成
となるように徐々に組成を変化させて格子不整合緩和層
を３μｍ成長させた。組成変化の条件は、最小バンドギ
ャップを２．１８ｅＶ以上に保持できるならば任意であ
る。
）ｐ型ＧａＰ基板上に通常の減圧ＭＯＶＰＥ技術でｐ型
のＧａＰ を１μｍ成長させ、ｐ型〔Ａｌｙ Ｇａ１−
ｙ 〕ｘ Ｉｎ１−ｘ Ｐ を、成長初期がｙ＝０，ｘ
＝１、成長完了時がｙ＝０．８ ，ｘ＝０．６７の組成
となるように徐々に組成を変化させて格子不整合緩和層
を３μｍ成長させた。組成変化の条件は、最小バンドギ
ャップを２．１８ｅＶ以上に保持できるならば任意であ
る。
【００２８】引き続いて、ｐ型〔Ａｌ０．８ Ｇａ０．
２ 〕０．６７Ｉｎ０．３３Ｐ のクラッド層（２μｍ
）、ｐ型Ｇａ０．６７Ｉｎ０．３３Ｐ 活性層（１．５
μｍ）、ｎ型〔Ａｌ０．８ Ｇａ０．２ 〕０．６７
Ｉｎ０．３３Ｐ のクラッド層（５μｍ）を順次成長さ
せて、高輝度黄色ＬＥＤを作製した。
２ 〕０．６７Ｉｎ０．３３Ｐ のクラッド層（２μｍ
）、ｐ型Ｇａ０．６７Ｉｎ０．３３Ｐ 活性層（１．５
μｍ）、ｎ型〔Ａｌ０．８ Ｇａ０．２ 〕０．６７
Ｉｎ０．３３Ｐ のクラッド層（５μｍ）を順次成長さ
せて、高輝度黄色ＬＥＤを作製した。
【００２９】
【発明の効果】本発明の半導体素子は、以上説明したよ
うに構成されているので、以下に記載れるような効果を
奏する。
うに構成されているので、以下に記載れるような効果を
奏する。
【００３０】ＧａＰ 基板上に形成された格子不整合緩
和層を構成する化合物半導体の最小バンドギャップが、
活性層のバンドギャップよりも０．０５ｅＶ以上大きい
ため、発光の吸収が極めて小さく、より高輝度の発光が
得られる。
和層を構成する化合物半導体の最小バンドギャップが、
活性層のバンドギャップよりも０．０５ｅＶ以上大きい
ため、発光の吸収が極めて小さく、より高輝度の発光が
得られる。
【００３１】また、ＧａＰ 基板を用いていることから
発光の取り出し方向に制約がなく、発光素子設計に対す
る自由度も拡大される。
発光の取り出し方向に制約がなく、発光素子設計に対す
る自由度も拡大される。
【００３２】さらに、ＧａＰ 基板は放熱性に優れてい
るため活性層の寿命も長く、Ａｌを含有しないＧａＩｎ
Ｐ を活性層とすることが可能であるから、信頼性が高
い。
るため活性層の寿命も長く、Ａｌを含有しないＧａＩｎ
Ｐ を活性層とすることが可能であるから、信頼性が高
い。
【図１】本発明の半導体素子の基本構造を示す断面図で
ある。
ある。
【図２】図１の構造を用いた発光素子の一例の断面図で
ある。
ある。
【図３】図１の構造を用いた発光素子の別例の断面図で
ある。
ある。
【図４】バンドギャップと格子定数の組成依存性を示す
図である。
図である。
１ ：ＧａＰ 基板
２ ：格子不整合緩和層３、５
：ＡｌＧａＩｎＰ クラッド層４ ：Ｇ
ａＩｎＰ 活性層ＤＲ ：拡散領域 ＡＲ ：発光領域 Ｅ１、Ｅ２：電極
：ＡｌＧａＩｎＰ クラッド層４ ：Ｇ
ａＩｎＰ 活性層ＤＲ ：拡散領域 ＡＲ ：発光領域 Ｅ１、Ｅ２：電極
Claims (4)
- 【請求項１】 ＧａＰ 基板上に、格子不整合緩和層
と、ＡｌＧａＩｎＰもしくはＧａＩｎＰ 活性層および
ＡｌＧａＩｎＰ クラッド層を少なくとも含んだ多層と
が順次形成されてなり、該格子不整合緩和層を構成する
化合物半導体の最小バンドギャップが該活性層のバンド
ギャップより０．０５ｅＶ以上大きいことを特徴とする
半導体素子。 - 【請求項２】 該格子不整合緩和層が、階段的に組成
が徐々に変化した多層構造、または連続的に組成が変化
した組成勾配構造であることを特徴とする請求項１記載
の半導体素子。 - 【請求項３】 該格子不整合緩和層が歪超格子構造を
有することを特徴とする請求項１記載の半導体素子。 - 【請求項４】 該格子不整合緩和層がＡｌＧａＩｎＰ
混晶を主成分とすることを特徴とする請求項１〜３記
載の半導体素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3039085A JPH04257276A (ja) | 1991-02-08 | 1991-02-08 | 半導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3039085A JPH04257276A (ja) | 1991-02-08 | 1991-02-08 | 半導体素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04257276A true JPH04257276A (ja) | 1992-09-11 |
Family
ID=12543251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3039085A Pending JPH04257276A (ja) | 1991-02-08 | 1991-02-08 | 半導体素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04257276A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100329053B1 (ko) * | 1996-12-20 | 2002-08-27 | 샤프 가부시키가이샤 | 고발광효율을갖는반도체발광장치 |
| WO2007088841A1 (ja) * | 2006-01-31 | 2007-08-09 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | 発光素子およびその製造方法 |
| JP2010067903A (ja) * | 2008-09-12 | 2010-03-25 | Toshiba Corp | 発光素子 |
| JP2010141197A (ja) * | 2008-12-12 | 2010-06-24 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 化合物半導体基板および発光素子並びに化合物半導体基板の製造方法および発光素子の製造方法 |
| JP2010532561A (ja) * | 2007-07-04 | 2010-10-07 | ウリエルエスティー カンパニー リミテッド | 化合物半導体発光素子 |
| CN103222072A (zh) * | 2010-11-26 | 2013-07-24 | 奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司 | 用于制造光电子半导体芯片的方法以及这样的半导体芯片 |
-
1991
- 1991-02-08 JP JP3039085A patent/JPH04257276A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100329053B1 (ko) * | 1996-12-20 | 2002-08-27 | 샤프 가부시키가이샤 | 고발광효율을갖는반도체발광장치 |
| WO2007088841A1 (ja) * | 2006-01-31 | 2007-08-09 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | 発光素子およびその製造方法 |
| JP2007207932A (ja) * | 2006-01-31 | 2007-08-16 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 発光素子およびその製造方法 |
| JP2010532561A (ja) * | 2007-07-04 | 2010-10-07 | ウリエルエスティー カンパニー リミテッド | 化合物半導体発光素子 |
| JP2010067903A (ja) * | 2008-09-12 | 2010-03-25 | Toshiba Corp | 発光素子 |
| JP2010141197A (ja) * | 2008-12-12 | 2010-06-24 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 化合物半導体基板および発光素子並びに化合物半導体基板の製造方法および発光素子の製造方法 |
| CN103222072A (zh) * | 2010-11-26 | 2013-07-24 | 奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司 | 用于制造光电子半导体芯片的方法以及这样的半导体芯片 |
| JP2013545312A (ja) * | 2010-11-26 | 2013-12-19 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | オプトエレクトロニクス半導体チップの製造方法およびそのような半導体チップ |
| KR101470780B1 (ko) * | 2010-11-26 | 2014-12-08 | 오스람 옵토 세미컨덕터스 게엠베하 | 광전 반도체 칩의 제조 방법 및 그러한 반도체 칩 |
| US9093604B2 (en) | 2010-11-26 | 2015-07-28 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Method of producing an optoelectronic semiconductor chip, and such a semiconductor chip |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5153889A (en) | Semiconductor light emitting device | |
| JP3635757B2 (ja) | ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード | |
| US5410159A (en) | Light-emitting diode | |
| JP3240097B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
| JPH04229689A (ja) | 発光半導体ダイオード及びその製造方法 | |
| JP2000228536A (ja) | 発光ダイオード | |
| JPH04212479A (ja) | 半導体発光ダイオード | |
| JPH10223929A (ja) | ＡｌＧａＩｎＰ発光素子用基板 | |
| JPH0897468A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JPH08321633A (ja) | 半導体発光素子およびその製造方法 | |
| KR100679235B1 (ko) | 반도체 발광소자 및 그 제조방법 | |
| US20040075095A1 (en) | Semiconductor light emitting device | |
| JP3406907B2 (ja) | 半導体発光ダイオード | |
| JPH0786638A (ja) | 半導体発光装置 | |
| JPH04257276A (ja) | 半導体素子 | |
| JPH0715038A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP2898847B2 (ja) | 半導体発光装置 | |
| JP3237972B2 (ja) | 半導体発光装置 | |
| JP2890392B2 (ja) | Ｉｉｉ−ｖ族窒化物半導体発光素子 | |
| JP3400110B2 (ja) | 発光ダイオード | |
| JP2618677B2 (ja) | 半導体発光装置 | |
| JP2662792B2 (ja) | 半導体発光装置 | |
| JP2000174331A (ja) | 半導体装置 | |
| JP2002033509A (ja) | 発光ダイオード | |
| JP3141888B2 (ja) | 半導体発光素子 |