JPH05243613A - 発光素子およびその製造方法 - Google Patents
発光素子およびその製造方法Info
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- JPH05243613A JPH05243613A JP4440692A JP4440692A JPH05243613A JP H05243613 A JPH05243613 A JP H05243613A JP 4440692 A JP4440692 A JP 4440692A JP 4440692 A JP4440692 A JP 4440692A JP H05243613 A JPH05243613 A JP H05243613A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 発光素子およびその製造方法に関するもの
で、ｐ型正孔注入層を得て、高い発光効率のｐ−ｎ接合
型青色ＬＥＤを提供する。 【構成】 サファイア基板１１上に形成されたｎ型Ｇａ
Ｎ結晶１３上に、ｐ伝導型を有したＧａＡｓ１４２とＧ
ａＮ１４１を交互に積層した超格子構造を形成し、超格
子構造１４上に正電極、ＧａＮ結晶１３に負電極を形成
した構成の発光素子である。
で、ｐ型正孔注入層を得て、高い発光効率のｐ−ｎ接合
型青色ＬＥＤを提供する。 【構成】 サファイア基板１１上に形成されたｎ型Ｇａ
Ｎ結晶１３上に、ｐ伝導型を有したＧａＡｓ１４２とＧ
ａＮ１４１を交互に積層した超格子構造を形成し、超格
子構造１４上に正電極、ＧａＮ結晶１３に負電極を形成
した構成の発光素子である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、表示装置などに用いら
れる発光ダイオードおよびその製造方法に関するもので
ある。
れる発光ダイオードおよびその製造方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】最近、壁掛けテレビなどのディスプレー
用光源として、実用上十分な輝度と効率をもつ青色発光
ダイオード（以下、ＬＥＤと記す。）の開発が望まれて
いる。III−V族化合物半導体であるＧａＮは、バンドギ
ャップが室温で３.３９eVあり、直接遷移型のバンド構
造を有することから、青色から紫外ＬＥＤ用半導体材料
として期待されている。一般に、高輝度、高効率の青色
ＬＥＤを実現するためには、これらの材料に不純物を添
加して伝導型の制御をおこない、ｐ−ｎ接合構造を形成
する必要がある。しかし、ＧａＮは低抵抗のｐ型伝導が
得にくい材料であることが知られている。
用光源として、実用上十分な輝度と効率をもつ青色発光
ダイオード（以下、ＬＥＤと記す。）の開発が望まれて
いる。III−V族化合物半導体であるＧａＮは、バンドギ
ャップが室温で３.３９eVあり、直接遷移型のバンド構
造を有することから、青色から紫外ＬＥＤ用半導体材料
として期待されている。一般に、高輝度、高効率の青色
ＬＥＤを実現するためには、これらの材料に不純物を添
加して伝導型の制御をおこない、ｐ−ｎ接合構造を形成
する必要がある。しかし、ＧａＮは低抵抗のｐ型伝導が
得にくい材料であることが知られている。
【０００３】そこで、現在までに、ＭＩＳ（Metal-Insu
lator-Semiconductor）構造による青色ＬＥＤの検討が
数多くなされてきた。そして、室温で青色発光が得られ
たとの報告もいくつかある（参考文献：S.Nakamura et
al.;ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フ
ィジクス Jpn. J. Appl. Phys. 30(1991)L1998., H.A
mano et al.;アプライド・フィジクス・レターズ App
l. Phys. Lett. 48(1986)353）。
lator-Semiconductor）構造による青色ＬＥＤの検討が
数多くなされてきた。そして、室温で青色発光が得られ
たとの報告もいくつかある（参考文献：S.Nakamura et
al.;ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フ
ィジクス Jpn. J. Appl. Phys. 30(1991)L1998., H.A
mano et al.;アプライド・フィジクス・レターズ App
l. Phys. Lett. 48(1986)353）。
【０００４】従来例として、ＧａＮ中にＺｎ不純物を添
加して得られたＭＩＳ型青色ＬＥＤの構造を図６に示
す。６１はサファイア基板、６２はＳｉをドープしたｎ
型ＧａＮエピタキシャル層、６３はＺｎをドープした高
抵抗ＧａＮエピタキシャル層、６４および６５はそれぞ
れＡｕおよびＡｕＳｎ電極である。このＭＩＳ構造に順
方向のバイアスをかけると、少数キャリアが注入されて
発光が得られる。
加して得られたＭＩＳ型青色ＬＥＤの構造を図６に示
す。６１はサファイア基板、６２はＳｉをドープしたｎ
型ＧａＮエピタキシャル層、６３はＺｎをドープした高
抵抗ＧａＮエピタキシャル層、６４および６５はそれぞ
れＡｕおよびＡｕＳｎ電極である。このＭＩＳ構造に順
方向のバイアスをかけると、少数キャリアが注入されて
発光が得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題を以下に述べる。 （１）ＺｎやＭｇの不純物をＧａＮ中に添加しても、キ
ャリア濃度ｐ〜１０16cm -3以上の実用上十分な正孔濃度
が得られないこと。 （２）従来のＭＩＳ構造で得られる青色発光は深い準位
の関係する発光であるため、高発光効率化が困難なこ
と。 （３）従来のＭＩＳ構造では効率の高い少数キャリアの
注入が困難であり、高発光効率化が困難なこと。 （４）基板にサファイア、ＧａＡｓ、ＧａＰなどを用い
た場合、格子不整合差や熱膨張係数差による影響によ
り、高品質のエピタキシャル結晶が得られない。
する課題を以下に述べる。 （１）ＺｎやＭｇの不純物をＧａＮ中に添加しても、キ
ャリア濃度ｐ〜１０16cm -3以上の実用上十分な正孔濃度
が得られないこと。 （２）従来のＭＩＳ構造で得られる青色発光は深い準位
の関係する発光であるため、高発光効率化が困難なこ
と。 （３）従来のＭＩＳ構造では効率の高い少数キャリアの
注入が困難であり、高発光効率化が困難なこと。 （４）基板にサファイア、ＧａＡｓ、ＧａＰなどを用い
た場合、格子不整合差や熱膨張係数差による影響によ
り、高品質のエピタキシャル結晶が得られない。
【０００６】そこで本発明は、高密度のキャリアの注入
と高い効率の青色発光が得られ、高輝度、高発光効率の
青色発光素子を提供することを目的とする。
と高い効率の青色発光が得られ、高輝度、高発光効率の
青色発光素子を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】課題を解決するための手
段は次のとおりである。 （１）ｎ伝導型を有したＧａＮ結晶上に、ｐ伝導型を有
したＧａＡｓまたはｐ伝導型を有したＧａＰとＧａＮを
交互に積層した構造を有し、前記ＧａＡｓまたはＧａＰ
とＧａＮを交互に積層した構造上に正電極、前記ＧａＮ
結晶に負電極を備えた発光素子とすることである。 （２）ＧａＡｓ基板上にＡｌＮとＧａＮまたはＡｌＮと
ＧａＡｓまたはＧａＮとＧａＡｓを交互に積層した構造
を有し、前記交互に積層した構造上にｎ伝導型を有した
ＧａＮ結晶を有し、前記ｎ伝導型を有したＧａＮ結晶上
にｐ伝導型を有したＧａＡｓまたはｐ伝導型を有したＧ
ａＰとＧａＮを交互に積層した構造とを備えた発光素子
とすることである。 （３）ＧａＰ基板上にＡｌＮとＧａＮまたはＡｌＮとＧ
ａＰまたはＧａＮとＧａＰを交互に積層した構造を有
し、前記交互に積層した構造上にｎ伝導型を有したＧａ
Ｎ結晶を有し、前記ｎ伝導型を有したＧａＮ結晶上にｐ
伝導型を有したＧａＡｓまたはｐ伝導型を有したＧａＰ
とＧａＮを交互に積層した構造とを備えた発光素子とす
ることである。 （４）ＭＯＶＰＥ法によりＳｅをｎ型不純物としたｎ伝
導型ＧａＮ結晶を形成する工程と、前記ｎ伝導型ＧａＮ
結晶上に、ＭＯＣＶＤ法によりＺｎまたはＭｇをｐ型不
純物としたｐ伝導型ＧａＡｓまたはｐ伝導型ＧａＰとＧ
ａＮを交互に積層した構造を形成する工程と、前記Ｇａ
ＡｓまたはＧａＰとＧａＮを交互に積層した構造上に正
電極、前記ＧａＮ結晶に負電極を形成する工程とを備え
た発光素子の製造方法とすることである。
段は次のとおりである。 （１）ｎ伝導型を有したＧａＮ結晶上に、ｐ伝導型を有
したＧａＡｓまたはｐ伝導型を有したＧａＰとＧａＮを
交互に積層した構造を有し、前記ＧａＡｓまたはＧａＰ
とＧａＮを交互に積層した構造上に正電極、前記ＧａＮ
結晶に負電極を備えた発光素子とすることである。 （２）ＧａＡｓ基板上にＡｌＮとＧａＮまたはＡｌＮと
ＧａＡｓまたはＧａＮとＧａＡｓを交互に積層した構造
を有し、前記交互に積層した構造上にｎ伝導型を有した
ＧａＮ結晶を有し、前記ｎ伝導型を有したＧａＮ結晶上
にｐ伝導型を有したＧａＡｓまたはｐ伝導型を有したＧ
ａＰとＧａＮを交互に積層した構造とを備えた発光素子
とすることである。 （３）ＧａＰ基板上にＡｌＮとＧａＮまたはＡｌＮとＧ
ａＰまたはＧａＮとＧａＰを交互に積層した構造を有
し、前記交互に積層した構造上にｎ伝導型を有したＧａ
Ｎ結晶を有し、前記ｎ伝導型を有したＧａＮ結晶上にｐ
伝導型を有したＧａＡｓまたはｐ伝導型を有したＧａＰ
とＧａＮを交互に積層した構造とを備えた発光素子とす
ることである。 （４）ＭＯＶＰＥ法によりＳｅをｎ型不純物としたｎ伝
導型ＧａＮ結晶を形成する工程と、前記ｎ伝導型ＧａＮ
結晶上に、ＭＯＣＶＤ法によりＺｎまたはＭｇをｐ型不
純物としたｐ伝導型ＧａＡｓまたはｐ伝導型ＧａＰとＧ
ａＮを交互に積層した構造を形成する工程と、前記Ｇａ
ＡｓまたはＧａＰとＧａＮを交互に積層した構造上に正
電極、前記ＧａＮ結晶に負電極を形成する工程とを備え
た発光素子の製造方法とすることである。
【０００８】
【作用】（１）アクセプタ不純物をＧａＮ結晶中に添加
しても、キャリア濃度ｐ〜１０16cm-3以上の実用に足る
正孔濃度が得られない。一方、本発明を構成するＧａＡ
ｓまたはＧａＰ結晶はＭＯＣＶＤ法をもちいてアクセプ
ター不純物を添加することにより十分な正孔濃度（ｐ〜
１０18cm-3）が得られると同時に、本発明の構造のよう
にＧａＡｓとＧａＮを交互に積層した多重量子井戸構造
またはＧａＰとＧａＮを交互に積層した多重量子井戸構
造とすることにより、実効的なバンドギャップを波長換
算で８００nmから３４０nmまで短波長化できる。したが
って、本発明によれば、実用上十分な正孔濃度をもち、
かつバンドギャップが広い（短波長）ｐ型層が得られ
る。 （２）ＧａＡｓとＧａＮを交互に積層した多重量子井戸
構造またはＧａＰとＧａＮを交互に積層した多重量子井
戸構造では、その状態密度は階段状の分布をもつように
なり、バンドギャップ付近における状態密度が著しく増
加する。そのため、室温で高い青色発光効率が得られ
る。 （３）ｐ型層を多重量子井戸構造とすることにより、格
子不整合のある系でも接合を形成できるため、材料の選
択の自由度が増す。 （６）あらかじめ電子デバイスや光デバイスを形成した
ＧａＡｓを基板として用いることで、青色ＬＥＤとこれ
らの電子デバイスや光デバイス（例えばＧａＡｓＦＥ
Ｔ）との集積化を可能とする。 （７）基板にサファイア、ＧａＡｓ、ＧａＰなどを用い
ても、歪を有した多層構造により格子不整合差や熱膨張
係数差による影響を緩和でき、高品質のエピタキシャル
結晶が得られる。
しても、キャリア濃度ｐ〜１０16cm-3以上の実用に足る
正孔濃度が得られない。一方、本発明を構成するＧａＡ
ｓまたはＧａＰ結晶はＭＯＣＶＤ法をもちいてアクセプ
ター不純物を添加することにより十分な正孔濃度（ｐ〜
１０18cm-3）が得られると同時に、本発明の構造のよう
にＧａＡｓとＧａＮを交互に積層した多重量子井戸構造
またはＧａＰとＧａＮを交互に積層した多重量子井戸構
造とすることにより、実効的なバンドギャップを波長換
算で８００nmから３４０nmまで短波長化できる。したが
って、本発明によれば、実用上十分な正孔濃度をもち、
かつバンドギャップが広い（短波長）ｐ型層が得られ
る。 （２）ＧａＡｓとＧａＮを交互に積層した多重量子井戸
構造またはＧａＰとＧａＮを交互に積層した多重量子井
戸構造では、その状態密度は階段状の分布をもつように
なり、バンドギャップ付近における状態密度が著しく増
加する。そのため、室温で高い青色発光効率が得られ
る。 （３）ｐ型層を多重量子井戸構造とすることにより、格
子不整合のある系でも接合を形成できるため、材料の選
択の自由度が増す。 （６）あらかじめ電子デバイスや光デバイスを形成した
ＧａＡｓを基板として用いることで、青色ＬＥＤとこれ
らの電子デバイスや光デバイス（例えばＧａＡｓＦＥ
Ｔ）との集積化を可能とする。 （７）基板にサファイア、ＧａＡｓ、ＧａＰなどを用い
ても、歪を有した多層構造により格子不整合差や熱膨張
係数差による影響を緩和でき、高品質のエピタキシャル
結晶が得られる。
【０００９】
【実施例】本発明の第１の実施例を図面に基づいて説明
する。図１（ａ）は、ＧａＮ青色ＬＥＤの構造断面図を
示す。１１はサファイア基板、１２はＡｌＮ緩衝層、１
３はＳｉドープｎ型ＧａＮ層、１４はＺｎドープｐ型Ｇ
ａＡｓ／ＧａＮ超格子層である。ＧａＡｓ／ＧａＮ超格
子層１４を構成するＧａＡｓ１４１とＧａＮ１４２の層
厚はどちらも１nmとした。ＧａＡｓ／ＧａＮ超格子層１
４の実効的バンドギャップは、ヘテロ接合によって形成
されるポテンシャル井戸中の量子準位により決定され
る。この井戸中に形成される量子準位の深さは井戸層お
よび障壁層の膜厚に依存するため、ＧａＡｓおよびＧａ
Ｎの各層の膜厚を変えることによって、実効的バンドギ
ャップを波長換算で約８００nmから３６０nmまで変化で
きる。本実施例では超格子層１４の実効的な吸収端は、
４４０nmとなった。ＳｉおよびＺｎ濃度はともに１×１
０18cm-3とした。１５および１６はそれぞれＡｕおよび
Ａｌ電極である。
する。図１（ａ）は、ＧａＮ青色ＬＥＤの構造断面図を
示す。１１はサファイア基板、１２はＡｌＮ緩衝層、１
３はＳｉドープｎ型ＧａＮ層、１４はＺｎドープｐ型Ｇ
ａＡｓ／ＧａＮ超格子層である。ＧａＡｓ／ＧａＮ超格
子層１４を構成するＧａＡｓ１４１とＧａＮ１４２の層
厚はどちらも１nmとした。ＧａＡｓ／ＧａＮ超格子層１
４の実効的バンドギャップは、ヘテロ接合によって形成
されるポテンシャル井戸中の量子準位により決定され
る。この井戸中に形成される量子準位の深さは井戸層お
よび障壁層の膜厚に依存するため、ＧａＡｓおよびＧａ
Ｎの各層の膜厚を変えることによって、実効的バンドギ
ャップを波長換算で約８００nmから３６０nmまで変化で
きる。本実施例では超格子層１４の実効的な吸収端は、
４４０nmとなった。ＳｉおよびＺｎ濃度はともに１×１
０18cm-3とした。１５および１６はそれぞれＡｕおよび
Ａｌ電極である。
【００１０】ＧａＡｓ／ＧａＮ層１４を構成するＧａＡ
ｓ層１４１にＺｎを添加すると、ＧａＡｓ層１４１はｐ
伝導型となり、ＧａＡｓ／ＧａＮ超格子層１４において
は正孔がキャリアとして働くようになる。ｎ型ＧａＮ層
１３および超格子構造１４とでバンドギャップエネルギ
ーの異なる２種類の半導体層を積層したシングルヘテロ
構造となる。本発明の構造のバンド図を図１（ｂ）に示
す。本発明のＡｕ電極１５側に正、Ａｌ電極１６側に負
バイアスをかけると、Ｓｉドープｎ型ＧａＮ層１３から
Ｚｎドープｐ型ＧａＡｓ／ＧａＮ超格子層１４に電子が
注入され、同様にＺｎドープｐ型ＧａＡｓ／ＧａＮ超格
子層１４からＳｉドープｎ型ＧａＮ層１３に正孔が注入
される。とくにＧａＡｓ／ＧａＮ超格子層１４の実効的
バンドギャップはＧａＮ層１３のバンドギャップより小
さいため、おもにＧａＮ層１３からＧａＡｓ／ＧａＮ超
格子層１４に電子が注入され、ＧａＡｓ／ＧａＮ超格子
構造１４に高密度の電子および光子が閉じ込められる。
電圧−電流特性においてはｐ−ｎ接合構造の形成を示す
整流特性が得られた。本構造のＬＥＤによって、波長約
４４０nmの強い青色発光が室温において得られた。また
外部量子効率は１％が得られた。
ｓ層１４１にＺｎを添加すると、ＧａＡｓ層１４１はｐ
伝導型となり、ＧａＡｓ／ＧａＮ超格子層１４において
は正孔がキャリアとして働くようになる。ｎ型ＧａＮ層
１３および超格子構造１４とでバンドギャップエネルギ
ーの異なる２種類の半導体層を積層したシングルヘテロ
構造となる。本発明の構造のバンド図を図１（ｂ）に示
す。本発明のＡｕ電極１５側に正、Ａｌ電極１６側に負
バイアスをかけると、Ｓｉドープｎ型ＧａＮ層１３から
Ｚｎドープｐ型ＧａＡｓ／ＧａＮ超格子層１４に電子が
注入され、同様にＺｎドープｐ型ＧａＡｓ／ＧａＮ超格
子層１４からＳｉドープｎ型ＧａＮ層１３に正孔が注入
される。とくにＧａＡｓ／ＧａＮ超格子層１４の実効的
バンドギャップはＧａＮ層１３のバンドギャップより小
さいため、おもにＧａＮ層１３からＧａＡｓ／ＧａＮ超
格子層１４に電子が注入され、ＧａＡｓ／ＧａＮ超格子
構造１４に高密度の電子および光子が閉じ込められる。
電圧−電流特性においてはｐ−ｎ接合構造の形成を示す
整流特性が得られた。本構造のＬＥＤによって、波長約
４４０nmの強い青色発光が室温において得られた。また
外部量子効率は１％が得られた。
【００１１】次に、作製の工程の一例を図２を用いて説
明する。本実施例では成長方法として、常圧有機金属化
学気相成長（以下、ＭＯＣＶＤと記す。）法を採用し
た。まず図２（ａ）のサファイア基板上に１１上にＡｌ
Ｎ緩衝層１２を形成し（図２（ｂ））、その後Ｓｉドー
プｎ型ＧａＮ１３を形成した（図２（ｃ））。基板は
（０００１）サファイア基板を用いた。アルミニウムの
原料としてトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、ガリウ
ムの原料としてトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、窒素の
原料としてアンモニア（ＮＨ3）を用い、キャリアガス
には水素を用いた。また不純物であるシリコンの原料に
は、シラン（ＳｉＨ4）を用いた。まず、サファイア基
板１１を水素気流中、１０００℃でＭＯＣＶＤ反応炉内
において加熱処理を行い、表面の欠陥を取り除く。基板
の加熱処理においては、まずリアクティブイオンエッチ
法などを用いて表面をエッチングした後、加熱処理を行
えばその効果は上がり、エピタキシャル膜の品質が向上
する。その後、ＴＭＡおよびＮＨ3を反応炉内に導入し
て、成長温度１０００℃でＡｌＮ緩衝層１２を形成す
る。ＴＭＡおよびＮＨ3の供給流量はそれぞれ５×１０
-5ｍｏｌ／ｍｉｎと３×１０-2ｍｏｌ／ｍｉｎとした。
総水素流量は２ｌ／ｍｉｎとした。次にＴＭＧ、ＮＨ3
およびＳｉＨ4を反応炉内に導入して、成長温度１００
０℃でＳｉドープｎ型ＧａＮ層１３を形成する。ＴＭ
Ｇ、ＮＨ3およびＳｉＨ4の供給流量はそれぞれ５×１０
-5ｍｏｌ／ｍｉｎ、３×１０-2ｍｏｌ／ｍｉｎおよび１
×１０-9ｍｏｌ／ｍｉｎとした。
明する。本実施例では成長方法として、常圧有機金属化
学気相成長（以下、ＭＯＣＶＤと記す。）法を採用し
た。まず図２（ａ）のサファイア基板上に１１上にＡｌ
Ｎ緩衝層１２を形成し（図２（ｂ））、その後Ｓｉドー
プｎ型ＧａＮ１３を形成した（図２（ｃ））。基板は
（０００１）サファイア基板を用いた。アルミニウムの
原料としてトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、ガリウ
ムの原料としてトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、窒素の
原料としてアンモニア（ＮＨ3）を用い、キャリアガス
には水素を用いた。また不純物であるシリコンの原料に
は、シラン（ＳｉＨ4）を用いた。まず、サファイア基
板１１を水素気流中、１０００℃でＭＯＣＶＤ反応炉内
において加熱処理を行い、表面の欠陥を取り除く。基板
の加熱処理においては、まずリアクティブイオンエッチ
法などを用いて表面をエッチングした後、加熱処理を行
えばその効果は上がり、エピタキシャル膜の品質が向上
する。その後、ＴＭＡおよびＮＨ3を反応炉内に導入し
て、成長温度１０００℃でＡｌＮ緩衝層１２を形成す
る。ＴＭＡおよびＮＨ3の供給流量はそれぞれ５×１０
-5ｍｏｌ／ｍｉｎと３×１０-2ｍｏｌ／ｍｉｎとした。
総水素流量は２ｌ／ｍｉｎとした。次にＴＭＧ、ＮＨ3
およびＳｉＨ4を反応炉内に導入して、成長温度１００
０℃でＳｉドープｎ型ＧａＮ層１３を形成する。ＴＭ
Ｇ、ＮＨ3およびＳｉＨ4の供給流量はそれぞれ５×１０
-5ｍｏｌ／ｍｉｎ、３×１０-2ｍｏｌ／ｍｉｎおよび１
×１０-9ｍｏｌ／ｍｉｎとした。
【００１２】次に図２（ｄ）に示すように、ＴＭＧとア
ルシン（ＡｓＨ3）を用いてｐ型ＧａＡｓ層１４１を１n
m、ＴＭＧとＮＨ3を用いてＧａＮ層１４２を１nm、原料
ガスを交互供給することにより交互に２００周期成長さ
せた。ｐ型ＧａＡｓ層１４１へのドーパントであるＺｎ
の原料にはジメチル亜鉛（ＤＭＺ）を用いた。ｐ型Ｇａ
Ａｓ層１４１に対しては、ＴＭＧ、ＡｓＨ3およびＤＭ
Ｚの供給流量はそれぞれ５×１０-5ｍｏｌ／ｍｉｎ、１
×１０-3ｍｏｌ／ｍｉｎおよび１×１０-7ｍｏｌ／ｍｉ
ｎとした。またＧａＮ層１４２に対しては、ＴＭＧとＮ
Ｈ3の供給流量はそれぞれ５×１０-5ｍｏｌ／ｍｉｎ、
３×１０-2ｍｏｌ／ｍｉｎとした。これらの原料ガスを
バルブ操作により交互に反応炉内に供給することにより
ＧａＡｓ層１４１とＧａＮ層１４２の多層構造の形成を
行った。ＧａＡｓ層１４１の成長およびＧａＮ層１４２
の成長のどちらの後にも、ヘテロ界面の急峻性を増すた
めに１０秒間の水素ガスのパージ時間をもうけ、その後
に次の成長を行った。
ルシン（ＡｓＨ3）を用いてｐ型ＧａＡｓ層１４１を１n
m、ＴＭＧとＮＨ3を用いてＧａＮ層１４２を１nm、原料
ガスを交互供給することにより交互に２００周期成長さ
せた。ｐ型ＧａＡｓ層１４１へのドーパントであるＺｎ
の原料にはジメチル亜鉛（ＤＭＺ）を用いた。ｐ型Ｇａ
Ａｓ層１４１に対しては、ＴＭＧ、ＡｓＨ3およびＤＭ
Ｚの供給流量はそれぞれ５×１０-5ｍｏｌ／ｍｉｎ、１
×１０-3ｍｏｌ／ｍｉｎおよび１×１０-7ｍｏｌ／ｍｉ
ｎとした。またＧａＮ層１４２に対しては、ＴＭＧとＮ
Ｈ3の供給流量はそれぞれ５×１０-5ｍｏｌ／ｍｉｎ、
３×１０-2ｍｏｌ／ｍｉｎとした。これらの原料ガスを
バルブ操作により交互に反応炉内に供給することにより
ＧａＡｓ層１４１とＧａＮ層１４２の多層構造の形成を
行った。ＧａＡｓ層１４１の成長およびＧａＮ層１４２
の成長のどちらの後にも、ヘテロ界面の急峻性を増すた
めに１０秒間の水素ガスのパージ時間をもうけ、その後
に次の成長を行った。
【００１３】その後図２（ｅ）に示すようにＡｕおよび
Ａｌの金属蒸着により電極１５および１６を形成した。
ＬＥＤの構造はサファイア基板が絶縁体であることか
ら、電極はＺｎドープｐ型ＧａＡｓ／ＧａＮ超格子層１
４の一部をフォトリソグラフィを用いて反応性イオンエ
ッチングにより、Ｓｉドープｎ型ＧａＮ層１３までエッ
チングした。電極はＺｎドープｐ型ＧａＡｓ／ＧａＮ超
格子層１４にはＡｕ１５、Ｓｉドープｎ型ＧａＮ層１３
にはＡｌ１６を用いた。成長後長時間エピタキシャル膜
を空気中に放置すると良好なオーミク電極が得られ難く
なるため成長後すぐに電極を形成することが望ましい
が、それが不可能であれば、ドライエッチなどを用いて
まず表面酸化膜をエッチング除去した後に電極を形成し
なければならない。
Ａｌの金属蒸着により電極１５および１６を形成した。
ＬＥＤの構造はサファイア基板が絶縁体であることか
ら、電極はＺｎドープｐ型ＧａＡｓ／ＧａＮ超格子層１
４の一部をフォトリソグラフィを用いて反応性イオンエ
ッチングにより、Ｓｉドープｎ型ＧａＮ層１３までエッ
チングした。電極はＺｎドープｐ型ＧａＡｓ／ＧａＮ超
格子層１４にはＡｕ１５、Ｓｉドープｎ型ＧａＮ層１３
にはＡｌ１６を用いた。成長後長時間エピタキシャル膜
を空気中に放置すると良好なオーミク電極が得られ難く
なるため成長後すぐに電極を形成することが望ましい
が、それが不可能であれば、ドライエッチなどを用いて
まず表面酸化膜をエッチング除去した後に電極を形成し
なければならない。
【００１４】ここで、ｐ型ＧａＡｓ層１４１とＧａＮ層
１４２の膜厚を１nmとしたが、量子効果を有する範囲内
で、またコヒーレント成長の臨界膜厚範囲内であればそ
れぞれの膜厚を変えることも可能である。
１４２の膜厚を１nmとしたが、量子効果を有する範囲内
で、またコヒーレント成長の臨界膜厚範囲内であればそ
れぞれの膜厚を変えることも可能である。
【００１５】尚、本発明の第１、第２の実施例におい
て、基板にサファイア基板を用いたが、ｎ型ＧａＡｓ基
板やｎ型ＧａＰ基板でも同様に利用できる。
て、基板にサファイア基板を用いたが、ｎ型ＧａＡｓ基
板やｎ型ＧａＰ基板でも同様に利用できる。
【００１６】一般に、サファイア結晶は高価であり、ま
たサファイア上にＩＩＩ−Ｖ族半導体膜を成長する際非
常に高度な技術を必要とする。今後、コストや大面積化
を考えた場合、さらに高品質で大面積のものが安価に得
られる結晶をサファイア結晶の代わりに用いることが期
待される。サファイア結晶と格子定数が近いという点で
はＧａＡｓ晶が有望であり、成長前の前処理が容易であ
ることやＦＥＴやレーザ素子との集積化のメリットなど
からもＧａＡｓ結晶が基板としてもっとも有望と考えら
れる。また、ＧａＰ結晶も基板の候補として有望であ
る。サファイア結晶より簡単に手に入るＧａＡｓ基板を
用いることにより、図１の実施例に示した構造をＧａＡ
ｓ基板上に作ることができる。次に第３の実施例を図面
に基づいて説明する。
たサファイア上にＩＩＩ−Ｖ族半導体膜を成長する際非
常に高度な技術を必要とする。今後、コストや大面積化
を考えた場合、さらに高品質で大面積のものが安価に得
られる結晶をサファイア結晶の代わりに用いることが期
待される。サファイア結晶と格子定数が近いという点で
はＧａＡｓ晶が有望であり、成長前の前処理が容易であ
ることやＦＥＴやレーザ素子との集積化のメリットなど
からもＧａＡｓ結晶が基板としてもっとも有望と考えら
れる。また、ＧａＰ結晶も基板の候補として有望であ
る。サファイア結晶より簡単に手に入るＧａＡｓ基板を
用いることにより、図１の実施例に示した構造をＧａＡ
ｓ基板上に作ることができる。次に第３の実施例を図面
に基づいて説明する。
【００１７】図３においては、ＧａＮ青色ＬＥＤの構造
断面図を示す。３１はＧａＡｓ基板、３２はＧａＡｓ／
ＧａＮ超格子層緩衝層、３３はＳｉドープｎ型ＧａＮ
層、３４はＺｎドープｐ型ＧａＡｓ／ＧａＮ超格子層で
ある。ＧａＡｓ／ＧａＮ超格子層３２および３４を構成
するＧａＡｓ３２１と３４１とＧａＮ３２２と３４２の
層厚はすべて１nmとした。ＧａＡｓ／ＧａＮ超格子層３
４の実効的バンドギャップは井戸層および障壁層の膜厚
に依存する。本実施例では超格子層３４の実効的な吸収
端は、４４０nmとなった。基板として図１ではサファイ
ア基板１１を用いているが、図３に示すようにＧａＡｓ
基板３１を用いた場合は、緩衝層としてＧａＡｓ／Ｇａ
Ｎ超格子層３２をＧａＡｓ基板３１とＳｉドープｎ型Ｇ
ａＮ層３３との間に介在させることで、格子不整合差や
熱膨張係数差によるミスフィット転位の発生およびその
転位の伝搬をより効果的に抑制でき、高品質のＬＥＤ構
造エピタキシャル膜が得られる。このＧａＡｓ／ＧａＮ
超格子層緩衝層３２を用いると、その上のＳｉドープｎ
型ＧａＮ層３３の転位密度は１×１０4cm-3と極めて低
い良質の結晶が得られた。ＳｉおよびＺｎ濃度はともに
１×１０18cm-3とした。３５および３６はそれぞれＡｕ
およびＡｌ電極である。ＧａＡｓ／ＧａＮ層３４を構成
するＧａＡｓ層３４１にＺｎを添加すると、ＧａＡｓ層
３４１はｐ伝導型となり、ＧａＡｓ／ＧａＮ超格子層３
４においては正孔がキャリアとして働くようになった。
断面図を示す。３１はＧａＡｓ基板、３２はＧａＡｓ／
ＧａＮ超格子層緩衝層、３３はＳｉドープｎ型ＧａＮ
層、３４はＺｎドープｐ型ＧａＡｓ／ＧａＮ超格子層で
ある。ＧａＡｓ／ＧａＮ超格子層３２および３４を構成
するＧａＡｓ３２１と３４１とＧａＮ３２２と３４２の
層厚はすべて１nmとした。ＧａＡｓ／ＧａＮ超格子層３
４の実効的バンドギャップは井戸層および障壁層の膜厚
に依存する。本実施例では超格子層３４の実効的な吸収
端は、４４０nmとなった。基板として図１ではサファイ
ア基板１１を用いているが、図３に示すようにＧａＡｓ
基板３１を用いた場合は、緩衝層としてＧａＡｓ／Ｇａ
Ｎ超格子層３２をＧａＡｓ基板３１とＳｉドープｎ型Ｇ
ａＮ層３３との間に介在させることで、格子不整合差や
熱膨張係数差によるミスフィット転位の発生およびその
転位の伝搬をより効果的に抑制でき、高品質のＬＥＤ構
造エピタキシャル膜が得られる。このＧａＡｓ／ＧａＮ
超格子層緩衝層３２を用いると、その上のＳｉドープｎ
型ＧａＮ層３３の転位密度は１×１０4cm-3と極めて低
い良質の結晶が得られた。ＳｉおよびＺｎ濃度はともに
１×１０18cm-3とした。３５および３６はそれぞれＡｕ
およびＡｌ電極である。ＧａＡｓ／ＧａＮ層３４を構成
するＧａＡｓ層３４１にＺｎを添加すると、ＧａＡｓ層
３４１はｐ伝導型となり、ＧａＡｓ／ＧａＮ超格子層３
４においては正孔がキャリアとして働くようになった。
【００１８】本発明のＡｕ電極３５側に正、Ａｌ電極３
６側に負バイアスをかけると、ＧａＡｓ／ＧａＮ超格子
層３４の実効的バンドギャップはＧａＮ層３３のバンド
ギャップより小さいため、おもにＧａＮ層３３からＧａ
Ａｓ／ＧａＮ超格子層３４に電子が注入され、ＧａＡｓ
／ＧａＮ超格子構造３４に高密度の電子および光子が閉
じ込められた。電圧−電流特性においてはｐ−ｎ接合構
造の形成を示す整流特性が得られた。本構造のＬＥＤに
よって、波長約４４０nmの強い青色発光が室温において
得られた。また外部量子効率は５％が得られた。
６側に負バイアスをかけると、ＧａＡｓ／ＧａＮ超格子
層３４の実効的バンドギャップはＧａＮ層３３のバンド
ギャップより小さいため、おもにＧａＮ層３３からＧａ
Ａｓ／ＧａＮ超格子層３４に電子が注入され、ＧａＡｓ
／ＧａＮ超格子構造３４に高密度の電子および光子が閉
じ込められた。電圧−電流特性においてはｐ−ｎ接合構
造の形成を示す整流特性が得られた。本構造のＬＥＤに
よって、波長約４４０nmの強い青色発光が室温において
得られた。また外部量子効率は５％が得られた。
【００１９】尚、本実施例ではｎ型ＧａＮ層３３より負
電極をとったが、ＧａＡｓ基板３２にｎ型基板をもちい
て、基板から負電極をとることも可能である。
電極をとったが、ＧａＡｓ基板３２にｎ型基板をもちい
て、基板から負電極をとることも可能である。
【００２０】次に本発明の第４の実施例である製造の工
程の一例を図４を用いて説明する。まず、ＧａＡｓ基板
の酸化膜を除去した後、図４（ｂ）のように例えばＭＯ
ＣＶＤ法により成長を行った。まず図４（ａ）のＧａＡ
ｓ基板上に３１上にＧａＡｓ／ＧａＮ超格子緩衝層３２
を形成し（図４（ｂ））、その後Ｓｉドープｎ型ＧａＮ
３３を形成した（図４（ｃ））。基板は（００１）Ｇａ
Ａｓ基板を用いた。まずＧａＡｓ／ＧａＮ超格子緩衝層
３２はＴＭＧとアルシン（ＡｓＨ3）を用いてＧａＡｓ
層３２１を１nm、ＴＭＧとＮＨ3を用いてＧａＮ層３２
２を１nm、原料ガスを交互供給することにより交互に５
０周期成長させた。ＧａＡｓ層３２１に対しては、ＴＭ
ＧとＡｓＨ3の供給流量はそれぞれ５×１０-5ｍｏｌ／
ｍｉｎと１×１０-3ｍｏｌ／ｍｉｎ。またＧａＮ層３２
２に対しては、ＴＭＧとＮＨ3の供給流量はそれぞれ５
×１０-5ｍｏｌ／ｍｉｎ、３×１０-2ｍｏｌ／ｍｉｎと
した。これらの原料ガスをバルブ操作により交互に反応
炉内に供給することによりＧａＡｓ層３２１とＧａＮ層
３２２の多層構造の形成を行った。ＧａＡｓ層３２１の
成長およびＧａＮ層３２２の成長のどちらの後にも、ヘ
テロ界面の急峻性を増すために１０秒間の水素ガスのパ
ージ時間をもうけ、その後に次の成長を行った。本実施
例のようにＧａＡｓ／ＧａＮ超格子緩衝層３２を形成す
ることにより、基板との格子定数差および熱膨張係数差
による影響を緩和し、高品質のエピタキシャル層の形成
が可能となった。
程の一例を図４を用いて説明する。まず、ＧａＡｓ基板
の酸化膜を除去した後、図４（ｂ）のように例えばＭＯ
ＣＶＤ法により成長を行った。まず図４（ａ）のＧａＡ
ｓ基板上に３１上にＧａＡｓ／ＧａＮ超格子緩衝層３２
を形成し（図４（ｂ））、その後Ｓｉドープｎ型ＧａＮ
３３を形成した（図４（ｃ））。基板は（００１）Ｇａ
Ａｓ基板を用いた。まずＧａＡｓ／ＧａＮ超格子緩衝層
３２はＴＭＧとアルシン（ＡｓＨ3）を用いてＧａＡｓ
層３２１を１nm、ＴＭＧとＮＨ3を用いてＧａＮ層３２
２を１nm、原料ガスを交互供給することにより交互に５
０周期成長させた。ＧａＡｓ層３２１に対しては、ＴＭ
ＧとＡｓＨ3の供給流量はそれぞれ５×１０-5ｍｏｌ／
ｍｉｎと１×１０-3ｍｏｌ／ｍｉｎ。またＧａＮ層３２
２に対しては、ＴＭＧとＮＨ3の供給流量はそれぞれ５
×１０-5ｍｏｌ／ｍｉｎ、３×１０-2ｍｏｌ／ｍｉｎと
した。これらの原料ガスをバルブ操作により交互に反応
炉内に供給することによりＧａＡｓ層３２１とＧａＮ層
３２２の多層構造の形成を行った。ＧａＡｓ層３２１の
成長およびＧａＮ層３２２の成長のどちらの後にも、ヘ
テロ界面の急峻性を増すために１０秒間の水素ガスのパ
ージ時間をもうけ、その後に次の成長を行った。本実施
例のようにＧａＡｓ／ＧａＮ超格子緩衝層３２を形成す
ることにより、基板との格子定数差および熱膨張係数差
による影響を緩和し、高品質のエピタキシャル層の形成
が可能となった。
【００２１】次に図４（ｄ）に示すように、ＴＭＧとア
ルシン（ＡｓＨ3）を用いてｐ型ＧａＡｓ層３４１を１n
m、ＴＭＧとＮＨ3を用いてＧａＮ層３４２を１nm、原料
ガスを交互供給することにより交互に２００周期成長さ
せた。ｐ型ＧａＡｓ層３４１へのドーパントであるＺｎ
の原料にはジメチル亜鉛（ＤＭＺ）を用いた。ｐ型Ｇａ
Ａｓ層３４１に対しては、ＴＭＧ、ＡｓＨ3およびＤＭ
Ｚの供給流量はそれぞれ５×１０-5ｍｏｌ／ｍｉｎ、１
×１０-3ｍｏｌ／ｍｉｎおよび１×１０-7ｍｏｌ／ｍｉ
ｎとした。またＧａＮ層３４２に対しては、ＴＭＧとＮ
Ｈ3の供給流量はそれぞれ５×１０-5ｍｏｌ／ｍｉｎ、
３×１０-2ｍｏｌ／ｍｉｎとした。この際もＧａＡｓ層
３４１の成長およびＧａＮ層３４２の成長のどちらの後
にも、ヘテロ界面の急峻性を増すために１０秒間の水素
ガスのパージ時間をもうけ、その後に次の成長を行っ
た。
ルシン（ＡｓＨ3）を用いてｐ型ＧａＡｓ層３４１を１n
m、ＴＭＧとＮＨ3を用いてＧａＮ層３４２を１nm、原料
ガスを交互供給することにより交互に２００周期成長さ
せた。ｐ型ＧａＡｓ層３４１へのドーパントであるＺｎ
の原料にはジメチル亜鉛（ＤＭＺ）を用いた。ｐ型Ｇａ
Ａｓ層３４１に対しては、ＴＭＧ、ＡｓＨ3およびＤＭ
Ｚの供給流量はそれぞれ５×１０-5ｍｏｌ／ｍｉｎ、１
×１０-3ｍｏｌ／ｍｉｎおよび１×１０-7ｍｏｌ／ｍｉ
ｎとした。またＧａＮ層３４２に対しては、ＴＭＧとＮ
Ｈ3の供給流量はそれぞれ５×１０-5ｍｏｌ／ｍｉｎ、
３×１０-2ｍｏｌ／ｍｉｎとした。この際もＧａＡｓ層
３４１の成長およびＧａＮ層３４２の成長のどちらの後
にも、ヘテロ界面の急峻性を増すために１０秒間の水素
ガスのパージ時間をもうけ、その後に次の成長を行っ
た。
【００２２】その後図４（ｅ）に示すようにＡｕおよび
Ａｌの金属蒸着により電極３５および３６を形成した。
電極はＺｎドープｐ型ＧａＡｓ／ＧａＮ超格子層３４の
一部をフォトリソグラフィを用いて反応性イオンエッチ
ングにより、Ｓｉドープｎ型ＧａＮ層３３までエッチン
グした。電極はＺｎドープｐ型ＧａＡｓ／ＧａＮ超格子
層３４にはＡｕ３５、Ｓｉドープｎ型ＧａＮ層３３には
Ａｌ３６を用いた。さらにここでも成長後長時間エピタ
キシャル膜を空気中に放置すると良好なオーミク電極が
得られ難くなるため成長後すぐに電極を形成することが
望ましいが、それが不可能であれば、ドライエッチなど
を用いてまず表面酸化膜をエッチング除去した後に電極
を形成しなければならない。
Ａｌの金属蒸着により電極３５および３６を形成した。
電極はＺｎドープｐ型ＧａＡｓ／ＧａＮ超格子層３４の
一部をフォトリソグラフィを用いて反応性イオンエッチ
ングにより、Ｓｉドープｎ型ＧａＮ層３３までエッチン
グした。電極はＺｎドープｐ型ＧａＡｓ／ＧａＮ超格子
層３４にはＡｕ３５、Ｓｉドープｎ型ＧａＮ層３３には
Ａｌ３６を用いた。さらにここでも成長後長時間エピタ
キシャル膜を空気中に放置すると良好なオーミク電極が
得られ難くなるため成長後すぐに電極を形成することが
望ましいが、それが不可能であれば、ドライエッチなど
を用いてまず表面酸化膜をエッチング除去した後に電極
を形成しなければならない。
【００２３】ここで、ｐ型ＧａＡｓ層３４１とＧａＮ層
３４２の膜厚を１nmとしたが、量子効果を有する範囲内
で、またコヒーレント成長の臨界膜厚範囲内であればそ
れぞれの膜厚を変えることも可能である。
３４２の膜厚を１nmとしたが、量子効果を有する範囲内
で、またコヒーレント成長の臨界膜厚範囲内であればそ
れぞれの膜厚を変えることも可能である。
【００２４】さらに例えば上述のようにｎ型ＧａＡｓ基
板を用いる場合は、その上に形成する結晶として緩衝層
としてＡｌＮとＧａＮまたはＡｌＮとＧａＡｓを交互に
積層した構造を用いたり、単にＡｌＮ、ＧａＮまたはＧ
ａＡｓを用いることもできる。
板を用いる場合は、その上に形成する結晶として緩衝層
としてＡｌＮとＧａＮまたはＡｌＮとＧａＡｓを交互に
積層した構造を用いたり、単にＡｌＮ、ＧａＮまたはＧ
ａＡｓを用いることもできる。
【００２５】尚、図５に示すように、本発明は、あらか
じめ電子デバイスや光デバイスを形成したＧａＡｓを基
板として用いることで、青色ＬＥＤ５１とこれらの電子
デバイスや光デバイス（例えばＧａＡｓＦＥＴ５２）と
の集積化を可能とするものである。ＧａＡｓＦＥＴ５２
は青色ＬＥＤ５１の駆動回路に用いている。
じめ電子デバイスや光デバイスを形成したＧａＡｓを基
板として用いることで、青色ＬＥＤ５１とこれらの電子
デバイスや光デバイス（例えばＧａＡｓＦＥＴ５２）と
の集積化を可能とするものである。ＧａＡｓＦＥＴ５２
は青色ＬＥＤ５１の駆動回路に用いている。
【００２６】本発明の実施例において多重量子井戸層を
構成するＧａＡｓ層のかわりに、ＧａＰ層を用いて、Ｇ
ａＰ／ＧａＮ多重量子井戸としても同様な効果が期待で
きる。
構成するＧａＡｓ層のかわりに、ＧａＰ層を用いて、Ｇ
ａＰ／ＧａＮ多重量子井戸としても同様な効果が期待で
きる。
【００２７】
【発明の効果】本発明の効果は、本発明によれば、ｐ伝
導型正孔注入層を再現性よく容易に得ることができ、高
密度のキャリアの注入と高い効率の青色発光が得られる
という効果がある。そのため、従来にないＬＥＤや半導
体レーザなどの高輝度、高効率の青色発光素子が実現で
き、工業的価値は極めて高い。
導型正孔注入層を再現性よく容易に得ることができ、高
密度のキャリアの注入と高い効率の青色発光が得られる
という効果がある。そのため、従来にないＬＥＤや半導
体レーザなどの高輝度、高効率の青色発光素子が実現で
き、工業的価値は極めて高い。
【図１】本発明の第１の実施例である青色ＬＥＤの構造
断面図およびバンド図
断面図およびバンド図
【図２】本発明の第２の実施例である青色ＬＥＤの製造
工程断面図
工程断面図
【図３】本発明の第３の実施例である青色ＬＥＤの断面
図
図
【図４】本発明の第４の実施例である青色ＬＥＤの製造
工程断面図
工程断面図
【図５】本発明の第６の実施例である青色ＬＥＤとＧａ
Ａｓ素子との集積化素子の構造断面図
Ａｓ素子との集積化素子の構造断面図
【図６】ＧａＮを用いた従来のＭＩＳ構造ＬＥＤの構造
断面図
断面図
１１ サファイア基板 １２ ＡｌＮ緩衝層 １３ Ｓｉドープｎ型ＧａＮ層 １４ Ｚｎドープｐ型ＧａＡｓ／ＧａＮ超格子層 １５ Ａｕ電極 １６ Ａｌ電極 ３１ ＧａＡｓ基板 ３２ ＧａＡｓ／ＧａＮ緩衝層 ３３ Ｓｉドープｎ型ＧａＮ層 ３４ Ｚｎドープｐ型ＧａＡｓ／ＧａＮ超格子層 ３５ Ａｕ電極 ３６ Ａｌ電極
Claims (11)
- 【請求項１】ｎ伝導型を有したＧａＮ結晶上に、ｐ伝導
型を有したＧａＡｓまたはｐ伝導型を有したＧａＰとＧ
ａＮを交互に積層した構造を有し、前記ＧａＡｓまたは
ＧａＰとＧａＮを交互に積層した構造上に正電極、前記
ＧａＮ結晶に負電極を備えたことを特徴とする発光素
子。 - 【請求項２】サファイア基板上に、ｎ伝導型を有したＧ
ａＮ結晶、およびｐ伝導型を有したＧａＡｓまたはｐ伝
導型を有したＧａＰとＧａＮを交互に積層した構造とを
備えたことを特徴とする請求項１記載の発光素子。 - 【請求項３】ＧａＡｓ基板上にＡｌＮとＧａＮまたはＡ
ｌＮとＧａＡｓまたはＧａＮとＧａＡｓを交互に積層し
た構造を有し、前記交互に積層した構造上にｎ伝導型を
有したＧａＮ結晶を有し、前記ｎ伝導型を有したＧａＮ
結晶上にｐ伝導型を有したＧａＡｓまたはｐ伝導型を有
したＧａＰとＧａＮを交互に積層した構造とを備えたこ
とを特徴とする発光素子。 - 【請求項４】ＧａＰ基板上にＡｌＮとＧａＮまたはＡｌ
ＮとＧａＰまたはＧａＮとＧａＰを交互に積層した構造
を有し、前記交互に積層した構造上にｎ伝導型を有した
ＧａＮ結晶を有し、前記ｎ伝導型を有したＧａＮ結晶上
にｐ伝導型を有したＧａＡｓまたはｐ伝導型を有したＧ
ａＰとＧａＮを交互に積層した構造とを備えたことを特
徴とする発光素子。 - 【請求項５】ＭＯＶＰＥ法によりＳｉをｎ型不純物とし
たｎ伝導型ＧａＮ結晶を形成する工程と、前記ｎ伝導型
ＧａＮ結晶上に、ＭＯＣＶＤ法によりＺｎまたはＭｇを
ｐ型不純物としたｐ伝導型ＧａＡｓまたはｐ伝導型Ｇａ
ＰとＧａＮを交互に積層した構造を形成する工程と、前
記ＧａＡｓまたはＧａＰとＧａＮを交互に積層した構造
上に正電極、前記ＧａＮ結晶に負電極を形成する工程と
を備えたことを特徴とする発光素子の製造方法。 - 【請求項６】サファイア基板上にＡｌＮまたはＧａＮま
たはＧａＡｓ緩衝層を形成する工程と、前記緩衝層上に
ｎ伝導型を有したＧａＮ結晶を形成する工程を備えたこ
とを特徴とする請求項５記載の発光素子の製造方法。 - 【請求項７】サファイア基板上にＡｌＮとＧａＮまたは
ＡｌＮとＧａＡｓまたはＧａＮとＧａＡｓを交互に積層
した構造の緩衝層を形成する工程と、前記緩衝層上にｎ
伝導型を有したＧａＮ結晶を形成する工程を備えたこと
を特徴とする請求項５記載の発光素子の製造方法。 - 【請求項８】ＧａＡｓ基板上にＡｌＮまたはＧａＮまた
はＧａＡｓ緩衝層を形成する工程と、前記緩衝層上にｎ
伝導型を有したＧａＮ結晶を形成する工程を備えたこと
を特徴とする請求項５の発光素子の製造方法。 - 【請求項９】ＧａＡｓ基板上にＡｌＮとＧａＮまたはＡ
ｌＮとＧａＡｓまたはＧａＮとＧａＡｓを交互に積層し
た構造の緩衝層を形成する工程と、前記緩衝層上にｎ伝
導型を有したＧａＮ結晶を形成する工程を備えたことを
特徴とする請求項４の発光素子の製造方法。 - 【請求項１０】ＧａＰ基板上にＡｌＮまたはＧａＮまた
はＧａＰ緩衝層を形成する工程と、前記緩衝層上にｎ伝
導型を有したＧａＮ結晶を形成する工程を備えたことを
特徴とする請求項５の発光素子の製造方法。 - 【請求項１１】ＧａＰ基板上にＡｌＮとＧａＮまたはＡ
ｌＮとＧａＰまたはＧａＮとＧａＰを交互に積層した構
造の緩衝層を形成する工程と、前記緩衝層上にｎ伝導型
を有したＧａＮ結晶を形成する工程を備えたことを特徴
とする請求項５の発光素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4440692A JPH05243613A (ja) | 1992-03-02 | 1992-03-02 | 発光素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4440692A JPH05243613A (ja) | 1992-03-02 | 1992-03-02 | 発光素子およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05243613A true JPH05243613A (ja) | 1993-09-21 |
Family
ID=12690632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4440692A Pending JPH05243613A (ja) | 1992-03-02 | 1992-03-02 | 発光素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05243613A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0888444A (ja) * | 1994-09-20 | 1996-04-02 | Nec Corp | 半導体発光素子 |
| JPH11298043A (ja) * | 1998-04-14 | 1999-10-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体素子およびｉｉｉ族窒化物超格子構造の作製方法 |
| JP2000114594A (ja) * | 1998-10-06 | 2000-04-21 | Toshiba Corp | 半導体発光装置 |
| US6198112B1 (en) | 1994-03-23 | 2001-03-06 | Sharp Kabushiki Kaisha | III-V compound semiconductor luminescent device |
| CN1297016C (zh) * | 1997-01-09 | 2007-01-24 | 日亚化学工业株式会社 | 氮化物半导体元器件 |
| US7211822B2 (en) | 1997-01-09 | 2007-05-01 | Nichia Chemical Industries, Ltd. | Nitride semiconductor device |
| WO2011115529A1 (en) * | 2010-03-15 | 2011-09-22 | Yuri Georgievich Shreter | Light-emitting device with heterophase boundaries |
| US8934513B2 (en) | 1994-09-14 | 2015-01-13 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device and manufacturing method therefor |
-
1992
- 1992-03-02 JP JP4440692A patent/JPH05243613A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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