JPH06151964A - Nitrogen-iii compound semiconductor luminous element and manufacture thereof - Google Patents

Nitrogen-iii compound semiconductor luminous element and manufacture thereof

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JPH06151964A
JPH06151964A JP31659992A JP31659992A JPH06151964A JP H06151964 A JPH06151964 A JP H06151964A JP 31659992 A JP31659992 A JP 31659992A JP 31659992 A JP31659992 A JP 31659992A JP H06151964 A JPH06151964 A JP H06151964A
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high carrier
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典克 小出
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史郎 山崎
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Abstract

PURPOSE:To improve the luminance and life of an AlGaInN light emitting diode. CONSTITUTION:A 500Angstrom AlN buffer layer 2, high carrier concentration n<+>-layer 3, approx. 2.2mum in film thickness and 2X10<18>/cm<3> in electron density, made of silicon-doped GaN, low carrier concentration n-layer 4, approx. 1.5mum and 1X10<16>/cm<3>, composed of non-doped GaN, low carrier concentration p-layer 51, approx. 0.5mum and 1X10<16>/cm<3> in hole density, made of Mg-doped GaN, and high carrier concentration p<+>-layer 52, approx. 0.2mum and 2X10<17>/cm<3> in hole density, are formed on a sapphire substrate 1 in this order. Both of the n-layers and p-layers consist of a plurality of layers which are stepwise increased in carrier concentration in the direction away from the p-n junction; the low carrier concentration n-layer 4 is almost equal to the low carrier concentration p-layer 51 in carrier concentration. As a result, the luminance and life are improved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は青色発光の窒素−3属元
素化合物半導体発光素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a blue light-emitting nitrogen-group III compound semiconductor light-emitting device.

【0002】[0002]

【従来技術】従来、青色の発光ダイオードとしてGaN 系
の化合物半導体を用いたものが知られている。そのGaN
系の化合物半導体は直接遷移型であることから発光効率
が高いこと、光の3原色の1つである青色を発光色とす
ること等から注目されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a blue light emitting diode, one using a GaN compound semiconductor has been known. Its GaN
Since the compound semiconductors of the type are direct transition type, they have high luminous efficiency, and blue, which is one of the three primary colors of light, is used as the emission color, and so on.

【0003】最近、GaN においても、Mgをドープして電
子線を照射することによりp型のGaN が得られることが
明らかとなった。この結果、従来のn層と半絶縁層(i
層)との接合に換えてpn接合を有するGaN 発光ダイオ
ードが提案されている。
Recently, it has become clear that p-type GaN can be obtained by doping Mg and irradiating it with an electron beam. As a result, the conventional n layer and semi-insulating layer (i
A GaN light emitting diode having a pn junction instead of a junction with a layer) has been proposed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のpn接
合を有する発光ダイオードであっても、発光輝度は未だ
十分ではなく、また、寿命に関しても十分なものが得ら
れていない。そこで、本発明の目的は、窒素−3属元素
化合物半導体(AlxGaYIn1-X-YN;X=0,Y=0,X=Y=0 を含む)
発光ダイオードの発光輝度を向上させること及び素子寿
命を長期化することである。
However, even the light emitting diode having the above-mentioned pn junction has not yet obtained sufficient light emission brightness, and has not obtained a sufficient lifetime. Therefore, an object of the present invention is to provide a nitrogen-3 group compound semiconductor (including Al x Ga Y In 1-XY N; X = 0, Y = 0, X = Y = 0).
It is to improve the light emission brightness of a light emitting diode and to prolong the life of the device.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、n型の窒素−
3属元素化合物半導体(AlxGaYIn1-X-YN;X=0,Y=0,X=Y=0
を含む) からなるn層と、p型の窒素−3属元素化合物
半導体(AlxGaYIn1-X-YN;X=0,Y=0,X=Y=0 を含む) からな
るp層とを有する窒素−3属元素化合物半導体発光素子
において、n層は、pn接合面から遠ざかるに連れて、
電子濃度がステップ増加する複数のn型の層で形成さ
れ、p層は、pn接合面から遠ざかるに連れて、ホール
濃度がステップ増加する複数のp型の層で形成され、p
n接合を直接形成するp型の層及びn型の層は、キャリ
ア濃度が略等しく形成されていることを特徴とする。
The present invention is directed to n-type nitrogen-
Group 3 element compound semiconductor (Al x Ga Y In 1-XY N; X = 0, Y = 0, X = Y = 0
Layer) and a p-layer composed of a p-type nitrogen-group-3 element compound semiconductor (including Al x Ga Y In 1-XY N; X = 0, Y = 0, X = Y = 0) In the nitrogen-3 group element compound semiconductor light-emitting device having and, the n layer becomes more distant from the pn junction surface,
The p layer is formed of a plurality of n-type layers whose electron concentration increases stepwise, and the p layer is formed of a plurality of p-type layers whose hole concentration increases stepwise as the distance from the pn junction surface increases.
The p-type layer and the n-type layer that directly form the n-junction are characterized in that they have carrier concentrations substantially equal to each other.

【0006】上記のpn接合に直接関与するn型の層及
びp型の層は、キャリア濃度が 1×1014〜1 ×1016/cm3
の範囲で略等しいことが望ましい。
The n-type layer and the p-type layer directly involved in the above pn junction have a carrier concentration of 1 × 10 14 to 1 × 10 16 / cm 3.
It is desirable that they are substantially equal within the range.

【0007】[0007]

【発明の作用及び効果】本発明は、n層及びp層を共に
複層に形成し、pn接合に直接関与するn型の層及びp
型の層のキャリア濃度を略等しくした結果、発光輝度は
10 mcdであり、この発光輝度は従来のpn接合GaN 発光
ダイオードの発光輝度に比べて、2 倍に向上した。又、
発光寿命は104 時間であり、従来のpn接合GaN 発光ダ
イオードの発光寿命の1.5 倍である。
According to the present invention, the n-type layer and the p-type layer are formed in a multi-layer structure, and the n-type layer and the p-type layer are directly involved in the pn junction.
As a result of making the carrier concentrations of the mold layers approximately equal, the emission brightness is
The emission luminance was 10 mcd, which was twice as high as that of the conventional pn junction GaN light emitting diode. or,
The light emission lifetime is 10 4 hours, which is 1.5 times that of the conventional pn junction GaN light emitting diode.

【0008】[0008]

【実施例】第1実施例 図1において、発光ダイオード10は、サファイア基板
1を有しており、そのサファイア基板1に500 ÅのAlN
のバッファ層2が形成されている。そのバッファ層2の
上には、順に、膜厚約2.2 μm、電子濃度2 ×1018/cm3
のシリコンドープGaN から成る高キャリア濃度n+
3、膜厚約 1.5μm、電子濃度1 ×1016/cm3のノンドー
プGaN から成る低キャリア濃度n層4が形成されてい
る。更に、低キャリア濃度n層4の上には、順に、膜厚
約0.5 μm、ホール濃度1 ×1016/cm3のMgドープGaN か
ら成る低キャリア濃度p層51、膜厚約0.2 μm、ホー
ル濃度2×1017/cm3の高キャリア濃度p+ 層52が形成
されている。そして、高キャリア濃度p+ 層52に接続
するニッケルで形成された電極7と高キャリア濃度n+
層3に接続するニッケルで形成された電極8とが形成さ
れている。電極8と電極7とは、溝9により電気的に絶
縁分離されている。
First Embodiment Referring to FIG. 1, a light emitting diode 10 has a sapphire substrate 1, and the sapphire substrate 1 has 500 Å AlN.
Buffer layer 2 is formed. On the buffer layer 2, a film thickness of about 2.2 μm and an electron concentration of 2 × 10 18 / cm 3 are sequentially formed.
The high carrier concentration n + layer 3 made of silicon-doped GaN and the low carrier concentration n layer 4 made of non-doped GaN having an electron concentration of 1 × 10 16 / cm 3 are formed. Further, on the low carrier concentration n-layer 4, a film thickness of about 0.5 μm, a low carrier concentration p-layer 51 made of Mg-doped GaN with a hole concentration of 1 × 10 16 / cm 3 , a film thickness of about 0.2 μm, and a hole. A high carrier concentration p + layer 52 having a concentration of 2 × 10 17 / cm 3 is formed. Then, the electrode 7 formed of nickel connected to the high carrier concentration p + layer 52 and the high carrier concentration n +
An electrode 8 made of nickel and connected to the layer 3 is formed. The electrode 8 and the electrode 7 are electrically insulated and separated by the groove 9.

【0009】次に、この構造の発光ダイオード10の製
造方法について説明する。上記発光ダイオード10は、
有機金属化合物気相成長法( 以下「M0VPE 」と記す) に
よる気相成長により製造された。用いられたガスは、NH
3 とキャリアガスH2とトリメチルガリウム(Ga(CH3)3)
(以下「TMG 」と記す) とトリメチルアルミニウム(Al
(CH3)3)(以下「TMA 」と記す) とシラン(SiH4)とビス
シクロペンタジエニルマグネシウム(Mg(C5H5)2)(以下
「CP2Mg 」と記す)である。
Next, a method of manufacturing the light emitting diode 10 having this structure will be described. The light emitting diode 10 is
It was manufactured by vapor phase epitaxy by an organometallic compound vapor phase epitaxy method (hereinafter referred to as "M0VPE"). The gas used is NH
3 and carrier gas H 2 and trimethylgallium (Ga (CH 3 ) 3 ).
(Hereinafter referred to as "TMG") and trimethyl aluminum (Al
(CH 3) 3) is referred to (hereinafter referred to as "TMA") and silane (SiH 4) and bis-cyclopentadienyl magnesium (Mg (C 5 H 5) 2) ( hereinafter "CP 2 Mg").

【0010】まず、有機洗浄及び熱処理により洗浄した
A面を主面とする単結晶のサファイア基板1をM0VPE 装
置の反応室に載置されたサセプタに装着する。次に、常
圧でH2を流速2 liter/分で反応室に流しながら温度1100
℃でサファイア基板1を気相エッチングした。
First, the single-crystal sapphire substrate 1 whose main surface is the A-plane cleaned by organic cleaning and heat treatment is mounted on a susceptor placed in the reaction chamber of the M0VPE apparatus. Then, at a pressure of 1100 while flowing H 2 into the reaction chamber at a flow rate of 2 liter / min under normal pressure.
The sapphire substrate 1 was vapor-phase etched at 0 ° C.

【0011】次に、温度を 400℃まで低下させて、H2
20 liter/分、NH3 を10 liter/分、TMA を 1.8×10-5
モル/分で供給してAlN のバッファ層2が約 500Åの厚
さに形成された。次に、サファイア基板1の温度を1150
℃に保持し、H2を20 liter/分、NH3 を10 liter/分、
TMG を 1.7×10-4モル/分、H2で0.86ppm まで希釈した
シラン(SiH4)を 200 ml/分の割合で30分間供給し、膜厚
約 2.2μm、電子濃度2×1018/cm3のGaN から成る高キ
ャリア濃度n+ 層3を形成した。
Next, the temperature is lowered to 400 ° C. and H 2 is added.
20 liter / min, NH 3 10 liter / min, TMA 1.8 × 10 -5
The buffer layer 2 of AlN was formed at a thickness of about 500Å by supplying at a mol / min. Next, the temperature of the sapphire substrate 1 is set to 1150.
Hold at 2 ℃, H 2 20 liter / min, NH 3 10 liter / min,
Silane (SiH 4 ) diluted with TMG at 1.7 × 10 -4 mol / min and 0.86 ppm with H 2 was supplied at a rate of 200 ml / min for 30 minutes to obtain a film thickness of about 2.2 μm and electron concentration of 2 × 10 18 / A high carrier concentration n + layer 3 made of GaN of cm 3 was formed.

【0012】続いて、サファイア基板1の温度を1150℃
に保持し、H2を20 liter/分、NH3を10 liter/分、TMG
を1.7 ×10-4モル/分の割合で20分間供給し、膜厚約
1.5μm、電子濃度 1×1016/ cm3 のGaN から成る低キ
ャリア濃度n層4を形成した。
Then, the temperature of the sapphire substrate 1 is set to 1150 ° C.
, H 2 20 liter / min, NH 3 10 liter / min, TMG
For 20 minutes at a rate of 1.7 × 10 -4 mol / min,
A low carrier concentration n layer 4 made of GaN having an electron concentration of 1 × 10 16 / cm 3 and having a thickness of 1.5 μm was formed.

【0013】次に、サファイア基板1を1150℃にして、
2 を20 liter/分、NH3 を10 liter/分、TMG を 1.7
×10-4モル/分、CP2Mg を 8×10-8モル/分の割合で 7
分間供給して、膜厚0.5 μmのGaN から成る低キャリア
濃度p層51を形成した。この状態では、低キャリア濃
度p層51は、まだ、抵抗率108 Ωcm以上の絶縁体であ
る。
Next, the sapphire substrate 1 is heated to 1150 ° C.,
H 2 20 liter / min, NH 3 10 liter / min, TMG 1.7
X 10 -4 mol / min, CP 2 Mg at a rate of 8 x 10 -8 mol / min 7
By supplying for a minute, a low carrier concentration p layer 51 made of GaN having a film thickness of 0.5 μm was formed. In this state, the low carrier concentration p layer 51 is still an insulator having a resistivity of 10 8 Ωcm or more.

【0014】次に、サファイア基板1を1150℃にして、
2 を20 liter/分、NH3 を10 liter/分、TMG を 1.7
×10-4モル/分、CP2Mg を 3×10-7モル/分の割合で 3
分間供給して、膜厚0.2 μmのGaN から成る高キャリア
濃度p+ 層52を形成した。この状態では、高キャリア
濃度p+ 層52は、まだ、抵抗率108 Ωcm以上の絶縁体
である。
Next, the sapphire substrate 1 is heated to 1150 ° C.,
H 2 20 liter / min, NH 3 10 liter / min, TMG 1.7
× 10 -4 mol / min, CP 2 Mg at a rate of 3 × 10 -7 mol / min 3
By supplying for a minute, a high carrier concentration p + layer 52 made of GaN having a film thickness of 0.2 μm was formed. In this state, the high carrier concentration p + layer 52 is still an insulator having a resistivity of 10 8 Ωcm or more.

【0015】次に、反射電子線回析装置を用いて、上記
の高キャリア濃度p+ 層52及び低キャリア濃度p層5
1に一様に電子線を照射した。電子線の照射条件は、加
速電圧10KV、試料電流 1μA 、ビームの移動速度0.2mm/
sec 、ビーム径60μmφ、真空度2.1 ×10-5Torrであ
る。この電子線の照射により、低キャリア濃度p層51
は、ホール濃度1 ×1016/cm3、抵抗率40Ωcmのp伝導型
半導体となり、高キャリア濃度p+ 層52は、ホール濃
度 2×1017/cm3、抵抗率 2Ωcmのp伝導型半導体となっ
た。このようにして、図2に示すような多層構造のウエ
ハが得られた。
Next, a high carrier concentration p + layer 52 and a low carrier concentration p layer 5 are used by using a backscattered electron diffraction apparatus.
1 was uniformly irradiated with an electron beam. The electron beam irradiation conditions are: acceleration voltage 10KV, sample current 1μA, beam moving speed 0.2mm /
sec, beam diameter 60 μmφ, vacuum degree 2.1 × 10 −5 Torr. By this electron beam irradiation, the low carrier concentration p-layer 51
Is a p-conducting semiconductor having a hole concentration of 1 × 10 16 / cm 3 and a resistivity of 40 Ωcm, and the high carrier concentration p + layer 52 is a p-conducting semiconductor having a hole concentration of 2 × 10 17 / cm 3 and a resistivity of 2 Ωcm. became. In this way, a wafer having a multilayer structure as shown in FIG. 2 was obtained.

【0016】以下に述べられる図3から図7は、ウエハ
上の1つの素子のみを示す断面図であり、実際は、この
素子が連続的に繰り返されたウエハについて、処理が行
われ、その後、各素子毎に切断される。
FIGS. 3 to 7 described below are cross-sectional views showing only one element on the wafer. In fact, a wafer in which this element is continuously repeated is processed, and then each of the elements is processed. It is cut for each element.

【0017】図3に示すように、高キャリア濃度p+
52の上に、スパッタリングによりSiO2層11を2000Å
の厚さに形成した。次に、そのSiO2層11上にフォトレ
ジスト12を塗布した。そして、フォトリソグラフによ
り、高キャリア濃度p+ 層52上において、高キャリア
濃度n+ 層3に至るように形成される孔15に対応する
電極形成部位Aとその電極形成部を高キャリア濃度p+
層52の電極と絶縁分離する溝9を形成する部位Bのフ
ォトレジストを除去した。
As shown in FIG. 3, a SiO 2 layer 11 of 2000 Å is sputtered on the high carrier concentration p + layer 52.
Formed to a thickness of. Next, a photoresist 12 was applied on the SiO 2 layer 11. Then, by photolithography, on the high carrier concentration p + layer 52, the electrode formation portion A corresponding to the hole 15 formed to reach the high carrier concentration n + layer 3 and the electrode formation portion thereof are formed into the high carrier concentration p + layer.
The photoresist at the portion B where the groove 9 for insulating and separating from the electrode of the layer 52 is formed is removed.

【0018】次に、図4に示すように、フォトレジスト
12によって覆われていないSiO2層11をフッ化水素酸
系エッチング液で除去した。次に、図5に示すように、
フォトレジスト12及びSiO2層11によって覆われてい
ない部位の高キャリア濃度p+ 層52とその下の低キャ
リア濃度p層51、低キャリア濃度n層4、高キャリア
濃度n+ 層3の上面一部を、真空度0.04Torr、高周波電
力0.44W/cm2 、BCl3ガスを10ml/分の割合で供給しドラ
イエッチングした後、Arでドライエッチングした。この
工程で、高キャリア濃度n+ 層3に対する電極取出しの
ための孔15と絶縁分離のための溝9が形成された。
Next, as shown in FIG. 4, the SiO 2 layer 11 not covered with the photoresist 12 was removed with a hydrofluoric acid type etching solution. Next, as shown in FIG.
The high carrier concentration p + layer 52 in a portion not covered by the photoresist 12 and the SiO 2 layer 11 and the upper surface of the low carrier concentration p layer 51, the low carrier concentration n layer 4, and the high carrier concentration n + layer 3 thereunder. The parts were dry-etched by supplying a vacuum degree of 0.04 Torr, a high-frequency power of 0.44 W / cm 2 and a BCl 3 gas at a rate of 10 ml / min, and then dry-etching with Ar. In this step, a hole 15 for taking out an electrode and a groove 9 for insulation separation were formed for the high carrier concentration n + layer 3.

【0019】次に、図6に示すように、高キャリア濃度
+ 層52上に残っているSiO2層11をフッ化水素酸で
除去した。次に、図7に示すように、試料の上全面に、
Ni層13を蒸着により形成した。これにより、孔15に
は、高キャリア濃度n+ 層3に電気的に接続されたNi層
13が形成される。そして、そのNi層13の上にフォト
レジスト14を塗布して、フォトリソグラフにより、そ
のフォトレジスト14が高キャリア濃度n+ 層3及び高
キャリア濃度p+ 層52に対する電極部が残るように、
所定形状にパターン形成した。
Next, as shown in FIG. 6, the SiO 2 layer 11 remaining on the high carrier concentration p + layer 52 was removed with hydrofluoric acid. Next, as shown in FIG.
The Ni layer 13 was formed by vapor deposition. As a result, the Ni layer 13 electrically connected to the high carrier concentration n + layer 3 is formed in the hole 15. Then, a photoresist 14 is applied onto the Ni layer 13, and by photolithography, the photoresist 14 is left with an electrode portion for the high carrier concentration n + layer 3 and the high carrier concentration p + layer 52.
A pattern was formed into a predetermined shape.

【0020】次に、図7に示すようにそのフォトレジス
ト14をマスクとして下層のNi層13の露出部を硝酸系
エッチング液でエッチングした。この時、絶縁分離のた
めの溝9に蒸着されたNi層13は、完全に除去される。
次に、フォトレジスト14をアセトンで除去し、高キャ
リア濃度n+ 層3の電極8、高キャリア濃度p+ 層52
の電極7が残された。その後、上記の如く処理されたウ
エハは、各素子毎に切断され、図1に示すpn構造の窒
化ガリウム系発光素子を得た。
Next, as shown in FIG. 7, the exposed portion of the lower Ni layer 13 was etched with a nitric acid-based etching solution using the photoresist 14 as a mask. At this time, the Ni layer 13 deposited in the groove 9 for insulation separation is completely removed.
Next, the photoresist 14 is removed with acetone, the electrode 8 of the high carrier concentration n + layer 3 and the high carrier concentration p + layer 52 are removed.
Of the electrode 7 was left. Then, the wafer treated as described above was cut into each element to obtain a pn structure gallium nitride-based light emitting element shown in FIG.

【0021】このようにして製造された発光ダイオード
10の発光強度を測定したところ10mcdであり、この発
光輝度は、従来のpn接合のGaN 発光ダイオードの発光
輝度に比べて 2倍であった。又、発光寿命は、104 時間
であり、従来のpn接合のGaN 発光ダイオードの発光寿
命に比べて1.5 倍であった。
The light emission intensity of the light emitting diode 10 thus manufactured was measured and found to be 10 mcd, which was twice as high as that of the conventional pn junction GaN light emitting diode. The light emission life was 10 4 hours, which was 1.5 times that of the conventional pn junction GaN light emitting diode.

【0022】尚、上記実施例で用いたマグネシウムMgの
ドーピングガスは、上述のガスの他、メチルビスシクロ
ペンタジエニルマグネシウムMg(C6H7)2 を用いても良
い。
The magnesium Mg doping gas used in the above embodiment may be methylbiscyclopentadienyl magnesium Mg (C 6 H 7 ) 2 in addition to the above gases.

【0023】上記低キャリア濃度n層4の電子濃度は1
×1014〜 1×1016/cm3 で膜厚は 0.5〜 2μmが望まし
い。電子濃度が 1×1016/cm3 以上となると発光強度が
低下するので望ましくなく、 1×1014/cm3 以下となる
と発光素子の直列抵抗が高くなりすぎ電流を流すと発熱
するので望ましくない。又、膜厚が 2μm以上となると
発光素子の直列抵抗が高くなりすぎ電流を流すと発熱す
るので望ましくなく、膜厚が 0.5μm以下となると発光
強度が低下するので望ましくない。
The electron concentration of the low carrier concentration n layer 4 is 1
It is desirable that the film thickness is x10 14 to 1x10 16 / cm 3 and the film thickness is 0.5 to 2 µm. When the electron concentration is 1 × 10 16 / cm 3 or more, the emission intensity decreases, which is not desirable. When the electron concentration is 1 × 10 14 / cm 3 or less, the series resistance of the light emitting element becomes too high and heat is generated when an electric current is applied. . Further, if the film thickness is 2 μm or more, the series resistance of the light emitting element becomes too high and heat is generated when an electric current is applied, which is not desirable, and if the film thickness is 0.5 μm or less, the emission intensity decreases, which is not desirable.

【0024】更に、高キャリア濃度n+ 層3の電子濃度
は 1×1016〜 1×1019/cm3 で膜厚は 2〜10μmが望ま
しい。電子濃度が 1×1019/cm3 以上となると結晶性が
悪化するので望ましくなく、 1×1016/cm3 以下となる
と発光素子の直列抵抗が高くなりすぎ電流を流すと発熱
するので望ましくない。又、膜厚が10μm以上となると
基板が湾曲するので望ましくなく、膜厚が 2μm以下と
なると発光素子の直列抵抗が高くなりすぎ電流を流すと
発熱するので望ましくない。
Further, the high carrier concentration n + layer 3 preferably has an electron concentration of 1 × 10 16 to 1 × 10 19 / cm 3 and a film thickness of 2 to 10 μm. When the electron concentration is 1 × 10 19 / cm 3 or more, the crystallinity is deteriorated, which is not desirable. When the electron concentration is 1 × 10 16 / cm 3 or less, the series resistance of the light emitting element becomes too high and heat is generated when a current is applied, which is not desirable. . Further, if the film thickness is 10 μm or more, the substrate is curved, which is not desirable.

【0025】又、上記低キャリア濃度p層51のホール
濃度は1 ×1014〜 1×1016/cm3 で膜厚は0.2 〜1 μm
が望ましい。ホール濃度が 1×1016/cm3 以上となる
と、低キャリア濃度n層4とのマッチングが悪くなり発
光効率が低下するので望ましくなく、 1×1014/cm3
下となると、直列抵抗が高くなり過ぎるので望ましくな
い。又、膜厚が 1μm以上となると、直列抵抗が高くな
るので望ましくなく、膜厚が0.2 μm以下となると、発
光輝度が低下するので望ましくない。
The low carrier concentration p-layer 51 has a hole concentration of 1 × 10 14 to 1 × 10 16 / cm 3 and a film thickness of 0.2 to 1 μm.
Is desirable. When the hole concentration is 1 × 10 16 / cm 3 or more, the matching with the low carrier concentration n-layer 4 becomes poor and the luminous efficiency is lowered, which is not desirable, and when the hole concentration is 1 × 10 14 / cm 3 or less, the series resistance becomes high. It is not desirable because it becomes too much. Further, if the film thickness is 1 μm or more, the series resistance is increased, which is not desirable, and if the film thickness is 0.2 μm or less, the emission brightness is decreased, which is not desirable.

【0026】更に、高キャリア濃度p+ 層52のホール
濃度は 1×1016〜 2×1019/cm3 で、膜厚は0.2 μmが
望ましい。ホール濃度が 2×1019/cm3 以上のp+ 層は
できない。1 ×1016/cm3 以下となると、直列抵抗が高
くなるので望ましくない。又、膜厚が0.5 μm以上とな
ると、直列抵抗が高くなるので望ましくなく、膜厚が0.
1 μm以下となると、ホールの注入効率が減少するので
望ましくない。
Further, the hole concentration of the high carrier concentration p + layer 52 is preferably 1 × 10 16 to 2 × 10 19 / cm 3 , and the film thickness is preferably 0.2 μm. A p + layer having a hole concentration of 2 × 10 19 / cm 3 or more cannot be formed. When it is 1 × 10 16 / cm 3 or less, the series resistance becomes high, which is not desirable. Further, if the film thickness is 0.5 μm or more, the series resistance becomes high, which is not desirable, and the film thickness is 0.
If it is less than 1 μm, the hole injection efficiency decreases, which is not desirable.

【0027】第2実施例 図8において、発光ダイオード10は、サファイア基板
1を有しており、そのサファイア基板1に500 ÅのAlN
のバッファ層2が形成されている。そのバッファ層2の
上には、順に、膜厚約2.2 μm、電子濃度2 ×1018/cm3
のシリコンドープGaN から成る高キャリア濃度n+
3、膜厚約 1.5μm、電子濃度1 ×1015/cm3のノンドー
プGaN から成る低キャリア濃度n層4が形成されてい
る。更に、低キャリア濃度n層4の上には、順に、膜厚
約0.2 μm、ホール濃度1 ×1015/cm3のMgドープGaN か
ら成る低キャリア濃度p層51、膜厚約0.5 μm、ホー
ル濃度1 ×1016/cm3の第1高キャリア濃度p+ 層52、
膜厚約0.2 μm、ホール濃度1×1017/cm3の第2高キャ
リア濃度p+ 層53が形成されている。そして、第2高
キャリア濃度p+ 層53に接続するニッケルで形成され
た電極7と高キャリア濃度n+ 層3に接続するニッケル
で形成された電極8とが形成されている。電極8と電極
7とは、溝9により電気的に絶縁分離されている。この
ように、本実施例の発光ダイオード10は、p層をホー
ル濃度が3段階にステップ変化する3層で形成したこと
を特徴としている。その製造方法は第1実施例と同様で
ある。
Second Embodiment In FIG. 8, a light emitting diode 10 has a sapphire substrate 1, and the sapphire substrate 1 has 500 Å AlN.
Buffer layer 2 is formed. On the buffer layer 2, a film thickness of about 2.2 μm and an electron concentration of 2 × 10 18 / cm 3 are sequentially formed.
A high carrier concentration n + layer 3 made of silicon-doped GaN and a low carrier concentration n layer 4 made of non-doped GaN having an electron concentration of 1 × 10 15 / cm 3 and a film thickness of about 1.5 μm. Further, on the low carrier concentration n-layer 4, a film thickness of about 0.2 μm, a low carrier concentration p-layer 51 made of Mg-doped GaN with a hole concentration of 1 × 10 15 / cm 3 , a film thickness of about 0.5 μm, and a hole are formed. A first high carrier concentration p + layer 52 having a concentration of 1 × 10 16 / cm 3 ,
A second high carrier concentration p + layer 53 having a film thickness of about 0.2 μm and a hole concentration of 1 × 10 17 / cm 3 is formed. Then, an electrode 7 formed of nickel and connected to the second high carrier concentration p + layer 53 and an electrode 8 formed of nickel and connected to the high carrier concentration n + layer 3 are formed. The electrode 8 and the electrode 7 are electrically insulated and separated by the groove 9. As described above, the light emitting diode 10 of the present embodiment is characterized in that the p layer is formed of three layers in which the hole concentration changes in three steps. The manufacturing method is the same as in the first embodiment.

【0028】このように、n層をpn接合面から遠ざか
る方向に電子濃度がステップ増加する複層で形成し、p
層をpn接合面から遠ざかる方向にホール濃度がステッ
プ増加する複層で形成したので、ホール濃度の最も高い
p型の層と電子濃度の最も高いn型の層との間に電圧を
印加することで、電子及びホールが各層で効率良く加速
され、pn接合面を通って反対の伝導型の層に効率良く
注入される。この結果、発光輝度が向上した。
As described above, the n layer is formed of a multi-layer in which the electron concentration increases stepwise in the direction away from the pn junction surface, and p
Since the layers are formed of multiple layers in which the hole concentration increases stepwise in the direction away from the pn junction surface, a voltage should be applied between the p-type layer with the highest hole concentration and the n-type layer with the highest electron concentration. Then, electrons and holes are efficiently accelerated in each layer and efficiently injected into the opposite conductivity type layer through the pn junction surface. As a result, the emission brightness was improved.

【0029】第3実施例 図9において、発光ダイオード10は、サファイア基板
1を有しており、そのサファイア基板1に500 ÅのAlN
のバッファ層2が形成されている。そのバッファ層2の
上には、順に、膜厚約2.2 μm、電子濃度 2×1018/cm3
のシリコンドープGaN から成る高キャリア濃度n+
3、膜厚約 1.5μm、電子濃度 1×1016/cm3のノンドー
プGaN から成る低キャリア濃度n層4が形成されてい
る。更に、低キャリア濃度n層4の上には、順に、膜厚
約0.5 μm、Mg濃度 5×1019/cm3のMgドープGaN から成
る低不純物濃度i層61、膜厚約0.2 μm、Mg濃度 2×
1020/cm3の高不純物濃度i+ 層62が形成されている。
Third Embodiment In FIG. 9, a light emitting diode 10 has a sapphire substrate 1, and the sapphire substrate 1 has 500 Å AlN.
Buffer layer 2 is formed. On the buffer layer 2, a film thickness of about 2.2 μm and an electron concentration of 2 × 10 18 / cm 3 are sequentially formed.
The high carrier concentration n + layer 3 made of silicon-doped GaN and the low carrier concentration n layer 4 made of non-doped GaN having an electron concentration of 1 × 10 16 / cm 3 are formed. Further, on the low carrier concentration n-layer 4, in order, a film thickness of about 0.5 μm, a low impurity concentration i-layer 61 made of Mg-doped GaN with a Mg concentration of 5 × 10 19 / cm 3 , a film thickness of about 0.2 μm, Mg. Concentration 2 x
A high impurity concentration i + layer 62 of 10 20 / cm 3 is formed.

【0030】そして、その低不純物濃度i層61及び高
不純物濃度i+ 層62の所定領域には、それぞれ、電子
線照射によりp伝導型化したホール濃度1 ×1016/cm3
低キャリア濃度p層501、ホール濃度 2×1017/cm3
高キャリア濃度p+ 層502が形成されている。
Then, in the predetermined regions of the low impurity concentration i layer 61 and the high impurity concentration i + layer 62, a low carrier concentration of 1 × 10 16 / cm 3 of a hole concentration which is made p-conductivity type by electron beam irradiation. A p layer 501 and a high carrier concentration p + layer 502 having a hole concentration of 2 × 10 17 / cm 3 are formed.

【0031】又、高不純物濃度i+ 層62の上面から
は、高不純物濃度i+ 層62、低不純物濃度i層61、
低キャリア濃度n層4を貫通して高キャリア濃度n+
3に至る孔15が形成されている。その孔15を通って
高キャリア濃度n+ 層3に接合されたニッケルで形成さ
れた電極81が高不純物濃度i+ 層62上に形成されて
いる。又、高キャリア濃度p+ 層502の上面には、高
キャリア濃度p+ 層502に対するニッケルで形成され
た電極71が形成されている。高キャリア濃度n+ 層3
に対する電極81は、高キャリア濃度p+ 層502及び
低キャリア濃度p層501に対して高不純物濃度i+
62及び低不純物濃度i層61により絶縁分離されてい
る。
[0031] Further, from the upper surface of the high impurity concentration i + layer 62, the high impurity concentration i + layer 62, low impurity concentration i layer 61,
A hole 15 is formed which penetrates the low carrier concentration n layer 4 and reaches the high carrier concentration n + layer 3. An electrode 81 made of nickel joined to the high carrier concentration n + layer 3 through the hole 15 is formed on the high impurity concentration i + layer 62. Further, on the upper surface of the high carrier concentration p + layer 502, the electrode 71 formed of nickel for high carrier concentration p + layer 502 is formed. High carrier concentration n + layer 3
The electrode 81 is isolated from the high carrier concentration p + layer 502 and the low carrier concentration p layer 501 by a high impurity concentration i + layer 62 and a low impurity concentration i layer 61.

【0032】次に、この構造の発光ダイオード10の製
造方法について説明する。製造工程を示す図10から図
16は、ウエハにおける1素子のみに関する断面図であ
り、実際には図に示す素子が繰り返し形成されたウエハ
に関して次の製造処理が行われる。そして、最後に、ウ
エハが切断されて各発光素子が形成される。
Next, a method of manufacturing the light emitting diode 10 having this structure will be described. 10 to 16 showing the manufacturing process are cross-sectional views of only one element on the wafer, and the following manufacturing process is actually performed on the wafer in which the elements shown in the drawing are repeatedly formed. Then, finally, the wafer is cut to form each light emitting element.

【0033】第1実施例と同様にして、図10に示すウ
エハを製造する。次に、図11に示すように、高不純物
濃度i+ 層62の上に、スパッタリングによりSiO2層1
1を2000Åの厚さに形成した。次に、そのSiO2層11上
にフォトレジスト12を塗布した。そして、フォトリソ
グラフにより、高不純物濃度i+ 層62において高キャ
リア濃度n+ 層3に至るように形成される孔15に対応
する電極形成部位Aのフォトレジストを除去した。
The wafer shown in FIG. 10 is manufactured in the same manner as in the first embodiment. Next, as shown in FIG. 11, the SiO 2 layer 1 is sputtered on the high impurity concentration i + layer 62.
1 was formed to a thickness of 2000Å. Next, a photoresist 12 was applied on the SiO 2 layer 11. Then, by photolithography, the photoresist in the electrode formation site A corresponding to the hole 15 formed in the high impurity concentration i + layer 62 to reach the high carrier concentration n + layer 3 was removed.

【0034】次に、図12に示すように、フォトレジス
ト12によって覆われていないSiO2層11をフッ化水素
酸系エッチング液で除去した。次に、図13に示すよう
に、フォトレジスト12及びSiO2層11によって覆われ
ていない部位の高不純物濃度i+ 層62とその下の低不
純物濃度i層61と低キャリア濃度n層4と高キャリア
濃度n+ 層3の上面一部を、真空度0.04Torr、高周波電
力0.44W/cm2 、BCl3ガスを10 ml/分の割合で供給しドラ
イエッチングした後、Arでドライエッチングした。この
工程で、高キャリア濃度n+ 層3に対する電極取出しの
ための孔15が形成された。次に、図14に示すよう
に、高不純物濃度i+ 層62上に残っているSiO2層11
をフッ化水素酸で除去した。
Next, as shown in FIG. 12, the SiO 2 layer 11 not covered with the photoresist 12 was removed with a hydrofluoric acid type etching solution. Next, as shown in FIG. 13, a high impurity concentration i + layer 62 in a portion not covered with the photoresist 12 and the SiO 2 layer 11, a low impurity concentration i layer 61 thereunder, and a low carrier concentration n layer 4 are formed. A part of the upper surface of the high carrier concentration n + layer 3 was dry-etched by supplying a vacuum degree of 0.04 Torr, a high frequency power of 0.44 W / cm 2 and BCl 3 gas at a rate of 10 ml / min, and then dry etching with Ar. In this step, the hole 15 for taking out the electrode for the high carrier concentration n + layer 3 was formed. Next, as shown in FIG. 14, the SiO 2 layer 11 remaining on the high impurity concentration i + layer 62 is formed.
Was removed with hydrofluoric acid.

【0035】次に、図15に示すように、高不純物濃度
+ 層62及び低不純物濃度i層61の所定領域にの
み、反射電子線回析装置を用いて電子線を照射して、そ
れぞれp伝導型を示すホール濃度 2×1017/cm3の高キャ
リア濃度p+ 層502、ホール濃度1 ×1016/cm3の低キ
ャリア濃度p層501が形成された。
Next, as shown in FIG. 15, electron beams are irradiated to only predetermined regions of the high impurity concentration i + layer 62 and the low impurity concentration i layer 61 by using a backscattered electron beam diffractometer, respectively. A high carrier concentration p + layer 502 having a hole concentration of 2 × 10 17 / cm 3 and a low carrier concentration p layer 501 having a hole concentration of 1 × 10 16 / cm 3 having a p-conduction type were formed.

【0036】電子線の照射条件は、加速電圧10KV、試料
電流 1μA 、ビームの移動速度0.2mm/sec 、ビーム径60
μmφ、真空度2.1 ×10-5Torrである。この時、高キャ
リア濃度p+ 層502及び低キャリア濃度p層501以
外の部分、即ち、電子線の照射されなかった部分は、絶
縁体の高不純物濃度i+ 層62及び低不純物濃度i層6
1のままである。従って、高キャリア濃度p+ 層502
及び低キャリア濃度p層501は、縦方向に対しては、
低キャリア濃度n層4に導通するが、横方向には、周囲
に対して、高不純物濃度i+ 層62及び低不純物濃度i
層61により電気的に絶縁分離されている。
The electron beam irradiation conditions are as follows: acceleration voltage 10 KV, sample current 1 μA, beam moving speed 0.2 mm / sec, beam diameter 60.
μmφ, vacuum degree 2.1 × 10 −5 Torr. At this time, the portions other than the high carrier concentration p + layer 502 and the low carrier concentration p layer 501, that is, the portions not irradiated with the electron beam, are the high impurity concentration i + layer 62 and the low impurity concentration i layer 6 of the insulator.
It remains 1. Therefore, the high carrier concentration p + layer 502
And the low carrier concentration p-layer 501 is
The low carrier concentration n layer 4 is electrically connected, but in the lateral direction, a high impurity concentration i + layer 62 and a low impurity concentration i are formed with respect to the surroundings.
It is electrically isolated by the layer 61.

【0037】次に、図16に示すように、高キャリア濃
度p+ 層502と、高不純物濃度i+ 層62と、高不純
物濃度i+ 層62の上面と孔15を通って高キャリア濃
度n+ 層3とに、Ni層20が蒸着により形成された。そ
して、そのNi層20の上にフォトレジスト21を塗布し
て、フォトリソグラフにより、そのフォトレジスト21
が高キャリア濃度n+ 層3及び高キャリア濃度p+ 層5
02に対する電極部が残るように、所定形状にパターン
形成した。次に、そのフォトレジスト21をマスクとし
て下層のNi層20の露出部を硝酸系エッチング液でエッ
チングし、フォトレジスト21をアセトンで除去した。
このようにして、図9に示すように、高キャリア濃度n
+ 層3の電極81、高キャリア濃度p+ 層502の電極
71を形成した。その後、上述のように形成されたウエ
ハが各素子毎に切断された。
Next, as shown in FIG. 16, a high carrier concentration p + layer 502, a high impurity concentration i + layer 62, a high carrier concentration n + through the upper surface of the high impurity concentration i + layer 62 and the hole 15. A Ni layer 20 was formed on the + layer 3 by vapor deposition. Then, a photoresist 21 is applied on the Ni layer 20, and the photoresist 21 is applied by photolithography.
Has a high carrier concentration n + layer 3 and a high carrier concentration p + layer 5
A pattern was formed in a predetermined shape so that the electrode portion for 02 was left. Next, using the photoresist 21 as a mask, the exposed portion of the lower Ni layer 20 was etched with a nitric acid-based etching solution, and the photoresist 21 was removed with acetone.
Thus, as shown in FIG. 9, the high carrier concentration n
The electrode 81 of the + layer 3 and the electrode 71 of the high carrier concentration p + layer 502 were formed. After that, the wafer formed as described above was cut into each element.

【0038】このようにして製造された発光ダイオード
10の発光強度を測定したところ、第1実施例と同様
に、10mcd であり、発光寿命は104 時間であった。
The light emission intensity of the light emitting diode 10 thus manufactured was measured and found to be 10 mcd and the light emission life was 10 4 hours, as in the first embodiment.

【0039】第4実施例 図17に示すように発光ダイオード10を構成すること
もできる。即ち、バッファ層2の上に、順に、膜厚約0.
2 μm、ホール濃度 2×1017/cm3の第2高キャリア濃度
+ 層53、膜厚約0.5 μm、ホール濃度1 ×1016/cm3
の第1高キャリア濃度p+ 層52、膜厚約0.2 μm、ホ
ール濃度1 ×1015/cm3のMgドープGaN から成る低キャリ
ア濃度p層51が形成されている。そして、低キャリア
濃度p層51上に、順に、膜厚約 1.5μm、電子濃度1
×1015/cm3のノンドープGaN から成る低キャリア濃度n
層4、膜厚約2.2 μm、電子濃度2 ×1018/cm3のシリコ
ンドープGaN から成る高キャリア濃度n+ 層3が形成さ
れている。
Fourth Embodiment A light emitting diode 10 may be constructed as shown in FIG. That is, the film thickness is about 0.
2 μm, second high carrier concentration p + layer 53 with hole concentration 2 × 10 17 / cm 3 , film thickness about 0.5 μm, hole concentration 1 × 10 16 / cm 3
A first high carrier concentration p + layer 52, a low carrier concentration p layer 51 made of Mg-doped GaN with a film thickness of about 0.2 μm and a hole concentration of 1 × 10 15 / cm 3 . Then, on the low carrier concentration p-layer 51, a film thickness of about 1.5 μm and an electron concentration of 1
× 10 15 / cm 3 low carrier concentration n consisting of undoped GaN
Layer 4, a film thickness of about 2.2 [mu] m, the electron concentration 2 × 10 18 / cm 3 of silicon-doped high carrier concentration n + layer 3 made of GaN is formed.

【0040】そして、第2高キャリア濃度p+ 層53に
接続するニッケルで形成された電極72と高キャリア濃
度n+ 層3に接続するニッケルで形成された電極82と
が形成されている。電極82と電極72とは、高キャリ
ア濃度n+ 層3、低キャリア濃度n層4、低キャリア濃
度p層51及び第1高キャリア濃度p+ 層52に形成さ
れた溝91により電気的に絶縁分離されている。
An electrode 72 formed of nickel and connected to the second high carrier concentration p + layer 53 and an electrode 82 formed of nickel and connected to the high carrier concentration n + layer 3 are formed. The electrode 82 and the electrode 72 are electrically insulated from each other by the groove 91 formed in the high carrier concentration n + layer 3, the low carrier concentration n layer 4, the low carrier concentration p layer 51 and the first high carrier concentration p + layer 52. It is separated.

【0041】このように、本実施例は、第2実施例と異
なり、p層とn層との基板1に対する堆積順序を逆にし
たものである。製造は第2実施例と同様に行うことがで
きる。
As described above, this embodiment is different from the second embodiment in that the deposition order of the p layer and the n layer on the substrate 1 is reversed. The manufacture can be performed in the same manner as in the second embodiment.

【0042】第5実施例 図1に示す構造の第1実施例の発光ダイオード10にお
いて、高キャリア濃度n+ 層3、低キャリア濃度n層
4、低キャリア濃度p層51、高キャリア濃度p+ 層5
2を、それぞれ、Al0.2Ga0.5In0.3Nとした。高キャリア
濃度n+ 層3は、シリコンを添加して電子濃度2 ×1018
/cm3に形成し、低キャリア濃度n層4は不純物無添加で
電子濃度1 ×1016/cm3に形成した。低キャリア濃度p層
51はマグネシウム(Mg)を添加して電子線を照射して正
孔濃度1 ×1016/cm3に形成し、高キャリア濃度p+ 層5
2は同じくマグネシウム(Mg)を添加して電子線を照射し
て正孔濃度 2×1017/cm3に形成した。そして、高キャリ
ア濃度p+ 層52に接続するニッケルで形成された電極
7と高キャリア濃度n+ 層3に接続するニッケルで形成
された電極8とを形成した。
Fifth Embodiment In the light emitting diode 10 of the first embodiment having the structure shown in FIG. 1, a high carrier concentration n + layer 3, a low carrier concentration n layer 4, a low carrier concentration p layer 51, and a high carrier concentration p +. Layer 5
2 was Al 0.2 Ga 0.5 In 0.3 N, respectively. The high carrier concentration n + layer 3 has an electron concentration of 2 × 10 18 by adding silicon.
/ formed in cm 3, the low carrier concentration n layer 4 was formed by adding an impurity-free electron concentration 1 × 10 16 / cm 3. The low carrier concentration p layer 51 is formed by adding magnesium (Mg) and irradiating it with an electron beam so that the hole concentration is 1 × 10 16 / cm 3 , and the high carrier concentration p + layer 5 is formed.
Similarly, No. 2 was formed by adding magnesium (Mg) and irradiating it with an electron beam so that the hole concentration was 2 × 10 17 / cm 3 . Then, an electrode 7 made of nickel and connected to the high carrier concentration p + layer 52 and an electrode 8 made of nickel and connected to the high carrier concentration n + layer 3 were formed.

【0043】次に、この構造の発光ダイオード10も第
1実施例の発光ダイオードと同様に製造することができ
る。トリメチルインジウム(In(CH3)3)がTMG 、TMA 、シ
ラン、CP2Mg ガスに加えて使用された。生成温度、ガス
流量は第1実施例と同じである。トリメチルインジウム
を 1.7×10-4モル/分で供給することを除いて他のガス
の流量は第1実施例と同一である。
Next, the light emitting diode 10 having this structure can be manufactured similarly to the light emitting diode of the first embodiment. Trimethylindium (In (CH 3 ) 3 ) was used in addition to TMG, TMA, silane, CP 2 Mg gas. The generation temperature and gas flow rate are the same as in the first embodiment. The flow rates of the other gases are the same as those in the first embodiment except that trimethylindium is supplied at 1.7 × 10 −4 mol / min.

【0044】次に、第1実施例と同様に、反射電子線回
析装置を用いて、上記の高キャリア濃度p+ 層52及び
低キャリア濃度p層51に一様に電子線を照射してp伝
導型半導体を得ることができた。
Then, similarly to the first embodiment, the high carrier concentration p + layer 52 and the low carrier concentration p layer 51 are uniformly irradiated with an electron beam by using a reflection electron beam diffractometer. A p-conduction type semiconductor could be obtained.

【0045】次に、第1実施例と同様に、高キャリア濃
度n+ 層3及び高キャリア濃度p+層52に対するニッ
ケルで形成された電極7、8を形成した。
Next, similarly to the first embodiment, electrodes 7 and 8 made of nickel for the high carrier concentration n + layer 3 and the high carrier concentration p + layer 52 were formed.

【0046】このようにして製造された発光ダイオード
10の発光強度を測定したところ10mcdであり、この発
光輝度は、従来のpn接合のGaN 発光ダイオードの発光
輝度に比べて 2倍であった。又、発光寿命は、104 時間
であり、従来のpn接合のGaN 発光ダイオードの発光寿
命に比べて1.5 倍であった。
The light emission intensity of the light emitting diode 10 thus manufactured was measured and found to be 10 mcd, which was twice as high as that of a conventional pn junction GaN light emitting diode. The light emission life was 10 4 hours, which was 1.5 times that of the conventional pn junction GaN light emitting diode.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の具体的な第1実施例に係る発光ダイオ
ードの構成を示した構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a light emitting diode according to a first specific example of the present invention.

【図2】同実施例の発光ダイオードの製造工程を示した
断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the light emitting diode of the same embodiment.

【図3】同実施例の発光ダイオードの製造工程を示した
断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the light emitting diode of the embodiment.

【図4】同実施例の発光ダイオードの製造工程を示した
断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the light emitting diode of the same embodiment.

【図5】同実施例の発光ダイオードの製造工程を示した
断面図。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the light emitting diode of the same embodiment.

【図6】同実施例の発光ダイオードの製造工程を示した
断面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the light emitting diode of the embodiment.

【図7】同実施例の発光ダイオードの製造工程を示した
断面図。
FIG. 7 is a sectional view showing a manufacturing process of the light emitting diode of the embodiment.

【図8】本発明の具体的な第2実施例に係る発光ダイオ
ードの構成を示した構成図。
FIG. 8 is a configuration diagram showing a configuration of a light emitting diode according to a second specific example of the present invention.

【図9】本発明の具体的な第3実施例に係る発光ダイオ
ードの構成を示した構成図。
FIG. 9 is a configuration diagram showing a configuration of a light emitting diode according to a third specific example of the present invention.

【図10】同実施例の発光ダイオードの製造工程を示し
た断面図。
FIG. 10 is a sectional view showing a manufacturing process of the light emitting diode of the embodiment.

【図11】同実施例の発光ダイオードの製造工程を示し
た断面図。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the light-emitting diode of the example.

【図12】同実施例の発光ダイオードの製造工程を示し
た断面図。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the light-emitting diode of the example.

【図13】同実施例の発光ダイオードの製造工程を示し
た断面図。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the light-emitting diode of the example.

【図14】同実施例の発光ダイオードの製造工程を示し
た断面図。
FIG. 14 is a sectional view showing a manufacturing process of the light emitting diode of the embodiment.

【図15】同実施例の発光ダイオードの製造工程を示し
た断面図。
FIG. 15 is a sectional view showing a manufacturing process of the light emitting diode of the embodiment.

【図16】同実施例の発光ダイオードの製造工程を示し
た断面図。
FIG. 16 is a sectional view showing a manufacturing process of the light emitting diode of the embodiment.

【図17】本発明の具体的な第4実施例に係る発光ダイ
オードの構成を示した構成図。
FIG. 17 is a configuration diagram showing a configuration of a light emitting diode according to a fourth specific example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…発光ダイオード 1…サファイア基板 2…バッファ層 3…高キャリア濃度n+ 層 4…低キャリア濃度n層 51,501…低キャリア濃度p層 52…高キャリア濃度p+ 層(第1高キャリア濃度p+
層) 502…高キャリア濃度p+ 層 53…第2高キャリア濃度p+ 層 61…低不純物濃度i層 62…高不純物濃度i+ 層 7,8,71,72,81,82…電極 9,91…溝
10 ... Light emitting diode 1 ... Sapphire substrate 2 ... Buffer layer 3 ... High carrier concentration n + layer 4 ... Low carrier concentration n layer 51,501 ... Low carrier concentration p layer 52 ... High carrier concentration p + layer (1st high carrier concentration) p +
502 ... High carrier concentration p + layer 53 ... Second high carrier concentration p + layer 61 ... Low impurity concentration i layer 62 ... High impurity concentration i + layer 7,8,71,72,81,82 ... Electrode 9, 91 ... Groove

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山崎 史郎 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑1 番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 田牧 真人 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑1 番地 豊田合成株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shiro Yamazaki 1 Ochiai, Nagachiji, Kasuga-cho, Nishikasugai-gun, Aichi Toyoda Gosei Co., Ltd. Toyoda Gosei Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 n型の窒素−3属元素化合物半導体(Alx
GaYIn1-X-YN;X=0,Y=0,X=Y=0 を含む) からなるn層と、
p型の窒素−3属元素化合物半導体(AlxGaYIn1-X-YN;X=
0,Y=0,X=Y=0を含む)からなるp層とを有する窒素−3属
元素化合物半導体発光素子において、 前記n層は、pn接合面から遠ざかるに連れて、電子濃
度がステップ増加する複数のn型の層で形成され、 前記p層は、pn接合面から遠ざかるに連れて、ホール
濃度がステップ増加する複数のp型の層で形成され、 pn接合を直接形成するp型の層及びn型の層は、キャ
リア濃度が略等しく形成されていることを特徴とする発
光素子。
1. An n-type nitrogen-3 group element compound semiconductor (Al x
Ga Y In 1-XY N; including X = 0, Y = 0, X = Y = 0)),
p-type nitrogen-3 group compound semiconductor (Al x Ga Y In 1-XY N; X =
0, Y = 0, X = Y = 0) and a nitrogen layer-group 3 compound semiconductor light emitting device having a p-layer composed of 0, Y = 0, and X = Y = 0). The p-type layer is formed of a plurality of p-type layers that increase in hole concentration stepwise with increasing distance from the pn junction surface. And the n-type layer are formed so that carrier concentrations are substantially equal to each other.
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