JPH06291367A - 窒素−３族元素化合物半導体発光素子 - Google Patents
窒素−３族元素化合物半導体発光素子Info
- Publication number
- JPH06291367A JPH06291367A JP10037893A JP10037893A JPH06291367A JP H06291367 A JPH06291367 A JP H06291367A JP 10037893 A JP10037893 A JP 10037893A JP 10037893 A JP10037893 A JP 10037893A JP H06291367 A JPH06291367 A JP H06291367A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- high carrier
- light emitting
- doped
- carrier concentration
- 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
Landscapes
- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】AlGaInN 発光ダイオードにおける発光色の青色
化 【構成】サファイア基板１に、順に、500 ÅのAlN のバ
ッファ層２、膜厚約2.2μｍ、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、
膜厚約 0.5μｍ、電子濃度1 ×1016/cm3のノンドープGa
N から成る低キャリア濃度ｎ層４、膜厚約0.5 μｍ、Mg
及びS ドープGaN から成る活性層５、膜厚約0.2 μｍ、
ホール濃度2 ×1017/cm3のMgドープの高キャリア濃度ｐ
+ 層６が形成されている。活性層にドナーとなるイオウ
(S) をドープしたので放射される光の中心波長を長波長
側に推移させることができた。
化 【構成】サファイア基板１に、順に、500 ÅのAlN のバ
ッファ層２、膜厚約2.2μｍ、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、
膜厚約 0.5μｍ、電子濃度1 ×1016/cm3のノンドープGa
N から成る低キャリア濃度ｎ層４、膜厚約0.5 μｍ、Mg
及びS ドープGaN から成る活性層５、膜厚約0.2 μｍ、
ホール濃度2 ×1017/cm3のMgドープの高キャリア濃度ｐ
+ 層６が形成されている。活性層にドナーとなるイオウ
(S) をドープしたので放射される光の中心波長を長波長
側に推移させることができた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は青色発光の窒素−３族元
素化合物半導体発光素子に関し、特に、より青色原色の
発光を得ることの可能な発光素子に関する。
素化合物半導体発光素子に関し、特に、より青色原色の
発光を得ることの可能な発光素子に関する。
【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。
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。
【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。
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。
【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の発光は、伝導帯又は浅いド
ナー準位と、浅いアクセプタ準位との間の遷移による発
光であると言われている。この結果、放射される光は43
0nm 付近にピークを持ち、青色としてはやや短波長であ
る。そこで、本発明の目的は、窒素−３族元素化合物半
導体(AlxGaYIn1-X-YN;X=0,Y=0,X=Y=0 を含む) 発光ダイ
オードの発光色をより青原色に近づけることである。
合を有する発光ダイオードの発光は、伝導帯又は浅いド
ナー準位と、浅いアクセプタ準位との間の遷移による発
光であると言われている。この結果、放射される光は43
0nm 付近にピークを持ち、青色としてはやや短波長であ
る。そこで、本発明の目的は、窒素−３族元素化合物半
導体(AlxGaYIn1-X-YN;X=0,Y=0,X=Y=0 を含む) 発光ダイ
オードの発光色をより青原色に近づけることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、ｎ型の窒素−
３族元素化合物半導体(AlxGaYIn1-X-YN;X=0,Y=0,X=Y=0
を含む) からなるｎ層と、マグネシウム(Mg)のドープさ
れたｐ型の窒素−３族元素化合物半導体(AlxGaYIn1-X-Y
N;X=0,Y=0,X=Y=0を含む)からなるｐ層とを有する窒素−
３族元素化合物半導体発光素子において、ｐ層と、ｎ層
との間に、ドナー不純物とマグネシウム(Mg)がドープさ
れた活性層を形成したことを特徴とする。ドナー不純物
は、イオウ(S) 、セレン(Se)、テルル(Te)等が望まし
い。又、ｐ層は、マグネシウム(Mg)がドープされた後、
電子線が照射された層であることが望ましい。
３族元素化合物半導体(AlxGaYIn1-X-YN;X=0,Y=0,X=Y=0
を含む) からなるｎ層と、マグネシウム(Mg)のドープさ
れたｐ型の窒素−３族元素化合物半導体(AlxGaYIn1-X-Y
N;X=0,Y=0,X=Y=0を含む)からなるｐ層とを有する窒素−
３族元素化合物半導体発光素子において、ｐ層と、ｎ層
との間に、ドナー不純物とマグネシウム(Mg)がドープさ
れた活性層を形成したことを特徴とする。ドナー不純物
は、イオウ(S) 、セレン(Se)、テルル(Te)等が望まし
い。又、ｐ層は、マグネシウム(Mg)がドープされた後、
電子線が照射された層であることが望ましい。
【０００６】
【発明の作用及び効果】本発明は、ｐ層とｎ層との間
に、ドナー不純物とマグネシウム(Mg)がドープされた活
性層を形成したので、深いドナー準位と浅いアクセプタ
準位との間の遷移が可能となり、放射される光の波長は
430nm に対して長波長側に推移する。この結果、より青
原色に近い光が得られた。
に、ドナー不純物とマグネシウム(Mg)がドープされた活
性層を形成したので、深いドナー準位と浅いアクセプタ
準位との間の遷移が可能となり、放射される光の波長は
430nm に対して長波長側に推移する。この結果、より青
原色に近い光が得られた。
【０００７】
【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+ 層
３、膜厚約 0.5μｍ、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、マグネウシム(Mg)とイオウ(S) のドープさ
れたGaN から成る活性層５、膜厚約0.5 μｍ、マグネウ
シム(Mg)がドープされ電子線の照射処理の施されたホー
ル濃度 2×1017/cm3の高キャリア濃度ｐ+ 層６が形成さ
れている。そして、高キャリア濃度ｐ+ 層６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。
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+ 層
３、膜厚約 0.5μｍ、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、マグネウシム(Mg)とイオウ(S) のドープさ
れたGaN から成る活性層５、膜厚約0.5 μｍ、マグネウ
シム(Mg)がドープされ電子線の照射処理の施されたホー
ル濃度 2×1017/cm3の高キャリア濃度ｐ+ 層６が形成さ
れている。そして、高キャリア濃度ｐ+ 層６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。
【０００８】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）とジエチルサルファイド((C2H5)2S)
である。
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）とジエチルサルファイド((C2H5)2S)
である。
【０００９】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。
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。
【００１０】次に、温度を 400℃まで低下させて、H2を
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。
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。
【００１１】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 7分間供給し、膜厚約
0.5μｍ、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。
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 7分間供給し、膜厚約
0.5μｍ、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。
【００１２】次に、サファイア基板１を1150℃にして、
Ｈ2 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、ジ
エチルサルファイド((C2H5)2S)で 7分間供給して、膜厚
0.5 μｍのGaN から成る活性層６を形成した。
Ｈ2 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、ジ
エチルサルファイド((C2H5)2S)で 7分間供給して、膜厚
0.5 μｍのGaN から成る活性層６を形成した。
【００１３】次に、サファイア基板１を1150℃にして、
Ｈ2 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 7
分間供給して、膜厚0.5 μｍのGaN から成る高キャリア
濃度ｐ+ 層６を形成した。この状態では、高キャリア濃
度ｐ+ 層６は、まだ、抵抗率108 Ωcm以上の絶縁体であ
る。
Ｈ2 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 7
分間供給して、膜厚0.5 μｍのGaN から成る高キャリア
濃度ｐ+ 層６を形成した。この状態では、高キャリア濃
度ｐ+ 層６は、まだ、抵抗率108 Ωcm以上の絶縁体であ
る。
【００１４】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６及び活性層５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15KV、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。この電子線の照
射により、高キャリア濃度ｐ+ 層６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。
の高キャリア濃度ｐ+ 層６及び活性層５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15KV、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。この電子線の照
射により、高キャリア濃度ｐ+ 層６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。
【００１５】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。
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。
【００１６】図３に示すように、高キャリア濃度ｐ+ 層
６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６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
６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。
６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６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
６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。
【００１７】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６とその下の活性層
５、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と
絶縁分離のための溝９が形成された。
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６とその下の活性層
５、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と
絶縁分離のための溝９が形成された。
【００１８】次に、図６に示すように、高キャリア濃度
ｐ+ 層６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６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。
ｐ+ 層６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６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。
【００１９】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６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。
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６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。
【００２０】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。又、放射光の中心波長は46
0nm であり、従来の波長430nm よりも30nmだけ青色側に
推移した。
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。又、放射光の中心波長は46
0nm であり、従来の波長430nm よりも30nmだけ青色側に
推移した。
【００２１】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。
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。
【００２２】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。
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。
【００２３】又、高キャリア濃度ｐ+ 層６のホール濃度
は 1×1016〜 2×1017／cm3 で、膜厚は0.5 μｍが望ま
しい。ホール濃度が 2×1017／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。
は 1×1016〜 2×1017／cm3 で、膜厚は0.5 μｍが望ま
しい。ホール濃度が 2×1017／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。
【００２４】尚、各層の積層順序は逆であっても良い。
即ち、バッファ層２の上に、順に、膜厚約0.5 μｍ、ホ
ール濃度 2×1017/cm3のMgドープの高キャリア濃度ｐ+
層６、膜厚約0.5 μｍ、Mg及びS ドープGaN から成る活
性層５、膜厚約 0.5μｍ、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を形成しても良い。
即ち、バッファ層２の上に、順に、膜厚約0.5 μｍ、ホ
ール濃度 2×1017/cm3のMgドープの高キャリア濃度ｐ+
層６、膜厚約0.5 μｍ、Mg及びS ドープGaN から成る活
性層５、膜厚約 0.5μｍ、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を形成しても良い。
【００２５】第２実施例 図１に示す構造の第１実施例の発光ダイオードにおい
て、高キャリア濃度ｎ+層３、低キャリア濃度ｎ層４、
活性層５、高キャリア濃度ｐ+ 層６を、それぞれ、Al
0.2Ga0.5In0.3N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/c
m3に形成した。活性層５はマグネシウム(Mg)とイオウ
(S) を添加して電子線を照射した。高キャリア濃度ｐ+
層６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 2×1017/cm3に形成した。そして、高キャリア濃
度ｐ+ 層６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。
て、高キャリア濃度ｎ+層３、低キャリア濃度ｎ層４、
活性層５、高キャリア濃度ｐ+ 層６を、それぞれ、Al
0.2Ga0.5In0.3N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/c
m3に形成した。活性層５はマグネシウム(Mg)とイオウ
(S) を添加して電子線を照射した。高キャリア濃度ｐ+
層６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 2×1017/cm3に形成した。そして、高キャリア濃
度ｐ+ 層６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。
【００２６】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。
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。
【００２７】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６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。
析装置を用いて、上記の高キャリア濃度ｐ+ 層６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。
【００２８】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。又、放射光の中心波長は46
0 nmであり、従来の波長430nm よりも30nmだけ青色側に
推移した。
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。又、放射光の中心波長は46
0 nmであり、従来の波長430nm よりも30nmだけ青色側に
推移した。
【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。
ードの構成を示した構成図。
【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。
断面図。
【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。
断面図。
【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。
断面図。
【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。
断面図。
【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。
断面図。
【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。
断面図。
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 ５…活性層 ６…高キャリア濃度ｐ+ 層 ７，８…電極 ９…溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅崎 潤一 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 浅見 慎也 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
Claims (2)
- 【請求項１】 ｎ型の窒素−３族元素化合物半導体(Alx
GaYIn1-X-YN;X=0,Y=0,X=Y=0 を含む) からなるｎ層と、
マグネシウム(Mg)のドープされたｐ型の窒素−３族元素
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族元素化合物半導体発光
素子において、 前記ｐ層と、前記ｎ層との間に、ドナー不純物とマグネ
シウム(Mg)がドープされた活性層を形成したことを特徴
とする発光素子。 - 【請求項２】 前記ｐ層は、マグネシウム(Mg)がドープ
された後、電子線が照射された層であることを特徴とす
る発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10037893A JPH06291367A (ja) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | 窒素−３族元素化合物半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10037893A JPH06291367A (ja) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | 窒素−３族元素化合物半導体発光素子 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002262786A Division JP2003101067A (ja) | 2002-09-09 | 2002-09-09 | 窒素−３族元素化合物半導体発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06291367A true JPH06291367A (ja) | 1994-10-18 |
Family
ID=14272363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10037893A Pending JPH06291367A (ja) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | 窒素−３族元素化合物半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06291367A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996011502A1 (en) * | 1994-10-11 | 1996-04-18 | International Business Machines Corporation | WAVELENGTH TUNING OF GaN-BASED LIGHT EMITTING DIODES, LIGHT EMITTING DIODE ARRAYS AND DISPLAYS BY INTRODUCTION OF DEEP DONORS |
| KR100615122B1 (ko) * | 1997-07-10 | 2007-04-25 | 로무 가부시키가이샤 | 반도체 발광소자 |
| WO2011083551A1 (ja) * | 2010-01-06 | 2011-07-14 | パナソニック株式会社 | 窒化物系半導体発光素子およびその製造方法 |
| US8934513B2 (en) | 1994-09-14 | 2015-01-13 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device and manufacturing method therefor |
-
1993
- 1993-04-02 JP JP10037893A patent/JPH06291367A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8934513B2 (en) | 1994-09-14 | 2015-01-13 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device and manufacturing method therefor |
| WO1996011502A1 (en) * | 1994-10-11 | 1996-04-18 | International Business Machines Corporation | WAVELENGTH TUNING OF GaN-BASED LIGHT EMITTING DIODES, LIGHT EMITTING DIODE ARRAYS AND DISPLAYS BY INTRODUCTION OF DEEP DONORS |
| KR100615122B1 (ko) * | 1997-07-10 | 2007-04-25 | 로무 가부시키가이샤 | 반도체 발광소자 |
| WO2011083551A1 (ja) * | 2010-01-06 | 2011-07-14 | パナソニック株式会社 | 窒化物系半導体発光素子およびその製造方法 |
| JP4833383B2 (ja) * | 2010-01-06 | 2011-12-07 | パナソニック株式会社 | 窒化物系半導体発光素子およびその製造方法 |
| CN102334204A (zh) * | 2010-01-06 | 2012-01-25 | 松下电器产业株式会社 | 氮化物系半导体发光元件及其制造方法 |
| US8587022B2 (en) | 2010-01-06 | 2013-11-19 | Panasonic Corporation | Nitride semiconductor light-emitting element and process for production thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2666237B2 (ja) | ３族窒化物半導体発光素子 | |
| US5959401A (en) | Light-emitting semiconductor device using group III nitride compound | |
| US7867800B2 (en) | Light-emitting semiconductor device using group III nitrogen compound | |
| JP2626431B2 (ja) | 窒素−３族元素化合物半導体発光素子 | |
| JP2698796B2 (ja) | ３族窒化物半導体発光素子 | |
| JP3654738B2 (ja) | ３族窒化物半導体発光素子 | |
| JP3506874B2 (ja) | 窒素−３族元素化合物半導体発光素子 | |
| JP3795624B2 (ja) | 窒素−３族元素化合物半導体発光素子 | |
| JP2657743B2 (ja) | 窒素−３族元素化合物半導体発光素子 | |
| JPH06151968A (ja) | 窒素−３属元素化合物半導体発光素子 | |
| JPH07263748A (ja) | ３族窒化物半導体発光素子及びその製造方法 | |
| JP3198678B2 (ja) | 窒素−３族元素化合物半導体発光素子 | |
| JP3637662B2 (ja) | ３族窒化物半導体発光素子 | |
| JP2696095B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法 | |
| JPH0992880A (ja) | ３族窒化物半導体発光素子 | |
| JPH06291367A (ja) | 窒素−３族元素化合物半導体発光素子 | |
| JP2663814B2 (ja) | 窒素−３属元素化合物半導体発光素子 | |
| JP3016241B2 (ja) | ３族窒化物半導体発光素子 | |
| JP3026102B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 | |
| JP3538628B2 (ja) | ３族窒化物半導体発光素子の製造方法 | |
| JP3307094B2 (ja) | ３族窒化物半導体発光素子 | |
| JPH07297447A (ja) | ３族窒化物半導体発光素子 | |
| JPH06350137A (ja) | 窒素−３族元素化合物半導体発光素子 | |
| JP2003101067A (ja) | 窒素−３族元素化合物半導体発光素子 | |
| JP3383242B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 |