JPH07302929A - ３−５族化合物半導体と発光素子 - Google Patents
３−５族化合物半導体と発光素子Info
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- JPH07302929A JPH07302929A JP4678595A JP4678595A JPH07302929A JP H07302929 A JPH07302929 A JP H07302929A JP 4678595 A JP4678595 A JP 4678595A JP 4678595 A JP4678595 A JP 4678595A JP H07302929 A JPH07302929 A JP H07302929A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】Ｉｎを含む高品質の３−５族化合物半導体及び
これを用いた高い発光効率を有する発光素子を提供す
る。 【構成】発光層と電荷注入層とを有する層と、基板との
間に、バッファ層を有し、発光層が一般式Ｉｎx Ｇａy
Ａｌz Ｎ（式中、０＜ｘ≦１、０≦ｙ＜１、０≦ｚ＜
１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で表される３−５族化合物半導体
であって、電荷注入層が一般式Ｉｎx'Ｇａy'Ａｌz'Ｎ
（式中、０＜ｘ’≦１、０≦ｙ’＜１、０≦ｚ’＜１、
ｘ’＋ｙ’＋ｚ’＝１）で表され、発光層よりも大きな
バンドギャップを有する３−５族化合物半導体であっ
て、バッファ層が、一般式Ｉｎu Ｇａv Ａｌw Ｎ（式
中、０＜ｕ≦１、０≦ｖ＜１、０≦ｗ＜１、ｕ＋ｖ＋ｗ
＝１）で表され、少なくとも２つの組成の異なる層から
なり、少なくとも１つの層においてｗ＞０である積層構
造を含むことを特徴とする３−５族化合物半導体。
これを用いた高い発光効率を有する発光素子を提供す
る。 【構成】発光層と電荷注入層とを有する層と、基板との
間に、バッファ層を有し、発光層が一般式Ｉｎx Ｇａy
Ａｌz Ｎ（式中、０＜ｘ≦１、０≦ｙ＜１、０≦ｚ＜
１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で表される３−５族化合物半導体
であって、電荷注入層が一般式Ｉｎx'Ｇａy'Ａｌz'Ｎ
（式中、０＜ｘ’≦１、０≦ｙ’＜１、０≦ｚ’＜１、
ｘ’＋ｙ’＋ｚ’＝１）で表され、発光層よりも大きな
バンドギャップを有する３−５族化合物半導体であっ
て、バッファ層が、一般式Ｉｎu Ｇａv Ａｌw Ｎ（式
中、０＜ｕ≦１、０≦ｖ＜１、０≦ｗ＜１、ｕ＋ｖ＋ｗ
＝１）で表され、少なくとも２つの組成の異なる層から
なり、少なくとも１つの層においてｗ＞０である積層構
造を含むことを特徴とする３−５族化合物半導体。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、３−５族化合物半導体
及びこれを用いた発光素子に関する。
及びこれを用いた発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般式Ｉｎx Ｇａy Ａｌz Ｎ（式中、０
＜ｘ≦１、０≦ｙ＜１、０≦ｚ＜１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）
で表される３−５族化合物半導体は、３族元素の組成に
よって制御できるバンドギャップを有しているので、可
視光領域から紫外線領域の発光を生じる発光素子に用い
ることができる。さらに、該３−５族化合物半導体は直
接遷移型のバンド構造を有するので、これを用いて高い
発光効率の発光素子が得られることが期待される。ま
た、該３−５族化合物半導体は、組成により格子定数も
制御することができる。つまり、同じ格子定数を持ちな
がら異なるバンドギャップを有する２種類以上の組成の
半導体を作製できる。バンドギャップの異なる半導体の
接合はいわゆるヘテロ接合と呼ばれるものであって、高
輝度の半導体発光素子の実現に非常に有効と考えられ
る。
＜ｘ≦１、０≦ｙ＜１、０≦ｚ＜１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）
で表される３−５族化合物半導体は、３族元素の組成に
よって制御できるバンドギャップを有しているので、可
視光領域から紫外線領域の発光を生じる発光素子に用い
ることができる。さらに、該３−５族化合物半導体は直
接遷移型のバンド構造を有するので、これを用いて高い
発光効率の発光素子が得られることが期待される。ま
た、該３−５族化合物半導体は、組成により格子定数も
制御することができる。つまり、同じ格子定数を持ちな
がら異なるバンドギャップを有する２種類以上の組成の
半導体を作製できる。バンドギャップの異なる半導体の
接合はいわゆるヘテロ接合と呼ばれるものであって、高
輝度の半導体発光素子の実現に非常に有効と考えられ
る。
【０００３】そこで、該３−５族化合物半導体結晶を成
長させる基板としては、現状では格子定数が整合する適
切な材料がないので、六方晶系の３−５族化合物半導体
と同じ六方晶系のサファイアを基板を用いることが検討
されている。しかしながら、良質の３−５族化合物半導
体結晶は未だ得られておらず、特に表示用途に供し得る
程度までＩｎを高濃度に含む系では、まだ実用に供し得
るような高品質の結晶が得られていない。
長させる基板としては、現状では格子定数が整合する適
切な材料がないので、六方晶系の３−５族化合物半導体
と同じ六方晶系のサファイアを基板を用いることが検討
されている。しかしながら、良質の３−５族化合物半導
体結晶は未だ得られておらず、特に表示用途に供し得る
程度までＩｎを高濃度に含む系では、まだ実用に供し得
るような高品質の結晶が得られていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、Ｉｎ
を含む高品質の３−５族化合物半導体及びこれを用いた
高い発光効率を有する発光素子を提供することにある。
を含む高品質の３−５族化合物半導体及びこれを用いた
高い発光効率を有する発光素子を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らはこのような
状況をみて鋭意検討の結果、特定の積層構造上に３−５
族化合物半導体を成長することにより、高品質で大面積
の３−５族化合物半導体が得られることを見出し本発明
に至った。すなわち、本発明は、次に記す発明である。 〔１〕発光層と電荷注入層とを有する層と、基板との間
に、バッファ層を有し、発光層が一般式Ｉｎx Ｇａy Ａ
ｌz Ｎ（式中、０＜ｘ≦１、０≦ｙ＜１、０≦ｚ＜１、
ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で表される３−５族化合物半導体であ
って、電荷注入層が一般式Ｉｎx'Ｇａy'Ａｌz'Ｎ（式
中、０＜ｘ’≦１、０≦ｙ’＜１、０≦ｚ’＜１、ｘ’
＋ｙ’＋ｚ’＝１）で表され、発光層よりも大きなバン
ドギャップを有する３−５族化合物半導体であって、バ
ッファ層が、一般式Ｉｎu Ｇａv Ａｌ w Ｎ（式中、０＜
ｕ≦１、０≦ｖ＜１、０≦ｗ＜１、ｕ＋ｖ＋ｗ＝１）で
表され、少なくとも２つの組成の異なる層からなり、少
なくとも１つの層においてｗ＞０である積層構造を含む
ことを特徴とする３−５族化合物半導体。
状況をみて鋭意検討の結果、特定の積層構造上に３−５
族化合物半導体を成長することにより、高品質で大面積
の３−５族化合物半導体が得られることを見出し本発明
に至った。すなわち、本発明は、次に記す発明である。 〔１〕発光層と電荷注入層とを有する層と、基板との間
に、バッファ層を有し、発光層が一般式Ｉｎx Ｇａy Ａ
ｌz Ｎ（式中、０＜ｘ≦１、０≦ｙ＜１、０≦ｚ＜１、
ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で表される３−５族化合物半導体であ
って、電荷注入層が一般式Ｉｎx'Ｇａy'Ａｌz'Ｎ（式
中、０＜ｘ’≦１、０≦ｙ’＜１、０≦ｚ’＜１、ｘ’
＋ｙ’＋ｚ’＝１）で表され、発光層よりも大きなバン
ドギャップを有する３−５族化合物半導体であって、バ
ッファ層が、一般式Ｉｎu Ｇａv Ａｌ w Ｎ（式中、０＜
ｕ≦１、０≦ｖ＜１、０≦ｗ＜１、ｕ＋ｖ＋ｗ＝１）で
表され、少なくとも２つの組成の異なる層からなり、少
なくとも１つの層においてｗ＞０である積層構造を含む
ことを特徴とする３−５族化合物半導体。
【０００６】〔２〕バッファ層が、少なくとも４つの層
からなることを特徴とする〔１〕記載の３−５族化合物
半導体。 〔３〕バッファ層が、Ｉｎu Ｇａv Ａｌw Ｎ（式中、０
≦ｕ＜１、０≦ｖ＜１、０≦ｗ＜１、ｕ＋ｖ＋ｗ＝１）
層とＩｎu'Ｇａv'Ａｌw'Ｎ（式中、０≦ｕ’＜１、０＜
ｖ’≦１、０≦ｗ’＜１、ｕ’＋ｖ’＋ｗ’＝１）層と
が交互に少なくとも２回繰り返された積層構造であるこ
とを特徴とする〔１〕記載の３−５族化合物半導体。
からなることを特徴とする〔１〕記載の３−５族化合物
半導体。 〔３〕バッファ層が、Ｉｎu Ｇａv Ａｌw Ｎ（式中、０
≦ｕ＜１、０≦ｖ＜１、０≦ｗ＜１、ｕ＋ｖ＋ｗ＝１）
層とＩｎu'Ｇａv'Ａｌw'Ｎ（式中、０≦ｕ’＜１、０＜
ｖ’≦１、０≦ｗ’＜１、ｕ’＋ｖ’＋ｗ’＝１）層と
が交互に少なくとも２回繰り返された積層構造であるこ
とを特徴とする〔１〕記載の３−５族化合物半導体。
【０００７】〔４〕サファイア基板上に形成されたＧａ
Ｎ層上に、形成されたことを特徴とする〔１〕記載の３
−５族化合物半導体。 〔５〕前記〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載の３−５族
化合物半導体を用いた発光素子。
Ｎ層上に、形成されたことを特徴とする〔１〕記載の３
−５族化合物半導体。 〔５〕前記〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載の３−５族
化合物半導体を用いた発光素子。
【０００８】次に本発明を詳細に説明する。本発明の３
−５族化合物半導体は、発光層と電荷注入層とを有する
層と、基板との間に、バッファ層を有する。発光層は、
一般式Ｉｎx Ｇａy Ａｌz Ｎ（式中、０＜ｘ≦１、０≦
ｙ＜１、０≦ｚ＜１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で表される３−
５族化合物半導体である。電荷注入層は、一般式Ｉｎx'
Ｇａy'Ａｌz'Ｎ（式中０＜ｘ’≦１、０≦ｙ’＜１、０
≦ｚ’＜１、ｘ’＋ｙ’＋ｚ’＝１）で表され、発光層
に接し発光層よりも大きなバンドギャップを有する３−
５族化合物半導体である。電荷注入層は発光層より大き
なバンドギャップを持つため、光の照射により本発明の
半導体内に発生した電荷または外部電源により供給され
た電荷を効率よく発光層に注入し閉じこめる働きがあ
る。バッファ層は、一般式Ｉｎu Ｇａv Ａｌw Ｎ（式
中、０＜ｕ≦１、０≦ｖ＜１、０≦ｗ＜１、ｕ＋ｖ＋ｗ
＝１）で表され、少なくとも２つの、組成の異なる層か
らなる積層構造を含むものである。
−５族化合物半導体は、発光層と電荷注入層とを有する
層と、基板との間に、バッファ層を有する。発光層は、
一般式Ｉｎx Ｇａy Ａｌz Ｎ（式中、０＜ｘ≦１、０≦
ｙ＜１、０≦ｚ＜１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で表される３−
５族化合物半導体である。電荷注入層は、一般式Ｉｎx'
Ｇａy'Ａｌz'Ｎ（式中０＜ｘ’≦１、０≦ｙ’＜１、０
≦ｚ’＜１、ｘ’＋ｙ’＋ｚ’＝１）で表され、発光層
に接し発光層よりも大きなバンドギャップを有する３−
５族化合物半導体である。電荷注入層は発光層より大き
なバンドギャップを持つため、光の照射により本発明の
半導体内に発生した電荷または外部電源により供給され
た電荷を効率よく発光層に注入し閉じこめる働きがあ
る。バッファ層は、一般式Ｉｎu Ｇａv Ａｌw Ｎ（式
中、０＜ｕ≦１、０≦ｖ＜１、０≦ｗ＜１、ｕ＋ｖ＋ｗ
＝１）で表され、少なくとも２つの、組成の異なる層か
らなる積層構造を含むものである。
【０００９】特に、発光層の一般式Ｉｎx Ｇａy Ａｌz
Ｎで表される３−５族化合物半導体において、Ｉｎの組
成が１０〜８０モル％（０．１≦ｘ≦０．８）の場合に
は、発光波長を紫色及びそれより長波長の可視領域にす
ることができるので、発光素子用途に好ましい。具体的
には、発光波長を紫色、青色、緑色、黄色、橙色にする
ことができる。特に、青色、緑色の発光素子用として重
要である。
Ｎで表される３−５族化合物半導体において、Ｉｎの組
成が１０〜８０モル％（０．１≦ｘ≦０．８）の場合に
は、発光波長を紫色及びそれより長波長の可視領域にす
ることができるので、発光素子用途に好ましい。具体的
には、発光波長を紫色、青色、緑色、黄色、橙色にする
ことができる。特に、青色、緑色の発光素子用として重
要である。
【００１０】発光層と電荷注入層との、基板面と平行方
向の格子定数の差は０．３％以下であることが好まし
い。該格子定数の差が０．３％を超えると、接合界面で
欠陥が発生しやすいので好ましくない。本発明における
バッファ層は、少なくとも２つの、組成の異なる層から
なる積層構造を含み、該積層については、好ましくは４
層以上積層すること、さらに好ましくは１０層以上積層
することがよい。また、積層の数があまりに多すぎて
も、原料の切り替えに要する合計の時間が長くなり、生
産性が悪くなるので、該積層構造に含まれる層の数は１
０００以下が好ましい。また、該積層の合計の厚みは、
１００Å〜５μｍの範囲が好ましい。１００Å未満では
積層した効果が十分ではなく、５μｍを超えると成長に
要する時間が長くなり生産性が悪くなるので好ましくな
い。Ｇａを含む３−５族化合物半導体では、ＧａをＡｌ
で置き換えてもあまり大きな格子定数の変化はないのに
対して、Ｇａ又はＡｌをＩｎで置き換えた場合、大きな
格子定数の差が生じる。したがって、積層構造に用いる
組成はＩｎの割合についてはあまり変化させず、Ｇａと
Ａｌの組成を変化させることが好ましい。具体的には、
バッファ層が、Ｉｎu Ｇａv Ｎ層とＩｎu Ａｌv Ｎ層
（式中、ｕ＋ｖ＝１、０＜ｕ＜１、０＜ｖ＜１）とが交
互に少なくとも２回繰り返された積層構造である３−５
族化合物半導体が好ましい。
向の格子定数の差は０．３％以下であることが好まし
い。該格子定数の差が０．３％を超えると、接合界面で
欠陥が発生しやすいので好ましくない。本発明における
バッファ層は、少なくとも２つの、組成の異なる層から
なる積層構造を含み、該積層については、好ましくは４
層以上積層すること、さらに好ましくは１０層以上積層
することがよい。また、積層の数があまりに多すぎて
も、原料の切り替えに要する合計の時間が長くなり、生
産性が悪くなるので、該積層構造に含まれる層の数は１
０００以下が好ましい。また、該積層の合計の厚みは、
１００Å〜５μｍの範囲が好ましい。１００Å未満では
積層した効果が十分ではなく、５μｍを超えると成長に
要する時間が長くなり生産性が悪くなるので好ましくな
い。Ｇａを含む３−５族化合物半導体では、ＧａをＡｌ
で置き換えてもあまり大きな格子定数の変化はないのに
対して、Ｇａ又はＡｌをＩｎで置き換えた場合、大きな
格子定数の差が生じる。したがって、積層構造に用いる
組成はＩｎの割合についてはあまり変化させず、Ｇａと
Ａｌの組成を変化させることが好ましい。具体的には、
バッファ層が、Ｉｎu Ｇａv Ｎ層とＩｎu Ａｌv Ｎ層
（式中、ｕ＋ｖ＝１、０＜ｕ＜１、０＜ｖ＜１）とが交
互に少なくとも２回繰り返された積層構造である３−５
族化合物半導体が好ましい。
【００１１】電荷注入層と発光層との半導体バンドギャ
ップは、０．１電子ボルト（以下「ｅＶ」と記すことが
ある。）以上あることが好ましい。さらに０．３ｅＶ以
上あることが好ましい。０．１ｅＶ未満では電子又は正
孔は電荷注入層と発光層との界面に閉じ込められにく
く、電荷の発光層内での再結合効率が低くなるので好ま
しくない。また、発光層の一方の面だけでなく、両方の
面を電荷注入層で接合させる、いわゆるダブルヘテロ接
合構造とすることで、さらに電荷の閉じ込めを効率的に
行なうことができ、電荷の再結合効率を高めることがで
きる。この場合も、発光層に対する電荷注入層の禁制帯
の幅の差は０．１ｅＶ以上、さらに好ましくは０．３ｅ
Ｖ以上あることが好ましい。
ップは、０．１電子ボルト（以下「ｅＶ」と記すことが
ある。）以上あることが好ましい。さらに０．３ｅＶ以
上あることが好ましい。０．１ｅＶ未満では電子又は正
孔は電荷注入層と発光層との界面に閉じ込められにく
く、電荷の発光層内での再結合効率が低くなるので好ま
しくない。また、発光層の一方の面だけでなく、両方の
面を電荷注入層で接合させる、いわゆるダブルヘテロ接
合構造とすることで、さらに電荷の閉じ込めを効率的に
行なうことができ、電荷の再結合効率を高めることがで
きる。この場合も、発光層に対する電荷注入層の禁制帯
の幅の差は０．１ｅＶ以上、さらに好ましくは０．３ｅ
Ｖ以上あることが好ましい。
【００１２】本発明の３−５族化合物半導体結晶は、基
板の上に成長させて得られるが、用いる基板について
は、ＳｉＣ、Ｓｉ、サファイア、スピネル、ＺｎＯ等を
用いることができる。特に、サファイア上に成長させた
ＧａＮ層の上に該３−５族化合物半導体を成長させた３
−５族化合物半導体が好ましく、サファイア上にＡｌＮ
等の薄膜をバッファ層として成長させたＧａＮ層の上に
該３−５族化合物半導体を成長させた３−５族化合物半
導体がさらに好ましい。本発明の３−５族化合物半導体
を用いた発光素子は、高密度に電子と正孔を閉じ込める
ことができる３−５族化合物半導体を用いるので発光効
率が向上する。
板の上に成長させて得られるが、用いる基板について
は、ＳｉＣ、Ｓｉ、サファイア、スピネル、ＺｎＯ等を
用いることができる。特に、サファイア上に成長させた
ＧａＮ層の上に該３−５族化合物半導体を成長させた３
−５族化合物半導体が好ましく、サファイア上にＡｌＮ
等の薄膜をバッファ層として成長させたＧａＮ層の上に
該３−５族化合物半導体を成長させた３−５族化合物半
導体がさらに好ましい。本発明の３−５族化合物半導体
を用いた発光素子は、高密度に電子と正孔を閉じ込める
ことができる３−５族化合物半導体を用いるので発光効
率が向上する。
【００１３】本発明の３−５族化合物半導体の製造方法
としては、分子線エピタキシー（以下、「ＭＢＥ」と記
す。）法、有機金属気相成長（以下、「ＭＯＶＰＥ」と
記す。）法などが挙げられる。ＭＢＥ法を用いる場合、
窒素原料としては、窒素、アンモニア、およびその他の
窒素化合物を気体状態で供給する方法である気体ソース
分子線エピタキシー（以下、「ＧＳＭＢＥ」と記す。）
法が一般的に用いられている。この場合、窒素原料が化
学的に不活性で、窒素原子が結晶中に取り込まれにくい
ことがある。その場合には、マイクロ波などにより窒素
原料を励起して、活性状態にして供給することで、窒素
の取り込み効率を挙げることができる。
としては、分子線エピタキシー（以下、「ＭＢＥ」と記
す。）法、有機金属気相成長（以下、「ＭＯＶＰＥ」と
記す。）法などが挙げられる。ＭＢＥ法を用いる場合、
窒素原料としては、窒素、アンモニア、およびその他の
窒素化合物を気体状態で供給する方法である気体ソース
分子線エピタキシー（以下、「ＧＳＭＢＥ」と記す。）
法が一般的に用いられている。この場合、窒素原料が化
学的に不活性で、窒素原子が結晶中に取り込まれにくい
ことがある。その場合には、マイクロ波などにより窒素
原料を励起して、活性状態にして供給することで、窒素
の取り込み効率を挙げることができる。
【００１４】ＭＯＶＰＥ法を用いて本発明の３−５族化
合物半導体を製造する場合には、以下のような原料を用
いることができる。すなわち、３族原料としては、トリ
メチルガリウム〔Ｇａ（ＣＨ3 ）3 、以下「ＴＭＧ」と
記すことがある。〕、トリエチルガリウム〔Ｇａ（Ｃ2
Ｈ5 ）3 〕、等の一般式Ｒ1 Ｒ2 Ｒ3 Ｇａ（ここで、Ｒ
1 、Ｒ2 、Ｒ3 はアルキル基）で表されるトリアルキル
ガリウム；トリメチルアルミニウム〔Ａｌ（Ｃ
Ｈ3 ）3 、以下「ＴＭＡ」と記すことがある。〕、トリ
エチルアルミニウム〔Ａｌ（Ｃ2 Ｈ5 ）3 〕、トリイソ
ブチルアルミニウム〔Ａｌ（ｉ−Ｃ4 Ｈ9 ）3 〕等の一
般式Ｒ1 Ｒ2 Ｒ3 Ａｌ（ここで、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ 3 はア
ルキル基）で表されるトリアルキルアルミニウム；トリ
メチルアミンアラン〔ＡｌＨ3 Ｎ（ＣＨ3 ）3 〕；トリ
メチルインジウム〔Ｉｎ（ＣＨ3 ）3 、以下「ＴＭＩ」
と記す。〕トリエチルインジウム〔Ｉｎ（Ｃ
2 Ｈ5 ）3 〕等の一般式Ｒ1 Ｒ2 Ｒ3 Ｉｎ（ここで、Ｒ
1 、Ｒ2 、Ｒ3 はアルキル基）で表されるトリアルキル
インジウム等が挙げられる。これらは単独または混合し
て用いられる。
合物半導体を製造する場合には、以下のような原料を用
いることができる。すなわち、３族原料としては、トリ
メチルガリウム〔Ｇａ（ＣＨ3 ）3 、以下「ＴＭＧ」と
記すことがある。〕、トリエチルガリウム〔Ｇａ（Ｃ2
Ｈ5 ）3 〕、等の一般式Ｒ1 Ｒ2 Ｒ3 Ｇａ（ここで、Ｒ
1 、Ｒ2 、Ｒ3 はアルキル基）で表されるトリアルキル
ガリウム；トリメチルアルミニウム〔Ａｌ（Ｃ
Ｈ3 ）3 、以下「ＴＭＡ」と記すことがある。〕、トリ
エチルアルミニウム〔Ａｌ（Ｃ2 Ｈ5 ）3 〕、トリイソ
ブチルアルミニウム〔Ａｌ（ｉ−Ｃ4 Ｈ9 ）3 〕等の一
般式Ｒ1 Ｒ2 Ｒ3 Ａｌ（ここで、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ 3 はア
ルキル基）で表されるトリアルキルアルミニウム；トリ
メチルアミンアラン〔ＡｌＨ3 Ｎ（ＣＨ3 ）3 〕；トリ
メチルインジウム〔Ｉｎ（ＣＨ3 ）3 、以下「ＴＭＩ」
と記す。〕トリエチルインジウム〔Ｉｎ（Ｃ
2 Ｈ5 ）3 〕等の一般式Ｒ1 Ｒ2 Ｒ3 Ｉｎ（ここで、Ｒ
1 、Ｒ2 、Ｒ3 はアルキル基）で表されるトリアルキル
インジウム等が挙げられる。これらは単独または混合し
て用いられる。
【００１５】次に５族元素としては、アンモニア、ヒド
ラジン、メチルヒドラジン、１、１−ジメチルヒドラジ
ン、１、２−ジメチルヒドラジン、ｔ−ブチルアミン、
エチレンジアミンなどが挙げられる。これらは単独また
は混合して用いられる。ｎ型ドーパントとしては、Ｓ
ｉ、Ｇｅ等の４族元素、Ｓ、Ｓｅ等の６族元素を用いる
ことができる。ｐ−型ドーパントとしては、Ｂｅ、Ｍ
ｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇなどを用いることができる。
ラジン、メチルヒドラジン、１、１−ジメチルヒドラジ
ン、１、２−ジメチルヒドラジン、ｔ−ブチルアミン、
エチレンジアミンなどが挙げられる。これらは単独また
は混合して用いられる。ｎ型ドーパントとしては、Ｓ
ｉ、Ｇｅ等の４族元素、Ｓ、Ｓｅ等の６族元素を用いる
ことができる。ｐ−型ドーパントとしては、Ｂｅ、Ｍ
ｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇなどを用いることができる。
【００１６】ＭＯＶＰＥ法の場合、Ｓｉ原料としてはシ
ラン（ＳｉＨ4 ）、ジシラン（Ｓｉ 2 Ｈ6 ）等、Ｇｅ原
料としてはゲラン（ＧｅＨ4 ）等、Ｓ原料としては、硫
化水素（Ｈ2 Ｓ）、ジメチル硫黄〔（ＣＨ3 ）2 Ｓ〕、
ジエチル硫黄〔（Ｃ2 Ｈ5 ） 2 Ｓ〕等の一般式Ｒ1 Ｒ2
Ｓ（ただしＲ1 Ｒ2 はアルキル基）で表されるジアルキ
ル硫黄、Ｓｅ原料としては、セレン化化水素（Ｈ2 Ｓ
ｅ）、ジメチルセレン〔（ＣＨ3 ）2 Ｓｅ〕、ジエチル
セレン〔（Ｃ2 Ｈ5 ）2 Ｓｅ〕、等の一般式Ｒ1Ｒ2 Ｓ
ｅ（ただしＲ1 Ｒ2 はアルキル基）で表されるジアルキ
ルセレン等が挙げられる。
ラン（ＳｉＨ4 ）、ジシラン（Ｓｉ 2 Ｈ6 ）等、Ｇｅ原
料としてはゲラン（ＧｅＨ4 ）等、Ｓ原料としては、硫
化水素（Ｈ2 Ｓ）、ジメチル硫黄〔（ＣＨ3 ）2 Ｓ〕、
ジエチル硫黄〔（Ｃ2 Ｈ5 ） 2 Ｓ〕等の一般式Ｒ1 Ｒ2
Ｓ（ただしＲ1 Ｒ2 はアルキル基）で表されるジアルキ
ル硫黄、Ｓｅ原料としては、セレン化化水素（Ｈ2 Ｓ
ｅ）、ジメチルセレン〔（ＣＨ3 ）2 Ｓｅ〕、ジエチル
セレン〔（Ｃ2 Ｈ5 ）2 Ｓｅ〕、等の一般式Ｒ1Ｒ2 Ｓ
ｅ（ただしＲ1 Ｒ2 はアルキル基）で表されるジアルキ
ルセレン等が挙げられる。
【００１７】Ｚｎ原料としては、ジメチル亜鉛（（ＣＨ
3 ）2 Ｚｎ）、ジエチル亜鉛（（Ｃ 2 Ｈ5 ）2 Ｚｎ）等
の一般式Ｒ1 Ｒ2 Ｚｎ（Ｒ1 、Ｒ2 はアルキル基）で表
せられるアルキル亜鉛などが挙げられる。Ｍｇ原料とし
ては、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム（（Ｃ5
Ｈ5 ）2 Ｍｇ）、ビスメチルシクロペンタジエニルマグ
ネシウム（（ＣＨ3 Ｃ5 Ｈ4 ）2 Ｍｇ、以下ＭＣｐ２Ｍ
ｇと記すことがある。）、ビスイソプロピルシクロペン
タジエニルマグネシウム（（ｉ−Ｃ3 Ｈ7 Ｃ5Ｈ4 ）2
Ｍｇ）などが挙げられる。
3 ）2 Ｚｎ）、ジエチル亜鉛（（Ｃ 2 Ｈ5 ）2 Ｚｎ）等
の一般式Ｒ1 Ｒ2 Ｚｎ（Ｒ1 、Ｒ2 はアルキル基）で表
せられるアルキル亜鉛などが挙げられる。Ｍｇ原料とし
ては、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム（（Ｃ5
Ｈ5 ）2 Ｍｇ）、ビスメチルシクロペンタジエニルマグ
ネシウム（（ＣＨ3 Ｃ5 Ｈ4 ）2 Ｍｇ、以下ＭＣｐ２Ｍ
ｇと記すことがある。）、ビスイソプロピルシクロペン
タジエニルマグネシウム（（ｉ−Ｃ3 Ｈ7 Ｃ5Ｈ4 ）2
Ｍｇ）などが挙げられる。
【００１８】Ｃｄ用原料としては、ジメチルカドミウム
（（ＣＨ3 ）2 Ｃｄ）等の一般式Ｒ 1 Ｒ2 Ｃｄ（Ｒ1 、
Ｒ2 はアルキル基）で表さられるアルキルカドミウムな
どが挙げられる。Ｂｅ用原料としては、ジエチルベリリ
ウム（（Ｃ2 Ｈ5 ）2 Ｂｅ）、ビスメチルシクロペンタ
ジエニルベリリウム（（ＣＨ3 Ｃ5 Ｈ4 ）2 Ｂｅ）など
が挙げられる。Ｈｇ用原料としては、ジメチル水銀
（（ＣＨ3 ）2 Ｈｇ）、ジエチル水銀（（Ｃ2 Ｈ5 ）2
Ｈｇ）等の一般式Ｒ1 Ｒ2 Ｈｇ（Ｒ1 、Ｒ2 はアルキル
基）で表されるアルキル水銀などが挙げられる。
（（ＣＨ3 ）2 Ｃｄ）等の一般式Ｒ 1 Ｒ2 Ｃｄ（Ｒ1 、
Ｒ2 はアルキル基）で表さられるアルキルカドミウムな
どが挙げられる。Ｂｅ用原料としては、ジエチルベリリ
ウム（（Ｃ2 Ｈ5 ）2 Ｂｅ）、ビスメチルシクロペンタ
ジエニルベリリウム（（ＣＨ3 Ｃ5 Ｈ4 ）2 Ｂｅ）など
が挙げられる。Ｈｇ用原料としては、ジメチル水銀
（（ＣＨ3 ）2 Ｈｇ）、ジエチル水銀（（Ｃ2 Ｈ5 ）2
Ｈｇ）等の一般式Ｒ1 Ｒ2 Ｈｇ（Ｒ1 、Ｒ2 はアルキル
基）で表されるアルキル水銀などが挙げられる。
【００１９】前記の揮発性原料は、その状態の性状に応
じて適当な供給手段を用いることができる。すなわち液
体、昇華性固体の物質では、充分に精製された水素や窒
素などをキャリアガスとしてこれら原料中を通過させ、
これらの原料の蒸気を含んだキャリアガスを反応炉に導
くことができる。また原料が気体の場合には、原料を圧
縮した状態でボンベ中に保持し、ボンベからの圧力で反
応炉に導くことができる。また濃度を調整するために、
充分精製された水素、窒素等のガスに希釈したものを用
いることもできる。ドープされた該化合物半導体は、必
要に応じて電子線照射や熱アニール処理などを施して、
より低抵抗にすることができる。本発明の発光素子は、
前記の本発明の３−５族化合物半導体を用いたものであ
り、公知の方法で作製することができる。具体的な例を
図２に示す。ここでは、サファイア基板２２の上に、順
にＡｌＮバッファ層２４、ＧａＮ層２５、Ｉｎ0. 1 Ｇａ
0.9 ＮとＩｎ0.1 Ｇａ0.8 Ａｌ0.1 Ｎの積層構造からな
るバッファ層２６、ＩｎＧａＡｌＮ電荷注入層２７、Ｉ
ｎＧａＮ発光層２８、ＩｎＧａＡｌＮ電荷注入層２９を
成長させる。ここで、ＧａＮ層２５から電荷注入層２７
まではｎ型の、電荷注入層２９はｐ型の不純物をドープ
する。次に、こうして作製した該化合物半導体を常法に
したがい部分的にエッチングし、さらにＩｎＧａＡｌＮ
電荷注入層２７の上にｎ電極３０を形成し、ＩｎＧａＡ
ｌＮ電荷注入層２９の上にｐ電極３１を形成する。図２
では電極３０は電荷注入層２７の上に設けているが、電
極３０を設ける層はＡｌＮ層２４を除く発光層２８より
サファイア基板２２の側の層であればどの層でもよい。
じて適当な供給手段を用いることができる。すなわち液
体、昇華性固体の物質では、充分に精製された水素や窒
素などをキャリアガスとしてこれら原料中を通過させ、
これらの原料の蒸気を含んだキャリアガスを反応炉に導
くことができる。また原料が気体の場合には、原料を圧
縮した状態でボンベ中に保持し、ボンベからの圧力で反
応炉に導くことができる。また濃度を調整するために、
充分精製された水素、窒素等のガスに希釈したものを用
いることもできる。ドープされた該化合物半導体は、必
要に応じて電子線照射や熱アニール処理などを施して、
より低抵抗にすることができる。本発明の発光素子は、
前記の本発明の３−５族化合物半導体を用いたものであ
り、公知の方法で作製することができる。具体的な例を
図２に示す。ここでは、サファイア基板２２の上に、順
にＡｌＮバッファ層２４、ＧａＮ層２５、Ｉｎ0. 1 Ｇａ
0.9 ＮとＩｎ0.1 Ｇａ0.8 Ａｌ0.1 Ｎの積層構造からな
るバッファ層２６、ＩｎＧａＡｌＮ電荷注入層２７、Ｉ
ｎＧａＮ発光層２８、ＩｎＧａＡｌＮ電荷注入層２９を
成長させる。ここで、ＧａＮ層２５から電荷注入層２７
まではｎ型の、電荷注入層２９はｐ型の不純物をドープ
する。次に、こうして作製した該化合物半導体を常法に
したがい部分的にエッチングし、さらにＩｎＧａＡｌＮ
電荷注入層２７の上にｎ電極３０を形成し、ＩｎＧａＡ
ｌＮ電荷注入層２９の上にｐ電極３１を形成する。図２
では電極３０は電荷注入層２７の上に設けているが、電
極３０を設ける層はＡｌＮ層２４を除く発光層２８より
サファイア基板２２の側の層であればどの層でもよい。
【００２０】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細
に説明する。なお、実施例は一つの例示であって、本発
明の精神を逸脱しない範囲で、種々の変更又は改良を行
いうることは言うまでもない。 実施例１ ここで用いたＭＯＶＰＥ装置の概略を図１に示す。用い
た原料はアンモニア、ＴＭＧ、ＴＭＡ、ＴＭＩであり、
またＳｉドープのために水素で１ｐｐｍに希釈したシラ
ンガスを、ＭｇドープのためにＭＣｐ２Ｍｇを用いた。
まず、有機洗浄により洗浄したＣ面を主面とする単結晶
のサファイア基板２２をＭＯＶＰＥ装置の反応室１９に
載置されたサセプタ２１に装着した。次に、常圧で水素
を反応室に流しながら高周波加熱によりサセプタを１１
００℃に加熱し、この状態でサファイア基板を１０分間
保持してサファイア基板を気相クリーニングした。次
に、温度を６００℃まで低下させて、アンモニアとＴＭ
Ｇを供給して約５００Åの厚さの窒化ガリウムのバッフ
ァ層を形成した。次に、ＴＭＧの供給のみを停止して、
サファイア基板の温度を１１００℃まで昇温し、温度が
安定したのち、ＴＭＧの供給を開始し、３μｍの膜厚の
ＧａＮ膜を成長した。こうして得られたサファイア基板
とＧａＮとをあわせて本発明における基板とする。
に説明する。なお、実施例は一つの例示であって、本発
明の精神を逸脱しない範囲で、種々の変更又は改良を行
いうることは言うまでもない。 実施例１ ここで用いたＭＯＶＰＥ装置の概略を図１に示す。用い
た原料はアンモニア、ＴＭＧ、ＴＭＡ、ＴＭＩであり、
またＳｉドープのために水素で１ｐｐｍに希釈したシラ
ンガスを、ＭｇドープのためにＭＣｐ２Ｍｇを用いた。
まず、有機洗浄により洗浄したＣ面を主面とする単結晶
のサファイア基板２２をＭＯＶＰＥ装置の反応室１９に
載置されたサセプタ２１に装着した。次に、常圧で水素
を反応室に流しながら高周波加熱によりサセプタを１１
００℃に加熱し、この状態でサファイア基板を１０分間
保持してサファイア基板を気相クリーニングした。次
に、温度を６００℃まで低下させて、アンモニアとＴＭ
Ｇを供給して約５００Åの厚さの窒化ガリウムのバッフ
ァ層を形成した。次に、ＴＭＧの供給のみを停止して、
サファイア基板の温度を１１００℃まで昇温し、温度が
安定したのち、ＴＭＧの供給を開始し、３μｍの膜厚の
ＧａＮ膜を成長した。こうして得られたサファイア基板
とＧａＮとをあわせて本発明における基板とする。
【００２１】次に、ＴＭＧの供給のみを止め８００℃ま
で降温したのち、キャリアガスを水素から窒素に変え、
ＴＭＧ、ＴＭＩの供給を開始して、Ｉｎ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ
の層を１００Å成長した。続いて、ＴＭＧ、ＴＭＩ、Ｔ
ＭＡを供給して、Ｉｎ0.1 Ｇａ0.8 Ａｌ0.1 Ｎの層を１
００Å成長した。この操作を交互に２０回繰り返して、
Ｉｎ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ層が２０層、Ｉｎ0.1 Ｇａ0.8 Ａｌ
0.1 Ｎ層が２０層からなる積層構造を成長した。次に、
ＴＭＧ、ＴＭＡ、ＴＭＩ、シランガス、ＭＣｐ２Ｍｇを
用いてＳｉ濃度が１×１０19／ｃｍ3 のＩｎ0.1 Ｇａ
0.8 Ａｌ0.1 Ｎの電荷注入層を１８００Å、Ｓｉ濃度が
１×１０19／ｃｍ3 のＩｎ0.1 Ｇａ0.9 Ｎの発光層を５
００Å、Ｍｇ濃度が１×１０20／ｃｍ3 のＧａＮの層を
１８００Å、成長させた。成長終了後、窒素中８００℃
でアニール処理を行ない、ＭｇをドープしたＧａＮ層を
低抵抗化した。こうして得られた３−５族化合物半導体
基板を用いて、通常の半導体プロセスにより図２に示す
構造の発光素子を作製した。この素子について、ｐ−電
極を電源の＋側、ｎ−電極を−側に接続し５Ｖを引加し
たところ１０ｍＡの電流が流れた。このとき青紫色の発
光が認められ、この状態で発光部の輝度を輝度計により
測定した結果、１７ｍｃｄであった。
で降温したのち、キャリアガスを水素から窒素に変え、
ＴＭＧ、ＴＭＩの供給を開始して、Ｉｎ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ
の層を１００Å成長した。続いて、ＴＭＧ、ＴＭＩ、Ｔ
ＭＡを供給して、Ｉｎ0.1 Ｇａ0.8 Ａｌ0.1 Ｎの層を１
００Å成長した。この操作を交互に２０回繰り返して、
Ｉｎ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ層が２０層、Ｉｎ0.1 Ｇａ0.8 Ａｌ
0.1 Ｎ層が２０層からなる積層構造を成長した。次に、
ＴＭＧ、ＴＭＡ、ＴＭＩ、シランガス、ＭＣｐ２Ｍｇを
用いてＳｉ濃度が１×１０19／ｃｍ3 のＩｎ0.1 Ｇａ
0.8 Ａｌ0.1 Ｎの電荷注入層を１８００Å、Ｓｉ濃度が
１×１０19／ｃｍ3 のＩｎ0.1 Ｇａ0.9 Ｎの発光層を５
００Å、Ｍｇ濃度が１×１０20／ｃｍ3 のＧａＮの層を
１８００Å、成長させた。成長終了後、窒素中８００℃
でアニール処理を行ない、ＭｇをドープしたＧａＮ層を
低抵抗化した。こうして得られた３−５族化合物半導体
基板を用いて、通常の半導体プロセスにより図２に示す
構造の発光素子を作製した。この素子について、ｐ−電
極を電源の＋側、ｎ−電極を−側に接続し５Ｖを引加し
たところ１０ｍＡの電流が流れた。このとき青紫色の発
光が認められ、この状態で発光部の輝度を輝度計により
測定した結果、１７ｍｃｄであった。
【００２２】比較例１ ＧａＮ層成長後にＩｎ0.1 Ｇａ0.9 ＮとＩｎ0.1 Ｇａ
0.8 Ａｌ0.1 Ｎからなる積層構造を成長しないことを除
いては実施例１と同様にして発光素子を作製した。実施
例１と同様にして１０ｍＡの電流を流し、基板側から素
子の状態を観察したところ、やはりｐ−電極付近から青
紫色の発光が見られたが、実施例１と同様にして発光部
の輝度を輝度計により測定した結果、６ｍｃｄであっ
た。
0.8 Ａｌ0.1 Ｎからなる積層構造を成長しないことを除
いては実施例１と同様にして発光素子を作製した。実施
例１と同様にして１０ｍＡの電流を流し、基板側から素
子の状態を観察したところ、やはりｐ−電極付近から青
紫色の発光が見られたが、実施例１と同様にして発光部
の輝度を輝度計により測定した結果、６ｍｃｄであっ
た。
【００２３】実施例２ 実施例１と同様にして、本発明のバッファ層としてＩｎ
0.17Ｇａ0.83Ｎを３０ÅとＩｎ0.17Ｇａ0.75Ａｌ0.08Ｎ
を３０Åとを交互に２０回、合計４０層成長し、さらに
第１の電荷注入層Ｉｎ0.17Ｇａ0.83Ｎを３０Å、発光層
としてＩｎ0.25Ｇａ0.75Ｎを５０Å、第２の電荷注入層
としてＧａＮを２００Å成長した。第１の電荷注入層と
発光層とのバンドギャップの差は約０．１６ｅＶ、第２
の電荷注入層と発光層のバンドギャップの差は約０．５
ｅＶである。
0.17Ｇａ0.83Ｎを３０ÅとＩｎ0.17Ｇａ0.75Ａｌ0.08Ｎ
を３０Åとを交互に２０回、合計４０層成長し、さらに
第１の電荷注入層Ｉｎ0.17Ｇａ0.83Ｎを３０Å、発光層
としてＩｎ0.25Ｇａ0.75Ｎを５０Å、第２の電荷注入層
としてＧａＮを２００Å成長した。第１の電荷注入層と
発光層とのバンドギャップの差は約０．１６ｅＶ、第２
の電荷注入層と発光層のバンドギャップの差は約０．５
ｅＶである。
【００２４】こうして得られた試料を、Ｈｅ−Ｃｄレー
ザ（波長３２５ｎｍ、出力１０ｍＷ）を励起光源として
液体窒素温度でフォトルミネッセンススペクトル（以
下、「ＰＬ」と記すことがある。）を測定したところ、
発光層に由来する明瞭な青色発光を示し、中心波長は４
３１５Å、ピーク強度（ピーク波長での検出器の出力）
は４．１５ｍＶであった。
ザ（波長３２５ｎｍ、出力１０ｍＷ）を励起光源として
液体窒素温度でフォトルミネッセンススペクトル（以
下、「ＰＬ」と記すことがある。）を測定したところ、
発光層に由来する明瞭な青色発光を示し、中心波長は４
３１５Å、ピーク強度（ピーク波長での検出器の出力）
は４．１５ｍＶであった。
【００２５】比較例２ ＧａＮ上に直接、発光層としてＩｎ0.25Ｇａ0.75Ｎを５
０Å成長したことを除いては実施例２と同様にして成長
を行った。本実施例の場合、第１の電荷注入層はＧａＮ
である。実施例１と同様にＰＬによる評価を行なったと
ころ、やはり明瞭な青色発光を示したが、ピーク強度は
１．６ｍＶしかなかった。この結果を実施例２と比較す
ることで、本発明の３−５族化合物半導体における発光
層の結晶性が比較例２に比べて大きく改善されているこ
とがわかる。
０Å成長したことを除いては実施例２と同様にして成長
を行った。本実施例の場合、第１の電荷注入層はＧａＮ
である。実施例１と同様にＰＬによる評価を行なったと
ころ、やはり明瞭な青色発光を示したが、ピーク強度は
１．６ｍＶしかなかった。この結果を実施例２と比較す
ることで、本発明の３−５族化合物半導体における発光
層の結晶性が比較例２に比べて大きく改善されているこ
とがわかる。
【００２６】実施例３ 本発明のバッファ層の上に直接発光層を成長したことを
除いては実施例２と同様にして、本発明の半導体を作製
した。また、バッファ層を１０回（合計２０層）及び４
０回（合計８０層）繰り返した同様の試料を作製した。
本実施例の場合、バッファ層の最後の層が第１の電荷注
入層としての作用を持つ。第１の電荷注入層と発光層の
バンドギャップの差は約０．３ｅＶである。これらの試
料および比較例２の試料を実施例２と同様にして室温で
のＰＬによる評価を行なった。図３にバッファ層の層数
とピーク強度の関係を示す。比較例のピーク強度もこの
図の層数０の位置に示してある。この図から本発明によ
る半導体の結晶性が比較例２に比べて向上していること
がわかる。
除いては実施例２と同様にして、本発明の半導体を作製
した。また、バッファ層を１０回（合計２０層）及び４
０回（合計８０層）繰り返した同様の試料を作製した。
本実施例の場合、バッファ層の最後の層が第１の電荷注
入層としての作用を持つ。第１の電荷注入層と発光層の
バンドギャップの差は約０．３ｅＶである。これらの試
料および比較例２の試料を実施例２と同様にして室温で
のＰＬによる評価を行なった。図３にバッファ層の層数
とピーク強度の関係を示す。比較例のピーク強度もこの
図の層数０の位置に示してある。この図から本発明によ
る半導体の結晶性が比較例２に比べて向上していること
がわかる。
【００２７】
【発明の効果】本発明の３−５族化合物半導体は、Ｉｎ
を含む高品質で大面積の３−５族化合物半導体であり、
これを用いた発光素子は高い発光効率を有する。特に、
本発明の発光素子は、３−５族化合物半導体におけるＩ
ｎの組成が１０〜８０モル％の場合には、発光波長を紫
色及びそれより長波長の可視領域すなわち青色、緑色、
黄色、橙色などにすることができる。特に、本発明の発
光素子は、青色、緑色用として工業的に重要である。
を含む高品質で大面積の３−５族化合物半導体であり、
これを用いた発光素子は高い発光効率を有する。特に、
本発明の発光素子は、３−５族化合物半導体におけるＩ
ｎの組成が１０〜８０モル％の場合には、発光波長を紫
色及びそれより長波長の可視領域すなわち青色、緑色、
黄色、橙色などにすることができる。特に、本発明の発
光素子は、青色、緑色用として工業的に重要である。
【図１】本発明の半導体発光素子で用いる３−５族化合
物半導体の製造装置の概略図。
物半導体の製造装置の概略図。
【図２】本発明の発光素子の構造の一例を示す概略図。
【図３】バッファ層の層数とＰＬピーク強度との相関を
示す図。
示す図。
１・・・マスフローコントローラー ２・・・恒温層 ３・・・ＴＭＧバブラー ４・・・マスフローコントローラー ５・・・恒温層 ６・・・ＴＭＡバブラー ７・・・マスフローコントローラー ８・・・恒温層 ９・・・ＴＭＩバブラー １０・・・マスフローコントローラー １１・・・恒温層 １２・・・ＭＣｐ２Ｍｇバブラー １３・・・シランボンベ １４・・・調圧弁 １５・・・マスフローコントローラー １６・・・アンモニアボンベ １７・・・調圧弁 １８・・・マスフローコントローラー １９・・・反応炉 ２０・・・高周波コイル ２１・・・サセプター ２２・・・サファイア基板 ２３・・・排気孔 ２４・・・ＡｌＮバッファ層 ２５・・・ＧａＮ層 ２６・・・Ｉｎ0.1 Ｇａ0.9 ＮとＩｎ0.1 Ｇａ0.8 Ａｌ
0.1 Ｎの積層構造からなるバッファ層 ２７・・・ＩｎＧａＡｌＮ電荷注入層 ２８・・・ＩｎＧａＮ発光層 ２９・・・ＩｎＧａＡｌＮ電荷注入層 ３０・・・ｎ電極 ３１・・・ｐ電極
0.1 Ｎの積層構造からなるバッファ層 ２７・・・ＩｎＧａＡｌＮ電荷注入層 ２８・・・ＩｎＧａＮ発光層 ２９・・・ＩｎＧａＡｌＮ電荷注入層 ３０・・・ｎ電極 ３１・・・ｐ電極
Claims (5)
- 【請求項１】発光層と電荷注入層とを有する層と、基板
との間に、バッファ層を有し、発光層が一般式Ｉｎx Ｇ
ａy Ａｌz Ｎ（式中、０＜ｘ≦１、０≦ｙ＜１、０≦ｚ
＜１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で表される３−５族化合物半導
体であって、電荷注入層が一般式Ｉｎx'Ｇａy'Ａｌz'Ｎ
（式中、０＜ｘ’≦１、０≦ｙ’＜１、０≦ｚ’＜１、
ｘ’＋ｙ’＋ｚ’＝１）で表され、発光層よりも大きな
バンドギャップを有する３−５族化合物半導体であっ
て、バッファ層が、一般式ＩｎuＧａv Ａｌw Ｎ（式
中、０＜ｕ≦１、０≦ｖ＜１、０≦ｗ＜１、ｕ＋ｖ＋ｗ
＝１）で表され、少なくとも２つの組成の異なる層から
なり、少なくとも１つの層においてｗ＞０である積層構
造を含むことを特徴とする３−５族化合物半導体。 - 【請求項２】バッファ層が、少なくとも４つの層からな
ることを特徴とする請求項１記載の３−５族化合物半導
体。 - 【請求項３】バッファ層が、Ｉｎu Ｇａv Ａｌw Ｎ（式
中、０≦ｕ＜１、０≦ｖ＜１、０≦ｗ＜１、ｕ＋ｖ＋ｗ
＝１）層とＩｎu'Ｇａv'Ａｌw'Ｎ（式中、０≦ｕ’＜
１、０＜ｖ’≦１、０≦ｗ’＜１、ｕ’＋ｖ’＋ｗ’＝
１）層とが交互に少なくとも２回繰り返された積層構造
であることを特徴とする請求項１記載の３−５族化合物
半導体。 - 【請求項４】サファイア基板上に形成されたＧａＮ層上
に、形成されたことを特徴とする請求項１記載の３−５
族化合物半導体。 - 【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の３−５族
化合物半導体を用いた発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04678595A JP3509260B2 (ja) | 1994-03-08 | 1995-03-07 | ３−５族化合物半導体と発光素子 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3683394 | 1994-03-08 | ||
| JP6-36833 | 1994-03-08 | ||
| JP04678595A JP3509260B2 (ja) | 1994-03-08 | 1995-03-07 | ３−５族化合物半導体と発光素子 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003322816A Division JP2004048047A (ja) | 1994-03-08 | 2003-09-16 | ３−５族化合物半導体発光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07302929A true JPH07302929A (ja) | 1995-11-14 |
| JP3509260B2 JP3509260B2 (ja) | 2004-03-22 |
Family
ID=26375943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04678595A Expired - Fee Related JP3509260B2 (ja) | 1994-03-08 | 1995-03-07 | ３−５族化合物半導体と発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3509260B2 (ja) |
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11112109A (ja) * | 1997-07-25 | 1999-04-23 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体発光素子 |
| JPH11330614A (ja) * | 1998-05-13 | 1999-11-30 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体素子 |
| US6023077A (en) * | 1995-11-27 | 2000-02-08 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Group III-V compound semiconductor and light-emitting device |
| KR100304881B1 (ko) * | 1998-10-15 | 2001-10-12 | 구자홍 | Gan계화합물반도체및그의결정성장방법 |
| JP2002151798A (ja) * | 1997-02-17 | 2002-05-24 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体素子 |
| JP2002164572A (ja) * | 1997-07-25 | 2002-06-07 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体発光素子 |
| WO2004017431A1 (en) * | 2002-08-19 | 2004-02-26 | Lg Innotek Co., Ltd | Nitride semiconductor led and fabrication method thereof |
| WO2004017432A1 (en) * | 2002-08-19 | 2004-02-26 | Lg Innotek Co., Ltd | Nitride semiconductor and fabrication method thereof |
| US6841800B2 (en) | 1997-12-26 | 2005-01-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Light-emitting device comprising a gallium-nitride-group compound-semiconductor |
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