JPH08316527A - 半導体発光素子 - Google Patents
半導体発光素子Info
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- JPH08316527A JPH08316527A JP11576095A JP11576095A JPH08316527A JP H08316527 A JPH08316527 A JP H08316527A JP 11576095 A JP11576095 A JP 11576095A JP 11576095 A JP11576095 A JP 11576095A JP H08316527 A JPH08316527 A JP H08316527A
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- gan
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- semiconductor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 素子構造の自由度が高く、外部への光の取り
出し効率が高く、かつへき開により作製可能な半導体発
光素子を提供することである。 【構成】 立方晶のｎ−ＺｎＳ基板１上に、ｎ−ＧａＮ
クラッド層２、ＩｎＧａＮ活性層３およびｐ−ＧａＮク
ラッド層４をエピタキシャル成長させ、ｐ−ＧａＮクラ
ッド層４上にｐ側電極５を形成し、ｎ−ＺｎＳ基板１の
下面にｎ側電極６を形成する。
出し効率が高く、かつへき開により作製可能な半導体発
光素子を提供することである。 【構成】 立方晶のｎ−ＺｎＳ基板１上に、ｎ−ＧａＮ
クラッド層２、ＩｎＧａＮ活性層３およびｐ−ＧａＮク
ラッド層４をエピタキシャル成長させ、ｐ−ＧａＮクラ
ッド層４上にｐ側電極５を形成し、ｎ−ＺｎＳ基板１の
下面にｎ側電極６を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＧａＮ（窒化ガリウ
ム）、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）もしくはＩｎＮ（窒
化インジウム）またはこれらの混晶からなる成長層を有
する半導体発光素子に関する。
ム）、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）もしくはＩｎＮ（窒
化インジウム）またはこれらの混晶からなる成長層を有
する半導体発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】直接遷移型のバンド構造を有するＧａＮ
は、青色あるいは紫色の光を発する発光ダイオード、半
導体レーザ素子等の半導体発光素子の材料として有望で
ある。しかしながら、ＧａＮからなる基板が存在しない
ため、ＧａＮ系半導体発光素子を作製する際には他の材
料からなる基板上にＧａＮをヘテロエピタキシャル成長
させている。例えば、ＧａＮと同じ対称性を有するサフ
ァイア（Ａｌ2 Ｏ3 ）基板が用いられる。
は、青色あるいは紫色の光を発する発光ダイオード、半
導体レーザ素子等の半導体発光素子の材料として有望で
ある。しかしながら、ＧａＮからなる基板が存在しない
ため、ＧａＮ系半導体発光素子を作製する際には他の材
料からなる基板上にＧａＮをヘテロエピタキシャル成長
させている。例えば、ＧａＮと同じ対称性を有するサフ
ァイア（Ａｌ2 Ｏ3 ）基板が用いられる。
【０００３】図４はサファイア基板を用いた従来のＧａ
Ｎ系発光ダイオードの構造を示す断面図である。図４の
発光ダイオードは日経マイクロデバイス１９９４年２月
号の第９２頁〜第９３頁に開示されている。
Ｎ系発光ダイオードの構造を示す断面図である。図４の
発光ダイオードは日経マイクロデバイス１９９４年２月
号の第９２頁〜第９３頁に開示されている。
【０００４】図４において、サファイア基板３１上にＧ
ａＮバッファ層３２が形成され、ＧａＮバッファ層３２
上に、ｎ−ＧａＮ層３３、ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層３
４、ＩｎＧａＮ発光層３５、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層
３６およびｐ−ＧａＮ層３７が形成されている。ｐ−Ｇ
ａＮ層３７からｎ−ＧａＮ層３３の上部領域までがエッ
チングされ、ｐ−ＧａＮ層３７の上面にｐ側電極３８が
形成され、ｎ−ＧａＮ層３３の上面にｎ側電極３９が形
成されている。このような発光ダイオードの構造はラテ
ラル構造と呼ばれている。
ａＮバッファ層３２が形成され、ＧａＮバッファ層３２
上に、ｎ−ＧａＮ層３３、ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層３
４、ＩｎＧａＮ発光層３５、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層
３６およびｐ−ＧａＮ層３７が形成されている。ｐ−Ｇ
ａＮ層３７からｎ−ＧａＮ層３３の上部領域までがエッ
チングされ、ｐ−ＧａＮ層３７の上面にｐ側電極３８が
形成され、ｎ−ＧａＮ層３３の上面にｎ側電極３９が形
成されている。このような発光ダイオードの構造はラテ
ラル構造と呼ばれている。
【０００５】図４の発光ダイオードは、ＩｎＧａＮ発光
層３５をｎ−ＡｌＧａＮクラッド層３４およびｐ−Ａｌ
ＧａＮクラッド層３６で挟んだダブルヘテロ構造のｐｎ
接合を有し、青色の光を効率よく発生することができ
る。
層３５をｎ−ＡｌＧａＮクラッド層３４およびｐ−Ａｌ
ＧａＮクラッド層３６で挟んだダブルヘテロ構造のｐｎ
接合を有し、青色の光を効率よく発生することができ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】サファイア基板を用い
た半導体発光素子においては、サファイアが可視光に対
して透明であるため、ＧａＮ系の発光層からの光が基板
で吸収されない。したがって、外部への光の取り出し効
率が高い。
た半導体発光素子においては、サファイアが可視光に対
して透明であるため、ＧａＮ系の発光層からの光が基板
で吸収されない。したがって、外部への光の取り出し効
率が高い。
【０００７】しかしながら、サファイア基板が絶縁物で
あり、素子の上下方向に導電性がないので、サファイア
基板の下面に電極を形成することができない。そのた
め、素子構造に制約があり、素子構造が複雑となる。例
えば、図４の発光ダイオードでは、ｐ−ＧａＮ層３７か
らｎ−ＧａＮ層３３の上部領域までをエッチングしてｎ
側電極３９をｎ−ＧａＮ層３３の上面に形成している。
あり、素子の上下方向に導電性がないので、サファイア
基板の下面に電極を形成することができない。そのた
め、素子構造に制約があり、素子構造が複雑となる。例
えば、図４の発光ダイオードでは、ｐ−ＧａＮ層３７か
らｎ−ＧａＮ層３３の上部領域までをエッチングしてｎ
側電極３９をｎ−ＧａＮ層３３の上面に形成している。
【０００８】さらに、サファイア基板にへき開性がない
ため、ウエハ上に形成された各素子をへき開により分離
することができない。また、へき開により共振器端面が
形成される半導体レーザ素子を作製することができな
い。
ため、ウエハ上に形成された各素子をへき開により分離
することができない。また、へき開により共振器端面が
形成される半導体レーザ素子を作製することができな
い。
【０００９】一方、ＧａＡｓ基板を用いて低温成長を行
うと、六方晶ではなく立方晶のＧａＮ層をエピタキシャ
ル成長させることが可能となる。図５はＧａＡｓ基板を
用いたＧａＮ系発光ダイオードの一例である。
うと、六方晶ではなく立方晶のＧａＮ層をエピタキシャ
ル成長させることが可能となる。図５はＧａＡｓ基板を
用いたＧａＮ系発光ダイオードの一例である。
【００１０】図５において、ＧａＡｓ基板４１上にｎ−
ＧａＮ層４２およびｐ−ＧａＮ層４３が形成されてい
る。ｐ−ＧａＮ層４３の上面にｐ側電極４４が形成さ
れ、ＧａＡｓ基板４１の下面にｎ側電極４５が形成され
ている。
ＧａＮ層４２およびｐ−ＧａＮ層４３が形成されてい
る。ｐ−ＧａＮ層４３の上面にｐ側電極４４が形成さ
れ、ＧａＡｓ基板４１の下面にｎ側電極４５が形成され
ている。
【００１１】このように、ＧａＡｓ基板を用いた発光ダ
イオードでは、ＧａＡｓが導電性を有するので、ＧａＡ
ｓ基板の下面に電極を形成することができ、構造が簡素
化される。また、ＧａＡｓ基板上に形成された立方晶の
ＧａＮ層はへき開性を有するので、ウエハ上の各素子を
へき開により分離することが可能となり、また半導体レ
ーザ素子を作製することも可能となる。
イオードでは、ＧａＡｓが導電性を有するので、ＧａＡ
ｓ基板の下面に電極を形成することができ、構造が簡素
化される。また、ＧａＡｓ基板上に形成された立方晶の
ＧａＮ層はへき開性を有するので、ウエハ上の各素子を
へき開により分離することが可能となり、また半導体レ
ーザ素子を作製することも可能となる。
【００１２】しかしながら、ＧａＡｓのバンドギャップ
がサファイアのバンドギャップに比べて小さいので、Ｇ
ａＮ層からの光がＧａＡｓ基板で吸収され、外部への光
の取り出し効率が低い。
がサファイアのバンドギャップに比べて小さいので、Ｇ
ａＮ層からの光がＧａＡｓ基板で吸収され、外部への光
の取り出し効率が低い。
【００１３】本発明の目的は、素子構造の自由度が高
く、かつ外部への光の取り出し効率が高い半導体発光素
子を提供することである。本発明の他の目的は、素子構
造の自由度が高く、かつへき開により作製可能な半導体
発光素子を提供することである。
く、かつ外部への光の取り出し効率が高い半導体発光素
子を提供することである。本発明の他の目的は、素子構
造の自由度が高く、かつへき開により作製可能な半導体
発光素子を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】第１の発明に係る半導体
発光素子は、II−VI族の化合物半導体からなる導電性の
基板上に、ガリウム、アルミニウムおよびインジウムの
少なくとも１つを含むIII 族の窒化物半導体からなりか
つ発光層を含むエピタキシャル成長層が形成され、基板
が発光層のバンドギャップよりも大きいバンドギャップ
を有するものである。発光層からの光が基板を透過する
ことが好ましい。
発光素子は、II−VI族の化合物半導体からなる導電性の
基板上に、ガリウム、アルミニウムおよびインジウムの
少なくとも１つを含むIII 族の窒化物半導体からなりか
つ発光層を含むエピタキシャル成長層が形成され、基板
が発光層のバンドギャップよりも大きいバンドギャップ
を有するものである。発光層からの光が基板を透過する
ことが好ましい。
【００１５】特に、導電性の基板は、硫黄、セレンおよ
びテルルの少なくとも１つと亜鉛とからなる化合物半導
体に不純物元素が添加されてなることが好ましい。第２
の発明に係る半導体発光素子は、立方晶のII−VI族の化
合物半導体からなる導電性の基板上に、ガリウム、アル
ミニウムおよびインジウムの少なくとも１つを含むIII
族の窒化物半導体からなるエピタキシャル成長層が形成
されたものである。
びテルルの少なくとも１つと亜鉛とからなる化合物半導
体に不純物元素が添加されてなることが好ましい。第２
の発明に係る半導体発光素子は、立方晶のII−VI族の化
合物半導体からなる導電性の基板上に、ガリウム、アル
ミニウムおよびインジウムの少なくとも１つを含むIII
族の窒化物半導体からなるエピタキシャル成長層が形成
されたものである。
【００１６】特に、導電性の基板は、硫黄、セレンおよ
びテルルの少なくとも１つと亜鉛とからなる化合物半導
体に不純物元素が添加されてなることが好ましい。
びテルルの少なくとも１つと亜鉛とからなる化合物半導
体に不純物元素が添加されてなることが好ましい。
【００１７】
【作用】II−VI族の化合物半導体は、不純物元素の添加
により導電性を付与することが可能である。また、II−
VI族の化合物半導体は、組成の選択によりそのバンドギ
ャップをガリウム、アルミニウムおよびインジウムの少
なくとも１つを含むIII族の窒化物半導体のバンドギャ
ツプよりも大きくし、その吸収端の波長を発光層での発
振波長よりも短くすることが可能である。さらに、ガリ
ウム、アルミニウムおよびインジウムの少なくとも１つ
を含むIII 族の窒化物半導体は、立方晶の基板上にエピ
タキシャル成長させると立方晶となる。
により導電性を付与することが可能である。また、II−
VI族の化合物半導体は、組成の選択によりそのバンドギ
ャップをガリウム、アルミニウムおよびインジウムの少
なくとも１つを含むIII族の窒化物半導体のバンドギャ
ツプよりも大きくし、その吸収端の波長を発光層での発
振波長よりも短くすることが可能である。さらに、ガリ
ウム、アルミニウムおよびインジウムの少なくとも１つ
を含むIII 族の窒化物半導体は、立方晶の基板上にエピ
タキシャル成長させると立方晶となる。
【００１８】第１および第２の発明に係る半導体発光素
子においては、II−VI族の化合物半導体からなる導電性
の基板を用いているので、素子構造の自由度が高く、素
子構造を簡素化することが可能とする。
子においては、II−VI族の化合物半導体からなる導電性
の基板を用いているので、素子構造の自由度が高く、素
子構造を簡素化することが可能とする。
【００１９】特に、第１の発明に係る半導体発光素子に
おいては、基板のハンドギャップが発光層のバンドギャ
ップよりも大きいので、発光層からの光が基板で吸収さ
れない。したがって、外部への光の取り出し効率が高く
なる。
おいては、基板のハンドギャップが発光層のバンドギャ
ップよりも大きいので、発光層からの光が基板で吸収さ
れない。したがって、外部への光の取り出し効率が高く
なる。
【００２０】また、第２の発明に係る半導体発光素子に
おいては、立方晶のII−VI族の化合物半導体からなる基
板上に形成されたIII 族の窒化物半導体が立方晶となる
ので、ウエハ上に形成された各素子をへき開により分離
することが可能となる。また、半導体レーザ素子を作製
することも可能となる。
おいては、立方晶のII−VI族の化合物半導体からなる基
板上に形成されたIII 族の窒化物半導体が立方晶となる
ので、ウエハ上に形成された各素子をへき開により分離
することが可能となる。また、半導体レーザ素子を作製
することも可能となる。
【００２１】
【実施例】図１は本発明の第１の実施例によるＧａＮ系
発光ダイオードの製造方法を示す工程断面図である。
発光ダイオードの製造方法を示す工程断面図である。
【００２２】まず、図１（ａ）に示すように、結晶成長
面の面方位が｛１００｝である立方晶のｎ−ＺｎＳ基板
１上に、膜厚５μｍのｎ−ＧａＮクラッド層２を形成す
る。ｎ−ＺｅＳ基板１には不純物元素としてＡｌが添加
されている。次に、図１（ｂ）に示すように、ｎ−Ｇａ
Ｎクラッド層２上に膜厚０．１μｍのＩｎＧａＮ活性層
３を形成する。さらに、図１（ｃ）に示すように、Ｉｎ
ＧａＮ活性層３上に膜厚２μｍのｐ−ＧａＮクラッド層
４を形成する。ｎ−ＧａＮクラッド層２、ＩｎＧａＮ活
性層３およびｐ−ＧａＮクラッド層４は、ＭＢＥ法（分
子線エピタキシャル成長法）により連続的に成長させ
る。成長条件を表１に示す。
面の面方位が｛１００｝である立方晶のｎ−ＺｎＳ基板
１上に、膜厚５μｍのｎ−ＧａＮクラッド層２を形成す
る。ｎ−ＺｅＳ基板１には不純物元素としてＡｌが添加
されている。次に、図１（ｂ）に示すように、ｎ−Ｇａ
Ｎクラッド層２上に膜厚０．１μｍのＩｎＧａＮ活性層
３を形成する。さらに、図１（ｃ）に示すように、Ｉｎ
ＧａＮ活性層３上に膜厚２μｍのｐ−ＧａＮクラッド層
４を形成する。ｎ−ＧａＮクラッド層２、ＩｎＧａＮ活
性層３およびｐ−ＧａＮクラッド層４は、ＭＢＥ法（分
子線エピタキシャル成長法）により連続的に成長させ
る。成長条件を表１に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】表１において、ＰGaは固体ソースであるＧ
ａ蒸気の圧力を示し、ＰN はＮ2 ガスの圧力を示し、Ｐ
Inは固体ソースであるＩｎ蒸気の圧力を示す。また、Ｔ
SiはＳｉ噴出用セルの温度を示し、ＴMgはＭｇ噴出用セ
ルの温度を示す。
ａ蒸気の圧力を示し、ＰN はＮ2 ガスの圧力を示し、Ｐ
Inは固体ソースであるＩｎ蒸気の圧力を示す。また、Ｔ
SiはＳｉ噴出用セルの温度を示し、ＴMgはＭｇ噴出用セ
ルの温度を示す。
【００２５】次に、図１（ｄ）に示すように、真空蒸着
法により、ｐ−ＧａＮクラッド層４上に膜厚１０００Å
のＡｕからなるｐ側電極５を形成し、ｎ−ＺｎＳ基板１
の下面に膜厚１０００ÅのＩｎからなるｎ側電極６を形
成する。最後に、図１（ｅ）に示すように、各発光ダイ
オードチップ７の分離を行う。各発光ダイオードチップ
７の分離はへき開により行ってもよい。
法により、ｐ−ＧａＮクラッド層４上に膜厚１０００Å
のＡｕからなるｐ側電極５を形成し、ｎ−ＺｎＳ基板１
の下面に膜厚１０００ÅのＩｎからなるｎ側電極６を形
成する。最後に、図１（ｅ）に示すように、各発光ダイ
オードチップ７の分離を行う。各発光ダイオードチップ
７の分離はへき開により行ってもよい。
【００２６】このように、第１の実施例の発光ダイオー
ドにおいては、ｎ−ＺｎＳ基板１が導電性を有するの
で、ｎ側電極６をｎ−ＺｎＳ基板１の下面に形成するこ
とができる。したがって、素子構造が簡素化される。
ドにおいては、ｎ−ＺｎＳ基板１が導電性を有するの
で、ｎ側電極６をｎ−ＺｎＳ基板１の下面に形成するこ
とができる。したがって、素子構造が簡素化される。
【００２７】また、ｎ−ＺｎＳ基板１のバンドギャップ
（３．７ｅＶ）がＩｎＧａＮ活性層３のバンドギャップ
（例えば３ｅＶ）よりも大きいので、ＩｎＧａＮ活性層
３からの光がｎ−ＺｎＳ基板１で吸収されない。したが
って、外部への光の取り出し効率が高くなる。
（３．７ｅＶ）がＩｎＧａＮ活性層３のバンドギャップ
（例えば３ｅＶ）よりも大きいので、ＩｎＧａＮ活性層
３からの光がｎ−ＺｎＳ基板１で吸収されない。したが
って、外部への光の取り出し効率が高くなる。
【００２８】さらに、ｎ−ＺｎＳ基板１の結晶形が立方
晶であるため、ｎ−ＺｎＳ基板１上にエピタキシャル成
長したｎ−ＧａＮクラッド層２、ＩｎＧａＮ活性層３お
よびｐ−ＧａＮクラッド層４の結晶形も立方晶となる。
したがって、各発光ダイオードチップ７をへき開により
分離することが可能となる。
晶であるため、ｎ−ＺｎＳ基板１上にエピタキシャル成
長したｎ−ＧａＮクラッド層２、ＩｎＧａＮ活性層３お
よびｐ−ＧａＮクラッド層４の結晶形も立方晶となる。
したがって、各発光ダイオードチップ７をへき開により
分離することが可能となる。
【００２９】本実施例の発光ダイオードは、ＩｎＧａＮ
活性層３をｎ−ＧａＮクラッド層２およびｐ−ＧａＮク
ラッド層４で挟んだダブルヘテロ構造のｐｎ接合を有
し、青色の光を効率良く発生することができる。
活性層３をｎ−ＧａＮクラッド層２およびｐ−ＧａＮク
ラッド層４で挟んだダブルヘテロ構造のｐｎ接合を有
し、青色の光を効率良く発生することができる。
【００３０】図２および図３は本発明の第２の実施例に
よる半導体レーザ素子の製造方法を示す工程断面図であ
る。まず、図２（ａ）に示すように、結晶成長面の面方
位が｛１００｝である立方晶のｎ−ＺｎＳ基板１１上
に、ＭＢＥ法により、膜厚５μｍのｎ−ＧａＮクラッド
層１２、膜厚０．１μｍのＩｎＧａＮ活性層１３および
膜厚２μｍのｐ−ＧａＮクラッド層１４を連続的に成長
させ、ＧａＮ系ダブルヘテロ構造を形成する。成長条件
は、表１に示した条件と同様である。
よる半導体レーザ素子の製造方法を示す工程断面図であ
る。まず、図２（ａ）に示すように、結晶成長面の面方
位が｛１００｝である立方晶のｎ−ＺｎＳ基板１１上
に、ＭＢＥ法により、膜厚５μｍのｎ−ＧａＮクラッド
層１２、膜厚０．１μｍのＩｎＧａＮ活性層１３および
膜厚２μｍのｐ−ＧａＮクラッド層１４を連続的に成長
させ、ＧａＮ系ダブルヘテロ構造を形成する。成長条件
は、表１に示した条件と同様である。
【００３１】次に、図２（ｂ）に示すように、ｐ−Ｇａ
Ｎクラッド層１４上に、ＣＶＤ法（化学的気相成長法）
により膜厚５００ÅのＳｉＯ2 膜１５を形成する。そし
て、図２（ｃ）に示すように、フォトリソグラフィーに
よりＳｉＯ2 膜１５をストライプ状にパターニングす
る。次に、ＳｉＯ2 膜１５をマスクとしてｐ−ＧａＮク
ラッド層１４、ＩｎＧａＮ活性層１３およびｎ−ＧａＮ
クラッド層１２およびｎ−ＺｎＳ基板１１をエッチング
する。エッチング方法としては、塩素系のドライエッチ
ングを用いる。
Ｎクラッド層１４上に、ＣＶＤ法（化学的気相成長法）
により膜厚５００ÅのＳｉＯ2 膜１５を形成する。そし
て、図２（ｃ）に示すように、フォトリソグラフィーに
よりＳｉＯ2 膜１５をストライプ状にパターニングす
る。次に、ＳｉＯ2 膜１５をマスクとしてｐ−ＧａＮク
ラッド層１４、ＩｎＧａＮ活性層１３およびｎ−ＧａＮ
クラッド層１２およびｎ−ＺｎＳ基板１１をエッチング
する。エッチング方法としては、塩素系のドライエッチ
ングを用いる。
【００３２】次いで、図２（ｅ）に示すように、ＭＢＥ
法によりアンドープの高抵抗ＺｎＳ層１６を結晶成長さ
せることにより、ＧａＮ系ダブルヘテロ構造の埋め込み
を行う。高抵抗ＺｎＳ層１６の成長条件および後述する
ｐ−ＧａＮコンタクト層１７の成長条件を表２に示す。
法によりアンドープの高抵抗ＺｎＳ層１６を結晶成長さ
せることにより、ＧａＮ系ダブルヘテロ構造の埋め込み
を行う。高抵抗ＺｎＳ層１６の成長条件および後述する
ｐ−ＧａＮコンタクト層１７の成長条件を表２に示す。
【００３３】
【表２】
【００３４】表２において、ＰZnS はＺｎＳ蒸気の圧力
を示す。次に、図３（ｆ）に示すように、リフトオフ法
により、ＳｉＯ2 膜１５をその上の高抵抗ＺｎＳ層１６
とともに除去する。ＳｉＯ2 膜１５の除去にはフッ化水
素酸水溶液によるエッチングを用いる。
を示す。次に、図３（ｆ）に示すように、リフトオフ法
により、ＳｉＯ2 膜１５をその上の高抵抗ＺｎＳ層１６
とともに除去する。ＳｉＯ2 膜１５の除去にはフッ化水
素酸水溶液によるエッチングを用いる。
【００３５】次に、図３（ｇ）に示すように、ＭＢＥ法
により、表２に示した成長条件で、ｐ−ＧａＮクラッド
層１４上および高抵抗ＺｎＳ層１６上に膜厚５０００Å
のｐ−ＧａＮコンタクト層１７を形成する。
により、表２に示した成長条件で、ｐ−ＧａＮクラッド
層１４上および高抵抗ＺｎＳ層１６上に膜厚５０００Å
のｐ−ＧａＮコンタクト層１７を形成する。
【００３６】その後、図３（ｈ）に示すように、真空蒸
着法により、ｐ−ＧａＮコンタクト層１７の上面に膜厚
１０００ÅのＡｕからなるｐ側電極１８を形成し、ｎ−
ＺｎＳ基板１１の下面に膜厚１０００ÅのＩｎからなる
ｎ側電極１９を形成する。最後に、図３（ｉ）に示すよ
うに、へき開により半導体レーザチップ２０の分離を行
う。その際、共振器面は｛１１０｝へき開面を用いて形
成する。
着法により、ｐ−ＧａＮコンタクト層１７の上面に膜厚
１０００ÅのＡｕからなるｐ側電極１８を形成し、ｎ−
ＺｎＳ基板１１の下面に膜厚１０００ÅのＩｎからなる
ｎ側電極１９を形成する。最後に、図３（ｉ）に示すよ
うに、へき開により半導体レーザチップ２０の分離を行
う。その際、共振器面は｛１１０｝へき開面を用いて形
成する。
【００３７】本実施例の半導体レーザ素子は、ＩｎＧａ
Ｎ活性層１３をｎ−ＧａＮクラッド層１２およびｐ−Ｇ
ａＮクラッド層１４で挟んだダブルヘテロ構造のｐｎ接
合を有し、青色の光を効率良く発生することができる。
Ｎ活性層１３をｎ−ＧａＮクラッド層１２およびｐ−Ｇ
ａＮクラッド層１４で挟んだダブルヘテロ構造のｐｎ接
合を有し、青色の光を効率良く発生することができる。
【００３８】このように、立方晶のｎ−ＺｎＳ基板１１
上に形成されたｎ−ＧａＮクラッド層１２、ＩｎＧａＮ
活性層１３、ｐ−ＧａＮクラッド層１４、ｐ−ＧａＮコ
ンタクト層１７および高抵抗ＺｎＳ層１６が立方晶とな
るので、へき開により半導体レーザ素子の共振器端面を
形成することが可能となる。
上に形成されたｎ−ＧａＮクラッド層１２、ＩｎＧａＮ
活性層１３、ｐ−ＧａＮクラッド層１４、ｐ−ＧａＮコ
ンタクト層１７および高抵抗ＺｎＳ層１６が立方晶とな
るので、へき開により半導体レーザ素子の共振器端面を
形成することが可能となる。
【００３９】なお、第１および第２の実施例では、II−
VI族の化合物半導体からなる基板としてＺｎＳ基板を用
いているが、ＺｎＳ基板の代わりに、ＺｎＳｅもしくは
ＺｅＴｅ、またはこれらの混晶、例えばＺｎＳＳｅから
なる基板を用いてもよい。また、II−VI族の化合物半導
体からなる基板上に形成するエピタキシャル成長層は、
ＧａＮまたはＩｎＧａＮに限らず、ＧａＮ、ＡｌＮ、Ｉ
ｎＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＡｌＮおよびＩｎ
ＡｌＧａＮのうちいずれか１種類または複数種類からな
ってもよい。
VI族の化合物半導体からなる基板としてＺｎＳ基板を用
いているが、ＺｎＳ基板の代わりに、ＺｎＳｅもしくは
ＺｅＴｅ、またはこれらの混晶、例えばＺｎＳＳｅから
なる基板を用いてもよい。また、II−VI族の化合物半導
体からなる基板上に形成するエピタキシャル成長層は、
ＧａＮまたはＩｎＧａＮに限らず、ＧａＮ、ＡｌＮ、Ｉ
ｎＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＡｌＮおよびＩｎ
ＡｌＧａＮのうちいずれか１種類または複数種類からな
ってもよい。
【００４０】また、第１の実施例において、立方晶のＺ
ｎＳ基板の代わりに六方晶のＺｎＳ基板を用いてもよ
い。この場合にも、活性層からの光がＺｎＳ基板で吸収
されず、外部への光の取り出し効率が高くなる。
ｎＳ基板の代わりに六方晶のＺｎＳ基板を用いてもよ
い。この場合にも、活性層からの光がＺｎＳ基板で吸収
されず、外部への光の取り出し効率が高くなる。
【００４１】
【発明の効果】第１の発明によれば、II−VI族の化合物
半導体からなる基板が導電性を有しかつ発光層のバンド
ギャップよりも大きいバンドギャップを有するので、素
子構造の自由度が高く、かつ発光層からの光が基板で吸
収されない。したがって、製造工程が複雑化せず、かつ
外部への光の取り出し効率が高い半導体発光素子が得ら
れる。
半導体からなる基板が導電性を有しかつ発光層のバンド
ギャップよりも大きいバンドギャップを有するので、素
子構造の自由度が高く、かつ発光層からの光が基板で吸
収されない。したがって、製造工程が複雑化せず、かつ
外部への光の取り出し効率が高い半導体発光素子が得ら
れる。
【００４２】第２の発明によれは、II−VI族の化合物半
導体からなる基板が導電性を有しかつ立方晶であるの
で、素子構造の自由度が高く、かつ基板上に形成される
エピタキシャル成長層が立方晶となる。したがって、製
造工程が複雑化せず、かつウエハ上に形成された各素子
をへき開により分離することが可能な半導体発光素子が
得られる。また、へき開により形成される共振器端面を
有する半導体レーザ素子を作製することも可能となる。
導体からなる基板が導電性を有しかつ立方晶であるの
で、素子構造の自由度が高く、かつ基板上に形成される
エピタキシャル成長層が立方晶となる。したがって、製
造工程が複雑化せず、かつウエハ上に形成された各素子
をへき開により分離することが可能な半導体発光素子が
得られる。また、へき開により形成される共振器端面を
有する半導体レーザ素子を作製することも可能となる。
【図１】本発明の第１の実施例によるＧａＮ系発光ダイ
オードの製造方法を示す工程断面図である。
オードの製造方法を示す工程断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例によるＧａＮ系半導体レ
ーザ素子の製造方法を示す工程断面図である。
ーザ素子の製造方法を示す工程断面図である。
【図３】本発明の第２の実施例によるＧａＮ系半導体レ
ーザ素子の製造方法を示す工程断面図である。
ーザ素子の製造方法を示す工程断面図である。
【図４】サファイア基板を用いた従来のＧａＮ系発光ダ
イオードの構造を示す断面図である。
イオードの構造を示す断面図である。
【図５】ＧａＡｓ基板を用いた従来のＧａＮ系発光ダイ
オードの構造を示す断面図である。
オードの構造を示す断面図である。
１，１１ ｎ−ＺｎＳ基板 ２，１２ ｎ−ＧａＮクラッド層 ３，１３ ＩｎＧａＮ活性層 ４，１４ ｐ−ＧａＮクラッド層 ５，１８ ｐ側電極 ６，１９ ｎ側電極 １６ 高抵抗ＺｎＳ層 １７ ｐ−ＧａＮコンタクト層
Claims (3)
- 【請求項１】 II−VI族の化合物半導体からなる導電性
の基板上に、ガリウム、アルミニウムおよびインジウム
の少なくとも１つを含むIII 族の窒化物半導体からなり
かつ発光層を含むエピタキシャル成長層が形成され、前
記基板が前記発光層のバンドギャップよりも大きいバン
ドギャップを有することを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項２】 立方晶のII−VI族の化合物半導体からな
る導電性の基板上に、ガリウム、アルミニウムおよびイ
ンジウムの少なくとも１つを含むIII 族の窒化物半導体
からなるエピタキシャル成長層が形成されたことを特徴
とする半導体発光素子。 - 【請求項３】 前記導電性の基板は、硫黄、セレンおよ
びテルルの少なくとも１つと亜鉛とからなる化合物半導
体に不純物元素が添加されてなることを特徴とする請求
項１または２記載の半導体発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11576095A JPH08316527A (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | 半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11576095A JPH08316527A (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | 半導体発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08316527A true JPH08316527A (ja) | 1996-11-29 |
Family
ID=14670371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11576095A Pending JPH08316527A (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | 半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08316527A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6734091B2 (en) | 2002-06-28 | 2004-05-11 | Kopin Corporation | Electrode for p-type gallium nitride-based semiconductors |
| US6881983B2 (en) | 2002-02-25 | 2005-04-19 | Kopin Corporation | Efficient light emitting diodes and lasers |
| US6911079B2 (en) | 2002-04-19 | 2005-06-28 | Kopin Corporation | Method for reducing the resistivity of p-type II-VI and III-V semiconductors |
| JP2005303285A (ja) * | 2004-03-18 | 2005-10-27 | Showa Denko Kk | Ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子、その製造方法及びｌｅｄランプ |
| CN1307729C (zh) * | 2003-03-14 | 2007-03-28 | 中国科学院半导体研究所 | 氮化镓基发光二极管管芯的制作方法 |
| JP2009272656A (ja) * | 2009-08-20 | 2009-11-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体発光素子及びその製造方法 |
| DE102012111358A1 (de) * | 2012-11-23 | 2014-05-28 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Verfahren zum Vereinzeln eines Verbundes in Halbleiterchips und Halbleiterchip |
-
1995
- 1995-05-15 JP JP11576095A patent/JPH08316527A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE102012111358A1 (de) * | 2012-11-23 | 2014-05-28 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Verfahren zum Vereinzeln eines Verbundes in Halbleiterchips und Halbleiterchip |
| US9728459B2 (en) | 2012-11-23 | 2017-08-08 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Method for singulating an assemblage into semiconductor chips, and semiconductor chip |
| DE112013005634B4 (de) | 2012-11-23 | 2021-10-14 | OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verfahren zum Vereinzeln eines Verbundes in Halbleiterchips und Halbleiterchip |
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