JPH0883928A - 半導体発光素子およびその製法 - Google Patents
半導体発光素子およびその製法Info
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- JPH0883928A JPH0883928A JP21855194A JP21855194A JPH0883928A JP H0883928 A JPH0883928 A JP H0883928A JP 21855194 A JP21855194 A JP 21855194A JP 21855194 A JP21855194 A JP 21855194A JP H0883928 A JPH0883928 A JP H0883928A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 低コストで、かつ、光の取出し効率のよい半
導体発光素子およびその製法を提供する。 【構成】 基板１上に少なくともｎ型層４およびｐ型層
６を有するチッ化ガリウム系化合物半導体層が積層され
る半導体発光素子であって、前記基板が酸化ケイ素基板
からなっている。
導体発光素子およびその製法を提供する。 【構成】 基板１上に少なくともｎ型層４およびｐ型層
６を有するチッ化ガリウム系化合物半導体層が積層され
る半導体発光素子であって、前記基板が酸化ケイ素基板
からなっている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体発光素子およびそ
の製法に関する。さらに詳しくは、青色発光に好適なチ
ッ化ガリウム系化合物半導体を用いた半導体発光素子お
よびその製法に関する。
の製法に関する。さらに詳しくは、青色発光に好適なチ
ッ化ガリウム系化合物半導体を用いた半導体発光素子お
よびその製法に関する。
【０００２】ここにチッ化ガリウム系化合物半導体と
は、III 族元素のＧａとＶ族元素のＮとの化合物または
III 族元素のＧａの一部がＡｌ、Ｉｎなど他のIII 族元
素と置換したものおよび／またはＶ族元素のＮの一部が
Ｐ、Ａｓなど他のＶ族元素と置換した化合物からなる半
導体をいう。
は、III 族元素のＧａとＶ族元素のＮとの化合物または
III 族元素のＧａの一部がＡｌ、Ｉｎなど他のIII 族元
素と置換したものおよび／またはＶ族元素のＮの一部が
Ｐ、Ａｓなど他のＶ族元素と置換した化合物からなる半
導体をいう。
【０００３】また、半導体発光素子とは、ｐｎ接合また
はｐｉｎなどダブルヘテロ接合を有する発光ダイオード
（以下、ＬＥＤという）、スーパルミネッセントダイオ
ード（ＳＬＤ）または半導体レーザダイオード（以下、
ＬＤという）などの光を発生する半導体素子をいう。
はｐｉｎなどダブルヘテロ接合を有する発光ダイオード
（以下、ＬＥＤという）、スーパルミネッセントダイオ
ード（ＳＬＤ）または半導体レーザダイオード（以下、
ＬＤという）などの光を発生する半導体素子をいう。
【０００４】
【従来の技術】従来青色のＬＥＤは赤色や緑色に比べて
輝度が小さく実用化に難点があったが、近年チッ化ガリ
ウム系化合物半導体を用い、Ｍｇをドーパントした低抵
抗のｐ型半導体層がえられたことにより、輝度が向上し
脚光をあびている。
輝度が小さく実用化に難点があったが、近年チッ化ガリ
ウム系化合物半導体を用い、Ｍｇをドーパントした低抵
抗のｐ型半導体層がえられたことにより、輝度が向上し
脚光をあびている。
【０００５】従来のチッ化ガリウム系化合物半導体を用
いたＬＥＤの断面図を図４に示す。
いたＬＥＤの断面図を図４に示す。
【０００６】従来のＬＥＤはサファイア（Ａｌ2 Ｏ3 単
結晶）からなる１００〜３００μｍの基板２１上にｎ型
のＧａＮなどからなる低温バッファ層２２、同じくｎ型
のＧａＮからなる高温バッファ層２３、ｎ型のＡｌx Ｇ
ａ1-x Ｎ（０＜ｘ＜１）などからなるダブルヘテロ接合
形成のためのｎ型クラッド層２４、ノンドープのＧａy
Ｉｎ1-y Ｎ（０＜ｙ＜１）などからなる活性層２５、ｐ
型Ａｌx Ｇａ1-x Ｎなどからなるｐ型クラッド層２６、
ｐ型ＧａＮなどからなるキャップ層２７が有機金属化合
物気相成長法（以下、ＭＯＣＶＤ法という）により順次
積層され、ｎ型クラッド層２４と活性層２５とｐ型クラ
ッド層２６とでダブルヘテロ接合が形成されている。こ
の積層された半導体層の一部がエッチングにより除去さ
れて露出したｎ型クラッド層２４または高温バッファ層
２３および積層された半導体層の表層であるキャップ層
２７にそれぞれｎ側電極２９およびｐ側電極２８が設け
られることによりＬＥＤが形成されている。
結晶）からなる１００〜３００μｍの基板２１上にｎ型
のＧａＮなどからなる低温バッファ層２２、同じくｎ型
のＧａＮからなる高温バッファ層２３、ｎ型のＡｌx Ｇ
ａ1-x Ｎ（０＜ｘ＜１）などからなるダブルヘテロ接合
形成のためのｎ型クラッド層２４、ノンドープのＧａy
Ｉｎ1-y Ｎ（０＜ｙ＜１）などからなる活性層２５、ｐ
型Ａｌx Ｇａ1-x Ｎなどからなるｐ型クラッド層２６、
ｐ型ＧａＮなどからなるキャップ層２７が有機金属化合
物気相成長法（以下、ＭＯＣＶＤ法という）により順次
積層され、ｎ型クラッド層２４と活性層２５とｐ型クラ
ッド層２６とでダブルヘテロ接合が形成されている。こ
の積層された半導体層の一部がエッチングにより除去さ
れて露出したｎ型クラッド層２４または高温バッファ層
２３および積層された半導体層の表層であるキャップ層
２７にそれぞれｎ側電極２９およびｐ側電極２８が設け
られることによりＬＥＤが形成されている。
【０００７】すなわち、従来のチッ化ガリウム系化合物
半導体を用いた半導体発光素子の基板としては、高温に
耐えること、および比較的種々の結晶面に合わせること
ができることなどの理由により、サファイア基板が用い
られている。
半導体を用いた半導体発光素子の基板としては、高温に
耐えること、および比較的種々の結晶面に合わせること
ができることなどの理由により、サファイア基板が用い
られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来のチッ化ガリウム
系化合物半導体を用いた半導体発光素子では、前述のよ
うに基板にサファイアを用いているためにコストが高く
なるという問題がある。
系化合物半導体を用いた半導体発光素子では、前述のよ
うに基板にサファイアを用いているためにコストが高く
なるという問題がある。
【０００９】本発明はこのような問題を解決し、コスト
が安く、かつ、光の取出し効率のよい半導体発光素子お
よびその製法を提供することを目的とする。
が安く、かつ、光の取出し効率のよい半導体発光素子お
よびその製法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体発光素子
は、基板上に少なくともｎ型層およびｐ型層を有するチ
ッ化ガリウム系化合物半導体層が積層され前記基板が酸
化ケイ素基板からなっている。
は、基板上に少なくともｎ型層およびｐ型層を有するチ
ッ化ガリウム系化合物半導体層が積層され前記基板が酸
化ケイ素基板からなっている。
【００１１】また、前記酸化ケイ素基板表面に酸化アル
ミニウム膜が設けられ、該酸化アルミニウム膜上に前記
チッ化ガリウム系化合物半導体層が積層されていること
が格子歪を小さくすることができるため好ましい。
ミニウム膜が設けられ、該酸化アルミニウム膜上に前記
チッ化ガリウム系化合物半導体層が積層されていること
が格子歪を小さくすることができるため好ましい。
【００１２】前記チッ化ガリウム系化合物半導体層を、
ｐ型層およびｎ型層を含む複数の層であり、かつ、発光
層を有する構造にすることができる。
ｐ型層およびｎ型層を含む複数の層であり、かつ、発光
層を有する構造にすることができる。
【００１３】前記チッ化ガリウム系化合物半導体層を、
バッファ層、下部クラッド層、活性層、上部クラッド
層、キャップ層からなる構造にすることにより発光効率
を高くすることができる。
バッファ層、下部クラッド層、活性層、上部クラッド
層、キャップ層からなる構造にすることにより発光効率
を高くすることができる。
【００１４】本発明の半導体発光素子の製法は、（ａ）
酸化ケイ素基板の表面を鏡面仕上げし、（ｂ）該鏡面仕
上げされた酸化ケイ素基板表面にチッ化ガリウム系化合
物半導体を多結晶で成膜してバッファ層とし、（ｃ）前
記多結晶のチッ化ガリウム系化合物半導体を昇温して単
結晶化し、（ｄ）該単結晶化したバッファ層上に少なく
ともｎ型層およびｐ型層を有するチッ化ガリウム系化合
物半導体層を積層するものである。
酸化ケイ素基板の表面を鏡面仕上げし、（ｂ）該鏡面仕
上げされた酸化ケイ素基板表面にチッ化ガリウム系化合
物半導体を多結晶で成膜してバッファ層とし、（ｃ）前
記多結晶のチッ化ガリウム系化合物半導体を昇温して単
結晶化し、（ｄ）該単結晶化したバッファ層上に少なく
ともｎ型層およびｐ型層を有するチッ化ガリウム系化合
物半導体層を積層するものである。
【００１５】前記（ａ）工程のあとに酸化アルミニウム
膜を成膜する工程を含むことが、格子整合をとるうえで
好ましい。
膜を成膜する工程を含むことが、格子整合をとるうえで
好ましい。
【００１６】
【作用】本発明の半導体発光素子によれば、基板が酸化
ケイ素により形成されているため、基板材料を入手し易
く、しかも加工が容易であるため鏡面仕上を行い易い。
その結果、チッ化ガリウム系化合物半導体層を鏡面仕上
面に成膜させることができ、チッ化ガリウム系化合物半
導体の単結晶層を成長させることができる。
ケイ素により形成されているため、基板材料を入手し易
く、しかも加工が容易であるため鏡面仕上を行い易い。
その結果、チッ化ガリウム系化合物半導体層を鏡面仕上
面に成膜させることができ、チッ化ガリウム系化合物半
導体の単結晶層を成長させることができる。
【００１７】なお、酸化ケイ素基板の表面に酸化アルミ
ニウム膜を設けることにより、チッ化ガリウム系化合物
半導体との格子整合をとり易く、膨張係数の差に基づく
ヒートサイクルによる結晶欠陥に対しては基板の大部分
を占める酸化ケイ素により抑制作用が働き、一層信頼性
が向上する。
ニウム膜を設けることにより、チッ化ガリウム系化合物
半導体との格子整合をとり易く、膨張係数の差に基づく
ヒートサイクルによる結晶欠陥に対しては基板の大部分
を占める酸化ケイ素により抑制作用が働き、一層信頼性
が向上する。
【００１８】さらに、酸化ケイ素基板は透明で、発光層
の光が透過しやすく、裏面側から光を取り出したり、裏
面側の光を表面側に反射させることにより、光の利用効
率が高くなる。
の光が透過しやすく、裏面側から光を取り出したり、裏
面側の光を表面側に反射させることにより、光の利用効
率が高くなる。
【００１９】
【実施例】つぎに添付図面を参照しながら本発明の半導
体発光素子を説明する。
体発光素子を説明する。
【００２０】図１は本発明の半導体発光素子の一実施例
の製造工程を示す断面説明図、図２は本発明の半導体発
光素子の他の実施例の断面説明図である。
の製造工程を示す断面説明図、図２は本発明の半導体発
光素子の他の実施例の断面説明図である。
【００２１】まず、図１（ａ）に示されるように、石英
板など板状の酸化ケイ素板の一方の面を機械研磨などの
方法により鏡面仕上して基板１として用いる。基板１は
１００〜３００μｍ程度の厚さに形成される。つぎに、
たとえばキャリアガスのＨ2とともに反応ガスとしてト
リメチルガリウム（以下、ＴＭＧという）、ＮＨ3 およ
びドーパントガスとしてＳｉＨ4 またはＧｅＨ4 などを
反応管内に導入して基板１上に、ＭＯＣＶＤ法によりｎ
型ＧａＮを４００〜７００℃で０．０１〜０．２μｍ程
度成膜する。
板など板状の酸化ケイ素板の一方の面を機械研磨などの
方法により鏡面仕上して基板１として用いる。基板１は
１００〜３００μｍ程度の厚さに形成される。つぎに、
たとえばキャリアガスのＨ2とともに反応ガスとしてト
リメチルガリウム（以下、ＴＭＧという）、ＮＨ3 およ
びドーパントガスとしてＳｉＨ4 またはＧｅＨ4 などを
反応管内に導入して基板１上に、ＭＯＣＶＤ法によりｎ
型ＧａＮを４００〜７００℃で０．０１〜０．２μｍ程
度成膜する。
【００２２】成膜温度が４００〜７００℃程度の低温で
あるとＧａＮは多結晶状態で、酸化ケイ素からなる基板
１の表面にも均一な厚さで成膜し、低温バッファ層２と
なる。この多結晶のＧａＮは９００〜１２００℃に昇温
して数十分程度経過すると基板１の鏡面上で単結晶化す
る。
あるとＧａＮは多結晶状態で、酸化ケイ素からなる基板
１の表面にも均一な厚さで成膜し、低温バッファ層２と
なる。この多結晶のＧａＮは９００〜１２００℃に昇温
して数十分程度経過すると基板１の鏡面上で単結晶化す
る。
【００２３】そののち、９００〜１２００℃の高温で前
述と同じガスを導入して反応させると低温バッファ層２
上にＧａＮの単結晶がエピタキシャル成長する。このエ
ピタキシャル成長を２〜５μｍ程度成長させることによ
りＧａＮの単結晶層からなる高温バッファ層３が形成さ
れる。
述と同じガスを導入して反応させると低温バッファ層２
上にＧａＮの単結晶がエピタキシャル成長する。このエ
ピタキシャル成長を２〜５μｍ程度成長させることによ
りＧａＮの単結晶層からなる高温バッファ層３が形成さ
れる。
【００２４】そののち前述のガスにさらにトリメチルア
ルミニウム（以下、ＴＭＡという）の反応ガスを導入し
てｎ型のＡｌx Ｇａ1-x Ｎ（０＜ｘ＜１）からなるｎ型
クラッド層４を０．１〜０．３μｍ、ＴＭＡに代えてト
リメチルチインジウム（以下、ＴＭＩという）を導入
し、ドーパントガスを止めてノンドープのＧａy Ｉｎ
1-y Ｎ（０＜ｙ≦１）からなる活性層５を０．０５〜
０．１μｍ、さらにＴＭＩに代えてＴＭＡを導入し、ド
ーパントガスとしてビスシクロペンタジエニルマグネシ
ウム（以下、Ｃｐ2 Ｍｇという）またはジメチル亜鉛
（ＤＭＺｎ）を導入し、ｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ｎからなる
ｐ型クラッド層６を０．１〜０．３μｍ程度、さらにＴ
ＭＡを止めてｐ型ＧａＮからなるキャップ層７を０．３
〜２μｍ程度成長させチッ化ガリウム系化合物半導体を
積層する。
ルミニウム（以下、ＴＭＡという）の反応ガスを導入し
てｎ型のＡｌx Ｇａ1-x Ｎ（０＜ｘ＜１）からなるｎ型
クラッド層４を０．１〜０．３μｍ、ＴＭＡに代えてト
リメチルチインジウム（以下、ＴＭＩという）を導入
し、ドーパントガスを止めてノンドープのＧａy Ｉｎ
1-y Ｎ（０＜ｙ≦１）からなる活性層５を０．０５〜
０．１μｍ、さらにＴＭＩに代えてＴＭＡを導入し、ド
ーパントガスとしてビスシクロペンタジエニルマグネシ
ウム（以下、Ｃｐ2 Ｍｇという）またはジメチル亜鉛
（ＤＭＺｎ）を導入し、ｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ｎからなる
ｐ型クラッド層６を０．１〜０．３μｍ程度、さらにＴ
ＭＡを止めてｐ型ＧａＮからなるキャップ層７を０．３
〜２μｍ程度成長させチッ化ガリウム系化合物半導体を
積層する。
【００２５】そののち図１（ｂ）に示されるように、Ｓ
ｉＯ2 やＳｉ3 Ｎ4 などの保護膜１０を半導体層の成長
層表面全面に設け、４００〜８００℃、２０〜６０分間
程度のアニールを行い、ｐ型クラッド層６およびキャッ
プ層７の活性化を図る。保護膜１０を設けるのはアニー
ル中の高温によりチッ化ガリウム系化合物半導体のＮや
Ｇａが外部に放散しないようにするためである。
ｉＯ2 やＳｉ3 Ｎ4 などの保護膜１０を半導体層の成長
層表面全面に設け、４００〜８００℃、２０〜６０分間
程度のアニールを行い、ｐ型クラッド層６およびキャッ
プ層７の活性化を図る。保護膜１０を設けるのはアニー
ル中の高温によりチッ化ガリウム系化合物半導体のＮや
Ｇａが外部に放散しないようにするためである。
【００２６】つぎに、図１（ｃ）に示されるように、フ
ッ酸液などにより保護膜１０を除去しレジスト膜１１を
半導体層の表面全体に設けてパターニングし、パターニ
ングにより開口して露出したチッ化ガリウム系化合物半
導体層を塩素プラズマなどによるドライエッチングによ
りエッチングし、ｎ型層であるたとえば高温バッファ層
３を露出させる。
ッ酸液などにより保護膜１０を除去しレジスト膜１１を
半導体層の表面全体に設けてパターニングし、パターニ
ングにより開口して露出したチッ化ガリウム系化合物半
導体層を塩素プラズマなどによるドライエッチングによ
りエッチングし、ｎ型層であるたとえば高温バッファ層
３を露出させる。
【００２７】そののち、残存したレジスト膜１１をプラ
ズマアッシング法などにより除去し、たとえば蒸着、ス
パッタリングなどによりＡｕ、Ａｌなどの金属膜を成膜
し、ｐ型層、ｎ型層に電気的に接続されるｐ側電極８、
ｎ側電極９を形成する。そののち基板１をダイシングす
ることにより、ＬＥＤチップがえられる。
ズマアッシング法などにより除去し、たとえば蒸着、ス
パッタリングなどによりＡｕ、Ａｌなどの金属膜を成膜
し、ｐ型層、ｎ型層に電気的に接続されるｐ側電極８、
ｎ側電極９を形成する。そののち基板１をダイシングす
ることにより、ＬＥＤチップがえられる。
【００２８】本発明によれば、酸化ケイ素基板の表面を
鏡面に仕上げ、チッ化ガリウム系化合物半導体からなる
バッファ層をまず４００〜７００℃の低温で多結晶状態
で成膜し、そののち９００〜１２００℃の高温にしてい
るため、酸化ケイ素基板の鏡面上にチッ化ガリウム系化
合物半導体の単結晶層をエピタキシャル成長させること
ができ、前記実施例のようなダブルヘテロ接合のＬＥＤ
やその他のホモ接合やヘテロ接合のｐｎ接合ＬＥＤ、ま
たはＳＬＤやＬＤなども安価な酸化ケイ素基板上に形成
することができる。その結果、サファイアに比べて大幅
に安価となり、青色半導体発光素子を安価にうることが
できる。
鏡面に仕上げ、チッ化ガリウム系化合物半導体からなる
バッファ層をまず４００〜７００℃の低温で多結晶状態
で成膜し、そののち９００〜１２００℃の高温にしてい
るため、酸化ケイ素基板の鏡面上にチッ化ガリウム系化
合物半導体の単結晶層をエピタキシャル成長させること
ができ、前記実施例のようなダブルヘテロ接合のＬＥＤ
やその他のホモ接合やヘテロ接合のｐｎ接合ＬＥＤ、ま
たはＳＬＤやＬＤなども安価な酸化ケイ素基板上に形成
することができる。その結果、サファイアに比べて大幅
に安価となり、青色半導体発光素子を安価にうることが
できる。
【００２９】前記実施例ではクラッド層４、６としてＡ
ｌx Ｇａ1-x Ｎ（０＜ｘ＜１）を用い、活性層としてＧ
ａy Ｉｎ1-y Ｎ（０＜ｙ≦１）を、他の層にＧａＮを用
いたが、これらに限定されず、一般にＡｌp Ｇａq Ｉｎ
1-p-q Ｎ（０≦ｐ＜１、０＜ｑ≦１、０＜ｐ＋ｑ≦１）
からなり、活性層のバンドギャップエネルギーがクラッ
ド層のバンドギャップエネルギーより小さくなるように
ｐ、ｑを選定すればよい。また前記Ａｌp Ｇａq Ｉｎ
1-p-q ＮのＮの一部または全部をＡｓおよび／またはＰ
などで置換した材料でも同様に本発明を適用できる。ま
たＳＬＤやＬＤにおいても同様である。
ｌx Ｇａ1-x Ｎ（０＜ｘ＜１）を用い、活性層としてＧ
ａy Ｉｎ1-y Ｎ（０＜ｙ≦１）を、他の層にＧａＮを用
いたが、これらに限定されず、一般にＡｌp Ｇａq Ｉｎ
1-p-q Ｎ（０≦ｐ＜１、０＜ｑ≦１、０＜ｐ＋ｑ≦１）
からなり、活性層のバンドギャップエネルギーがクラッ
ド層のバンドギャップエネルギーより小さくなるように
ｐ、ｑを選定すればよい。また前記Ａｌp Ｇａq Ｉｎ
1-p-q ＮのＮの一部または全部をＡｓおよび／またはＰ
などで置換した材料でも同様に本発明を適用できる。ま
たＳＬＤやＬＤにおいても同様である。
【００３０】図２はｐｎ接合のＬＥＤの実施例で、チッ
化ガリウム系化合物半導体の積層は前記実施例と同様に
行うことにより積層することができる。
化ガリウム系化合物半導体の積層は前記実施例と同様に
行うことにより積層することができる。
【００３１】図２において、酸化ケイ素基板１上に、た
とえばｎ型のＧａＮなどからなる低温バッファ層２が４
００〜７００℃の低温で、０．０１〜０．２μｍ程度に
形成され、その上に９００〜１２００℃の高温でＳｉな
どをドーピングしたｎ型のＡｌu Ｇａ1-u Ｎ（０＜ｕ＜
１）などからなるｎ型層１３が、さらにその上にＭｇな
どをドーピングしたｐ型のＩｎv Ｇａ1-v Ｎ（０＜ｖ＜
１）などからなるｐ型層１４が形成されてヘテロｐｎ接
合が形成されている。ｐ型層１４上には、Ａｕ、Ａｌな
どからなるｐ側電極１５が設けられ、ｐ型層１４の一部
がエッチング除去されて露出したｎ型層１３にｎ側電極
１６が設けられてヘテロｐｎ接合のＬＥＤが形成されて
いる。
とえばｎ型のＧａＮなどからなる低温バッファ層２が４
００〜７００℃の低温で、０．０１〜０．２μｍ程度に
形成され、その上に９００〜１２００℃の高温でＳｉな
どをドーピングしたｎ型のＡｌu Ｇａ1-u Ｎ（０＜ｕ＜
１）などからなるｎ型層１３が、さらにその上にＭｇな
どをドーピングしたｐ型のＩｎv Ｇａ1-v Ｎ（０＜ｖ＜
１）などからなるｐ型層１４が形成されてヘテロｐｎ接
合が形成されている。ｐ型層１４上には、Ａｕ、Ａｌな
どからなるｐ側電極１５が設けられ、ｐ型層１４の一部
がエッチング除去されて露出したｎ型層１３にｎ側電極
１６が設けられてヘテロｐｎ接合のＬＥＤが形成されて
いる。
【００３２】前述の各実施例では酸化ケイ素基板の鏡面
上に直接チッ化ガリウム系化合物半導体層を形成した
が、基板１の酸化ケイ素とその上に積層されるチッ化ガ
リウム系化合物半導体層とでは格子不整が数％程度あ
り、バッファ層２に格子不整に伴なう結晶欠陥や転位が
生じ易い。
上に直接チッ化ガリウム系化合物半導体層を形成した
が、基板１の酸化ケイ素とその上に積層されるチッ化ガ
リウム系化合物半導体層とでは格子不整が数％程度あ
り、バッファ層２に格子不整に伴なう結晶欠陥や転位が
生じ易い。
【００３３】図３に示される実施例はこのような欠陥を
抑制するためになされたもので、酸化ケイ素からなる基
板１の鏡面上にチッ化ガリウム系化合物半導体層との格
子不整のより小さいＡｌ2 Ｏ3 層１７がスパッタリング
などの方法で０．０２μｍ程度設けられたものである。
このような構造にすることにより、基板界面との格子整
合はＡｌ2 Ｏ3 層で改善され、熱膨張率差に影響の大き
い基板の大部分は酸化ケイ素で形成され、結晶欠陥や転
位が生じにくい構造になる。
抑制するためになされたもので、酸化ケイ素からなる基
板１の鏡面上にチッ化ガリウム系化合物半導体層との格
子不整のより小さいＡｌ2 Ｏ3 層１７がスパッタリング
などの方法で０．０２μｍ程度設けられたものである。
このような構造にすることにより、基板界面との格子整
合はＡｌ2 Ｏ3 層で改善され、熱膨張率差に影響の大き
い基板の大部分は酸化ケイ素で形成され、結晶欠陥や転
位が生じにくい構造になる。
【００３４】
【発明の効果】本発明の半導体発光素子によれば、基板
として酸化ケイ素を用いているため、サファイアに比べ
て安価なチッ化ガリウム系化合物の半導体発光素子をう
ることができる。
として酸化ケイ素を用いているため、サファイアに比べ
て安価なチッ化ガリウム系化合物の半導体発光素子をう
ることができる。
【００３５】さらに酸化ケイ素はサファイアよりヒート
サイクルに対しても結晶欠陥や転位が生じにくく、信頼
性の高い半導体発光素子がえられる。
サイクルに対しても結晶欠陥や転位が生じにくく、信頼
性の高い半導体発光素子がえられる。
【図１】本発明の半導体発光素子の一実施例の製造工程
を示す断面説明図である。
を示す断面説明図である。
【図２】本発明の半導体発光素子の他の実施例の断面説
明図である。
明図である。
【図３】本発明の半導体発光素子のさらに他の例の断面
説明図である。
説明図である。
【図４】従来の半導体発光素子を示す断面説明図であ
る。
る。
１ 基板 ２ 低温バッファ層 ４ ｎ型クラッド層 ５ 活性層 ６ ｐ型クラッド層 １３ ｎ型層 １４ ｐ型層 １７ Ａｌ2 Ｏ3 層
Claims (6)
- 【請求項１】 酸化ケイ素基板からなる基板上に少なく
ともｎ型層およびｐ型層を有するチッ化ガリウム系化合
物半導体層が積層されてなる半導体発光素子。 - 【請求項２】 前記酸化ケイ素基板表面に酸化アルミニ
ウム膜が設けられ、該酸化アルミニウム膜上に前記チッ
化ガリウム系化合物半導体層が積層されてなる請求項１
記載の半導体発光素子。 - 【請求項３】 前記チッ化ガリウム系化合物半導体層
が、ｐ型層およびｎ型層を含む複数の層であり、かつ、
発光層を有する請求項１または２記載の半導体発光素
子。 - 【請求項４】 前記チッ化ガリウム系化合物半導体層
が、バッファ層、下部クラッド層、活性層、上部クラッ
ド層、キャップ層からなる請求項１、２または３記載の
半導体発光素子。 - 【請求項５】 （ａ）酸化ケイ素基板の表面を鏡面仕上
げし、（ｂ）該鏡面仕上げされた酸化ケイ素基板表面に
チッ化ガリウム系化合物半導体を多結晶で成膜してバッ
ファ層とし、（ｃ）前記多結晶のチッ化ガリウム系化合
物半導体を昇温して単結晶化し、（ｄ）該単結晶化した
バッファ層上に少なくともｎ型層およびｐ型層を有する
チッ化ガリウム系化合物半導体層を積層する半導体発光
素子の製法。 - 【請求項６】 前記（ａ）工程のあとに酸化アルミニウ
ム膜を成膜する工程を含む請求項５記載の半導体発光素
子の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21855194A JPH0883928A (ja) | 1994-09-13 | 1994-09-13 | 半導体発光素子およびその製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21855194A JPH0883928A (ja) | 1994-09-13 | 1994-09-13 | 半導体発光素子およびその製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0883928A true JPH0883928A (ja) | 1996-03-26 |
Family
ID=16721715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21855194A Pending JPH0883928A (ja) | 1994-09-13 | 1994-09-13 | 半導体発光素子およびその製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0883928A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6033490A (en) * | 1997-09-02 | 2000-03-07 | Nec Corporation | Growth of GaN layers on quartz substrates |
| US6323053B1 (en) | 1997-06-16 | 2001-11-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Growth of GaN on Si substrate using GaSe buffer layer |
| US6326645B1 (en) | 1998-09-04 | 2001-12-04 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Semiconductor photonic device |
| KR100450785B1 (ko) * | 1997-12-23 | 2004-11-16 | 삼성전기주식회사 | 질화갈륨후막제조방법 |
| JP2011055009A (ja) * | 2010-12-13 | 2011-03-17 | Meijo Univ | 半導体レーザ |
-
1994
- 1994-09-13 JP JP21855194A patent/JPH0883928A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6323053B1 (en) | 1997-06-16 | 2001-11-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Growth of GaN on Si substrate using GaSe buffer layer |
| US6033490A (en) * | 1997-09-02 | 2000-03-07 | Nec Corporation | Growth of GaN layers on quartz substrates |
| KR100450785B1 (ko) * | 1997-12-23 | 2004-11-16 | 삼성전기주식회사 | 질화갈륨후막제조방법 |
| US6326645B1 (en) | 1998-09-04 | 2001-12-04 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Semiconductor photonic device |
| JP2011055009A (ja) * | 2010-12-13 | 2011-03-17 | Meijo Univ | 半導体レーザ |
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