JPH0945960A - 半導体発光素子及びその製造方法 - Google Patents
半導体発光素子及びその製造方法Info
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- JPH0945960A JPH0945960A JP19207595A JP19207595A JPH0945960A JP H0945960 A JPH0945960 A JP H0945960A JP 19207595 A JP19207595 A JP 19207595A JP 19207595 A JP19207595 A JP 19207595A JP H0945960 A JPH0945960 A JP H0945960A
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 窒化ガリウム系化合物半導体の結晶性及び表
面平滑性を改善し、信頼度の高い高輝度短波長半導体発
光素子を歩留り良く安価に供給する。 【解決手段】 サファイア基板あるいはSi基板1上に
形成されたInxGayAl1-x-yN(但し0≦x≦1,
0≦x+y≦1)層3を少なくとも1層含む半導体発光
素子であって、基板1の表面にInxGayAl1-x-yN
層3と格子整合が可能なZnOバッファ層2を成長させ
る。
面平滑性を改善し、信頼度の高い高輝度短波長半導体発
光素子を歩留り良く安価に供給する。 【解決手段】 サファイア基板あるいはSi基板1上に
形成されたInxGayAl1-x-yN(但し0≦x≦1,
0≦x+y≦1)層3を少なくとも1層含む半導体発光
素子であって、基板1の表面にInxGayAl1-x-yN
層3と格子整合が可能なZnOバッファ層2を成長させ
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光計測器の光源、
光情報記録用光源もしくは光情報処理用光源である半導
体発光素子およびその製造方法に関するものである。
光情報記録用光源もしくは光情報処理用光源である半導
体発光素子およびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】青色ならびに緑青色半導体発光素子に用
いる材料として、一般式がInxGayAl1-x-yN(但
し0≦x≦1,0≦x+y≦,以下単にInGaAlN
という)で表されるIII族窒化物半導体が注目されて
いるが、III族窒化物半導体InN,GaN,Al
N,InGaAlNでは大型のバルク単結晶が成長でき
ないため、従来サファイア(α−Al2O3)を基板とし
て用いたエピタキシャル成長が一般に行われてきた。
いる材料として、一般式がInxGayAl1-x-yN(但
し0≦x≦1,0≦x+y≦,以下単にInGaAlN
という)で表されるIII族窒化物半導体が注目されて
いるが、III族窒化物半導体InN,GaN,Al
N,InGaAlNでは大型のバルク単結晶が成長でき
ないため、従来サファイア(α−Al2O3)を基板とし
て用いたエピタキシャル成長が一般に行われてきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらサファイ
アとInGaAlNの間の11〜23%という大きな格
子不整合と両者の化学的性質の違いにより生じる界面エ
ネルギのために、サファイア基板上に直接成長したIn
GaAlNは顕著な三次元成長を起こし、表面形態の平
坦化及び結晶性の向上が難しく、電気的特性及び光学的
特性の向上の妨げとなっている。この結果サファイア基
板上に作製したInGaAlN発光素子は十分な発光効
率や素子寿命を得ることができず、光計測器の光源,光
情報記録用光源もしくは光情報処理用光源として用いる
には必ずしも十分でないという問題があった。
アとInGaAlNの間の11〜23%という大きな格
子不整合と両者の化学的性質の違いにより生じる界面エ
ネルギのために、サファイア基板上に直接成長したIn
GaAlNは顕著な三次元成長を起こし、表面形態の平
坦化及び結晶性の向上が難しく、電気的特性及び光学的
特性の向上の妨げとなっている。この結果サファイア基
板上に作製したInGaAlN発光素子は十分な発光効
率や素子寿命を得ることができず、光計測器の光源,光
情報記録用光源もしくは光情報処理用光源として用いる
には必ずしも十分でないという問題があった。
【0004】これに対してサファイア基板上にAlNの
バッファ層を成長させる方法(特開平2−22947
6)やGaxAl1-xN(但し0<x≦1)で示されるバ
ッファ層を低温で成長させる方法(特開平4−2970
23)が提案されている。
バッファ層を成長させる方法(特開平2−22947
6)やGaxAl1-xN(但し0<x≦1)で示されるバ
ッファ層を低温で成長させる方法(特開平4−2970
23)が提案されている。
【0005】しかしながら、これらのバッファ層はサフ
ァイア基板と完全には格子整合しないため、基板・バッ
ファ層界面の格子不整合に起因する不整合転位を十分に
少なくすることができず、さらなる結晶性の改善とIn
GaAlN発光素子の発光効率及び素子寿命の向上は困
難であった。
ァイア基板と完全には格子整合しないため、基板・バッ
ファ層界面の格子不整合に起因する不整合転位を十分に
少なくすることができず、さらなる結晶性の改善とIn
GaAlN発光素子の発光効率及び素子寿命の向上は困
難であった。
【0006】一方InGaAlNの混晶比を選ぶことに
よって格子整合系でのエピタキシャル成長が可能なZn
O,MnO,MgAl2O4,MgO,CaO等の酸化物
単結晶基板を用いる方法(特開平4−209577,特
開平4−236478)や、ZnO単結晶基板上にホモ
エピタキシャル成長したZnOバッファ層を導入する方
法(特開平5−283744)も提案されている。
よって格子整合系でのエピタキシャル成長が可能なZn
O,MnO,MgAl2O4,MgO,CaO等の酸化物
単結晶基板を用いる方法(特開平4−209577,特
開平4−236478)や、ZnO単結晶基板上にホモ
エピタキシャル成長したZnOバッファ層を導入する方
法(特開平5−283744)も提案されている。
【0007】しかしながら、ZnO,MnO,MgAl
2O4,MgO,CaO等は大型のバルク単結晶の成長が
困難であり、InGaAlN発光素子を安価に大量生産
するための基板として用いるには不適当である。また、
これらの酸化物基板は酸やアルカリに対する溶解度が高
く、信頼度の高い半導体発光素子を安価に大量生産する
ための基板として使用するには化学的安定性の点でも問
題がある。
2O4,MgO,CaO等は大型のバルク単結晶の成長が
困難であり、InGaAlN発光素子を安価に大量生産
するための基板として用いるには不適当である。また、
これらの酸化物基板は酸やアルカリに対する溶解度が高
く、信頼度の高い半導体発光素子を安価に大量生産する
ための基板として使用するには化学的安定性の点でも問
題がある。
【0008】本発明の目的は上記のような問題点を排除
するためになされたものであり、安価に比較的大型のバ
ルク結晶を得ることが可能なサファイア基板あるいはシ
リコン(Si)基板上に成長させるInGaAlNの結
晶性を向上し、発光効率ならびに素子寿命の良好な半導
体発光素子及びその製造方法を提供することにある。
するためになされたものであり、安価に比較的大型のバ
ルク結晶を得ることが可能なサファイア基板あるいはシ
リコン(Si)基板上に成長させるInGaAlNの結
晶性を向上し、発光効率ならびに素子寿命の良好な半導
体発光素子及びその製造方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明はサファイア基板あるいはシリコン(Si)
基板上に形成されたInxGayAl1-x-yN(但し0≦
x≦1,0≦x+y≦1)層を少なくとも1層含む半導
体発光素子であって、前記サファイア基板あるいはSi
基板に接して形成されたバッファ層がZnOからなるこ
とを特徴とする半導体発光素子を発明の要旨とするもの
である。ここでのZnOバッファ層はサファイア基板あ
るいはSi基板上にエピタキシャル成長した単結晶薄膜
であることが望ましいが、結晶表面をエッチングした際
に1×108/cm2以下の欠陥に起因するピットが見出
せる程度の多結晶の混じった単結晶薄膜でも良い。
め、本発明はサファイア基板あるいはシリコン(Si)
基板上に形成されたInxGayAl1-x-yN(但し0≦
x≦1,0≦x+y≦1)層を少なくとも1層含む半導
体発光素子であって、前記サファイア基板あるいはSi
基板に接して形成されたバッファ層がZnOからなるこ
とを特徴とする半導体発光素子を発明の要旨とするもの
である。ここでのZnOバッファ層はサファイア基板あ
るいはSi基板上にエピタキシャル成長した単結晶薄膜
であることが望ましいが、結晶表面をエッチングした際
に1×108/cm2以下の欠陥に起因するピットが見出
せる程度の多結晶の混じった単結晶薄膜でも良い。
【0010】ここでZnOをバッファ層として導入する
ことによりInGaAlNのエピタキシャル成長膜の結
晶性を向上することができる理由をより詳細に説明して
おく。InGaAlN及びInGaAlNの結晶成長基
板として良く用いられるサファイア(α−Al2O3)は
ともに六方晶系の結晶構造を有するが、InGaAlN
の結晶構造はウルツ型,サファイアはコランダム型であ
り、両者は等価ではない。
ことによりInGaAlNのエピタキシャル成長膜の結
晶性を向上することができる理由をより詳細に説明して
おく。InGaAlN及びInGaAlNの結晶成長基
板として良く用いられるサファイア(α−Al2O3)は
ともに六方晶系の結晶構造を有するが、InGaAlN
の結晶構造はウルツ型,サファイアはコランダム型であ
り、両者は等価ではない。
【0011】またGaN,AlN,InNに関して、横
軸に格子定数,縦軸にバンドギャップ(禁制帯幅)をと
ってプロットすると図1に示したようになり、ここで混
晶系におけるベガード則を仮定すると、3つの2元系半
導体GaN,AlN,InNを適当な比率で混合するこ
とにより、同図中実線で囲まれた三角形内の領域におい
ての格子定数とバンドギャップを実現することができ
る。
軸に格子定数,縦軸にバンドギャップ(禁制帯幅)をと
ってプロットすると図1に示したようになり、ここで混
晶系におけるベガード則を仮定すると、3つの2元系半
導体GaN,AlN,InNを適当な比率で混合するこ
とにより、同図中実線で囲まれた三角形内の領域におい
ての格子定数とバンドギャップを実現することができ
る。
【0012】一方、図中点線で示した直線L1はサファ
イアの格子定数2.75Åのラインであるが、InGa
AlNとの格子不整合は11〜23%にも及ぶ。このよ
うにサファイア基板に接して良好なInGaAlNエピ
タキシャル成長層を形成することは両者の結晶構造及び
格子定数の大きな違いのために極めて難しいものとなっ
ている。また六方晶系ダイヤモンド構造を有するSiの
(111)面をInGaAlNの結晶成長基板として使
用する場合、Si(111)上での2次元格子の格子間
距離は3.84ÅとInGaAlNとの格子不整合は9
〜25%と大きく、両者の結晶構造の大きな違いもあっ
て、Si基板上に接して良好なInGaAlNエピタキ
シャル成長層を形成することは極めて困難である。
イアの格子定数2.75Åのラインであるが、InGa
AlNとの格子不整合は11〜23%にも及ぶ。このよ
うにサファイア基板に接して良好なInGaAlNエピ
タキシャル成長層を形成することは両者の結晶構造及び
格子定数の大きな違いのために極めて難しいものとなっ
ている。また六方晶系ダイヤモンド構造を有するSiの
(111)面をInGaAlNの結晶成長基板として使
用する場合、Si(111)上での2次元格子の格子間
距離は3.84ÅとInGaAlNとの格子不整合は9
〜25%と大きく、両者の結晶構造の大きな違いもあっ
て、Si基板上に接して良好なInGaAlNエピタキ
シャル成長層を形成することは極めて困難である。
【0013】一方本発明においてバッファ層として導入
したZnOの結晶構造はInGaAlNと同じウルツ型
で、しかもその格子定数は3.25Åと図1中は線L2
に示すように適当な混晶比のInGaAlNと格子整合
が可能である。このためZnO上に結晶性の良好なIn
GaAlNエピタキシャル膜を作製することは比較的容
易なものとなる。
したZnOの結晶構造はInGaAlNと同じウルツ型
で、しかもその格子定数は3.25Åと図1中は線L2
に示すように適当な混晶比のInGaAlNと格子整合
が可能である。このためZnO上に結晶性の良好なIn
GaAlNエピタキシャル膜を作製することは比較的容
易なものとなる。
【0014】またZnOは300〜700℃という比較
的低温でもサファイア基板あるいはSi基板上に極めて
結晶性に優れたエピタキシャル単結晶薄膜を、さらにS
i基板上に形成したSi酸化膜やガラス基板等の非晶質
上にも結晶性に優れたc軸配向多結晶薄膜を成長するこ
とが可能であるという特徴を有している。
的低温でもサファイア基板あるいはSi基板上に極めて
結晶性に優れたエピタキシャル単結晶薄膜を、さらにS
i基板上に形成したSi酸化膜やガラス基板等の非晶質
上にも結晶性に優れたc軸配向多結晶薄膜を成長するこ
とが可能であるという特徴を有している。
【0015】本発明においてバッファ層として導入した
ZnOは、従来サファイア基板上にInGaAlNを成
長させる際のバッファ層として用いられているAlNや
GaAlNと比較すると、サファイア基板あるいはSi
基板上にエピタキシャル成長することの容易さ、ならび
に、サファイア基板あるいはSi基板上に得られるエピ
タキシャル成長膜の結晶性の良さの点で大きく異なって
いる。
ZnOは、従来サファイア基板上にInGaAlNを成
長させる際のバッファ層として用いられているAlNや
GaAlNと比較すると、サファイア基板あるいはSi
基板上にエピタキシャル成長することの容易さ、ならび
に、サファイア基板あるいはSi基板上に得られるエピ
タキシャル成長膜の結晶性の良さの点で大きく異なって
いる。
【0016】このことは種々の基板上に成長したZnO
薄膜がその優れた結晶性,電気的特性,表面平滑性から
低損失の表面弾性波フィルタとして実用化されており、
またその優れた光学的性質から、低損失の光導波路を形
成し、音響光学効果,電気光学効果や非線形光学効果等
を利用した機能素子としての実用化の研究が行われてい
るといった事からも明らかである。
薄膜がその優れた結晶性,電気的特性,表面平滑性から
低損失の表面弾性波フィルタとして実用化されており、
またその優れた光学的性質から、低損失の光導波路を形
成し、音響光学効果,電気光学効果や非線形光学効果等
を利用した機能素子としての実用化の研究が行われてい
るといった事からも明らかである。
【0017】このように種々の基板上に作製したZnO
単結晶薄膜、あるいはc軸配向膜はバルク単結晶に匹敵
する優れ多結晶性を有し、かつ表面平滑性に優れた薄膜
が比較的安価で大型の基板上に形成することが可能であ
るため、InGaAlNとの格子不整合が小さいものの
大型のバルク単結晶を得ることが困難なZnO,Mn
O,MgAl2O4,MgO,CaO等の単結晶基板を用
いずとも、結晶性に優れた格子整合系でのInGaAl
Nエピタキシャル成長が可能となる。
単結晶薄膜、あるいはc軸配向膜はバルク単結晶に匹敵
する優れ多結晶性を有し、かつ表面平滑性に優れた薄膜
が比較的安価で大型の基板上に形成することが可能であ
るため、InGaAlNとの格子不整合が小さいものの
大型のバルク単結晶を得ることが困難なZnO,Mn
O,MgAl2O4,MgO,CaO等の単結晶基板を用
いずとも、結晶性に優れた格子整合系でのInGaAl
Nエピタキシャル成長が可能となる。
【0018】本発明においては、化学的に安定かつ、大
型で高品質なバルク単結晶を安価に得ることができるサ
ファイア基板あるいはSi基板上に、InxGayAl
1-x-yN(0≦x≦1,0≦x+y≦1)と格子整数が
可能なZnOバッファ層を導入することにより、InG
aAlNのエピタキシャル成長膜の格子不整合転位を低
減し、高効率・長寿命の高輝度短波長発光素子を安価に
大量生産することが可能となる。
型で高品質なバルク単結晶を安価に得ることができるサ
ファイア基板あるいはSi基板上に、InxGayAl
1-x-yN(0≦x≦1,0≦x+y≦1)と格子整数が
可能なZnOバッファ層を導入することにより、InG
aAlNのエピタキシャル成長膜の格子不整合転位を低
減し、高効率・長寿命の高輝度短波長発光素子を安価に
大量生産することが可能となる。
【0019】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して詳細に説明する。なお実施形態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、種々の変更ある
いは改良を行いうることはいうまでもない。
して詳細に説明する。なお実施形態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、種々の変更ある
いは改良を行いうることはいうまでもない。
【0020】(実施形態1)図2は本発明の実施形態1
を説明する図であり、発光素子の断面を示したものであ
る。本発光素子はサファイア(0001)基板1の表面
に成長した膜厚500ÅのZnO(0001)エピタキ
シャル単結晶薄膜バッファ層2,膜厚200ÅのInG
aAlNの低温成長バッファ層3,膜厚5μmのSiド
ープn型低抵抗InGaAlNクラッド層4,膜厚0.
5μmのアンドープInGaAlN活性層5,膜厚2μ
mのMgドープp型InGaAlNクラッド層6,p型
クラッド層のオーミック電極7,n型クラッド層のオー
ミック電極8からなる。
を説明する図であり、発光素子の断面を示したものであ
る。本発光素子はサファイア(0001)基板1の表面
に成長した膜厚500ÅのZnO(0001)エピタキ
シャル単結晶薄膜バッファ層2,膜厚200ÅのInG
aAlNの低温成長バッファ層3,膜厚5μmのSiド
ープn型低抵抗InGaAlNクラッド層4,膜厚0.
5μmのアンドープInGaAlN活性層5,膜厚2μ
mのMgドープp型InGaAlNクラッド層6,p型
クラッド層のオーミック電極7,n型クラッド層のオー
ミック電極8からなる。
【0021】ここに示したInGaAlNバッファ層
3,n型クラッド層4,活性層5及びp型クラッド層6
はZnOに格子整合し、かつInGaAlNバッファ層
3及びクラッド層4,6のバンドギャップエネルギが活
性層5のバンドギャップよりも0.3eV以上大きくな
るように組成を選んだ。
3,n型クラッド層4,活性層5及びp型クラッド層6
はZnOに格子整合し、かつInGaAlNバッファ層
3及びクラッド層4,6のバンドギャップエネルギが活
性層5のバンドギャップよりも0.3eV以上大きくな
るように組成を選んだ。
【0022】この結果、活性層5の屈折率はバッファ層
3及びクラッド層4,5の屈折率よりも1割程度大きく
なり、キャリア及び光子を効率的に活性層5に閉じ込め
ることが可能となる。電極7に正の電圧を、電極8に負
の電圧を加えると活性層は440nmの波長で発光し、
その外部量子効率は2.7%であった。
3及びクラッド層4,5の屈折率よりも1割程度大きく
なり、キャリア及び光子を効率的に活性層5に閉じ込め
ることが可能となる。電極7に正の電圧を、電極8に負
の電圧を加えると活性層は440nmの波長で発光し、
その外部量子効率は2.7%であった。
【0023】次に有機金属化合物気相成長法(以下MO
CVD法という)を用いて本実施形態の素子の結晶成長
を行う方法について説明する。まず、予め洗浄されたサ
ファイア基板1を反応容器内のサセプタに設置し、還元
雰囲気中で高周波加熱等によりサセプタを1000℃以
上に加熱して基板上の酸化物を除去する。
CVD法という)を用いて本実施形態の素子の結晶成長
を行う方法について説明する。まず、予め洗浄されたサ
ファイア基板1を反応容器内のサセプタに設置し、還元
雰囲気中で高周波加熱等によりサセプタを1000℃以
上に加熱して基板上の酸化物を除去する。
【0024】その後サセプタ温度を600℃前後まで徐
冷し、反応容器内に反応ガスを供給し、まずサファイア
(0001)基板1上にZnO(0001)単結晶薄膜
バッファ層2を500Åエピタキシャル成長させる。Z
nOバッファ層をエピタキシャル成長させる際のサセプ
タ温度は本実施形態では600℃としているが、300
〜700℃の範囲内が望ましい。300℃より低い成長
温度では良好なZnO単結晶薄膜をエピタキシャル成長
するには不十分であり、逆に700℃よりも高い成長温
度では表面平滑性が損なわれて、バッファ層としては不
適当となる。
冷し、反応容器内に反応ガスを供給し、まずサファイア
(0001)基板1上にZnO(0001)単結晶薄膜
バッファ層2を500Åエピタキシャル成長させる。Z
nOバッファ層をエピタキシャル成長させる際のサセプ
タ温度は本実施形態では600℃としているが、300
〜700℃の範囲内が望ましい。300℃より低い成長
温度では良好なZnO単結晶薄膜をエピタキシャル成長
するには不十分であり、逆に700℃よりも高い成長温
度では表面平滑性が損なわれて、バッファ層としては不
適当となる。
【0025】またZnOバッファ層2の膜厚は100Å
以上5000Å以下が望ましい。ZnOバッファ層の膜
厚が100Åよりも小さくなるとサファイア基板とIn
GaAlNの格子不整合を緩和するバッファ層としての
働きが十分に得られず、また5000Åよりも大きくな
るとZnOバッファ層の表面平滑性の悪化に伴い、バッ
ファ層上に形成するInGaAlN結晶の表面平滑性及
び結晶性が悪くなる傾向にある。
以上5000Å以下が望ましい。ZnOバッファ層の膜
厚が100Åよりも小さくなるとサファイア基板とIn
GaAlNの格子不整合を緩和するバッファ層としての
働きが十分に得られず、また5000Åよりも大きくな
るとZnOバッファ層の表面平滑性の悪化に伴い、バッ
ファ層上に形成するInGaAlN結晶の表面平滑性及
び結晶性が悪くなる傾向にある。
【0026】ZnOバッファ層2の成長後、InGaA
lN成長用の反応ガスを反応容器内に供給するが、In
GaAlNクラッド層及びInGaAlN活性層をエピ
タキシャル成長するために必要な1000℃前後の高温
でZnOバッファ層がNの供給源となるNH3ガス等の
還元雰囲気中にさらされると、ZnO表面から酸素が脱
離してしまい、ZnOバッファ層表面の結晶配列が悪化
し、バッファ層上に形成するInGaAlNの結晶性が
悪くなる傾向がある。
lN成長用の反応ガスを反応容器内に供給するが、In
GaAlNクラッド層及びInGaAlN活性層をエピ
タキシャル成長するために必要な1000℃前後の高温
でZnOバッファ層がNの供給源となるNH3ガス等の
還元雰囲気中にさらされると、ZnO表面から酸素が脱
離してしまい、ZnOバッファ層表面の結晶配列が悪化
し、バッファ層上に形成するInGaAlNの結晶性が
悪くなる傾向がある。
【0027】このため、先ずサセプタ温度を600℃前
後に保持、あるいは400℃前後まで降温した後にZn
Oバッファ層表面にInGaAlNバッファ層3を20
0Å程度成長させる。この低温成長InGaAlNバッ
ファ層の厚さは50〜2000Å程度が望ましく、In
GaAlNバッファ層の厚さが50Åよりも小さくなる
とやはりバッファ層としての作用が不十分となり、逆に
2000Å以上では表面平滑性の悪化によりその上に高
温成長するInGaAlNエピタキシャル層の結晶性が
悪化する傾向にある。
後に保持、あるいは400℃前後まで降温した後にZn
Oバッファ層表面にInGaAlNバッファ層3を20
0Å程度成長させる。この低温成長InGaAlNバッ
ファ層の厚さは50〜2000Å程度が望ましく、In
GaAlNバッファ層の厚さが50Åよりも小さくなる
とやはりバッファ層としての作用が不十分となり、逆に
2000Å以上では表面平滑性の悪化によりその上に高
温成長するInGaAlNエピタキシャル層の結晶性が
悪化する傾向にある。
【0028】その後サセプタ温度を1000℃前後に加
熱し、膜厚5μmのSiドープn型InGaAlNクラ
ッド層4,膜厚0.5μmのアンドープInGaAlN
活性層5,膜厚2μmMgドープp型InGaAlNク
ラッド層6を順次エピタキシャル成長させる。これらの
結晶成長に用いる反応ガスとしては、ジエチルジンク
(DEZ),トリメチルインジウム(TMI),トリメ
チルガリウム(TMG),トリメチルアルミニウム(T
MA)等の有機金属や、窒素原料としてのNH3等を用
いることができるが、ハイランド化物その他の金属原料
及びN2H2や有機アミン等のその他の窒素原料を用いて
も同様の効果が得られる。
熱し、膜厚5μmのSiドープn型InGaAlNクラ
ッド層4,膜厚0.5μmのアンドープInGaAlN
活性層5,膜厚2μmMgドープp型InGaAlNク
ラッド層6を順次エピタキシャル成長させる。これらの
結晶成長に用いる反応ガスとしては、ジエチルジンク
(DEZ),トリメチルインジウム(TMI),トリメ
チルガリウム(TMG),トリメチルアルミニウム(T
MA)等の有機金属や、窒素原料としてのNH3等を用
いることができるが、ハイランド化物その他の金属原料
及びN2H2や有機アミン等のその他の窒素原料を用いて
も同様の効果が得られる。
【0029】またキャリアガス,バブリングガスとして
H2やN2を用いることができるが、これに替えてHeや
Ar等の不活性ガスを用いても良く、ドーパント材料も
SiやMgに限定されるものではない。
H2やN2を用いることができるが、これに替えてHeや
Ar等の不活性ガスを用いても良く、ドーパント材料も
SiやMgに限定されるものではない。
【0030】上記の実施形態では結晶成長方法としてM
OCVD法を用いた場合について説明したが、分子線エ
ピタキシー法(MBE法)等、他の結晶成長法を用いて
もZnOバッファ層を導入することにより結晶性の良い
InGaAlNを得ることができる。また、ZnOバッ
ファ層の成長とInGaAlNの成長を異なる結晶成長
方法、あるいは異なる結晶成長装置で別々に行っても構
わない。
OCVD法を用いた場合について説明したが、分子線エ
ピタキシー法(MBE法)等、他の結晶成長法を用いて
もZnOバッファ層を導入することにより結晶性の良い
InGaAlNを得ることができる。また、ZnOバッ
ファ層の成長とInGaAlNの成長を異なる結晶成長
方法、あるいは異なる結晶成長装置で別々に行っても構
わない。
【0031】(実施形態2)図3は本発明の実施形態2
に係る発光素子の断面を示したものである。本発光素子
はn型低抵抗Si(111)基板9の表面に成長した膜
厚1000ÅのAlドープZnO(0001)エピタキ
シャル単結晶薄膜低抵抗バッファ層10,膜厚200Å
のSiドープInGaAlN低温成長バッファ層11,
膜厚2μmのSiドープn型低抵抗InGaAlNクラ
ッド層4,膜厚0.5μmのアンドープInGaAlN
活性層5,膜厚2μmのMgドープp型InGaAlN
クラッド層4,p型クラッド層のオーミック電極7,n
型si基板のオーミック電極12からなる。
に係る発光素子の断面を示したものである。本発光素子
はn型低抵抗Si(111)基板9の表面に成長した膜
厚1000ÅのAlドープZnO(0001)エピタキ
シャル単結晶薄膜低抵抗バッファ層10,膜厚200Å
のSiドープInGaAlN低温成長バッファ層11,
膜厚2μmのSiドープn型低抵抗InGaAlNクラ
ッド層4,膜厚0.5μmのアンドープInGaAlN
活性層5,膜厚2μmのMgドープp型InGaAlN
クラッド層4,p型クラッド層のオーミック電極7,n
型si基板のオーミック電極12からなる。
【0032】本実施形態の素子においてもInGaAl
Nバッファ層3,n型クラッド層4,活性層5及びp型
クラッド層6はZnOに格子整合し、かつInGaAl
Nバッファ層11及びクラッド層4,6のバンドギャッ
プエネルギが活性層5のバンドギャップよりも0.3e
V以上大きくなるように組成を選び、キャリア及び光子
を効率的に活性層5に閉じ込めることを可能としてい
る。
Nバッファ層3,n型クラッド層4,活性層5及びp型
クラッド層6はZnOに格子整合し、かつInGaAl
Nバッファ層11及びクラッド層4,6のバンドギャッ
プエネルギが活性層5のバンドギャップよりも0.3e
V以上大きくなるように組成を選び、キャリア及び光子
を効率的に活性層5に閉じ込めることを可能としてい
る。
【0033】また本実施形態においてはZnOバッファ
層10及びInGaAlN低温成長バッファ層11はそ
れぞれAl,Siをドープすることにより低抵抗化し、
n型低抵抗Si基板9に直接n電極12を設けることを
可能としている。
層10及びInGaAlN低温成長バッファ層11はそ
れぞれAl,Siをドープすることにより低抵抗化し、
n型低抵抗Si基板9に直接n電極12を設けることを
可能としている。
【0034】これにより従来サファイア基板を用いた場
合基板の極めて高い絶縁性のために、本発明の実施形態
1の如くp型InGaAlNクラッド層6,InGaA
lN活性層5及びn型InGaAlNクラッド層4の一
部をエッチング除去し、n型クラッド層4にオーミック
電極13を作製する必要があることに比べ、n電極の作
製工程を大幅に簡略化することが可能となる。電極7に
正の電圧を、電極12に負の電圧を加えると活性層は4
40nmの波長で発光し、その外部量子効率は2.5%
とサファイア基板を用いた場合とほとんど遜色のない高
効率発光が得られた。
合基板の極めて高い絶縁性のために、本発明の実施形態
1の如くp型InGaAlNクラッド層6,InGaA
lN活性層5及びn型InGaAlNクラッド層4の一
部をエッチング除去し、n型クラッド層4にオーミック
電極13を作製する必要があることに比べ、n電極の作
製工程を大幅に簡略化することが可能となる。電極7に
正の電圧を、電極12に負の電圧を加えると活性層は4
40nmの波長で発光し、その外部量子効率は2.5%
とサファイア基板を用いた場合とほとんど遜色のない高
効率発光が得られた。
【0035】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、サファイ
ア基板上に極めて結晶性の良好なエピタキシャル単結晶
薄膜を得ることができ、しかもInGaAlNと格子整
合可能なZnOをバッファ層として導入したため、格子
整合系でのエピタキシャル成長が可能ではあるが大型の
バルク単結晶を作製することが困難なZnO,MnO,
MgAl2O4,MgO,CaO等の酸化物単結晶基板を
用いなくとも比較的安価で大型の基板が入手可能なサフ
ァイア基板上に作製するInGaAlNエピタキシャル
薄膜の結晶性を向上することができる。これにより、発
光効率ならびに素子寿命の良好なInGaAlN半導体
発光素子を安価に提供することができる。
ア基板上に極めて結晶性の良好なエピタキシャル単結晶
薄膜を得ることができ、しかもInGaAlNと格子整
合可能なZnOをバッファ層として導入したため、格子
整合系でのエピタキシャル成長が可能ではあるが大型の
バルク単結晶を作製することが困難なZnO,MnO,
MgAl2O4,MgO,CaO等の酸化物単結晶基板を
用いなくとも比較的安価で大型の基板が入手可能なサフ
ァイア基板上に作製するInGaAlNエピタキシャル
薄膜の結晶性を向上することができる。これにより、発
光効率ならびに素子寿命の良好なInGaAlN半導体
発光素子を安価に提供することができる。
【0036】またInGaAlNと格子整合が可能なZ
nOは極めて高品質大口径の結晶基板が安価に入手可能
なSi基板上においても、結晶性の良好な単結晶薄膜を
作製することが可能であるため、Siを基板としても結
晶性の良好なInGaAlNエピタキシャル薄膜を得る
ことができる。これにより、発光効率ならびに素子寿命
の良好なInGaAlN半導体発光素子をより安価に提
供することができる。
nOは極めて高品質大口径の結晶基板が安価に入手可能
なSi基板上においても、結晶性の良好な単結晶薄膜を
作製することが可能であるため、Siを基板としても結
晶性の良好なInGaAlNエピタキシャル薄膜を得る
ことができる。これにより、発光効率ならびに素子寿命
の良好なInGaAlN半導体発光素子をより安価に提
供することができる。
【図1】III族窒化物化合物半導体とその混晶のバン
ドギャップと格子定数を示す図である。
ドギャップと格子定数を示す図である。
【図2】本発明の実施形態1におけるダブルヘテロ半導
体発光素子の構成を示す断面図である。
体発光素子の構成を示す断面図である。
【図3】本発明の実施形態2におけるダブルヘテロ半導
体発光素子の構成を示す断面図である。
体発光素子の構成を示す断面図である。
1 サファイア(0001)基板 2 ZnO(0001)単結晶薄膜バッファ層 3 InGaAlN低温成長バッファ層 4 n型InGaAlNクラッド層 5 InGaAlN活性層 6 p型InGaAlNクラッド層 7 p型クラッドのオーミック電極 8 n型クラッドのオーミック電極 9 n型低抵抗Si(111)基板 10 Alドープ低抵抗ZnO(0001)単結晶薄膜
バッファ層 11 SiドープInGaAlN低温成長バッファ層 12 n型Si基板のオーミック電極
バッファ層 11 SiドープInGaAlN低温成長バッファ層 12 n型Si基板のオーミック電極
Claims (6)
- 【請求項1】 サファイア基板上に形成されたInxG
ayAl1-x-yN(但し0≦x≦1,0≦x+y≦1)層
を少なくとも1層含む半導体発光素子であって、 前記サファイア基板表面に堆積されたZnOバッファ層
を含むことを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項2】 前記ZnOバッファ層に接して、100
0℃以下の低温で堆積したInxGayAl1-x-yN(但
し0≦x≦1,0≦x+y≦1)バッファ層を含むこと
を特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。 - 【請求項3】 サファイア基板上にZnOバッファ層を
形成し、 その後InxGayAl1-x-yN(但し0≦x≦1,0≦
x+y≦1)層を少なくとも1層含むエピタキシャル層
を形成することを特徴とする半導体発光素子の製造方
法。 - 【請求項4】 シリコン基板上に形成されたInxGay
Al1-x-yN(但し0≦x≦1,0≦x+y≦1)層を
少なくとも1層含む半導体発光素子であって、 前記シリコン基板表面に堆積されたZnOバッファ層を
含むことを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項5】 前記ZnOバッファ層に接して、100
0℃以下の低温で堆積したInxGayAl1-x-yN(但
し0≦x≦1,0≦x+y≦1)バッファ層を含むこと
を特徴とする請求項4に記載の半導体発光素子。 - 【請求項6】 シリコン基板上にZnOバッファ層を形
成し、 その後InxGayAl1-x-yN(但し0≦x≦1,0≦
x+y≦1)層を少なくとも1層含むエピタキシャル層
を形成することを特徴とする半導体発光素子の製造方
法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19207595A JP2795226B2 (ja) | 1995-07-27 | 1995-07-27 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
US08/670,717 US5815520A (en) | 1995-07-27 | 1996-06-21 | light emitting semiconductor device and its manufacturing method |
DE19629720A DE19629720C2 (de) | 1995-07-27 | 1996-07-23 | Herstellungsverfahren für eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19207595A JP2795226B2 (ja) | 1995-07-27 | 1995-07-27 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0945960A true JPH0945960A (ja) | 1997-02-14 |
JP2795226B2 JP2795226B2 (ja) | 1998-09-10 |
Family
ID=16285226
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19207595A Expired - Lifetime JP2795226B2 (ja) | 1995-07-27 | 1995-07-27 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5815520A (ja) |
JP (1) | JP2795226B2 (ja) |
DE (1) | DE19629720C2 (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2335792A (en) * | 1998-03-26 | 1999-09-29 | Murata Manufacturing Co | Opto-electronic integrated circuit |
US6045626A (en) * | 1997-07-11 | 2000-04-04 | Tdk Corporation | Substrate structures for electronic devices |
US6326645B1 (en) | 1998-09-04 | 2001-12-04 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Semiconductor photonic device |
US6593596B1 (en) | 1998-09-25 | 2003-07-15 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device and method for adjusting the luminous intensity thereof |
US6606333B2 (en) | 1998-07-10 | 2003-08-12 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Semiconductor photonic device |
WO2005006420A1 (ja) * | 2003-07-15 | 2005-01-20 | Kanagawa Academy Of Science And Technology | 窒化物半導体素子並びにその作製方法 |
JP2007137736A (ja) * | 2005-11-21 | 2007-06-07 | Shin Etsu Chem Co Ltd | サファイア基板の製造方法 |
JP2008198743A (ja) * | 2007-02-09 | 2008-08-28 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体レーザダイオード |
JP2009164634A (ja) * | 2001-06-08 | 2009-07-23 | Cree Inc | 高表面品質GaNウェーハおよびその製造方法 |
JP2013080968A (ja) * | 2013-01-25 | 2013-05-02 | Meijo University | GaN系化合物半導体の成長方法及び成長層付き基板 |
JP2014007395A (ja) * | 2012-06-01 | 2014-01-16 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 発光デバイス |
Families Citing this family (61)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6291257B1 (en) * | 1991-07-21 | 2001-09-18 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Semiconductor photonic device having a ZnO film as a buffer layer and method for forming the ZnO film |
ATE550461T1 (de) | 1997-04-11 | 2012-04-15 | Nichia Corp | Wachstumsmethode für einen nitrid-halbleiter |
US7365369B2 (en) * | 1997-07-25 | 2008-04-29 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor device |
US6146916A (en) * | 1997-12-02 | 2000-11-14 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Method for forming a GaN-based semiconductor light emitting device |
US6147363A (en) * | 1997-12-25 | 2000-11-14 | Showa Denko K.K. | Nitride semiconductor light-emitting device and manufacturing method of the same |
US6051849A (en) | 1998-02-27 | 2000-04-18 | North Carolina State University | Gallium nitride semiconductor structures including a lateral gallium nitride layer that extends from an underlying gallium nitride layer |
US6608327B1 (en) * | 1998-02-27 | 2003-08-19 | North Carolina State University | Gallium nitride semiconductor structure including laterally offset patterned layers |
US6194742B1 (en) | 1998-06-05 | 2001-02-27 | Lumileds Lighting, U.S., Llc | Strain engineered and impurity controlled III-V nitride semiconductor films and optoelectronic devices |
US6265289B1 (en) | 1998-06-10 | 2001-07-24 | North Carolina State University | Methods of fabricating gallium nitride semiconductor layers by lateral growth from sidewalls into trenches, and gallium nitride semiconductor structures fabricated thereby |
JP3522114B2 (ja) * | 1998-07-21 | 2004-04-26 | 株式会社村田製作所 | 半導体発光素子及びその製造方法、並びにZnO膜の形成方法 |
JP3262080B2 (ja) * | 1998-09-25 | 2002-03-04 | 株式会社村田製作所 | 半導体発光素子 |
US6255198B1 (en) | 1998-11-24 | 2001-07-03 | North Carolina State University | Methods of fabricating gallium nitride microelectronic layers on silicon layers and gallium nitride microelectronic structures formed thereby |
US6177688B1 (en) | 1998-11-24 | 2001-01-23 | North Carolina State University | Pendeoepitaxial gallium nitride semiconductor layers on silcon carbide substrates |
KR100694928B1 (ko) * | 1999-07-26 | 2007-03-14 | 도꾸리쯔교세이호진 상교기쥬쯔 소고겡뀨죠 | ZnO계 화합물 반도체발광소자 및 그 제조방법 |
US6521514B1 (en) | 1999-11-17 | 2003-02-18 | North Carolina State University | Pendeoepitaxial methods of fabricating gallium nitride semiconductor layers on sapphire substrates |
US6380108B1 (en) | 1999-12-21 | 2002-04-30 | North Carolina State University | Pendeoepitaxial methods of fabricating gallium nitride semiconductor layers on weak posts, and gallium nitride semiconductor structures fabricated thereby |
US6403451B1 (en) | 2000-02-09 | 2002-06-11 | Noerh Carolina State University | Methods of fabricating gallium nitride semiconductor layers on substrates including non-gallium nitride posts |
US6261929B1 (en) | 2000-02-24 | 2001-07-17 | North Carolina State University | Methods of forming a plurality of semiconductor layers using spaced trench arrays |
JP5095064B2 (ja) * | 2000-08-04 | 2012-12-12 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア | シリコン基板上に堆積された窒化物層を有する半導体フィルムおよびその製造方法 |
US6649287B2 (en) | 2000-12-14 | 2003-11-18 | Nitronex Corporation | Gallium nitride materials and methods |
US20040029365A1 (en) * | 2001-05-07 | 2004-02-12 | Linthicum Kevin J. | Methods of fabricating gallium nitride microelectronic layers on silicon layers and gallium nitride microelectronic structures formed thereby |
JP4647131B2 (ja) * | 2001-05-08 | 2011-03-09 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 薄膜結晶の形成方法 |
JP3758537B2 (ja) * | 2001-07-23 | 2006-03-22 | 豊田合成株式会社 | Iii族窒化物系化合物半導体の製造方法 |
DE10155712B4 (de) * | 2001-11-09 | 2009-07-16 | Forschungszentrum Jülich GmbH | Zinkoxid-Schicht und Verfahren zu dessen Herstellung |
DE10208766B4 (de) * | 2002-02-28 | 2007-06-21 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Verfahren zur Herstellung von strahlungsemittierenden Halbleiterchips |
JP3749498B2 (ja) * | 2002-03-26 | 2006-03-01 | スタンレー電気株式会社 | 結晶成長用基板およびZnO系化合物半導体デバイス |
WO2004051718A1 (ja) * | 2002-11-29 | 2004-06-17 | Sumitomo Chemical Company, Limited | 3−5族化合物半導体およびその製造方法 |
EP1712662A4 (en) * | 2003-06-30 | 2009-12-02 | Kenichiro Miyahara | SUBSTRATE FOR THE MANUFACTURE OF THIN FILMS, SUBSTRATE FOR THIN FILMS AND LIGHT EMITTING ELEMENT |
WO2005060007A1 (en) | 2003-08-05 | 2005-06-30 | Nitronex Corporation | Gallium nitride material transistors and methods associated with the same |
US20050145851A1 (en) * | 2003-12-17 | 2005-07-07 | Nitronex Corporation | Gallium nitride material structures including isolation regions and methods |
US7071498B2 (en) * | 2003-12-17 | 2006-07-04 | Nitronex Corporation | Gallium nitride material devices including an electrode-defining layer and methods of forming the same |
US7339205B2 (en) * | 2004-06-28 | 2008-03-04 | Nitronex Corporation | Gallium nitride materials and methods associated with the same |
US7361946B2 (en) * | 2004-06-28 | 2008-04-22 | Nitronex Corporation | Semiconductor device-based sensors |
US7687827B2 (en) * | 2004-07-07 | 2010-03-30 | Nitronex Corporation | III-nitride materials including low dislocation densities and methods associated with the same |
WO2006050403A2 (en) * | 2004-10-28 | 2006-05-11 | Nitronex Corporation | Gallium nitride/silicon based monolithic microwave integrated circuit |
US7247889B2 (en) | 2004-12-03 | 2007-07-24 | Nitronex Corporation | III-nitride material structures including silicon substrates |
US7365374B2 (en) * | 2005-05-03 | 2008-04-29 | Nitronex Corporation | Gallium nitride material structures including substrates and methods associated with the same |
WO2007041710A2 (en) * | 2005-10-04 | 2007-04-12 | Nitronex Corporation | Gallium nitride material transistors and methods for wideband applications |
US7566913B2 (en) | 2005-12-02 | 2009-07-28 | Nitronex Corporation | Gallium nitride material devices including conductive regions and methods associated with the same |
US9608102B2 (en) * | 2005-12-02 | 2017-03-28 | Infineon Technologies Americas Corp. | Gallium nitride material devices and associated methods |
JP2007165478A (ja) * | 2005-12-12 | 2007-06-28 | National Univ Corp Shizuoka Univ | 光電面及び光検出器 |
JP4977478B2 (ja) * | 2006-01-21 | 2012-07-18 | 三星電子株式会社 | ZnOフィルム及びこれを用いたTFTの製造方法 |
JP5180189B2 (ja) | 2006-04-25 | 2013-04-10 | ナショナル ユニヴァーシティー オブ シンガポール | エピタキシャル横方向異常成長窒化ガリウムテンプレート上での酸化亜鉛膜成長の方法 |
US20100269819A1 (en) * | 2006-08-14 | 2010-10-28 | Sievers Robert E | Human Powered Dry Powder Inhaler and Dry Powder Inhaler Compositions |
US7745848B1 (en) | 2007-08-15 | 2010-06-29 | Nitronex Corporation | Gallium nitride material devices and thermal designs thereof |
US8026581B2 (en) * | 2008-02-05 | 2011-09-27 | International Rectifier Corporation | Gallium nitride material devices including diamond regions and methods associated with the same |
US8343824B2 (en) * | 2008-04-29 | 2013-01-01 | International Rectifier Corporation | Gallium nitride material processing and related device structures |
JP2010040692A (ja) * | 2008-08-04 | 2010-02-18 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 窒化物系半導体素子及びその製造方法 |
US9595805B2 (en) | 2014-09-22 | 2017-03-14 | International Business Machines Corporation | III-V photonic integrated circuits on silicon substrate |
US9395489B2 (en) | 2014-10-08 | 2016-07-19 | International Business Machines Corporation | Complementary metal oxide semiconductor device with III-V optical interconnect having III-V epitaxially formed material |
US9344200B2 (en) | 2014-10-08 | 2016-05-17 | International Business Machines Corporation | Complementary metal oxide semiconductor device with III-V optical interconnect having III-V epitaxial semiconductor material formed using lateral overgrowth |
US9806182B2 (en) | 2015-09-08 | 2017-10-31 | Macom Technology Solutions Holdings, Inc. | Parasitic channel mitigation using elemental diboride diffusion barrier regions |
US9773898B2 (en) | 2015-09-08 | 2017-09-26 | Macom Technology Solutions Holdings, Inc. | III-nitride semiconductor structures comprising spatially patterned implanted species |
US9799520B2 (en) | 2015-09-08 | 2017-10-24 | Macom Technology Solutions Holdings, Inc. | Parasitic channel mitigation via back side implantation |
US9673281B2 (en) | 2015-09-08 | 2017-06-06 | Macom Technology Solutions Holdings, Inc. | Parasitic channel mitigation using rare-earth oxide and/or rare-earth nitride diffusion barrier regions |
US9627473B2 (en) | 2015-09-08 | 2017-04-18 | Macom Technology Solutions Holdings, Inc. | Parasitic channel mitigation in III-nitride material semiconductor structures |
US20170069721A1 (en) | 2015-09-08 | 2017-03-09 | M/A-Com Technology Solutions Holdings, Inc. | Parasitic channel mitigation using silicon carbide diffusion barrier regions |
US10211294B2 (en) | 2015-09-08 | 2019-02-19 | Macom Technology Solutions Holdings, Inc. | III-nitride semiconductor structures comprising low atomic mass species |
US9704705B2 (en) | 2015-09-08 | 2017-07-11 | Macom Technology Solutions Holdings, Inc. | Parasitic channel mitigation via reaction with active species |
US10263136B1 (en) * | 2016-10-25 | 2019-04-16 | Triad National Security, Llc | Direct band gap group IV semiconductors and methods of preparing the same |
US11038023B2 (en) | 2018-07-19 | 2021-06-15 | Macom Technology Solutions Holdings, Inc. | III-nitride material semiconductor structures on conductive silicon substrates |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0529220A (ja) * | 1991-07-19 | 1993-02-05 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 窒化ガリウム系薄膜の成長方法 |
JPH05109621A (ja) * | 1991-10-15 | 1993-04-30 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 窒化ガリウム系薄膜の成長方法 |
JPH05190900A (ja) * | 1992-01-14 | 1993-07-30 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 半導体発光装置の製造方法 |
JPH07283436A (ja) * | 1994-04-08 | 1995-10-27 | Sumitomo Chem Co Ltd | 3−5族化合物半導体と発光素子 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3026087B2 (ja) * | 1989-03-01 | 2000-03-27 | 豊田合成株式会社 | 窒化ガリウム系化合物半導体の気相成長方法 |
GB2250862B (en) * | 1990-11-26 | 1994-10-19 | Sharp Kk | Electroluminescent device of compound semiconductor |
JP2965709B2 (ja) * | 1990-12-07 | 1999-10-18 | 日本電信電話株式会社 | 半導体発光素子の作製方法 |
JPH04236478A (ja) * | 1991-01-21 | 1992-08-25 | Pioneer Electron Corp | 半導体発光素子 |
US5173751A (en) * | 1991-01-21 | 1992-12-22 | Pioneer Electronic Corporation | Semiconductor light emitting device |
US5290393A (en) * | 1991-01-31 | 1994-03-01 | Nichia Kagaku Kogyo K.K. | Crystal growth method for gallium nitride-based compound semiconductor |
JPH088217B2 (ja) * | 1991-01-31 | 1996-01-29 | 日亜化学工業株式会社 | 窒化ガリウム系化合物半導体の結晶成長方法 |
JPH05283744A (ja) * | 1991-12-20 | 1993-10-29 | Toshiba Corp | 半導体素子 |
EP0607435B1 (en) * | 1992-08-07 | 1999-11-03 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Nitride based semiconductor device and manufacture thereof |
US5604763A (en) * | 1994-04-20 | 1997-02-18 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Group III nitride compound semiconductor laser diode and method for producing same |
-
1995
- 1995-07-27 JP JP19207595A patent/JP2795226B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-06-21 US US08/670,717 patent/US5815520A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-07-23 DE DE19629720A patent/DE19629720C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0529220A (ja) * | 1991-07-19 | 1993-02-05 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 窒化ガリウム系薄膜の成長方法 |
JPH05109621A (ja) * | 1991-10-15 | 1993-04-30 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 窒化ガリウム系薄膜の成長方法 |
JPH05190900A (ja) * | 1992-01-14 | 1993-07-30 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 半導体発光装置の製造方法 |
JPH07283436A (ja) * | 1994-04-08 | 1995-10-27 | Sumitomo Chem Co Ltd | 3−5族化合物半導体と発光素子 |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6045626A (en) * | 1997-07-11 | 2000-04-04 | Tdk Corporation | Substrate structures for electronic devices |
GB2335792B (en) * | 1998-03-26 | 2000-05-31 | Murata Manufacturing Co | Opto-electronic integrated circuit |
US6458614B1 (en) | 1998-03-26 | 2002-10-01 | Murata Manufacturing Co., | Opto-electronic integrated circuit |
GB2335792A (en) * | 1998-03-26 | 1999-09-29 | Murata Manufacturing Co | Opto-electronic integrated circuit |
DE19932201B4 (de) * | 1998-07-10 | 2007-01-18 | Murata Mfg. Co., Ltd., Nagaokakyo | Photonische Halbleitervorrichtung |
US6606333B2 (en) | 1998-07-10 | 2003-08-12 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Semiconductor photonic device |
US6326645B1 (en) | 1998-09-04 | 2001-12-04 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Semiconductor photonic device |
US6593596B1 (en) | 1998-09-25 | 2003-07-15 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device and method for adjusting the luminous intensity thereof |
JP2009164634A (ja) * | 2001-06-08 | 2009-07-23 | Cree Inc | 高表面品質GaNウェーハおよびその製造方法 |
JP2014042067A (ja) * | 2001-06-08 | 2014-03-06 | Cree Inc | 高表面品質GaNウェーハおよびその製造方法 |
JP2014042068A (ja) * | 2001-06-08 | 2014-03-06 | Cree Inc | 高表面品質GaNウェーハおよびその製造方法 |
JPWO2005006420A1 (ja) * | 2003-07-15 | 2006-09-28 | 財団法人神奈川科学技術アカデミー | 窒化物半導体素子並びにその作製方法 |
WO2005006420A1 (ja) * | 2003-07-15 | 2005-01-20 | Kanagawa Academy Of Science And Technology | 窒化物半導体素子並びにその作製方法 |
JP2007137736A (ja) * | 2005-11-21 | 2007-06-07 | Shin Etsu Chem Co Ltd | サファイア基板の製造方法 |
JP2008198743A (ja) * | 2007-02-09 | 2008-08-28 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体レーザダイオード |
JP2014007395A (ja) * | 2012-06-01 | 2014-01-16 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 発光デバイス |
JP2013080968A (ja) * | 2013-01-25 | 2013-05-02 | Meijo University | GaN系化合物半導体の成長方法及び成長層付き基板 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5815520A (en) | 1998-09-29 |
JP2795226B2 (ja) | 1998-09-10 |
DE19629720C2 (de) | 1999-02-11 |
DE19629720A1 (de) | 1997-02-13 |
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