JPH10261814A

JPH10261814A - 発光半導体素子用エピタキシャルウェーハ

Info

Publication number: JPH10261814A
Application number: JP6629197A
Authority: JP
Inventors: Koichi Hasegawa; 孝一長谷川; Kenichi Sakagami; 健一坂上
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 1997-03-19
Filing date: 1997-03-19
Publication date: 1998-09-29
Anticipated expiration: 2017-03-19
Also published as: JP3097587B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高輝度で、かつ輝度バラツキの少ない発光半
導体素子用エピタキシャルウェーハを提供する。【解決手段】Ｓｉドープｎ型ＧａＰ単結晶基板上に、
少なくともｎ型ＧａＰエピタキシャル層およびｐ型Ｇａ
Ｐエピタキシャル層を形成してなる発光半導体素子用エ
ピタキシャルウェーハにおいて、該Ｓｉドープｎ型Ｇａ
Ｐ単結晶基板のＳｉ濃度を１〜２０×１０¹⁷ｃｍ^-3かつ
キャリア濃度を１〜１０×１０¹⁷ｃｍ^-3とし、かつ活性
化率を５０％以上とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＧａＰ発光半導体
素子用エピタキシャルウェーハに関するものであり、特
に高輝度で、かつ輝度バラツキの少ないＧａＰ緑色系発
光半導体素子用エピタキシャルウェーハに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】ＧａＰはバンドギャップが約２．２６ｅ
Ｖと比較的大きく、緑色の波長に対応するため、緑色系
発光ダイオードの材料として用いられる。ＧａＰは間接
遷移型の結晶であるため、通常は、ｐｎ接合を形成する
ｎ型ＧａＰエピタキシャル層に発光中心となるＮ（窒
素）をドープすることにより、発光効率を高めている。
しかしながら、この発光ダイオードの発光波長は５６５
〜５７０ｎｍ程度であり、色としては黄緑色となる（以
下、黄緑色発光ダイオードと呼ぶ）。これに対して、純
緑色の発光を得るために、Ｎをドープしないｎ型ＧａＰ
エピタキシャル層とｐ型ＧａＰエピタキシャル層により
ｐｎ接合を形成する発光ダイオードがある。この発光ダ
イオードは、発光中心を用いないので、輝度は黄緑色発
光ダイオードよりも低いが、発光波長は５５５ｎｍ程度
であり、色としては純緑色となる（以下、純緑色発光ダ
イオードと呼ぶ）。この黄緑色発光ダイオードと純緑色
発光ダイオードをあわせて、ＧａＰ緑色系発光半導体素
子と呼ぶ。

【０００３】以下に、これらの黄緑色発光ダイオードお
よび純緑色発光ダイオードについて、図を用いてさらに
詳細に説明する。黄緑色発光ダイオードの一般的な構造
の概略を図１に示す。まずｎ型ＧａＰ単結晶基板１の上
に、必要に応じてｎ型ＧａＰバッファ層２を成長させ
る。ｎ型ＧａＰバッファ層２は、成長させなくてもかま
わないが、一般に、成長させた方が結晶性が良好とな
る。ｎ型ＧａＰバッファ層２は、複数の層を積層しても
よい。次に、その上に、ｎ型ＧａＰエピタキシャル層
３、Ｎをドープしたｎ型ＧａＰエピタキシャル層４、お
よびｐ型ＧａＰエピタキシャル層５を順次成長させる。

【０００４】また、純緑色発光ダイオードの一般的な構
造の概略を図２に示す。まずｎ型ＧａＰ単結晶基板６の
上に、必要に応じてｎ型ＧａＰバッファ層７を成長させ
る。黄緑色発光ダイオードの場合と同様、ｎ型ＧａＰバ
ッファ層７は、成長させなくてもかまわないが、一般
に、成長させた方が結晶性が良好となる。また、ｎ型Ｇ
ａＰバッファ層７は、複数の層を積層してもよい。次
に、その上に、Ｎをドープしないｎ型ＧａＰエピタキシ
ャル層８およびｐ型ＧａＰエピタキシャル層９を順次成
長させる。

【０００５】なお、発光ダイオードの形成には、上記の
ように作製したエピタキシャルウェーハのｎ型面とｐ型
面に、それぞれＡｕＧｅ、ＡｕＢｅ等の電極用金属薄膜
を蒸着し、熱処理を施し、写真蝕刻によってｎ電極、ｐ
電極を形成し、その後略正方形の素子に分離する。

【０００６】これらの黄緑色発光ダイオードおよび純緑
色発光ダイオードは、通常、基板として液体封止チョク
ラルスキー（ＬＥＣ）法で作製したｎ型ＧａＰ単結晶基
板を用い、その上に、液相エピタキシャル成長法により
各エピタキシャル層を成長させている。ｎ型ＧａＰ単結
晶基板のキャリア濃度は、通常、１〜２０×１０¹⁷ｃｍ
^-3程度とする。キャリア濃度が２０×１０¹⁷ｃｍ^-3程度
以上になると、基板による発光の吸収が生じ、輝度が低
下する。また、キャリア濃度が１×１０¹⁷ｃｍ^-3程度以
下になると、オーミック電極の形成が難しくなり、電気
的特性の不良が発生する場合がある。

【０００７】ｎ型ＧａＰ単結晶基板のドーパントとして
は、Ｔｅ、Ｓｉ等を用いることができる。ドーパントと
してＴｅを用いる場合、Ｔｅの偏析のために、単結晶基
板の中心部にキャリア濃度の高い部分が発生する。以
下、この部分をダークコアと呼ぶ。ダークコアが存在す
る基板を用いてエピタキシャルウェーハを作製した場
合、ダークコアの部分はキャリア濃度が高いので、発光
を吸収するために輝度が低下し、ウェーハ面内での輝度
バラツキの原因となる。ドーパントとしてＳｉを用いる
場合は、ダークコアが発生しないので、Ｔｅを用いた場
合よりもウェーハ面内輝度バラツキが小さいという利点
がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、Ｓｉド
ープのｎ型ＧａＰ単結晶基板を用いると、Ｔｅドープの
ｎ型ＧａＰ単結晶基板を用いた場合と比べて、得られる
発光半導体素子のウェーハ面内の輝度バラツキは低減さ
れる。しかし、ウェーハ間の輝度バラツキについては依
然存在し、市場からは輝度バラツキの低減が要求されて
いた。また、近年の大型ディスプレー等への用途の拡大
に伴い、発光ダイオードの高輝度化、輝度バラツキ低減
の要求が厳しくなっている。本発明の目的は、高輝度
で、かつ輝度バラツキの少ない発光半導体素子用エピタ
キシャルウェーハを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、Ｓｉドープｎ
型ＧａＰ単結晶基板上に、少なくともｎ型ＧａＰエピタ
キシャル層およびｐ型ＧａＰエピタキシャル層を形成し
てなる発光半導体素子用エピタキシャルウェーハにおい
て、該Ｓｉドープｎ型ＧａＰ単結晶基板のＳｉ濃度が１
〜２０×１０¹⁷ｃｍ^-3かつキャリア濃度が１〜１０×１
０¹⁷ｃｍ^-3であり、かつ活性化率が５０％以上であるこ
とを特徴とする。また、前記活性化率は、６０％以上で
あれば、より好ましい。さらに、本発明は、特にＧａＰ
緑色系発光半導体素子用エピタキシャルウェーハに好適
に用いることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明者等は、ＧａＰ黄緑色発光
ダイオードについて、高輝度化および輝度バラツキの低
減のための方法を検討した。Ｓｉドープで、同じキャリ
ア濃度のｎ型ＧａＰ単結晶基板上に、同じプロセスで図
１に示した各エピタキシャル層を形成してＧａＰ黄緑色
発光ダイオード用エピタキシャルウェーハを作製して
も、得られた発光ダイオードの輝度は、エピタキシャル
ウェーハによって大きく異なる。このウェーハ間の輝度
バラツキの要因について検討したところ、Ｓｉドープｎ
型ＧａＰ単結晶の製造ロットによって輝度レベルが異な
る場合が多いことがわかった。

【００１１】そこで、Ｓｉドープｎ型ＧａＰ単結晶基板
の各種物性と輝度の関係について詳細に検討したとこ
ろ、Ｓｉドープｎ型ＧａＰ単結晶基板の活性化率と輝度
との間に相関があり、活性化率が高い方が高輝度な発光
ダイオードを得られることが判明した。ここで、活性化
率とは、Ｓｉドープｎ型ＧａＰ単結晶中の、Ｓｉ濃度に
対するキャリア濃度の割合であり、次式で表す。活性化率（％）＝（キャリア濃度／Ｓｉ濃度） ×
１００なお、ｎ型ＧａＰ単結晶中のＳｉ濃度は、二次イオン質
量分析（ＳＩＭＳ）により測定した。また、キャリア濃
度は、ｖｏｎｄｅｒＰａｕｗ法またはＣＶ法により
測定した。

【００１２】そこで次に本発明者らは、Ｓｉドープｎ型
ＧａＰ単結晶基板の活性化率を向上させることを行っ
た。従来のＳｉドープｎ型ＧａＰ単結晶基板では、活性
化率は５０％未満であった。Ｓｉドープｎ型ＧａＰ単結
晶基板の活性化率を向上させる方法としては、例えばＧ
ａＰ単結晶中のカーボン（Ｃ）濃度を低減させる方法が
ある。液体封止チョクラルスキー法でＧａＰ単結晶を引
き上げる場合、一般的にヒーターやホットゾーンの部材
としてカーボン材が用いられる。これらのカーボン材か
ら発生するＣがＧａＰメルト中に混入し、ＧａＰ単結晶
中に取り込まれる。ＧａＰ単結晶中に取り込まれたＣは
アクセプターとなり、Ｓｉドナーの一部を補償して活性
化率を低下させる。従って、ＧａＰ単結晶中に取り込ま
れるＣを低減することにより活性化率を向上させること
ができる。カーボン部材のＣは、カーボン部材に吸着さ
れている酸素や水分、あるいは炉内雰囲気ガス中に微量
含まれる酸素や水分と反応してＣＯガス、またはＣＯ₂
ガスとなって封止材であるＢ₂ Ｏ₃ に溶け込み、ＧａＰ
メルト中に混入すると考えられる。従って、これらの水
分や酸素を低減することによりＣ濃度を低減することが
できる。

【００１３】また、カーボン部材から発生するカーボン
の微粉がメルト中に混入した場合も、ＧａＰ単結晶中に
Ｃが取り込まれると考えられるので、カーボン部材から
の微粉の発生を低減することも必要である。あるいは、
カーボン部材を、例えばＰＢＮ等でコーティングする方
法もある。コーティングすることにより、カーボンと酸
素や水分との反応や、カーボン微粉の発生を防止するこ
とができる。

【００１４】活性化率を向上させる他の方法としては、
例えばＧａＰ単結晶中のリン（Ｐ）の空孔を低減させる
方法がある。Ｐは解離圧が高いので、液体封止チョクラ
ルスキー法でＧａＰ単結晶を育成する場合、Ｐの解離を
防ぐために５０気圧程度の高圧下で育成を行うが、それ
でもＰの解離を完全に防止することはできず、ＧａＰ単
結晶中にＰの抜けた空孔が発生する。Ｐの空孔はアクセ
プターと同様の挙動を示し、結晶中のＳｉドナーを補償
して活性化率を低下させる。従って、Ｐの空孔を低減す
ることにより活性化率を向上させることができる。Ｐの
空孔を低減する方法としては、例えば炉内の圧力をさら
に高める方法や、炉内雰囲気ガス中にＰ蒸気を導入する
方法、封止材であるＢ₂ Ｏ₃ にＰ₂ Ｏ₅ を添加する方
法、原料としてＰ−ｒｉｃｈのＧａＰ多結晶を用いる方
法等がある。

【００１５】その他にも、アクセプターとなり得る不純
物がＧａＰ単結晶中に取り込まれると、Ｓｉドナーを補
償して活性化率を低下させるので、アクセプターとなり
得る不純物を低減することにより、活性化率を向上させ
ることができる。本発明者らは、ＧａＰ単結晶の他の特
性に与える影響も考慮して、上記の方法から選択して、
あるいは組み合わせて、活性化率が５０％以上のＳｉド
ープｎ型ＧａＰ単結晶基板を作製した。

【００１６】本発明者らは、上述した方法により作製し
たＧａＰ単結晶を用いて、キャリア濃度が同一で活性化
率の異なるＳｉドープｎ型ＧａＰ単結晶基板上に、同一
プロセスで黄緑色発光ダイオード用エピタキシャルウェ
ーハを作製し、活性化率と輝度との関係を調査した。キ
ャリア濃度が２×１０¹⁷ｃｍ^-3の場合の結果を図３に、
また、キャリア濃度が８×１０¹⁷ｃｍ^-3の場合の結果を
図４に示す。その結果、いずれの場合も活性化率と輝度
との間に相関が見られ、活性化率が５０％以上、より好
ましくは６０％以上で高輝度となることが判明した。

【００１７】次に本発明者らは、活性化率が５０％と一
定で、キャリア濃度が異なるＳｉドープｎ型ＧａＰ単結
晶基板を用いて、同一プロセスで黄緑色発光ダイオード
用エピタキシャルウェーハを作製し、キャリア濃度と輝
度との関係を調査した。結果を図５に示す。図５から明
らかなように、キャリア濃度が１０×１０¹⁷ｃｍ^-3以下
で高輝度となり、キャリア濃度が１０×１０¹⁷ｃｍ^-3を
超えると輝度が低下することが判った。

【００１８】一方、発光ダイオード用エピタキシャルウ
ェーハは、通常、表面および裏面にオーミック電極を形
成した後、ダイシング等により分離して発光ダイオード
とする。本発明に係わるＧａＰ発光ダイオードの場合、
裏面側（基板側）がｎ型であるので、裏面にＡｕ−Ｇｅ
等の合金を蒸着した後、熱処理することによって裏面側
のオーミック電極を形成する。ところが、裏面であるｎ
型ＧａＰ単結晶基板のキャリア濃度が１×１０¹⁷ｃｍ^-3
以下ではオーミック電極がうまく形成できない場合があ
る。従って、ｎ型ＧａＰ単結晶基板のキャリア濃度は１
×１０¹⁷ｃｍ^-3以上とする必要がある。

【００１９】以上の結果より、Ｓｉドープのｎ型ＧａＰ
単結晶基板の活性化率が５０％以上、より好ましくは６
０％以上で、かつキャリア濃度が１〜１０×１０¹⁷ｃｍ
^-3の場合に、高輝度なＧａＰ黄緑色発光ダイオード用エ
ピタキシャルウェーハが得られることが判明した。な
お、Ｓｉドープのｎ型ＧａＰ単結晶基板において、活性
化率を５０％以上とし、かつキャリア濃度を１〜１０×
１０¹⁷ｃｍ^-3とするためには、Ｓｉ濃度を１〜２０×１
０¹⁷ｃｍ^-3とする必要がある。

【００２０】同様に、ＧａＰ純緑色発光ダイオードにつ
いても高輝度化と輝度バラツキの低減を検討したとこ
ろ、ＧａＰ黄緑色発光ダイオードの場合と同様に、Ｓｉ
ドープｎ型ＧａＰ単結晶基板のＳｉ濃度を１〜２０×１
０¹⁷ｃｍ^-3かつキャリア濃度を１〜１０×１０¹⁷ｃｍ^-3
とし、かつ活性化率を５０％以上、より好ましくは６０
％以上とすることにより、高輝度なＧａＰ純緑色発光ダ
イオードが得られることが判明した。

【００２１】なお、輝度バラツキについては、以上述べ
た方法により従来ＧａＰ発光ダイオードの輝度がばらつ
く要因であったＧａＰ単結晶基板の活性化率が制御され
るようになった結果、輝度バラツキを従来より低減する
ことが可能となった。

【００２２】

【実施例】

（実施例１）ＧａＰ黄緑色発光ダイオードの場合の一例
について、説明する。ｎ型ＧａＰ単結晶基板１として、
液体封止チョクラルスキー法によって作製したＳｉドー
プＧａＰ単結晶基板を用い、キャリア濃度は２×１０¹⁷
ｃｍ^-3、主面は（１１１）Ｂ面とした。まず、この単結
晶基板１上に、通常の液相エピタキシャル成長法によ
り、ｎ型ＧａＰバッファ層２を成長させた。このｎ型Ｇ
ａＰバッファ層はＳｉドープとし、キャリア濃度は４×
１０¹⁷ｃｍ^-3、層厚は１００μｍとした。

【００２３】公知の横型スライドボートの基板ホールダ
ーに、前記のｎ型ＧａＰバッファ層２を成長させたＳｉ
ドープｎ型ＧａＰ単結晶基板１をセットし、溶液溜には
成長用溶液となるＧａメタルを所定量セットした。基板
とＧａメタルを分離した状態のまま、このスライドボー
トをエピタキシャル成長炉にセットし、水素気流下で１
０００℃まで昇温し、基板ホールダーをスライドさせて
ｎ型ＧａＰバッファ層２の表面とＧａメタルを接触さ
せ、１時間保持してＧａメタルにｎ型ＧａＰバッファ層
２の一部を飽和するまで溶解させた。この時、溶解した
ｎ型ＧａＰバッファ層２の一部にドーパントとして含ま
れるＳｉと、エピタキシャル成長炉の反応管の石英が水
素により還元されることにより生成したＳｉがＧａメタ
ル中に溶け込む。その後、９６０℃まで徐冷してｎ型Ｇ
ａＰバッファ層２上にＳｉドープｎ型ＧａＰエピタキシ
ャル層３を成長させた。次に、温度を９６０℃に保持し
たまま、雰囲気ガスを水素から、所定量のアンモニアガ
スを添加したアルゴンガスに切り換える。このようにす
ると、アンモニアガスがＧａ溶液と反応してＧａ溶液中
に窒素（Ｎ）が取り込まれる。その後、９００℃まで徐
冷して、Ｓｉドープｎ型ＧａＰエピタキシャル層３上に
Ｎドープのｎ型ＧａＰエピタキシャル層４を成長させ
た。引き続き、温度を９００℃に保持し、雰囲気ガス中
に亜鉛（Ｚｎ）の蒸気を供給してＧａ溶液中にＺｎを所
定量取り込ませた。再び温度を８００℃まで徐冷してＮ
ドープのｎ型ＧａＰエピタキシャル層４上にＺｎドープ
のｐ型ＧａＰエピタキシャル層５を成長させた。成長終
了後、基板ホールダーをスライドさせて成長用溶液を分
離し、室温まで冷却してＧａＰ黄緑色発光ダイオード用
エピタキシャルウェーハを得た。

【００２４】本実施例１では、ＧａＰ単結晶育成時のＣ
の混入低減およびＰ空孔の低減を徹底して１０ロットの
Ｓｉドープｎ型ＧａＰ単結晶を育成した。得られた単結
晶の活性化率は、５７％〜７６％であった。この１０ロ
ットの単結晶から基板を作製し、各ロットについて２ウ
ェーハ、計２０ウェーハの基板を用いて上記プロセスで
ＧａＰ黄緑色発光ダイオード用エピタキシャルウェーハ
を作製した。該エピタキシャルウェーハから得られた発
光ダイオードの輝度（ウェーハ平均、相対値）の平均は
３４．９、輝度バラツキσ_n-1は０．７４であった。

【００２５】（比較例１）比較のため、従来の方法で１
０ロットのＳｉドープｎ型ＧａＰ単結晶を育成した。得
られた単結晶の活性化率は、３４％〜４８％であった。
この１０ロットの単結晶から基板を作製し、各ロットに
ついて２ウェーハ、計２０ウェーハの基板を用いて上記
プロセスでＧａＰ黄緑色発光ダイオード用エピタキシャ
ルウェーハを作製した。該エピタキシャルウェーハから
得られた発光ダイオードの輝度（ウェーハ平均、相対
値）の平均は２９．３、輝度バラツキσ_n-1は２．４８
であった。

【００２６】実施例１と比較例１を比べると、Ｓｉドー
プｎ型ＧａＰ単結晶基板の活性化率を５０％以上とする
ことにより、得られる黄緑色発光ダイオードの輝度は高
輝度となり、かつ輝度バラツキが低減することは明らか
である。

【００２７】（実施例２）ＧａＰ純緑色発光ダイオード
の場合の一例について、説明する。ｎ型ＧａＰ単結晶基
板６として、液体封止チョクラルスキー法によって作製
したＳｉドープＧａＰ単結晶基板を用い、キャリア濃度
は２×１０¹⁷ｃｍ^-3、主面は（１１１）Ｂ面とした。ま
ず、この単結晶基板６上に、通常の液相エピタキシャル
成長法により、ｎ型ＧａＰバッファ層７を成長させた。
このｎ型ＧａＰバッファ層はＳｉドープとし、キャリア
濃度は４×１０¹⁷ｃｍ^-3、層厚は６０μｍとした。

【００２８】公知の横型スライドボートの基板ホールダ
ーに、前記のｎ型ＧａＰバッファ層７を成長させたＳｉ
ドープｎ型ＧａＰ単結晶基板６をセットし、第１の溶液
溜には硫黄（Ｓ）ドープｎ型ＧａＰエピタキシャル層８
の成長用溶液となるＧａメタル、ＧａＰ多結晶、および
Ｓ源としてＧａ₂ Ｓ₃ を所定量セットした。第２の溶液
溜にはｐ型ＧａＰエピタキシャル層９の成長用溶液とな
るＧａメタル、ＧａＰ多結晶をセットした。基板と成長
用溶液を分離した状態のまま、このスライドボートをエ
ピタキシャル成長炉にセットし、水素気流下で１０００
℃まで昇温し、１時間保持して各溶液溜のＧａメタルに
ＧａＰ多結晶を飽和するまで溶解させた。その後、基板
ホールダーをスライドさせてｎ型ＧａＰバッファ層７の
表面と第１の溶液溜の成長用溶液を接触させ、９００℃
まで徐冷して、ｎ型ＧａＰバッファ層７上にＳドープｎ
型ＧａＰエピタキシャル層８を成長させた。次に、９０
０℃で基板ホールダーをさらにスライドさせ、Ｓドープ
ｎ型ＧａＰエピタキシャル層８の表面と第２の溶液溜の
成長用溶液を接触させ、水素気流中にＺｎ蒸気を流し、
成長用溶液中に所定量のＺｎを取り込ませた後、温度を
８００℃まで徐冷してＳドープｎ型ＧａＰエピタキシャ
ル層８上にＺｎドープのｐ型ＧａＰエピタキシャル層９
を成長させた。成長終了後、基板ホールダーをスライド
させて成長用溶液を分離し、室温まで冷却してＧａＰ純
緑色発光ダイオード用エピタキシャルウェーハを得た。

【００２９】本実施例２では、ＧａＰ単結晶育成時のＣ
の混入低減およびＰ空孔の低減を徹底して１０ロットの
Ｓｉドープｎ型ＧａＰ単結晶を育成した。得られた単結
晶の活性化率は、５７％〜７６％であった。この１０ロ
ットの単結晶から基板を作製し、各ロットについて２ウ
ェーハ、計２０ウェーハの基板を用いて上記プロセスで
ＧａＰ純緑色発光ダイオード用エピタキシャルウェーハ
を作製した。得られた発光ダイオードの輝度（ウェーハ
平均、相対値）の平均は１４．７、輝度バラツキσ_n-1
は０．３７であった。

【００３０】（比較例２）比較のため、従来の方法で１
０ロットのＳｉドープｎ型ＧａＰ単結晶を育成した。得
られた単結晶の活性化率は、３４％〜４８％であった。
この１０ロットの単結晶から基板を作製し、各ロットに
ついて２ウェーハ、計２０ウェーハの基板を用いて上記
プロセスでＧａＰ純緑色発光ダイオード用エピタキシャ
ルウェーハを作製した。得られた発光ダイオードの輝度
（ウェーハ平均、相対値）の平均は１２．５、輝度バラ
ツキσ_n-1は１．２０であった。

【００３１】実施例２と比較例２を比べると、Ｓｉドー
プｎ型ＧａＰ単結晶基板の活性化率を５０％以上とする
ことにより、得られる純緑色発光ダイオードの輝度は高
輝度となり、かつ輝度バラツキが低減することは明らか
である。

【００３２】

【発明の効果】以上の実施例では、ＧａＰ緑色系発光半
導体素子用エピタキシャルウェーハについて説明を行っ
たが、同様な効果はＳｉドープｎ型ＧａＰ単結晶基板上
に、少なくともｎ型ＧａＰエピタキシャル層およびｐ型
ＧａＰエピタキシャル層を形成してなる発光半導体素子
用エピタキシャルウェーハについて得られる。すなわち
本発明によれば、従来よりも高輝度で、かつ輝度バラツ
キの少ないＧａＰ発光半導体素子用エピタキシャルウェ
ーハが得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＧａＰ黄緑色発光ダイオードの一般的な構造を
示す概略図。

【図２】ＧａＰ純緑色発光ダイオードの一般的な構造を
示す概略図。

【図３】ＧａＰ黄緑色発光ダイオードの、基板のキャリ
ア濃度が２×１０¹⁷ｃｍ^-3の場合の、活性化率と輝度の
関係を示す図。

【図４】ＧａＰ黄緑色発光ダイオードの、基板のキャリ
ア濃度が８×１０¹⁷ｃｍ^-3の場合の、活性化率と輝度の
関係を示す図。

【図５】ＧａＰ黄緑色発光ダイオードの、活性化率が５
０％の場合の、基板のキャリア濃度と輝度の関係を示す
図。

【符号の説明】

１ｎ型ＧａＰ単結晶基板２ｎ型ＧａＰバッファ層３ｎ型ＧａＰエピタキシャル層４Ｎをドープしたｎ型ＧａＰエピタキシャル層５ｐ型ＧａＰエピタキシャル層６ｎ型ＧａＰ単結晶基板７ｎ型ＧａＰバッファ層８ｎ型ＧａＰエピタキシャル層９ｐ型ＧａＰエピタキシャル層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｓｉドープｎ型ＧａＰ単結晶基板上に、
少なくともｎ型ＧａＰエピタキシャル層およびｐ型Ｇａ
Ｐエピタキシャル層を形成してなる発光半導体素子用エ
ピタキシャルウェーハにおいて、該Ｓｉドープｎ型Ｇａ
Ｐ単結晶基板のＳｉ濃度が１〜２０×１０¹⁷ｃｍ^-3かつ
キャリア濃度が１〜１０×１０¹⁷ｃｍ^-3であり、かつ活
性化率が５０％以上であることを特徴とする発光半導体
素子用エピタキシャルウェーハ。
【請求項２】前記活性化率が６０％以上であることを
特徴とする、請求項１記載の発光半導体素子用エピタキ
シャルウェーハ。
【請求項３】前記発光半導体素子が、ＧａＰ緑色系発
光半導体素子であることを特徴とする、請求項１または
２記載の発光半導体素子用エピタキシャルウェーハ。