JPH10261817A - Gallium nitride compound semiconductor light emitting element - Google Patents

Gallium nitride compound semiconductor light emitting element

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JPH10261817A
JPH10261817A JP10048888A JP4888898A JPH10261817A JP H10261817 A JPH10261817 A JP H10261817A JP 10048888 A JP10048888 A JP 10048888A JP 4888898 A JP4888898 A JP 4888898A JP H10261817 A JPH10261817 A JP H10261817A
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JP
Japan
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layer
compound semiconductor
gallium nitride
based compound
light emitting
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Application number
JP10048888A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Michinari Sasa
道成 佐々
Katsuhide Manabe
勝英 真部
Akira Mabuchi
彰 馬淵
Hisayoshi Kato
久喜 加藤
Masafumi Hashimoto
雅文 橋本
Isamu Akasaki
勇 赤崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nagoya University NUC
Kagaku Gijutsu Shinko Jigyodan
Toyoda Gosei Co Ltd
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Nagoya University NUC
Kagaku Gijutsu Shinko Jigyodan
Toyoda Gosei Co Ltd
Toyota Central R&D Labs Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Nagoya University NUC, Kagaku Gijutsu Shinko Jigyodan, Toyoda Gosei Co Ltd, Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Nagoya University NUC
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the luminous efficacy of a semiconductor light emitting element by using an N-type GaN compound semiconductor in which the carrier concentration is controlled. SOLUTION: After an AlN buffer layer 2 having a thickness of 500Åis formed on a sapphire substrate 1, a silicon-doped N<+> -GaN layer having a film thickness of about 2.2 μm, an electron concentration of 1.5×10<18> /cm<3> , and a high carrier concentration, an N-GaN layer 4 having a film thickness of about 1.5 μm, an electron concentration of <=1×10<15> /cm<3> , and a low carrier concentration, and an I-GaN layer 5 having a film thickness of about 0.2 μm are successively formed on the buffer layer 2. On the I- and N<+> -GaN layers 5 and 3, aluminum electrodes 7 and 8 which are connected to each other are formed, respectively.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、発光効率を改善した青
色発光の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gallium nitride based compound semiconductor light emitting device which emits blue light with improved luminous efficiency.

【0002】[0002]

【従来技術】従来、青色の発光ダイオードに、GaN 系の
化合物半導体が用いられている。そのGaN 系の化合物半
導体は直接遷移であることから発光効率が高いこと、光
の3原色の1つである青色を発光色とすること等から注
目されている。
2. Description of the Related Art Heretofore, GaN-based compound semiconductors have been used for blue light emitting diodes. The GaN-based compound semiconductor has attracted attention because of its direct transition, high luminous efficiency, and the use of blue, one of the three primary colors of light, as the luminescent color.

【0003】このようなGaN 系の化合物半導体を用いた
発光ダイオードは、サファイア基板上に直接又は窒化ア
ルミニウムから成るバッファ層を介在させて、N型のGa
N 系の化合物半導体から成るN層を成長させ、そのN層
の上にP型不純物を添加したGaN 系の化合物半導体から
成る層を成長させた構造をとっている(特開昭62-11919
6 号公報、特開昭63-188977 号公報) 。
A light-emitting diode using such a GaN-based compound semiconductor is an N-type Ga-type semiconductor device directly on a sapphire substrate or with a buffer layer of aluminum nitride interposed therebetween.
It has a structure in which an N layer made of an N-based compound semiconductor is grown, and a layer made of a GaN-based compound semiconductor doped with a P-type impurity is grown on the N-layer (Japanese Patent Laid-Open No. 62-11919).
No. 6, JP-A-63-188977).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記構造の発光ダイオ
ードを製造する場合に、P型不純物添加層とN層との接
合が用いられる。そして、GaN 系の化合物半導体を製造
する場合には、通常、意図的に不純物をドーピングしな
くても、そのGaN 系の化合物半導体はN導電型を示し
た。又、N型のGaN を得る場合には、その導電率の制御
が困難であった。
When a light emitting diode having the above structure is manufactured, a junction between a P-type doped layer and an N layer is used. When a GaN-based compound semiconductor is manufactured, usually, the GaN-based compound semiconductor exhibits an N conductivity type without intentionally doping impurities. Also, when obtaining N-type GaN, it was difficult to control its conductivity.

【0005】しかしながら、本発明者は、上記のGaN 発
光ダイオードを製造する過程において、有機金属化合物
気相成長法によるGaN 半導体の気相成長技術を確立する
至り、高純度のGaN 気相成長膜を得ることができた。こ
の結果、従来、不純物のドーピングをしない場合には、
低抵抗率のN型GaN が得られたが、本発明者等の気相成
長技術の確立により、不純物のドーピングなしに高抵抗
率のGaN が得られた。
However, in the process of manufacturing the above-mentioned GaN light emitting diode, the present inventor has established a technique for vapor-phase growth of a GaN semiconductor by a metalorganic compound vapor-phase epitaxy method, and has produced a high-purity GaN vapor-phase grown film. I got it. As a result, conventionally, when doping of impurities is not performed,
Although low resistivity N-type GaN was obtained, high resistivity GaN was obtained without doping with impurities due to the establishment of the vapor growth technique of the present inventors.

【0006】一方、今後、上記のGaN 発光ダイオードの
特性を向上させるためには、意図的に導電率の制御でき
るGaN 系化合物半導体の気相成長膜を得ることが必要と
なってきた。したがって、本発明の目的は、GaN 系化合
物半導体層を有する発光素子において、シリコンドープ
により抵抗率を制御可能することで、発光素子の発光効
率を向上させることである。
On the other hand, in the future, in order to improve the characteristics of the GaN light emitting diode, it has become necessary to intentionally obtain a GaN-based compound semiconductor vapor grown film whose conductivity can be controlled. Therefore, an object of the present invention is to improve the luminous efficiency of a light emitting device having a GaN-based compound semiconductor layer by controlling the resistivity by silicon doping in the light emitting device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、サファイア基板と、サファイア基板上に有機金属化
合物気相成長法により形成されシリコンが所定濃度で添
加されることによりキャリア濃度が6×1016〜3×1
18/cm3 の範囲の所望の値に設定されたn型窒化ガリ
ウム系化合物半導体層とを有する窒化ガリウム系化合物
半導体発光素子である。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a sapphire substrate, and a carrier concentration of 6 is formed on the sapphire substrate by a metalorganic compound vapor deposition method and silicon is added at a predetermined concentration. × 10 16 to 3 × 1
A gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting device having an n-type gallium nitride-based compound semiconductor layer set to a desired value in the range of 0 18 / cm 3 .

【0008】請求項2に記載の発明は、n型窒化ガリウ
ム系化合物半導体層はAlXGa1-XN(X=0を含む) であるこ
とを特徴とし、請求項3に記載の発明は、n型窒化ガリ
ウム系化合物半導体層はGaN であることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, the n-type gallium nitride-based compound semiconductor layer is made of Al X Ga 1 -X N (including X = 0). The n-type gallium nitride compound semiconductor layer is GaN.

【0009】請求項4に記載の発明は、サファイア基板
上にバッファ層が形成され、そのバッファ層上にn型窒
化ガリウム系化合物半導体層が形成されたことを特徴と
し、請求項5に記載の発明は、バッファ層は、n型窒化
ガリウム系化合物半導体層の成長温度より低温で、サフ
ァイア基板上に有機金属化合物気相成長法により形成さ
れることを特徴とし、請求項6に記載の発明は、バッフ
ァ層は約400℃の温度で成長されることを特徴とす
る。
According to a fourth aspect of the present invention, a buffer layer is formed on a sapphire substrate, and an n-type gallium nitride-based compound semiconductor layer is formed on the buffer layer. The invention is characterized in that the buffer layer is formed on the sapphire substrate at a temperature lower than the growth temperature of the n-type gallium nitride-based compound semiconductor layer by an organometallic compound vapor deposition method. The buffer layer is grown at a temperature of about 400.degree.

【0010】請求項7に記載の発明は、同一面側に形成
された2つの電極を有し、そのうち一方の電極は、n型
窒化ガリウム系化合物半導体層に形成されていることを
特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, there are provided two electrodes formed on the same surface side, one of which is formed on an n-type gallium nitride-based compound semiconductor layer. .

【0011】[0011]

【発明の作用及び効果】請求項1に記載の発明は、サフ
ァイア基板上に有機金属化合物気相成長法により形成さ
れ、シリコンが所定濃度で添加されることにより、キャ
リア濃度が6×1016〜3×1018/cm3 の範囲の所望
の値としたので、良質な結晶において、シリコンの添加
量を制御し、所望のキャリア濃度を得ることができ発光
に寄与する層の結晶性が向上しキャリアの注入効率が向
上するため、発光効率が改善される。
According to the first aspect of the present invention, a carrier concentration of 6 × 10 16 is formed on a sapphire substrate by an organometallic compound vapor deposition method and silicon is added at a predetermined concentration. Since the desired value is in the range of 3 × 10 18 / cm 3 , in a high-quality crystal, the amount of silicon added is controlled, a desired carrier concentration can be obtained, and the crystallinity of a layer contributing to light emission is improved. Since the carrier injection efficiency is improved, the luminous efficiency is improved.

【0012】請求項2、請求項3に記載の発明では、そ
れぞれ、n型窒化ガリウム系化合物半導体層をAlXGa1-X
N(X =0を含む) 、GaN で構成することで、禁制帯幅の大
きな高キャリア濃度の層を得ることができるので、n型
クラッド層やn型コンタクト層の機能を向上させること
ができる。
According to the second and third aspects of the present invention, the n-type gallium nitride-based compound semiconductor layer is made of Al x Ga 1 -x
By using N (including X = 0) and GaN, a layer having a large band gap and a high carrier concentration can be obtained, so that the function of the n-type cladding layer and the n-type contact layer can be improved. .

【0013】請求項4に記載の発明では、サファイア基
板上にバッファ層を形成し、請求項5に記載の発明で
は、そのバッファ層を、n型窒化ガリウム系化合物半導
体層の成長温度より低温で有機金属化合物気相成長法に
より形成し、請求項6に記載の発明では、バッファ層を
約400℃の温度で成長しているので、バッファ層上の
層をシリコンを添加しない状態の場合に高抵抗となるよ
うに結晶性を良好とすることかでき、シリンコを添加す
る時のキャリア濃度の制御性が向上する。
According to a fourth aspect of the present invention, a buffer layer is formed on a sapphire substrate. In the fifth aspect of the present invention, the buffer layer is formed at a temperature lower than the growth temperature of the n-type gallium nitride-based compound semiconductor layer. In the invention according to claim 6, the buffer layer is grown at a temperature of about 400 ° C., so that the layer on the buffer layer is high when silicon is not added. The crystallinity can be improved so as to provide resistance, and the controllability of the carrier concentration when adding a syringe is improved.

【0014】請求項7に記載の発明では、抵抗率の低い
n型層が得られるので、同一面側に2つの電極を形成し
ても、n型層での電圧降下を小さくすることができる。
According to the seventh aspect of the present invention, since an n-type layer having a low resistivity can be obtained, a voltage drop in the n-type layer can be reduced even if two electrodes are formed on the same surface side. .

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。本発明の製造方法を用いて、図1に示す構造の
発光ダイオード10を製造した。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to specific embodiments. The light emitting diode 10 having the structure shown in FIG. 1 was manufactured by using the manufacturing method of the present invention.

【0016】図1において、発光ダイオード10はサフ
ァイア基板1を有しており、そのサファイア基板1に50
0 ÅのAlN のバッファ層2が形成されている。そのバッ
ファ層2の上には、順に、膜厚約 2.2μmのGaN から成
る高キャリア濃度N+ 層3と膜厚約 1.5μmのGaN から
成る低キャリア濃度N層4が形成されている。更に、低
キャリア濃度N層4の上に膜厚約 0.2μmのGaN から成
るI層5が形成されている。そして、I層5に接続する
アルミニウムで形成された電極7と高キャリア濃度N+
層3に接続するアルミニウムで形成された電極8とが形
成されている。
In FIG. 1, a light emitting diode 10 has a sapphire substrate 1 and 50
An AlN buffer layer 2 of 0 ° is formed. On the buffer layer 2, a high carrier concentration N + layer 3 made of GaN with a thickness of about 2.2 μm and a low carrier concentration N layer 4 made of GaN with a thickness of about 1.5 μm are formed in this order. Further, an I layer 5 made of GaN having a thickness of about 0.2 μm is formed on the low carrier concentration N layer 4. Then, an electrode 7 made of aluminum connected to the I layer 5 and a high carrier concentration N +
An electrode 8 made of aluminum connected to the layer 3 is formed.

【0017】次に、この構造の発光ダイオード10の製
造方法について説明する。上記発光ダイオード10は、
有機金属化合物気相成長法( 以下「M0VPE 」と記す) に
よる気相成長により製造された。
Next, a method of manufacturing the light emitting diode 10 having this structure will be described. The light emitting diode 10 includes:
It was manufactured by vapor phase growth by metal organic compound vapor phase epitaxy (hereinafter referred to as "M0VPE").

【0018】用いられたガスは、NH3 とキャリアガスH2
とトリメチルガリウム(Ga(CH3)3)(以下「TMG 」と記
す) とトリメチルアルミニウム(Al(CH3)3)(以下「TMA
」と記す) とシラン(SiH4)とジエチル亜鉛(以下「DEZ
」と記す) である。
The gases used were NH 3 and carrier gas H 2
Trimethyl gallium (Ga (CH 3) 3) ( hereinafter referred to as "TMG") and trimethylaluminum (Al (CH 3) 3) ( hereinafter "TMA
), Silane (SiH 4 ) and diethylzinc (hereinafter “DEZ
").

【0019】まず、有機洗浄及び熱処理により洗浄した
a面を主面とする単結晶のサファイア基板1をM0VPE 装
置の反応室に載置されたサセプタに装着する。次に、H2
を流速 2 l/分で反応室に流しながら温度1200℃でサフ
ァイア基板1を10分間気相エッチングした。
First, a single-crystal sapphire substrate 1 whose main surface is the a-plane cleaned by organic cleaning and heat treatment is mounted on a susceptor placed in a reaction chamber of an MOVPE apparatus. Then H 2
Was flowed into the reaction chamber at a flow rate of 2 l / min, and the sapphire substrate 1 was subjected to gas phase etching at 1200 ° C. for 10 minutes.

【0020】次に、温度を 400℃まで低下させて、H2
流速20 l/分、NH3 を流速10 l/分、15℃に保持したTM
A をバブリングさせたH2を50cc/ 分で供給してAlN のバ
ッファ層2が約 500Åの厚さに形成された。
Next, the temperature was lowered to 400 ° C., and H 2 was maintained at a flow rate of 20 l / min, NH 3 was maintained at a flow rate of 10 l / min, and TM was maintained at 15 ° C.
Buffer layer 2 of AlN was formed to a thickness of about 500Å and H 2 which was bubbled A was supplied at 50 cc / min.

【0021】次に、TMA の供給を停止して、サファイア
基板1の温度を1150℃に保持し、H2を 20 l/分、他の
原料ガスとしてのNH3 を 10 l/分及び、-15 ℃に保持
したTMG をバブリングさせたH2を100 cc/ 分で流し、シ
リコンを含むガスとしてH2で0.86ppm まで希釈したシラ
ン(SiH4)を 200ml/ 分で30分流して、膜厚約 2.2μm、
キャリア濃度 1.5×1018/cm3のGaN から成る高キャリア
濃度N+ 層3を形成した。
Next, the supply of TMA is stopped, the temperature of the sapphire substrate 1 is maintained at 1150 ° C., H 2 is 20 l / min, NH 3 is 10 l / min as another source gas, and of H 2 which was bubbled TMG kept at 15 ℃ flowed at 100 cc / min, silane diluted with H 2 to 0.86ppm as a gas containing silicon (SiH 4) and 30 shunted 200ml / min, thickness About 2.2μm,
To form a high carrier concentration N + layer 3 made of GaN having a carrier concentration 1.5 × 10 18 / cm 3.

【0022】続いて、サファイア基板1の温度を1150℃
に保持し、H2を 20 l/分、NH3 を10 l/分、-15 ℃
に保持したTMG をバブリングさせたH2を100 cc/ 分で20
分間流して、膜厚約 1.5μm、キャリア濃度 1×1015/c
m3以下のGaN から成る低キャリア濃度N層4を形成し
た。
Subsequently, the temperature of the sapphire substrate 1 is set to 1150 ° C.
Held in the H 2 20 l / min, the NH 3 10 l / min, -15 ° C.
Of H 2 which was bubbled TMG held at 100 cc / min to 20
Flow for about 1.5 minutes, thickness about 1.5μm, carrier concentration 1 × 10 15 / c
A low carrier concentration N layer 4 made of GaN of m 3 or less was formed.

【0023】次に、サファイア基板1を 900℃にして、
2 を20 l/分、NH3 を10 l/分、TMG を 1.7×10-4
ル/分、DEZ を 1.5×10-4モル/分の割合で供給して、
膜厚0.2μmのGaN から成るI層5を形成した。このよ
うにして、図2に示すような多層構造が得られた。次
に、図3に示すように、I層5の上に、スパッタリング
によりSiO2層11を2000Åの厚さに形成した。次に、そ
のSiO2層11上にフォトレジスト12を塗布して、フォ
トリソグラフにより、そのフォトレジスト12を高キャ
リア濃度N+層3に対する電極形成部位のフォトレジス
トを除去したパターンに形成した。
Next, the sapphire substrate 1 is heated to 900 ° C.
H 2 was supplied at a rate of 20 l / min, NH 3 was supplied at a rate of 10 l / min, TMG was supplied at a rate of 1.7 × 10 −4 mol / min, and DEZ was supplied at a rate of 1.5 × 10 −4 mol / min.
An I layer 5 made of GaN having a thickness of 0.2 μm was formed. Thus, a multilayer structure as shown in FIG. 2 was obtained. Next, as shown in FIG. 3, an SiO 2 layer 11 was formed to a thickness of 2000 ° on the I layer 5 by sputtering. Next, a photoresist 12 was applied on the SiO 2 layer 11, and the photoresist 12 was formed by photolithography into a pattern in which the photoresist at the electrode formation site for the high carrier concentration N + layer 3 was removed.

【0024】次に、図4に示すように、フォトレジスト
12によって覆われていないSiO2層11をフッ酸系エッ
チング液で除去した。次に、図5に示すように、フォト
レジスト12及びSiO2層11によって覆われていない部
位のI層5とその下の低キャリア濃度N層4と高キャリ
ア濃度N+ 層3の上面一部を、真空度0.04Torr、高周波
電力0.44W/cm2 、CCl2F2ガスを10ml/分で供給しドライ
エッチングした後、Arでドライエッチングした。次に、
図6に示すように、I層5上に残っているSiO2層11を
フッ酸で除去した。
Next, as shown in FIG. 4, the SiO 2 layer 11 not covered with the photoresist 12 was removed with a hydrofluoric acid-based etchant. Next, as shown in FIG. 5, a part of the upper surface of the I layer 5 which is not covered by the photoresist 12 and the SiO 2 layer 11, and the low carrier concentration N layer 4 and the high carrier concentration N + layer 3 thereunder. Was dry-etched by supplying a CCl 2 F 2 gas at a vacuum degree of 0.04 Torr, high-frequency power of 0.44 W / cm 2 and CCl 2 F 2 gas at 10 ml / min, and then dry-etching with Ar. next,
As shown in FIG. 6, the SiO 2 layer 11 remaining on the I layer 5 was removed with hydrofluoric acid.

【0025】次に、図7に示すように、試料の上全面に
Al層13を蒸着により形成した。そして、そのAl層13
の上にフォトレジスト14を塗布して、フォトリソグラ
フにより、そのフォトレジスト14が高キャリア濃度N
+ 層3及びI層5に対する電極部が残るように、所定形
状にパターン形成した。次に、図7に示すようにそのフ
ォトレジスト14をマスクとして下層のAl層13の露出
部を硝酸系エッチング液でエッチングし、フォトレジス
ト14をアセトンで除去し、高キャリア濃度N+ 層3の
電極8、I層5の電極7を形成した。
Next, as shown in FIG.
The Al layer 13 was formed by vapor deposition. And the Al layer 13
Is coated on the photoresist 14 and the photoresist 14 has a high carrier concentration N by photolithography.
A pattern was formed in a predetermined shape so that the electrode portions for the + layer 3 and the I layer 5 remained. Next, as shown in FIG. 7, the exposed portion of the lower Al layer 13 is etched with a nitric acid-based etchant using the photoresist 14 as a mask, the photoresist 14 is removed with acetone, and the high carrier concentration N + layer 3 is removed. The electrode 8 and the electrode 7 of the I layer 5 were formed.

【0026】このようにして、図1に示す構造の窒化ガ
リウム系発光素を製造することができる。上記の製造過
程において、高キャリア濃度N+ 層3を気相成長させる
とき、H2を20 l/分、他の原料ガスとしてのNH3 を10 l
/分及び、-15 ℃に保持した TMGをバブリングさせたH2
を100cc/分で流し、シリコンを含むガスとしてH2で0.86
ppm まで希釈したシラン(SiH4)を10cc/ 分〜300 cc/ 分
の範囲で制御することにより、高キャリア濃度N+ 層3
の抵抗率は、図8に示すように、3 ×10-1Ωcmから8×1
0-3Ωcmまで変化させることができる。同様に、高キャ
リア濃度N+ 層3のキャリア濃度は、図8に示すよう
に、6×1016から3×1018/cm3 まで変化させるこ
とができる。
Thus, a gallium nitride-based light emitting device having the structure shown in FIG. 1 can be manufactured. In the above manufacturing process, when the high carrier concentration N + layer 3 is vapor-phase grown, H 2 is 20 l / min and NH 3 as another source gas is 10 l / min.
/ Min and H 2 bubbled with TMG maintained at -15 ° C
The flowed at 100 cc / min, 0.86 with H 2 as a gas containing silicon
By controlling silane (SiH 4 ) diluted to ppm in the range of 10 cc / min to 300 cc / min, a high carrier concentration N + layer 3
As shown in FIG. 8, the resistivity of 3 × 10 −1 Ωcm to 8 × 1
It can be changed to 0 -3 Ωcm. Similarly, the carrier concentration of the high carrier concentration N + layer 3 can be changed from 6 × 10 16 to 3 × 10 18 / cm 3 as shown in FIG.

【0027】なお、上記方法では、シラン(SiH4)を制御
したが他の原料ガスの流量を制御しても良く、また、両
者の混合比率を制御して抵抗率を変化させても良い。ま
た、本実施例ではSiドーパント材料としてシランを使用
したが、Siを含む有機化合物例えばテトラエチルシラン
(Si(C2H5)4) などをH2でバブリングしたガスを用いても
良い。このようにして、高キャリア濃度N+ 層3と低キ
ャリ濃度N層4とを抵抗率の制御可能状態で形成するこ
とができた。
In the above method, silane (SiH 4 ) is controlled. However, the flow rate of another source gas may be controlled, or the mixing ratio of the two may be controlled to change the resistivity. In this example, silane was used as the Si dopant material, but an organic compound containing Si, for example, tetraethylsilane
A gas in which (Si (C 2 H 5 ) 4 ) or the like is bubbled with H 2 may be used. Thus, the high carrier concentration N + layer 3 and the low carrier concentration N layer 4 were formed in a state where the resistivity was controllable.

【0028】この結果、上記の方法で製造された発光ダ
イオード10の発光強度は、0.2mcdであり、従来のI層
とN層とから成る発光ダイオードの発光強度の4倍に向
上した。又、発光面を観察した所、発光点の数が増加し
ていることも観察された。
As a result, the light emitting intensity of the light emitting diode 10 manufactured by the above method was 0.2 mcd, which was four times higher than that of the conventional light emitting diode having the I layer and the N layer. When the light emitting surface was observed, it was also observed that the number of light emitting points increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の具体的な一実施例に係る発光ダイオー
ドの構成を示した構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a light emitting diode according to a specific embodiment of the present invention.

【図2】同実施例の発光ダイオードの製造工程を示した
断面図
FIG. 2 is a sectional view showing a manufacturing process of the light emitting diode of the embodiment.

【図3】同実施例の発光ダイオードの製造工程を示した
断面図
FIG. 3 is a sectional view showing a manufacturing process of the light-emitting diode of the embodiment.

【図4】同実施例の発光ダイオードの製造工程を示した
断面図
FIG. 4 is a sectional view showing a manufacturing process of the light emitting diode of the embodiment.

【図5】同実施例の発光ダイオードの製造工程を示した
断面図
FIG. 5 is a sectional view showing a manufacturing process of the light-emitting diode of the embodiment.

【図6】同実施例の発光ダイオードの製造工程を示した
断面図
FIG. 6 is a sectional view showing a manufacturing process of the light-emitting diode of the example.

【図7】同実施例の発光ダイオードの製造工程を示した
断面図
FIG. 7 is a sectional view showing a manufacturing process of the light emitting diode of the embodiment.

【図8】シランガスの流量と気相成長されたN層の電気
的特性との関係を示した測定図。
FIG. 8 is a measurement diagram showing the relationship between the flow rate of a silane gas and the electrical characteristics of a vapor-grown N layer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…発光ダイオード 1…サファイア基板 2…バッファ層 3…高キャリア濃度N+ 層 4…低キャリア濃度N層 5…I層 7,8…電極DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Light emitting diode 1 ... Sapphire substrate 2 ... Buffer layer 3 ... High carrier concentration N + layer 4 ... Low carrier concentration N layer 5 ... I layer 7, 8 ... Electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 396020800 科学技術振興事業団 埼玉県川口市本町4丁目1番8号 (72)発明者 佐々 道成 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑1 番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 真部 勝英 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑1 番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 馬淵 彰 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑1 番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 加藤 久喜 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑1 番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 橋本 雅文 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 (72)発明者 赤崎 勇 愛知県名古屋市千種区不老町(番地なし) 名古屋大学内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (71) Applicant 396020800 Japan Science and Technology Agency 4-1-8, Honcho, Kawaguchi-shi, Saitama (72) Inventor Michinari Saga 1 Ochiai-Ochiai, Kasuga-cho, Nishikasugai-gun, Aichi Prefecture Toyoda Gosei Inside (72) Inventor Katsuhide Shinbe 1 Ochiai Nagahata, Kasuga-cho, Nishi-Kasugai-gun, Aichi Prefecture Inside Toyoda Gosei Co., Ltd. In-house (72) Kuki Kato, Inventor 1 at Nagata, Ochiai, Kasuga-cho, Nishi-Kasugai-gun, Aichi Prefecture Inside Toyoda Gosei Co., Ltd. ) Inventor Isamu Akasaki Naoichi-shi, Aichi

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】サファイア基板と、前記サファイア基板上
に有機金属化合物気相成長法により形成されシリコンが
所定濃度で添加されることによりキャリア濃度が6×1
16〜3×1018/cm3 の範囲の所望の値に設定された
n型窒化ガリウム系化合物半導体層とを有する窒化ガリ
ウム系化合物半導体発光素子。
1. A sapphire substrate, and a carrier concentration of 6.times.1 is formed on the sapphire substrate by a metalorganic compound vapor deposition method and silicon is added at a predetermined concentration.
A gallium nitride-based compound semiconductor light emitting device having an n-type gallium nitride-based compound semiconductor layer set to a desired value in the range of 0 16 to 3 × 10 18 / cm 3 .
【請求項2】前記n型窒化ガリウム系化合物半導体層は
AlXGa1-XN(X =0を含む) から成ることを特徴とする請求
項1に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
2. The method according to claim 1, wherein the n-type gallium nitride-based compound semiconductor layer is
The gallium nitride-based compound semiconductor light emitting device according to claim 1, comprising Al X Ga 1-X N (including X = 0).
【請求項3】前記n型窒化ガリウム系化合物半導体はGa
N から成ることを特徴とする請求項1に記載の窒化ガリ
ウム系化合物半導体発光素子。
3. The n-type gallium nitride-based compound semiconductor is Ga
The gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting device according to claim 1, comprising N 2.
【請求項4】前記サファイア基板上にバッファ層が形成
され、そのバッファ層上に前記n型窒化ガリウム系化合
物半導体層が形成されたことを特徴とする請求項1乃至
請求項3のいずれか1項に記載の窒化ガリウム系化合物
半導体発光素子。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein a buffer layer is formed on said sapphire substrate, and said n-type gallium nitride-based compound semiconductor layer is formed on said buffer layer. 12. The gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting device according to item 10.
【請求項5】前記バッファ層は、前記n型窒化ガリウム
系化合物半導体層の成長温度より低温で、サファイア基
板上に有機金属化合物気相成長法により形成されること
を特徴とする請求項4に記載の窒化ガリウム系化合物半
導体発光素子。
5. The method according to claim 4, wherein the buffer layer is formed on a sapphire substrate at a temperature lower than a growth temperature of the n-type gallium nitride-based compound semiconductor layer by a metal organic compound vapor deposition method. The gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting device according to the above.
【請求項6】前記バッファ層は約400℃の温度で成長
されることを特徴とする請求項5に記載の窒化ガリウム
系化合物半導体発光素子。
6. The gallium nitride based compound semiconductor light emitting device according to claim 5, wherein said buffer layer is grown at a temperature of about 400 ° C.
【請求項7】同一面側に形成された2つの電極を有し、
そのうち一方の電極は、前記n型窒化ガリウム系化合物
半導体層に形成されていることを特徴とする請求項1乃
至請求項6のいずれか1項に記載の窒化ガリウム系化合
物半導体発光素子。
7. It has two electrodes formed on the same surface side,
The gallium nitride-based compound semiconductor light emitting device according to any one of claims 1 to 6, wherein one of the electrodes is formed on the n-type gallium nitride-based compound semiconductor layer.
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