JPH1051028A - 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 - Google Patents
窒化ガリウム系化合物半導体発光素子Info
- Publication number
- JPH1051028A JPH1051028A JP20725196A JP20725196A JPH1051028A JP H1051028 A JPH1051028 A JP H1051028A JP 20725196 A JP20725196 A JP 20725196A JP 20725196 A JP20725196 A JP 20725196A JP H1051028 A JPH1051028 A JP H1051028A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- active layer
- acceptor
- donor
- light emitting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【課題】 発光波長のシフトを抑制し、発光の安定化を
図ることができる窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
を提供することを課題とする。 【解決手段】 基板上にＩｎX ＡｌY Ｇａ1-X-Y Ｎ（０
≦Ｘ≦１，０≦Ｙ≦１，０≦Ｘ＋Ｙ≦１）で構成される
複数の半導体層を順次積層してなる窒化ガリウム系化合
物半導体発光素子において、第１の導電型を有する第１
のクラッド層７と、第１のクラッド層７の上部に形成さ
れ、発光波長の異なる少なくとも２つの領域を有する活
性層９と、活性層９の上部に形成され、第２の導電型を
有する第２のクラッド層１１とを少なくとも具備するよ
うに構成される。
図ることができる窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
を提供することを課題とする。 【解決手段】 基板上にＩｎX ＡｌY Ｇａ1-X-Y Ｎ（０
≦Ｘ≦１，０≦Ｙ≦１，０≦Ｘ＋Ｙ≦１）で構成される
複数の半導体層を順次積層してなる窒化ガリウム系化合
物半導体発光素子において、第１の導電型を有する第１
のクラッド層７と、第１のクラッド層７の上部に形成さ
れ、発光波長の異なる少なくとも２つの領域を有する活
性層９と、活性層９の上部に形成され、第２の導電型を
有する第２のクラッド層１１とを少なくとも具備するよ
うに構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、不純物を導入して
所望の発光色を得る窒化ガリウム系化合物半導体発光素
子に関し、特に、発光波長のシフトを抑制し、発光の安
定化を図ることができる窒化ガリウム系化合物半導体発
光素子に関する。
所望の発光色を得る窒化ガリウム系化合物半導体発光素
子に関し、特に、発光波長のシフトを抑制し、発光の安
定化を図ることができる窒化ガリウム系化合物半導体発
光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の窒化ガリウム系化合物半
導体発光素子としては、例えば、次のようなものがあっ
た。
導体発光素子としては、例えば、次のようなものがあっ
た。
【０００３】図３は、従来の窒化ガリウム系化合物半導
体発光素子の構造を示す断面図であり、ここでは、従来
の発光素子としてＩｎＧａＮ／ＡｌＧａＮダブルへテロ
構造高輝度青色発光素子を用いて説明する。
体発光素子の構造を示す断面図であり、ここでは、従来
の発光素子としてＩｎＧａＮ／ＡｌＧａＮダブルへテロ
構造高輝度青色発光素子を用いて説明する。
【０００４】同図において、この発光素子は、サファイ
ア基板１０１上に、まず、ＧａＮバッファ層１０３を成
長させ、次に、順次ｎ型ＧａＮコンタクト層１０５、ｎ
型ＡｌＧａＮクラッド層１０７、ＳｉとＺｎをドープし
たＩｎＧａＮ活性層１０９、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層
１１１、ｐ型ＧａＮコンタクト層１１３を結晶成長させ
た後、ｐ型ＧａＮコンタクト層１１３〜ｎ型ＡｌＧａＮ
クラッド層１０７の一部をエッチング除去してｎ型Ｇａ
Ｎコンタクト層１０５の一部を露出させ、ｐ型ＧａＮコ
ンタクト層１１３上にアノード電極１１５、ｎ型ＧａＮ
コンタクト層１０５上にカソード電極１１７が形成され
ている。
ア基板１０１上に、まず、ＧａＮバッファ層１０３を成
長させ、次に、順次ｎ型ＧａＮコンタクト層１０５、ｎ
型ＡｌＧａＮクラッド層１０７、ＳｉとＺｎをドープし
たＩｎＧａＮ活性層１０９、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層
１１１、ｐ型ＧａＮコンタクト層１１３を結晶成長させ
た後、ｐ型ＧａＮコンタクト層１１３〜ｎ型ＡｌＧａＮ
クラッド層１０７の一部をエッチング除去してｎ型Ｇａ
Ｎコンタクト層１０５の一部を露出させ、ｐ型ＧａＮコ
ンタクト層１１３上にアノード電極１１５、ｎ型ＧａＮ
コンタクト層１０５上にカソード電極１１７が形成され
ている。
【０００５】このような上記発光素子は、ＩｎＧａＮ活
性層１０９を両側からよりバンドギャップの大きいｎ型
ＡｌＧａＮクラッド層１０７とｐ型ＡｌＧａＮクラッド
層１１１で挟んだ構造（ダブルへテロ構造）とすること
により、電子と正孔がそれぞれｎ型ＡｌＧａＮクラッド
層１０７、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１１１からＩｎＧ
ａＮ活性層１０９中に多量に注入され、高効率で再結合
して発光するので、非常に高い輝度を得ることができ
る。
性層１０９を両側からよりバンドギャップの大きいｎ型
ＡｌＧａＮクラッド層１０７とｐ型ＡｌＧａＮクラッド
層１１１で挟んだ構造（ダブルへテロ構造）とすること
により、電子と正孔がそれぞれｎ型ＡｌＧａＮクラッド
層１０７、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１１１からＩｎＧ
ａＮ活性層１０９中に多量に注入され、高効率で再結合
して発光するので、非常に高い輝度を得ることができ
る。
【０００６】ここで、上記ＩｎＧａＮ活性層１０９にド
ナー不純物のＳｉとアクセプター不純物のＺｎを同時に
添加するのは、上記発光素子は、ドナー -アクセプター
対の間の再結合により青色の発光を実現しているからで
ある。というのは、ＩｎX Ｇａ1-X Ｎ活性層１０９のＩ
ｎ組成比Ｘを変化させ、そのバンドギャップエネルギー
を所定の値とすることで青色の発光を実現することは原
理的には可能であるが、現実には発光効率等の問題から
青色を発光するＩｎＧａＮ活性層１０９を形成すること
は容易ではないからである。
ナー不純物のＳｉとアクセプター不純物のＺｎを同時に
添加するのは、上記発光素子は、ドナー -アクセプター
対の間の再結合により青色の発光を実現しているからで
ある。というのは、ＩｎX Ｇａ1-X Ｎ活性層１０９のＩ
ｎ組成比Ｘを変化させ、そのバンドギャップエネルギー
を所定の値とすることで青色の発光を実現することは原
理的には可能であるが、現実には発光効率等の問題から
青色を発光するＩｎＧａＮ活性層１０９を形成すること
は容易ではないからである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、上記
窒化ガリウム系化合物半導体発光素子では、青色の発光
を実現するために図３のＩｎＧａＮ活性層１０９中にド
ナー不純物のＳｉとアクセプター不純物のＺｎを同時に
添加してドナー -アクセプター対の間の再結合により青
色の発光を実現しているが、例えば、別のアクセプター
不純物であるＭｇをさらに導入し、Ｓｉ（ドナー） -Ｚ
ｎ（アクセプター）対の間の再結合による発光とＳｉ
（ドナー） -Ｍｇ（アクセプター）対の間の再結合によ
る発光とを合成して取り出す場合には次のような不具合
があった。
窒化ガリウム系化合物半導体発光素子では、青色の発光
を実現するために図３のＩｎＧａＮ活性層１０９中にド
ナー不純物のＳｉとアクセプター不純物のＺｎを同時に
添加してドナー -アクセプター対の間の再結合により青
色の発光を実現しているが、例えば、別のアクセプター
不純物であるＭｇをさらに導入し、Ｓｉ（ドナー） -Ｚ
ｎ（アクセプター）対の間の再結合による発光とＳｉ
（ドナー） -Ｍｇ（アクセプター）対の間の再結合によ
る発光とを合成して取り出す場合には次のような不具合
があった。
【０００８】それは、かかる場合にはＩｎＧａＮ活性層
１０９中に２つのアクセプター準位が存在することにな
るが、一般に、深い準位程注入されるキャリアを捕獲し
やすく、かつ、寿命も長いので、最初にＳｉ（ドナー）
-Ｚｎ（アクセプター）対の間の再結合による発光が起
こり、上記発光が飽和した後にＳｉ（ドナー） -Ｍｇ
（アクセプター）対の間の再結合による発光が生じる場
合があり、そのため、注入電流により発光波長が変化し
てしまう可能性があったのである。
１０９中に２つのアクセプター準位が存在することにな
るが、一般に、深い準位程注入されるキャリアを捕獲し
やすく、かつ、寿命も長いので、最初にＳｉ（ドナー）
-Ｚｎ（アクセプター）対の間の再結合による発光が起
こり、上記発光が飽和した後にＳｉ（ドナー） -Ｍｇ
（アクセプター）対の間の再結合による発光が生じる場
合があり、そのため、注入電流により発光波長が変化し
てしまう可能性があったのである。
【０００９】本発明は上記事情に鑑みて成されたもので
あり、その目的は、発光波長のシフトを抑制し、発光の
安定化を図ることができる窒化ガリウム系化合物半導体
発光素子を提供することにある。
あり、その目的は、発光波長のシフトを抑制し、発光の
安定化を図ることができる窒化ガリウム系化合物半導体
発光素子を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに請求項１記載の発明は、基板上にＩｎX ＡｌY Ｇａ
1-X-Y Ｎ（０≦Ｘ≦１，０≦Ｙ≦１，０≦Ｘ＋Ｙ≦１）
で構成される複数の半導体層を順次積層してなる窒化ガ
リウム系化合物半導体発光素子において、第１の導電型
を有する第１のクラッド層と、該第１のクラッド層の上
部に形成され、発光波長の異なる少なくとも２つの領域
を有する活性層と、該活性層の上部に形成され、第２の
導電型を有する第２のクラッド層とを少なくとも具備す
ることを特徴とする。
めに請求項１記載の発明は、基板上にＩｎX ＡｌY Ｇａ
1-X-Y Ｎ（０≦Ｘ≦１，０≦Ｙ≦１，０≦Ｘ＋Ｙ≦１）
で構成される複数の半導体層を順次積層してなる窒化ガ
リウム系化合物半導体発光素子において、第１の導電型
を有する第１のクラッド層と、該第１のクラッド層の上
部に形成され、発光波長の異なる少なくとも２つの領域
を有する活性層と、該活性層の上部に形成され、第２の
導電型を有する第２のクラッド層とを少なくとも具備す
ることを特徴とする。
【００１１】上記構成によれば、例えば、Ｓｉ（ドナ
ー） -Ｚｎ（アクセプター）対の間の再結合による発光
とＳｉ（ドナー） -Ｍｇ（アクセプター）対の間の再結
合による発光とを合成して取り出す場合には、活性層に
ドナー不純物のＳｉとアクセプター不純物のＺｎを同時
に添加した領域と、ドナー不純物のＳｉとアクセプター
不純物のＭｇを同時に添加した領域を形成することによ
り、Ｓｉ（ドナー） -Ｚｎ（アクセプター）対の間の再
結合による発光とＳｉ（ドナー） -Ｍｇ（アクセプタ
ー）対の間の再結合による発光を別々の領域から取り出
すことができるので、従来では問題となった最初にＳｉ
（ドナー） -Ｚｎ（アクセプター）対の間の再結合によ
る発光が起こり、上記発光が飽和した後にＳｉ（ドナ
ー） -Ｍｇ（アクセプター）対の間の再結合による発光
が生じる現象を抑制し、２つの発光を合成して取り出す
ことができる。
ー） -Ｚｎ（アクセプター）対の間の再結合による発光
とＳｉ（ドナー） -Ｍｇ（アクセプター）対の間の再結
合による発光とを合成して取り出す場合には、活性層に
ドナー不純物のＳｉとアクセプター不純物のＺｎを同時
に添加した領域と、ドナー不純物のＳｉとアクセプター
不純物のＭｇを同時に添加した領域を形成することによ
り、Ｓｉ（ドナー） -Ｚｎ（アクセプター）対の間の再
結合による発光とＳｉ（ドナー） -Ｍｇ（アクセプタ
ー）対の間の再結合による発光を別々の領域から取り出
すことができるので、従来では問題となった最初にＳｉ
（ドナー） -Ｚｎ（アクセプター）対の間の再結合によ
る発光が起こり、上記発光が飽和した後にＳｉ（ドナ
ー） -Ｍｇ（アクセプター）対の間の再結合による発光
が生じる現象を抑制し、２つの発光を合成して取り出す
ことができる。
【００１２】請求項２記載の発明は、請求項１記載の窒
化ガリウム系化合物半導体発光素子において、さらに、
前記第２のクラッド層の上部に形成されるコンタクト層
と、該コンタクト層の少なくとも一部の上部に形成され
る絶縁層と、該絶縁層及び前記第２のクラッド層の少な
くとも一部の上部に形成される第１の金属電極層と、該
第１の金属電極層の少なくとも一部の上部に形成される
第２の金属電極層とからなる電極部を少なくとも具備す
ることを特徴とする。
化ガリウム系化合物半導体発光素子において、さらに、
前記第２のクラッド層の上部に形成されるコンタクト層
と、該コンタクト層の少なくとも一部の上部に形成され
る絶縁層と、該絶縁層及び前記第２のクラッド層の少な
くとも一部の上部に形成される第１の金属電極層と、該
第１の金属電極層の少なくとも一部の上部に形成される
第２の金属電極層とからなる電極部を少なくとも具備す
ることを特徴とする。
【００１３】上記構成によれば、アノード電極である第
１の金属電極層とは別にボンディング用電極である第２
の金属電極層を形成し、第１の金属電極層に直接ボンデ
ィングワイヤーを接続することがなくなるので、ワイヤ
ーの張力により第１の金属電極が剥がれてしまうことが
なくなり、素子歩留まりを大幅に向上させることができ
る。また、第２の金属電極層直下に電流阻止層である絶
縁層を形成することで、第２の金属電極層直下のコンタ
クト層には電流を流さず、第２の金属電極層の無い範囲
に効率良く電流を流して発光効率を向上させることがで
きる。
１の金属電極層とは別にボンディング用電極である第２
の金属電極層を形成し、第１の金属電極層に直接ボンデ
ィングワイヤーを接続することがなくなるので、ワイヤ
ーの張力により第１の金属電極が剥がれてしまうことが
なくなり、素子歩留まりを大幅に向上させることができ
る。また、第２の金属電極層直下に電流阻止層である絶
縁層を形成することで、第２の金属電極層直下のコンタ
クト層には電流を流さず、第２の金属電極層の無い範囲
に効率良く電流を流して発光効率を向上させることがで
きる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態について説明する。
の形態について説明する。
【００１５】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る
窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の構造を示す断面
図である。従来技術と同様に、本実施の形態において
も、ＩｎＡｌＧａＮ系半導体で構成されるＩｎＧａＮ／
ＡｌＧａＮダブルへテロ構造高輝度青色発光素子を用い
て説明する。
窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の構造を示す断面
図である。従来技術と同様に、本実施の形態において
も、ＩｎＡｌＧａＮ系半導体で構成されるＩｎＧａＮ／
ＡｌＧａＮダブルへテロ構造高輝度青色発光素子を用い
て説明する。
【００１６】同図において、この発光素子は、サファイ
ア基板１上に、まず、ＧａＮバッファ層３を成長させ、
次に、順次ｎ型ＧａＮコンタクト層５、ｎ型ＡｌＧａＮ
クラッド層７、ＩｎＧａＮ活性層９、ｐ型ＡｌＧａＮク
ラッド層１１、ｐ型ＧａＮコンタクト層１３を結晶成長
させた後、ｐ型ＧａＮコンタクト層１３〜ｎ型ＡｌＧａ
Ｎクラッド層７の一部をエッチング除去してｎ型ＧａＮ
コンタクト層５の一部を露出させ、ｐ型ＧａＮコンタク
ト層１３上にアノード電極１５、ｎ型ＧａＮコンタクト
層５上にカソード電極１７が形成されている。
ア基板１上に、まず、ＧａＮバッファ層３を成長させ、
次に、順次ｎ型ＧａＮコンタクト層５、ｎ型ＡｌＧａＮ
クラッド層７、ＩｎＧａＮ活性層９、ｐ型ＡｌＧａＮク
ラッド層１１、ｐ型ＧａＮコンタクト層１３を結晶成長
させた後、ｐ型ＧａＮコンタクト層１３〜ｎ型ＡｌＧａ
Ｎクラッド層７の一部をエッチング除去してｎ型ＧａＮ
コンタクト層５の一部を露出させ、ｐ型ＧａＮコンタク
ト層１３上にアノード電極１５、ｎ型ＧａＮコンタクト
層５上にカソード電極１７が形成されている。
【００１７】ここまでは、従来の発光素子と同様であ
り、本実施の形態が従来の発光素子と異なる点は、図１
に示すようにＩｎＧａＮ活性層９が第１のＩｎＧａＮ活
性層９Ａと第２のＩｎＧａＮ活性層９Ｂから構成されて
いる点であり、まさにこの点が本実施の形態の特徴なの
である。以下、続けて説明する。
り、本実施の形態が従来の発光素子と異なる点は、図１
に示すようにＩｎＧａＮ活性層９が第１のＩｎＧａＮ活
性層９Ａと第２のＩｎＧａＮ活性層９Ｂから構成されて
いる点であり、まさにこの点が本実施の形態の特徴なの
である。以下、続けて説明する。
【００１８】従来技術で説明したように、例えば、Ｓｉ
（ドナー） -Ｚｎ（アクセプター）対の間の再結合によ
る発光とＳｉ（ドナー） -Ｍｇ（アクセプター）対の間
の再結合による発光とを合成して取り出す場合には、Ｉ
ｎＧａＮ活性層９中に上記２つのアクセプター不純物Ｚ
ｎ、Ｍｇを導入する必要があるが、従来の発光素子で
は、最初にＳｉ（ドナー） -Ｚｎ（アクセプター）対の
間の再結合による発光が起こり、上記発光が飽和した後
にＳｉ（ドナー） -Ｍｇ（アクセプター）対の間の再結
合による発光が生じ、その結果、注入電流により発光波
長が変化してしまう可能性があった。このため、本実施
の形態においては、上述したように、ＩｎＧａＮ活性層
９を第１のＩｎＧａＮ活性層９Ａと第２のＩｎＧａＮ活
性層９Ｂから構成し、第１のＩｎＧａＮ活性層９Ａにド
ナー不純物のＳｉとアクセプター不純物のＺｎを同時に
添加し、第２のＩｎＧａＮ活性層９Ｂにドナー不純物の
Ｓｉとアクセプター不純物のＭｇを同時に添加し、第１
のＩｎＧａＮ活性層９ＡからはＳｉ（ドナー） -Ｚｎ
（アクセプター）対の間の再結合による発光を取り出
し、第２のＩｎＧａＮ活性層９ＢからはＳｉ（ドナー）
-Ｍｇ（アクセプター）対の間の再結合による発光を取
り出すことにより、従来の発光素子で問題となった最初
にＳｉ（ドナー） -Ｚｎ（アクセプター）対の間の再結
合による発光が起こり、上記発光が飽和した後にＳｉ
（ドナー） -Ｍｇ（アクセプター）対の間の再結合によ
る発光が生じる現象を抑制し、２つの発光を合成して取
り出すことができるのである。また、第１のＩｎＧａＮ
活性層９Ａと第２のＩｎＧａＮ活性層９Ｂから構成され
るＩｎＧａＮ活性層９の形成方法としては種々の方法が
あるが、例えば、第１のＩｎＧａＮ活性層９Ａとなる領
域と第２のＩｎＧａＮ活性層９Ｂとなる領域それぞれに
導入されるアクセプター不純物をイオン注入により形成
する方法や選択成長により第１のＩｎＧａＮ活性層９Ａ
と第２のＩｎＧａＮ活性層９Ｂを別々に形成する方法が
ある。
（ドナー） -Ｚｎ（アクセプター）対の間の再結合によ
る発光とＳｉ（ドナー） -Ｍｇ（アクセプター）対の間
の再結合による発光とを合成して取り出す場合には、Ｉ
ｎＧａＮ活性層９中に上記２つのアクセプター不純物Ｚ
ｎ、Ｍｇを導入する必要があるが、従来の発光素子で
は、最初にＳｉ（ドナー） -Ｚｎ（アクセプター）対の
間の再結合による発光が起こり、上記発光が飽和した後
にＳｉ（ドナー） -Ｍｇ（アクセプター）対の間の再結
合による発光が生じ、その結果、注入電流により発光波
長が変化してしまう可能性があった。このため、本実施
の形態においては、上述したように、ＩｎＧａＮ活性層
９を第１のＩｎＧａＮ活性層９Ａと第２のＩｎＧａＮ活
性層９Ｂから構成し、第１のＩｎＧａＮ活性層９Ａにド
ナー不純物のＳｉとアクセプター不純物のＺｎを同時に
添加し、第２のＩｎＧａＮ活性層９Ｂにドナー不純物の
Ｓｉとアクセプター不純物のＭｇを同時に添加し、第１
のＩｎＧａＮ活性層９ＡからはＳｉ（ドナー） -Ｚｎ
（アクセプター）対の間の再結合による発光を取り出
し、第２のＩｎＧａＮ活性層９ＢからはＳｉ（ドナー）
-Ｍｇ（アクセプター）対の間の再結合による発光を取
り出すことにより、従来の発光素子で問題となった最初
にＳｉ（ドナー） -Ｚｎ（アクセプター）対の間の再結
合による発光が起こり、上記発光が飽和した後にＳｉ
（ドナー） -Ｍｇ（アクセプター）対の間の再結合によ
る発光が生じる現象を抑制し、２つの発光を合成して取
り出すことができるのである。また、第１のＩｎＧａＮ
活性層９Ａと第２のＩｎＧａＮ活性層９Ｂから構成され
るＩｎＧａＮ活性層９の形成方法としては種々の方法が
あるが、例えば、第１のＩｎＧａＮ活性層９Ａとなる領
域と第２のＩｎＧａＮ活性層９Ｂとなる領域それぞれに
導入されるアクセプター不純物をイオン注入により形成
する方法や選択成長により第１のＩｎＧａＮ活性層９Ａ
と第２のＩｎＧａＮ活性層９Ｂを別々に形成する方法が
ある。
【００１９】なお、上述したｎ型ＡｌＧａＮクラッド層
７及びｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１１のバンドギャップ
をＩｎＧａＮ活性層９（第１のＩｎＧａＮ活性層９Ａと
第２のＩｎＧａＮ活性層９Ｂ）のバンドギャップよりも
大きくなるように組成比を調整・設定することで、Ｉｎ
ＧａＮ活性層９へ注入されるキャリアの量を多くし、発
光強度を一層向上させることができる。
７及びｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１１のバンドギャップ
をＩｎＧａＮ活性層９（第１のＩｎＧａＮ活性層９Ａと
第２のＩｎＧａＮ活性層９Ｂ）のバンドギャップよりも
大きくなるように組成比を調整・設定することで、Ｉｎ
ＧａＮ活性層９へ注入されるキャリアの量を多くし、発
光強度を一層向上させることができる。
【００２０】ここで、アノード電極１５上にはボンディ
ング用電極２１が形成されると共に、ボンディング用電
極２１直下のアノード電極１５とｐ型ＧａＮコンタクト
層１３間にはＳｉＯ2 膜等の絶縁膜である電流阻止層１
９が形成されている点について説明する。
ング用電極２１が形成されると共に、ボンディング用電
極２１直下のアノード電極１５とｐ型ＧａＮコンタクト
層１３間にはＳｉＯ2 膜等の絶縁膜である電流阻止層１
９が形成されている点について説明する。
【００２１】アノード電極１５は、発光を素子外部に取
り出すことができるよう透光性を有する電極である。具
体的には、ＩＴＯ薄膜（indium tin oxide薄膜）のよう
な金属と酸素の化合物から形成されるが、Ｎｉ、Ａｕ、
Ｐｔ等の金属を非常に薄く蒸着、スパッタリング等する
ことにより形成してもよい。
り出すことができるよう透光性を有する電極である。具
体的には、ＩＴＯ薄膜（indium tin oxide薄膜）のよう
な金属と酸素の化合物から形成されるが、Ｎｉ、Ａｕ、
Ｐｔ等の金属を非常に薄く蒸着、スパッタリング等する
ことにより形成してもよい。
【００２２】電流阻止層１９は、後述するボンディング
用電極２１下に形成されており、注入される電流がボン
ディング用電極２１下のｐ型ＧａＮコンタクト層１３に
まで流れることを防いでいる。これは、ボンディング用
電極２１はアノード電極１５のように透光性を持たず、
ボンディング用電極２１直下で光が放出されても外に取
り出すことができないので、ボンディング用電極２１直
下に電流阻止層１９を形成することでボンディング用電
極２１直下のｐ型ＧａＮコンタクト層１３には電流を流
さず、ボンディング用電極２１のない範囲に効率良く電
流を流して発光効率を向上させるものである。
用電極２１下に形成されており、注入される電流がボン
ディング用電極２１下のｐ型ＧａＮコンタクト層１３に
まで流れることを防いでいる。これは、ボンディング用
電極２１はアノード電極１５のように透光性を持たず、
ボンディング用電極２１直下で光が放出されても外に取
り出すことができないので、ボンディング用電極２１直
下に電流阻止層１９を形成することでボンディング用電
極２１直下のｐ型ＧａＮコンタクト層１３には電流を流
さず、ボンディング用電極２１のない範囲に効率良く電
流を流して発光効率を向上させるものである。
【００２３】ボンディング用電極２１は、ボンディング
ワイヤーが接続される電極であり、その膜厚は十分厚い
ものである。アノード電極１５と別途に設けられている
のは、上述したように、アノード電極１５の膜厚を非常
に薄くしているためにアノード電極１５上に直接ワイヤ
ーボンディングすると、ワイヤーの張力により、ｐ型Ｇ
ａＮコンタクト層１３との密着性によってはアノード電
極１５が剥がれてしまうことがあるからであり、ボンデ
ィング用電極２１を別途設けることにより、かかる問題
を回避し、素子歩留まりを大幅に向上させるものであ
る。
ワイヤーが接続される電極であり、その膜厚は十分厚い
ものである。アノード電極１５と別途に設けられている
のは、上述したように、アノード電極１５の膜厚を非常
に薄くしているためにアノード電極１５上に直接ワイヤ
ーボンディングすると、ワイヤーの張力により、ｐ型Ｇ
ａＮコンタクト層１３との密着性によってはアノード電
極１５が剥がれてしまうことがあるからであり、ボンデ
ィング用電極２１を別途設けることにより、かかる問題
を回避し、素子歩留まりを大幅に向上させるものであ
る。
【００２４】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。
説明する。
【００２５】図２は、本発明の第２の実施の形態に係る
窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の構造を示す図で
あり、図２（ａ）は、その平面図、図２（ｂ）は、図２
（ａ）のＡ−Ｂ部における断面図である。なお、図１と
同一部分には同一符号が付してある。
窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の構造を示す図で
あり、図２（ａ）は、その平面図、図２（ｂ）は、図２
（ａ）のＡ−Ｂ部における断面図である。なお、図１と
同一部分には同一符号が付してある。
【００２６】本実施の形態は、一つのサファイア基板上
に図１に示す発光素子を複数設けることにより、一つの
チップで複数の発光色を得ることができるようにしたも
のである。図２に示すように、サファイア基板１、Ｇａ
Ｎバッファ層３、ｎ型ＧａＮコンタクト層５及びカソー
ド電極１７を共通部分とし、図１に示す発光素子２３、
２５及び２７を形成する。各発光素子のＩｎＧａＮ活性
層９の組成比、不純物を調整・設定し、例えば、発光素
子２３を赤色発光素子、発光素子２５を緑色発光素子、
発光素子２７を青色発光素子とすることで、各発光素子
を一つずつ点灯させるとそれぞれ赤、緑、青を表示し、
同時に点灯させると赤、緑、青が合成された色を表示す
ることが可能なマルチカラーの発光素子とすることがで
きる。
に図１に示す発光素子を複数設けることにより、一つの
チップで複数の発光色を得ることができるようにしたも
のである。図２に示すように、サファイア基板１、Ｇａ
Ｎバッファ層３、ｎ型ＧａＮコンタクト層５及びカソー
ド電極１７を共通部分とし、図１に示す発光素子２３、
２５及び２７を形成する。各発光素子のＩｎＧａＮ活性
層９の組成比、不純物を調整・設定し、例えば、発光素
子２３を赤色発光素子、発光素子２５を緑色発光素子、
発光素子２７を青色発光素子とすることで、各発光素子
を一つずつ点灯させるとそれぞれ赤、緑、青を表示し、
同時に点灯させると赤、緑、青が合成された色を表示す
ることが可能なマルチカラーの発光素子とすることがで
きる。
【００２７】活性層９は、選択成長やイオン注入により
第１の実施の形態同様作製することができる。不純物と
しては、II族元素のＣｄ、Ｈｇ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓ
ｒ、Ｂａ、Ｒａや、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａ
ｇ、Ｐｔの金属、IV族元素のＣ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂでも
よい。
第１の実施の形態同様作製することができる。不純物と
しては、II族元素のＣｄ、Ｈｇ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓ
ｒ、Ｂａ、Ｒａや、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａ
ｇ、Ｐｔの金属、IV族元素のＣ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂでも
よい。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、例
えば、Ｓｉ（ドナー） -Ｚｎ（アクセプター）対の間の
再結合による発光とＳｉ（ドナー） -Ｍｇ（アクセプタ
ー）対の間の再結合による発光とを合成して取り出す場
合には、活性層にＳｉ（ドナー） -Ｚｎ（アクセプタ
ー）対の間の再結合による発光を行う領域とＳｉ（ドナ
ー） -Ｍｇ（アクセプター）対の間の再結合による発光
を行う領域とを別々に設けるようにしたので、電流注入
による発光波長のシフトを招くことなく、安定して２つ
の発光を合成して取り出すことが可能となる。
えば、Ｓｉ（ドナー） -Ｚｎ（アクセプター）対の間の
再結合による発光とＳｉ（ドナー） -Ｍｇ（アクセプタ
ー）対の間の再結合による発光とを合成して取り出す場
合には、活性層にＳｉ（ドナー） -Ｚｎ（アクセプタ
ー）対の間の再結合による発光を行う領域とＳｉ（ドナ
ー） -Ｍｇ（アクセプター）対の間の再結合による発光
を行う領域とを別々に設けるようにしたので、電流注入
による発光波長のシフトを招くことなく、安定して２つ
の発光を合成して取り出すことが可能となる。
【００２９】また、アノード電極とは別にボンディング
用電極を形成し、非常に薄い膜厚のアノード電極に直接
ボンディングワイヤーを接続することがなくなるので、
ワイヤーの張力によりアノード電極が剥がれてしまうこ
とがなくなり、素子歩留まりを大幅に向上させることが
できる。さらに、ボンディング用電極直下に電流阻止層
である絶縁層を形成することで、ボンディング用電極直
下のｐ型ＧａＮコンタクト層には電流を流さず、ボンデ
ィング用電極の無い範囲に効率良く電流を流して発光効
率を向上させることができる。
用電極を形成し、非常に薄い膜厚のアノード電極に直接
ボンディングワイヤーを接続することがなくなるので、
ワイヤーの張力によりアノード電極が剥がれてしまうこ
とがなくなり、素子歩留まりを大幅に向上させることが
できる。さらに、ボンディング用電極直下に電流阻止層
である絶縁層を形成することで、ボンディング用電極直
下のｐ型ＧａＮコンタクト層には電流を流さず、ボンデ
ィング用電極の無い範囲に効率良く電流を流して発光効
率を向上させることができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る窒化ガリウム
系化合物半導体発光素子の構造を示す断面図である。
系化合物半導体発光素子の構造を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る窒化ガリウム
系化合物半導体発光素子の構造を示す図であり、（ａ）
は、その平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ｂ部における
断面図である。
系化合物半導体発光素子の構造を示す図であり、（ａ）
は、その平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ｂ部における
断面図である。
【図３】従来の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の
構造を示す断面図である。
構造を示す断面図である。
１、１０１ サファイア基板 ３、１０３ ＧａＮバッファ層 ５、１０５ ｎ型ＧａＮコンタクト層 ７、１０７ ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層 ９、１０９ ＩｎＧａＮ活性層 ９Ａ 第１のＩｎＧａＮ活性層 ９Ｂ 第２のＩｎＧａＮ活性層 １１、１１１ ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層 １３、１１３ ｐ型ＧａＮコンタクト層 １５、１１５ アノード電極 １７、１１７ カソード電極 １９ 電流阻止層 ２１ ボンディング用電極 ２３、２５、２７ 発光素子
Claims (2)
- 【請求項１】 基板上にＩｎX ＡｌY Ｇａ1-X-Y Ｎ（０
≦Ｘ≦１，０≦Ｙ≦１，０≦Ｘ＋Ｙ≦１）で構成される
複数の半導体層を順次積層してなる窒化ガリウム系化合
物半導体発光素子において、 第１の導電型を有する第１のクラッド層と、該第１のク
ラッド層の上部に形成され、発光波長の異なる少なくと
も２つの領域を有する活性層と、該活性層の上部に形成
され、第２の導電型を有する第２のクラッド層とを少な
くとも具備することを特徴とする窒化ガリウム系化合物
半導体発光素子。 - 【請求項２】 前記窒化ガリウム系化合物半導体発光素
子は、さらに、前記第２のクラッド層の上部に形成され
るコンタクト層と、該コンタクト層の少なくとも一部の
上部に形成される絶縁層と、該絶縁層及び前記第２のク
ラッド層の少なくとも一部の上部に形成される第１の金
属電極層と、該第１の金属電極層の少なくとも一部の上
部に形成される第２の金属電極層とからなる電極部を少
なくとも具備することを特徴とする請求項１記載の窒化
ガリウム系化合物半導体発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20725196A JPH1051028A (ja) | 1996-08-06 | 1996-08-06 | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20725196A JPH1051028A (ja) | 1996-08-06 | 1996-08-06 | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1051028A true JPH1051028A (ja) | 1998-02-20 |
Family
ID=16536721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20725196A Pending JPH1051028A (ja) | 1996-08-06 | 1996-08-06 | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1051028A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11289108A (ja) * | 1998-04-03 | 1999-10-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 |
| JP2000196142A (ja) * | 1998-12-25 | 2000-07-14 | Nichia Chem Ind Ltd | 発光素子 |
| JP2003303993A (ja) * | 2002-04-08 | 2003-10-24 | Shiro Sakai | 窒化ガリウム系化合物半導体装置の製造方法及び発光装置 |
| JP2004079867A (ja) * | 2002-08-21 | 2004-03-11 | Shiro Sakai | 窒化ガリウム系化合物半導体装置の製造方法及び発光装置 |
| JP2004288729A (ja) * | 2003-03-19 | 2004-10-14 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 発光素子及び発光素子の製造方法 |
| JP2006210962A (ja) * | 2006-05-11 | 2006-08-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 |
| JP2016508668A (ja) * | 2013-01-24 | 2016-03-22 | サントル ナスィオナル ド ラ ルシェルシュ スィアンティフィク（セ．エン．エル．エス．） | モノリシックな白色ダイオードを製造するための方法 |
-
1996
- 1996-08-06 JP JP20725196A patent/JPH1051028A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11289108A (ja) * | 1998-04-03 | 1999-10-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 |
| JP2000196142A (ja) * | 1998-12-25 | 2000-07-14 | Nichia Chem Ind Ltd | 発光素子 |
| JP2003303993A (ja) * | 2002-04-08 | 2003-10-24 | Shiro Sakai | 窒化ガリウム系化合物半導体装置の製造方法及び発光装置 |
| JP2004079867A (ja) * | 2002-08-21 | 2004-03-11 | Shiro Sakai | 窒化ガリウム系化合物半導体装置の製造方法及び発光装置 |
| JP2004288729A (ja) * | 2003-03-19 | 2004-10-14 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 発光素子及び発光素子の製造方法 |
| JP2006210962A (ja) * | 2006-05-11 | 2006-08-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 |
| JP2016508668A (ja) * | 2013-01-24 | 2016-03-22 | サントル ナスィオナル ド ラ ルシェルシュ スィアンティフィク（セ．エン．エル．エス．） | モノリシックな白色ダイオードを製造するための方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100506740B1 (ko) | 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법 | |
| JP3543498B2 (ja) | ３族窒化物半導体発光素子 | |
| US8058663B2 (en) | Micro-emitter array based full-color micro-display | |
| JP4948980B2 (ja) | 窒化物半導体発光素子 | |
| KR102170243B1 (ko) | 공융 금속-합금 본딩을 이용한 다중 접합 발광 다이오드 및 이의 제조방법 | |
| US10396240B2 (en) | III-nitride semiconductor light emitting device having amber-to-red light emission (>600 nm) and a method for making same | |
| JPH04321280A (ja) | 発光ダイオード | |
| JPH0897468A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP2003243700A (ja) | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体発光素子 | |
| KR101100579B1 (ko) | 반도체 발광 다이오드 및 그의 제조 방법과 반도체 발광다이오드를 이용한 디스플레이의 제조 방법 | |
| KR20080033666A (ko) | 질화물계 발광 소자 | |
| JP4008656B2 (ja) | 半導体発光装置 | |
| JPH10256601A (ja) | 発光素子 | |
| JPH1187773A (ja) | 発光素子 | |
| JPH1051028A (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 | |
| JPH08274369A (ja) | 発光素子及びその製造方法 | |
| JP2005117005A (ja) | 窒化物半導体発光素子及びその製造方法 | |
| KR20040005270A (ko) | 발광다이오드 및 그 제조방법 | |
| CN112802869A (zh) | 单片集成氮化物发光波长可调节的白光led及制备方法 | |
| JP2005109429A (ja) | 窒化ガリウム系半導体発光素子及びその製造方法 | |
| US20230238481A1 (en) | Pixel for rgcb micro-display having vertically stacked sub-pixels | |
| JP3662832B2 (ja) | 発光素子およびその製造方法 | |
| WO2022109797A1 (zh) | 多波长led结构及其制作方法 | |
| KR100906921B1 (ko) | 발광 다이오드 제조 방법 | |
| JP2023177714A (ja) | 発光素子および発光素子の製造方法 |