JPH11121798A - ＧａＮ系半導体素子及びその製造方法 - Google Patents
ＧａＮ系半導体素子及びその製造方法Info
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- JPH11121798A JPH11121798A JP29346297A JP29346297A JPH11121798A JP H11121798 A JPH11121798 A JP H11121798A JP 29346297 A JP29346297 A JP 29346297A JP 29346297 A JP29346297 A JP 29346297A JP H11121798 A JPH11121798 A JP H11121798A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＧａＮ系の半導体素子の発光又は受光効率の
向上、長寿命化、歩留り向上を図る。 【解決手段】 サファイア基板の上にＧａＮ系の第１の
半導体層を形成し、該第１の半導体層の結晶構造に転位
を発生させ、転位の発生された第１の半導体層の上に第
２の半導体層を形成し、その後、活性層を形成する。
向上、長寿命化、歩留り向上を図る。 【解決手段】 サファイア基板の上にＧａＮ系の第１の
半導体層を形成し、該第１の半導体層の結晶構造に転位
を発生させ、転位の発生された第１の半導体層の上に第
２の半導体層を形成し、その後、活性層を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は半導体素子及びそ
の製造方法に関する。更に詳しくは、サファイア基板と
ＧａＮ系半導体からなる発光素子構造とを備えてなり、
緑色乃至青色という短波長領域の光を発光する素子及び
その製造方法の改良に関する。また、この発明は受光素
子にも適用できる。
の製造方法に関する。更に詳しくは、サファイア基板と
ＧａＮ系半導体からなる発光素子構造とを備えてなり、
緑色乃至青色という短波長領域の光を発光する素子及び
その製造方法の改良に関する。また、この発明は受光素
子にも適用できる。
【０００２】
【従来の技術】ＧａＮ系の半導体は例えば紫外〜赤色の
発光素子（現在は主に青及び緑色）として利用できるこ
とが知られている。かかる発光素子では、基板にサファ
イアが用いられ、例えばＡｌＮ製等のバッファ層を介し
てＧａＮ系の半導体層が積層されて発光素子構造が形成
される。発光素子構造としては、バッファ層の上にｎ型
の第１の半導体層、活性層（発光層）及びｐ型の第２の
半導体層を順次形成する構成である。成長の方法として
有機金属化合物気相成長法（以下、「ＭＯＶＰＥ法」と
いう。）を採用した場合、第１及び第２の半導体層の成
長温度に比べ、活性層の成長温度は低い。例えば、緑色
発光ダイオードの場合、前者（ＧａＮ層）の成長温度は
約９００℃であるのに対し、活性層の量子井戸層（Ｉｎ
ＧａＮ層）の成長温度は約６００℃である。
発光素子（現在は主に青及び緑色）として利用できるこ
とが知られている。かかる発光素子では、基板にサファ
イアが用いられ、例えばＡｌＮ製等のバッファ層を介し
てＧａＮ系の半導体層が積層されて発光素子構造が形成
される。発光素子構造としては、バッファ層の上にｎ型
の第１の半導体層、活性層（発光層）及びｐ型の第２の
半導体層を順次形成する構成である。成長の方法として
有機金属化合物気相成長法（以下、「ＭＯＶＰＥ法」と
いう。）を採用した場合、第１及び第２の半導体層の成
長温度に比べ、活性層の成長温度は低い。例えば、緑色
発光ダイオードの場合、前者（ＧａＮ層）の成長温度は
約９００℃であるのに対し、活性層の量子井戸層（Ｉｎ
ＧａＮ層）の成長温度は約６００℃である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】かかるＧａＮ系の半導
体発光素子には発光効率の向上、長寿命化、歩留り向上
が望まれている。本発明者らは、ｎ層を２層構造とし、
最初の半導体層を形成した後、一旦ウエハ（基板＋バッ
ファ層＋最初のｎ半導体層）を放冷し、その後、再度昇
温して残りのｎ層を形成すると、素子の寿命が延びるこ
とを今回新たに見いだした。そして、かかる長寿命化の
原因を見極めるべく鋭意検討を重ねた結果、ＧａＮ系半
導体の熱膨張係数がサファイアの膨張係数よりも小さい
ことに気が付いた。
体発光素子には発光効率の向上、長寿命化、歩留り向上
が望まれている。本発明者らは、ｎ層を２層構造とし、
最初の半導体層を形成した後、一旦ウエハ（基板＋バッ
ファ層＋最初のｎ半導体層）を放冷し、その後、再度昇
温して残りのｎ層を形成すると、素子の寿命が延びるこ
とを今回新たに見いだした。そして、かかる長寿命化の
原因を見極めるべく鋭意検討を重ねた結果、ＧａＮ系半
導体の熱膨張係数がサファイアの膨張係数よりも小さい
ことに気が付いた。
【０００４】従って、図１に示す如く、ウエハを昇温す
るとＧａＮ系半導体層３が伸長されサファイア基板１側
が圧縮するように素子が変形する。このとき、ＧａＮ系
半導体層３内に引っ張り応力が生じ、その結果その結晶
構造に転位５の発生するおそれがある。転位のある層の
上に活性層を成長させると、活性層に当該転位の影響が
及び、活性層はその本来の機能を発揮できなくなること
になりかねない。特に多重量子井戸構造の活性層では、
量子井戸層（例えば、ＩｎＧａＮ、成膜温度：６００
℃）とバリア層（例えば、ＧａＮ、成膜温度：９００
℃）が交互に形成されるので、ウエハはその温度が繰り
返し大きく変化される。従って、半導体層に繰り返し応
力がかかることとなり、活性層に転位が大きく影響す
る。
るとＧａＮ系半導体層３が伸長されサファイア基板１側
が圧縮するように素子が変形する。このとき、ＧａＮ系
半導体層３内に引っ張り応力が生じ、その結果その結晶
構造に転位５の発生するおそれがある。転位のある層の
上に活性層を成長させると、活性層に当該転位の影響が
及び、活性層はその本来の機能を発揮できなくなること
になりかねない。特に多重量子井戸構造の活性層では、
量子井戸層（例えば、ＩｎＧａＮ、成膜温度：６００
℃）とバリア層（例えば、ＧａＮ、成膜温度：９００
℃）が交互に形成されるので、ウエハはその温度が繰り
返し大きく変化される。従って、半導体層に繰り返し応
力がかかることとなり、活性層に転位が大きく影響す
る。
【０００５】また、図１のように撓んだものの上に半導
体層を積層していくと、ウエハの最終段階においてもこ
の撓みが保存されるおそれがある。このように撓んだウ
エハ、特にサファイア基板を所望の形状（通常は矩形）
に切り分けるのは困難であり、歩留まり低下の一因とな
りかねない。
体層を積層していくと、ウエハの最終段階においてもこ
の撓みが保存されるおそれがある。このように撓んだウ
エハ、特にサファイア基板を所望の形状（通常は矩形）
に切り分けるのは困難であり、歩留まり低下の一因とな
りかねない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は本発明者らが
見いだした上記課題の少なくとも１つを解決するために
なされた。そしてその構成は次の通りである。ＧａＮ系
半導体からなる半導体素子を製造する方法であって、前
記ＧａＮ系半導体よりも熱膨張係数が大きな材料からな
る基板の上に第１の半導体層を形成し、該第１の半導体
層の結晶構造に転位を発生させ、該転位の発生された第
１の半導体層の上に第２の半導体層を形成し、その後、
活性層を形成する、ことを特徴とする半導体素子の製造
方法。
見いだした上記課題の少なくとも１つを解決するために
なされた。そしてその構成は次の通りである。ＧａＮ系
半導体からなる半導体素子を製造する方法であって、前
記ＧａＮ系半導体よりも熱膨張係数が大きな材料からな
る基板の上に第１の半導体層を形成し、該第１の半導体
層の結晶構造に転位を発生させ、該転位の発生された第
１の半導体層の上に第２の半導体層を形成し、その後、
活性層を形成する、ことを特徴とする半導体素子の製造
方法。
【０００７】上記のようにして半導体素子を形成すれ
ば、図２に示すように、予め第１の半導体層１３の結晶
構造に転位１２が発生されているため、その後の半導体
層を形成する際の引っ張り応力は第１の半導体層１３内
に既にある転位１２によって吸収緩和される。従って、
第２の半導体層１４において転位は殆ど発生することが
ない。よって、活性層１５は転位１２の影響を何ら受け
ることなく成長し、このようにして形成された活性層１
５はその本来の機能を発揮できる。即ち、発光効率が向
上し、寿命が向上し、歩留まりが向上する。第１の半導
体層１３に転位１２が発生してその応力が逃がされるの
で、ウエハの反り返りが緩和される。従って、最終段階
においてウエハは平板状に近くなり、これを所望の形状
に切り分ける作業が容易になる。
ば、図２に示すように、予め第１の半導体層１３の結晶
構造に転位１２が発生されているため、その後の半導体
層を形成する際の引っ張り応力は第１の半導体層１３内
に既にある転位１２によって吸収緩和される。従って、
第２の半導体層１４において転位は殆ど発生することが
ない。よって、活性層１５は転位１２の影響を何ら受け
ることなく成長し、このようにして形成された活性層１
５はその本来の機能を発揮できる。即ち、発光効率が向
上し、寿命が向上し、歩留まりが向上する。第１の半導
体層１３に転位１２が発生してその応力が逃がされるの
で、ウエハの反り返りが緩和される。従って、最終段階
においてウエハは平板状に近くなり、これを所望の形状
に切り分ける作業が容易になる。
【０００８】上記において ＧａＮ系の半導体層とはII
I属窒化物半導体であって、一般的にＡｌXＩｎYＧａ
1ーXーYＮ（Ｘ＝０、Ｙ＝０、Ｘ＝Ｙ＝０を含む）で表さ
れる。発光素子及び受光素子では、周知のように、活性
層が異なる導電型の半導体層（クラッド層）で挟まれる
構成であり、量子井戸構造やダブルヘテロ構造等が採用
される。かかるＧａＮ系半導体層は例えばＭＯＶＰＥ法
により形成される。
I属窒化物半導体であって、一般的にＡｌXＩｎYＧａ
1ーXーYＮ（Ｘ＝０、Ｙ＝０、Ｘ＝Ｙ＝０を含む）で表さ
れる。発光素子及び受光素子では、周知のように、活性
層が異なる導電型の半導体層（クラッド層）で挟まれる
構成であり、量子井戸構造やダブルヘテロ構造等が採用
される。かかるＧａＮ系半導体層は例えばＭＯＶＰＥ法
により形成される。
【０００９】ＧａＮ系半導体より大きい熱膨張係数を有
し、かつ当該半導体の基板として汎用されるものとして
サファイア基板１１がある。勿論、この発明に適用でき
る基板はサファイア基板に限定されるものではない。
し、かつ当該半導体の基板として汎用されるものとして
サファイア基板１１がある。勿論、この発明に適用でき
る基板はサファイア基板に限定されるものではない。
【００１０】第１の半導体層１３の材質は、ＧａＮ系の
ものであれば、特に限定されない。通常の発光素子の場
合、サファイア基板の上にはｎ型のＧａＮからなる層が
形成される。この第１の半導体層１３とサファイア基板
１１との間に、例えばＡｌＮからなるバッファ層を形成
することが好ましい。
ものであれば、特に限定されない。通常の発光素子の場
合、サファイア基板の上にはｎ型のＧａＮからなる層が
形成される。この第１の半導体層１３とサファイア基板
１１との間に、例えばＡｌＮからなるバッファ層を形成
することが好ましい。
【００１１】かかる第１の半導体層を基板上に形成する
と、両者の熱膨張係数の違いから、ウエハは図１に示す
ように変形する。この第１の半導体層に転位を確実に発
生させるには、これを基板とともに冷却（降温）する。
発光素子構造の中で活性層、特に量子井戸層の成長温度
（第４の温度）が最も低いことをを考慮して、ここでは
当該活性層の成長温度（第４の温度）より低い温度（第
２の温度）まで冷却する。これにより、当該転位を発生
させるために冷却する工程でウエハは一旦図１の状態か
ら平板状に戻り、第１の半導体層の圧縮応力が解放され
る。このときにも、第１の半導体層の結晶構造がずれて
転位を生じさせる（図２参照）。
と、両者の熱膨張係数の違いから、ウエハは図１に示す
ように変形する。この第１の半導体層に転位を確実に発
生させるには、これを基板とともに冷却（降温）する。
発光素子構造の中で活性層、特に量子井戸層の成長温度
（第４の温度）が最も低いことをを考慮して、ここでは
当該活性層の成長温度（第４の温度）より低い温度（第
２の温度）まで冷却する。これにより、当該転位を発生
させるために冷却する工程でウエハは一旦図１の状態か
ら平板状に戻り、第１の半導体層の圧縮応力が解放され
る。このときにも、第１の半導体層の結晶構造がずれて
転位を生じさせる（図２参照）。
【００１２】その後、再度昇温して残りの半導体層１
４、１５を形成するときには、ＧａＮ系半導体とサファ
イア基板との熱膨張係数の違いからウエハが変形する
が、半導体層内の圧縮応力は主に第１の半導体層１３に
集中し、他の半導体層１４、１５には転位が殆ど発生し
ない。第１の半導体層１３には既に転位１２が生じてお
り、その結晶構造がずれやすくなっているからである。
４、１５を形成するときには、ＧａＮ系半導体とサファ
イア基板との熱膨張係数の違いからウエハが変形する
が、半導体層内の圧縮応力は主に第１の半導体層１３に
集中し、他の半導体層１４、１５には転位が殆ど発生し
ない。第１の半導体層１３には既に転位１２が生じてお
り、その結晶構造がずれやすくなっているからである。
【００１３】温度制御の容易さを考慮すると、第１の半
導体層１３は室温まで冷却することが好ましい。
導体層１３は室温まで冷却することが好ましい。
【００１４】第１の半導体層１３内により積極的に転位
１２を発生させるため、急速冷却とすることもできる。
また、第１の半導体層１３を基板１１と共にその成長温
度よりも高い温度まで昇温し、より強い引っ張り応力を
第１の半導体層１３に与え、その後冷却することによっ
ても当該第１の半導体層１３内に転位１２を発生させる
ことができる。この場合、冷却後の温度は次の半導体層
１４を形成する温度でよい。好ましくは、冷却後の温度
を活性層１５の成長温度よりも低くする。更に好ましく
は、冷却後の温度を室温とする。また、ウエハに物理的
な力、例えばウエハが図１の様に撓むようにウエハを両
側から圧縮する、第１の半導体層１３に衝撃を加える、
ことによって第１の半導体層１３に転位１２を発生させ
ることもできる。熱履歴と物理的な力との両者を組み合
わせて第１の半導体層１３に転位１２を発生させること
もできる。
１２を発生させるため、急速冷却とすることもできる。
また、第１の半導体層１３を基板１１と共にその成長温
度よりも高い温度まで昇温し、より強い引っ張り応力を
第１の半導体層１３に与え、その後冷却することによっ
ても当該第１の半導体層１３内に転位１２を発生させる
ことができる。この場合、冷却後の温度は次の半導体層
１４を形成する温度でよい。好ましくは、冷却後の温度
を活性層１５の成長温度よりも低くする。更に好ましく
は、冷却後の温度を室温とする。また、ウエハに物理的
な力、例えばウエハが図１の様に撓むようにウエハを両
側から圧縮する、第１の半導体層１３に衝撃を加える、
ことによって第１の半導体層１３に転位１２を発生させ
ることもできる。熱履歴と物理的な力との両者を組み合
わせて第１の半導体層１３に転位１２を発生させること
もできる。
【００１５】結晶構造に転位を持った第１の半導体層は
１層に限られるものではなく、図３に示すように２層、
及び２層以上、とすることができる。図３では、下側の
第１の半導体層１３に転位１２を発生させた後、上側の
第１の半導体層１３’の材料を成長させ、その後転位１
２’を発生させる。このとき、上下の第１の半導体層１
３及び１３’の材料及び転位１２及び１２’の発生条件
は、制御を容易にする見地から、同一とすることが好ま
しい。
１層に限られるものではなく、図３に示すように２層、
及び２層以上、とすることができる。図３では、下側の
第１の半導体層１３に転位１２を発生させた後、上側の
第１の半導体層１３’の材料を成長させ、その後転位１
２’を発生させる。このとき、上下の第１の半導体層１
３及び１３’の材料及び転位１２及び１２’の発生条件
は、制御を容易にする見地から、同一とすることが好ま
しい。
【００１６】第２の半導体層１４は転位１２の発生した
第１の半導体層１３の直上に連続して形成される。この
第２の半導体層１４は活性層１５の下地層となり、活性
層１５を形成するときに第１の半導体層１３の転位１２
が影響しないようにする。そのためには、第１の半導体
層１３の材料となじみのよい材料で第２の半導体層１４
を形成することが好ましい。実施例では第２の半導体層
１４を、第１の半導体層１３と同じ材料で形成した。第
２の半導体層１４の膜厚は特に限定されないが、すべて
の層を形成した後、エッチングにより電極形成層（コン
タクト層）として用いる場合にはｎ電極がこれに取り付
けられるため（図４参照）、エッチングのマージンを考
慮して膜厚を０．２μｍ〜１μｍとすることが好まし
い。
第１の半導体層１３の直上に連続して形成される。この
第２の半導体層１４は活性層１５の下地層となり、活性
層１５を形成するときに第１の半導体層１３の転位１２
が影響しないようにする。そのためには、第１の半導体
層１３の材料となじみのよい材料で第２の半導体層１４
を形成することが好ましい。実施例では第２の半導体層
１４を、第１の半導体層１３と同じ材料で形成した。第
２の半導体層１４の膜厚は特に限定されないが、すべて
の層を形成した後、エッチングにより電極形成層（コン
タクト層）として用いる場合にはｎ電極がこれに取り付
けられるため（図４参照）、エッチングのマージンを考
慮して膜厚を０．２μｍ〜１μｍとすることが好まし
い。
【００１７】
【実施例】以下、この発明の一の実施例を説明する。こ
の実施例は発光ダイオード２０であり、その構成を図４
に示す。
の実施例は発光ダイオード２０であり、その構成を図４
に示す。
【００１８】各半導体層のスペックは次の通りである。 層 ： 組成：ドーパント （膜厚） ｐ 層２６ ： ｐ型ＧａＮ:Ｍｇ （0.3μm） 活性層 ２５ ： 超格子構造 量子井戸層 ： Ｉｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ （3.5nm） バリア層 ： ＧａＮ （3.5nm） 量子井戸層とバリア層の繰り返し数：1〜10 第２の半導体層２４ ： ｎ型ＧａＮ：Ｓｉ （0.2μm） 第１の半導体層２３ ： ｎ型ＧａＮ：Ｓｉ (4μm) バッファ層２２ ： ＡｌＮ （50nm） 基板２１ ： サファイア （300μm）
【００１９】第２の半導体層２４は活性層２５側の低電
子濃度ｎ層とバッファ層２２側の高電子濃度ｎ+層とか
らなる２層構造とすることができる。活性層２５は量子
井戸構造のものに限定されず、シングルへテロ型、ダブ
ルへテロ型及びホモ接合型のものなどを用いることがで
きる。活性層２５とｐ層２６との間にマグネシウム等の
ｐ型不純物をドープしたバンドギャップの広いＡｌXＩ
ｎYＧａ1-X-YＮ（X=0,Y=0,X=Y=0を含む）層を介在させ
ることができる。これは活性層２５中に注入された電子
がｐ層２６に拡散するのを防止するためである。ｐ層２
６を活性層２５側の低ホール濃度ｐ層と電極２７側の高
ホール濃度ｐ+層とからなる２層構造とすることができ
る。
子濃度ｎ層とバッファ層２２側の高電子濃度ｎ+層とか
らなる２層構造とすることができる。活性層２５は量子
井戸構造のものに限定されず、シングルへテロ型、ダブ
ルへテロ型及びホモ接合型のものなどを用いることがで
きる。活性層２５とｐ層２６との間にマグネシウム等の
ｐ型不純物をドープしたバンドギャップの広いＡｌXＩ
ｎYＧａ1-X-YＮ（X=0,Y=0,X=Y=0を含む）層を介在させ
ることができる。これは活性層２５中に注入された電子
がｐ層２６に拡散するのを防止するためである。ｐ層２
６を活性層２５側の低ホール濃度ｐ層と電極２７側の高
ホール濃度ｐ+層とからなる２層構造とすることができ
る。
【００２０】各半導体層は周知のＭＯＶＰＥ法により形
成される。この成長法においては、アンモニアガスと３
族元素のアルキル化合物ガス、例えばトリメチルガリウ
ム（ＴＭＧ)、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）やト
リメチルインジウム（ＴＭＩ）とを適当な温度に加熱さ
れた基板上に供給して熱分解反応させ、もって所望の結
晶を基板の上に成長させる。
成される。この成長法においては、アンモニアガスと３
族元素のアルキル化合物ガス、例えばトリメチルガリウ
ム（ＴＭＧ)、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）やト
リメチルインジウム（ＴＭＩ）とを適当な温度に加熱さ
れた基板上に供給して熱分解反応させ、もって所望の結
晶を基板の上に成長させる。
【００２１】第１の半導体層２３を形成した後、この半
導体層を基板と共に室温まで放冷する。これにより、第
１の半導体層２３の結晶構造に転位が発生する。その
後、第２の半導体層２４の成膜温度まで基板及び半導体
層を昇温し、第２の半導体層２４を成長させる。以下の
半導体層は一般的な方法で形成される。
導体層を基板と共に室温まで放冷する。これにより、第
１の半導体層２３の結晶構造に転位が発生する。その
後、第２の半導体層２４の成膜温度まで基板及び半導体
層を昇温し、第２の半導体層２４を成長させる。以下の
半導体層は一般的な方法で形成される。
【００２２】ｐ層２６を形成した後、このｐ層２６、発
光層２５及び第２の半導体層２４の一部をエッチングし
て、ｎ電極２９を取り付けるための部分を第２の半導体
層２４に形成する。
光層２５及び第２の半導体層２４の一部をエッチングし
て、ｎ電極２９を取り付けるための部分を第２の半導体
層２４に形成する。
【００２３】透光性電極２７は金を含む薄膜であり、ｐ
層２６の上面の実質的な全面を覆って積層される。ｐ電
極２８も金を含む材料で構成されており、蒸着により透
光性電極２７の上に形成される。ｎ電極２９は、蒸着に
より第２の半導体層２４へ取り付けられる。
層２６の上面の実質的な全面を覆って積層される。ｐ電
極２８も金を含む材料で構成されており、蒸着により透
光性電極２７の上に形成される。ｎ電極２９は、蒸着に
より第２の半導体層２４へ取り付けられる。
【００２４】このようにして形成された実施例の発光ダ
イオード２０は、第１の半導体層を形成後に冷却をしな
かったもの（比較例）に比較して、その寿命が約１０倍
延びた。
イオード２０は、第１の半導体層を形成後に冷却をしな
かったもの（比較例）に比較して、その寿命が約１０倍
延びた。
【００２５】この発明は上記発明の実施の形態及び実施
例の記載に何ら限定されるものではなく、特許請求の範
囲を逸脱しない範囲で当業者が想到し得る種々の変形態
様を包含する。
例の記載に何ら限定されるものではなく、特許請求の範
囲を逸脱しない範囲で当業者が想到し得る種々の変形態
様を包含する。
【００２６】以下、次の事項を開示する。 (7) ＧａＮ系半導体からなる素子を製造する方法であ
って、サファイア基板の上に、バッファ層を介して、第
１の温度でｎ伝導型の第１の半導体層を成長させる第１
のステップと、前記サファイア基板と前記第１の半導体
層を第２の温度まで降温する第２のステップと、再び前
記第１の温度まで昇温して、前記第１の半導体層の上に
更にｎ伝導型の第２の半導体層を成長させる第３のステ
ップと、前記第１の温度より低くかつ前記第２の温度よ
り高い第４の温度で活性層を形成する第４のステップ
と、を含んでなるＧａＮ系半導体素子の製造方法。 (8) 前記第２のステップでは、前記サファイア基板と
前記第１の半導体層とを放冷により室温まで降温する、
ことを特徴とする(7)に記載のＧａＮ系半導体素子の製
造方法。
って、サファイア基板の上に、バッファ層を介して、第
１の温度でｎ伝導型の第１の半導体層を成長させる第１
のステップと、前記サファイア基板と前記第１の半導体
層を第２の温度まで降温する第２のステップと、再び前
記第１の温度まで昇温して、前記第１の半導体層の上に
更にｎ伝導型の第２の半導体層を成長させる第３のステ
ップと、前記第１の温度より低くかつ前記第２の温度よ
り高い第４の温度で活性層を形成する第４のステップ
と、を含んでなるＧａＮ系半導体素子の製造方法。 (8) 前記第２のステップでは、前記サファイア基板と
前記第１の半導体層とを放冷により室温まで降温する、
ことを特徴とする(7)に記載のＧａＮ系半導体素子の製
造方法。
【００２７】(9) 前記第２のステップは前記第１の半
導体層の結晶構造に転位を生じさせること、を特徴とす
る(8)に記載のＧａＮ系半導体素子の製造方法。
導体層の結晶構造に転位を生じさせること、を特徴とす
る(8)に記載のＧａＮ系半導体素子の製造方法。
【図１】図１はサファイア製の基板とＧａＮ系半導体層
との熱膨張率の差に起因するウエハの反りを説明する図
である。
との熱膨張率の差に起因するウエハの反りを説明する図
である。
【図２】図２は本発明の概念図である。
【図３】図３はこの発明の他の実施態様の概念図であ
る。
る。
【図４】図４はこの発明の実施例の発光ダイオードの構
成を示す図である。
成を示す図である。
１、１１、２１ 基板 ５、１２、１２’ 転位 １３、１３’、２３ 第１の半導体層 １４、２４ 第２の半導体層 １５、２５ 活性層 ２０ 発光ダイオード
フロントページの続き (72)発明者 浅井 誠 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 渡辺 大志 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 澤崎 勝久 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
Claims (6)
- 【請求項１】 ＧａＮ系半導体からなる素子構造と、前
記ＧａＮ系半導体より大きい熱膨張係数を有する基板と
を備えてなる半導体素子であって、 前記基板の上に、その結晶構造に転位のある第１の半導
体層、その結晶構造に実質的な転位を持たない第２の半
導体層及び活性層が順に積層されていることを特徴とす
るＧａＮ系半導体素子。 - 【請求項２】 前記基板はサファイアからなることを特
徴とする請求項１に記載のＧａＮ系半導体素子。 - 【請求項３】ＧａＮ系半導体からなる半導体素子を製造
する方法であって、 前記ＧａＮ系半導体よりも熱膨張係数が大きな材料から
なる基板の上に第１の半導体層を形成し、 該第１の半導体層の結晶構造に転位を発生させ、 該転位の発生された第１の半導体層の上に第２の半導体
層を形成し、 その後、活性層を、形成することを特徴とするＧａＮ系
半導体素子の製造方法。 - 【請求項４】ＧａＮ系半導体からなる半導体素子を製造
する方法であって、 第１の温度でサファイア基板の上に第１の半導体層を形
成する第１のステップと、 該第１の半導体層を前記基板とともに第２の温度まで降
温する第２のステップと、 その後、昇温して第３の温度で第２の半導体層を形成す
る第３のステップと、 その後、前記第２の温度以上の温度である第４の温度で
活性層を形成する第４のステップと、からなるＧａＮ系
半導体素子の製造方法。 - 【請求項５】前記第２の温度は室温である、ことを特徴
とする請求項４に記載のＧａＮ系半導体素子の製造方
法。 - 【請求項６】前記第２のステップは前記第１の半導体層
の結晶構造に転位を生じさせること、を特徴とする請求
項４に記載のＧａＮ系半導体素子の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP29346297A JP3557875B2 (ja) | 1997-10-10 | 1997-10-10 | ＧａＮ系半導体素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP29346297A JP3557875B2 (ja) | 1997-10-10 | 1997-10-10 | ＧａＮ系半導体素子及びその製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11121798A true JPH11121798A (ja) | 1999-04-30 |
| JP3557875B2 JP3557875B2 (ja) | 2004-08-25 |
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| JP29346297A Expired - Fee Related JP3557875B2 (ja) | 1997-10-10 | 1997-10-10 | ＧａＮ系半導体素子及びその製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3557875B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018511945A (ja) * | 2015-03-31 | 2018-04-26 | ソウル バイオシス カンパニー リミテッドＳｅｏｕｌ Ｖｉｏｓｙｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | 紫外線発光素子 |
-
1997
- 1997-10-10 JP JP29346297A patent/JP3557875B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018511945A (ja) * | 2015-03-31 | 2018-04-26 | ソウル バイオシス カンパニー リミテッドＳｅｏｕｌ Ｖｉｏｓｙｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | 紫外線発光素子 |
| US10374123B2 (en) | 2015-03-31 | 2019-08-06 | Seoul Viosys Co., Ltd. | UV light emitting device |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3557875B2 (ja) | 2004-08-25 |
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