KR20050029124A - 질화 갈륨계 화합물 반도체 장치 및 제조방법 - Google Patents

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Abstract

GaN층을 이용한 발광소자. 기판 상에 순차 SiN 버퍼층(12), GaN 버퍼층(14), 언도핑 GaN층(16), Si도핑 n-GaN층(18), SLS층(20), 언도핑 GaN층(22), MQW 발광층(24), SLS층(26), p-GaN층(28)을 적층하고, p전극(30) 및 n전극(32)을 형성한다. MQW 발광층(24)으로서, InGaN 우물층과 AlGaN 배리어층을 교대로 적층한 구조가 이용된다. SLS층(20, 26)에서의 Al조성비는 5%이상 25%이하, MQW 발광층(24)에서의 우물층 In 조성비는 3%이상 20%이하, 배리어층 Al조성비는 1%이상 30%이하로 설정된다. 각 층 조성비는 막두께를 원하는 값으로 조정함으로서, 파장400nm이하의 발광효율을 향상시킨다.

Description

질화 갈륨계 화합물 반도체 장치 및 제조방법{GALLIUM NITRIDE COMPOUND SEMICONDUCTOR DEVICE AND MANUFACTURING METHOD}
본 발명은，질화 갈륨(GaN)계 화합물 반도체 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 발광효율의 개선에 관한 것이다．
질화물 반도체를 이용한 파장 370~550nm대의 발광소자가 실용화 되고 있다. 이들 발광소자에서는, 주로 InxGa1-xN (0<x<1)을 발광소재로 사용하고 있다. InxGa1-xN에서의 In 조성비 x를 변화시키는 것으로 발광파장이 변화하고, 구체적으로는 x가 커질수록 발광파장도 길어진다. 또한, In 조성비 x를 변화시키면 발광파장과 함께 발광효율도 변화한다. 구체적으로는, In 조성비 x가 지나치게 커지게 되면,
(1) InGaN을 삽입하는 층인 GaN이나 AlGaN와의 격자(格子) 정수차가 커진다.
(2) 높은 In 조성비를 갖는 InGaN을 결정 성장하기 위해 결정성장온도를 낮게 할 필요가 있다.
는 등의 이유에 의해 InGaN의 결정품질이 열화하고, 파장이 530nm보다 길어지면 발광효율이 저하되어 버린다. 파장 400~530nm 범위에서는 일반적으로 발광효율은 높아지지만, 파장이 400nm 이하가 되면 다시 발광효율이 저하된다.
파장 400nm 이하의 단파장 측에서 발광효율이 저하되는 것은, 결정안에 존재하는 전위에 기인한다고 생각된다. 적당한 In 조성비를 갖는 파장 400~530nm의 발광소자(LED등)의 효율이 전위밀도에 따르지 않고 높은 것은, InGaN 안의 In 조성 요동에 의한 것이다. 즉, In 조성 요동이 존재하면, In 조성이 부분적으로 큰 부위에서 발광하므로, 주입된 캐리어는 그 부위에서 포획되고 전위에 도달할 수 없고 효율이 저하하지 않는다. 발광파장을 짧게 하기 위해서는 상술한 것처럼 In 조성비 x를 작게 할 필요가 있고, 필연적으로 In 조성요동도 작아진다. 조성요동이 작으면 캐리어의 포획이 충분히 행해지지 않고, 캐리어는 전위에 도달해 버리고 발광효율이 저하하게 된다.
이와 같이, 발광파장이 400nm이하에서는, 발광효율은 전위 밀도에 크게 의존하고, 전위의 존재에 의해 발광효율이 저하해버린다.
파장 400nm이하에서의 발광효율의 저하를 방지하기 위해서는 전위밀도를 억제할 필요가 있다. 종래에는, 예를 들면, ELO(Epitaxial Lateral Overgrowth) 법이나 홈을 형성한 사파이어 기판 등의 상에 발광층을 성장시키는 방법을 이용해서 전위밀도를 저감하고 있고, 이들 수법에는 포토리소그래피 등의 수법을 수반하기 때문에 시간이 걸리며, 결과적으로 발광소자로서의 비용이 증대되는 문제가 있었다.
도 1은, 질화 갈륨계 화합물 반도체 장치의 구성도이다．
도 ２는, 발광소자의 단면전자 현미경 사진을 나타내는 도면이다．
도 ３은, 발광소자의 다른 단면전자 현미경 사진을 나타내는 도면이다．
본 발명의 목적은, 포토리소그래피 등의 특수한 수법을 이용하지 않고, 단파장(특히 파장400nm 이하)에서 발광효율에 뛰어난 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 질화 갈륨계 화합물 반도체 장치는, 기판과, 상기 기판 상에 형성된 n형 AlGaN층과 n형 GaN층을 교대로 적층해서 이루어지는 제1초격자층과, 상기 제1초격자층 상에 형성된 GaN계 양자 우물층과 GaN계 양자 배리어층을 교대로 적층해서 이루어지는 다중양자 우물층과, 상기 다중양자 우물층상에 형성된 p형 AlGaN층과 p형 GaN층을 교대로 적층해서 이루어지는 제2초격자층을 가진다.
본 발명에 있어서, 상기 기판과 상기 제1초격자 장치 사이에 버퍼층과, 제1 GaN계층 및 n형 GaN계층을 갖고, 상기 제1초격자층 상에 제2 GaN계층을 갖고, 상기 제2초격자층 상에 p형 GaN층을 가져도 좋다.
본 발명에 있어서, 다중양자 우물층내의 GaN계 양자 배리어층의 Al조성비는 제1초격자층 및 제2초격자층의 Al조성비 보다 커도 좋다.
본 발명에 있어서, 상기 제1초격자층 및 제2초격자층에서의 AlGaN층의 Al조성비는 5%이상 25%이하이고, 상기 다중양자 우물층에서의 InGaN 또는 AlInGaN 양자 우물층의 In 조성비는 3%이상 20%이하이고, AlGaN 또는 AlInGaN 양자 배리어층의 Al조성비는 1%이상 30%이하이고, 상기 양자 우물층은 상기 양자 배리어층 보다 밴드갭(band gap)을 작게 해도 좋다.
본 발명에 있어서, 상기 제1초격자층에서의 AlGaN층 및 GaN층의 두께는 각각 1nm이상 10nm이하이고, 상기 다중양자 우물층에서의 양자 우물층의 두께는 1nm이상 5nm이하이며 양자 배리어층의 두께는 2nm이상 50nm이하이고, 상기 제2초격자층에서의 AlGaN층의 두께는 0.5nm이상 10nm이하이며 GaN층의 두께는 0.5nm이상 5nm이하로 해도 좋다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 GaN계층의 두께는 500nm이상 3000nm이하이고, 상기 n형 GaN계층의 두께는 500nm이상 10000nm이하이고, 상기 제1초격자층에서의 AlGaN층 및 GaN층의 두께는 각각1nm이상 10nm이하이고, 상기 제2 GaN계층의 두께는 5nm이상 100nm이하이고, 상기 다중양자 우물층에서의 양자 우물층의 두께는 1nm이상 5nm이하이며 양자 배리어층의 두께는 2nm이상 50nm이하이고, 상기 제2초격자층에서의 AlGaN층의 두께는 0.5nm이상 10nm이하이며 GaN층의 두께는 0.5nm이상 5nm이하이고, 상기 p형 GaN층의 두께는 5nm이상　50nm이하로 해도 좋다.
본 발명에 있어서, 상기 제1초격자층에서의 AlGaN층 및 GaN층의 두께는 각각 1.5nm이상 5nm이하이고, 상기 다중양자 우물층에서의 양자 우물층의 두께는 1nm이상 2nm이하이며 양자 배리어층의 두께는 6nm이상 20nm이하이고, 상기 제2초격자층에서의 AlGaN층의 두께는 1nm이상 6nm이하이며 GaN층의 두께는 0.5nm이상 3nm이하로 해도 좋다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 GaN계층의 두께는 1500nm 이상 3000nm이하이고, 상기 n형 GaN계층의 두께는 1000nm 이상 2000nm이하이고, 상기 제1초격자층에서의 AlGaN층 및 GaN층의 두께는 각각 1.5nm 이상 5nm이하이고, 상기 제2 GaN계층의 두께는 20nm 이상 40nm이하이고, 상기 다중양자 우물층에서의 양자 우물층의 두께는 1nm 이상 2nm이하이며 양자 배리어층의 두께는 6nm 이상 20nm이하이고, 상기 제2초격자층에서의 AlGaN층의 두께는 1nm이상 6nm이하이며 GaN층의 두께는 0.5nm이상 3nm이하이고, 상기 p형 GaN층의 두께는 10nm이상　40nm이하로 해도 좋다.
본 발명의 질화 갈륨계 화합물 반도체 장치는, MOCVD법으로 제조할 수 있다. 상기 제조 방법은, 상기 기판상에 상기 버퍼층을 450℃이상 600℃이하의 온도에서 형성하고, 상기 버퍼층상에 상기 제1 GaN계층, 상기 n형 GaN계층, 상기 제1초격자층을 순차적으로 1050℃이상 1100℃이하의 온도에서 형성하고, 상기 제1초격자층상에 상기 제2 GaN계층, 상기 다중양자 우물층을 순차적으로 800℃이상 900℃이하의 온도에서 형성하고, 상기 다중양자 우물층상에 상기 제2초격자층, 상기 p형 GaN계층을 순차적으로 950℃이상 1025℃이하의 온도에서 형성하는 각 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 질화 갈륨계 화합물 반도체 장치는, 기판과, 상기 기판상에 형성된 n형 AlGaN층과, 상기 n형 AlGaN층상에 형성된 GaN계층 양자 우물층과 GaN계 양자 배리어층을 교대로 적층해서 이루어지는 다중양자 우물층과, 상기 다중양자 우물층상에 형성된 p형 AlGaN층을 가진다．
본 발명에 있어서, 상기 다중양자 우물층내의 GaN계 양자 배리어층의 Al조성비는 상기 n형 AlGaN층과 상기 p형 AlGaN층의 Al조성비 보다 크게 해도 좋다.
본 발명에 있어서, 상기 기판과 상기 n형 AlGaN층과의 사이에 버퍼, 제1 GaN계층 및 n형GaN계층을 갖고, 상기 n형 AlGaN층과 상기 다중양자 우물층과의 사이에 제2 GaN계층을 갖고, 상기 p형 AlGaN층 상에 형성된 p형 GaN계층을 가져도 좋다.
본 발명에 있어서, 상기 n형 AlGaN층 및 상기 p형 AlGaN층의 Al조성비는 5%이상 25%이하이고, 상기 다중양자 우물층에서의 InGaN 또는 AlInGaN 양자 우물층의 In 조성비는 3%이상 20%이하로, AlInGaN층 또는 AlGaN 양자 배리어층의 Al 조성비는 1%이상 30%이하이고, 상기 양자 우물층은 상기 양자 배리어층 보다 그 밴드갭(band gap)을 작게 해도 좋다.
본 발명의 질화 갈륨계 화합물 반도체 장치도, MOCVD법으로 제조할 수 있다. 상기 제조 방법은, 상기 기판 상에 상기 버퍼층을 450℃이상 600℃이하의 온도에서 형성하고, 상기 버퍼층 상에 상기 제1 GaN계층, 상기 n형 GaN계층, 상기 n형 AlGaN층을 순차적으로 1050℃이상 1100℃이하의 온도에서 형성하고, 상기 n형 AlGaN층상에 상기 제2 GaN계층, 상기 다중양자 우물층을 순차적으로 800℃이상 900℃이하의 온도에서 형성하고, 상기 다중양자 우물층상에 상기 p형 AlGaN층, 상기 p형 GaN계층을 순차적으로 950℃이상 1025℃이하의 온도에서 형성하는 각 단계를 포함한다.
본 발명의 장치에 있어서, 나아가, 상기 n형 GaN계층에 접속된 n전극과, 상기 p형 GaN계층에 접속된 p전극과, 상기 n전극과 p전극 사이에 전압을 인가하는 전원을 가질 수도 있다. 또한, 이와 같은 장치를 광원으로 이용하고, 파장 400nm이하의 광을 조사하는 장치를 얻을 수도 있다. 본 발명의 질화 갈륨계 화합물 반도체 장치를 광원에 편입시킨 장치는, 단파장(400nm이하)에서의 발광효율에 뛰어나기 때문에, 단파장 광원을 필요로 하는 용도에 적합하다.
이하，본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조해서 설명한다．
<제1 실시예>
도 １에는, 본 실시 형태에 따른 GaN계 화합물 반도체 장치로서 발광소자(LED)의 구성이 나타나 있다. 발광소자는 기판상에 복수의 층을 MOCVD법(금속 유기화학 기상성장법)을 이용해서 성장시킴으로서 제작된다. 구체적으로는, 다음과 같이 제작된다. 즉, MOCVD 장치 자체는 공지되어 있지만, 그 장치 구성에 대해서 간략히 설명하면, 반응관 내에 서셉트(susceptor) 및 가스 도입관을 설치한다. 서셉트에 기판을 재치하고, 히터로 기판을 가열하면서 원료가스를 공급해서 기판 상에서 반응시킨다. 가스 도입부는 예를 들면, 반응관의 두 방향에 설치하고, 하나는 기판 측방향으로부터 트리메틸 갈륨이나 실란(silane) 가스 등의 원료가스를 도입하고, 다른 방향은 기판의 상부로부터 통기성을 갖는 미다공질(微多孔質)부재를 개재시켜 수소와 질소의 혼합가스 등을 공급한다.
우선, 사파이어 c면 기판(10)을 준비하고, 상압 MOCVD장치의 서셉트에 설치해서 기판온도 1100℃로 수소 분위기 하에서 10분간 열처리한다. 그 뒤, 기판(10)의 온도를 500℃까지 내리고, 모노메틸 실란가스와 암모니아가스를 100초간 흘려서 기판(10) 상에 불연속적으로 SiN 버퍼막(12)을 형성한다. 즉, 상기 불연속 SiN 버퍼막(12) 은 층안의 전위를 확실하게 저감하기 위한 것인데, 본 실시예에 있어서는 생략하는 것도 가능하다. 다음으로, 온도를 500℃로 유지하면서 트리메틸 갈륨 및 암모니아 가스를 흘려서 GaN 버퍼층(14)을 25nm 형성한다. 상기 GaN 버퍼층(14)은, 말하자면 저온 버퍼층으로서 기능한다. 다음으로, 온도를 1075℃까지 승온해서, 다시 트리메틸 갈륨 및 암모니아 가스를 흘려서 언도핑 GaN층(16)을 2㎛ 형성한다. 나아가, 트리메틸 갈륨 및 암모니아 가스에 모노메틸 실란가스를 첨가하고, Si도핑 n-GaN층(18)을 1㎛형성한다. 모노메틸 실란가스는 GaN에 Si를 도핑해서 n형으로 하기 위함이고, Si도핑 n-GaN층(18) 내의 캐리어 밀도는 대략 5×1018cm-3이다.
다음으로, 기판(10)의 온도를 1075℃ 그대로 유지하고 Si도핑n-Al0.1Ga0.9N(2nm)/Si도핑n-GaN(2nm)을 교대로 50페어 형성해서 SLS(Strained Layer Superlattice; 왜초(歪超)격자)층(20)을 형성한다. AlGaN을 형성하는 데는, 트리메틸 갈륨 및 암모니아 가스에 더하여 트리메틸 알루미늄을 공급하면 좋다(Si를 도핑하기 때문에, 실제로는 또 모노메틸 실란(silane)가스를 공급한다). SLS층(20)내의 평균 캐리어 밀도는 5×1018cm-3이다.
그 후, 기판 온도를 830℃까지 내려서 언도핑 GaN층(22)을 30nm 형성한다. 나아가, 언도핑 In0.05Ga0.95N(1.5nm)/언도핑 Al0.1In0.02Ga 0.88N(9.5nm)을 교대로 7페어 적층해서 MQW(다중 양자 우물층) 발광층(24)를 형성한다. InGaN은 트리메틸 갈륨, 트리메틸 인듐(indium)및 암모니아 가스를 공급해서 형성되고, AlInGaN은 나아가 트리메틸 알루미늄을 공급해서 형성된다. MQW 발광층(24)은, 우물(well)층과 배리어(barrier)층을 교대로 적층해서 이루어지고, 언도핑 InGaN이 우물층으로서 기능하고, 언도핑 AlInGaN이 배리어층으로서 기능한다. 우물층의 밴드갭은 배리어층보다도 작게 설정된다. 본 실시예에서는 우물층은 InGaN층이지만, AlInGaN으로 우물층을 구성할 수도 있다. 우물층 및 배리어층을 함께 AlInGaN으로 구성할 경우, Al조성을 조정해서 우물층의 밴드갭을 배리어층보다 작게 한다. 우물층의 Al조성비로서는, 0%~20%가 적당하다. 도 1에서의 InGaN 우물층은 Al 조성비가 0%의 경우를 나타낸 것이다. 배리어층의 Al조성비로서는, 1%~30%가 적당하다.
MQW 발광층(24) 형성 후, 기판(10)의 온도를 975℃까지 상승시켜 Mg도핑p-AlGaN(1.5nm)/Mg도핑p-GaN(0.8nm)을 교대로 50페어 형성해서 p-SLS층(26)을 형성하고, 나아가, p-GaN층(28)을 15nm만 형성한다. p-SLS층(26) 및 p-GaN층(28) 내의 캐리어 농도는 각각 5×1017cm-3, 3×1018cm-3이다.
즉, MQW 발광층(24)을 삽입해서 형성되는 SLS층(20) 및 SLS층(26)은, 캐리어를 가두는 크래드(clad)층으로서 기능한다.
상기와 같이 해서 LED 웨이퍼를 제작한 후, LED 웨이퍼를 MOCVD장치에서 꺼내고, Ni(10nm), Au(10nm)를 순차적으로 진공증착해서 표면에 적층하고, 5%의 산소를 포함한 질소가스 분위기중 520℃에서 열처리해서 금속막을 p투명전극(30)으로 한다. p전극(30)을 형성한 후, 표면에 포토레지스트를 도포하고, 식각마스크로 이용해서 n-GaN층(18)을 노출하도록 식각하고, 노출된 n-GaN층(18)상에 Ti(5nm), Al(5nm)를 증착해서 질소가스중 450℃에서 30분간 열처리해서 n전극(32)를 형성한다.
도1에 있어서, SLS층(20)이 제1초격자층에 대응하고, MQW 발광층(24)이 다중양자 우물층에 대응하고, SLS층(26)이 제2초격자층에 대응한다. 또한, 언도핑 GaN층(16)이 제1 GaN계층에 대응하고, Si도핑 n-GaN층(18)이 n형 GaN계층에 대응하고, 언도핑 GaN층(22)이 제2GaN계층에 대응하고, p-GaN층(28)이 p형 GaN계층에 대응한다.
또한, 도에는 도시되지 않았지만, p전극(30) 및 n전극(32)의 일부에 와이어본딩용 두께 500nm의 Au패드를 형성하고, 기판(10)의 뒷면을 100㎛까지 연마해서 스크럽(scrub)함으로서 칩을 절단하고, 마운트(mount)해서 발광소자 디바이스(LED디바이스)가 제작된다.
표1에, 도1에 나타난 각층 원료와 조성 범위 및 캐리어 농도 범위를 나타낸다.
[표 1]
층재료 조성 범위 캐리어 농도 범위(1/cm3)
p+GaN 1-50E17
Mg 도핑 p-AlGaN/ Mg 도핑 p-GaN SLS Al=5-25% 1-30E17
AlInGaN/ AlInGaN MQW AlInGaN(well)(In=3-20%, Al=0-20%), AlInGaN(Barrier)(Al=1-20%, In=0-10%) 단,well층의 밴드갭은, Barrier층의 밴드갭보다 작아지도록 조성을 선택한다.
언도핑 GaN 언도핑
Si도핑 n-AlGaN/ Si도핑 n-GaN SLS Al=5-25% 1-8E18
Si도핑 n-GaN 1-8E18
언도핑 GaN 언도핑
버퍼층 언도핑
SiN 버퍼(없어도 상관없음)
사파이어 c면 기판
표 1에 있어서, MQW 발광층(24)은 AlInGaN/AlInGaN MQW 층이지만, 전자가 우물층을 나타내고 후자가 배리어층을 나타낸다. 표 1에 있어서, 착안해야 할 것은 SLS층(20, 26)에서의 Al조성비는 5%이상 25%이하, MQW 발광층(24)에서의 우물층의 Al조성비는 0%이상 20%이하, In 조성비는 3%이상 20%이하, 배리어층의 Al조성비는 1%이상 20%이하, In 조성비는 0%이상 10%이하로 되는 것이다. MQW 발광층(24)에서의 배리어층의 Al조성비는 1%이상 30%이하로 해도 좋다. 배리어층의 Al조성비와 SLS층(20)및 SLS층(26)의 Al조성의 관계에 대해서는, 배리어층의 Al조성비가 SLS층(20, 26)의 Al조성비보다 큰 것이 바람직하다. 캐리어인 전자와 정공(正孔)은 MQW 발광층(24)의 우물층에 대해 재결합해서 발광한다. 배리어층의 Al조성비를 증대시키면 밴드갭이 증대하고, 캐리어를 효율적으로 MQW 발광층(24)의 우물층에 가두어 발광효율을 향상시킬 수 있다. 배리어층의 Al조성비가 증대하면, MQW 발광층(24)인 우물층의 실효적 밴드갭도 증대한다.
우물층의 Al조성비가 0%를 포함하고, 배리어층의 Al조성비가 0%를 포함하고 있기 때문에, MQW 발광층(24)의 재료로는, 다음 4종류의 조합이 존재한다.
(a) InGaN 우물층/AlGaN 배리어층
(b) InGaN 우물층/AlInGaN 배리어층
(c) AlInGaN 우물층/AlGaN 배리어층
(d) AlInGaN 우물층/AlInGaN 배리어층
모든 조합에 있어서, 우물층의 밴드갭은 배리어층의 밴드갭보다 작아지도록 조성이 선택된다. 도1은 (b)의 경우이다.
또한, 표 2에는 각층의 바람직한 막두께를 나타낸다.
[표 2]
층재료 바람직한 막두께
p+GaN 5-50nm
Mg 도핑 p-AlGaN/Mg 도핑 p-GaN SLS AlGaN(0.5-10nm)/GaN(0.5-5nm)(20-100페어)
AlInGaN/AlInGaN MQW AlInGaN(well)(1-5nm)/AlInGaN(Barrier)(2-50nm)
언도핑 GaN 5-100nm
Si도핑 n-AlGaN/Si도핑 n-GaN SLS AlGaN(1-10nm)/GaN(1-10nm)(10-500페어)
Si도핑 n-GaN 500-10000nm
언도핑 GaN 500-3000nm
버퍼층 10-40nm
SiN 버퍼 (없어도 상관없음)
사파이어 c면 기판
표 2에 있어서, MQW 발광층(24)으로서는, AlInGaN(또는 InGaN) 우물층의 막두께는 1nm이상 5nm이하이고, AlInGaN(또는 AlGaN) 배리어층의 막두께는 2nm 이상 50nm이하이다. 또한, SLS층(20)에서의 AlGaN의 막두께는 1nm이상 10nm 이하이고, GaN의 막두께는 1nm이상 10nm이하이다. SLS층(26)에서의 AlGaN의 막두께는 0.5nm이상 10nm이하이고, GaN의 막두께는 0.5nm이상 5nm이하이다.
다른 층에 대해서는, GaN 버퍼층(14)의 막두께는 10nm이상 40nm이하이고, 언도핑 GaN층(16)의 막두께는 500nm이상 3000nm이하(바람직하게는 500nm이상 2000nm이하)이고, Si도핑 n-GaN층(18)의 막두께는 500nm이상 10000nm이하이고, 언도핑 GaN층(22)의 막두께는 5nm이상 100nm 이하이고, p-GaN층(28)의 막두께는 5nm이상 50nm이하이다.
표 3에는, 각층의 보다 바람직한 막두께를 나타낸다.
[표 3]
층재료 보다 바람직한 막두께
p+GaN 10-40nm
Mg 도핑 p-AlGaN/Mg 도핑 p-GaN SLS AlGaN(1-6nm)/GaN(0.5-3nm)(40-60페어)
AlInGaN/AlInGaN MQW AlInGaN(well)(1-2nm)/AlInGaN(Barrier)(6-20nm)(5-10페어)
언도핑 GaN 20-40nm
Si도핑 n-AlGaN/Si도핑 n-GaN SLS AlGaN(1.5-5nm)/GaN(1.5-5nm)(40-60페어)
Si도핑 n-GaN 1000-2000nm
언도핑 GaN 1500-3000nm
버퍼층 25-35nm
SiN 버퍼(없어도 상관없음)
사파이어 c면 기판
표 3에 있어서, MQW 발광층(24)으로서는, AlInGaN(또는 InGaN) 우물층의 막두께는 1nm이상 2nm이하이고, AlInGaN(또는 AlGaN) 배리어층의 막두께는 6nm 이상 20nm이하이다. 또한, SLS층(20)에서의 AlGaN의 막두께는 1.5nm이상 5nm이하이고, GaN의 막두께는 1.5nm이상 5nm이하이다. SLS층(26)에서의 AlGaN의 막두께는 1nm이상 6nm이하이고, GaN의 막두께는 0.5nm이상 3nm이하이다. 그 외에 다른 층에 대해서는, GaN 버퍼층(14)의 막두께는 25nm이상 35nm이하이고, 언도핑 GaN층(16)의 막두께는 1500nm이상 3000nm이하(바람직하게는 1500nm이상 2000nm이하)이고, Si도핑 n-GaN층(18)의 막두께는 1000nm이상 2000nm이하이고, 언도핑 GaN층(22)의 막두께는 20nm이상 40nm이하이고, p-GaN층(28)의 막두께는 10nm이상 40nm이하이다.
표 4에는, 각층을 MOCVD 장치에서 성장할 때의 성장온도를 나타낸다.
[표 4]
층재료 온도(℃)
p+GaN 950-1025
Mg 도핑 p-AlGaN/Mg 도핑 p-GaN SLS 950-1025
InGaN/AlInGaN MQW 800-900
언도핑 GaN 800-900
Si도핑 n-AlGaN/Si도핑 n-GaN SLS 1050-1100
Si도핑 n-GaN 1050-1100
언도핑 GaN 1050-1100
버퍼층 450-600
SiN 버퍼 450-600
사파이어 c면 기판
표 4에 있어서, GaN 버퍼층(14)은 450℃이상 600℃이하에서 성장시키고, 언도핑 GaN층(16)은 1050℃이상 1100℃이하에서 성장시키고, Si도핑 n-GaN층(18)은 1050℃이상 1100℃이하에서 성장시키고, SLS층(20) 또는 AlGaN 단층(20)은 1050℃이상 1100℃이하에서 성장시키고, 언도핑 GaN층(22)은 800℃이상 900℃ 이하에서 성장시키고, MQW 발광층(24)은 800℃이상 900℃이하에서 성장시키고, SLS층(26) 또는 AlGaN단층(26)은 950℃이상 1025℃이하에서 성장시키고, p-GaN층(28)은 950℃이상 1025℃이하에서 성장시킨다.
상기와 같이 해서 제작된 발광소자를 적분구(積分球) 속에 넣고, p전극(30) 및 n전극(32)에 전원을 접속하고, 전류를 주입해서 칩으로부터 사출한 전(全)광출력을 측정한 결과, 광출력은 주입전류 20mA시에 대략 2mW가 얻어졌다. 발광파장은 2인치 직경의 웨이퍼면 내에서 다소 흐트러짐은 있으나, 파장 372nm±5nm 범위인 것을 확인했다. 외부양자효율은 대략 3%이다.
본 출원인은, 도1에서의 층 재료나 두께를 변화시킨 웨이퍼를 다수 형성해서 동일한 평가를 행한 결과, 발광파장대로부터 각층의 제약조건이 다르다는 것을 발견했다. 즉, 발광피크파장이 380~400nm인 경우, 각층의 두께가 표2에 나타난 바람직한 막두께의 범위 내에서라면, 광출력은 1nm이상이 얻어졌다.
한편, 발광피크파장이 365~380nm인 경우는, 각층의 막두께가 표2에 나타난 바람직한 두께의 범위에서 벗어나면, 광출력은 0.1nm이하로 급격히 감소하고, 각층의 두께가 표3에 나타난 보다 바람직한 두께의 범위에서 벗어나면, 광출력은 1mW 이하로 되었다. 이들로부터, 표2 또는 표3에 나타난 범위로 설정함으로서, 단파장(400nm 이하)의 발광효율을 향상할 수 있음이 확인되었다.
이와 같이 발광효율이 개선되는 원인은, 다음과 같이 생각할 수 있다. 표2에는, 본 실시예에서 제작된 발광소자의 단면 전자 현미경 사진을 나타내는 설명도가 나타나 있다. 상기 단면 전자 현미경 사진을 상세히 관찰하면, n-GaN/AlGaN SLS층(20)과 언도핑 GaN층(22)의 계면에서 전위가 저감하고 있는 것을 알 수 있다. SLS층(20)중에 포함되는 비뚤어짐과, 상기 경계면에서 성장온도를 변화시킨 것이 서로 어울려 하지층(下地層)으로부터 전해져 온 전위가 횡방향(라테랄(lateral) 방향)으로 굴곡되고, 상기 바로 위에 형성된 MQW 발광층(24)중의 전위가 저감되었다고 생각된다. 즉, 각층의 조성 및 두께를 상기 범위로 조정함으로써, MQW 발광층(24) 안의 전위를 억제할 수 있다고 생각된다.
나아가, 발광효율개선이 없어진 하나의 원인으로서, MQW 발광층(24)의 조성요동을 생각할 수 있다. AlInGaN (또는 InGaN) 우물층/AlInGaN (또는 AlGaN) 배리어층을 적층한 MQW 발광층(24)에 있어서는, In 조성비가 낮고 InGaN의 조성요동은 일어나기 어렵다. 조성요동이 생기면, In 조성이 부분적으로 큰 부위에서 발광하므로 주입된 캐리어는 그 부위에서 포획되고, 전위로 도달하지 않고 효율이 저하하지 않는다. 그러나, 배리어층 안에는 Al이 첨가되어 있으므로, In과 Al의 조성을 동시에 증가시킴으로서, 발광파장을 짧게 유지하면서 In과 Al 조성을 증가시키고, 결과적으로 조성요동이 커진다고 생각할 수 있다. 도 3에는, 단면 전자 현미경 사진을 나타내는 설명도가 나타나 있고, 상기 설명도에서는 MQW 발광층(24)의 우물층이 불균일하게 되어 있는 것이 확인된다. 즉, MQW 발광층(24)의 재료 및 조성비를 상기 범위로 조정함으로서, 조성 요동을 증대시켜서 전위에 의한 발광효율의 저하를 억제할 수 있다고 생각된다.
이와 같이, 도1에 나타난 층 구조로 해서, 각층의 두께를 표2 또는 표3에 나타난 범위로 설정함으로써 높은 발광효율을 얻을 수 있다.
즉, 본 출원인은, SLS층(20) 대신에 AlGaN 단층으로 하고, SLS층(26) 대신에 AlGaN 단층으로 해도 동일하게 파장 400nm이하에서 발광효율이 높은 것을 발견했다. 구체적으로, SLS층(20) 대신에, Al조성을 5~20%로 한 AlGaN을 50nm이상 500nm이하, 보다 바람직하게는 70nm이상 300nm이하로 형성하고, SLS층(26) 대신에, Al조성을 5~25%로 한 AlGaN을 50nm이상 500nm이하, 보다 바람직하게는 70nm이상 200nm이하로 형성한다. AlGaN 단층을 이용한 경우의 전체 구성은 이하와 같이 된다.
사파이어 기판(10)/SiN 불연속막(12)/GaN 버퍼층(14)/언도핑 GaN층(16)/Si도핑 n-GaN층(18)/AlGaN층(20)/언도핑 GaN층(22)/MQW 발광층(24)/AlGaN층(26)/p-GaN층(28)
상기 구조에 있어서도, MQW 발광층(24)의 우물층의 밴드갭이나 배리어층의 밴드갭 보다 작아지도록 Al 조성비가 선택된다. 또한, MQW 발광층(24)의 배리어층의 Al조성비는, AlGaN층(20, 26)의 Al조성비보다 커지도록 선택되는 것이 바람직하다. 구체적으로는, MQW 발광층(24)의 배리어층의 Al조성비는 30%정도로 할 수 있다.
또한, 본 출원인은, 도1에서 SiN 버퍼막(12)을 형성하지 않고, 언도핑 GaN층(16) 대신에, GaN층에 SiN을 삽입한 GaN층/SiN층/GaN층 구조를 갖는 GaN계층(16)으로 하고, SLS층(20)으로서 언도핑AlGaN(1.7nm)/Si 도핑 GaN(1.7nm)을 교대로 50페어 형성해서 SLS층(20)으로 하고, 언도핑 GaN층(22) 대신에 AlGaN층(26nm)으로 하고, MQW 발광층(24)으로서 InGaN 우물층(1.7nm)/AlGaN 배리어층(13nm)을 교대로 3페어 형성해서 MQW 발광층(24)으로 하고, SLS층(26)으로서 AlGaN(1.1nm)/GaN(0.5nm)을 교대로 50페어 형성해서 SLS층(26)으로 한 발광소자도 제조하고, 마찬가지로 파장400nm이하에서 발광효율이 높은 것을 발견했다. GaN층에 SiN을 삽입함으로서, SiN층 상에 형성된 GaN층의 전위가 저감하고, 이것에 의해 MQW 발광층(24)의 전위가 억제된다.
표5에, 각층 재료와 조성 범위 및 캐리어 농도 범위를 나타낸다.
{표5}
층재료 조성 범위 캐리어 농도 범위(cm-3)
p+GaN(17nm) 1-50E17
AlGaN(1.1nm)/GaN(0.5nm)(50페어) Al=5-25% 1-30E17
InGaN(well)(1.7nm)/AlGaN(barrier)(13nm)(3페어) InGaN(well)(In~5.5%),AlGaN(Barrier)(Al~30%) 언도핑
AlGaN(26nm) Al~20% 언도핑
언도핑 AlGaN(1.7nm)/Si도핑 n-GaN(1.7nm)SLS,(50페어) Al~18% 1-8E18
Si도핑 n-GaN 1-8E18
언도핑 GaN2(800-1200nm) 언도핑
SiN 고온 버퍼
언도핑 GaN1(800-1200nm) 언도핑
버퍼층(~25nm) 언도핑
사파이어 c면 기판
MQW 발광층(24)에서의 AlGaN 배리어층의 Al조성비는 30%이고, SLS층(20)의 Al조성비인 약 18%보다 크고, 또한, SLS층(26)의 Al조성비인 5%~25%보다 크다. AlGaN에서의 Al조성비가 커지면 결정품질이 나빠지므로, MQW 발광층(24)의 AlGaN 배리어층 Al조성비의 상한은 30%정도가 바람직하다.
본 실시예에 대한 발광소자는, 파장400nm이하에서 높은 발광효율을 갖기 때문에, 상기 특성을 전적으로 이용해서 각종 제품을 제작하는 것이 가능하다. 이하에서는, 도1에 나타난 발광소자를 광원으로 이용하는 몇 개의 장치예를 나타낸다.
<제2 실시예>
시판중인 블랙팬(형광팬)은 가시조명하에서 문자나 도형 등을 그려도 보이지 않지만, 거기에 자외선을 조사하면 그린 문자나 도형이 나타난다. 컬러 블랙팬(자외선을 조사하면 컬러 도형이 나타난다)도 시판되고 있지만, 컬러를 표현하기 위해서는 조사하는 자외선 파장이 400nm이하, 보다 정확하게는 파장380nm이하이여야 한다. 종래, 형광등블랙라이트나 수은램프 등의 광원이 사용되고 있지만, 대형으로 소비전력도 크고, 전원도 커지는 결점이 있다.
그래서, 도형 재현용 광원으로서 도1에 나타난 발광소자 디바이스(LED)를 이용하면, 소형으로 전지구동도 가능해진다. 블랙팬으로 그린 도형을 피크파장 400nm, 385nm, 372nm의 LED로 조사해서 도형 재현을 시험했다. 조사광 강도는 대략 5mW(400nm), 3mW(385nm), 1mW(372nm)이다.
400nm LED의 경우, 도형이 나타내는 것의 색은 재현되지 않고, 형광 강도도 겨우 보일 정도로 대단히 낮은 레벨이였다. 385nm LED로 조사하면, 도형의 형태는 확실히 보일 정도로 강한 형광강도는 얻어졌지만, 색은 재현되지 않았다. 특히, 적색의 재현성이 나빴다. 한편, 파장 372nm LED의 경우, 조사 강도가 1mW 로 약함에도 불구하고, 형광은 밝은 실내에서도 전혀 문제없이 보일 정도로 강하고, 또한 3원색을 충실히 재현할 수 있었다.
이점으로부터, 파장 365~380nm대의 LED는, 저렴하게 시판되고 있는 블랙팬(형광팬)으로 그린 도형의 재현용 광원으로서 매우 적합하다는 것이 확인되었다. 본 실시예의 LED를 전지와 함께 키홀더나 블래팬, 지우개 그 외에 다른 제품에 편입해서 간단히 재현할 수 있고, 보이지 않는 문자나 도형을 묘화(描畵)하는 시스템을 얻을 수 있다.
<제3 실시예>
본 실시예에 대한 LED로부터의 광을 인체 피부에 단시간 조사해서 그 영향을 조사했다. 피크파장 400nm(5mW), 385nm(3mW), 372nm(1mW)의 LED광을 각각 10분간 피부에 조사해서 피부의 변화(말하자면, 선탠)를 조사했다. 그 결과, 피크파장 400nm(5mW)의 경우는 거의 영향을 볼 수 없었던 것에 대해, 385nm(3mW)의 경우는 조금 변화를 보였다. 한편, 372nm(1mW)의 경우에는, 확실한 흔적이 보였다. 이 것은, 파장 365~380nm대의 LED가 인체의 선탠을 일으키는 것을 나타내고 있다. 상기 LED를 광원으로 이용해서 선탠장치를 제작했다. 직경5mm의 스포트(spot)만을 선탠하는 장치 및 LED를 깊이 3m 직선상에 배치해서 선으로 선탠하는 장치를 제작하고 실험을 행했다. 모든 장치도 10분간 조사하는 것으로 선탠을 얻을 수 있다. 즉, 30분 이상 조사하면 피부가 손상된다.
종래, 선탠장치는 자외선램프를 사용하고 있기 때문에, 조사면적이 큰 용도에는 적당했지만, 작은 영역만의 선탠을 만들 수 없었고, 예를 들면, 선탠하고 싶은 부위 이외를 타올 등으로 덮는 등의 노력이 필요했었으며, 본 실시예의 선탠장치에서는 점이나 선 등의 선탠을 임의로 만드는 것이 가능하다.
<제 4실시예>
시판되고 있는 UV 컷 화장품(SPF50＋PA＋＋＋)을 바른 피부에 대해, 피크파장 372nm(1mW)의 LED를 광원으로 편입한 제3 실시예의 선탠장치로 10분간 조사했다. 그 결과, UV 컷 화장품을 바르지 않은 경우와 비교해서 선탠 정도가 작은 것을 확인했다. 이와 같이, 본 실시예의 LED는, UV 컷 화장품의 성능을 평가하는 장치로 이용할 수도 있다.
종래, 상기 종(種)의 검사장치는 대형이고, 효과를 조사하기 위해 넓은 피부표면이 필요하다. 본 실시예의 검사장치는, 상술한 실시예에서 서술한 것처럼 점 혹은 선 등의 임의의 형상 혹은 부위에 선탠을 만들 수 있으므로, 인체 부위마다 선탠 정도를 조사하거나, 혹은 휴대해서 장시간에 걸친 조사효과를 조사할 수도 있다.
<제 5실시예>
시계 문자판이나 피난 유도 등의 표지류(標識類)에는 축광(蓄光)재료가 사용되고 있다. 이것은, 축광제에 광이 닿으면, 광을 제거해도 형광이 계속되는 것을 이용해서 어둠속에서도 글자 등을 읽을 수 있는 구조를 이용한 것이다. 근래에는, 축광시간도 길어지고 3원색도 나타낼 수 있도록 되어 있다. 예를 들면, 황화아연에 동을 결합시킨 단잔광(短殘光) 타입이나 스트론튬 알루미네이트(aluminate)에 희토(希土)류 금속을 결합시킨 장잔광(長殘光) 타입 등이 알려져 있다. 이와 같은 축광제의 감도는 일반적으로 파장400nm이하에 있다. 따라서, 축광제와 본 실시예의 LED를 조합시킴으로써, 단시간만 광을 조사해서 광을 제거하는 조작을 반복함으로서 소비전력이 매우 작은 표시장치를 제작할 수 있다. 또한, 전원이 꺼져도 표시는 꺼지지 않는 (불휘발) 비상용 표시장치도 가능하게 된다.
피크파장400nm(5mW), 385nm(3mW), 372nm(1mW)의 LED와 3원색 축광제를 조합시켜 표시장치를 제조했다. 축광제를 판상(板狀)으로 가공하고, 그 뒷면에서 실시예의 LED 광을 조사해서 표면으로부터의 발광을 관측했다. 10분간 조사하고, 정해진 시간만 조사를 중단하는 사이클을 되풀이했다. 30분 정도 조사를 중단해도, 사무실정도 밝기의 방에서 축광제로부터 발광이 확인되었다. 즉, 어둠속에서는 1시간 정도 중단해도 축광제로부터 발광이 확인되었다. 모든 파장에서 같은 효과가 얻어졌지만, 피크파장400nm(5mW)를 광원으로 사용한 경우에 가장 잔광이 강했다. 이와 같이, 파장 365~400nm대의 LED와 축광제를 사용한 표시장치로부터, 종래 표시장치와 비교해서 소비전력을 현저하게 저감할 수 있다.
나아가, 색의 재현성에 대해서도 관측했다. 피크파장400nm(5mW), 385nm(3mW)의 LED는, 육안으로는 청색~보라색으로 보이기 때문에, 축광제에서 적색을 나타내면 양자가 서로 뒤섞여 순수한 색재현은 할 수 없다. 녹색도 마찬가지이다. 한편, 피크파장372nm(1mW)의 LED는 육안으로는 거의 보이지 않기 때문에, 3원색을 충실히 재현할 수 있다. 따라서, 파장 365~380nm대의 LED룰 광원으로 이용하고, 축광제를 사용한 표시장치는 저소비전력으로, 또한, 풀컬러(full color)를 재현할 수 있다.
<제 6실시예>
나방 등의 곤충 복안(複眼)은, 파장 360nm에 피크감도를 갖는다. 그 성질을 이용해서, 자외선램프를 사용한 곤충구제(驅除)장치가 시판되고 있다. 자외선램프를 가두(街頭)에 붙이고, 그 주변에 곤충구제장치를 부착한 것이다. 자외선램프는, 가시광도 사출하므로, 일반적으로는 밝게 보인다. 또한, 소비전력이 크다는 문제가 있다. 상기 곤충 수집용 광원으로서 실시예인 LED를 사용했다. 피크파장 372nm이다. 어둠속에 LED를 설치하고, 곤충 수집 상황을 확인했다. 동시에, 2W 수은램프도 비교 하기위한 별도의 장소에 설치했다. LED 소비전력을 절약하기 위해서 및 발광 피크 강도를 증가시키기 위해서, 피크 전류 200mA, 피크 출력 약10mW, 펄스폭10mS, 반복 주파수10Hz(평균출력1mW)의 펄스 구동을 행했다. 광출력은, LED 쪽이 작음에도 불구하고, 보다 많은 곤충이 LED에 모이는 것이 관측되었다. 수은램프는 육안으로는 청색~보라색으로 보였지만, LED는 거의 육안으로는 확인할 수 없었다. 이점으로부터, 곤충 수집용 광원으로서, 파장 365~380nm대의 LED를 사용할 수 있음을 알 수 있다.
그래서, 시판되고 있는 곤충구제장치 램프를 LED로 교환해서 장치를 제작했다. 파장 372nm의 LED를 200개 사용해서, 상술한 실험과 동일하게 펄스구동해서 동작시켰다. 그 결과, 하룻밤 만에 개조하기 전과 같은 정도의 곤충을 구제할 수 있었다. 본 실시예의 LED를 광원으로 이용한 곤충구동장치는, 소비전력이 작고, LED가 소형이기 때문에 광원의 레이아웃에 자유도가 증가하는 장점이 있다. 나아가, 육안으로는 거의 보이지 않으므로, 조명을 싫어하는 환경에도 이용할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예에 대해 설명했지만, 이들은 예시에 불과하며, 본 발명의 LED를 이용해 다른 장치도 제작가능하다. 예를 들면 지폐 판정이나 지폐 진위를 분별하기 위한 장치나 산화티탄을 조사함으로서 얻어지는 광촉매 반응을 이용한 공기나 물 정화에도 사용할 수 있다.
또한, 본 실시예에 있어서, GaN층(16) 대신에, AlGaN층을 이용할 수 있고, n형 GaN층(18) 대신에, n형 AlGaN층을 이용할 수 있다. 나아가, GaN층(22) 대신에, InGaN층을 이용할 수 있고, p형 GaN층(28) 대신에, p형 InGaN층을 이용할 수도 있다. GaN계층에는, GaN층 이외에 GaN의 Ga를 Al이나 In으로 치환한 AlGaN 층이나 InGaN층도 포함된다.

Claims (21)

  1. 기판과,
    상기 기판 상에 형성된 n형 AlGaN층과 n형 GaN층을 교대로 적층해서 이루어지는 제1초격자층과,
    상기 제1초격자층상에 형성된 GaN계 양자 우물층과 GaN계 양자 배리어층을 교대로 적층해서 이루어지는 다중양자 우물층과,
    상기 다중양자 우물층상에 형성된 p형 AlGaN층과 p형 GaN층을 교대로 적층해서 이루어지는 제2초격자층을 갖는 것을 특징으로 하는 질화 갈륨계 화합물 반도체 장치.
  2. 　 제 1 항에 있어서,
    상기 기판과 상기 제1초격자층 사이에,
    버퍼층과,
    상기 버퍼층상에 형성된 제1 GaN계층과,
    상기 제1 GaN계층상에 형성된 n형 GaN계층을 갖고,
    상기 제1초격자층과 상기 다중양자 우물층과의 사이에,
    제2 GaN계층을 갖고,
    상기 제2초격자층상에 p형 GaN층을 갖는 것을 특징으로 하는 질화 갈륨계 화합물 반도체 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,　
    상기 제1 GaN계층은 GaN층내에 SiN층이 삽입된 구조를 이루고,
    상기 제2 GaN계층은 AlGaN층을 갖는 것을 특징으로 하는 질화 갈륨계 화합물 반도체 장치．
  4. 제 1 항에 있어서,　
    상기 다중양자 우물층에서의 상기 GaN계 양자 배리어층 Al조성비는, 상기 제1초격자층 및 상기 제2초격자층의 Al조성비 보다 큰 것을 특징으로 하는 질화 갈륨계 화합물 반도체 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,　
    상기 제1초격자층 및 제2초격자층에서의 AlGaN층의 Al조성비는 5%이상 25%이하이고,
    상기 다중양자 우물층에서의 InGaN 또는 AlInGaN 양자 배리어층의 In 조성비는 3%이상 20%이하이며, AlGaN층 또는 AlInGaN 양자 배리어층의 Al조성비는 1%이상 30%이하이고, 상기 양자 우물층은 상기 양자 배리어층 보다 밴드갭(band gap)이 작은 것을 특징으로 하는 질화 갈륨계 화합물 반도체 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,　
    상기 제1초격자층에서의 AlGaN층 및 GaN층의 두께는 각각 1nm이상 10nm이하이고,
    상기 다중양자 우물층에서의 양자 우물층의 두께는 1nm이상 5nm이하이며 양자 배리어층의 두께는 2nm이상 50nm이하이고,
    상기 제2초격자층에서의 AlGaN층의 두께는 0.5nm이상 10nm이하이며 GaN층의 두께는 0.5nm이상 5nm이하인 것을 특징으로 하는 질화 갈륨계 화합물 반도체 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 GaN계층의 두께는 500nm이상 3000nm이하이고,
    상기 n형 GaN계층의 두께는 500nm이상 10000nm이하이고,
    상기 제1초격자층에서의 AlGaN층 및 GaN층의 두께는 각각 1nm이상 10nm이하이고,
    상기 제2 GaN계층의 두께는 5nm이상 100nm이하이고,
    상기 다중양자 우물층에서의 양자 우물층의 두께는 1nm이상 5nm이하이며 양자 배리어층의 두께는 2nm 이상 50nm이하이고,
    상기 제2초격자층에서의 AlGaN층의 두께는 0.5nm이상 10nm이하이며 GaN층의 두께는 0.5nm이상 5nm이하이고,
    상기 p형 GaN계층의 두께는 5nm이상　50nm이하인 것을 특징으로 하는 질화갈륨계 화합물 반도체 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,　
    상기 제1초격자층에서의 AlGaN층 및 GaN층의 두께는 각각 1.5nm이상 5nm이하이고,
    상기 다중양자 우물층에서의 양자 우물층의 두께는 1nm이상 2nm이하이며 양자 배리어층의 두께는 6nm이상 20nm이하이고,
    상기 제2초격자층에서의 AlGaN층의 두께는 1nm이상 6nm이하이며 GaN층의 두께는 0.5nm이상 3nm이하인 것을 특징으로 하는 질화 갈륨계 화합물 반도체 장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 GaN계층의 두께는 1500nm이상 3000nm이하이고,
    상기 n형 GaN계층의 두께는 1000nm이상 20000nm이하이고,
    상기 제1초격자층에서의 AlGaN층 및 GaN층의 두께는 각각 1.5nm이상 5nm이하이고,
    상기 제2 GaN계층의 두께는 20nm이상 40nm이하이고,
    상기 다중양자 우물층에서의 양자 우물층의 두께는 1nm이상 2nm이하이며 양자 배리어층의 두께는 6nm이상 20nm이하이고,
    상기 제2초격자층에서의 AlGaN층의 두께는 1nm이상 6nm이하이며 GaN층의 두께는 0.5nm이상 3nm이하이고,
    상기 p형 GaN층의 두께는 10nm이상　40nm이하인 것을 특징으로 하는 질화갈륨계 화합물 반도체 장치.
  10. 기판과,
    상기 기판상에 형성된 n형 AlGaN층과,
    상기 n형 AlGaN층상에 형성된 GaN계 양자 우물층과 GaN계 양자 배리어층을 교대로 적층해서 이루어지는 다중양자 우물층과,
    상기 다중양자 우물층상에 형성된 p형 AlGaN층을 갖는 것을 특징으로 하는 질화 갈륨계 화합물 반도체 장치．
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 기판과 상기 n형 AlGaN층 사이에,
    버퍼층과,
    상기 버퍼층상에 형성된 제1 GaN계층과,
    상기 제1 GaN계층상에 형성된 n형 GaN계층을 갖고,
    상기 n형 AlGaN층과 상기 다중양자 우물층 사이에,
    제2 GaN계층을 갖고,
    상기 p형 AlGaN층상에 형성된 p형 GaN계층을 갖는 것을 특징으로 하는 질화 갈륨계 화합물 반도체 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,　
    상기 다중양자 우물층에서의 상기 GaN계 양자 배리어층 Al조성비는, 상기 n형 AlGaN층 및 상기 p형 AlGaN층의 Al조성비 보다 큰 것을 특징으로 하는 질화 갈륨계 화합물 반도체 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,　
    상기 n형 AlGaN층 및 상기 p형 AlGaN층의 Al조성비는 5%이상 25%이하이고,
    상기 다중양자 우물층에서의 InGaN 또는 AlInGaN 양자 우물층의 In 조성비는 3%이상 20%이하이며, AlInGaN층 또는 AlGaN 양자 배리어층의 Al조성비는 1%이상 30%이하이고, 상기 양자 우물층은 상기 양자 배리어층 보다 밴드갭(band gap)이 작은 것을 특징으로 하는 질화 갈륨계 화합물 반도체 장치.
  14. 제 10 항에 있어서,　
    상기 n형 AlGaN층의 두께는 50nm이상 500nm이하이고,
    상기 다중양자 우물층에서의 양자 우물층의 두께는 1nm이상 5nm이하이며 양자 배리어층의 두께는 2nm이상 50nm이하이고,
    상기 p형 AlGaN층의 두께는 50nm이상 500nm이하인 것을 특징으로 하는 질화 갈륨계 화합물 반도체 장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 GaN계층의 두께는 500nm이상 3000nm이하이고,
    상기 n형 GaN계층의 두께는 500nm이상 10000nm이하이고,
    상기 n형 AlGaN층의 두께는 50nm이상 500nm이하이고,
    상기 제2 GaN계층의 두께는 5nm이상 100nm이하이고,
    상기 다중양자 우물층에서의 양자 우물층의 두께는 1nm이상 5nm이하이며 양자 배리어층의 두께는 2nm이상 50nm이하이고,
    상기 p형 AlGaN계층의 두께는 50nm이상 500nm이하이고,
    상기 p형 GaN층의 두께는 5nm이상 50nm이하인 것을 특징으로 하는 질화갈륨계 화합물 반도체 장치.
  16. 제 10 항에 있어서,　
    상기 n형 AlGaN층의 두께는 70nm이상 300nm이하이고,
    상기 다중양자 우물층에서의 양자 우물층의 두께는 1nm이상 2nm이하이며 양자 배리어층의 두께는 6nm이상 20nm이하이고,
    상기 p형 AlGaN층의 두께는 70nm이상 200nm이하인 것을 특징으로 하는 질화갈륨계 화합물 반도체 장치.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 GaN계층의 두께는 1500nm이상 3000nm이하이고,
    상기 n형 GaN계층의 두께는 1000nm이상 2000nm이하이고,
    상기 n형 AlGaN층의 두께는 70nm이상 300nm이하이고,
    상기 제2 GaN계층의 두께는 2nm이상 40nm이하이고,
    상기 다중양자 우물층에서의 양자 우물층의 두께는 1nm이상 2nm이하이며 양자 배리어층의 두께는 6nm이상 20nm이하 이고,
    상기 p형 AlGaN층의 두께는 70nm이상 200nm이하이고,
    상기 p형 GaN계층의 두께는 10nm이상 40nm이하인 것을 특징으로 하는 질화갈륨계 화합물 반도체 장치.
  18. 제 2 항에 기재된 장치를 MOCVD법으로 제조하는 방법으로서,
    상기 기판상에 상기 버퍼층을 450℃이상 600℃이하의 온도에서 형성하고,
    상기 버퍼층상에 상기 제1 GaN계층, 상기 n형 GaN계층, 상기 제1초격자층을 순차적으로 1050℃이상 1100℃이하의 온도에서 형성하고,
    상기 제1초격자층상에 상기 제2 GaN계층, 상기 다중양자 우물층을 순차적으로 800℃이상 900℃이하의 온도에서 형성하고,
    상기 다중양자 우물층상에 상기 제2초격자층, 상기 p형 GaN계층을 순차적으로 950℃이상 1025℃이하의 온도에서 형성하는 것을 특징으로 하는 질화 갈륨계 화합물 반도체 장치.
  19. 제 11 항에 기재된 장치를 MOCVD법으로 제조하는 방법으로서,
    상기 기판상에 상기 버퍼층을 450℃이상 600℃이하의 온도에서 형성하고,
    상기 버퍼층상에 상기 제1 GaN계층, 상기 n형 GaN계층, 상기 n형 AlGaN층을 순차적으로 1050℃이상 1100℃이하의 온도에서 형성하고,
    상기 n형 AlGaN층상에 상기 제2 GaN계층, 상기 다중양자 우물층을 순차적으로 800℃이상 900℃이하의 온도에서 형성하고,
    상기 다중양자 우물층상에 상기 p형 AlGaN층, 상기 p형 GaN계층을 순차적으로 950℃이상 1025℃이하의 온도에서 형성하는 것을 특징으로 하는 질화 갈륨계 화합물 반도체 장치의 제조 방법.
  20. 제 2 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,　
    상기 n형 GaN계층에 접속된 n전극과,
    상기 p형 GaN계층에 접속된 p전극과,
    상기 n전극과 p전극 사이에 전압을 인가하는 전원을 갖는 것을 특징으로 하는 질화 갈륨계 화합물 반도체 장치.
  21. 제 20 항에 기재된 장치를 이용해서 파장 400nm이하의 광을 조사하는 장치.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100608919B1 (ko) * 2005-06-14 2006-08-03 서울옵토디바이스주식회사 발광 소자 및 이의 제조 방법
KR100925062B1 (ko) * 2007-11-23 2009-11-03 삼성전기주식회사 4원계 질화물 반도체 발광 소자 및 그 제조 방법
KR100972984B1 (ko) * 2008-03-10 2010-07-29 삼성엘이디 주식회사 넓은 발광파장 스펙트럼을 갖는 반도체 발광소자
WO2010126290A1 (en) * 2009-04-27 2010-11-04 University Of Seoul Industry Cooperation Foundation Semiconductor device
KR101045949B1 (ko) * 2010-08-24 2011-07-01 (주)세미머티리얼즈 질화물 반도체 발광소자 및 이의 제조 방법
KR101256755B1 (ko) * 2010-11-12 2013-04-24 세미엘이디즈 옵토일렉트로닉스, 컴퍼니 리미티드 식각 정지층을 가지는 ｎ-형 가둠 구조를 포함하는 수직형 엘이디 다이 및 그 제조 방법

Families Citing this family (91)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7700940B2 (en) * 2002-07-16 2010-04-20 Nitride Semiconductor Co., Ltd. Gallium nitride-based compound semiconductor device
JP3839799B2 (ja) * 2003-08-06 2006-11-01 ローム株式会社 半導体発光素子
TWI224877B (en) * 2003-12-25 2004-12-01 Super Nova Optoelectronics Cor Gallium nitride series light-emitting diode structure and its manufacturing method
KR100586971B1 (ko) 2004-05-31 2006-06-08 삼성전기주식회사 질화물 반도체 발광소자
CN100356595C (zh) * 2004-09-27 2007-12-19 晶元光电股份有限公司 Ⅲ族氮化物半导体元件及其制造方法
KR100983831B1 (ko) 2004-10-28 2010-09-27 주식회사 에피밸리 Ⅲ-질화물 반도체 발광소자
KR100765004B1 (ko) * 2004-12-23 2007-10-09 엘지이노텍 주식회사 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법
KR100918967B1 (ko) 2004-12-29 2009-09-25 갤럭시아포토닉스 주식회사 버퍼층에 광 산란수단을 구비한 질화갈륨 소자 및 그제작방법
JPWO2006104064A1 (ja) * 2005-03-28 2008-09-04 国立大学法人大阪大学 窒化ガリウム成長用基板及びその製造方法
US8324660B2 (en) 2005-05-17 2012-12-04 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Lattice-mismatched semiconductor structures with reduced dislocation defect densities and related methods for device fabrication
US9153645B2 (en) 2005-05-17 2015-10-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Lattice-mismatched semiconductor structures with reduced dislocation defect densities and related methods for device fabrication
JP4529846B2 (ja) * 2005-09-06 2010-08-25 日立電線株式会社 Ｉｉｉ−ｖ族窒化物系半導体基板及びその製造方法
KR100708936B1 (ko) * 2005-10-17 2007-04-17 삼성전기주식회사 플립칩용 질화물계 반도체 발광소자
WO2007052840A1 (en) * 2005-11-07 2007-05-10 Showa Denko K.K. Semiconductor light-emitting diode
JP2007214384A (ja) * 2006-02-09 2007-08-23 Rohm Co Ltd 窒化物半導体素子
JP5232969B2 (ja) * 2006-03-23 2013-07-10 豊田合成株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法
US7777250B2 (en) 2006-03-24 2010-08-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Lattice-mismatched semiconductor structures and related methods for device fabrication
US7906357B2 (en) * 2006-05-15 2011-03-15 Koninklijke Philips Electronics N.V. P-type layer for a III-nitride light emitting device
TWI300632B (en) 2006-05-25 2008-09-01 Ind Tech Res Inst Group-iii nitride vertical-rods substrate
US8173551B2 (en) 2006-09-07 2012-05-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Defect reduction using aspect ratio trapping
US7875958B2 (en) 2006-09-27 2011-01-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Quantum tunneling devices and circuits with lattice-mismatched semiconductor structures
US7799592B2 (en) 2006-09-27 2010-09-21 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Tri-gate field-effect transistors formed by aspect ratio trapping
KR101067823B1 (ko) 2006-10-18 2011-09-27 니텍 인코포레이티드 자외선 발광 디바이스 및 이를 제조하기 위한 방법
US20080187018A1 (en) 2006-10-19 2008-08-07 Amberwave Systems Corporation Distributed feedback lasers formed via aspect ratio trapping
FR2911965B1 (fr) * 2007-01-30 2009-06-26 Univ Claude Bernard Lyon Sonde miniaturisee pour la mesure d'un rayonnement haute energie et dispositif de mesure en faisant application
JP5103979B2 (ja) * 2007-03-27 2012-12-19 豊田合成株式会社 ＩＩＩ族窒化物系化合物半導体に対する電極形成方法及びｐ型ＩＩＩ族窒化物系化合物半導体の製造方法
JP4668225B2 (ja) * 2007-03-27 2011-04-13 シャープ株式会社 窒化物半導体発光素子の製造方法
JP5274785B2 (ja) * 2007-03-29 2013-08-28 日本碍子株式会社 ＡｌＧａＮ結晶層の形成方法
US7825328B2 (en) 2007-04-09 2010-11-02 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Nitride-based multi-junction solar cell modules and methods for making the same
WO2008124154A2 (en) 2007-04-09 2008-10-16 Amberwave Systems Corporation Photovoltaics on silicon
US8237151B2 (en) 2009-01-09 2012-08-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Diode-based devices and methods for making the same
US8304805B2 (en) 2009-01-09 2012-11-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor diodes fabricated by aspect ratio trapping with coalesced films
US8686396B2 (en) * 2007-05-08 2014-04-01 Nitek, Inc. Non-polar ultraviolet light emitting device and method for fabricating same
EP2003444A1 (de) * 2007-06-14 2008-12-17 Mettier-Toledo AG Ladungssensitiver Halbleitersensor
US8329541B2 (en) 2007-06-15 2012-12-11 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. InP-based transistor fabrication
JP2008311579A (ja) * 2007-06-18 2008-12-25 Sharp Corp 窒化物半導体発光素子の製造方法
WO2009023722A1 (en) 2007-08-14 2009-02-19 Nitek, Inc. Micro-pixel ultraviolet light emitting diode
KR101093588B1 (ko) 2007-09-07 2011-12-15 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 멀티-정션 솔라 셀
DE102007046027A1 (de) * 2007-09-26 2009-04-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip mit einer Mehrfachquantentopfstruktur
JP2009152552A (ja) * 2007-12-18 2009-07-09 Seoul Opto Devices Co Ltd 多重量子井戸構造の活性領域を有する発光ダイオード
CN101559346A (zh) * 2008-04-18 2009-10-21 展晶科技(深圳)有限公司 光触媒装置
US8183667B2 (en) 2008-06-03 2012-05-22 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Epitaxial growth of crystalline material
US8274097B2 (en) 2008-07-01 2012-09-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Reduction of edge effects from aspect ratio trapping
US8981427B2 (en) 2008-07-15 2015-03-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Polishing of small composite semiconductor materials
EP2528087B1 (en) 2008-09-19 2016-06-29 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Formation of devices by epitaxial layer overgrowth
US20100072515A1 (en) 2008-09-19 2010-03-25 Amberwave Systems Corporation Fabrication and structures of crystalline material
US8253211B2 (en) 2008-09-24 2012-08-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor sensor structures with reduced dislocation defect densities
JP2012507874A (ja) * 2008-10-31 2012-03-29 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 無極性または半極性ＡｌＩｎＮおよびＡｌＩｎＧａＮ合金に基づく光電子デバイス
KR101055695B1 (ko) 2008-12-17 2011-08-11 한국광기술원 발광 다이오드 제조방법
US8227791B2 (en) * 2009-01-23 2012-07-24 Invenlux Limited Strain balanced light emitting devices
KR101450956B1 (ko) 2009-04-02 2014-10-15 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 결정질 재료의 비극성 평면으로부터 형성된 소자 및 이의 제조 방법
TW201130156A (en) * 2009-11-26 2011-09-01 Showa Denko Kk Sapphire single crystal for producing sapphire single crystal substrate for LED, sapphire single crystal substrate for LED, light-eliciting element, and method for preparing the same
JP4769905B2 (ja) * 2009-12-10 2011-09-07 Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 ｐ型ＡｌＧａＮ層の製造方法およびＩＩＩ族窒化物半導体発光素子
TWI455355B (zh) * 2010-04-06 2014-10-01 Univ Nat Central Light emitting diode structure
US20120126239A1 (en) * 2010-11-24 2012-05-24 Transphorm Inc. Layer structures for controlling stress of heteroepitaxially grown iii-nitride layers
KR101778161B1 (ko) * 2011-01-26 2017-09-13 엘지이노텍 주식회사 발광소자
JP2013008803A (ja) * 2011-06-23 2013-01-10 Toyoda Gosei Co Ltd Ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子の製造方法
JP5874593B2 (ja) * 2011-12-23 2016-03-02 豊田合成株式会社 Ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子とその製造方法
JP5509275B2 (ja) * 2012-08-13 2014-06-04 株式会社東芝 半導体発光素子
JP5421442B1 (ja) * 2012-09-26 2014-02-19 株式会社東芝 窒化物半導体ウェーハ、窒化物半導体素子及び窒化物半導体ウェーハの製造方法
US10153394B2 (en) * 2012-11-19 2018-12-11 Genesis Photonics Inc. Semiconductor structure
TWI535055B (zh) 2012-11-19 2016-05-21 新世紀光電股份有限公司 氮化物半導體結構及半導體發光元件
TWI499080B (zh) 2012-11-19 2015-09-01 Genesis Photonics Inc 氮化物半導體結構及半導體發光元件
TWI524551B (zh) 2012-11-19 2016-03-01 新世紀光電股份有限公司 氮化物半導體結構及半導體發光元件
CN103187497B (zh) * 2013-01-28 2015-11-25 上海博恩世通光电股份有限公司 一种提高大尺寸芯片光效的外延结构及其生长方法
JP2014187205A (ja) 2013-03-22 2014-10-02 Toshiba Corp 半導体発光素子および光結合装置
KR102191213B1 (ko) * 2013-04-12 2020-12-15 서울바이오시스 주식회사 자외선 발광 소자
TW201511327A (zh) 2013-09-06 2015-03-16 Ind Tech Res Inst 發光二極體
CN103474538B (zh) * 2013-09-25 2016-06-22 湘能华磊光电股份有限公司 Led外延片、其制作方法及包含其的led芯片
CN104022197B (zh) * 2014-05-23 2017-06-30 华灿光电(苏州）有限公司 一种发光二极管外延片及其制造方法
JP5983684B2 (ja) * 2014-07-02 2016-09-06 ウシオ電機株式会社 Ｌｅｄ素子
CN104051561B (zh) * 2014-07-04 2016-08-24 东南大学 一种氮化镓基紫外雪崩光电探测器
CN104377283B (zh) * 2014-11-27 2018-01-12 天津三安光电有限公司 一种发光二极管外延片结构
CN104465914B (zh) * 2014-12-03 2017-08-04 山东浪潮华光光电子股份有限公司 具有势垒高度渐变超晶格层的led结构及其制备方法
TWI568016B (zh) * 2014-12-23 2017-01-21 錼創科技股份有限公司 半導體發光元件
CN104701432A (zh) * 2015-03-20 2015-06-10 映瑞光电科技(上海)有限公司 GaN 基LED 外延结构及其制备方法
JP6474044B2 (ja) * 2015-09-15 2019-02-27 豊田合成株式会社 発光ユニット
CN105350074A (zh) * 2015-11-03 2016-02-24 湘能华磊光电股份有限公司 一种提高led外延晶体质量的外延生长方法
CN105355738B (zh) * 2015-11-30 2018-06-26 天津三安光电有限公司 一种发光二极管外延片结构及制备方法
CN105514234A (zh) * 2015-12-14 2016-04-20 安徽三安光电有限公司 一种氮化物发光二极管及其生长方法
TWI717386B (zh) 2016-09-19 2021-02-01 新世紀光電股份有限公司 含氮半導體元件
CN109148661B (zh) * 2017-06-19 2022-11-15 新世纪光电股份有限公司 半导体结构
US20210135050A1 (en) * 2017-08-14 2021-05-06 Sony Corporation Template substrate, electronic device, light emitting device, method of manufacturing template substrate, and method of manufacturing electronic device
WO2019063957A1 (en) * 2017-09-27 2019-04-04 Cambridge Enterprise Ltd METHOD FOR MAKING POROUS MATERIAL AND SEMICONDUCTOR STRUCTURE
JP2020057749A (ja) * 2018-09-26 2020-04-09 ナイトライド・セミコンダクター株式会社 Ｕｖ−ｌｅｄ及びディスプレイ
US11139342B2 (en) * 2018-09-26 2021-10-05 Nitride Semiconductors Co., Ltd. UV-LED and display
CN109346568B (zh) * 2018-09-29 2020-03-27 华灿光电（浙江）有限公司 一种发光二极管外延片及其制备方法
EP3644379B1 (en) * 2018-10-24 2021-09-08 Nitride Semiconductors Co., Ltd. Uv-led and display
WO2021106928A1 (ja) * 2019-11-26 2021-06-03 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体素子
CN110970533B (zh) * 2019-12-30 2021-10-08 广东德力光电有限公司 一种led倒装芯片的紫光外延结构及其制备方法
CN116130569B (zh) * 2023-04-17 2023-06-27 江西兆驰半导体有限公司 一种高效发光二极管及制备方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3835225B2 (ja) 1995-02-23 2006-10-18 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体発光素子
JPH1012610A (ja) 1996-06-25 1998-01-16 Ricoh Co Ltd 半導体プロセスシミュレーション方法
JPH10126010A (ja) * 1996-10-23 1998-05-15 Ricoh Co Ltd 半導体レーザ装置の製造方法
JPH10303458A (ja) 1997-04-24 1998-11-13 Toyoda Gosei Co Ltd 窒化ガリウム系化合物半導体素子
FR2769924B1 (fr) * 1997-10-20 2000-03-10 Centre Nat Rech Scient Procede de realisation d'une couche epitaxiale de nitrure de gallium, couche epitaxiale de nitrure de gallium et composant optoelectronique muni d'une telle couche
JP3622045B2 (ja) 1998-01-20 2005-02-23 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体レーザ素子及びその製造方法
JP3468082B2 (ja) * 1998-02-26 2003-11-17 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体素子
JP3338778B2 (ja) 1998-04-24 2002-10-28 日本電気株式会社 窒化物系化合物半導体レーザ素子
JP3868136B2 (ja) 1999-01-20 2007-01-17 日亜化学工業株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
JP3372226B2 (ja) * 1999-02-10 2003-01-27 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体レーザ素子
JP2001007447A (ja) * 1999-06-18 2001-01-12 Nichia Chem Ind Ltd 窒化物半導体レーザ素子
JP2001102678A (ja) * 1999-09-29 2001-04-13 Toshiba Corp 窒化ガリウム系化合物半導体素子
JP2001141553A (ja) * 1999-11-10 2001-05-25 Ishida Co Ltd セラミックロードセルを用いた重量測定装置
JP3726252B2 (ja) * 2000-02-23 2005-12-14 独立行政法人理化学研究所 紫外発光素子およびＩｎＡｌＧａＮ発光層の製造方法
DE60230602D1 (de) * 2001-03-28 2009-02-12 Nichia Corp Nitrid-halbleiterelement
US7515005B2 (en) * 2006-06-30 2009-04-07 O2Micro International Ltd. Variable frequency multi-phase oscillator

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100608919B1 (ko) * 2005-06-14 2006-08-03 서울옵토디바이스주식회사 발광 소자 및 이의 제조 방법
KR100925062B1 (ko) * 2007-11-23 2009-11-03 삼성전기주식회사 4원계 질화물 반도체 발광 소자 및 그 제조 방법
KR100972984B1 (ko) * 2008-03-10 2010-07-29 삼성엘이디 주식회사 넓은 발광파장 스펙트럼을 갖는 반도체 발광소자
WO2010126290A1 (en) * 2009-04-27 2010-11-04 University Of Seoul Industry Cooperation Foundation Semiconductor device
KR101045949B1 (ko) * 2010-08-24 2011-07-01 (주)세미머티리얼즈 질화물 반도체 발광소자 및 이의 제조 방법
KR101256755B1 (ko) * 2010-11-12 2013-04-24 세미엘이디즈 옵토일렉트로닉스, 컴퍼니 리미티드 식각 정지층을 가지는 ｎ-형 가둠 구조를 포함하는 수직형 엘이디 다이 및 그 제조 방법

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