WO2004008551A1 - 窒化ガリウム系化合物半導体装置 - Google Patents

窒化ガリウム系化合物半導体装置 Download PDF

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WO2004008551A1
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ingan
less
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light emitting
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Shiro Sakai
Tomoya Sugahara
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Nitride Semiconductors Co.,Ltd.
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    • H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
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Definitions

  • the present invention relates to a gallium nitride (GaN) -based compound semiconductor device, and more particularly to a structure of a light-emitting element that mainly emits light in a wavelength band of about 375 nm or less.
  • GaN gallium nitride
  • the wavelength 375 ⁇ with InG aN as the light emitting layer! LEDs in the ⁇ 600 nm band have been developed.
  • UV LEDs with a wavelength of 375 nm or less have been actively developed.
  • the demand for such short-wavelength LEDs is extremely large, for example, it is possible to apply a white light source in combination with a phosphor and use a bactericidal action.
  • the InGaN As a light emitting layer, when the emission wavelength is 375 nm or less, the In composition X becomes very small, and the fluctuation of the In composition is reduced, resulting in a significant decrease in luminous efficiency.
  • light emission at a wavelength of 363 nm or less is in principle impossible if InGaN is used as the light emitting layer. Disclosure of the invention
  • the present invention mainly provides a GaN-based compound semiconductor device having excellent luminous efficiency even at a wavelength of 375 nm or less.
  • the present invention provides a gallium nitride-based compound semiconductor device having a GaN-based light-emitting layer formed on a substrate, wherein the light-emitting layer is a multilayer quantum well layer in which an InGaN well layer and an A 1 InGaN barrier layer are stacked. MQW).
  • the band gap of the Al InGa N barrier layer is wider than the band gap of InGaN.
  • the effective band gap of the N-well layer is enlarged, and the emission wavelength is shortened.
  • a 1 InGaN as a barrier layer, lattice mismatch with the InGaN well layer is reduced, thereby reducing distortion and improving luminous efficiency.
  • the In composition ratio of the InGaN well layer can be, for example, 5% or more and 15% or less.
  • the thickness of the InGaN well layer can be, for example, 1 nm or more and 2 nm or less.
  • the A 1 composition ratio of the A 1 InGaN barrier layer can be, for example, 14% or more and 40% or less.
  • the In composition ratio of the A1InGaN barrier layer can be, for example, 0.1% or more and 5% or less.
  • the device may further include an Al InGaN buffer layer adjacent to the light emitting layer.
  • an AlInGaN buffer layer adjacent to the light emitting layer the carrier is efficiently injected into the light emitting layer to improve the light emitting efficiency.
  • the A 1 composition ratio of the A 1 InGaN buffer layer can be, for example, 0.5% or more and 40% or less.
  • the Iri composition ratio of the AlInGaN buffer layer can be, for example, 0.1% or more and 5% or less.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an LED according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a detailed configuration diagram of the light emitting layer in FIG.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the flow rate of TMA flowing in the barrier layer and the output power.
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the flow rate of TMA flowing in the buffer layer and the output power.
  • FIG. 1 shows the configuration of an LED according to the present embodiment.
  • Sin buffer layer 12, low temperature (LT) growth buffer layer 14, An AND GaN layer 16 is formed. These are layers for reducing dislocations.
  • An n-GaN layer 18 for lowering the operating voltage is formed on the AND GaN layer 16.
  • SLS Simulation Layer Superlattice: SLS
  • SLS relaxed Layer Superlattice: SLS
  • A1 GaN n-GaN / n-A1GaN
  • AlInGaN buffer layer 22 and a light emitting layer 24 are formed on the n- clad layer 20.
  • the light emitting layer 24 is composed of a multilayer quantum well MQW in which an InGaN well layer and an AlInGaN barrier layer are stacked.
  • an SLS layer p-GaN / p_Al GaN in which GaN and AlGaN are stacked is formed as a p-cladding layer 26. That is, the LED of the present embodiment has a configuration in which the AlInGaN buffer layer 22 and the MQW light emitting layer 24 are sandwiched between the n-layer 20 and the p-layer 26.
  • a p-GaN layer 28 for lowering the operating voltage is formed on the p-cladding layer 26, and a p-electrode 30 is formed on the p-GaN layer 28.
  • a part of the n-GaN layer 18 is exposed, and an n-electrode 32 is formed thereon.
  • Each layer is grown by MOCVD using a MOCVD apparatus.
  • InGaN or the like is used as the light-emitting layer 24, but in the present embodiment, a multilayer quantum well MQW in which an InGaN well layer and an AlInGaN barrier layer are alternately stacked is used as the light-emitting layer 24. Further, when the light emitting layer 24 is sandwiched between the n-type cladding layer 20 and the p-type cladding layer 26, an A 1 InGaN buffer layer 22 is formed adjacent to the light emitting layer 24.
  • FIG. 2 shows the configuration of the light emitting layer 24 in FIG. Emitting layer 24, I The InGaN well layer 24 b and A 1 x I n y G a x - constituted by alternately laminating y N barrier layer 24 a.
  • the thickness of the InGaN well layer 24b is, for example, 1.5 nm
  • the thickness of the A1InGaN barrier layer 24a is, for example, 12 nm.
  • the number of repetitions is, for example, 7 pairs (14 layers).
  • the band gap of the Al InGaN barrier layer 24a is wider than the band gap of the InGaN well layer 24b.
  • a lx ln y Ga les y N barrier layer 24 a also (y> 0) for containing I n, resulting in composition fluctuations of I n, localization Kiyaria occurs for the same reason as the well layer 24 b Irrespective of the presence of dislocations, a decrease in luminous efficiency is suppressed.
  • the lattice mismatch between the A 1 InGaN and the InGaN well layer 24 b is smaller, and lattice mismatch dislocation is less likely to occur. It has the advantage of high crystallinity.
  • the strain generated in the well layer 24b and the barrier layer 24a in A 1 InGaN is small.
  • the hexagonal nitride semiconductor When these layers are grown on the c-plane and a compressive or tensile stress is applied in the plane, the hexagonal nitride semiconductor generates an electric field in the c-axis direction due to piezoelectricity. This electric field moves the electron-hole pairs injected into the well layer 24b in the opposite direction, thereby reducing the spatial overlap of their wave functions and reducing the recombination rate. That is, if the well layer 24b is distorted, the luminous efficiency decreases.
  • Such an effect is particularly prominent when the well layer 24b is wide, but there may be some influence even when the well layer 24b is narrow.
  • Al InGaN is used as the barrier layer 24a to reduce lattice mismatch and suppress the distortion of the well layer 24b, so that a decrease in luminous efficiency due to the quantum confined Stark effect is also suppressed.
  • the effective band of the InGaN well layer 2b is formed by the quantum effect.
  • the emission wavelength can be reduced to 360 nm or less by widening the gap. In this respect, it is essentially different from LEDs with a wavelength of 380 nm or less, for example, in which Al InGaN is used as the light emitting layer instead of InGaN.
  • the thickness of the InGaN layer should be 2 nm or less.
  • the luminous efficiency decreases. This is because the wave functions of electrons and holes confined in the well layer seep into the barrier (outside the well), and the contribution of recombination in the barrier increases.
  • the InGaN well layer 24b needs to be thinned to 2 nm or less (for example, 1.5 nm) in order to generate a quantum effect, but the light emitting layer 24 of the present embodiment emits light from an InGaN thin film. There is no decrease in the luminous efficiency that occurs when a layer is formed.
  • A1 InG aN is used as the noria layer 24a, so that the band gap of the InGaN well layer 24b is effectively widened as described above, and the wave function is applied to the barrier layer 24a. This is because the bleeding has become smaller.
  • the growth temperature of A 1 InGaN which is the barrier layer 24a, is higher than the growth temperature of InGaN (650 ° C. to 750 ° C.) (eg, 800 ° C.) because A 1 InGaN contains A1. It is necessary to By growing the substrate at a temperature of 750 ° C. or higher, the crystallinity of the barrier layer 24a also increases.
  • the buffer layer 22 is made of AlInGaN. Since the buffer layer 22 contains A 1, the band gap is widened, and is wider than the well layer 24b made of InGaN. The layer 22 improves the efficiency of injecting electrons into the well layer 24b, and conversely reduces the amount of holes flowing into the buffer layer 22 to efficiently confine electrons and holes in the well layer 24b.
  • the A1 composition of the buffer layer 22 can be set to, for example, about 40%.
  • the LED of this embodiment is manufactured through the following process. That is, the sapphire c-plane substrate 10 is placed on a susceptor in a reaction tube using a normal pressure MOC VD. Apparatus, and is heat-treated at 110 ° C. in a hydrogen atmosphere for 10 minutes. Then reduce the temperature to 500 ° C. A monomethylsilane gas and an ammonia gas are flowed from the gas inlet tube for 100 seconds, and the SiN buffer layer 12 is grown discontinuously (or in an island shape) on the substrate 10.
  • a GaN buffer layer (LT buffer layer) 14 having a thickness of 25 nm is grown at the same temperature by supplying trimethyl gallium and ammonia gas from a gas inlet tube. Then, the temperature was raised to 10 ⁇ 5 ° C., and trimethylgallium and ammonia gas were supplied again to grow an undoped GaN layer 16 having a thickness of 2 ⁇ m.
  • the Si-doped n-GaN layer (n-electrode layer) 18 to which run gas is added is grown 1.0 m.
  • the carrier density in the n—GaN layer 18 is approximately 5 ⁇ 10 18 cm— 3 .
  • the same temperature in the S i de one flop n- A lo. IGao.
  • Trimethylaluminum (TMA) is used as the raw material for A1.
  • the average electron density of the n-cladding layer 20 is 5 ⁇ 10 18 cm— 3 .
  • the temperature is lowered to about 800 ° C., and an Alo.051 no. OiGao. 94 N buffer layer 22 is grown.
  • the thickness of the buffer layer 22 is 36 nm. Since the growth temperature is as low as 800 ° C, its resistivity is high. After growing al I The InGaN buffer layer 22, and one-flop I n 0 at the same 800 ° C Gao 9 N (1.
  • the MQW light emitting layer 24 is grown by growing 7 pairs of N (95 nm). The total thickness of the light emitting layer 24 is 95 nm.
  • Table 1 shows the structure, composition, film thickness, and growth temperature of each layer.
  • Emitting layer (well layer Z barrier layer) InGaN1.5nm / AIInGaN 12nm well (In: ⁇ 10%), 95nm 800
  • Buffer layer SI-AIInGaN 36nm In: 1%, Al ⁇ 5% 36nm 800 n Clut layer n- (GaN2nm / AIGaN2nm) Al: ⁇ 10% 200nm 1075
  • n-A1 of Si-do as n-class layer 20.
  • Gao. 9 N (1.6 nm) / Si-doped n-GaN (1.6 nm) was grown in 50 pairs to form an SLS structure.
  • CuG a 0. 59 N was 20 nm formed, In 0. 05 Ga 0. 95 N quantum well layer as a light emitting layer 24 (1. ⁇ , ⁇ ⁇ .4 I no. OiG ao. 59 N
  • the growth temperature when growing each layer is also an example, and for example, the buffer layer 22 and the light emitting layer 24 may be grown at 840 ° C.
  • the wafer Is removed from the MO CVD device Ni (10 nm) and Au (10 nm) are sequentially vacuum-deposited to form on the surface, and heat-treated at 520 ° C in a nitrogen gas atmosphere containing 5% oxygen to form a deposited metal film. Is referred to as a p-transparent electrode 30.
  • n-electrode 32 is formed on the entire surface, and etching for forming an n-electrode is performed using the photoresist as a mask.
  • Ti 5 nm
  • a 1 5 nm
  • Ti 5 nm
  • a 1 5 nm
  • p-electrode 30 and n-electrode 32 A gold pad with a thickness of 500 nm for wire bonding is formed in the portion, the back surface of the substrate 10 is polished to 100 m, and chips are cut out by scrubbing and mounted to obtain an LED device.
  • the LED device created as described above was placed in an integrating sphere, current was injected, and the total light output from the LED device was measured.
  • the light output was about 1.6 mW at an injection current of 2 OmA.
  • the emission wavelength was in the range of 5 nm at 360 nm, although there was some variation within the plane of the 2-inch diameter wafer.
  • FIG. 3 shows the results.
  • the horizontal axis is the TMA flow rate (flow rate: s c.cm) during the growth of the barrier layer 24a, and indicates the relative flow rate of the gas flowing into the container. It is something.
  • the vertical axis is the relative value of the emission intensity, which is approximately the value measured using an integrating sphere.
  • the composition of the barrier layer 24a grown in this state has an In composition ratio of about 1% and an A1 composition ratio of about 20%. Since the A1 composition ratio is almost proportional to the TMA flow rate, it is desirable from the viewpoint of luminous efficiency that the A1 composition ratio of the ammonia layer 24a be greater than 14% (20 ⁇ 7 sccm / 10 scom). On the other hand, if the A1 composition ratio is too large, current injection becomes difficult, and the operating voltage increases. Accordingly, the lower limit of the A1 composition ratio of the barrier layer 24a is determined by the luminous efficiency, and the upper limit is determined by the operating voltage. Specifically, the upper limit is preferably 14% or more and 40% or less, more preferably 16% or more. Less than 40% is more desirable.
  • the band gap becomes narrower as the In composition ratio increases, so it is desirable that the In composition ratio is smaller, but the In composition ratio is zero. In this case, the luminous efficiency is drastically reduced. This is because the fluctuation of the In composition is
  • the lower limit of the In composition ratio of the barrier layer 24a is determined by the amount of composition fluctuation, and the upper limit is determined by the band gap. Specifically, 0.1% or more and 5% or less are desirable. , 0.1% or more and 3% or less are more preferable.
  • One example of the composition of the barrier layer 24 a is a composition ratio of A 1 40%, Al was a l% composition ratio of I n 0. A 4 In 0. 01 Ga 0. 59 N.
  • the optimum In composition ratio is determined depending on the required emission wavelength and the thickness of the well layer 24b. For example, when the emission wavelength is 36 Onm, 5% or more and 15% or less are desirable, and 5% or more and 13% or less are more desirable.
  • An example of the composition of the well layer 24b is In, where the composition ratio of In is 5%. .. 5 Ga. 95 N.
  • the thickness is preferably 1 nm or more and 2 nm or less so that the quantum effect appears.
  • the growth temperature of the well layer 24b and the barrier layer 24a is desirably 750 ° C or higher as described above, and is preferably 770 ° C. The above (for example, 800 ° C) is more desirable.
  • the TMA flow rate during the growth of the barrier layer 24a in the light-emitting layer 24 was fixed at 10 sccm, and the change in luminous efficiency was measured by changing the TMA flow during the growth of the AlGaN buffer layer 22. did.
  • FIG. 4 shows the results.
  • the horizontal axis is the TMA flow rate (flow rate), which is a relative value.
  • the vertical axis is the relative value of the output power.
  • the Al composition ratio of the Al InGaN buffer layer 22 is preferably 0.5% or more and 400% or less, more preferably 1% or more and 40% or less.
  • the In composition ratio of the Al InGaN buffer layer 22 it has been confirmed that the luminous efficiency is drastically reduced when the In composition ratio is zero. This is probably because the fluctuation of the In composition occurs in the buffer layer 22 and contributes to the improvement of the luminous efficiency. Therefore, the In composition ratio of the Al InGaN buffer layer 22 is preferably 0.1% or more and 5% or less, and more preferably 0.1% or more and 3% or less.
  • One example of the composition of al I The InGaN buffer layer 22, the A1 composition ratio of 40%, and I n composition ratio was 1% A lo.41 no. 01 Ga 0.
  • the effective band gap of InGaN is enlarged by using a multilayer quantum well structure in which InGaN wells and AlInGaN barrier layers of a predetermined composition range are alternately stacked as the light emitting layer 24. 340 ⁇ ! To 375 nm, improving the luminous efficiency by using Al InGaN as the barrier layer, and providing the A 1 InGaN buffer layer 22 of a specified composition range adjacent to the luminescent layer. Can be efficiently injected to improve luminous efficiency As described above, the embodiments of the present invention have been described. However, the present invention is not limited to the embodiments, and various modifications are possible.
  • the SiN buffer layer 12 is formed. However, this is for suppressing dislocation, and the SiN buffer layer 12 may not be formed as necessary.

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Abstract

主に波長３７５ｎｍ以下で発光するＬＥＤ。ＬＥＤは基板（１０）上にＧａＮ層（１６）、ｎ−クラッド層（２０）、ＡｌＩｎＧａＮバッファ層（２２）、発光層（２４）、ｐ−クラッド層（２６）、ｐ電極（３０）、ｎ電極（３２）を含んで構成される。発光層（２４）は、ＩｎＧａＮ井戸層とＡｌＩｎＧａＮバリア層を積層した多層量子井戸構造（ＭＱＷ）である。量子井戸構造によりＩｎＧａＮ井戸層の実効的なバンドギャップを拡大させて発光波長を短波長化する。また、発光層（２４）の下地層にＡｌＩｎＧａＮバッファ層（２２）を用いることで電子を効率的に発光層（２４）に注入し、発光効率を増大させる。

Description

明 細 書 窒化ガリウム系化合物半導体装置 技術分野
本発明は窒化ガリウム （GaN) 系化合物半導体装置、 特に約 375 nm以下 の波長帯で主に発光する発光素子の構造に関する。
従来より、 I nG a Nを発光層とした波長 375 ηπ！〜 600 nm帯の LED が開発されている。 I nxGa - xNは、 I n組成 xを変化させることで発光波長 が変化する。 すなわち、 I n組成 Xが増大するほど発光波長が長波長側にシフト し、 x=0の場合 （GaN) の 363n mから x = 1の場合 （InN) の 600 nmまで変化する。
一方、 最近においては波長 375 nm以下の短波長あるいは紫外線 （UV) L EDの開発が盛んに行われている。 このような短波長 LEDは、 例えば蛍光体と 組み合わせた白色光源や殺菌作用を利用した応用が可能となる等、 その需要は極 めて大きい。 しかしながら、 I nGaNを発光層とした LEDでは、 発光波長が 375 nm以下になると In組成 Xが非常に小さくなり、 In組成揺らぎが減少 して発光効率が著しく低下してしまう。 さらに、 波長 363 nm以下の発光は、 I nGaNを発光層とする限り原理的に不可能である。 発明の開示
本発明は、 主に波長 375 nm以下においても発光効率の優れる GaN系化合 物半導体装置を提供する。
本発明は、 基板上に形成された GaN系発光層を有する窒化ガリウム系化合物 半導体装置であって、 前記発光層は、 I nGaN井戸層と A 1 I nGaNバリア 層を積層した多層量子井戸層 （MQW) を含むことを特徴とする。 Al InGa Nバリア層のバンドギャップは I nGaNのバンドギヤヅプより広く、 I nGa N井戸層の実効的バンドギャップが拡大して発光波長が短波長化する。 また、 A 1 I nGaNをバリア層として用いることで、 I n G a N井戸層との格子不整合 が小さくなり、 歪みを低減して発光効率を向上させる。
前記 I nGaN井戸層の In組成比は、 例えば 5%以上 15%以下とすること ができる。 前記 I nGaN井戸層の厚さは、 例えば 1 nm以上 2 nm以下とする ことができる。
また、 前記 A 1 I nGaNバリア層の A 1組成比は、 例えば 14%以上 40% 以下とすることができる。 A 1 I n G a Nバリア層の I n組成比は、 例えば 0. 1 %以上 5 %以下とすることができる。
本発明において、 さらに、 前記発光層に隣接した Al InGaNバッファ層を 有してもよい。 発光層に隣接して Al I nGaNバッファ層を設けることで、 キ ャリアを効率的に発光層に注入して発光効率を向上させる。
前記 A 1 I nGaNバッファ層の A 1組成比は、 例えば 0. 5%以上 40%以 下とすることができる。 Al I nGaNバッファ層の I ri組成比は、 例えば 0. 1 %以上 5 %以下とすることができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 実施形態にかかる LEDの構成図である。
図 2は、 図 1における発光層の詳細構成図である。
図 3は、 バリァ層中に流す T M Aの流量と出力パヮ一との関係を示すグラフ図 である。
図 4は、 バッファ層中に流す TMAの流量と出力パワーとの関係を示すグラフ 図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 図面に基づき本発明の実施形態について、 半導体装置として発光素子、 特に LEDを例にとり説明する。
図 1には、 本実施形態における LEDの構成が示されている。 サファイアなど の基板 10上に順次、 S iNバッファ層 12、 低温 （LT) 成長バッファ層 14、 アンド一プ GaN層 16が形成される。 これらは、 転位を低減するための層であ る。 アンド一プ GaN層 16上に動作電圧を低くするための n— GaN層 18が 形成される。 n— GaN層 18上に、 n—クラヅド層 20として G a Nと A 1 G aNを交互に積層した （n— GaN/n— A 1 GaN) の SLS (Strained Lay er Superlattice:歪み超格子） 層が形成される。 そして、 n—クラヅド層 20上 に、 Al I nGaNバッファ層 22及び発光層 24が形成される。 発光層 24は 後述のごとく、 I nGaN井戸層と Al I n G a Nバリア層を積層した多層量子 井戸 MQWからなる。 発光層 24上に p—クラヅド層 26として GaNと Al G aNを積層した （p— GaN/p_Al GaN) の SLS層が形成される。 すな わち、 本実施形態の LEDは、 Al I nGaNバッファ層 22と MQW発光層 2 4を n—クラヅド層 20及び p—クラヅド層 26で挟んだ構成である。 p—クラ ヅド層 26上に動作電圧を低くするための p— GaN層 28が形成され、 さらに p— GaN層 28上に p電極 30が形成される。 一方、 n— GaN層 18の一部 を露出させ、 その上に n電極 32が形成される。 各層は、 MOCVD装置を用い、 MOCVD法で成長される。
従来においては、 発光層 24として I nGaN等が用いられているが、 本実施 形態においては発光層 24として I nGaN井戸層と Al I nGaNパリア層を 交互に積層した多層量子井戸 M QWが用いられており、 さらに発光層 24を n— クラヅド層 20及び p—クラヅド層 26で挟む際に、 発光層 24に隣接させて A 1 I nGaNバッファ層 22が形成されている。
以下、 発光層 24及びバッファ層 22について説明する。
図 2には、 図 1における発光層 24の構成が示されている。 発光層 24は、 I nGaN井戸層 24 bと A 1 x I ny G a x-yNバリア層 24 aを交互に積層し て構成される。 ここで、 0く Xく 1、 0<y<lである。 InGaN井戸層 24 bの厚さは例えば 1. 5nmであり、 A 1 I n G a Nバリア層 24 aの厚さは例 えば 12 nmである。 繰り返し数は例えば 7ペア （ 14層） である。 Al InG aNバリア層 24 aのバンドギャップは I nGaN井戸層 24bのバンドギヤヅ プよりも広い。 p電極 30及び n電極 32に順方向バイアスを印加すると、 In GaN井戸層 24 bにて電子と正孔が結合して発光する。 I nGaN単層では原 理的に波長 363 nm以下での発光は不可能であるが、 井戸層とバリア層を交互 に積層した MQWとすることで、 I nGaN井戸層 24 bの実効的バンドギヤッ プが拡大される。 実効バンドギャップの拡大により、 波長 363 nm以下での発 光が可能となる。 発光領域である I nGaN井戸層 24 bは I n組成が比較的大 きく （例えば、 In組成 x=10%) 、 I n組成揺らぎも大きいため発光効率が 高い。 すなわち、 組成に空間的な揺らぎがあるとキャリアの局在化が起こり、 た とえ InGaN内に転位が生じていても発光効率は低下しにくい。
また、 A lx l nyGaレ yNバリア層 24 aも I nを含むため （y>0) 、 I nの組成揺らぎが生じ、 井戸層 24 bと同様の理由でキヤリァの局在化が生じ 転位の存在によらず発光効率の低下が抑制される。 ノ リア層 24 aとして I nを 含まない A 1 GaNバリア層を用いた場合と比較すると、 A 1 I nGaNでは I nGaN井戸層 24 bとの格子不整合が小さく、 格子不整合転位が生じにくく結 晶性が高いというメリットがある。 また、 転位が発生しない場合であっても、 A 1 InGaNでは井戸層 24 bとバリア層 24 aに生じる歪みが小さくなる。 こ れらの層を c面成長させ、 面内に圧縮あるいは引張応力が印加された場合、 六方 晶窒化物半導体は圧電性により c軸方向に電界が発生する。 この電界は、 井戸層 24b中に注入された電子正孔対を逆方向に移動させ、 それらの波動関数の空間 重なりを小さくして再結合率を小さくしてしまう。 すなわち、 井戸層 24bに歪 みがあると発光効率は低下する。 このような効果 （量子閉じ込めシュタルク効 果） は、 特に井戸層 24 bが広い場合に顕著に生じるが、 井戸層 24bが狭い場 合であっても多少の影響はあり得る。 本実施形態においては、 バリア層 24 aと して Al I nGaNを用いて格子不整合を小さくし、 井戸層 24 bの歪みを抑制 しているため、 量子閉じこめシュタルク効果による発光効率の低下も抑制される このように、 発光層 24において I nGaN井戸層 24bを薄く、 Al InG aNノ リア層 24 aのバンドギャップを広くすることで、 量子効果により I nG aN井戸層 2 bの実効的なバンドギヤップを広げて発光波長 360 nm以下を 達成できる。 この点で、 例えば InGaNではなく Al InGaNを発光層とし て用いる波長 380 nm以下の LEDと本質的に異なる。
I nGaNを発光層とする L EDの場合、 I n G aN層の厚さが 2 nm以下に なると発光効率が低下してしまう。 これは、 井戸層に閉じ込められた電子と正孔 の波動関数がバリアの中 （井戸の外） に滲み出し、 バリア中での再結合の寄与が 大きくなつてしまうためである。 本実施形態でも量子効果を生じさせるために I nGaN井戸層 24bは 2 nm以下 （例えば 1. 5 nm) と薄くすることが必要 であるが、 本実施形態の発光層 24は I nGaN薄膜を発光層とした場合に生じ る発光効率の低下は生じない。 その理由は、 ノ リア層 24 aとして A 1 I nG a Nを用いているため、 上述したように I nGaN井戸層 24bのバンドギャップ が実効的に拡大し、 波動関数のバリア層 24 aへの滲み出しが小さくなつている ためである。
なお、 バリア層 24 aである A 1 I nGaNは A 1を含むためにその成長温度 は I nGaNの成長温度 （ 6 5 0 °C〜 7 50 °C) より高い温度 （例えば 8 00 °C) とする必要がある。 このように 750°C以上の温度で成長させることで、 バ リア層 24 aの結晶性も高くなる。
一方、 ノ ヅファ層 22は Al I nGaNで構成される。 バッファ層 22は A 1 を含むため、 バンドギャップが広くなり、 I nGaNである井戸層 24bよりも 広くなる。 この層 22により井戸層 24bへの電子の注入効率が向上し、 逆に正 孔がバッファ層 22に流れこむ量を小さくして、 電子 ·正孔を効率的に井戸層 2 4b内に閉じ込める。 バッファ層 22の A 1組成は、 例えば 40%程度に設定で きる。
以下、 図 1及び図 2に示された LEDの製造方法について具体的に説明する。 本実施形態の LEDは以下のプロセスを経て製造される。 すなわち、 常圧 MOC VD.装置にて、 サファイア c面基板 10を反応管内のサセプ夕に載置し、 1 10 0°Cにて水素雰囲気中で 10分間熱処理する。 その後、 温度を 500°Cまで下げ る。 モノメチルシランガスとアンモニアガスをガス導入管から 100秒間流し、 基板 10上に不連続的に （或いは島状に） S iNバッファ層 1 2を成長させる。 次に、 同じ温度で厚さ 25 nmの GaNバッファ層 （LTバッファ層） 14をト リメチルガリゥム及びアンモニアガスをガス導入管から供給して成長させる。 そ して、 温度を 1 0 Ί 5°Cまで上げ、 再びトリメチルガリウム及びアンモニアガス を供給して厚さ 2〃mのアンドープ GaN層 1 6を成長させ、 次にモノメチルシ ランガスを加えた S i ド一プの n— GaN層 （n電極層） 18を 1. 0 m成長 させる。 n— GaN層 18中のキヤリア密度はおよそ 5 x 1018 cm— 3である。 次に、 同一温度で S iド一プの n— A lo. iGao.9N (2 nm) /S iドープ の n— GaN (2 nm) を 50ペア成長させて S L 3構造とし n—クラッド層 2 0を成長させる。 A1の原料としてはトリメチルアルミニウム （TMA) が用い られる。 n—クラヅド層 20の平均電子密度は 5 X 1018cm— 3である。 その後、 温度を 800°C程度まで下げてアンド一プ Alo.051 no. oiGao.94Nバッファ 層 22を成長させる。 バッファ層 22の厚さは 36 nmである。 成長温度が 80 0°Cと低いため、 その抵抗率は高くなる。 Al I nGaNバッファ層 22を成長 させた後、 同じ 800°Cでアンド一プ I n0. !Gao.9N ( 1. 5 nm) /アンド —プ A lo.2 I no. !Gao.7N ( 95 nm) を 7ペア成長させて MQW発光層 2 4を成長させる。 発光層 24の合計厚さは 95 nmである。
その後、 温度を 975°Cまで上げて Mgド一プの p— A 10. iGao.9N ( 2 n m) /Mgド一プの p— GaN ( 1 nm) を 50周期成長させて S L S構造の p 一クラッド層 26を成長させ、 さらに厚さ 2 Onmの p— GaN層 （p電極層） 28を成長させる。 31；3の ークラッド層26及び p— GaN層 28中の正孔 濃度はそれそれ 5 X 1017 cm— 3、 3 x 1018 cm— 3である。
表 1に、 各層の構造、 組成、 膜厚、 成長温度を示す。
名称 構: la 組成 膜厚 成長温度
P電極層 D+- GaN 20nm 975
Pクラッド層 p-(GaN1 nm/AIGaN2nm) Al:~10% 150nm 975
50 Sし S
発光層（井戸層 Zバリア層） InGaN1.5nm/AIInGaN 12nm 井戸 (In：〜 10%), 95nm 800
7MQW 障壁 (【n:1%, Al〜20%)
バッファ層 SI-AIInGaN36nm In:1%, Al~5% 36nm 800 nクラッ卜層 n-(GaN2nm/AIGaN2nm) Al:~10% 200nm 1075
50 Sし S
n電極層 n - GaN 1 jUm 1075 アンドープ GaN層 u-GaN 2jUm 1075 低温成長バッファ層 LT-GaN 25nm 500
SiNバッファ層 SiN 500 基板 サファイア なお、 上記の表における各数値は例示であり、 他の組み合わせも可能である。 例えば、 n—クラヅド層 20として S iド一プの n— A 1。. Gao.9N ( 1. 6 nm) /Siド一プの n— GaN (1. 6 nm) を 50ペア成長させて S L S構 造とし、 ノ ッファ層 22として A 1 o.41 n。. cuG a0.59Nを 20 nm形成し、 発光層 24として In 0. 05 Ga 0. 95 N量子井戸層 （1. δηπ ,ΑΙ ο.4 I no. oiG ao.59Nバリァ層 （10 nm) を 3ペア成長させ、 p—クラヅ ド 層 26として Mgドープの GaN (0. 76 nm) /A 1。· 13 G a。.87N ( 1. 5 nm) を 50ペア形成してもよい。 また、 各層を成長させるときの成長温度も 例示であり、 例えばバッファ層 22や発光層 24を 840°Cで成長させてもよい。 以上のようにして各層を順次成長させた後、 ウェハを MO CVD装置から取り 出し、 Ni (10nm) 、 Au (10 nm) を順次真空蒸着して表面に形成し、 5%の酸素を含む窒素ガス雰囲気中、 520°Cで熱処理して蒸着金属膜を p透明 電極 30とする。 その後、 全面にフォトレジス トを塗布し、 n電極形成のための エッチングをフォトレジストをマスクとして用いる。 エッチングにより露出した n— GaN層 18上に T i (5 nm)、 A 1 (5 nm) を真空蒸着し、 窒素ガス 中、 450°Cで 30分間熱処理して n電極 32を形成する。 p電極 30及び n電 極 32の一部にワイヤボンディング用の厚さ 500 nmの金パッドを形成し、 基 板 10の裏面を 100 mまで研磨してスクラブによりチヅプを切り出し、 マウ ントして LEDデバイスが得られる。
以上のようにして作成された LEDデバイスを積分球の中に入れ、 電流を注入 して LEDデバイスから出射した全光出力を測定した。 光出力は注入電流 2 Om A時におよそ 1. 6 mWであった。 発光波長は、 2インチ直径のウェハ面内で多 少のばらつきはあるものの、 360 nm士 5 nmの範囲であった。
次に、 発光層 24における A 1 InGaNバリア層 24 aのバンドギヤヅプの 影響を確認すべく、 バリア層 24 aの成長中に流す各種ガスのうち、 TMA (ト リメチルアルミニウム） の流量のみを変化させて LEDデバイスを作成し、 作成 した LEDの発光効率を調べた。
図 3にその結果が示されている。 横軸はバリア層 24 a成長中の TMA流量 (フローレート ： s c.cm) であり、 容器に流し込むガスの流量を相対値で示し たものである。 縦軸は発光強度の相対値で、 積分球を使って測定した値のおよそ
1/4である。 TMA流量を 7 s ccmから 10 s c cmに増加させると、 発光 効率は 2. 6倍になる。 この状態で成長させたバリア層 24 aの組成は、 In組 成比が約 1 %、 A 1組成比が約 20 %である。 A 1組成比は T M A流量にほぼ比 例するため、 ノ リア層 24 aの A 1組成比は 14% (20 x 7 s c cm/10 s c om) より大きいことが発光効率の観点から望ましい。 一方、 あまりに A1組 成比が大きいと電流注入が行われにくくなり、 動作電圧も高くなる。 したがって、 バリア層 24 aの A 1組成比はその下限が発光効率から規定され、 上限は動作電 圧から規定されることとなり、 具体的には 14%以上 40%以下が望ましく、 1 6 %以上 40%以下がより望ましい。
また、 ノ 'リ ア層 24 aの I n組成比については、 I n組成比が増大するととも にバンドギャップが狭くなるので、 I n組成比は小さい方が望ましいが、 In組 成比がゼロの場合には発光効率が激減する。 これは、 In組成揺らぎがパリア層
24 a中で生じ、 発光効率改善に寄与しているためと考えられる。 したがって、 バリア層 24 aの I n組成比はその下限が組成揺らぎ量から規定され、 上限がバ ンドギャップから規定されることとなり、 具体的には 0. 1%以上 5%以下が望 ましく、 0. 1 %以上 3%以下がより望ましい。 バリア層 24 aの組成の一例は、 A 1の組成比を 40 %、 I nの組成比を l%としたAl0.4In0.01Ga0.59N である。
一方、 井戸層 24 bの I n組成比は、 小さすぎると In組成揺らぎが小さくな つて発光効率が低下し、 I n組成比が大きすぎると発光波長が長波長側にシフト してしまう。 したがって、 最適な I n組成比は要求される発光波長と井戸層 24 bの厚さに依存して決定される。 例えば、 発光波長が 36 Onmの場合には、 5 %以上 15%以下が望ましく、 5%以上 13%以下がより望ましい。 井戸層 24 bの組成の一例は、 I nの組成比を 5 %とした I n。.。5Ga。.95Nである。 厚さ に関しては、 量子効果を出現させるぺく 1 nm以上 2 nm以下が望ましく、 1.
311111以上1. 8 nm以下がより望ましい。 井戸層 24 bの厚さを 3 nm以上と すると、 発光波長は 400 nmとなることを確認している。 井戸層 24b及びバ リア層 24aの成長温度は、 上述したように 750°C以上が望ましく、 770°C 以上 （例えば 800°C) がより望ましい。
次に、 発光層 24におけるバリア層 24 aの成長中に流す TMAの流量を 10 s c cmに固定し、 Al l nGaNバッファ層 22成長中に流す TM Aを変化さ せて発光効率の変化を測定した。
図 4にその結果が示されている。 図において、 横軸は TMA流量 （フローレ一 ト） であり相対値である。 縦軸は出力パワーの相対値である。 TMA流量を増大 させるとバッファ層 22における A 1組成比が増大する。 TM A流量をゼロから 3 s c cmに増加すると発光強度が 2. 7倍になる。 さらに TMA流量を 10 s c cmまで増加すると発光強度は逆に低下する。 TMAがゼロの場合に発光強度 が弱いのは、 バッファ層 22のバンドギャップが狭いため （A1組成比が 0であ るため） 電子がバッファ層 22から発光層 24に有効に注入されないため、 ある いは正孔がバッファ層 22中に流れ出して正孔の井戸層 24 b中の閉じこめが不 十分であるため、 と考えられる。 一方、 A 1組成比が大きすぎると発光効率が低 下するのは、 結晶性が低下するため、 及びこの層のバンドギャップが広くなり過 ぎ、 n—クラッド層 20から電子が注入されにくくなるためと考えられる。
したがって、 Al I nGaNバッファ層 22の A 1組成比は 0. 5%以上 40 0%以下が望ましく、 1%以上 40%以下がより望ましい。 Al InGaNバヅ ファ層 22の I n組成比については、 I n組成比がゼロの場合に発光効率が激減 することを確認している。 これは、 I n組成の揺らぎがバッファ層 22内で起き、 発光効率の改善に寄与しているためと考えられる。 したがって、 Al InGaN バッファ層 22の I n組成比は 0. 1%以上 5%以下が望ましく、 0. 1 %以上 3%以下がより望ましい。 Al I nGaNバッファ層 22の組成の一例は、 A1 組成比を 40 %、 I n組成比を 1 %とした A lo.41 no.01Ga0.59Nである。 このように、 本実施形態では、 発光層 24として所定の組成範囲の InGaN 井戸と Al I nGaNバリア層を交互に積層してなる多層量子井戸構造を用いて I nGaNの実効的バンドギヤヅプを拡大して 340 ηπ！〜 375 nmの発光を 可能とし、 また、 バリア層として Al InGaNを用いることで発光効率を向上 させ、 さらに発光層に隣接して所定の組成範囲の A 1 I nGaNバッファ層 22 を設けることでキヤリアを効率的に注入して発光効率を向上させることができる 以上、 本発明の実施形態について説明したが、 本発明はこれに限定されるもの ではなく種々の変更が可能である。
例えば、 本実施形態では S i Nバッファ層 1 2を形成しているが、 転位を抑制 するためのものであり、 必要に応じて S i Nバッファ層 1 2を形成しなくてもよ い。
また、 S i Nバヅファ層 1 2と低温 （ L T ) 成長バヅファ層 1 4を低温成長の G a N Pバヅファ層で置き換えることも可能である。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 基板上に形成された GaN系発光層を有する窒化ガリウム系化合物半導体装 置であって、
前記発光層は、 I n G a N井戸層と A 1 I n G a Nバリァ層を積層した多層量 子井戸層を含むことを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体装置。
2. 請求項 1記載の装置において、
前記 I n G a N井戸層の I n組成比は 5 %以上 15 %以下であることを特徴と する窒化ガリゥム系化合物半導体装置。
3. 請求項 1記載の装置において、
前記 I nGaN井戸層の I n組成比は 5%以上 13 %以下であることを特徴と する窒化ガリゥム系化合物半導体装置。
4. 請求項 1記載の装置において、
前記 I nGaN井戸層の厚さは 1 nm以上 2 nm以下であることを特徴とする 窒化ガリウム系化合物半導体装置。
5. 請求項 1記載の装置において、
前記 I nGaN井戸層の厚さは 1. 311111以上1. 8 nm以下であることを特 徴とする窒化ガリウム系化合物半導体装置。
6. 請求項 1記載の装置において、
前記 Al I nGaNバリア層の A1組成比は 14%以上 40%以下であり、 I n組成比は 0. 1 %以上 5 %以下であることを特徴とする窒化ガリゥム系化合物 半導体装置。
7. 請求項 1記載の装置において、
前記 Al InGaNバリア層の A1組成比は 16%以上 40%以下であり、 I n組成比は 0. 1 %以上 3 %以下であることを特徴とする窒化ガリゥム系化合物 半導体装置。
8. 請求項 1記載の装置において、 さらに、
前記発光層に隣接した A 1 I n G a Nバッファ層
を有することを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体装置。
9. 請求項 8記載の装置において、
前記 Al I nGaNバッファ層の A 1組成比は 0. 5%以上 40%以下であり、 I n組成比は 0. 1 %以上 5 %以下であることを特徴とする窒化ガリゥム系化合 物半導体装置。
10. 請求項 8記載の装置において、
前記 Al I nGaNバッファ層の A1組成比は 1%以上 40%以下であり、 I n組成比は 0. 1 %以上 3 %以下であることを特徴とする窒化ガリウム系化合物 半導体装置。
11. 請求項 1記載の装置において、
前記 I nGaN井戸層及び A 1 I nGaNノ リア層は、 750°C以上で形成さ れたものであることを特徴とする窒化ガリゥム系化合物半導体装置。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2432715A (en) * 2005-11-25 2007-05-30 Sharp Kk Nitride semiconductor light emitting devices
WO2010024436A1 (ja) * 2008-08-29 2010-03-04 株式会社 東芝 半導体装置
US20120187366A1 (en) * 2004-08-13 2012-07-26 Seoul National University Industry Foundation Growth method of nitride semiconductor layer and light emitting device using the growth method
JP2013106550A (ja) * 2011-11-18 2013-06-06 Sharp Corp 植物育成用照明装置
CN113451459A (zh) * 2020-11-02 2021-09-28 重庆康佳光电技术研究院有限公司 发光二极管、外延结构及其制作方法
CN113451455A (zh) * 2020-11-26 2021-09-28 重庆康佳光电技术研究院有限公司 Led外延的制备方法及led外延结构与led芯片
JP7488410B1 (ja) 2023-05-09 2024-05-21 日機装株式会社 窒化物半導体発光素子の光出力予測方法及び装置

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101034055B1 (ko) 2003-07-18 2011-05-12 엘지이노텍 주식회사 발광 다이오드 및 그 제조방법
DE102005048196B4 (de) * 2005-07-29 2023-01-26 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Strahlungsemittierender Halbleiterchip
JP4997621B2 (ja) 2005-09-05 2012-08-08 パナソニック株式会社 半導体発光素子およびそれを用いた照明装置
US7462884B2 (en) * 2005-10-31 2008-12-09 Nichia Corporation Nitride semiconductor device
CN1996625A (zh) * 2006-01-06 2007-07-11 大连路明科技集团有限公司 GaN基光电子器件及其制法
JP2007201195A (ja) 2006-01-26 2007-08-09 Sumitomo Electric Ind Ltd 窒化物半導体発光素子
RU2306634C1 (ru) * 2006-08-08 2007-09-20 Закрытое Акционерное Общество "Светлана - Оптоэлектроника" Полупроводниковая светоизлучающая гетероструктура
KR100809228B1 (ko) * 2006-11-20 2008-03-05 삼성전기주식회사 질화물 반도체 발광소자
KR101459752B1 (ko) 2007-06-22 2014-11-13 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조방법
JP2010537408A (ja) * 2007-08-14 2010-12-02 ナイテック インコーポレイテッド マイクロピクセル紫外発光ダイオード
KR101438808B1 (ko) 2007-10-08 2014-09-05 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조방법
KR101459763B1 (ko) * 2008-01-15 2014-11-12 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조방법
DE102008028036A1 (de) * 2008-02-29 2009-09-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterkörper mit Tunnelübergang und Verfahren zur Herstellung eines solchen
US20110316033A1 (en) * 2009-03-05 2011-12-29 Koito Manufacturing Co., Ltd. Light emitting module, method of manufacturing the light emitting module, and lamp unit
CN101521258B (zh) * 2009-03-27 2013-07-31 华灿光电股份有限公司 一种提高发光二极管外量子效率的方法
JP5306254B2 (ja) * 2010-02-12 2013-10-02 株式会社東芝 半導体発光素子
US8907322B2 (en) 2010-06-18 2014-12-09 Sensor Electronic Technology, Inc. Deep ultraviolet light emitting diode
US9806226B2 (en) 2010-06-18 2017-10-31 Sensor Electronic Technology, Inc. Deep ultraviolet light emitting diode
US8927959B2 (en) 2010-06-18 2015-01-06 Sensor Electronic Technology, Inc. Deep ultraviolet light emitting diode
US8362458B2 (en) 2010-12-27 2013-01-29 Industrial Technology Research Institute Nitirde semiconductor light emitting diode
CN102097555A (zh) * 2011-01-14 2011-06-15 武汉迪源光电科技有限公司 一种二极管外延结构
US8358673B2 (en) * 2011-02-17 2013-01-22 Corning Incorporated Strain balanced laser diode
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
WO2013026035A1 (en) 2011-08-17 2013-02-21 Ramgoss, Inc. Vertical field effect transistor on oxide semiconductor substrate and method of manufacturing the same
CN103137824A (zh) * 2011-11-29 2013-06-05 昆山开威电子有限公司 一种白光led器件及其无金线封装方法
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
WO2013109628A1 (en) * 2012-01-17 2013-07-25 Ramgoss, Inc. Rotated channel semiconductor field effect transistor
CN102544281A (zh) * 2012-01-20 2012-07-04 厦门市三安光电科技有限公司 具有多层势垒结构的氮化镓基发光二极管
KR101961303B1 (ko) 2012-05-30 2019-03-25 엘지이노텍 주식회사 발광소자 패키지 및 조명시스템
DE102012104671B4 (de) 2012-05-30 2020-03-05 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung einer aktiven Zone für einen optoelektronischen Halbleiterchip
JP6001446B2 (ja) 2012-12-28 2016-10-05 株式会社東芝 半導体発光素子及びその製造方法
EP2973664B1 (en) * 2013-03-15 2020-10-14 Crystal Is, Inc. Ultraviolet light-emitting device and method of forming a contact to an ultraviolet light-emitting device
KR102191213B1 (ko) * 2013-04-12 2020-12-15 서울바이오시스 주식회사 자외선 발광 소자
US9112077B1 (en) 2014-04-28 2015-08-18 Industrial Technology Research Institute Semiconductor structure
KR102212561B1 (ko) * 2014-08-11 2021-02-08 삼성전자주식회사 반도체 발광 소자 및 반도체 발광 소자 패키지
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
KR102322692B1 (ko) 2015-05-29 2021-11-05 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 자외선 발광소자
CN106571416B (zh) * 2016-11-04 2019-09-10 华灿光电（浙江）有限公司 一种发光二极管外延片及其制造方法
US10141477B1 (en) * 2017-07-28 2018-11-27 Lumileds Llc Strained AlGaInP layers for efficient electron and hole blocking in light emitting devices
US11322650B2 (en) 2017-07-28 2022-05-03 Lumileds Llc Strained AlGaInP layers for efficient electron and hole blocking in light emitting devices
FR3091005B1 (fr) 2018-12-21 2021-01-29 Soitec Silicon On Insulator Substrat de croissance et procede de fabrication d’un tel substrat
CN109830578B (zh) * 2019-02-18 2020-06-09 湘能华磊光电股份有限公司 一种led外延结构的生长方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1051074A (ja) * 1996-08-02 1998-02-20 Fujitsu Ltd 半導体発光素子
JPH10270756A (ja) * 1997-03-27 1998-10-09 Sanyo Electric Co Ltd 窒化ガリウム系化合物半導体装置
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
JP2000232259A (ja) * 1998-12-09 2000-08-22 Sanyo Electric Co Ltd 発光素子及びその製造方法
JP2000315838A (ja) * 1999-03-04 2000-11-14 Nichia Chem Ind Ltd 窒化物半導体レーザ素子
JP2001345478A (ja) * 2000-06-01 2001-12-14 Shiro Sakai 窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1051074A (en) * 1911-04-25 1913-01-21 Sheridan Iron Works Bookbinding-machine.
GB2226698B (en) * 1988-11-15 1992-05-20 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd A light emitting semiconductor device
SE501635C2 (sv) * 1993-08-20 1995-04-03 Asea Brown Boveri Förfarande och anordning för utsändande av ljus med integrerad excitationskälla
US5684309A (en) * 1996-07-11 1997-11-04 North Carolina State University Stacked quantum well aluminum indium gallium nitride light emitting diodes
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
JPH11243251A (ja) 1998-02-26 1999-09-07 Toshiba Corp 半導体レーザ装置
TW472400B (en) * 2000-06-23 2002-01-11 United Epitaxy Co Ltd Method for roughing semiconductor device surface to increase the external quantum efficiency
US6800876B2 (en) * 2001-01-16 2004-10-05 Cree, Inc. Group III nitride LED with undoped cladding layer (5000.137)
US6489636B1 (en) * 2001-03-29 2002-12-03 Lumileds Lighting U.S., Llc Indium gallium nitride smoothing structures for III-nitride devices
JP3645233B2 (ja) * 2001-06-07 2005-05-11 日本電信電話株式会社 半導体素子
US6822272B2 (en) * 2001-07-09 2004-11-23 Nichia Corporation Multilayered reflective membrane and gallium nitride-based light emitting element
TWI271877B (en) * 2002-06-04 2007-01-21 Nitride Semiconductors Co Ltd Gallium nitride compound semiconductor device and manufacturing method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1051074A (ja) * 1996-08-02 1998-02-20 Fujitsu Ltd 半導体発光素子
JPH10270756A (ja) * 1997-03-27 1998-10-09 Sanyo Electric Co Ltd 窒化ガリウム系化合物半導体装置
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
JP2000232259A (ja) * 1998-12-09 2000-08-22 Sanyo Electric Co Ltd 発光素子及びその製造方法
JP2000315838A (ja) * 1999-03-04 2000-11-14 Nichia Chem Ind Ltd 窒化物半導体レーザ素子
JP2001345478A (ja) * 2000-06-01 2001-12-14 Shiro Sakai 窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1536486A4 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120187366A1 (en) * 2004-08-13 2012-07-26 Seoul National University Industry Foundation Growth method of nitride semiconductor layer and light emitting device using the growth method
GB2432715A (en) * 2005-11-25 2007-05-30 Sharp Kk Nitride semiconductor light emitting devices
WO2010024436A1 (ja) * 2008-08-29 2010-03-04 株式会社 東芝 半導体装置
JP2010080955A (ja) * 2008-08-29 2010-04-08 Toshiba Corp 半導体装置
JP2011258994A (ja) * 2008-08-29 2011-12-22 Toshiba Corp 半導体装置
JP2013106550A (ja) * 2011-11-18 2013-06-06 Sharp Corp 植物育成用照明装置
CN113451459A (zh) * 2020-11-02 2021-09-28 重庆康佳光电技术研究院有限公司 发光二极管、外延结构及其制作方法
CN113451459B (zh) * 2020-11-02 2022-05-13 重庆康佳光电技术研究院有限公司 发光二极管、外延结构及其制作方法
CN113451455A (zh) * 2020-11-26 2021-09-28 重庆康佳光电技术研究院有限公司 Led外延的制备方法及led外延结构与led芯片
CN113451455B (zh) * 2020-11-26 2022-05-03 重庆康佳光电技术研究院有限公司 Led外延的制备方法及led外延结构与led芯片
JP7488410B1 (ja) 2023-05-09 2024-05-21 日機装株式会社 窒化物半導体発光素子の光出力予測方法及び装置

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