JP2001177190A - 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】短波長である青色、紫色領域或いは紫外光領域
における発光素子を得ること。 【解決手段】低抵抗ｎ型シリコン基板８の上に、3C-SiC
薄膜９、AlN 薄膜１０、Siドープｎ型GaAlN 層１１（ｎ
層）、GaN 層１２（活性層）、MgドープGaAlN 層１３
（ｐ層）を形成する。ドープGaAlN 層１３（ｐ層）上に
SiO2層１５を堆積した後、縦１mm、横50μｍの短冊状に
窓１５Ａを開け、ドープGaAlN 層１３（ｐ層）の窓１５
Ａの部分と、Siドープｎ型GaAlN 層１１（ｎ層）に、そ
れぞれ、金属電極が形成する。
における発光素子を得ること。 【解決手段】低抵抗ｎ型シリコン基板８の上に、3C-SiC
薄膜９、AlN 薄膜１０、Siドープｎ型GaAlN 層１１（ｎ
層）、GaN 層１２（活性層）、MgドープGaAlN 層１３
（ｐ層）を形成する。ドープGaAlN 層１３（ｐ層）上に
SiO2層１５を堆積した後、縦１mm、横50μｍの短冊状に
窓１５Ａを開け、ドープGaAlN 層１３（ｐ層）の窓１５
Ａの部分と、Siドープｎ型GaAlN 層１１（ｎ層）に、そ
れぞれ、金属電極が形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、可視光、可視単波
長、特に、青色領域から紫色領域まで、及び紫外光領域
で発光可能な半導体発光素子に関する。例えば、発光ダ
イオード、レーザダイオードに関する。
長、特に、青色領域から紫色領域まで、及び紫外光領域
で発光可能な半導体発光素子に関する。例えば、発光ダ
イオード、レーザダイオードに関する。
【０００２】本発明の半導体発光素子である発光ダイオ
ードやレーザダイオードは、本発明者らにより初めて明
らかにされた電子線照射処理による（(AlxGa1-x)yIn1-y
N:0≦x≦1,0≦y≦1)層のｐ型化技術を基盤として、新た
に開発さた技術を加えて、初めて、（(AlxGa1-x)yIn1-y
N:0≦x≦1,0≦y≦1)半導体発光素子の製作が可能となっ
たものである。
ードやレーザダイオードは、本発明者らにより初めて明
らかにされた電子線照射処理による（(AlxGa1-x)yIn1-y
N:0≦x≦1,0≦y≦1)層のｐ型化技術を基盤として、新た
に開発さた技術を加えて、初めて、（(AlxGa1-x)yIn1-y
N:0≦x≦1,0≦y≦1)半導体発光素子の製作が可能となっ
たものである。
【０００３】
【従来技術】現在、実用化されている最短波長の電流注
入型半導体レーザダイオードは、リン化インジウムガリ
ウムアルミニウム（InGaAlP)系結晶により作製されてい
る。その発振波長は可視長波長領域、即ち、赤色領域で
ある0.6 〜0.7 μｍ帯に属する。
入型半導体レーザダイオードは、リン化インジウムガリ
ウムアルミニウム（InGaAlP)系結晶により作製されてい
る。その発振波長は可視長波長領域、即ち、赤色領域で
ある0.6 〜0.7 μｍ帯に属する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、更に、
短波長である青色、紫色領域或いは紫外光領域での発光
が可能な半導体レーザを実現するのは、この材料では物
性上困難である。より広い禁制帯幅を持つ半導体材料を
用いる必要がある。(AlxGa1-x)yIn1-yN はその候補の一
つである。
短波長である青色、紫色領域或いは紫外光領域での発光
が可能な半導体レーザを実現するのは、この材料では物
性上困難である。より広い禁制帯幅を持つ半導体材料を
用いる必要がある。(AlxGa1-x)yIn1-yN はその候補の一
つである。
【０００５】(AlxGa1-x)yIn1-yN )、特に、GaN は室温
(300K)で光励起により誘導放出することが確認されてい
る(H. Amano 等;Japanese Journal of Applied Physics
第29巻1990年 L205-L206頁）。 このことから、上記
半導体でレーザダイオードが構成できる可能性がある。
(300K)で光励起により誘導放出することが確認されてい
る(H. Amano 等;Japanese Journal of Applied Physics
第29巻1990年 L205-L206頁）。 このことから、上記
半導体でレーザダイオードが構成できる可能性がある。
【０００６】しかしながら、上記系統の化合物半導体は
ｐ型単結晶薄膜の作製が困難であるため、現在に到るま
で(AlxGa1-x)yIn1-yN を用いた電流注入による半導体レ
ーザダイオードは実現していない。
ｐ型単結晶薄膜の作製が困難であるため、現在に到るま
で(AlxGa1-x)yIn1-yN を用いた電流注入による半導体レ
ーザダイオードは実現していない。
【０００７】本発明は、上記の課題を解決するために成
されたものであり、その目的とするところは、短波長で
ある青色、紫色領域或いは紫外光領域における発光ダイ
オード、レーザ等の発光素子の製造方法を得ることであ
る。
されたものであり、その目的とするところは、短波長で
ある青色、紫色領域或いは紫外光領域における発光ダイ
オード、レーザ等の発光素子の製造方法を得ることであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、シリ
コン（Si）基板と、シリコン（Si）基板の上方に形成さ
れたｎ型伝導性を示す窒化ガリウム系化合物半導（(Al
x1Ga1-x1)y1In1-y1N:0≦x1≦1,0≦y1≦1 ）から成るｎ
層と、ｐ型伝導性を示す窒化ガリウム系化合物半導（(A
lx2Ga1-x2)y2In1-y2N:0≦x2≦1,0≦y2≦1 ）から成るｐ
層と、ｎ層とｐ層との間に存在し、ｎ層及びｐ層より
も、禁制帯幅の狭い窒化ガリウム系化合物半導（(Alx3G
a1-x3)y3In1-y3N:0≦x3≦1,0≦y3≦1,但しx3=y3=1 は含
まない）から成る発光層とから成る窒化ガリウム系化合
物半導体発光素子である。
コン（Si）基板と、シリコン（Si）基板の上方に形成さ
れたｎ型伝導性を示す窒化ガリウム系化合物半導（(Al
x1Ga1-x1)y1In1-y1N:0≦x1≦1,0≦y1≦1 ）から成るｎ
層と、ｐ型伝導性を示す窒化ガリウム系化合物半導（(A
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層と、ｎ層とｐ層との間に存在し、ｎ層及びｐ層より
も、禁制帯幅の狭い窒化ガリウム系化合物半導（(Alx3G
a1-x3)y3In1-y3N:0≦x3≦1,0≦y3≦1,但しx3=y3=1 は含
まない）から成る発光層とから成る窒化ガリウム系化合
物半導体発光素子である。
【０００９】請求項２の発明は、請求項１に記載の発明
において、シリコン（Si）基板には、緩衝層が形成され
ていることを特徴とする。
において、シリコン（Si）基板には、緩衝層が形成され
ていることを特徴とする。
【００１０】請求項３の発明は、請求項２に記載の発明
において、緩衝層は少なくとも3C-SiC薄膜の一層、又
は、少なくもと3C-SiC薄膜及びAlN 薄膜の二層を含む層
であることを特徴とする。
において、緩衝層は少なくとも3C-SiC薄膜の一層、又
は、少なくもと3C-SiC薄膜及びAlN 薄膜の二層を含む層
であることを特徴とする。
【００１１】請求項４の発明は、請求項３の発明におい
て、緩衝層はｎ伝導型であることを特徴とする。
て、緩衝層はｎ伝導型であることを特徴とする。
【００１２】請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４
のいずれか１項に記載の発明において、シリコン（Si）
基板はｎ型単結晶であることを特徴とする。
のいずれか１項に記載の発明において、シリコン（Si）
基板はｎ型単結晶であることを特徴とする。
【００１３】請求項６の発明は、請求項１乃至請求項５
のいずれか１項に記載の発明において、発光層は、比較
的禁制帯幅の大きい薄膜結晶と比較的禁制帯幅の小さい
薄膜結晶を複数接合した層から成ることを特徴とする。
のいずれか１項に記載の発明において、発光層は、比較
的禁制帯幅の大きい薄膜結晶と比較的禁制帯幅の小さい
薄膜結晶を複数接合した層から成ることを特徴とする。
【００１４】請求項７の発明は、請求項１乃至請求項６
のいずれか１項に記載の発明において、シリコン（Si）
基板の裏面にｎ層に対する負電極が形成されていること
を特徴とする。
のいずれか１項に記載の発明において、シリコン（Si）
基板の裏面にｎ層に対する負電極が形成されていること
を特徴とする。
【００１５】請求項８の発明は、請求項１乃至請求項７
のいずれか１項に記載の発明において、発光層は、ｎ伝
導型であることを特徴とする。
のいずれか１項に記載の発明において、発光層は、ｎ伝
導型であることを特徴とする。
【００１６】請求項９の発明は、請求項１乃至請求項８
のいずれか１項に記載の発明において、正電極と負電極
のうち少なくとも一方において、その電極が接合する領
域は、高キャリア濃度に形成されていることを特徴とす
る。
のいずれか１項に記載の発明において、正電極と負電極
のうち少なくとも一方において、その電極が接合する領
域は、高キャリア濃度に形成されていることを特徴とす
る。
【００１７】請求項１０の発明は、請求項１乃至請求項
９のいずれか１項に記載の発明において、正電極と負電
極のうち少なくとも一方に接触し、高キャリア濃度の実
現が容易な結晶からなる層が、さらに設けられているこ
とを特徴とする。
９のいずれか１項に記載の発明において、正電極と負電
極のうち少なくとも一方に接触し、高キャリア濃度の実
現が容易な結晶からなる層が、さらに設けられているこ
とを特徴とする。
【００１８】請求項１１の発明は、請求項１乃至請求項
１０のいずれか１項に記載の発明において、シリコン
（Si）基板における結晶成長させる主面は、（０００
１）面であることを特徴とする。
１０のいずれか１項に記載の発明において、シリコン
（Si）基板における結晶成長させる主面は、（０００
１）面であることを特徴とする。
【００１９】請求項１２の発明は、請求項１乃至請求項
１１のいずれか１項に記載の発明において、シリコン
（Si）基板は、低抵抗であることを特徴とする。
１１のいずれか１項に記載の発明において、シリコン
（Si）基板は、低抵抗であることを特徴とする。
【００２０】請求項１３の発明は、請求項１乃至請求項
１２のいずれか１項に記載の発明において、ｎ層は、Ga
AlN から成ることを特徴とする。
１２のいずれか１項に記載の発明において、ｎ層は、Ga
AlN から成ることを特徴とする。
【００２１】請求項１４の発明は、請求項１乃至請求項
１３のいずれか１項に記載の発明において、ｐ層は、Ga
AlN から成ることを特徴とする。
１３のいずれか１項に記載の発明において、ｐ層は、Ga
AlN から成ることを特徴とする。
【００２２】請求項１５の発明は、請求項１乃至請求項
１４のいずれか１項に記載の発明において、ｎ層は、シ
リコン(Si)、酸素(O) 、硫黄(S) 、セレン(Se)、テルル
(Te)のうち少なくとも１つのドナー不純物元素が添加さ
れていることを特徴とする。
１４のいずれか１項に記載の発明において、ｎ層は、シ
リコン(Si)、酸素(O) 、硫黄(S) 、セレン(Se)、テルル
(Te)のうち少なくとも１つのドナー不純物元素が添加さ
れていることを特徴とする。
【００２３】請求項１６の発明は、請求項１乃至請求項
１５のいずれか１項に記載の発明において、ｐ層は、ベ
リウム(Be)、マグネシウム(Mg)、亜鉛(Zn)、カドミウム
(Cd)、炭素(C) のうち少なくとも１つのアクセプタ不純
物元素が添加されていることを特徴とする。
１５のいずれか１項に記載の発明において、ｐ層は、ベ
リウム(Be)、マグネシウム(Mg)、亜鉛(Zn)、カドミウム
(Cd)、炭素(C) のうち少なくとも１つのアクセプタ不純
物元素が添加されていることを特徴とする。
【００２４】請求項１７の発明は、請求項１乃至請求項
１６のいずれか１項に記載の発明において、ｐ層のキャ
リア濃度は、アクセプタ不純物元素の濃度及び電子線照
射条件により制御されていることを特徴とする。
１６のいずれか１項に記載の発明において、ｐ層のキャ
リア濃度は、アクセプタ不純物元素の濃度及び電子線照
射条件により制御されていることを特徴とする。
【００２５】請求項１８の発明は、請求項１乃至請求項
１７のいずれか１項に記載の発明において、窒化ガリウ
ム系化合物半導体発光素子はレーザダイオードであるこ
とを特徴とする。
１７のいずれか１項に記載の発明において、窒化ガリウ
ム系化合物半導体発光素子はレーザダイオードであるこ
とを特徴とする。
【００２６】請求項１９の発明は、請求項１８に記載の
発明において、ｐ層とその正電極とが接合する部分は、
短冊状であることを特徴とする。
発明において、ｐ層とその正電極とが接合する部分は、
短冊状であることを特徴とする。
【００２７】
【作用及び効果】（(AlxGa1-x)yIn1-yN:0≦x≦1,0≦y≦
1)半導体において、本発明者等により、初めてｐ型電導
性を示す層の製作が可能となった。これにより、上記の
窒化ガリウム系化合物半導体で構成されたキャリア注入
型の発光素子である発光ダイオードやレーザダイオード
の製作及びその発振が可能となった。
1)半導体において、本発明者等により、初めてｐ型電導
性を示す層の製作が可能となった。これにより、上記の
窒化ガリウム系化合物半導体で構成されたキャリア注入
型の発光素子である発光ダイオードやレーザダイオード
の製作及びその発振が可能となった。
【００２８】本発明のように電子線照射処理による(Alx
Ga1-x)yIn1-yN のｐ型化効果と、構造を工夫することに
より、青色から紫色及び紫外光領域の発光波長、発振波
長を持つ発光素子である半導体発光ダイオードや半導体
レーザダイオードが実現された。
Ga1-x)yIn1-yN のｐ型化効果と、構造を工夫することに
より、青色から紫色及び紫外光領域の発光波長、発振波
長を持つ発光素子である半導体発光ダイオードや半導体
レーザダイオードが実現された。
【００２９】
【発明の概要】上記発明において、窒化アルミニウムガ
リウムインジウム(AlxGa1-x)yIn1-yN単結晶作製用基板
には、サファイア, 珪素(Si),6H 炭化珪素(6H-SiC)ない
し窒化ガリウム(GaN) を用いることができる。
リウムインジウム(AlxGa1-x)yIn1-yN単結晶作製用基板
には、サファイア, 珪素(Si),6H 炭化珪素(6H-SiC)ない
し窒化ガリウム(GaN) を用いることができる。
【００３０】サファイアを基板とする場合には少なくと
も低温（例えば約600 ℃) で堆積したAlN 薄膜を含む層
を緩衝層とするのが望ましい。
も低温（例えば約600 ℃) で堆積したAlN 薄膜を含む層
を緩衝層とするのが望ましい。
【００３１】Siを基板とする場合には少なくとも3C-SiC
薄膜一層か或いは3C-SiC薄膜及びAlN 薄膜の二層を含む
層を緩衝層とするのが望ましい。
薄膜一層か或いは3C-SiC薄膜及びAlN 薄膜の二層を含む
層を緩衝層とするのが望ましい。
【００３２】6H-SiCを基板とする場合には直接ないしGa
N を緩衝層とするのが望ましい。GaN を基板とする場合
には直接単結晶作製が行なわれる。Si,6H-SiC 及びGaN
を基板とする場合にはｎ型単結晶が用いられる。
N を緩衝層とするのが望ましい。GaN を基板とする場合
には直接単結晶作製が行なわれる。Si,6H-SiC 及びGaN
を基板とする場合にはｎ型単結晶が用いられる。
【００３３】まず、同一組成同士の結晶によるｐｎ接合
構造を作製する場合につき述べる。サファイアを基板と
する場合、(AlxGa1-x)yIn1-yN を成長させる直前に、基
板温度を所望の値（例えば 600℃）に設定し、成長炉内
に少なくともアルミニウム(Al) を含む化合物及び窒素
の水酸化物を導入し、サファイア基板表面にAlN 薄膜緩
衝層を形成する。
構造を作製する場合につき述べる。サファイアを基板と
する場合、(AlxGa1-x)yIn1-yN を成長させる直前に、基
板温度を所望の値（例えば 600℃）に設定し、成長炉内
に少なくともアルミニウム(Al) を含む化合物及び窒素
の水酸化物を導入し、サファイア基板表面にAlN 薄膜緩
衝層を形成する。
【００３４】その後、Alを含む化合物の導入を止め、基
板温度の再設定を行う。そして、所望の混晶組成となる
ようにAlを含む化合物、ガリウム(Ga)を含む化合物及び
インジウム(In)を含む化合物を導入してｎ型(AlxGa1-x)
yIn1-yN 単結晶の成長を行う。
板温度の再設定を行う。そして、所望の混晶組成となる
ようにAlを含む化合物、ガリウム(Ga)を含む化合物及び
インジウム(In)を含む化合物を導入してｎ型(AlxGa1-x)
yIn1-yN 単結晶の成長を行う。
【００３５】なお、この場合ｎ型単結晶の抵抗率を下げ
るためにSi, 酸素(O),硫黄(S),セレン(Se), テルル(Te)
などドナー不純物となる元素を含む化合物を同時に導入
しても良い。
るためにSi, 酸素(O),硫黄(S),セレン(Se), テルル(Te)
などドナー不純物となる元素を含む化合物を同時に導入
しても良い。
【００３６】ドナー不純物をドーピングする場合、その
濃度に関してはｎ層に均一にドーピングしても良い。
又、ｎ層のオーム性電極形成を容易にするためにｎ層成
長初期に高濃度にドーピングし、ｐｎ接合付近ではドー
ピングしないか或いは低濃度にドーピングしても良い。
濃度に関してはｎ層に均一にドーピングしても良い。
又、ｎ層のオーム性電極形成を容易にするためにｎ層成
長初期に高濃度にドーピングし、ｐｎ接合付近ではドー
ピングしないか或いは低濃度にドーピングしても良い。
【００３７】次に、一度、ウエハを成長炉から取り出
し、試料表面の一部を選択成長用マスクとなる物質、例
えば酸化珪素(SiO2 ) により覆い、再びウエハを成長炉
に戻す。又は、ウエハを取り出さずそのまま成長を続け
る。
し、試料表面の一部を選択成長用マスクとなる物質、例
えば酸化珪素(SiO2 ) により覆い、再びウエハを成長炉
に戻す。又は、ウエハを取り出さずそのまま成長を続け
る。
【００３８】少なくとも所望の混晶組成となるようなAl
を含む化合物、Gaを含む化合物、Inを含む化合物及び窒
素の水素化物及びアクセプタ不純物となる元素、例えば
ベリリウム(Be), マグネシウム(Mg), 亜鉛(Zn), カドミ
ウム(Cd), 炭素(C) を含む化合物を成長炉に導入してア
クセプタ不純物をドープした(AlxGa1-x)yIn1-yN 単結晶
（ｐ層) の成長を行う。
を含む化合物、Gaを含む化合物、Inを含む化合物及び窒
素の水素化物及びアクセプタ不純物となる元素、例えば
ベリリウム(Be), マグネシウム(Mg), 亜鉛(Zn), カドミ
ウム(Cd), 炭素(C) を含む化合物を成長炉に導入してア
クセプタ不純物をドープした(AlxGa1-x)yIn1-yN 単結晶
（ｐ層) の成長を行う。
【００３９】アクセプタドープ層の成長膜厚は電子線照
射処理する場合の電子線侵入長を考慮して決定する。
次にウェハを成長炉から取り出し、アクセプタドープ(A
lxGa 1-x)yIn1-yN 層の電子線照射処理を行う。
射処理する場合の電子線侵入長を考慮して決定する。
次にウェハを成長炉から取り出し、アクセプタドープ(A
lxGa 1-x)yIn1-yN 層の電子線照射処理を行う。
【００４０】電子線照射処理する領域は試料表面全体或
いは一部、例えば短冊状とする。試料表面全体に電子線
を照射する場合には、更に、アクセプタドープ層（ｐ
層）の上に絶縁層を堆積し、その絶縁層の一部に短冊状
の窓を開け、その窓の上に金属を接触させ、ｐ層に対す
るオーム性電極を形成する。 短冊状に電子線照射処理
する場合には、電子線の照射された領域の一部或いは全
部を覆うように金属を接触させ、ｐ層に対するオーム性
電極を形成する。
いは一部、例えば短冊状とする。試料表面全体に電子線
を照射する場合には、更に、アクセプタドープ層（ｐ
層）の上に絶縁層を堆積し、その絶縁層の一部に短冊状
の窓を開け、その窓の上に金属を接触させ、ｐ層に対す
るオーム性電極を形成する。 短冊状に電子線照射処理
する場合には、電子線の照射された領域の一部或いは全
部を覆うように金属を接触させ、ｐ層に対するオーム性
電極を形成する。
【００４１】最終的に、ｐ層と金属の接触する部分の形
状は短冊である。ｎ層の電極は選択成長用マスクを取り
外して、その後に形成するか、或いはアクセプタドープ
層（ｐ層）の一部を表面側からエッチングして下層のｎ
層に対して窓を開け、金属を接触させオーム性電極を形
成する。
状は短冊である。ｎ層の電極は選択成長用マスクを取り
外して、その後に形成するか、或いはアクセプタドープ
層（ｐ層）の一部を表面側からエッチングして下層のｎ
層に対して窓を開け、金属を接触させオーム性電極を形
成する。
【００４２】ｎ型のSi、6H-SiC或いはGaN を基板として
用いる場合もほぼ同様の手段により素子作製を行う。し
かし、選択成長技術は用いず、ｐ層とｎ層に対する電極
は素子の上下の両側に形成する。即ち、ｎ層電極は基板
裏面全体に金属を接触させオーム性電極を形成する。
用いる場合もほぼ同様の手段により素子作製を行う。し
かし、選択成長技術は用いず、ｐ層とｎ層に対する電極
は素子の上下の両側に形成する。即ち、ｎ層電極は基板
裏面全体に金属を接触させオーム性電極を形成する。
【００４３】以上が同一組成の結晶によるｐｎ接合構造
の半導体レーザダイオードを作製する場合の基本的方法
である。異種混晶組成の結晶の接合、いわゆるヘテロ接
合を利用した素子を作製する場合にも、ｐｎ接合を形成
するという点では上記同一混晶組成の結晶の接合を利用
する場合と同様である。
の半導体レーザダイオードを作製する場合の基本的方法
である。異種混晶組成の結晶の接合、いわゆるヘテロ接
合を利用した素子を作製する場合にも、ｐｎ接合を形成
するという点では上記同一混晶組成の結晶の接合を利用
する場合と同様である。
【００４４】単一のヘテロ接合を形成する場合、同一混
晶組成の結晶によるｐｎ接合に加え、更にｎ層側に禁制
帯幅が大きいｎ型の結晶を接合して少数キャリアである
正孔の拡散阻止層とする。
晶組成の結晶によるｐｎ接合に加え、更にｎ層側に禁制
帯幅が大きいｎ型の結晶を接合して少数キャリアである
正孔の拡散阻止層とする。
【００４５】(AlxGa1-x)yIn1-yN 系単結晶の禁制帯幅付
近の発光はｎ層で特に強いため、活性層はｎ型結晶を用
いる必要がある。(AlxGa1-x)yIn1-yN 系単結晶のバンド
構造は(AlxGa1-x)yIn1-yAs系単結晶や(AlxGa1-x)yIn1-y
P 系単結晶と似ており、バンド不連続の割合は価電子帯
よりも伝導帯の方が大きいと考えられる。しかし、(Alx
Ga1-x)yIn1-yN 系単結晶では正孔の有効質量が比較的大
きいためｎ型同士のヘテロ接合は正孔拡散阻止として有
効に作用する。
近の発光はｎ層で特に強いため、活性層はｎ型結晶を用
いる必要がある。(AlxGa1-x)yIn1-yN 系単結晶のバンド
構造は(AlxGa1-x)yIn1-yAs系単結晶や(AlxGa1-x)yIn1-y
P 系単結晶と似ており、バンド不連続の割合は価電子帯
よりも伝導帯の方が大きいと考えられる。しかし、(Alx
Ga1-x)yIn1-yN 系単結晶では正孔の有効質量が比較的大
きいためｎ型同士のヘテロ接合は正孔拡散阻止として有
効に作用する。
【００４６】二つのヘテロ接合を形成する場合、禁制帯
幅の比較的小さいｎ型の結晶の両側に各々禁制帯幅の大
きいｎ型及びｐ型の結晶を接合し禁制帯幅の小さいｎ型
の結晶を挟む構造とする。
幅の比較的小さいｎ型の結晶の両側に各々禁制帯幅の大
きいｎ型及びｐ型の結晶を接合し禁制帯幅の小さいｎ型
の結晶を挟む構造とする。
【００４７】多数のヘテロ接合を形成する場合、ｎ型の
比較的禁制帯幅の大きい薄膜結晶と比較的禁制帯幅の小
さい薄膜結晶を複数接合し、その両側にそれぞれ更に禁
制帯幅の大きいｎ型及びｐ型の結晶を接合し、多数のヘ
テロ接合を挟む。
比較的禁制帯幅の大きい薄膜結晶と比較的禁制帯幅の小
さい薄膜結晶を複数接合し、その両側にそれぞれ更に禁
制帯幅の大きいｎ型及びｐ型の結晶を接合し、多数のヘ
テロ接合を挟む。
【００４８】(AlxGa1-x)yIn1-yN 系単結晶の禁制帯幅付
近での光の屈折率は禁制帯幅が小さい程大きいため、他
の(AlxGa1-x)yIn1-yAs系単結晶や(AlxGa1-x)yIn1-yP 系
単結晶による半導体レーザダイオードと同様、禁制帯幅
の大きい結晶で挟むヘテロ構造は光の閉じ込めにも効果
がある。
近での光の屈折率は禁制帯幅が小さい程大きいため、他
の(AlxGa1-x)yIn1-yAs系単結晶や(AlxGa1-x)yIn1-yP 系
単結晶による半導体レーザダイオードと同様、禁制帯幅
の大きい結晶で挟むヘテロ構造は光の閉じ込めにも効果
がある。
【００４９】ヘテロ接合を利用する場合も、同一組成の
結晶によるｐｎ接合の場合と同様に、オーム性電極組成
を容易にするため電極と接触する部分付近のキャリア濃
度は高濃度にしても良い。
結晶によるｐｎ接合の場合と同様に、オーム性電極組成
を容易にするため電極と接触する部分付近のキャリア濃
度は高濃度にしても良い。
【００５０】ｎ型結晶のキャリア濃度はドナー不純物の
ドーピング濃度により、またｐ型結晶のキャリア濃度は
アクセプタ不純物のドーピング濃度及び電子線照射処理
条件により制御する。又、特にオーム性電極形成を容易
にするため高キャリア濃度実現が容易な結晶を金属との
接触用に更に接合してもよい。
ドーピング濃度により、またｐ型結晶のキャリア濃度は
アクセプタ不純物のドーピング濃度及び電子線照射処理
条件により制御する。又、特にオーム性電極形成を容易
にするため高キャリア濃度実現が容易な結晶を金属との
接触用に更に接合してもよい。
【００５１】
【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。（(AlxGa1-x)yIn1-yN:0≦x≦1,0≦y≦1)半導体
レーザダイオード用単結晶の作製には横型有機金属化合
物気相成長装置を用いた。以下基板としてサファイア，
Si，6H-SiC及びGaN を用いた場合各々について成長手順
を示す。
明する。（(AlxGa1-x)yIn1-yN:0≦x≦1,0≦y≦1)半導体
レーザダイオード用単結晶の作製には横型有機金属化合
物気相成長装置を用いた。以下基板としてサファイア，
Si，6H-SiC及びGaN を用いた場合各々について成長手順
を示す。
【００５２】(1) サファイア基板の場合 図１は、サファイア基板を用いた半導体レーザダイオー
ドの構造を示した断面図である。図１において、(0001)
面を結晶成長面とするサファイア基板１を有機洗浄の
後、結晶成長装置の結晶成長部に設置する。成長炉を真
空排気の後、水素を供給し1200℃程度まで昇温する。こ
れによりサファイア基板１の表面に付着していた炭化水
素系ガスがある程度取り除かれる。
ドの構造を示した断面図である。図１において、(0001)
面を結晶成長面とするサファイア基板１を有機洗浄の
後、結晶成長装置の結晶成長部に設置する。成長炉を真
空排気の後、水素を供給し1200℃程度まで昇温する。こ
れによりサファイア基板１の表面に付着していた炭化水
素系ガスがある程度取り除かれる。
【００５３】次に、サファイア基板１の温度を 600℃程
度まで降温し、トリメチルアルミニウム(TMA) 及びアン
モニア(NH3) を供給して、サファイア基板１上に50nm程
度の膜厚を持つAlN 層２を形成する。 次に、TMA の供
給のみを止め、基板温度を1040℃まで上げ、TMA,トリメ
チルガリウム(TMG) 及びシラン(SiH4 ) を供給しSiドー
プｎ型GaAlN 層３（ｎ層）を成長する。
度まで降温し、トリメチルアルミニウム(TMA) 及びアン
モニア(NH3) を供給して、サファイア基板１上に50nm程
度の膜厚を持つAlN 層２を形成する。 次に、TMA の供
給のみを止め、基板温度を1040℃まで上げ、TMA,トリメ
チルガリウム(TMG) 及びシラン(SiH4 ) を供給しSiドー
プｎ型GaAlN 層３（ｎ層）を成長する。
【００５４】一旦、ウェハを成長炉から取り出し、GaAl
N 層３の表面の一部をSiO2 でマスクした後、再び成長
炉に戻して真空排気して水素及びNH3 を供給し1040℃ま
で昇温する。次に、TMG を供給して、SiO2 でマスクさ
れていない部分に厚さ 0.5μｍのGaN層４を成長させ
る。次に、TMA 及びビスシクロペンタディエニルマクネ
シウム(Cp2Mg) を更に供給してドープGaAlN 層５（ｐ
層）を 0.5μｍ成長する。
N 層３の表面の一部をSiO2 でマスクした後、再び成長
炉に戻して真空排気して水素及びNH3 を供給し1040℃ま
で昇温する。次に、TMG を供給して、SiO2 でマスクさ
れていない部分に厚さ 0.5μｍのGaN層４を成長させ
る。次に、TMA 及びビスシクロペンタディエニルマクネ
シウム(Cp2Mg) を更に供給してドープGaAlN 層５（ｐ
層）を 0.5μｍ成長する。
【００５５】次に、マスクとして使用したSiO2 を弗酸
系エッチャントにより除去する。次に、ドープGaAlN 層
５（ｐ層）上にSiO2層７を堆積した後、縦１mm、横50μ
ｍの短冊状に窓７Ａを開け、真空チャンバに移して、ド
ープGaAlN 層５（ｐ層）に電子線照射処理を行う。典型
的な電子線照射処理条件を表に示す。
系エッチャントにより除去する。次に、ドープGaAlN 層
５（ｐ層）上にSiO2層７を堆積した後、縦１mm、横50μ
ｍの短冊状に窓７Ａを開け、真空チャンバに移して、ド
ープGaAlN 層５（ｐ層）に電子線照射処理を行う。典型
的な電子線照射処理条件を表に示す。
【表１】
【００５６】次に、ドープGaAlN 層５（ｐ層）の窓８の
部分と、Siドープｎ型GaAlN 層３（ｎ層）に、それぞ
れ、金属電極を形成する。結晶成長は以上である。
部分と、Siドープｎ型GaAlN 層３（ｎ層）に、それぞ
れ、金属電極を形成する。結晶成長は以上である。
【００５７】(2)Si 基板の場合 Si基板上に作成したレーザダイオードの構造を図２に示
す。低抵抗ｎ型Siの(111) 面基板８を有機洗浄の後、弗
酸系エッチャントにより表面の酸化物を取り除き結晶成
長部に設置する。成長炉を真空排気の後水素を導入し基
板を1000℃まで昇温して、基板８の表面を洗浄化し、更
に、プロパン(C3H8) あるいはアセチレン(C2H2 ) を供
給する。これにより表面に3C-SiC薄膜９が形成される。
す。低抵抗ｎ型Siの(111) 面基板８を有機洗浄の後、弗
酸系エッチャントにより表面の酸化物を取り除き結晶成
長部に設置する。成長炉を真空排気の後水素を導入し基
板を1000℃まで昇温して、基板８の表面を洗浄化し、更
に、プロパン(C3H8) あるいはアセチレン(C2H2 ) を供
給する。これにより表面に3C-SiC薄膜９が形成される。
【００５８】この後、成長炉内を一旦真空排気して余分
なガスを取り除く。次に成長炉に水素を供給し基板温度
を 600℃にし、TMA 及びNH3 を供給してAlN 薄膜１０を
3C-SiC薄膜９上に形成する。次に、TMA の供給のみを止
め基板温度を1040℃にして、TMG,TMA 及びSiH4 を供給
してｎ型GaAlN 層１１（ｎ層）を成長する。
なガスを取り除く。次に成長炉に水素を供給し基板温度
を 600℃にし、TMA 及びNH3 を供給してAlN 薄膜１０を
3C-SiC薄膜９上に形成する。次に、TMA の供給のみを止
め基板温度を1040℃にして、TMG,TMA 及びSiH4 を供給
してｎ型GaAlN 層１１（ｎ層）を成長する。
【００５９】次に、TMA 及びSiH4 のみの供給を止めGaN
層１２を 0.5μｍ成長し、再びTMA及びCP2Mgを加えMg
ドープGaAlN 層１３（ｐ層）を 0.5μｍ成長する。次
に、MgドープGaAlN 層１３（ｐ層）上にSiO2層１５を堆
積した後、縦１mm、横50μｍの短冊状に窓１５Ａを開
け、真空チャンバに移して、MgドープGaAlN 層１３（ｐ
層）に電子線を照射する。電子線の照射条件は前実施例
と同様である。その後、SiO2層１５側からMgドープGaAl
N 層１３（ｐ層）に対する電極１４Ａを形成し、他方、
基板８の裏面にｎ型GaAlN 層１１（ｎ層）に対する電極
１４Ｂを形成した。
層１２を 0.5μｍ成長し、再びTMA及びCP2Mgを加えMg
ドープGaAlN 層１３（ｐ層）を 0.5μｍ成長する。次
に、MgドープGaAlN 層１３（ｐ層）上にSiO2層１５を堆
積した後、縦１mm、横50μｍの短冊状に窓１５Ａを開
け、真空チャンバに移して、MgドープGaAlN 層１３（ｐ
層）に電子線を照射する。電子線の照射条件は前実施例
と同様である。その後、SiO2層１５側からMgドープGaAl
N 層１３（ｐ層）に対する電極１４Ａを形成し、他方、
基板８の裏面にｎ型GaAlN 層１１（ｎ層）に対する電極
１４Ｂを形成した。
【００６０】(3)6H-SiC 基板の場合 6H-SiC基板上に作成したレーザダイオードを図３に示
す。低抵抗ｎ型6H-SiCの(0001)面基板１６を有機洗浄の
後、王水系エッチャントによりエッチングの後、結晶成
長部に設置する。成長炉を真空排気の後、水素を供給
し、1200℃まで昇温する。次に、成長炉に水素を供給し
基板温度を1040℃にして、TMG,SiH4 及びNH3 を供給し
てｎ型GaN 緩衝層１７を 0.5〜 1μｍ程度成長する。次
に、TMA を加え、ｎ型GaN 緩衝層１７の上にｎ型GaAlN
層１８（ｎ層）を成長する。
す。低抵抗ｎ型6H-SiCの(0001)面基板１６を有機洗浄の
後、王水系エッチャントによりエッチングの後、結晶成
長部に設置する。成長炉を真空排気の後、水素を供給
し、1200℃まで昇温する。次に、成長炉に水素を供給し
基板温度を1040℃にして、TMG,SiH4 及びNH3 を供給し
てｎ型GaN 緩衝層１７を 0.5〜 1μｍ程度成長する。次
に、TMA を加え、ｎ型GaN 緩衝層１７の上にｎ型GaAlN
層１８（ｎ層）を成長する。
【００６１】次に、ｎ型GaAlN層１８の上に、前記のSi
基板を用いたレーザダイオードと同一構造に、同一ガス
を用いて、同一成長条件で、それぞれ、GaN 層１９を
0.5μｍ、MgドープGaAlN 層２０（ｐ層）を 0.5μｍの
厚さに形成した。次に、MgドープGaAlN 層２０上にSiO2
層２２を堆積した後、縦１mm、横50μｍの短冊状に窓２
２Ａを開け、真空チャンバに移して、MgドープGaAlN 層
２０（ｐ層）に電子線を照射した。電子線の照射条件は
前実施例と同様である。
基板を用いたレーザダイオードと同一構造に、同一ガス
を用いて、同一成長条件で、それぞれ、GaN 層１９を
0.5μｍ、MgドープGaAlN 層２０（ｐ層）を 0.5μｍの
厚さに形成した。次に、MgドープGaAlN 層２０上にSiO2
層２２を堆積した後、縦１mm、横50μｍの短冊状に窓２
２Ａを開け、真空チャンバに移して、MgドープGaAlN 層
２０（ｐ層）に電子線を照射した。電子線の照射条件は
前実施例と同様である。
【００６２】その後、SiO2層２２側からMgドープGaAlN
層２０（ｐ層）に対する電極２１Ａを形成し、他方、基
板１６の裏面にｎ型GaAlN 層１８（ｎ層）に対する電極
２１Ｂを形成した。
層２０（ｐ層）に対する電極２１Ａを形成し、他方、基
板１６の裏面にｎ型GaAlN 層１８（ｎ層）に対する電極
２１Ｂを形成した。
【００６３】(4)GaN基板の場合 GaN 基板上に作成したレーザダイオードを図４に示す。
低抵抗ｎ型GaN の(0001)面基板２３を有機洗浄の後、リ
ン酸＋硫酸系エッチャントによりエッチングの後、この
基板２３を結晶成長部に設置する。次に、成長炉を真空
排気の後、水素及びNH3 を供給し、基板温度を１０４０
℃にして、５分間放置する。次に、TMG 及びSiH4 を更
に加えてｎ型GaN 緩衝層２４を0.5 〜1 μｍの厚さに形
成した。
低抵抗ｎ型GaN の(0001)面基板２３を有機洗浄の後、リ
ン酸＋硫酸系エッチャントによりエッチングの後、この
基板２３を結晶成長部に設置する。次に、成長炉を真空
排気の後、水素及びNH3 を供給し、基板温度を１０４０
℃にして、５分間放置する。次に、TMG 及びSiH4 を更
に加えてｎ型GaN 緩衝層２４を0.5 〜1 μｍの厚さに形
成した。
【００６４】次に、TMA を加え、n 型GaAlN 層２５を成
長させた。次に、ｎ型GaAlN層２５の上に、前記のSi基
板を用いたレーザダイオードと同一構造に、同一ガスを
用いて、同一成長条件で、それぞれ、GaN 層２６を 0.5
μｍ、MgドープGaAlN 層２７（ｐ層）を 0.5μｍの厚さ
に形成した。次に、MgドープGaAlN 層２７上にSiO2層２
９を堆積した後、縦１mm、横50μｍの短冊状に窓２９Ａ
を開け、真空チャンバに移して、MgドープGaAlN 層２７
（ｐ層）に電子線を照射した。電子線の照射条件は前実
施例と同様である。
長させた。次に、ｎ型GaAlN層２５の上に、前記のSi基
板を用いたレーザダイオードと同一構造に、同一ガスを
用いて、同一成長条件で、それぞれ、GaN 層２６を 0.5
μｍ、MgドープGaAlN 層２７（ｐ層）を 0.5μｍの厚さ
に形成した。次に、MgドープGaAlN 層２７上にSiO2層２
９を堆積した後、縦１mm、横50μｍの短冊状に窓２９Ａ
を開け、真空チャンバに移して、MgドープGaAlN 層２７
（ｐ層）に電子線を照射した。電子線の照射条件は前実
施例と同様である。
【００６５】その後、SiO2層２９側からMgドープGaAlN
層２７（ｐ層）に対する電極２８Ａを形成し、他方、基
板２３の裏面にｎ型GaAlN 層２５（ｎ層）に対する電極
２８Ｂを形成した。
層２７（ｐ層）に対する電極２８Ａを形成し、他方、基
板２３の裏面にｎ型GaAlN 層２５（ｎ層）に対する電極
２８Ｂを形成した。
【００６６】上記のいづれの構造のレーザダイオード
も、室温においてレーザ発振した。
も、室温においてレーザ発振した。
【００６７】尚、本明細書において、上記の記載の他
に、以下の発明も認識されている。 （１）ｎ型伝導性を示す窒化ガリウム系化合物半導体
（(AlxGa1-x)yIn1-yN:0≦x≦1,0≦y≦1)から成るｎ層
と、ｐ型伝導性を示す窒化ガリウム系化合物半導体（(A
lx'Ga1-x')y'In1-y'N:0≦x'≦1,0≦y'≦1)(x=x'またはx
≠x',y=y'またはy≠y'）から成るｐ層とが接合された少
なくとも１つのｐｎ接合を設けた。 （２）ｎ層及びｐ層を、禁制帯幅が同一な窒化ガリウム
系化合物半導体で構成したことを特徴。 （３）ｐｎ接合を、禁制帯幅の比較的大きい窒化ガリウ
ム系化合物半導体から成る層と、禁制帯幅の比較的小さ
い窒化ガリウム系化合物半導体から成る層との接合によ
り構成した特徴。 （４）禁制帯幅の比較的小さい層を、相互に禁制帯幅及
び混晶組成が同一又は異なり、その層に対して禁制帯幅
の比較的大きい層で挟んだ構造を有する特徴。 （５）禁制帯幅の異なる層を２つ以上積層した構造であ
る特徴。 （６）アクセプタ不純物をドープした窒化ガリウム系化
合物半導体から成る層に電子線を照射してｐ型化させた
層を有する特徴。 （７）ｐ型化された窒化ガリウム系化合物半導体から成
る層とその層に対する電極用金属との接触部分の形状を
短冊状とした特徴。 （８）基板に、サファイア、Si、6H-SiC又はGaN を用い
る特徴。
に、以下の発明も認識されている。 （１）ｎ型伝導性を示す窒化ガリウム系化合物半導体
（(AlxGa1-x)yIn1-yN:0≦x≦1,0≦y≦1)から成るｎ層
と、ｐ型伝導性を示す窒化ガリウム系化合物半導体（(A
lx'Ga1-x')y'In1-y'N:0≦x'≦1,0≦y'≦1)(x=x'またはx
≠x',y=y'またはy≠y'）から成るｐ層とが接合された少
なくとも１つのｐｎ接合を設けた。 （２）ｎ層及びｐ層を、禁制帯幅が同一な窒化ガリウム
系化合物半導体で構成したことを特徴。 （３）ｐｎ接合を、禁制帯幅の比較的大きい窒化ガリウ
ム系化合物半導体から成る層と、禁制帯幅の比較的小さ
い窒化ガリウム系化合物半導体から成る層との接合によ
り構成した特徴。 （４）禁制帯幅の比較的小さい層を、相互に禁制帯幅及
び混晶組成が同一又は異なり、その層に対して禁制帯幅
の比較的大きい層で挟んだ構造を有する特徴。 （５）禁制帯幅の異なる層を２つ以上積層した構造であ
る特徴。 （６）アクセプタ不純物をドープした窒化ガリウム系化
合物半導体から成る層に電子線を照射してｐ型化させた
層を有する特徴。 （７）ｐ型化された窒化ガリウム系化合物半導体から成
る層とその層に対する電極用金属との接触部分の形状を
短冊状とした特徴。 （８）基板に、サファイア、Si、6H-SiC又はGaN を用い
る特徴。
【図１】サファイア基板上に作製した本発明の具体的な
一実施例に係る（(AlxGa1-x)yIn1-yN:0≦x≦1,0≦y≦1)
系半導体レーザダイオードの構成を示した断面図。
一実施例に係る（(AlxGa1-x)yIn1-yN:0≦x≦1,0≦y≦1)
系半導体レーザダイオードの構成を示した断面図。
【図２】Si基板上に作製した本発明の具体的な一実施例
に係る（(AlxGa1-x)yIn1-yN:0≦x≦1,0≦y≦1)系半導体
レーザダイオードの構成を示した断面図。
に係る（(AlxGa1-x)yIn1-yN:0≦x≦1,0≦y≦1)系半導体
レーザダイオードの構成を示した断面図。
【図３】6H-SiC基板上に作製した本発明の具体的な一実
施例に係る（(AlxGa1-x)yIn1-yN:0≦x≦1,0≦y≦1)系半
導体レーザダイオードの構成を示した断面図。
施例に係る（(AlxGa1-x)yIn1-yN:0≦x≦1,0≦y≦1)系半
導体レーザダイオードの構成を示した断面図。
【図４】GaN 基板上に作製した本発明の具体的な一実施
例に係る（(AlxGa1-x)yIn1-yN:0≦x≦1,0≦y≦1)系半導
体レーザダイオードの構成を示した断面図。
例に係る（(AlxGa1-x)yIn1-yN:0≦x≦1,0≦y≦1)系半導
体レーザダイオードの構成を示した断面図。
１−サファイアの(0001)面基板 ２，９，１７−AlN 緩衝層 ３，１１，１８，２５−ｎ型AlGaN 層（ｎ層） ４，１２，１９，２６−GaN 層 ５，１３，２０，２７−MgドープAlGaN 層（ｐ層） ７，１５，２２，２９─SiO2 層 ６Ａ，１４Ａ，２１Ａ，２８Ａ─電極（MgドープAlGaN
層（ｐ層）に対する） ６Ｂ，１４Ｂ，２１Ｂ，２８Ｂ─電極（ｎ型AlGaN 層
（ｎ層）に対する）
層（ｐ層）に対する） ６Ｂ，１４Ｂ，２１Ｂ，２８Ｂ─電極（ｎ型AlGaN 層
（ｎ層）に対する）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 591014950 天野 浩 愛知県名古屋市名東区山の手２丁目104 宝マンション山の手508号 (72)発明者 岡崎 伸夫 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 真部 勝英 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 赤崎 勇 愛知県名古屋市西区浄心１丁目１番38− 805 (72)発明者 天野 浩 愛知県名古屋市名東区神丘町二丁目21 虹 ケ丘東団地25号棟505号室
Claims (19)
- 【請求項１】 シリコン（Si）基板と、 前記シリコン（Si）基板の上方に形成されたｎ型伝導性
を示す窒化ガリウム系化合物半導体（(Alx1Ga1-x1)y1In
1-y1N:0≦x1≦1,0≦y1≦1 ）から成るｎ層と、 ｐ型伝導性を示す窒化ガリウム系化合物半導（(Alx2Ga
1-x2)y2In1-y2N:0≦x2≦1,0≦y2≦1 ）から成るｐ層
と、 前記ｎ層と前記ｐ層との間に存在し、前記ｎ層及び前記
ｐ層よりも、禁制帯幅の狭い窒化ガリウム系化合物半導
（(Alx3Ga1-x3)y3In1-y3N:0≦x3≦1,0≦y3≦1,但しx3=y
3=1 は含まない）から成る発光層とから成る窒化ガリウ
ム系化合物半導体発光素子。 - 【請求項２】 前記シリコン（Si）基板上には、緩衝層
が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の窒
化ガリウム系化合物半導体発光素子。 - 【請求項３】 前記緩衝層は少なくとも3C-SiC薄膜の一
層、又は、少なくもと3C-SiC薄膜及びAlN 薄膜の二層を
含む層であることを特徴とする請求項２に記載の窒化ガ
リウム系化合物半導体発光素子。 - 【請求項４】 前記緩衝層はｎ伝導型であることを特徴
とする請求項３に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発
光素子。 - 【請求項５】 シリコン（Si）基板はｎ型単結晶である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項
に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。 - 【請求項６】 前記発光層は、比較的禁制帯幅の大きい
薄膜結晶と比較的禁制帯幅の小さい薄膜結晶を複数接合
した層から成ることを特徴とする請求項１乃至請求項５
のいずれか１項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発
光素子。 - 【請求項７】 前記シリコン（Si）基板の裏面に前記ｎ
層に対する負電極が形成されていることを特徴とする請
求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の窒化ガリウ
ム系化合物半導体発光素子。 - 【請求項８】 前記発光層は、ｎ伝導型であることを特
徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の
窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。 - 【請求項９】 正電極と負電極のうち少なくとも一方に
おいて、その電極が接合する領域は、高キャリア濃度に
形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項８
のいずれか１項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発
光素子。 - 【請求項１０】 正電極と負電極のうち少なくとも一方
に接触し、高キャリア濃度の実現が容易な結晶からなる
層が、さらに設けられていることを特徴とする請求項１
乃至請求項９のいずれか１項に記載の窒化ガリウム系化
合物半導体発光素子。 - 【請求項１１】 前記シリコン（Si）基板における結晶
成長させる主面は、（１１１）面であることを特徴とす
る請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の窒化
ガリウム系化合物半導体発光素子。 - 【請求項１２】 前記シリコン（Si）基板は、低抵抗で
あることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれ
か１項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。 - 【請求項１３】 前記ｎ層は、GaAlN から成ることを特
徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載
の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。 - 【請求項１４】 前記ｐ層は、GaAlN から成ることを特
徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載
の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。 - 【請求項１５】 前記ｎ層は、シリコン(Si)、酸素(O)
、硫黄(S) 、セレン(Se)、テルル(Te)のうち少なくと
も１つのドナー不純物元素が添加されていることを特徴
とする請求項１乃至請求項１４のいずれか１項に記載の
窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。 - 【請求項１６】 前記ｐ層は、ベリウム(Be)、マグネシ
ウム(Mg)、亜鉛(Zn)、カドミウム(Cd)、炭素(C) のうち
少なくとも１つのアクセプタ不純物元素が添加されてい
ることを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれか
１項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。 - 【請求項１７】 前記ｐ層のキャリア濃度は、アクセプ
タ不純物元素の濃度及び電子線照射条件により制御され
ていることを特徴とする請求項１乃至請求項１６のいず
れか１項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素
子。 - 【請求項１８】 前記窒化ガリウム系化合物半導体発光
素子はレーザダイオードであることを特徴とする請求項
１乃至請求項１７のいずれか１項に記載の窒化ガリウム
系化合物半導体発光素子。 - 【請求項１９】 前記ｐ層とその正電極とが接合する部
分は、短冊状であることを特徴とする請求項１８に記載
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 |
|---|---|---|---|
| JP2000389510A JP2001177190A (ja) | 2000-12-21 | 2000-12-21 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP2000389510A JP2001177190A (ja) | 2000-12-21 | 2000-12-21 | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP41484390A Division JP3160914B2 (ja) | 1990-12-26 | 1990-12-26 | 窒化ガリウム系化合物半導体レーザダイオード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001177190A true JP2001177190A (ja) | 2001-06-29 |
Family
ID=18856040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000389510A Pending JP2001177190A (ja) | 2000-12-21 | 2000-12-21 | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001177190A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3299739B2 (ja) | 2000-07-13 | 2002-07-08 | 士郎 酒井 | 発光素子 |
| JP2007095858A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 化合物半導体デバイス用基板およびそれを用いた化合物半導体デバイス |
| US7329909B2 (en) | 2005-02-02 | 2008-02-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Nitride semiconductor device |
| US7368757B2 (en) | 2004-12-24 | 2008-05-06 | Covalent Materials Corporation | Compound semiconductor and compound semiconductor device using the same |
-
2000
- 2000-12-21 JP JP2000389510A patent/JP2001177190A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US7368757B2 (en) | 2004-12-24 | 2008-05-06 | Covalent Materials Corporation | Compound semiconductor and compound semiconductor device using the same |
| US7329909B2 (en) | 2005-02-02 | 2008-02-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Nitride semiconductor device |
| JP2007095858A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 化合物半導体デバイス用基板およびそれを用いた化合物半導体デバイス |
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