JP2007165611A - 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子及びその製造方法 - Google Patents
窒化ガリウム系化合物半導体発光素子及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007165611A JP2007165611A JP2005360288A JP2005360288A JP2007165611A JP 2007165611 A JP2007165611 A JP 2007165611A JP 2005360288 A JP2005360288 A JP 2005360288A JP 2005360288 A JP2005360288 A JP 2005360288A JP 2007165611 A JP2007165611 A JP 2007165611A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gallium nitride
- compound semiconductor
- oxide film
- conductive oxide
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 199
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 185
- -1 Gallium-nitride compound Chemical class 0.000 title claims abstract description 56
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 23
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims abstract description 82
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 80
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 74
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 33
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 31
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 12
- 238000005224 laser annealing Methods 0.000 claims description 9
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 7
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910005793 GeO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 17
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 15
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 8
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 7
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 4
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 4
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 3
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N n-(2,4-dichloro-5-propan-2-yloxyphenyl)acetamide Chemical compound CC(C)OC1=CC(NC(C)=O)=C(Cl)C=C1Cl QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- RGGPNXQUMRMPRA-UHFFFAOYSA-N triethylgallium Chemical compound CC[Ga](CC)CC RGGPNXQUMRMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OTRPZROOJRIMKW-UHFFFAOYSA-N triethylindigane Chemical compound CC[In](CC)CC OTRPZROOJRIMKW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N trimethylgallium Chemical compound C[Ga](C)C XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IBEFSUTVZWZJEL-UHFFFAOYSA-N trimethylindium Chemical compound C[In](C)C IBEFSUTVZWZJEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DEXFNLNNUZKHNO-UHFFFAOYSA-N 6-[3-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperidin-1-yl]-3-oxopropyl]-3H-1,3-benzoxazol-2-one Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C1CCN(CC1)C(CCC1=CC2=C(NC(O2)=O)C=C1)=O DEXFNLNNUZKHNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OMKCMEGHMLKVPM-UHFFFAOYSA-N CC=CC=C[Mg] Chemical compound CC=CC=C[Mg] OMKCMEGHMLKVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000298 Cellophane Polymers 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010093 LiAlO Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910020068 MgAl Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 description 1
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- PZPGRFITIJYNEJ-UHFFFAOYSA-N disilane Chemical compound [SiH3][SiH3] PZPGRFITIJYNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 229910000078 germane Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002248 hydride vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 1
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013169 thromboelastometry Methods 0.000 description 1
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 1
- VOITXYVAKOUIBA-UHFFFAOYSA-N triethylaluminium Chemical compound CC[Al](CC)CC VOITXYVAKOUIBA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Led Devices (AREA)
Abstract
【解決手段】窒化ガリウム系化合物半導体素子のp型半導体層上にドーパントを含む透光性導電酸化膜が積層されてなる窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、前記p型半導体層と前記透光性導電酸化膜との界面のドーパント濃度が、前記透光性導電酸化膜のバルクのドーパント濃度よりも高濃度とされている構成とし、前記p型半導体層と透光性導電酸化膜との接触抵抗を小さくしている。
【選択図】図1
Description
上述のコンタクト金属層の材料には、p型半導体層との接触抵抗を小さくするために、PtやRh等、仕事関数の大きい金属が用いられている。
即ち、本発明は以下に関する。
(2)前記透光性導電酸化膜のドーパント濃度が、該透光性導電酸化膜と前記p型半導体層との界面の位置で最大となっていることを特徴とする上記(1)項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
(3)前記窒化ガリウム系化合物半導体素子のp型半導体層と前記透光性導電酸化膜との間に、該透光性導電酸化膜よりもドーパント濃度が高い領域である高ドーパント濃度領域が設けられていることを特徴とする上記(1)または(2)項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
(4)前記高ドーパント濃度領域が、ドーパント単体、ドーパントの酸化物、および前記透光性導電酸化膜のドーパント濃度よりも高濃度のドーパントを含む透光性導電材料の内、いずれかが成膜されてなることを特徴とする上記(3)項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
(5)前記高ドーパント濃度領域が、Sn、SnO2、および前記透光性導電酸化膜のSn濃度よりも高濃度のSnを含むITO(In2O3−SnO2)の内、いずれかが成膜されてなることを特徴とする上記(4)項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
(7)前記窒化ガリウム系化合物半導体素子のp型半導体層と前記透光性導電酸化膜との界面の、該透光性導電酸化膜のバルクよりもドーパント濃度が高い領域が、前記界面を中心にして0.1nm〜10nmの範囲に存在することを特徴とする上記(1)〜(5)項のいずれか一項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
(8)前記窒化ガリウム系化合物半導体素子のp型半導体層と前記透光性導電酸化膜との界面の、該透光性導電酸化膜のバルクよりもドーパント濃度が高い領域が、前記界面を中心にして0.1nm〜3nmの範囲に存在することを特徴とする上記(1)〜(5)項のいずれか一項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
(10)前記透光性導電酸化膜が、少なくともITO(In2O3−SnO2)を含有していることを特徴とする上記(9)項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
(11)前記透光性導電酸化膜の厚さが35nm〜10000nm(10μm)の範囲内であることを特徴とする上記(1)〜(10)項のいずれか一項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
(12)前記透光性導電酸化膜の厚さが100nm〜1000nm(1μm)の範囲内であることを特徴する上記(1)〜(10)項のいずれか一項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
(14)窒化ガリウム系化合物半導体素子のp型半導体層上にドーパントを含む透光性導電酸化膜を積層する窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法において、前記p型半導体層上にドーパントを含む透光性導電酸化膜を積層した後、300℃〜600℃の温度で熱アニール処理を行うことを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法。
(15)窒化ガリウム系化合物半導体素子のp型半導体層上にドーパントを含む透光性導電酸化膜を積層する窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法において、前記p型半導体層上にドーパントを含む透光性導電酸化膜を積層した後、エキシマレーザーを用いてレーザーアニール処理を行うことを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法。
(17)窒化ガリウム系化合物半導体素子のp型半導体層上に、高ドーパント濃度を有する層及び透光性導電酸化膜をこの順で積層した後、300℃〜600℃の温度で熱アニール処理を行うことを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法。
(19)上記(13)〜(17)項のいずれか一項に記載の製造方法によって得られる窒化ガリウム系化合物半導体発光素子からなるランプ。
また、本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子によれば、ドーパント濃度が高い領域を、窒化ガリウム系化合物半導体素子のp型半導体層と透光性導電酸化膜との界面近傍のみとし、該界面近傍以外の領域では比抵抗が最も小さくなるようなドーパント濃度を有する透光性導電酸化膜を用いることにより、窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の正極の抵抗をより小さくすることができ、Vfを低下させることができるというものである。
また、透光性導電酸化膜の膜厚は、低比抵抗、高透過率を得ることができる35nm〜10000nm(10μm)の範囲であることが好ましい。さらに、生産コストの観点から、透光性導電酸化膜の膜厚は1000nm(1μm)以下であることが好ましい。
ドーパントの拡散は200℃〜900℃の温度での熱アニール処理によって生じるが、接触抵抗をさらに下げるためには、300℃〜600℃の温度での熱アニール処理を実施することが好ましい。
アニール処理時の雰囲気としては、どのようなガスを用いてもかまわないが、透過率を上げるためには酸素(O2)ガスを含んでいることが好ましく、また、透光性導電酸化膜の比抵抗を下げるためには窒素(N2)ガスや水素(H2)ガスを含んでいることが好ましい。
また、エキシマレーザーを用いたレーザーアニール処理によって透光性導電酸化膜内のドーパントを拡散させることも可能である。
このような、透光性導電酸化膜層とp型半導体層との間の接触抵抗を低減する機構については明らかではないが、透光性導電酸化膜の比抵抗が最も小さくなるドーパント濃度に対して、接触抵抗が最も小さくなるドーパント濃度が5〜10質量%程度高いためであると考えられる。
接触抵抗を低減するために、透光性導電酸化膜全体のドーパント濃度を増加させると、透光性導電酸化膜の比抵抗が高くなるため、結果としてVfが高くなる。しかしながら、本発明のように、界面近傍でのみ透光性導電酸化膜のドーパント濃度を増加させることにより、透光性導電酸化膜の比抵抗を低く保ったままで、透光性導電酸化膜とp型半導体層との間の接触抵抗を下げることができる。
また、透光性導電酸化膜層のドーパント濃度は、透光性導電酸化膜層とp型半導体層との界面で最大濃度となっていることが好ましい。
上述のようなp型GaN層14表面の洗浄には、フッ酸(HF)や塩酸(HCl)等を用いれば良く、適宜採用することができる。
例えば、透光性導電酸化膜層としてSnO2濃度が10質量%であるITOを使用した場合、透光性導電酸化膜コンタクト層には、Sn(ドーパント単体)、SnO2(ドーパントの酸化物)、ITO(SnO2=15〜20質量%)等を用いることができる。また、透光性導電酸化膜コンタクト層には、透光性導電酸化膜層としてAZOを使用した場合は、Al,Al2O3,AZO(Al−rich)、IZOを使用した場合は、Zn、ZnO、IZO(Zn−rich)、GZOを使用した場合は、Ge,Ge2O5,GZO(Ge−rich)を用いることができる。このように、透光性導電酸化物膜のコンタクト層の材質には、透光性導電酸化膜層の材料に応じて適宜選択することができる。
また、透光性導電酸化膜コンタクト層は、透光性導電酸化膜に含まれる物質で構成されることにより相互拡散が起こりやすく、Sn等の金属であっても酸化されて透光性になることから、金属コンタクト層にみられるような光透過率の低減が生じることがない。
正極ボンディングパッド16の厚さは、100〜1000nmの範囲内であることが好ましい。また、ボンディングパッドの特性上、厚さが大きい方が、ボンダビリティーが高くなるため、正極ボンディングパッド16の厚さは300nm以上とすることがより好ましい。さらに、製造コストの観点から500nm以下とすることが好ましい。
このため、負極17を形成する際は、発光層13およびp型GaN層14の一部を除去してn型GaN層12を露出させる。そして、本発明では、残存したp型GaN層14上に透光性の正極15を形成し、露出させたn型GaN層12上に負極17を形成する。
負極17の材料としては、各種組成および構造の負極が周知であり、これら周知の負極を何ら制限無く用いることができる。
図3に、本実施例の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子に用いるために作製した、エピタキシャル構造体の断面模式図を示す。また、図1及び図2に、本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の断面模式図、及び平面模式図を示し、以下、適宜参照しながら説明する。
窒化ガリウム系化合物半導体発光素子20の積層構造体は、サファイアのc面((0001)結晶面)からなる基板21上に、AlNからなるバッファ層(図示せず)を介して、順次、アンドープGaN下地層(層厚=2μm)22、Siドープn型GaNコンタクト層(層厚=2μm、キャリア濃度=1×1019cm−3)23、Siドープn型Al0.07Ga0.93Nクラッド層(層厚=12.5nm、キャリア濃度=1×1018cm−3)24、6層のSiドープGaN障壁層(層厚=14.0nm、キャリア濃度=1×1018cm−3)と5層のアンドープIn0.20Ga0.80Nの井戸層(層厚=2.5nm)とからなる多重量子構造の発光層25、Mgドープp型Al0.07Ga0.93Nクラッド層(層厚10nm)26、及びMgドープp型GaNコンタクト層(層厚=100nm)27を積層して構成した。上記窒化ガリウム系化合物半導体発光素子20の積層構造体の各構成層22〜27は、一般的な減圧MOCVD手段で成長させた。
これらのチップを、プローブ針による通電により、電流印加値20mAにおける順方向電圧(駆動電圧:Vf)を測定したところ、3.3Vであった。また、一般的な積分球で測定された発光出力(Po)は10mWであり、発光面の発光分布は、正極15の全面で発光していることが確認できた。
断面TEMのEDX分析により、p型GaNコンタクト層27と透光性導電酸化膜層(正極)との界面を中心とする20nmの幅の領域におけるSn濃度を見積もり、図4に示した。このSn濃度は、界面付近に存在すると考えられる金属原子(In+Sn+Ga+Al)との比率(原子%)で定義した。透光性導電酸化膜内のSn濃度は、界面から2nm以上の領域では5〜10原子%であるのに対して、界面2nm未満の領域では15原子%程度のSn濃度を確認することができた。
ITOからなる透光性導電酸化膜層の成膜前に、約2nmの透光性導電酸化膜コンタクト層を成膜し、実験例1と同様に窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を作製した。
実験例1と同様にITOからなる透光性導電酸化膜を成膜した後、KrF248nmのエキシマレーザーを用いてレーザーアニール処理を行なった。レーザーアニールは、1ショットの照射面積を3×3mmとし、1ショットのエネルギーは10mJ、周波数200Hzの条件で実施した。
ITOからなる透光性導電酸化膜を真空蒸着法にて成膜し、実験例1と同様の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を作製した。
透光性導電酸化膜層としてAl2O3濃度が10質量%であるAZOをスパッタ法にて成膜し、実験例1と同様の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を作製した。
ITO、AZOの密着性を評価するため、実験例1および実験例8と同様の条件でサファイア基板上にITO膜とAZO膜を成膜して熱処理を施した後、膜剥離試験を実施した。剥離試験は、JISに規定された方法(JIS H8062−1992)に、ヒートショック試験を組み合わせた加速試験を採用した。
まず、ITO膜およびAZO膜に、カッターナイフを用いて直線状の引っかき傷を1mm間隔の基盤目状で形成した。この引っかき傷の深さは、サファイア基板表面に到達する深さとした。次に、これらのサンプルを400℃のオーブン内で30分間加熱した後、温度20℃の水中で急冷し、乾燥させた。このような加熱、冷却処理を5回繰り返した。
そして、引っかき傷を形成した膜表面部分に粘着テープ(ニチバン製:セロハンテープ、幅12mm)を貼り付け、これを隙間なく密着させた後、テープを膜表面から引き剥がした。この際、引っかき傷によって区画された1mm四方の膜表面区画100個の内、引き剥がされずに残った区画を計数した。即ち、残った区画が100個であれば、膜剥がれがないものと判断できる。
アニール温度を表1に示す温度とした点を除き、実験例1と同様に窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を作製した。
透光性導電膜を表1に示す厚さとした点を除き、実験例1と同様に窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を作製した。
600℃の温度での熱アニール処理を行なわなかった点を除き、実験例1と同様に窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を作製した。
透光性導電酸化膜成膜前の洗浄を実施しなかった点を除き、実験例1と同様に窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を作製した。
透光性導電酸化膜コンタクト層にPtターゲットを使用して、約0.5nmの層厚のPtを成膜し、実験例1と同様に窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を作製した。
600℃の温度での熱アニール処理を行なわかった点を除き、実験例8と同様にAZO透光性導電酸化膜層を用いた窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を作製した。
アニール温度を表1に示す温度とした点を除き、実験例1と同様に窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を作製した。
透光性導電膜を表1に示す厚さとした点を除き、実験例1と同様に窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を作製した。
また、熱アニール温度を800℃(実験例9)とした場合や、250℃(実験例10)とした場合も、界面から2nm以内の位置におけるSn濃度が高くなっており、Vfに低減がみられる。
また、透光性導電酸化膜の厚さを900nm(実験例11)とした場合や、60nm(実験例12)とした場合も、界面から2nm以内の位置におけるSn濃度が高くなっており、Vfに低減がみられる。
また、Sn等のコンタクト層を成膜し、熱アニール処理を行ったチップでは、Sn濃度の高い領域がより界面の近い位置に存在しており、さらにVfは低減する(実験例3〜5)。
また、600℃の温度での熱アニール処理の代わりにレーザーアニールを実施したチップ(実験例6)や、ITO膜を真空蒸着法で成膜したチップ(実験例7)も、同様にSn濃度の高い領域が存在した。
Claims (19)
- 窒化ガリウム系化合物半導体素子のp型半導体層上にドーパントを含む透光性導電酸化膜が積層されてなる窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、
前記p型半導体層と前記透光性導電酸化膜との界面のドーパント濃度が、前記透光性導電酸化膜のバルクのドーパント濃度よりも高濃度とされていることを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。 - 前記透光性導電酸化膜のドーパント濃度が、該透光性導電酸化膜と前記p型半導体層との界面の位置で最大となっ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。
- 前記p型半導体層と前記透光性導電酸化膜との間に、該透光性導電酸化膜よりもドーパント濃度が高い領域である高ドーパント濃度領域が設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
- 前記高ドーパント濃度領域が、ドーパント単体、ドーパントの酸化物、および前記透光性導電酸化膜のドーパント濃度よりも高濃度のドーパントを含む透光性導電材料の内、いずれかが成膜されてな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。
- 前記高ドーパント濃度領域が、Sn、SnO2、および前記透光性導電酸化膜のSn濃度よりも高濃度のSnを含むITO(In2O3−SnO2)の内、いずれかが成膜されてなることを特徴とする請求項3または4に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
- 前記窒化ガリウム系化合物半導体素子のp型半導体層と前記透光性導電酸化膜との界面の、該透光性導電酸化膜のバルクよりもドーパント濃度が高い領域が、前記界面を中心にして0.1nm〜20nmの範囲に存在することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
- 前記窒化ガリウム系化合物半導体素子のp型半導体層と前記透光性導電酸化膜との界面の、該透光性導電酸化膜のバルクよりもドーパント濃度が高い領域が、前記界面を中心にして0.1nm〜10nmの範囲に存在することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
- 前記窒化ガリウム系化合物半導体素子のp型半導体層と前記透光性導電酸化膜との界面の、該透光性導電酸化膜のバルクよりもドーパント濃度が高い領域が、前記界面を中心にして0.1nm〜3nmの範囲に存在することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
- 前記透光性導電酸化膜が、ITO(In2O3−SnO2)、AZO(ZnO−Al2O3)、IZO(In2O3−ZnO)、GZO(ZnO−GeO2)からなる群から選ばれた少なくとも一種以上の材料からなることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
- 前記透光性導電酸化膜が、少なくともITO(In2O3−SnO2)を含有していることを特徴とする請求項9に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
- 前記透光性導電酸化膜の厚さが35nm〜10000nm(10μm)の範囲内であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
- 前記透光性導電酸化膜の厚さが100nm〜1000nm(1μm)の範囲内であることを特徴する請求項1〜10のいずれか一項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
- 窒化ガリウム系化合物半導体素子のp型半導体層上にドーパントを含む透光性導電酸化膜を積層する窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法において、
前記p型半導体層上にドーパントを含む透光性導電酸化膜を積層した後、200℃〜900℃の温度で熱アニール処理を行うことを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法。 - 窒化ガリウム系化合物半導体素子のp型半導体層上にドーパントを含む透光性導電酸化膜を積層する窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法において、
前記p型半導体層上にドーパントを含む透光性導電酸化膜を積層した後、300℃〜600℃の温度で熱アニール処理を行うことを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法。 - 窒化ガリウム系化合物半導体素子のp型半導体層上にドーパントを含む透光性導電酸化膜を積層する窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法において、
前記p型半導体層上にドーパントを含む透光性導電酸化膜を積層した後、エキシマレーザーを用いてレーザーアニール処理を行うことを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法。 - 窒化ガリウム系化合物半導体素子のp型半導体層上に、高ドーパント濃度を有する層及び透光性導電酸化膜をこの順で積層した後、200℃〜900℃の温度で熱アニール処理を行うことを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法。
- 窒化ガリウム系化合物半導体素子のp型半導体層上に、高ドーパント濃度を有する層及び透光性導電酸化膜をこの順で積層した後、300℃〜600℃の温度で熱アニール処理を行うことを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法。
- 請求項1〜12のいずれか一項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子からなるランプ。
- 請求項13〜17のいずれか一項に記載の製造方法によって得られる窒化ガリウム系化合物半導体発光素子からなるランプ。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005360288A JP2007165611A (ja) | 2005-12-14 | 2005-12-14 | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子及びその製造方法 |
| EP06834611.3A EP1965442B1 (en) | 2005-12-14 | 2006-12-13 | Method for manufacturing gallium nitride compound semiconductor light-emitting device |
| US12/097,054 US7893449B2 (en) | 2005-12-14 | 2006-12-13 | Gallium nitride based compound semiconductor light-emitting device having high emission efficiency and method of manufacturing the same |
| KR1020087014721A KR20080070750A (ko) | 2005-12-14 | 2006-12-13 | 질화갈륨계 화합물 반도체 발광 소자 및 그 제조 방법, 및 질화갈륨계 화합물 반도체 발광 소자로 이루어진 램프 |
| TW095146671A TWI325642B (en) | 2005-12-14 | 2006-12-13 | Gallium nitride type compound semiconductor light-emitting device and process for producing the same |
| CN2006800467686A CN101331616B (zh) | 2005-12-14 | 2006-12-13 | 氮化镓类化合物半导体发光元件的制造方法及灯 |
| PCT/JP2006/324856 WO2007069651A1 (ja) | 2005-12-14 | 2006-12-13 | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子及びその製造方法 |
| US13/005,070 US20110104837A1 (en) | 2005-12-14 | 2011-01-12 | Gallium nitride based compound semiconductor light-emitting device having high emission efficiency and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005360288A JP2007165611A (ja) | 2005-12-14 | 2005-12-14 | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007165611A true JP2007165611A (ja) | 2007-06-28 |
Family
ID=38248171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005360288A Pending JP2007165611A (ja) | 2005-12-14 | 2005-12-14 | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子及びその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2007165611A (ja) |
| CN (1) | CN101331616B (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009239173A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Stanley Electric Co Ltd | 光半導体素子の製造方法 |
| JP2009246275A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Showa Denko Kk | Iii族窒化物半導体発光素子及びランプ |
| JP2010003804A (ja) * | 2008-06-19 | 2010-01-07 | Sharp Corp | 窒化物半導体発光ダイオード素子およびその製造方法 |
| JP2011151086A (ja) * | 2010-01-19 | 2011-08-04 | Nichia Corp | 窒化物半導体素子および窒化物半導体素子のパッド電極の製造方法 |
| JP2012084667A (ja) * | 2010-10-08 | 2012-04-26 | Showa Denko Kk | 化合物半導体発光素子及びその製造方法、ランプ、電子機器並びに機械装置 |
| JP2014183090A (ja) * | 2013-03-18 | 2014-09-29 | Oki Electric Ind Co Ltd | 透明電極構造、窒化物半導体発光ダイオード、及び透明電極成膜方法 |
| CN105609609A (zh) * | 2016-01-22 | 2016-05-25 | 华灿光电(苏州)有限公司 | 一种倒装结构的发光二极管芯片及其制备方法 |
| JP2022526676A (ja) * | 2019-04-12 | 2022-05-25 | ラキシウム インコーポレイテッド | 同一基板上への異なる発光構造体の一体的な構成 |
| WO2023190182A1 (ja) * | 2022-03-30 | 2023-10-05 | 株式会社カネカ | ペロブスカイト薄膜系太陽電池の製造方法およびペロブスカイト薄膜系太陽電池 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104157752B (zh) * | 2014-08-27 | 2017-09-29 | 圆融光电科技有限公司 | N型层粗化的led生长方法 |
| CN104157751B (zh) * | 2014-08-27 | 2017-01-18 | 圆融光电科技有限公司 | P型层粗化的发光二极管led生长方法 |
| TWI583019B (zh) * | 2015-02-17 | 2017-05-11 | 新世紀光電股份有限公司 | Light emitting diode and manufacturing method thereof |
| CN106486572B (zh) | 2015-09-02 | 2020-04-28 | 新世纪光电股份有限公司 | 发光二极管芯片 |
| CN107706277B (zh) * | 2017-09-18 | 2020-01-14 | 厦门三安光电有限公司 | 一种透明导电层的制作方法及其发光二极管 |
| JP7238847B2 (ja) * | 2020-04-16 | 2023-03-14 | トヨタ自動車株式会社 | 半導体素子の製造方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005244128A (ja) * | 2004-02-27 | 2005-09-08 | Nichia Chem Ind Ltd | 半導体発光素子 |
| JP2005244129A (ja) * | 2004-02-27 | 2005-09-08 | Nichia Chem Ind Ltd | 半導体発光素子 |
| JP2005259970A (ja) * | 2004-03-11 | 2005-09-22 | Nichia Chem Ind Ltd | 半導体発光素子 |
| JP2005317931A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-11-10 | Nichia Chem Ind Ltd | 半導体発光素子 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004200303A (ja) * | 2002-12-17 | 2004-07-15 | Sharp Corp | 発光ダイオード |
-
2005
- 2005-12-14 JP JP2005360288A patent/JP2007165611A/ja active Pending
-
2006
- 2006-12-13 CN CN2006800467686A patent/CN101331616B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005244128A (ja) * | 2004-02-27 | 2005-09-08 | Nichia Chem Ind Ltd | 半導体発光素子 |
| JP2005244129A (ja) * | 2004-02-27 | 2005-09-08 | Nichia Chem Ind Ltd | 半導体発光素子 |
| JP2005259970A (ja) * | 2004-03-11 | 2005-09-22 | Nichia Chem Ind Ltd | 半導体発光素子 |
| JP2005317931A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-11-10 | Nichia Chem Ind Ltd | 半導体発光素子 |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009239173A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Stanley Electric Co Ltd | 光半導体素子の製造方法 |
| JP2009246275A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Showa Denko Kk | Iii族窒化物半導体発光素子及びランプ |
| JP2010003804A (ja) * | 2008-06-19 | 2010-01-07 | Sharp Corp | 窒化物半導体発光ダイオード素子およびその製造方法 |
| JP2011151086A (ja) * | 2010-01-19 | 2011-08-04 | Nichia Corp | 窒化物半導体素子および窒化物半導体素子のパッド電極の製造方法 |
| JP2012084667A (ja) * | 2010-10-08 | 2012-04-26 | Showa Denko Kk | 化合物半導体発光素子及びその製造方法、ランプ、電子機器並びに機械装置 |
| JP2014183090A (ja) * | 2013-03-18 | 2014-09-29 | Oki Electric Ind Co Ltd | 透明電極構造、窒化物半導体発光ダイオード、及び透明電極成膜方法 |
| CN105609609A (zh) * | 2016-01-22 | 2016-05-25 | 华灿光电(苏州)有限公司 | 一种倒装结构的发光二极管芯片及其制备方法 |
| JP2022526676A (ja) * | 2019-04-12 | 2022-05-25 | ラキシウム インコーポレイテッド | 同一基板上への異なる発光構造体の一体的な構成 |
| JP7534324B2 (ja) | 2019-04-12 | 2024-08-14 | グーグル エルエルシー | 同一基板上への異なる発光構造体の一体的な構成 |
| US12191418B2 (en) | 2019-04-12 | 2025-01-07 | Google Llc | Monolithic integration of different light emitting structures on a same substrate |
| WO2023190182A1 (ja) * | 2022-03-30 | 2023-10-05 | 株式会社カネカ | ペロブスカイト薄膜系太陽電池の製造方法およびペロブスカイト薄膜系太陽電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101331616A (zh) | 2008-12-24 |
| CN101331616B (zh) | 2012-05-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8207003B2 (en) | Method of manufacturing gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting device, gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting device, and lamp | |
| JP5232970B2 (ja) | 半導体発光素子の製造方法及び半導体発光素子とそれを備えたランプ | |
| JP4137936B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 | |
| US7947995B2 (en) | Gallium nitride-based compound semiconductor light emitting device | |
| TWI359509B (en) | Semiconductor light emitting element, process for | |
| US20110104837A1 (en) | Gallium nitride based compound semiconductor light-emitting device having high emission efficiency and method of manufacturing the same | |
| KR101025500B1 (ko) | 질화 갈륨계 화합물 반도체 발광 소자 및 그 제조 방법 | |
| JP5201566B2 (ja) | 化合物半導体発光素子及びその製造方法 | |
| JP2009260237A (ja) | 化合物半導体発光素子及びその製造方法、化合物半導体発光素子用導電型透光性電極、ランプ、電子機器並びに機械装置 | |
| WO2007108531A1 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法、窒化ガリウム系化合物半導体発光素子及びそれを用いたランプ | |
| JP2007165611A (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子及びその製造方法 | |
| JP2007165612A (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子及びその製造方法 | |
| JP4841206B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 | |
| JP2007081089A (ja) | 窒化物系半導体発光素子 | |
| JP4252622B1 (ja) | 半導体発光素子の製造方法 | |
| JP2006245555A (ja) | 透光性電極 | |
| JP2006013474A (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 | |
| JP2005340797A (ja) | 透光性正極 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080924 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111129 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120118 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20120731 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121024 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20121031 |
|
| A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20121214 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20130206 |