JP2817577B2 - ＧａＰ純緑色発光素子基板 - Google Patents
ＧａＰ純緑色発光素子基板Info
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/26—Materials of the light emitting region
- H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
- H01L33/305—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table characterised by the doping materials
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＧａＰ純緑色発光素子基
板に関し、さらに詳しくは純緑色発光する高輝度ＧａＰ
発光素子を製造する際に用いる基板で複数のＧａＰ層が
積層されたＧａＰ純緑色発光素子基板に関する。
板に関し、さらに詳しくは純緑色発光する高輝度ＧａＰ
発光素子を製造する際に用いる基板で複数のＧａＰ層が
積層されたＧａＰ純緑色発光素子基板に関する。
【０００２】
【発明の背景技術】発光ダイオード等の発光素子は、通
常、半導体基板上に更に複数の半導体層を積層してｐｎ
接合を有する多層半導体基板を作製し、これを素子化す
ることにより得られる。このうち、緑色発光する発光ダ
イオードは、ｎ型ＧａＰ単結晶基板上に、ｎ型及びｐ型
ＧａＰ層を各々一層以上順次形成することにより作製し
た発光素子基板を用いて得ることができる。
常、半導体基板上に更に複数の半導体層を積層してｐｎ
接合を有する多層半導体基板を作製し、これを素子化す
ることにより得られる。このうち、緑色発光する発光ダ
イオードは、ｎ型ＧａＰ単結晶基板上に、ｎ型及びｐ型
ＧａＰ層を各々一層以上順次形成することにより作製し
た発光素子基板を用いて得ることができる。
【０００３】ところで、ＧａＰは間接遷移型半導体であ
り、ｐｎ接合を形成してもそのままでは輝度が極めて低
いため、通常は発光中心となるＮ（窒素）をｐｎ接合近
傍のｎ型ＧａＰ層に添加して輝度を高めている。しか
し、窒素が添加されたｎ型ＧａＰ層を有するＧａＰ系発
光素子基板から作製した発光ダイオードは、ピーク波長
が５６７ｎｍ前後の黄緑色の発光となり、５５５ｎｍ前
後の純緑色の発光が得られない。
り、ｐｎ接合を形成してもそのままでは輝度が極めて低
いため、通常は発光中心となるＮ（窒素）をｐｎ接合近
傍のｎ型ＧａＰ層に添加して輝度を高めている。しか
し、窒素が添加されたｎ型ＧａＰ層を有するＧａＰ系発
光素子基板から作製した発光ダイオードは、ピーク波長
が５６７ｎｍ前後の黄緑色の発光となり、５５５ｎｍ前
後の純緑色の発光が得られない。
【０００４】そこで、従来、窒素無添加で高輝度の純緑
色発光を得るために、ｐｎ接合部付近のｎ型ＧａＰ層又
はｐ型ＧａＰ層のキャリア濃度を低くした構造が提案さ
れている。
色発光を得るために、ｐｎ接合部付近のｎ型ＧａＰ層又
はｐ型ＧａＰ層のキャリア濃度を低くした構造が提案さ
れている。
【０００５】図５は、不純物濃度が比較的高いｎ型層の
上にキャリア濃度（正味ドナー濃度）の低いｎ型ＧａＰ
層を設けた構造を有するＧａＰ発光ダイオードの断面構
造（電極は図示せず）を示すもので、例えば特開昭５９
−２１４２７６号公報に開示されている。このＧａＰ発
光ダイオードは、図５（Ａ）に示すように、ｎ型ＧａＰ
単結晶基板５０上にｎ型ＧａＰ層５１、低キャリア濃度
ｎ型ＧａＰ層５２、及びｐ型ＧａＰ層５３が順次形成さ
れ、低キャリア濃度ｎ型ＧａＰ層５２が発光層となる。
上にキャリア濃度（正味ドナー濃度）の低いｎ型ＧａＰ
層を設けた構造を有するＧａＰ発光ダイオードの断面構
造（電極は図示せず）を示すもので、例えば特開昭５９
−２１４２７６号公報に開示されている。このＧａＰ発
光ダイオードは、図５（Ａ）に示すように、ｎ型ＧａＰ
単結晶基板５０上にｎ型ＧａＰ層５１、低キャリア濃度
ｎ型ＧａＰ層５２、及びｐ型ＧａＰ層５３が順次形成さ
れ、低キャリア濃度ｎ型ＧａＰ層５２が発光層となる。
【０００６】このＧａＰ発光ダイオードでは、図５
（Ｂ）に示すように、低キャリア濃度ｎ型ＧａＰ層５２
の正味ドナー濃度ＮDが５×１０15〜１×１０16個／ｃ
ｍ3とｐ型ＧａＰ層５３のそれに対して相対的に相当低
くしてあるので、ｐ型ＧａＰ層５３から低キャリア濃度
ｎ型ＧａＰ層５２への正孔の注入効率が改善され、発光
効率が向上するというものである。
（Ｂ）に示すように、低キャリア濃度ｎ型ＧａＰ層５２
の正味ドナー濃度ＮDが５×１０15〜１×１０16個／ｃ
ｍ3とｐ型ＧａＰ層５３のそれに対して相対的に相当低
くしてあるので、ｐ型ＧａＰ層５３から低キャリア濃度
ｎ型ＧａＰ層５２への正孔の注入効率が改善され、発光
効率が向上するというものである。
【０００７】また、図６は、特開昭５７−９３５８９号
公報に開示されている構造であり、ｐｎ接合の一方を形
成するｎ型ＧａＰ層のキャリア濃度（ｎ）より低いキャ
リア濃度（ｐ）のｐ型ＧａＰ層（ｐ型ＧａＰ層に浅いド
ナーとなる不純物を添加して正味アクセプター濃度を低
くした層）を設けた構造を有するＧａＰ発光ダイオード
の断面構造（電極は図示せず）を示す。このＧａＰ発光
ダイオードは、ｎ型ＧａＰ単結晶基板６０上にｎ型Ｇａ
Ｐ層６１、ｎ型ＧａＰ層６１よりキャリア濃度を低くし
た低キャリア濃度ｐ型ＧａＰ層６２及びｐ型ＧａＰ層６
３が形成され、低キャリア濃度ｐ型ＧａＰ層６２が発光
層となる。
公報に開示されている構造であり、ｐｎ接合の一方を形
成するｎ型ＧａＰ層のキャリア濃度（ｎ）より低いキャ
リア濃度（ｐ）のｐ型ＧａＰ層（ｐ型ＧａＰ層に浅いド
ナーとなる不純物を添加して正味アクセプター濃度を低
くした層）を設けた構造を有するＧａＰ発光ダイオード
の断面構造（電極は図示せず）を示す。このＧａＰ発光
ダイオードは、ｎ型ＧａＰ単結晶基板６０上にｎ型Ｇａ
Ｐ層６１、ｎ型ＧａＰ層６１よりキャリア濃度を低くし
た低キャリア濃度ｐ型ＧａＰ層６２及びｐ型ＧａＰ層６
３が形成され、低キャリア濃度ｐ型ＧａＰ層６２が発光
層となる。
【０００８】このＧａＰ発光ダイオードの低キャリア濃
度ｐ型ＧａＰ層６２（Ｚｎドープ）では、Ｓ（サルフ
ァ）等の浅いドナー（不純物）をその濃度ＮDが１×１
０16≦ＮD≦３×１０17個／ｃｍ3程度の範囲で添加して
キャリア濃度（ＮA（アクセプター濃度）−ＮD（ドナー
濃度））を低くしており、低キャリア濃度ｐ型ＧａＰ層
６２中の浅いドナーが発光中心となる。
度ｐ型ＧａＰ層６２（Ｚｎドープ）では、Ｓ（サルフ
ァ）等の浅いドナー（不純物）をその濃度ＮDが１×１
０16≦ＮD≦３×１０17個／ｃｍ3程度の範囲で添加して
キャリア濃度（ＮA（アクセプター濃度）−ＮD（ドナー
濃度））を低くしており、低キャリア濃度ｐ型ＧａＰ層
６２中の浅いドナーが発光中心となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来のＧａＰ発光ダイオードでも十分輝度の高い純緑色
光を得ることができず、さらに高輝度の純緑色発光が得
られるＧａＰ純緑色発光ダイオードの開発が望まれてい
た。
従来のＧａＰ発光ダイオードでも十分輝度の高い純緑色
光を得ることができず、さらに高輝度の純緑色発光が得
られるＧａＰ純緑色発光ダイオードの開発が望まれてい
た。
【００１０】そこで本発明は、純緑色発光する高輝度Ｇ
ａＰ発光ダイオードを製造することができるＧａＰ純緑
色発光素子基板を提供することを目的とする。
ａＰ発光ダイオードを製造することができるＧａＰ純緑
色発光素子基板を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、ｎ型ＧａＰ単
結晶基板上にｎ型ＧａＰ層とｐ型ＧａＰ層とが少なくと
も一層づつ形成されたＧａＰ純緑色発光素子基板におい
て、前記ｎ型ＧａＰ層とｐ型ＧａＰ層との間のｐｎ接合
部に、ドナー濃度ＮＤが１×１０１６個／ｃｍ３未満で
あり、且つドナー濃度ＮＤとアクセプター濃度ＮＡがほ
ぼ等しい中間ＧａＰ層を設けたことを特徴とするＧａＰ
純緑色発光素子基板を提供する。前記中間ＧａＰ層の厚
さは３〜５μｍの範囲であるのが好ましい。また、前記
ドナーとなる不純物は例えばＳ（サルファ）及び／又は
Ｓｉ（シリコン）であり、前記アクセプターとなる不純
物は例えばＣ（カーボン）であり、前記中間ＧａＰ層の
導電型はｐ型又はｎ型のどちらでもよい。
結晶基板上にｎ型ＧａＰ層とｐ型ＧａＰ層とが少なくと
も一層づつ形成されたＧａＰ純緑色発光素子基板におい
て、前記ｎ型ＧａＰ層とｐ型ＧａＰ層との間のｐｎ接合
部に、ドナー濃度ＮＤが１×１０１６個／ｃｍ３未満で
あり、且つドナー濃度ＮＤとアクセプター濃度ＮＡがほ
ぼ等しい中間ＧａＰ層を設けたことを特徴とするＧａＰ
純緑色発光素子基板を提供する。前記中間ＧａＰ層の厚
さは３〜５μｍの範囲であるのが好ましい。また、前記
ドナーとなる不純物は例えばＳ（サルファ）及び／又は
Ｓｉ（シリコン）であり、前記アクセプターとなる不純
物は例えばＣ（カーボン）であり、前記中間ＧａＰ層の
導電型はｐ型又はｎ型のどちらでもよい。
【００１２】また本発明は、ＧａＰ単結晶基板上にｎ型
ＧａＰ層とｐ型ＧａＰ層とを少なくとも一層づつ形成し
たＧａＰ純緑色発光素子基板のｎ型Ｇａじ層とｐ型Ｇａ
Ｐ層との間のｐｎ接合部に、カーボン製のスライドボー
トに収容されたＧａ溶液中で液相エピタキシャル成長法
により中間ＧａＰ層を形成する方法において、Ｇａ溶液
中に溶かし込んだｎ型ドーパントを減圧して揮発させた
後に該Ｇａ溶液を用いて液相エピタキシャル成長を行う
ことにより、前記ｎ型ＧａＰ層と前記ｐ型ＧａＰ層との
間のｐｎ接合部に、ドナー濃度Ｎ Ｄ が１×１０ １６ 個／
ｃｍ ３ 未満であり、且つドナー濃度Ｎ Ｄ 及びアクセプタ
ー濃度Ｎ Ａ がほぼ等しい中間ＧａＰ層を形成することを
特徴とするＧａＰ純緑色発光素子基板の製造方法を提供
する。
ＧａＰ層とｐ型ＧａＰ層とを少なくとも一層づつ形成し
たＧａＰ純緑色発光素子基板のｎ型Ｇａじ層とｐ型Ｇａ
Ｐ層との間のｐｎ接合部に、カーボン製のスライドボー
トに収容されたＧａ溶液中で液相エピタキシャル成長法
により中間ＧａＰ層を形成する方法において、Ｇａ溶液
中に溶かし込んだｎ型ドーパントを減圧して揮発させた
後に該Ｇａ溶液を用いて液相エピタキシャル成長を行う
ことにより、前記ｎ型ＧａＰ層と前記ｐ型ＧａＰ層との
間のｐｎ接合部に、ドナー濃度Ｎ Ｄ が１×１０ １６ 個／
ｃｍ ３ 未満であり、且つドナー濃度Ｎ Ｄ 及びアクセプタ
ー濃度Ｎ Ａ がほぼ等しい中間ＧａＰ層を形成することを
特徴とするＧａＰ純緑色発光素子基板の製造方法を提供
する。
【００１３】
【作用】本発明においては、ｐ型ＧａＰ層とｎ型ＧａＰ
層との間のｐｎ接合部にドナー及びアクセプター濃度の
ともに低い中間ＧａＰ層を設けることにより、ｐ型Ｇａ
Ｐ層からｎ型ＧａＰ層への正孔の注入効率及び／又はｎ
型ＧａＰ層からｐ型ＧａＰ層への電子の注入効率を高め
ている。この中間ＧａＰ層の厚さを３〜５μｍ程度とす
ることにより、キャリアはこの中間ＧａＰ層を通過して
ｎ型ＧａＰ層及び／又はｐ型ＧａＰ層へ到達し、ドナー
濃度の高いｎ型ＧａＰ層及び／又はアクセプター濃度の
高いｐ型ＧａＰ層で発光性再結合して効率良く発光する
ことが可能となる。
層との間のｐｎ接合部にドナー及びアクセプター濃度の
ともに低い中間ＧａＰ層を設けることにより、ｐ型Ｇａ
Ｐ層からｎ型ＧａＰ層への正孔の注入効率及び／又はｎ
型ＧａＰ層からｐ型ＧａＰ層への電子の注入効率を高め
ている。この中間ＧａＰ層の厚さを３〜５μｍ程度とす
ることにより、キャリアはこの中間ＧａＰ層を通過して
ｎ型ＧａＰ層及び／又はｐ型ＧａＰ層へ到達し、ドナー
濃度の高いｎ型ＧａＰ層及び／又はアクセプター濃度の
高いｐ型ＧａＰ層で発光性再結合して効率良く発光する
ことが可能となる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明のＧａＰ純緑色発光素子基板の
実施例について図面を参照しながら説明する。なお、本
発明は以下に示す実施例に限定されず、本発明の趣旨を
逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うま
でもない。
実施例について図面を参照しながら説明する。なお、本
発明は以下に示す実施例に限定されず、本発明の趣旨を
逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うま
でもない。
【００１５】図１は、本発明のＧａＰ純緑色発光素子基
板の一実施例を示す断面構造図及び各層のキャリア濃度
分布を示す。本実施例のＧａＰ純緑色発光素子基板は、
図１（Ａ）に示すように、Ｔｅ等を不純物として添加し
たｎ型ＧａＰ単結晶基板１０上に、Ｔｅ等を不純物とし
て添加したｎ型ＧａＰバッファ層１１及びＳ（サルフ
ァ）等を不純物として添加したｎ型ＧａＰ層１２が形成
され、さらに再上層にはＺｎ等が不純物として添加され
たｐ型ＧａＰ層１４が形成されているが、前記ｎ型Ｇａ
Ｐ層１２とｐ型ＧａＰ層１４との間に厚さ３〜５μｍの
中間ＧａＰ層１３が形成されている。
板の一実施例を示す断面構造図及び各層のキャリア濃度
分布を示す。本実施例のＧａＰ純緑色発光素子基板は、
図１（Ａ）に示すように、Ｔｅ等を不純物として添加し
たｎ型ＧａＰ単結晶基板１０上に、Ｔｅ等を不純物とし
て添加したｎ型ＧａＰバッファ層１１及びＳ（サルフ
ァ）等を不純物として添加したｎ型ＧａＰ層１２が形成
され、さらに再上層にはＺｎ等が不純物として添加され
たｐ型ＧａＰ層１４が形成されているが、前記ｎ型Ｇａ
Ｐ層１２とｐ型ＧａＰ層１４との間に厚さ３〜５μｍの
中間ＧａＰ層１３が形成されている。
【００１６】中間ＧａＰ層１３にはドナーとなるＳ（サ
ルファ）及び／又はＳｉ（シリコン）とアクセプターと
なるＣ（カーボン）等の不純物が添加されているが、ド
ナー濃度ＮDとアクセプター濃度ＮAとがほぼ等しく、且
つこれらの濃度がいずれも低く設定されている。すなわ
ち、図１（Ｂ）に示すように、中間ＧａＰ層１３の正味
ドナー濃度又はアクセプター濃度は１×１０14個／ｃｍ
3程度の極めて弱いｐ型又はｎ型で、実質的にはほとん
ど中性である。
ルファ）及び／又はＳｉ（シリコン）とアクセプターと
なるＣ（カーボン）等の不純物が添加されているが、ド
ナー濃度ＮDとアクセプター濃度ＮAとがほぼ等しく、且
つこれらの濃度がいずれも低く設定されている。すなわ
ち、図１（Ｂ）に示すように、中間ＧａＰ層１３の正味
ドナー濃度又はアクセプター濃度は１×１０14個／ｃｍ
3程度の極めて弱いｐ型又はｎ型で、実質的にはほとん
ど中性である。
【００１７】次に、上記ＧａＰ純緑色発光素子基板の製
造方法の一例を説明する。図２は、ＧａＰ単結晶基板１
０上に各層を液相エピタキシャル成長法で成長させる際
に用いる液相エピタキシャル成長装置の構成を示す。
造方法の一例を説明する。図２は、ＧａＰ単結晶基板１
０上に各層を液相エピタキシャル成長法で成長させる際
に用いる液相エピタキシャル成長装置の構成を示す。
【００１８】図２において、プロセスチューブ２３内に
は、基板（ｎ型ＧａＰ単結晶基板１０上にエピタキシャ
ル成長層を形成済みの基板）３０を収容するウエーハ室
２５が設けられたカーボン製のスライドボート２４がセ
ットされ、そのスライドボート２４上を、Ｇａ溶液２８
を収容する下部が開口した溶液溜め２７がスライド棒２
６によってスライドするように設けられている。
は、基板（ｎ型ＧａＰ単結晶基板１０上にエピタキシャ
ル成長層を形成済みの基板）３０を収容するウエーハ室
２５が設けられたカーボン製のスライドボート２４がセ
ットされ、そのスライドボート２４上を、Ｇａ溶液２８
を収容する下部が開口した溶液溜め２７がスライド棒２
６によってスライドするように設けられている。
【００１９】また、プロセスチューブ２３内のキャリア
ガス供給口３１側にはｐ型ドーパント源となるＺｎ２９
がセットされている。さらに、プロセスチューブ２３の
外周には溶液溜め２７近辺を加熱するためのメインヒー
ター２１とＺｎ２９の近辺を加熱するためのサブヒータ
ー２２がそれぞれ設けられている。
ガス供給口３１側にはｐ型ドーパント源となるＺｎ２９
がセットされている。さらに、プロセスチューブ２３の
外周には溶液溜め２７近辺を加熱するためのメインヒー
ター２１とＺｎ２９の近辺を加熱するためのサブヒータ
ー２２がそれぞれ設けられている。
【００２０】キャリアガス供給口３１からは、Ｈ2及び
Ａｒの混合ガスからなるキャリアガスがプロセスチュー
ブ２３内に供給され、ガス排出口３２から排出される。
Ａｒの混合ガスからなるキャリアガスがプロセスチュー
ブ２３内に供給され、ガス排出口３２から排出される。
【００２１】図３は、ＧａＰ単結晶基板１０上に既にｎ
型ＧａＰバッファ層１１を形成してある基板３０の上に
ｎ型ＧａＰ層１２、中間ＧａＰ層１２及びｐ型ＧａＰ層
１４を順次成長させる際の成長プログラムを示す。具体
的な反応手順は以下の通りである。
型ＧａＰバッファ層１１を形成してある基板３０の上に
ｎ型ＧａＰ層１２、中間ＧａＰ層１２及びｐ型ＧａＰ層
１４を順次成長させる際の成長プログラムを示す。具体
的な反応手順は以下の通りである。
【００２２】溶液溜め２７にＧａ融液、ＧａＰ多結晶
及びＳ（サルファ）を適量入れ、溶液溜め２７を図２の
Ａの位置にセットする。 メインヒーターの温度を上げて溶液溜め２７を１００
０℃付近に昇温し、ＧａＰ多結晶及びドーパントしての
Ｓ（サルファ）をＧａ融液に溶かし込んでＧａ溶液２８
とする。 溶液溜め２７をＡの位置からＢの位置にスライドさ
せ、Ｇａ溶液２８をウエーハ室２５内に流し込んだ後、
溶液溜め２７を再びＡの位置に戻す。 メインヒーター２１を一定の降温速度で所定の温度ま
で下げ、基板３０上にｎ型ＧａＰ層１２を成長させる。 プロセスチューブ２３内を減圧し（数Ｔｏｒｒ〜数十
Ｔｏｒｒ）、Ｇａ溶液中のｎ型ドーパントであるＳ（サ
ルファ）を揮発させる。 キャリアガス（Ｈ2、Ａｒ）を流す。 サブヒーター２２の温度を上げずにメインヒーター２
１を一定の降温速度で数℃〜数十℃だけ下げ、ｎ型ドー
パントのＳ（サルファ）及びｐ型ドーパントとも少ない
中間ＧａＰ層１３を成長させる。 サブヒーター２２の温度を上げてＺｎ２９を気化させ
るとともに、メインヒーター２１を一定の降温速度で所
定温度まで下げてｐ型ＧａＰ層１４を成長させる。
及びＳ（サルファ）を適量入れ、溶液溜め２７を図２の
Ａの位置にセットする。 メインヒーターの温度を上げて溶液溜め２７を１００
０℃付近に昇温し、ＧａＰ多結晶及びドーパントしての
Ｓ（サルファ）をＧａ融液に溶かし込んでＧａ溶液２８
とする。 溶液溜め２７をＡの位置からＢの位置にスライドさ
せ、Ｇａ溶液２８をウエーハ室２５内に流し込んだ後、
溶液溜め２７を再びＡの位置に戻す。 メインヒーター２１を一定の降温速度で所定の温度ま
で下げ、基板３０上にｎ型ＧａＰ層１２を成長させる。 プロセスチューブ２３内を減圧し（数Ｔｏｒｒ〜数十
Ｔｏｒｒ）、Ｇａ溶液中のｎ型ドーパントであるＳ（サ
ルファ）を揮発させる。 キャリアガス（Ｈ2、Ａｒ）を流す。 サブヒーター２２の温度を上げずにメインヒーター２
１を一定の降温速度で数℃〜数十℃だけ下げ、ｎ型ドー
パントのＳ（サルファ）及びｐ型ドーパントとも少ない
中間ＧａＰ層１３を成長させる。 サブヒーター２２の温度を上げてＺｎ２９を気化させ
るとともに、メインヒーター２１を一定の降温速度で所
定温度まで下げてｐ型ＧａＰ層１４を成長させる。
【００２３】上記のようにして得られたＧａＰ発光素子
基板を素子化することにより、純緑色発光する発光素子
（発光ダイオード）が得られる。
基板を素子化することにより、純緑色発光する発光素子
（発光ダイオード）が得られる。
【００２４】図４は、中間ＧａＰ層１３の厚さと上記Ｇ
ａＰ発光素子基板を素子化したＧａＰ発光素子の輝度
（相対値）との関係を示したものである。図において、
中間ＧａＰ層１３の厚さが０（ゼロ）の場合が従来法に
対応する。図から、中間ＧａＰ層１３の厚さが約４μｍ
の時に輝度が最大となり、中間ＧａＰ層１３の厚さが３
〜５μｍにおいて、従来法より１５％以上の輝度の向上
が見られる。
ａＰ発光素子基板を素子化したＧａＰ発光素子の輝度
（相対値）との関係を示したものである。図において、
中間ＧａＰ層１３の厚さが０（ゼロ）の場合が従来法に
対応する。図から、中間ＧａＰ層１３の厚さが約４μｍ
の時に輝度が最大となり、中間ＧａＰ層１３の厚さが３
〜５μｍにおいて、従来法より１５％以上の輝度の向上
が見られる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、純
緑色発光する高輝度のＧａＰ発光素子が得られ、その輝
度は従来の純緑色発光素子に比し約２０％と大幅に向上
することができる。
緑色発光する高輝度のＧａＰ発光素子が得られ、その輝
度は従来の純緑色発光素子に比し約２０％と大幅に向上
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＧａＰ純緑色発光素子基板の一実施例
を示し、（Ａ）はその断面構造図、（Ｂ）は各層のキャ
リア濃度分布を示すグラフである。
を示し、（Ａ）はその断面構造図、（Ｂ）は各層のキャ
リア濃度分布を示すグラフである。
【図２】本発明のＧａＰ純緑色発光素子基板の各層を液
相エピタキシャル成長法により成長させる際に用いる液
相エピタキシャル成長装置の一例を示す構成図である。
相エピタキシャル成長法により成長させる際に用いる液
相エピタキシャル成長装置の一例を示す構成図である。
【図３】本発明のＧａＰ純緑色発光素子基板の各層を液
相エピタキシャル成長法により成長させる際の成長プロ
グラムを示すグラフである。
相エピタキシャル成長法により成長させる際の成長プロ
グラムを示すグラフである。
【図４】本発明のＧａＰ純緑色発光素子基板を素子化し
て得たＧａＰ純緑色発光素子の輝度（相対値）と中間Ｇ
ａＰ層１３の厚さとの関係を示すグラフである。
て得たＧａＰ純緑色発光素子の輝度（相対値）と中間Ｇ
ａＰ層１３の厚さとの関係を示すグラフである。
【図５】従来のＧａＰ純緑色発光ダイオードの一例を示
し、（Ａ）はその断面構造図（電極は図示せず）、
（Ｂ）は各層のキャリア濃度分布を示すグラフである。
し、（Ａ）はその断面構造図（電極は図示せず）、
（Ｂ）は各層のキャリア濃度分布を示すグラフである。
【図６】従来のＧａＰ純緑色発光ダイオードの他の例を
示し、（Ａ）はその断面構造図（電極は図示せず）、
（Ｂ）は各層のキャリア濃度分布を示すグラフである。
示し、（Ａ）はその断面構造図（電極は図示せず）、
（Ｂ）は各層のキャリア濃度分布を示すグラフである。
１０ ｎ型ＧａＰ単結晶基板 １１ ｎ型ＧａＰバッファ層 １２ ｎ型ＧａＰ層 １３ 中間ＧａＰ層 １４ ｐ型ＧａＰ層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 33/00
Claims (4)
- 【請求項１】 ＧａＰ単結晶基板上にｎ型ＧａＰ層とｐ
型ＧａＰ層とが少なくとも一層づつ形成されたＧａＰ純
緑色発光素子基板において、前記ｎ型ＧａＰ層とｐ型Ｇ
ａＰ層との間のｐｎ接合部に、ドナー濃度ＮＤが１×１
０１６個／ｃｍ３未満であり、且つドナー濃度ＮＤとア
クセプター濃度ＮＡがほぼ等しい中間ＧａＰ層を設けた
ことを特徴とするＧａＰ純緑色発光素子基板。 - 【請求項２】 前記中間ＧａＰ層の厚さが３〜５μｍの
範囲である請求項１に記載のＧａＰ純緑色発光素子基
板。 - 【請求項３】 前記ドナーとなる不純物はＳ（サルフ
ァ）及び／又はＳｉ（シリコン）であり、前記アクセプ
ターとなる不純物はＣ（カーボン）である請求項１又は
請求項２に記載のＧａＰ純緑色発光素子基板。 - 【請求項４】 ＧａＰ単結晶基板上にｎ型ＧａＰ層とｐ
型ＧａＰ層とを少なくとも一層づつ形成したＧａＰ純緑
色発光素子基板のｎ型ＧａＰ層とｐ型ＧａＰ層との間の
ｐｎ接合部に、カーボン製のスライドボートに収容され
たＧａ溶液中で液相エピタキシャル成長法により中間Ｇ
ａＰ層を形成する方法において、 Ｇａ溶液中に溶かし込んだｎ型ドーパントを減圧して揮
発させた後に該Ｇａ溶液を用いて液相エピタキシャル成
長を行うことにより、前記ｎ型ＧａＰ層と前記ｐ型Ｇａ
Ｐ層との間のｐｎ接合部に、ドナー濃度Ｎ Ｄ が１×１０
１６ 個／ｃｍ ３ 未満であり、且つドナー濃度Ｎ Ｄ 及びア
クセプター濃度Ｎ Ａ がほぼ等しい中間ＧａＰ層を形成す
ることを特徴とするＧａＰ純緑色発光素子基板の製造方
法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15416893A JP2817577B2 (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | ＧａＰ純緑色発光素子基板 |
| US08/230,538 US5406093A (en) | 1993-05-31 | 1994-04-20 | Gap pure green light emitting element substrate |
| EP94107563A EP0631330B1 (en) | 1993-05-31 | 1994-05-16 | A GaP pure green light emitting element substrate |
| DE69425530T DE69425530T2 (de) | 1993-05-31 | 1994-05-16 | GaP-Substrat für eine rein grünes Licht emittierende Vorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15416893A JP2817577B2 (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | ＧａＰ純緑色発光素子基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06342935A JPH06342935A (ja) | 1994-12-13 |
| JP2817577B2 true JP2817577B2 (ja) | 1998-10-30 |
Family
ID=15578322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15416893A Expired - Lifetime JP2817577B2 (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | ＧａＰ純緑色発光素子基板 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5406093A (ja) |
| EP (1) | EP0631330B1 (ja) |
| JP (1) | JP2817577B2 (ja) |
| DE (1) | DE69425530T2 (ja) |
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| JP3356041B2 (ja) * | 1997-02-17 | 2002-12-09 | 昭和電工株式会社 | リン化ガリウム緑色発光素子 |
| JP4032224B2 (ja) * | 1999-10-29 | 2008-01-16 | 信越半導体株式会社 | 燐化ガリウム発光素子及びその製造方法 |
| DE102017104719A1 (de) * | 2017-03-07 | 2018-09-13 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Strahlungsemittierender Halbleiterkörper und Halbleiterchip |
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|---|---|---|---|---|
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| JPS5793589A (en) * | 1980-12-02 | 1982-06-10 | Semiconductor Res Found | Gap light emitting diode |
| US4562378A (en) * | 1982-07-08 | 1985-12-31 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Gallium phosphide light-emitting diode |
| JPS5918688A (ja) * | 1982-07-21 | 1984-01-31 | Sanyo Electric Co Ltd | ガリウム燐発光ダイオ−ド |
| JPS5918686A (ja) * | 1982-07-21 | 1984-01-31 | Sanyo Electric Co Ltd | ガリウム燐発光ダイオ−ド |
| JPS5922376A (ja) * | 1982-07-28 | 1984-02-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 純緑色発光ダイオ−ドおよびその製造方法 |
| JPH01245569A (ja) * | 1988-03-28 | 1989-09-29 | Toshiba Corp | ＧａＰ緑色発光素子とその製造方法 |
| JPH04266074A (ja) * | 1991-02-20 | 1992-09-22 | Toshiba Corp | りん化ガリウム緑色発光素子の製造方法 |
| JP2719870B2 (ja) * | 1992-09-30 | 1998-02-25 | 信越半導体株式会社 | ＧａＰ系発光素子基板及びその製造方法 |
-
1993
- 1993-05-31 JP JP15416893A patent/JP2817577B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-04-20 US US08/230,538 patent/US5406093A/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-05-16 EP EP94107563A patent/EP0631330B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-05-16 DE DE69425530T patent/DE69425530T2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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|---|---|
| EP0631330A2 (en) | 1994-12-28 |
| JPH06342935A (ja) | 1994-12-13 |
| EP0631330A3 (en) | 1995-03-22 |
| DE69425530T2 (de) | 2001-04-26 |
| US5406093A (en) | 1995-04-11 |
| EP0631330B1 (en) | 2000-08-16 |
| DE69425530D1 (de) | 2000-09-21 |
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