JP4622466B2 - 窒化物半導体素子 - Google Patents
窒化物半導体素子 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4622466B2 JP4622466B2 JP2004329250A JP2004329250A JP4622466B2 JP 4622466 B2 JP4622466 B2 JP 4622466B2 JP 2004329250 A JP2004329250 A JP 2004329250A JP 2004329250 A JP2004329250 A JP 2004329250A JP 4622466 B2 JP4622466 B2 JP 4622466B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- nitride semiconductor
- type
- barrier
- well
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Led Devices (AREA)
Description
(a)基板上に、n型窒化物半導体とp型窒化物半導体との間に、n型不純物を含む活性層を有する窒化物半導体素子であって、
前記n型窒化物半導体層、活性層及びp型窒化物半導体層は、前記基板上にC軸成長され、
前記活性層は、各層内で組成が略一定のIn x Ga 1−x N(0≦x<1)から成る井戸層とIn y Ga 1−y N(0≦y<1、x>y)又はAl z Ga 1−z N(0<z<0.5)から成る障壁層とから成る多重量子井戸構造を有し、
前記活性層に含まれるn型不純物は、Si、Ge、Snの少なくとも1種であり、
前記活性層は、前記n型窒化物半導体層に接する層から数えてj=i/6+2(但し、i≧4、jは小数以下を切り捨てた数字)で表されるj層までのいずれかに5×10 16 cm -3 以上のn型不純物がドープされ、
前記n型不純物の濃度は、n層側の方がp層側よりも大きいことを特徴とする窒化物半導体素子。
(b)前記n型窒化物半導体層のn型コンタクト層と前記活性層との間に、InGaNとGaNとから成る超格子構造の多層膜を有する(a)に記載の窒化物半導体素子。ここで多層膜は、アンドープのInGaNとアンドープのGaNとから成る超格子構造であることが好ましい。
j=i/6+2(但しi≧4、jは少数以下を切り捨てた整数)・・・(1)
このn型不純物が含まれる層が(1)式の範囲を超えると、その層やその上に積層する層の結晶性が悪くなり、発光出力も悪くなってしまう。「n型不純物濃度がn層側の方がp層側よりも大きい」とは例えば、活性層が井戸層と障壁層が交互に積層された合計11層からなる多重量子井戸であれば、n層側の6層にn型不純物が含まれ、p層側の5層にはn型不純物が含まれていない場合や、n層側の6層のうち井戸層のみにn型不純物が含まれている場合などをいい、n層側の方にn型不純物が多く含まれていればこの層数や含まれる層が変わっても良い。
[実施例1]図1を元に実施例1について説明する。
(活性層7)TMG、アンモニアを用いアンドープのGaNよりなる障壁層を200オングストロームの膜厚で成長させ、続いて温度を800℃にして、さらにTMG、TMI、アンモニア、シランガスを用いSiを5×1017/cm3ドープしたIn0.3Ga0.7Nよりなる井戸層を30オングストロームの膜厚で成長させる。さらにアンドープのGaNよりなる障壁層を200オングストロームと、Siを5×1017/cm3ドープしたIn0.3Ga0.7Nよりなる井戸層を30オングストロームの膜厚で成長させる。そして障壁+井戸+障壁+井戸・・・・+障壁の順で成長させ、アンドープからなる障壁層を11層、最初の2層のみSiがドープされ、残りの8層はアンドープからなる井戸層10層を交互に積層して、総数21層、総膜厚2500オングストロームの多重量子井戸構造よりなる活性層7を成長させる。
(活性層7)TMG、アンモニアを用いアンドープのGaNよりなる障壁層を200オングストロームの膜厚で成長させ、続いて温度を800℃にして、さらにTMG、TMI、アンモニア、シランガスを用いSiを5×1017/cm3ドープしたIn0.3Ga0.7Nよりなる井戸層を30オングストロームの膜厚で成長させる。さらにアンドープのGaNよりなる障壁層を200オングストロームと、アンドープのIn0.3Ga0.7Nよりなる井戸層を30オングストロームの膜厚で成長させる。そして障壁+井戸+障壁+井戸・・・・+障壁の順で成長させ、アンドープからなる障壁層を6層、最初の1層のみSiがドープされ、残りの4層はアンドープからなる井戸層5層を交互に積層して、総数11層、総膜厚1350オングストロームの多重量子井戸構造よりなる活性層7を成長させる。
(活性層7)TMG、アンモニアを用いアンドープのGaNよりなる障壁層を200オングストロームの膜厚で成長させ、続いて温度を800℃にして、さらにTMG、TMI、アンモニア、シランガスを用いSiを5×1017/cm3ドープしたIn0.3Ga0.7Nよりなる井戸層を30オングストロームの膜厚で成長させる。さらにアンドープのGaNよりなる障壁層を200オングストロームと、アンドープのIn0.3Ga0.7Nよりなる井戸層を30オングストロームの膜厚で成長させる。そして障壁+井戸+障壁+井戸・・・・+障壁の順で成長させ、アンドープからなる障壁層を3層、最初の1層のみSiがドープされ、残りの1層はアンドープからなる井戸層2層を交互に積層して、総数5層、総膜厚660オングストロームの多重量子井戸構造よりなる活性層7を成長させる。
(活性層7)TMG、アンモニア、シランガスを用いSiを5×1017/cm3ドープしたGaNよりなる障壁層を200オングストロームの膜厚で成長させ、続いて温度を800℃にして、さらにTMG、TMI、アンモニアを用いアンドープのIn0.3Ga0.7Nよりなる井戸層を30オングストロームの膜厚で成長させる。さらにSiを5×1017/cm3ドープしたGaNよりなる障壁層を200オングストロームと、アンドープのIn0.3Ga0.7Nよりなる井戸層を30オングストロームの膜厚で成長させる。そして障壁+井戸+障壁+井戸・・・・+障壁の順で成長させ、最初の3層のみSiがドープされ、残りの13層はアンドープからなる障壁層を16層、アンドープからなる井戸層15層を交互に積層して、総数31層、総膜厚3650オングストロームの多重量子井戸構造よりなる活性層7を成長させる。
(活性層7)TMG、アンモニア、シランガスを用いSiを5×1017/cm3ドープしたGaNよりなる障壁層を200オングストロームの膜厚で成長させ、続いて温度を800℃にして、さらにTMG、TMI、アンモニア、シランガスを用いSiを5×1017/cm3ドープしたIn0.3Ga0.7Nよりなる井戸層を30オングストロームの膜厚で成長させる。さらにSiを5×1017/cm3ドープしたGaNよりなる障壁層を200オングストロームとSiを5×1017/cm3ドープしたIn0.3Ga0.7Nよりなる井戸層を30オングストロームの膜厚で成長させる。そして障壁+井戸+障壁+井戸・・・・+障壁の順で成長させ、最初の3層のみSiがドープされ、残りの13層はアンドープからなる障壁層を16層、最初の3層のみSiがドープされ、残りの12層はアンドープからなる井戸層を15層交互に積層して、総数31層、総膜厚3650オングストロームの多重量子井戸構造よりなる活性層7を成長させる。
(活性層7)TMG、アンモニア、シランガスを用いSiを5×1017/cm3ドープしたGaNよりなる障壁層を200オングストロームの膜厚で成長させ、続いて温度を800℃にして、さらにTMG、TMI、アンモニア、シランガスを用い、Siを5×1017/cm3ドープしたIn0.3Ga0.7Nよりなる井戸層を30オングストロームの膜厚で成長させる。さらにSiを5×1017/cm3ドープしたGaNよりなる障壁層を200オングストロームとSiを5×1017/cm3ドープしたIn0.3Ga0.7Nよりなる井戸層を30オングストロームの膜厚で成長させる。そして障壁+井戸+障壁+井戸・・・・+障壁の順で成長させ、最初の2層のみSiドープがドープされ、残りの9層はアンドープからなる障壁層を11層、最初の2層のみSiドープがドープされ、残りの8層はアンドープからなる井戸層を10層交互に積層して、総数21層、総膜厚3650オングストロームの多重量子井戸構造よりなる活性層7を成長させる。
(活性層7)TMG、アンモニア、シランガスを用いSiを5×1017/cm3ドープしたGaNよりなる障壁層を200オングストロームの膜厚で成長させ、続いて温度を800℃にして、さらにTMG、TMI、アンモニア、シランガスを用い、Siを5×1017/cm3ドープしたIn0.3Ga0.7Nよりなる井戸層を30オングストロームの膜厚で成長させる。さらにアンドープのGaNよりなる障壁層を200オングストロームとアンドープのIn0.3Ga0.7Nよりなる井戸層を30オングストロームの膜厚で成長させる。そして障壁+井戸+障壁+井戸・・・・+障壁の順で成長させ、最初の1層のみSiドープがドープされ、残りの9層はアンドープからなる障壁層を11層、最初の1層のみSiドープがドープされ、残りの8層はアンドープからなる井戸層を10層交互に積層して、総数21層、総膜厚3650オングストロームの多重量子井戸構造よりなる活性層7を成長させる。
(活性層7)TMG、アンモニア、シランガスを用いSiを5×1017/cm3ドープしたGaNよりなる障壁層を200オングストロームの膜厚で成長させ、続いて温度を800℃にして、さらにTMG、TMI、アンモニアを用いアンドープのIn0.3Ga0.7Nよりなる井戸層を30オングストロームの膜厚で成長させる。さらにアンドープのGaNよりなる障壁層を200オングストロームを成長させ、単一量子井戸構造からなる活性層7を成長させる。
(第2のアンドープGaN層5)次にシランガスのみを止め、1050℃で同様にして第2のアンドープGaN層5を1500オングストロームの膜厚で成長させる。
(p型アンドープAlGaN層)p型多層膜形成後、アンドープのAl0.05Ga0.95N層を2000オングストロームの膜厚で形成する。この層はp型多層膜層8からのMgの拡散により、p型不純物を含むようになりp型を示す。
(活性層7)TMG、アンモニアを用いアンドープのGaNよりなる障壁層を200オングストロームの膜厚で成長させ、続いて温度を800℃にして、さらにTMG、TMI、アンモニア、シランガスを用いSiを5×1017/cm3ドープしたIn0.35Ga0.65Nよりなる井戸層を30オングストロームの膜厚で成長させる。さらにアンドープのGaNよりなる障壁層を200オングストロームと、アンドープのIn0.35Ga0.65Nよりなる井戸層を30オングストロームの膜厚で成長させる。そして障壁+井戸+障壁+井戸・・・・+障壁の順で成長させ、アンドープからなる障壁層を6層、最初の1層のみSiがドープされ、残りの4層はアンドープからなる井戸層5層を交互に積層して、総数11層、総膜厚1350オングストロームの多重量子井戸構造よりなる活性層7を成長させる。
2・・・バッファ層
3・・・アンドープGaN層
4・・・n型コンタクト層
5・・・n型第1多層膜層
6・・・n型第2多層膜層
7・・・活性層
8・・・p型多層膜層
9・・・p型コンタクト層
10・・・p電極
11・・・n電極
Claims (7)
- 基板上に、n型窒化物半導体とp型窒化物半導体との間に、n型不純物を含む活性層を有する窒化物半導体素子であって、
前記n型窒化物半導体層、活性層及びp型窒化物半導体層は、前記基板上にC軸成長され、
前記活性層は、各層内で組成が略一定のIn x Ga 1−x N(0≦x<1)から成る井戸層とIn y Ga 1−y N(0≦y<1、x>y)又はAl z Ga 1−z N(0<z<0.5)から成る障壁層とから成る多重量子井戸構造を有し、
前記活性層に含まれるn型不純物は、Si、Ge、Snの少なくとも1種であり、
前記活性層は、前記n型窒化物半導体層に接する層から数えてj=i/6+2(但し、i≧4、jは小数以下を切り捨てた数字)で表されるj層までのいずれかに5×10 16 cm -3 以上のn型不純物がドープされ、
前記n型不純物の濃度は、n層側の方がp層側よりも大きいことを特徴とする窒化物半導体素子。 - 前記n型窒化物半導体層のn型コンタクト層と前記活性層との間に、InGaNとGaNとから成る超格子構造の多層膜を有することを特徴とする請求項1に記載の窒化物半導体素子。
- 前記多層膜は、アンドープのInGaNとアンドープのGaNとから成る超格子構造を有することを特徴とする請求項2に記載の窒化物半導体素子。
- 前記n型不純物が含まれている位置は、前記活性層中の井戸層であることを特徴とする請求項1に記載の窒化物半導体素子。
- 前記n型不純物が含まれている位置は、前記活性層中の障壁層であることを特徴とする請求項1に記載の窒化物半導体素子。
- 前記n型不純物が含まれている位置は、前記活性層中の井戸層と障壁層の両方であることを特徴とする請求項1に記載の窒化物半導体素子。
- 前記n型不純物は、Siであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の窒化物半導体素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004329250A JP4622466B2 (ja) | 2004-11-12 | 2004-11-12 | 窒化物半導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004329250A JP4622466B2 (ja) | 2004-11-12 | 2004-11-12 | 窒化物半導体素子 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15948299A Division JP3719047B2 (ja) | 1999-06-07 | 1999-06-07 | 窒化物半導体素子 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005057308A JP2005057308A (ja) | 2005-03-03 |
JP2005057308A5 JP2005057308A5 (ja) | 2006-07-27 |
JP4622466B2 true JP4622466B2 (ja) | 2011-02-02 |
Family
ID=34373893
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004329250A Expired - Lifetime JP4622466B2 (ja) | 2004-11-12 | 2004-11-12 | 窒化物半導体素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4622466B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9123831B2 (en) | 2012-09-20 | 2015-09-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device, nitride semiconductor wafer, and method for forming nitride semiconductor layer |
US10218152B1 (en) | 2017-08-22 | 2019-02-26 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser diode with low threshold current |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4884826B2 (ja) * | 2006-04-28 | 2012-02-29 | ローム株式会社 | 半導体発光素子 |
JP2009184836A (ja) * | 2008-02-01 | 2009-08-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Iii−v族化合物半導体の結晶成長方法、発光デバイスの製造方法および電子デバイスの製造方法 |
JP2011187579A (ja) | 2010-03-05 | 2011-09-22 | Sony Corp | モードロック半導体レーザ素子及びその駆動方法 |
JP5023230B1 (ja) | 2011-05-16 | 2012-09-12 | 株式会社東芝 | 窒化物半導体素子、窒化物半導体ウェーハ及び窒化物半導体層の製造方法 |
JP5337272B2 (ja) * | 2012-04-16 | 2013-11-06 | 株式会社東芝 | 窒化物半導体素子、窒化物半導体ウェーハ及び窒化物半導体層の製造方法 |
JP5908979B2 (ja) | 2012-06-13 | 2016-04-26 | シャープ株式会社 | 窒化物半導体発光素子及びその製造方法 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58197784A (ja) * | 1982-05-12 | 1983-11-17 | Nec Corp | 発光ダイオ−ド |
JPH04212479A (ja) * | 1990-08-20 | 1992-08-04 | Toshiba Corp | 半導体発光ダイオード |
JPH04218994A (ja) * | 1990-08-31 | 1992-08-10 | Toshiba Corp | 半導体発光装置 |
JPH06283822A (ja) * | 1993-03-30 | 1994-10-07 | Nec Corp | 超格子構造体及び半導体発光素子 |
JPH07193333A (ja) * | 1993-12-27 | 1995-07-28 | Mitsubishi Chem Corp | 半導体発光素子 |
JPH07326824A (ja) * | 1994-05-30 | 1995-12-12 | Sony Corp | 発光素子 |
JPH08228025A (ja) * | 1994-12-22 | 1996-09-03 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体発光素子 |
JPH1022524A (ja) * | 1996-07-02 | 1998-01-23 | Omron Corp | 半導体発光素子 |
WO1998019375A1 (fr) * | 1996-10-30 | 1998-05-07 | Hitachi, Ltd. | Machine de traitement optique de l'information et dispositif a semi-conducteur emetteur de lumiere afferent |
JP2007208300A (ja) * | 1997-07-30 | 2007-08-16 | Fujitsu Ltd | 半導体レーザ及びその製造方法 |
-
2004
- 2004-11-12 JP JP2004329250A patent/JP4622466B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58197784A (ja) * | 1982-05-12 | 1983-11-17 | Nec Corp | 発光ダイオ−ド |
JPH04212479A (ja) * | 1990-08-20 | 1992-08-04 | Toshiba Corp | 半導体発光ダイオード |
JPH04218994A (ja) * | 1990-08-31 | 1992-08-10 | Toshiba Corp | 半導体発光装置 |
JPH06283822A (ja) * | 1993-03-30 | 1994-10-07 | Nec Corp | 超格子構造体及び半導体発光素子 |
JPH07193333A (ja) * | 1993-12-27 | 1995-07-28 | Mitsubishi Chem Corp | 半導体発光素子 |
JPH07326824A (ja) * | 1994-05-30 | 1995-12-12 | Sony Corp | 発光素子 |
JPH08228025A (ja) * | 1994-12-22 | 1996-09-03 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体発光素子 |
JPH1022524A (ja) * | 1996-07-02 | 1998-01-23 | Omron Corp | 半導体発光素子 |
WO1998019375A1 (fr) * | 1996-10-30 | 1998-05-07 | Hitachi, Ltd. | Machine de traitement optique de l'information et dispositif a semi-conducteur emetteur de lumiere afferent |
JP2007208300A (ja) * | 1997-07-30 | 2007-08-16 | Fujitsu Ltd | 半導体レーザ及びその製造方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9123831B2 (en) | 2012-09-20 | 2015-09-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device, nitride semiconductor wafer, and method for forming nitride semiconductor layer |
US9305773B2 (en) | 2012-09-20 | 2016-04-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device, nitride semiconductor wafer, and method for forming nitride semiconductor layer |
US10218152B1 (en) | 2017-08-22 | 2019-02-26 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser diode with low threshold current |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005057308A (ja) | 2005-03-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3719047B2 (ja) | 窒化物半導体素子 | |
JP3868136B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 | |
JP3622562B2 (ja) | 窒化物半導体発光ダイオード | |
JP3250438B2 (ja) | 窒化物半導体発光素子 | |
JP3744211B2 (ja) | 窒化物半導体素子 | |
JP4629178B2 (ja) | 窒化物半導体素子 | |
JP6079628B2 (ja) | 窒化物半導体発光素子 | |
JP3460641B2 (ja) | 窒化物半導体素子 | |
JP3890930B2 (ja) | 窒化物半導体発光素子 | |
JPH11340509A (ja) | 窒化物半導体素子 | |
JP2000133883A (ja) | 窒化物半導体素子 | |
JP2001168390A (ja) | 窒化物半導体素子 | |
JP4356555B2 (ja) | 窒化物半導体素子 | |
JP4815732B2 (ja) | 窒化物半導体素子 | |
JP3620292B2 (ja) | 窒化物半導体素子 | |
JP4622466B2 (ja) | 窒化物半導体素子 | |
JP2001298215A (ja) | 発光素子 | |
JP4085782B2 (ja) | 窒化物半導体素子 | |
JP3271661B2 (ja) | 窒化物半導体素子 | |
JP2003037291A (ja) | 発光素子 | |
JP2000269548A (ja) | 窒化物半導体素子 | |
JPH11307812A (ja) | 窒化物半導体発光素子 | |
JP2004207763A (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体素子 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060607 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20060607 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060607 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20060607 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060608 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20080131 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100126 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100329 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20101005 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20101018 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 4622466 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131112 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131112 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |