JP5366080B2 - 発光素子形成用複合基板、発光ダイオード素子、その製造方法 - Google Patents
発光素子形成用複合基板、発光ダイオード素子、その製造方法 Download PDFInfo
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Ceを付活剤に用いた(111)面を主面とするY3Al5O12基板をMOCVD装置チャンバー内に導入し、H2ガス流量12slmとN2ガス流量3slmの混合ガス雰囲気中で圧力を76Torrとし、Y3Al5O12基板を1270℃まで昇温し、5分間サーマルクリーニングを行った後、NH3ガス流量50sccmで90分流し基板表面の窒化を行った。次に、サーマルクリーニング及び窒化後のY3Al5O12基板上にH2ガス流量12slm、N2ガス流量3slm、NH3ガス流量50sccm、TMAガス流量50sccmで、同一の圧力で成長温度を1270℃として60分間反応させ、AlNからなる第1の層を形成した。次に、AlN層からなる第1の層上にH2ガス流量12slm、N2ガス流量3slm、NH3ガス流量10sccm、TMAガス流量50sccmで同一の圧力で成長温度を1410℃として90分間反応させAlNからなる第2の層を形成した。第1の層の膜厚は5μm、第2の層の膜厚は7μmとした。
Ceを不活剤に用いた(111)面を主面とするY3Al5O12基板上に、TMG(トリメチルガリウム)ガス、TMI(トリメチルインジウム)ガス、NH3ガス及びキャリアガスとしてH2ガスを流し、公知の方法を用いてInGaNバッファ層と、その上にGaN層を形成した。以上により得られた試料の表面SEM(走査型電子顕微鏡)の写真を図4に示す。図4より上記方法でGaN層を形成した結果、表面の凹凸が激しく表面の平坦性が悪いことが確認された。
MOCVD法を用いて実施例1により得られた発光素子形成用複合基板上に、TMG(トリメチルガリウム)ガス、TMAガス、TMIガス、ドーパントガスとしてSiH4(モノシラン)とCp2Mg(ビスシクロペンタディエニルマグネシウム)をキャリアガスと共に流し、GaN系発光ダイオード素子を形成した。具体的には、発光素子形成用複合基板上にn-GaN(コンタクト層)、InGaN 2QWs(発光層)、p-AlGaN(電子ブロック層)、p-GaN(コンタクト層)の順で形成した。またp側電極にNi/Au合金を、n側電極にInを用いた。以上により得られた発光ダイオード素子は特性の良好な発光が得られた。
2 第1の層
3 第2の層
4 半導体層
5 発光素子形成用複合基板
6 第2の層におけるTEM回折像
7 Y3Al5O12基板におけるTEM回折像
Claims (5)
- 蛍光を発する付活剤を少なくとも1種以上含有する(111)面を主面とするY3Al5O12基板を、H2ガス、N2ガス、NH3ガスの混合ガス雰囲気のもと1000〜1300℃で熱処理を行う第1の工程と、前記光変換材料基板上に少なくともH2ガス、N2ガス、NH3ガスとAlを含む有機金属化合物ガスを供給し、Alを含む窒化物層からなる第1の層を形成する第2の工程と、前記第1の層上にH2ガス、N2ガス、NH3ガス、Alを含む有機金属化合物ガスの混合ガスを供給し1350〜1480℃でAlNからなる第2の層を形成する第3の工程を有し、前記第2の層が転位密度1×10 11 /cm 2 以下であり、前記基板上に少なくとも2層以上の窒化物層を形成することを特徴とする発光素子形成用複合基板の製造方法。
- 前記第1の層の膜厚が0.5〜5μmであり、前記第2の層の膜厚が5〜7μmであることを特徴とする請求項1に記載の発光素子形成用複合基板の製造方法。
- 前記付活剤はCeであることを特徴とする請求項1または2に記載の発光素子形成用複合基板の製造方法。
- 前記第3の工程におけるNH3ガス中のNとAlを含む有機金属化合物ガス中のAlのモル比が、前記第2の工程におけるNH3ガス中のNとAlを含む有機金属化合物ガス中のAlのモル比よりも小さいことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の発光素子形成用複合基板の製造方法。
- 前記第1の層はAlNからなることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の発光素子形成用複合基板の製造方法。
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