JPH10178201A - 半導体発光素子の製造方法 - Google Patents
半導体発光素子の製造方法Info
- Publication number
- JPH10178201A JPH10178201A JP33844396A JP33844396A JPH10178201A JP H10178201 A JPH10178201 A JP H10178201A JP 33844396 A JP33844396 A JP 33844396A JP 33844396 A JP33844396 A JP 33844396A JP H10178201 A JPH10178201 A JP H10178201A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- substrate
- light
- light emitting
- gan
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 サファイア基板を用いた従来のＧａＮ系半導
体発光素子が有する小発光面積や劈開による共振器面作
製不可などの問題が解決されたＧａＮ系半導体発光素子
の製造方法を提供することにある。 【解決手段】 サファイアなどの種基板の上にＩｎX Ｇ
ａY ＡｌZ Ｎからなる発光部を積層し、その上にＩｎX
ＧａY ＡｌZ Ｎからなる基板用層を形成し、その後に種
基板を除去して上記の基板用層を基板とする半導体発光
素子を得る製造方法。 【効果】 ＧａＮ系基板を有する青色のＬＥＤ、ＬＤを
製造し得る。基板が導電性であるので、その上下面側に
ｐ、ｎ両電極を形成することができ、高輝度のＬＥＤ、
ＬＤが得られる。またＧａＮ系基板の劈開性を利用して
高性能のＬＤを容易に製造することもできる。
体発光素子が有する小発光面積や劈開による共振器面作
製不可などの問題が解決されたＧａＮ系半導体発光素子
の製造方法を提供することにある。 【解決手段】 サファイアなどの種基板の上にＩｎX Ｇ
ａY ＡｌZ Ｎからなる発光部を積層し、その上にＩｎX
ＧａY ＡｌZ Ｎからなる基板用層を形成し、その後に種
基板を除去して上記の基板用層を基板とする半導体発光
素子を得る製造方法。 【効果】 ＧａＮ系基板を有する青色のＬＥＤ、ＬＤを
製造し得る。基板が導電性であるので、その上下面側に
ｐ、ｎ両電極を形成することができ、高輝度のＬＥＤ、
ＬＤが得られる。またＧａＮ系基板の劈開性を利用して
高性能のＬＤを容易に製造することもできる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＧａＮ系半導体発
光素子の製造方法に関する。
光素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】発光ディスプレイ等における多色化の要
求や、通信・記録等におけるデータ密度を向上させると
の要求から、近時、高輝度の青色発光が可能な半導体素
子を製造することが強く要求されている。青色発光する
半導体素子の製造に用いられる材料として、ＧａＮ系の
化合物が注目されている。ＧａＮ系化合物は、直接遷移
型バンド構造を有するため高効率の発光が可能であり、
かつ室温でのバンドギャップが大きいため、上記の要求
に応え得る青色発光素子用に好適な材料である。しかし
ＧａＮ系化合物は融点が高く、また融点付近での窒素の
蒸気圧が高いため、融液からバルク結晶を成長させるこ
とは極めて困難である。このためＧａＮ系化合物の製造
は、サファイア基板上、または該サファイア基板上にＡ
ｌＮ、ＺｎＯのようなＧａＮ系物質との格子整合性の良
好な物質からなるバッファー層を形成し、その上にＧａ
Ｎ系化合物の結晶薄膜を成長させているのが現状であ
る。
求や、通信・記録等におけるデータ密度を向上させると
の要求から、近時、高輝度の青色発光が可能な半導体素
子を製造することが強く要求されている。青色発光する
半導体素子の製造に用いられる材料として、ＧａＮ系の
化合物が注目されている。ＧａＮ系化合物は、直接遷移
型バンド構造を有するため高効率の発光が可能であり、
かつ室温でのバンドギャップが大きいため、上記の要求
に応え得る青色発光素子用に好適な材料である。しかし
ＧａＮ系化合物は融点が高く、また融点付近での窒素の
蒸気圧が高いため、融液からバルク結晶を成長させるこ
とは極めて困難である。このためＧａＮ系化合物の製造
は、サファイア基板上、または該サファイア基板上にＡ
ｌＮ、ＺｎＯのようなＧａＮ系物質との格子整合性の良
好な物質からなるバッファー層を形成し、その上にＧａ
Ｎ系化合物の結晶薄膜を成長させているのが現状であ
る。
【０００３】ところが、サファイア基板は絶縁体である
ために、電極の設置が特定の位置に限定され、つぎに説
明するように発光素子の構造設計上の自由度が制限され
るという問題がある。図１は、ＧａＮを用いた従来のＬ
ＥＤの断面構造図例である。同図において、１はｐ側電
極、２はｎ側電極、４はｎ型ＧａＮ系半導体、６はｐ型
ＧａＮ系半導体である。ｐ側電極１とｎ側電極２とは、
サファイア基板Ｓが絶縁体であるために導電性の基板を
用いたＬＥＤのように基板を挟んで互いに対向設置する
ことができない。このため図示するように、両電極は、
共にサファイア基板Ｓの同一面側に設けざるを得なくな
っている。この両電極の形成構造は、発光素子の製造面
や実装面において種々の問題があり、また発光面積の点
で不利でもある。またＧａＮ系のＬＤを製造する場合に
おいても、電極形成位置において上記ＬＥＤと同様の問
題があり、またサファイアは劈開性がないために劈開に
よる共振器面が作製できない不利もある。
ために、電極の設置が特定の位置に限定され、つぎに説
明するように発光素子の構造設計上の自由度が制限され
るという問題がある。図１は、ＧａＮを用いた従来のＬ
ＥＤの断面構造図例である。同図において、１はｐ側電
極、２はｎ側電極、４はｎ型ＧａＮ系半導体、６はｐ型
ＧａＮ系半導体である。ｐ側電極１とｎ側電極２とは、
サファイア基板Ｓが絶縁体であるために導電性の基板を
用いたＬＥＤのように基板を挟んで互いに対向設置する
ことができない。このため図示するように、両電極は、
共にサファイア基板Ｓの同一面側に設けざるを得なくな
っている。この両電極の形成構造は、発光素子の製造面
や実装面において種々の問題があり、また発光面積の点
で不利でもある。またＧａＮ系のＬＤを製造する場合に
おいても、電極形成位置において上記ＬＥＤと同様の問
題があり、またサファイアは劈開性がないために劈開に
よる共振器面が作製できない不利もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記に鑑みて、本発明
の課題は、サファイア基板を用いた従来のＧａＮ系半導
体発光素子が有する上記の諸問題、特に小発光面積や劈
開による共振器面作製不可の問題など、が解決されたＧ
ａＮ系半導体発光素子の製造方法を提供することにあ
る。
の課題は、サファイア基板を用いた従来のＧａＮ系半導
体発光素子が有する上記の諸問題、特に小発光面積や劈
開による共振器面作製不可の問題など、が解決されたＧ
ａＮ系半導体発光素子の製造方法を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、つぎの特徴を
有する。 (1) 種基板の上にＩｎX ＧａY ＡｌZ Ｎ（ここに０≦Ｘ
≦１、０≦Ｙ≦１、０≦Ｚ≦１、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１）から
なる発光部が積層される発光部積層工程、発光部の上に
ＩｎX ＧａY ＡｌZ Ｎ（ここに０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦
１、０≦Ｚ≦１、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１）からなる基板用層を
形成する基板積層工程、および種基板を除去する種基板
除去工程とからなることを特徴とする半導体発光素子の
製造方法。 (2) 発光部のｎ層がｐ層より先に積層される上記(1) 記
載の半導体発光素子の製造方法。 (3) バッファー層が周期律表の第二族元素の酸化物にて
構成されており、且つ発光部のｐ層がｎ層より先に積層
される上記(1) 記載の半導体発光素子の製造方法。 (4) 種基板がサファイアまたはＳｉＣからなるものであ
る上記(1) 〜(3) のいずれかに記載の半導体発光素子の
製造方法。
有する。 (1) 種基板の上にＩｎX ＧａY ＡｌZ Ｎ（ここに０≦Ｘ
≦１、０≦Ｙ≦１、０≦Ｚ≦１、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１）から
なる発光部が積層される発光部積層工程、発光部の上に
ＩｎX ＧａY ＡｌZ Ｎ（ここに０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦
１、０≦Ｚ≦１、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１）からなる基板用層を
形成する基板積層工程、および種基板を除去する種基板
除去工程とからなることを特徴とする半導体発光素子の
製造方法。 (2) 発光部のｎ層がｐ層より先に積層される上記(1) 記
載の半導体発光素子の製造方法。 (3) バッファー層が周期律表の第二族元素の酸化物にて
構成されており、且つ発光部のｐ層がｎ層より先に積層
される上記(1) 記載の半導体発光素子の製造方法。 (4) 種基板がサファイアまたはＳｉＣからなるものであ
る上記(1) 〜(3) のいずれかに記載の半導体発光素子の
製造方法。
【０００６】
【作用】発光部と基板用層は、共に良導電性のＩｎX Ｇ
ａY ＡｌZ Ｎから構成されているので格子不整合の問題
がなく、しかして発光部の上に結晶性の良好な導電性の
基板用層を積層形成することができる。ついで種基板除
去工程において最初に用いた種基板を除去すると、上記
した導電性基板を有するＧａＮ系半導体発光素子が得ら
れる。
ａY ＡｌZ Ｎから構成されているので格子不整合の問題
がなく、しかして発光部の上に結晶性の良好な導電性の
基板用層を積層形成することができる。ついで種基板除
去工程において最初に用いた種基板を除去すると、上記
した導電性基板を有するＧａＮ系半導体発光素子が得ら
れる。
【０００７】
【発明の実施の形態】種基板としては、サファイア、Ｓ
ｉＣ、ＧａＡｓ、Ｓｉ、ＭｇＡｌ2 Ｏ4 、ＺｎＯ、Ｍｎ
Ｏ、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＬｉＧａＯ3 、ＬｉＡｌＯ3 な
ど、種々の材料からなる基板を用いることができる。
ｉＣ、ＧａＡｓ、Ｓｉ、ＭｇＡｌ2 Ｏ4 、ＺｎＯ、Ｍｎ
Ｏ、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＬｉＧａＯ3 、ＬｉＡｌＯ3 な
ど、種々の材料からなる基板を用いることができる。
【０００８】本発明において発光部と基板用層とは、共
に下記の一般式（１）で示される各種半導体化合物の少
なくとも１種にて構成される。以下において、一般式
（１）で示される各種半導体化合物をＧａＮ系化合物と
略称する。 ＩｎX ＧａY ＡｌZ Ｎ （１） （ここに０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、０≦Ｚ≦１、Ｘ＋Ｙ
＋Ｚ＝１）。ＧａＮ系化合物の例を示すと、ＧａＮ、Ｇ
ａＡｌＮ、ＩｎＧａＡｌＮなどである。
に下記の一般式（１）で示される各種半導体化合物の少
なくとも１種にて構成される。以下において、一般式
（１）で示される各種半導体化合物をＧａＮ系化合物と
略称する。 ＩｎX ＧａY ＡｌZ Ｎ （１） （ここに０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、０≦Ｚ≦１、Ｘ＋Ｙ
＋Ｚ＝１）。ＧａＮ系化合物の例を示すと、ＧａＮ、Ｇ
ａＡｌＮ、ＩｎＧａＡｌＮなどである。
【０００９】発光部の形態としては、ホモ接合型、シン
グルヘテロやダブルヘテロなどのヘテロ構造、多重量子
井戸構造（ＭＱＷ）、あるいは単一量子井戸構造（ＳＱ
Ｗ）などであってもよい。就中、ダブルヘテロ構造が特
に好ましい。発光部に含まれる各層並びに基板用層の各
構成材料は、ＧａＮ系化合物である限り、互いに同じ材
料であってもよく異なっていてもよい。
グルヘテロやダブルヘテロなどのヘテロ構造、多重量子
井戸構造（ＭＱＷ）、あるいは単一量子井戸構造（ＳＱ
Ｗ）などであってもよい。就中、ダブルヘテロ構造が特
に好ましい。発光部に含まれる各層並びに基板用層の各
構成材料は、ＧａＮ系化合物である限り、互いに同じ材
料であってもよく異なっていてもよい。
【００１０】本発明の発光部積層工程において、種基板
の上に発光部が積層される。上記したように発光部は、
通常、二層以上の多層からなるので、それらの多層が順
次、積層されて行くが、その第１層目の層は、可能であ
れば種基板上に直接積層してもよく、必要に応じて格子
不整合を緩和する適当なバッファー層を種基板上に先ず
設けてその上に積層してもよい。発光部の第二層目以降
から基板用層の積層に到るまで、いずれの層も既形成層
と格子不整合の問題がないのでバッファー層などを介す
ることなく既形成層上に積層することができる。
の上に発光部が積層される。上記したように発光部は、
通常、二層以上の多層からなるので、それらの多層が順
次、積層されて行くが、その第１層目の層は、可能であ
れば種基板上に直接積層してもよく、必要に応じて格子
不整合を緩和する適当なバッファー層を種基板上に先ず
設けてその上に積層してもよい。発光部の第二層目以降
から基板用層の積層に到るまで、いずれの層も既形成層
と格子不整合の問題がないのでバッファー層などを介す
ることなく既形成層上に積層することができる。
【００１１】バッファー層、発光部の各層、および基板
用層の積層形成方法に関しては、いずれも特に制限はな
い。バッファー層の成長方法としては、例えばスパッタ
法、ＭＯＣＶＤ法（有機金族気相成長法）、ＨＶＰＥ法
（ハイドライド気相成長法）、ＭＢＥ法（分子エピタキ
シャル法）、Ｐ−ＣＶＤ法（プラズマ−化学気相堆積
法）などが例示できる。発光部の各層および基板用層の
積層形成方法としては、ＨＶＰＥ法、ＭＯＣＶＤ法、Ｍ
ＢＥ法などが例示でき、就中ＨＶＰＥ法が好ましい。
用層の積層形成方法に関しては、いずれも特に制限はな
い。バッファー層の成長方法としては、例えばスパッタ
法、ＭＯＣＶＤ法（有機金族気相成長法）、ＨＶＰＥ法
（ハイドライド気相成長法）、ＭＢＥ法（分子エピタキ
シャル法）、Ｐ−ＣＶＤ法（プラズマ−化学気相堆積
法）などが例示できる。発光部の各層および基板用層の
積層形成方法としては、ＨＶＰＥ法、ＭＯＣＶＤ法、Ｍ
ＢＥ法などが例示でき、就中ＨＶＰＥ法が好ましい。
【００１２】種基板としてサファイア、ＳｉＣ、ＧａＡ
ｓ、Ｓｉ、ＬｉＧａＯ3 、ＬｉＡｌＯ3 などを用いた場
合、バッファー層の構成材料としては、従来周知のも
の、例えば周期律表第二族元素の酸化物類、ＡｌＮ、Ｇ
ａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮなどが例示できる。就
中、後記する種基板除去工程上から、エッチング除去の
容易な第二族元素酸化物類が好ましい。該第二族元素酸
化物類の例を挙げると、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＭｎＯ、Ｃａ
Ｏのような酸化物、ＭｇＡｌＯ、ＬｉＧａＯ3 、ＬｉＡ
ｌＯ3 のような複乃至複合酸化物が示される。バッファ
ー層の厚みは、０．００１〜５μｍ程度、特に０．０１
〜０．５μｍ程度である。
ｓ、Ｓｉ、ＬｉＧａＯ3 、ＬｉＡｌＯ3 などを用いた場
合、バッファー層の構成材料としては、従来周知のも
の、例えば周期律表第二族元素の酸化物類、ＡｌＮ、Ｇ
ａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮなどが例示できる。就
中、後記する種基板除去工程上から、エッチング除去の
容易な第二族元素酸化物類が好ましい。該第二族元素酸
化物類の例を挙げると、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＭｎＯ、Ｃａ
Ｏのような酸化物、ＭｇＡｌＯ、ＬｉＧａＯ3 、ＬｉＡ
ｌＯ3 のような複乃至複合酸化物が示される。バッファ
ー層の厚みは、０．００１〜５μｍ程度、特に０．０１
〜０．５μｍ程度である。
【００１３】発光部を積層する場合、種基板上またはバ
ッファー層上にｐ型層、ｎ型層のいずれの層から積層を
開始してもよいが、一般的にはｎ型層を先にｐ型層を後
とする順が好ましい。その理由は、ｎ型層はｐ型層と比
較して一般に種基板上への形成が容易であること、およ
びｐ型層は層形成後に加熱や電子線照射処理などによる
活性化処理が必要であって、この処理上ｐ型層は外部に
あった方が好都合となるためである。一方、バッファー
層が前記した第二族元素酸化物類である場合には、ｐ型
層を先にｎ型層を後とする順が好ましい。その理由は、
ｎ型層を先に該バッファー層上に成長させると、この成
長中の高温度により該酸化物が分解して第二族原子が遊
離し、これがｎ型層中に混入して同層のドーパントを補
償し、ｎ型層のドーパント量を減少せしめる問題がある
ためである。これに対してｐ型層を先に該バッファー層
上に成長させると、たとえ第二族原子が遊離しても、ｎ
型層は既成のｐ型層が防御の作用をなして第二族原子の
混入問題から保護される。しかも第二族原子のｐ型層中
への混入は、該層にとって少なくとも無害であり、一部
の二族原子特にＭｇやＺｎはｐ型層の主要なドーパント
であるので、寧ろ混入が歓迎される。発光部に続いて基
板用層を成長させる場合、厚膜の結晶性の良いものが得
られる点からは、ｐ型層を先に成長させｎ型層をその後
とする方法が好ましい。
ッファー層上にｐ型層、ｎ型層のいずれの層から積層を
開始してもよいが、一般的にはｎ型層を先にｐ型層を後
とする順が好ましい。その理由は、ｎ型層はｐ型層と比
較して一般に種基板上への形成が容易であること、およ
びｐ型層は層形成後に加熱や電子線照射処理などによる
活性化処理が必要であって、この処理上ｐ型層は外部に
あった方が好都合となるためである。一方、バッファー
層が前記した第二族元素酸化物類である場合には、ｐ型
層を先にｎ型層を後とする順が好ましい。その理由は、
ｎ型層を先に該バッファー層上に成長させると、この成
長中の高温度により該酸化物が分解して第二族原子が遊
離し、これがｎ型層中に混入して同層のドーパントを補
償し、ｎ型層のドーパント量を減少せしめる問題がある
ためである。これに対してｐ型層を先に該バッファー層
上に成長させると、たとえ第二族原子が遊離しても、ｎ
型層は既成のｐ型層が防御の作用をなして第二族原子の
混入問題から保護される。しかも第二族原子のｐ型層中
への混入は、該層にとって少なくとも無害であり、一部
の二族原子特にＭｇやＺｎはｐ型層の主要なドーパント
であるので、寧ろ混入が歓迎される。発光部に続いて基
板用層を成長させる場合、厚膜の結晶性の良いものが得
られる点からは、ｐ型層を先に成長させｎ型層をその後
とする方法が好ましい。
【００１４】発光部のｐ型層は、発光部全層の形成後に
おいて、後記する基板積層工程の前後、基板除去工程の
前後などの任意の段階で通常の方法により活性処理され
てよいが、特に基板除去工程の後にそれを行うことが好
ましい。
おいて、後記する基板積層工程の前後、基板除去工程の
前後などの任意の段階で通常の方法により活性処理され
てよいが、特に基板除去工程の後にそれを行うことが好
ましい。
【００１５】基板積層工程において、発光部の最上部の
層上に基板用層が形成される。基板用層の厚みは、該層
が種基板に代わって本発明の製造目的物たるＧａＮ系半
導体発光素子の基板として機能し得る厚さとされる。例
えば１０〜１０００μｍ程度、特に５０〜３００μｍ程
度が適当である。
層上に基板用層が形成される。基板用層の厚みは、該層
が種基板に代わって本発明の製造目的物たるＧａＮ系半
導体発光素子の基板として機能し得る厚さとされる。例
えば１０〜１０００μｍ程度、特に５０〜３００μｍ程
度が適当である。
【００１６】基板積層工程の後、種基板は除去される。
種基板の除去は、適当な方法で種基板を消去する、ある
いは発光部の最先積層層から分離するなどの方法で行わ
れる。消去方法としては、例えばダイアモンドペースト
による機械的研磨、種基板を溶解し得る化学薬剤による
エッチングなどが挙げられる。種基板と発光部との間に
バッファー層、特に前記二族酸化物からなるバッファー
層が介在している場合には、該バッファー層を化学的エ
ッチングにて除去して種基板を発光部から分離すること
が、除去能率並びに除去後の発光部面の清浄性や結晶状
態などから好ましい。その際のバッファー層のエッチン
グ除去は、例えば塩酸、硝酸、硫酸、などの酸によるウ
ェットエッチングなどの方法で行うことができる。
種基板の除去は、適当な方法で種基板を消去する、ある
いは発光部の最先積層層から分離するなどの方法で行わ
れる。消去方法としては、例えばダイアモンドペースト
による機械的研磨、種基板を溶解し得る化学薬剤による
エッチングなどが挙げられる。種基板と発光部との間に
バッファー層、特に前記二族酸化物からなるバッファー
層が介在している場合には、該バッファー層を化学的エ
ッチングにて除去して種基板を発光部から分離すること
が、除去能率並びに除去後の発光部面の清浄性や結晶状
態などから好ましい。その際のバッファー層のエッチン
グ除去は、例えば塩酸、硝酸、硫酸、などの酸によるウ
ェットエッチングなどの方法で行うことができる。
【００１７】種基板を除去された後、新たに基板として
機能するＧａＮ系化合物の基板の表面と種基板の除去に
よって露出した発光部の表面のそれぞれに、通常の方法
にて電極を形成することによりＧａＮ系ＬＥＤを製造す
ることができる。またＧａＮ系化合物基板を劈開して形
成した劈開面を利用してＧａＮ系ＬＤを製造することも
できる。
機能するＧａＮ系化合物の基板の表面と種基板の除去に
よって露出した発光部の表面のそれぞれに、通常の方法
にて電極を形成することによりＧａＮ系ＬＥＤを製造す
ることができる。またＧａＮ系化合物基板を劈開して形
成した劈開面を利用してＧａＮ系ＬＤを製造することも
できる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明を実施例により一層詳細に説明
する。
する。
【００１９】実施例１ ２インチφのサファイアＣ面上に、スパッタ法によりバ
ッファー層としてのＭｇＯ膜を約０．０５μｍ成長させ
た。この際、ＭｇＯの酸素欠損を少なくするために、通
常のアルゴンガス導入に加えて酸素ガスの導入も併せて
行った。ＭｇＯ膜を有するサファイア種基板を通常のＭ
ＯＣＶＤ装置内に設置し、窒素を２０ＳＬＭで流しなが
ら５００℃まで昇温した。つぎにアンモニア１０ＳＬ
Ｍ、水素１０ＳＬＭ、窒素１０ＳＬＭを流しながら、そ
こへトリメチルガリウム５０μモル／分、およびシクロ
ぺンタジエニルマグネシウム１μモル／分を流し、厚さ
０．１μｍのｐ−ＧａＮ薄層を成長させた。この後１０
００℃まで昇温し、上記と全く同じ材料につき各同流量
を流して厚さ１μｍのｐ−ＧａＮクラッド層を成長させ
た。つぎに、アンモニア１０ＳＬＭと窒素１０ＳＬＭと
を流した状態で８００℃まで降温し、トリメチルガリウ
ム２５μモル／分とトリメチルインジウム２５μモル／
分とを流して厚さ０．２μｍのＩｎＧａＮ活性層を成長
させた。つぎに、窒素１０ＳＬＭとアンモニア１０ＳＬ
Ｍとを流した状態で１０００℃まで昇温し、トリメチル
ガリウム５０μモル／分とシラン（ＳｉＨ4 ）２０ｐｐ
ｍを５ｃｃを流して厚さ２μｍのｎ−ＧａＮクラッド層
を成長させた。その後、窒素２０ＳＬＭを流した状態で
７００℃まで降温し、７００℃で２０分間保持し、ｐ−
ＧａＮクラッド層の活性化処理した。さらにこの発光部
を有するサファイア種基板を通常のＨＶＰＥ装置内に設
置し、窒素１０ＳＬＭとアンモニア１０ＳＬＭとを流し
た状態で８００℃まで昇温し、８００℃において窒素と
アンモニアとを引き続き流した状態でさらに塩化水素２
０ＳＣＣＭとシラン１０ＳＣＣＭとを流して厚さ１００
μｍのｎ−ＧａＮ基板用層を成長させた。かくして得た
発光部と基板用層とを有するサファイア種基板を塩酸中
に２０分間浸漬してＭｇＯバッファー層を完全に除去し
て、サファイア種基板をＧａＮ薄層から分離した。最後
にＧａＮ薄層の上にｐ側電極を、一方基板用層の上にｎ
側電極を、それぞれ通常の方法で形成し、かくして青色
ＬＥＤを製造した。
ッファー層としてのＭｇＯ膜を約０．０５μｍ成長させ
た。この際、ＭｇＯの酸素欠損を少なくするために、通
常のアルゴンガス導入に加えて酸素ガスの導入も併せて
行った。ＭｇＯ膜を有するサファイア種基板を通常のＭ
ＯＣＶＤ装置内に設置し、窒素を２０ＳＬＭで流しなが
ら５００℃まで昇温した。つぎにアンモニア１０ＳＬ
Ｍ、水素１０ＳＬＭ、窒素１０ＳＬＭを流しながら、そ
こへトリメチルガリウム５０μモル／分、およびシクロ
ぺンタジエニルマグネシウム１μモル／分を流し、厚さ
０．１μｍのｐ−ＧａＮ薄層を成長させた。この後１０
００℃まで昇温し、上記と全く同じ材料につき各同流量
を流して厚さ１μｍのｐ−ＧａＮクラッド層を成長させ
た。つぎに、アンモニア１０ＳＬＭと窒素１０ＳＬＭと
を流した状態で８００℃まで降温し、トリメチルガリウ
ム２５μモル／分とトリメチルインジウム２５μモル／
分とを流して厚さ０．２μｍのＩｎＧａＮ活性層を成長
させた。つぎに、窒素１０ＳＬＭとアンモニア１０ＳＬ
Ｍとを流した状態で１０００℃まで昇温し、トリメチル
ガリウム５０μモル／分とシラン（ＳｉＨ4 ）２０ｐｐ
ｍを５ｃｃを流して厚さ２μｍのｎ−ＧａＮクラッド層
を成長させた。その後、窒素２０ＳＬＭを流した状態で
７００℃まで降温し、７００℃で２０分間保持し、ｐ−
ＧａＮクラッド層の活性化処理した。さらにこの発光部
を有するサファイア種基板を通常のＨＶＰＥ装置内に設
置し、窒素１０ＳＬＭとアンモニア１０ＳＬＭとを流し
た状態で８００℃まで昇温し、８００℃において窒素と
アンモニアとを引き続き流した状態でさらに塩化水素２
０ＳＣＣＭとシラン１０ＳＣＣＭとを流して厚さ１００
μｍのｎ−ＧａＮ基板用層を成長させた。かくして得た
発光部と基板用層とを有するサファイア種基板を塩酸中
に２０分間浸漬してＭｇＯバッファー層を完全に除去し
て、サファイア種基板をＧａＮ薄層から分離した。最後
にＧａＮ薄層の上にｐ側電極を、一方基板用層の上にｎ
側電極を、それぞれ通常の方法で形成し、かくして青色
ＬＥＤを製造した。
【００２０】実施例２ ＭｇＯ膜に代えて、バッファー層として約０．０５μｍ
厚のＺｎＯ膜をスパッタ法によりサファイア種基板上に
成長させた以外は、実施例１と同様にして青色ＬＥＤを
製造した。
厚のＺｎＯ膜をスパッタ法によりサファイア種基板上に
成長させた以外は、実施例１と同様にして青色ＬＥＤを
製造した。
【００２１】実施例３ 実施例１で作製したｎ、ｐ側両電極を有するウエハーを
そのａ面に沿って劈開し、青色ＬＤを製造した。上記ウ
エハーは、その全層がＧａＮにて形成されているので、
綺麗な劈開が高歩留りにて達成された。
そのａ面に沿って劈開し、青色ＬＤを製造した。上記ウ
エハーは、その全層がＧａＮにて形成されているので、
綺麗な劈開が高歩留りにて達成された。
【００２２】実施例４ 実施例２で作製したｎ、ｐ側両電極を有するウエハーを
そのａ面に沿って劈開し、青色ＬＤを製造した。上記ウ
エハーは、その全層がＧａＮにて形成されているので、
綺麗な劈開が高歩留りにて達成された。
そのａ面に沿って劈開し、青色ＬＤを製造した。上記ウ
エハーは、その全層がＧａＮにて形成されているので、
綺麗な劈開が高歩留りにて達成された。
【００２３】実施例５ 実施例１とはｐ、ｎ両クラッド層の成長順序を逆にし
て、ｎ−ＧａＮクラッド層を先にｐ−ＧａＮクラッド層
を後にし、さらにこの発光部を有するサファイア種基板
を通常のＨＶＰＥ装置内に設置し、窒素１０ＳＬＭとア
ンモニア１０ＳＬＭとを流した状態で８００℃まで昇温
し、８００℃において窒素とアンモニアとを引き続き流
した状態でさらに塩化水素２０ＳＣＣＭとシクロペンタ
ジエニルマグネシウム１μモル／分とを流して厚さ１０
０μｍのｐ−ＧａＮ基板用層を成長させ、その後７００
℃で２０分間熱処理を行った点のみ異なり、他は実施例
１と同様にして青色ＬＥＤを製造した。
て、ｎ−ＧａＮクラッド層を先にｐ−ＧａＮクラッド層
を後にし、さらにこの発光部を有するサファイア種基板
を通常のＨＶＰＥ装置内に設置し、窒素１０ＳＬＭとア
ンモニア１０ＳＬＭとを流した状態で８００℃まで昇温
し、８００℃において窒素とアンモニアとを引き続き流
した状態でさらに塩化水素２０ＳＣＣＭとシクロペンタ
ジエニルマグネシウム１μモル／分とを流して厚さ１０
０μｍのｐ−ＧａＮ基板用層を成長させ、その後７００
℃で２０分間熱処理を行った点のみ異なり、他は実施例
１と同様にして青色ＬＥＤを製造した。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、導電性のＧａＮ系基板
を有するＬＥＤ、ＬＤが製造し得る。基板が導電性であ
るので、該基板を貫通して電流が流れるように基板の上
下面側にｐ、ｎ両電極を対向形成することができ、この
ために発光面積を大きく取ることが可能となって高輝度
のＬＥＤ、ＬＤが得られる。またＧａＮ系基板の劈開性
を利用して高性能のＬＤを容易に製造することもでき
る。
を有するＬＥＤ、ＬＤが製造し得る。基板が導電性であ
るので、該基板を貫通して電流が流れるように基板の上
下面側にｐ、ｎ両電極を対向形成することができ、この
ために発光面積を大きく取ることが可能となって高輝度
のＬＥＤ、ＬＤが得られる。またＧａＮ系基板の劈開性
を利用して高性能のＬＤを容易に製造することもでき
る。
【図１】従来の青色ＬＥＤ構造の断面図例である。
１ ｐ側電極 ２ ｎ側電極 ４ ｎ型ＧａＮ系半導体 ６ ｐ型ＧａＮ系半導体 Ｓ サファイア基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 只友 一行 兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内
Claims (4)
- 【請求項１】 種基板の上にＩｎX ＧａY ＡｌZ Ｎ（こ
こに０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、０≦Ｚ≦１、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ
＝１）からなる発光部が積層される発光部積層工程、発
光部の上にＩｎX ＧａY ＡｌZ Ｎ（ここに０≦Ｘ≦１、
０≦Ｙ≦１、０≦Ｚ≦１、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１）からなる基
板用層を形成する基板積層工程、および種基板を除去す
る種基板除去工程とからなることを特徴とする半導体発
光素子の製造方法。 - 【請求項２】 発光部のｎ層がｐ層より先に積層される
請求項１記載の半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項３】 バッファー層が周期律表の第二族元素の
酸化物にて構成されており、且つ発光部のｐ層がｎ層よ
り先に積層される請求項１記載の半導体発光素子の製造
方法。 - 【請求項４】 種基板がサファイアまたはＳｉＣからな
るものである請求項１〜３のいずれかに記載の半導体発
光素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33844396A JP3566476B2 (ja) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | 半導体発光素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33844396A JP3566476B2 (ja) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | 半導体発光素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10178201A true JPH10178201A (ja) | 1998-06-30 |
| JP3566476B2 JP3566476B2 (ja) | 2004-09-15 |
Family
ID=18318210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33844396A Expired - Fee Related JP3566476B2 (ja) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | 半導体発光素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3566476B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002021604A1 (fr) * | 2000-09-08 | 2002-03-14 | Sharp Kabushiki Kaisha | Dispositif emetteur de lumiere a semi-conducteurs au nitrure |
| US6608328B2 (en) * | 2001-02-05 | 2003-08-19 | Uni Light Technology Inc. | Semiconductor light emitting diode on a misoriented substrate |
| JP2005228944A (ja) * | 2004-02-13 | 2005-08-25 | Tsuyama National College Of Technology | 半導体基板上にモノリシックに集積化された光電子集積回路 |
| JP2005228945A (ja) * | 2004-02-13 | 2005-08-25 | Tsuyama National College Of Technology | 半導体基板上にモノリシック集積化された三波長半導体レーザアレイ装置 |
| JP2009234914A (ja) * | 2001-04-12 | 2009-10-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 発光デバイスの製造方法、発光デバイス、ＧａＮ基板の製造方法およびＧａＮ基板 |
| JP2011251877A (ja) * | 2010-06-02 | 2011-12-15 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | エピタキシャルウエーハの製造方法 |
-
1996
- 1996-12-18 JP JP33844396A patent/JP3566476B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002021604A1 (fr) * | 2000-09-08 | 2002-03-14 | Sharp Kabushiki Kaisha | Dispositif emetteur de lumiere a semi-conducteurs au nitrure |
| US6858882B2 (en) | 2000-09-08 | 2005-02-22 | Sharp Kabushiki Kaisha | Nitride semiconductor light-emitting device and optical device including the same |
| US6608328B2 (en) * | 2001-02-05 | 2003-08-19 | Uni Light Technology Inc. | Semiconductor light emitting diode on a misoriented substrate |
| JP2009234914A (ja) * | 2001-04-12 | 2009-10-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 発光デバイスの製造方法、発光デバイス、ＧａＮ基板の製造方法およびＧａＮ基板 |
| JP2005228944A (ja) * | 2004-02-13 | 2005-08-25 | Tsuyama National College Of Technology | 半導体基板上にモノリシックに集積化された光電子集積回路 |
| JP2005228945A (ja) * | 2004-02-13 | 2005-08-25 | Tsuyama National College Of Technology | 半導体基板上にモノリシック集積化された三波長半導体レーザアレイ装置 |
| JP4581080B2 (ja) * | 2004-02-13 | 2010-11-17 | 独立行政法人国立高等専門学校機構 | 半導体基板上にモノリシックに集積化された光電子集積回路 |
| JP4604189B2 (ja) * | 2004-02-13 | 2010-12-22 | 独立行政法人国立高等専門学校機構 | 半導体基板上にモノリシック集積化された三波長半導体レーザアレイ装置 |
| JP2011251877A (ja) * | 2010-06-02 | 2011-12-15 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | エピタキシャルウエーハの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3566476B2 (ja) | 2004-09-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8513694B2 (en) | Nitride semiconductor device and manufacturing method of the device | |
| JP3606015B2 (ja) | ３族窒化物半導体素子の製造方法 | |
| JP5049659B2 (ja) | Ｉｉｉ族窒化物半導体の製造方法、ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子の製造方法、及びｉｉｉ族窒化物半導体発光素子、並びにランプ | |
| KR101074178B1 (ko) | Ⅲ족 질화물 화합물 반도체 발광 소자의 제조 방법, 및 ⅲ족 질화물 화합물 반도체 발광 소자, 및 램프 | |
| JP2000323417A (ja) | Ｉｉｉ族窒化物半導体の製造方法及びｉｉｉ族窒化物半導体発光素子 | |
| JPH07273367A (ja) | 半導体基板の製造方法および発光素子の製造方法 | |
| JP2006313845A (ja) | 窒化物半導体素子およびその製法 | |
| JPH1168157A (ja) | 半導体発光素子及びその製造方法 | |
| JPH11274560A (ja) | 半導体素子およびその製造方法 | |
| JP2000114599A (ja) | 半導体発光素子 | |
| KR101008856B1 (ko) | Ⅲ족 질화물 반도체 소자의 제조방법 | |
| JP3566476B2 (ja) | 半導体発光素子の製造方法 | |
| JPH09283799A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP4313478B2 (ja) | ＡｌＧａＩｎＰ発光ダイオード | |
| JP3589000B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 | |
| JP4841206B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 | |
| JP2003209062A (ja) | 化合物半導体層の結晶成長方法及び半導体素子 | |
| JP2002289914A (ja) | 窒化物半導体素子 | |
| JP3642199B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法 | |
| JP2006344930A (ja) | Ｉｉｉ族窒化物半導体素子の製造方法 | |
| JP2002094113A (ja) | Ｉｉｉ−ｖ族窒化物系半導体発光素子の製造方法 | |
| JP3712789B2 (ja) | ３族窒化物半導体基板及び素子の製造方法 | |
| JP2002299251A (ja) | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体の製造方法及びｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子 | |
| JP2001024223A (ja) | 窒化物半導体発光ダイオード | |
| JP5179055B2 (ja) | Ｉｉｉ族窒化物半導体の製造方法、ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子の製造方法、及びｉｉｉ族窒化物半導体発光素子、並びにランプ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040426 |
|
| 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: 20040511 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040610 |
|
| R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080618 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080618 Year of fee payment: 4 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080618 Year of fee payment: 4 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080618 Year of fee payment: 4 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090618 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090618 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090618 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090618 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100618 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100618 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110618 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120618 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130618 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |