JPS5846686A - 青色発光素子 - Google Patents
青色発光素子Info
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- JPS5846686A JPS5846686A JP56145168A JP14516881A JPS5846686A JP S5846686 A JPS5846686 A JP S5846686A JP 56145168 A JP56145168 A JP 56145168A JP 14516881 A JP14516881 A JP 14516881A JP S5846686 A JPS5846686 A JP S5846686A
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Classifications
-
- 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
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
- H01L33/0066—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound
- H01L33/007—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound comprising nitride compounds
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は青色発光素子に−する。
璃在、可視発巻素子は赤色、緑色、値色績び橙を
色の発光が可能声のが実用化されている。また最近では
１つの発光素子で赤から緑までの発光色を順次可変可能
な多色発光素子が開発され、実用化されつつある。とこ
ろが光の三原色の一つである青色を発する青色発光素子
に関しては古くから研究されているが未だに実用化でき
る段階に到っていなＩ／１゜ 上記青色発光素子の材料としては、ＧａＮ、ＳｉＣ，Ｚ
ｎ５ａ、ＺｎＳ等が挙げられている。
１つの発光素子で赤から緑までの発光色を順次可変可能
な多色発光素子が開発され、実用化されつつある。とこ
ろが光の三原色の一つである青色を発する青色発光素子
に関しては古くから研究されているが未だに実用化でき
る段階に到っていなＩ／１゜ 上記青色発光素子の材料としては、ＧａＮ、ＳｉＣ，Ｚ
ｎ５ａ、ＺｎＳ等が挙げられている。
なかでも（ｙａ Ｎ （窒化ガリウム）は室温で３．５
ｍＶと高いバンドギャップを有し、かつＬ［播遷移の画
−Ｖ族化合物半導体であるので青色発光素子材料として
有望視されている。
ｍＶと高いバンドギャップを有し、かつＬ［播遷移の画
−Ｖ族化合物半導体であるので青色発光素子材料として
有望視されている。
従来、Ｇａｇ単結晶の作製方法としてはＧａＣ／−ＮＨ
＆Ｃ塩化ガリウム−アンモニア）系の直播反応を甲いた
気相成長が一般的であり、基板としてはチファイヤ（Ａ
ｌ：ｚＯｓ ＞単結晶を中い９５０〜１０５０℃とい
う高湿中で成長させていた。
＆Ｃ塩化ガリウム−アンモニア）系の直播反応を甲いた
気相成長が一般的であり、基板としてはチファイヤ（Ａ
ｌ：ｚＯｓ ＞単結晶を中い９５０〜１０５０℃とい
う高湿中で成長させていた。
ところがＧａＮ中のＭＣ窒素）は揮発性で、かつ成長温
間が高温（９５０〜１０５０℃）であるため成長したＧ
ａＮはＮが抜は多くの窒素空格子が発生して電子濃イが
１０１８〜１０２０儂４ と非常に強いＮ型特性を示す
。
間が高温（９５０〜１０５０℃）であるため成長したＧ
ａＮはＮが抜は多くの窒素空格子が発生して電子濃イが
１０１８〜１０２０儂４ と非常に強いＮ型特性を示す
。
斯るＧａＮより青色発光素子を作る場合、Ｐ型不純物と
してＺｓをドープしてもＰ型層ができず高抵抗層にしか
ならないので構造的にはＰ−Ｎ接合構造ではなく通常Ｍ
ｉｓｔ金属、絶縁層、半導体）構造が用いられている。
してＺｓをドープしてもＰ型層ができず高抵抗層にしか
ならないので構造的にはＰ−Ｎ接合構造ではなく通常Ｍ
ｉｓｔ金属、絶縁層、半導体）構造が用いられている。
ＭＩＳ構造における駆動電圧は１層に依存し。
１層が厚くなると駆動電圧が高くなり、駆動電圧を低く
する（二は１層を薄くアろ必要があるが、薄い１層を得
るには成長層表面の平坦性が問題となリ、極めて平坦な
表面をもつＧａＮ単結晶を得ることは現在の技術では非
常に難しい。また１層形成にＺｎ不純物添加を行なうが
、ｍ加電が易いと発光レベルが赤色レベルとか緑色レベ
ルとかに変化する慣れがあ１１．ＺＷｍ加量０制御が非
常に難しく再現性に乏しい。更にＭＩＳ構命は、Ｐ−Ｖ
接合構造に比べて９子、正孔の注入効率が低いという問
題があった。
する（二は１層を薄くアろ必要があるが、薄い１層を得
るには成長層表面の平坦性が問題となリ、極めて平坦な
表面をもつＧａＮ単結晶を得ることは現在の技術では非
常に難しい。また１層形成にＺｎ不純物添加を行なうが
、ｍ加電が易いと発光レベルが赤色レベルとか緑色レベ
ルとかに変化する慣れがあ１１．ＺＷｍ加量０制御が非
常に難しく再現性に乏しい。更にＭＩＳ構命は、Ｐ−Ｖ
接合構造に比べて９子、正孔の注入効率が低いという問
題があった。
本発明は上記の諸問題に鑑みてなされたもので再現性が
良く、かつ電子、正孔の注入効率の高い青色発光素子を
提供せんとするものであり、以下実施例につき本発明を
詳述する。
良く、かつ電子、正孔の注入効率の高い青色発光素子を
提供せんとするものであり、以下実施例につき本発明を
詳述する。
＠１図は本発明の青色発光素子の一実施例を示し、イ１
）は−主面が（０００１）０面であるサファイヤｉＡｌ
！２０ｓ）基板、（２）は該基板−１１上に形成された
アンドープＧａＮ層であり、該層（２）は９００〜１１
００℃の高温中でＧａＣｌニー〜Ｈ３系の直接反応を利
用した気相１１１２畏により得られる。また上記アンド
ープ層（２）は既述したように１素が抜けてキ示すＮ＋
型ＧａＮ層である。
）は−主面が（０００１）０面であるサファイヤｉＡｌ
！２０ｓ）基板、（２）は該基板−１１上に形成された
アンドープＧａＮ層であり、該層（２）は９００〜１１
００℃の高温中でＧａＣｌニー〜Ｈ３系の直接反応を利
用した気相１１１２畏により得られる。また上記アンド
ープ層（２）は既述したように１素が抜けてキ示すＮ＋
型ＧａＮ層である。
＋３）は上記アンドープ層（２）上ｉ二形成されたＮ型
出Ｍ層であ畳ハ＃ｊＮ型Ｇ ａ Ｎ ＠（３１）１上記
Ｎ型ＧａＮ層Ｎ２）成長条件下でンース温賀を３５０
℃としでｈをドーピングして形成される。また斯るに型
ＧαＮ ＩＩ １３）はＨａ−Ｃｄレーザを用いてホト
ルミネッセンスを−ベると４４ Ｑ ｎｍ ｌニビーク
をもつ純粋な青色発光を示し、更ｇ：このと這のキャリ
アミＫ雫ＩＱ”ｃｘ’ｌＪ賀である。
出Ｍ層であ畳ハ＃ｊＮ型Ｇ ａ Ｎ ＠（３１）１上記
Ｎ型ＧａＮ層Ｎ２）成長条件下でンース温賀を３５０
℃としでｈをドーピングして形成される。また斯るに型
ＧαＮ ＩＩ １３）はＨａ−Ｃｄレーザを用いてホト
ルミネッセンスを−ベると４４ Ｑ ｎｍ ｌニビーク
をもつ純粋な青色発光を示し、更ｇ：このと這のキャリ
アミＫ雫ＩＱ”ｃｘ’ｌＪ賀である。
＋４１は上記Ｎ型ＧａＮ層（３）上に形成されたＰ型Ｓ
ｉＣアモルファス層であり、該アモルファス層（４）は
４５０〜６００℃で５ｉＨａ（Ｖ−７ン）・ガスとＣ皇
Ｈａ（エチレン）ガスとをプラズム反応させて形成スル
、尚、このときＰ型不純物としてのＡＩ！（アルミニウ
ム］のドーピングはジメチルアルミのような荷機アルミ
を水素ガス等の不活性なキャリアガス鑑：より供給する
ことにより行ない、そのときのキャリア濃度は約、 ０
１９ｃ、−ｓとした。（５）は上記アモルファス層（４
）上に二形成された＠ｌｆｉ極であり、１電１１ｉｉ＋
５１はｌ／−５ｉ合金からなる。ｆ６）は對型ＧａＮ層
（２）側壁に形成され、１％（インジウム）からなる第
２電極である。
ｉＣアモルファス層であり、該アモルファス層（４）は
４５０〜６００℃で５ｉＨａ（Ｖ−７ン）・ガスとＣ皇
Ｈａ（エチレン）ガスとをプラズム反応させて形成スル
、尚、このときＰ型不純物としてのＡＩ！（アルミニウ
ム］のドーピングはジメチルアルミのような荷機アルミ
を水素ガス等の不活性なキャリアガス鑑：より供給する
ことにより行ない、そのときのキャリア濃度は約、 ０
１９ｃ、−ｓとした。（５）は上記アモルファス層（４
）上に二形成された＠ｌｆｉ極であり、１電１１ｉｉ＋
５１はｌ／−５ｉ合金からなる。ｆ６）は對型ＧａＮ層
（２）側壁に形成され、１％（インジウム）からなる第
２電極である。
本実施例の素子では、バンドギャップが約３．０−Ｖと
大きく、かつキャリアＡｌｌ’がＮ型ＧａＮ層（３）よ
喬）大きなＰ型ＳｉＣアモルファス層＋４）をＮ型Ｇａ
Ｎ層（３）上に形５！することによりヘデロＰ−Ｎ播合
構造となるので従来のＭｉｓｇ造に較べて一子、正孔の
注入効率が高くなり発光効率も高まる。
大きく、かつキャリアＡｌｌ’がＮ型ＧａＮ層（３）よ
喬）大きなＰ型ＳｉＣアモルファス層＋４）をＮ型Ｇａ
Ｎ層（３）上に形５！することによりヘデロＰ−Ｎ播合
構造となるので従来のＭｉｓｇ造に較べて一子、正孔の
注入効率が高くなり発光効率も高まる。
また、Ｐ型層として低温（４５０〜６００℃）成長可能
なＰ型５ｉＣｊｔアモルファス層Ｃ４）を選んだので斯
るアモルファス層＋４）形成時にＧ ＠ ７Ｖ層中の窒
素が抜けることはなく、更にアモルファスであるため感
：格子定数等の違いから起こる結晶歪が生じる危惧もな
い。
なＰ型５ｉＣｊｔアモルファス層Ｃ４）を選んだので斯
るアモルファス層＋４）形成時にＧ ＠ ７Ｖ層中の窒
素が抜けることはなく、更にアモルファスであるため感
：格子定数等の違いから起こる結晶歪が生じる危惧もな
い。
以上の説明から明らかな如く１本発明によれば電子、正
孔の注入効率が高く発光効率ｕ１良い青色発光素子を得
ることができる。
孔の注入効率が高く発光効率ｕ１良い青色発光素子を得
ることができる。
図は本発明の一実施例を示す断面図である。
（３）・・・Ｎ型ＧａＮ層、（４）・・・Ｐ型ＳＬＣア
モルファス層。
モルファス層。
Claims (1)
- ■ Ｎ型ＧａＮ層、該Ｇａｇ層上に形成されたＰ型Ｓｉ
Ｃアモルファス層からなる青色発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56145168A JPS5846686A (ja) | 1981-09-14 | 1981-09-14 | 青色発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56145168A JPS5846686A (ja) | 1981-09-14 | 1981-09-14 | 青色発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5846686A true JPS5846686A (ja) | 1983-03-18 |
Family
ID=15378997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56145168A Pending JPS5846686A (ja) | 1981-09-14 | 1981-09-14 | 青色発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5846686A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02177577A (ja) * | 1988-12-28 | 1990-07-10 | Sharp Corp | 発光ダイオード |
| US5278433A (en) * | 1990-02-28 | 1994-01-11 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Light-emitting semiconductor device using gallium nitride group compound with double layer structures for the n-layer and/or the i-layer |
| US5408120A (en) * | 1992-07-23 | 1995-04-18 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Light-emitting device of gallium nitride compound semiconductor |
| JPH09307190A (ja) * | 1996-05-15 | 1997-11-28 | Fuji Photo Film Co Ltd | ＡｌＩｎＧａＮ系半導体発光素子および半導体発光装置 |
| US5733796A (en) * | 1990-02-28 | 1998-03-31 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Light-emitting semiconductor device using gallium nitride group compound |
| US6362017B1 (en) | 1990-02-28 | 2002-03-26 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Light-emitting semiconductor device using gallium nitride group compound |
| KR20030001566A (ko) * | 2001-06-25 | 2003-01-08 | 대한민국 (한밭대학총장) | 질화갈륨 분말 제조장치와 그 제조방법 및 그를 이용한전기발광소자 |
| US6830992B1 (en) | 1990-02-28 | 2004-12-14 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Method for manufacturing a gallium nitride group compound semiconductor |
-
1981
- 1981-09-14 JP JP56145168A patent/JPS5846686A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02177577A (ja) * | 1988-12-28 | 1990-07-10 | Sharp Corp | 発光ダイオード |
| US6472690B1 (en) | 1990-02-28 | 2002-10-29 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Gallium nitride group compound semiconductor |
| US6593599B1 (en) | 1990-02-28 | 2003-07-15 | Japan Science And Technology Corporation | Light-emitting semiconductor device using gallium nitride group compound |
| US6984536B2 (en) | 1990-02-28 | 2006-01-10 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Method for manufacturing a gallium nitride group compound semiconductor |
| US5733796A (en) * | 1990-02-28 | 1998-03-31 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Light-emitting semiconductor device using gallium nitride group compound |
| US6830992B1 (en) | 1990-02-28 | 2004-12-14 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Method for manufacturing a gallium nitride group compound semiconductor |
| US6249012B1 (en) | 1990-02-28 | 2001-06-19 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Light emitting semiconductor device using gallium nitride group compound |
| US6362017B1 (en) | 1990-02-28 | 2002-03-26 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Light-emitting semiconductor device using gallium nitride group compound |
| US6472689B1 (en) | 1990-02-28 | 2002-10-29 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Light emitting device |
| US5278433A (en) * | 1990-02-28 | 1994-01-11 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Light-emitting semiconductor device using gallium nitride group compound with double layer structures for the n-layer and/or the i-layer |
| US6607595B1 (en) | 1990-02-28 | 2003-08-19 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Method for producing a light-emitting semiconductor device |
| US5408120A (en) * | 1992-07-23 | 1995-04-18 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Light-emitting device of gallium nitride compound semiconductor |
| USRE36747E (en) * | 1992-07-23 | 2000-06-27 | Toyoda Gosei Co., Ltd | Light-emitting device of gallium nitride compound semiconductor |
| JPH09307190A (ja) * | 1996-05-15 | 1997-11-28 | Fuji Photo Film Co Ltd | ＡｌＩｎＧａＮ系半導体発光素子および半導体発光装置 |
| KR20030001566A (ko) * | 2001-06-25 | 2003-01-08 | 대한민국 (한밭대학총장) | 질화갈륨 분말 제조장치와 그 제조방법 및 그를 이용한전기발광소자 |
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