CN113345991A - 化合物半导体外延片及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种寿命特性良好的化合物半导体外延片及其制造方法。本发明的化合物半导体外延片是由p型GaAs_1‑xP_x(0.45≤x≤1.0)层与n型GaAs_1‑xP_x(0.45≤x≤1.0)层形成作为发光部的p‑n结界面，并在包含该p‑n结界面的部分形成有氮浓度固定的区域的化合物半导体外延片，在所述氮浓度固定的区域中，在2.0×10¹⁶～0.2×10¹⁶(个原子/cm³)的范围内、以从所述n型GaAs_1‑xP_x层向所述p型GaAs_1‑xP_x层的方向逐渐减少的方式掺杂作为n型掺杂剂的Te。

Description

化合物半导体外延片及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种用于发光二极管的化合物半导体外延片及其制造方法。

背景技术

将III-V族化合物半导体作为材料的发光二极管，例如磷砷化镓GaAs_1-xP_x(其中，0.45≤x≤1.0)发光二极管通过以下方式而获得：在n型磷化镓(GaP)或是砷化镓(GaAs)的单晶基板上，形成多层n型磷砷化镓GaAs_1-xP_x(或者磷化镓)的外延层，并进一步在该外延层的最上层对Zn等p型杂质进行热扩散而形成p-n结，形成发光层部。

或者，也可在形成n型磷砷化镓GaAs_1-xP_x(或者磷化镓)的外延层之后，通过一边导入Zn等p型杂质一边形成p型磷砷化镓GaAs_1-xP_x(或者磷化镓)而形成p-n结。

通过选择混晶比x，可实现从红色到橙色并涵盖黄色的波长区域，通常，将GaAs_{1- x}P_x(0.45≤x≤1.0)设为发光层的发光二极管为了提升发光效率，会掺杂氮(N)作为等电子陷阱，以使光输出提高10倍左右。

发光二极管必须亮度高，且发光二极管的亮度必须在使用中不会降低、即寿命要长。以往，为了使发光二极管的寿命增长，采取了使外延片的载流子浓度降低等手段。

例如，如专利文献1所公开地，通过将掺杂了氮的磷砷化镓GaAs_1-xP_x层的载流子浓度设为1×10¹⁵～3×10¹⁵(个原子/cm³)，可防止起因于杂质的结晶性降低，并使亮度的寿命增长。

此外，如专利文献2所公开地，通过使磷砷化镓GaAs_1-xP_x层的氮浓度及其分布最佳化，可防止氮在点(site)间的移动，即可防止占据发光点的氮随着持续对发光元件通电，向非发光点移动的劣化机制，并可使亮度的寿命增长。

然而，即使如专利文献1所公开地将掺杂了氮的磷砷化镓GaAs_1-xP_x层的载流子浓度设为1×10¹⁵～3×10¹⁵(个原子/cm³)，其寿命特性也不是非常良好。特别是浓度越低(空位状态)越容易产生如专利文献3所公开的氮在点间的移动这样的问题。

另一方面，当在外延生长中存在从晶体产生的非发光点时，仅通过如专利文献2所公开的氮浓度及其分布的最佳化，效果也并不一定充分。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6-196756号公报

专利文献2：日本特开2002-329884号公报

专利文献3：日本专利第3791672号公报

发明内容

本发明要解决的技术问题

如上所述，通过现有技术所示的以往的方法制作而成的外延片、及使用该外延片制作而成的发光二极管存在其寿命特性不够充分的问题。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种寿命特性良好的化合物半导体外延片及其制造方法。

解决技术问题的技术手段

本发明是为了达成上述目的而完成的，其提供一种化合物半导体外延片，其为由p型GaAs_1-xP_x(0.45≤x≤1.0)层与n型GaAs_1-xP_x(0.45≤x≤1.0)层形成作为发光部的p-n结界面，并在包含该p-n结界面的部分形成有氮浓度固定的区域的化合物半导体外延片，所述化合物半导体外延片中，

在所述氮浓度固定的区域中，在2.0×10¹⁶～0.2×10¹⁶(个原子/cm³)的范围内、以从所述n型GaAs_1-xP_x层向所述p型GaAs_1-xP_x层的方向逐渐减少的方式掺杂作为n型掺杂剂的Te。

若为由这种化合物半导体外延片制造的发光元件，则可为寿命特性良好的发光元件。

此外，本发明提供一种化合物半导体外延片的制造方法，其为通过氢化物气相外延法，由p型GaAs_1-xP_x(0.45≤x≤1.0)层与n型GaAs_1-xP_x(0.45≤x≤1.0)层在基板上形成作为发光部的p-n结界面的化合物半导体外延片的制造方法，该制造方法中，

在包含所述p-n结界面的部分掺杂氮，形成氮浓度固定的区域，

在该氮浓度固定的区域中，在2.0×10¹⁶～0.2×10¹⁶(个原子/cm³)的范围内、以从所述n型GaAs_1-xP_x层向所述p型GaAs_1-xP_x层的方向逐渐减少的方式掺杂作为n型掺杂剂的Te。

若为这种化合物半导体外延片的制造方法，则能够以低成本简单地制造可获得寿命特性良好的发光元件的化合物半导体外延片。

发明效果

如上所述，若为由本发明的化合物半导体外延片制造的发光元件，则可为寿命特性良好的发光元件。此外，若为本发明的化合物半导体外延片的制造方法，则能够以低成本简单地制造可获得寿命特性良好的发光元件的化合物半导体外延片。

附图说明

图1示出了通过本发明的化合物半导体外延片的制造方法而制作的化合物半导体外延片的剖面示意图的一个实例。

图2为本发明的化合物半导体外延片的制造方法的一个实例的流程图。

图3示出了可用于本发明的化合物半导体外延片的制造方法的制造装置的一个实例的剖面图。

图4为示出实施例1中的SIMS分布的图。

图5为示出比较例2中的SIMS分布的图。

附图标记说明

1：化合物半导体外延片(本发明)；2：n型GaP基板；3：第一层n型GaP缓冲层；4：第二层n型GaAs_1-yP_y层(组成变化层)；5：第三层n型GaAs_1-xP_x层(n型组成固定层)；6：第四层p型GaAs_1-xP_x层(p型组成固定层)；7：p-n结界面；8：氮掺杂层；20：石英舟；21：外延反应器；22：支撑部(holder)；23：气体导入管；24：加热器；25：Ga池；W：单晶基板。

具体实施方式

如上所述，期望开发一种寿命特性良好的GaAsP发光元件。

本申请的发明人对寿命特性良好的GaAsP发光元件反复进行研究后发现，只要为在氮浓度固定的区域中，在2.0×10¹⁶～0.2×10¹⁶(个原子/cm³)的范围内、以从n型层向p型层的方向逐渐减少的方式掺杂有作为n型掺杂剂的Te的化合物半导体外延片，便可获得寿命特性良好的发光元件，从而完成了本发明。

即，本发明的化合物半导体外延片为由p型GaAs_1-xP_x(0.45≤x≤1.0)层与n型GaAs_1-xP_x(0.45≤x≤1.0)层形成作为发光部的p-n结界面，并在包含该p-n结界面的部分形成有氮浓度固定的区域的化合物半导体外延片，该化合物半导体外延片中，

在所述氮浓度固定的区域中，在2.0×10¹⁶～0.2×10¹⁶(个原子/cm³)的范围内、以从所述n型GaAs_1-xP_x层向所述p型GaAs_1-xP_x层的方向逐渐减少的方式掺杂作为n型掺杂剂的Te。

此外，本发明的化合物半导体外延片的制造方法为通过氢化物气相外延法，由p型GaAs_1-xP_x(0.45≤x≤1.0)层与n型GaAs_1-xP_x(0.45≤x≤1.0)层在基板上形成作为发光部的p-n结界面的化合物半导体外延片的制造方法，该制造方法中，

在包含所述p-n结界面的部分掺杂氮，形成氮浓度固定的区域，

在该氮浓度固定的区域中，在2.0×10¹⁶～0.2×10¹⁶(个原子/cm³)的范围内、以从所述n型GaAs_1-xP_x层向所述p型GaAs_1-xP_x层的方向逐渐减少的方式掺杂作为n型掺杂剂的Te。

以下，参照说明书附图对本发明进行详细说明，但本发明并不限定于此。

图1为本发明的化合物半导体外延片的一个实例的剖面示意图。在化合物半导体外延片1中，作为基板例如可使用作为n型单晶基板的GaP基板或GaAs基板。在图1所示的实例中，在n型GaP基板2上形成有第一层n型GaP缓冲层3，在缓冲层3上形成有第二层n型GaAs_1-yP_y层4(组成变化层4)，在组成变化层4上形成有第三层n型GaAs_1-xP_x层5(n型组成固定层5)，在n型组成固定层5上形成有第四层p型GaAs_1-xP_x层6(p型组成固定层6)。此时，由第三层n型GaAs_1-xP_x层5(n型组成固定层5)与第四层p型GaAs_1-xP_x层6(p型组成固定层6)形成作为发光部的p-n结界面7。此外，在包含p-n结界面7的部分形成了具有氮浓度大致固定的区域的氮掺杂层8。

基板上的缓冲层没有特别限定，可与基板相同也可不同。例如，可设为与基板相同的组成。即，在为n型GaP基板2的情况下，缓冲层3可设为n型GaP。

形成在缓冲层3上的组成变化层4是组成根据与n型GaP基板2的距离而变化的层。具体而言，组成变化层4例如可为n型GaAs_1-yP_y(0.45≤y≤1.0)的层，能够以随着离n型GaP基板2越远，混晶率y会从1开始降低的方式构成。其混晶率y优选在0.45≤y≤1.0之间变化。由于基板与组成固定层的晶格常数的差较大，因此通过形成该组成变化层4可获得晶体缺陷更少的组成固定层。

在组成变化层4上形成有n型GaAs_1-xP_x层5(n型组成固定层5)。n型组成固定层5为组成(混晶率x)固定的层。当组成固定层5为GaAs_1-xP_x时，选择与LED的发光波长的值对应的混晶率x。

在该n型GaAs_1-xP_x层5(n型组成固定层5)中，使用Te作为掺杂剂。

在n型组成固定层5上形成有p型GaAs_1-xP_x层6(p型组成固定层6)。例如可使用Zn作为p型的掺杂剂。

并且，以包含p型GaAs_1-xP_x层6(p型组成固定层6)与n型GaAs_1-xP_x层5(n型组成固定层5)的界面、即作为发光部的p-n结界面7的方式，存在作为等电子陷阱的具有氮浓度大致固定的区域的氮掺杂层8。通过向具有间接跃迁型的能隙的GaAsP中掺杂氮，可提高发光元件的光输出。

此外，在氮掺杂层8中，在2.0×10¹⁶～0.2×10¹⁶(个原子/cm³)的范围内、以从n型GaAs_1-xP_x层5向p型GaAs_1-xP_x层6的方向逐渐减少的方式掺杂作为n型掺杂剂的Te。

通常，在GaAsP系发光元件中，可作为发光中心而发挥作用的氮会在半导体晶体中占据特定的点(晶格点)，存在无助于发光的点(非发光点)。认为亮度的劣化机制为氮在点间的移动，为了使寿命特性更好，减少非发光点至关重要。

在GaAsP外延片中，和不同时掺杂n型掺杂剂与氮的情况相比，同时掺杂作为n型掺杂剂的Te(碲)或S(硫)与N(氮)时的氮浓度较低。即，认为n型掺杂剂与氮占据相同的点。

本发明通过以n型掺杂剂占据非发光点，从而减少氮在点间的移动并实现寿命特性的改善。

另一方面，在为了以n型掺杂剂占据非发光点而进行掺杂时，若该掺杂剂(杂质)浓度过高则结晶性会降低，并且寿命特性会降低。

对此，由于本发明的化合物半导体外延片梯度掺杂了n型掺杂剂，即由于p-n结界面附近的n型掺杂剂为低浓度，且n型掺杂剂浓度从p型层(接合界面)向n型层方向逐渐增加，因此可同时抑制p-n结界面附近的氮在点间的移动，并防止因n型掺杂剂(杂质)浓度而造成的结晶性的降低，进而实现了寿命特性的改善。此外，通过在n型掺杂剂中使用Te可获得上述效果。

接着，参照图1～3对本发明的化合物半导体外延片的制造方法进行说明。

本发明的化合物半导体外延片的制造方法中，使用氢化物气相外延(HVPE)法来制造化合物半导体外延片。以下，以使用n型GaP基板作为单晶基板的情况为例来加以说明，但本发明并不限定于此。图2示出了本发明的化合物半导体外延片的制造方法的一个实例的流程图。此外，图3示出了可用于本发明的化合物半导体外延片的制造方法的气相生长装置的一个实例的剖面图。图3所示的气相生长装置包含：石英舟20、外延反应器21、支撑部22、气体导入管23、加热器24及镓(Ga)池25。

[准备工序]

首先，将单晶基板W及高纯度镓(Ga)分别设置于具有用于蓄积Ga的石英舟20的外延反应器21内的规定位置(单晶基板W在支撑部22上)。单晶基板除了使用n型GaP基板以外，例如也可采用n型GaAs基板等。

[第一层n型GaP缓冲层形成工序]

接着，在n型GaP基板上形成缓冲层。将氮(N₂)气从气体导入管23导入反应器21内，在充分置换去除掉空气后，导入作为载气的高纯度氢气(H₂)，并停止N₂的流动，再用加热器24进行加热而进入升温工序。并且，在确认完上述装有Ga的石英舟20的设置部分及单晶基板W的设置部分的温度固定保持于规定温度后，开始进行组成与单晶基板W相同的缓冲层(图1的缓冲层3)的气相生长。

将n型掺杂剂掺杂用气体导入反应器内，并为了生成作为周期表第III族元素成分原料的GaCl，而将高纯度氯化氢气体(HCl)吹入上述石英舟中的Ga池25，并从Ga池上表面吹出。另一方面，一边导入作为n型掺杂剂掺杂用气体的二乙基碲(DETe)、及作为周期表第V族元素成分的高纯度磷化氢气体(PH₃)，一边在单晶基板上形成缓冲层。

[第二层n型GaAs_1-yP_y层(组成变化层)形成工序]

形成缓冲层后，在缓冲层上形成第二层n型GaAs_1-yP_y层(组成变化层)。在不改变HCl与DETe的导入量的情况下，使高纯度砷化氢气体(AsH₃)的导入量逐渐增加，且同时使PH₃的导入量减少，从而在缓冲层上形成第二层n型GaAs_1-yP_y层(组成变化层)。

[第三层n型GaAs_1-xP_x层(n型组成固定层)形成工序]

形成组成变化层后，在组成变化层上形成第三层n型GaAs_1-xP_x层(n型组成固定层)。在不改变HCl、PH₃、AsH₃的导入量的情况下，一边使作为n型掺杂气体的DETe的导入量逐渐减少，一边导入含N(氮)的气体作为等电子陷阱添加用气体。作为气体，例如可使用高纯度氨气(NH₃)，但并不限定于此。

接着，在不改变HCl、PH₃、AsH₃、NH₃的导入量的情况下，使作为n型掺杂气体的DETe的导入量进一步逐渐减少，从而在第二层n型GaAs_1-yP_y层(组成变化层)上形成第三层n型GaAs_1-xP_x(n型组成固定层)。

[第四层p型GaAs_1-xP_x层(p型组成固定层)形成工序]

形成n型组成固定层后，在n型组成固定层上形成第四层p型GaAs_1-xP_x层(p型组成固定层)。在不改变HCl、PH₃、AsH₃、NH₃的导入量的情况下，一边使DETe的导入量逐渐减少，一边以逐渐升降(ramping)的方式使作为p型掺杂气体的二甲基锌(DMZn)逐渐增加至规定流量，从而形成p型GaAs_1-xP_x层。

接着，在不改变HCl、PH₃、AsH₃、DETe、DMZn的导入量的情况下，使NH₃的导入量逐渐减少而停止NH₃的导入。接着在不改变HCl、PH₃、AsH₃、DETe的导入量的情况下，以逐渐升降的方式使DMZn的流量进一步逐渐增加，固定DMZn的流量，在第三层n型GaAs_1-xP_x层(n型组成固定层)上形成第四层p型GaAs_1-xP_x层(p型组成固定层)，并结束气相生长。

在本发明的化合物半导体外延片的制造方法中，例如，能够利用质量流量控制器(MFC)进行流量控制，同时以逐渐升降的方式使DETe的导入量从8sccm逐渐减少到1sccm，使化合物半导体外延片生长。此外，例如，也可使用反应器及管道内的残留气体而使n型掺杂剂(Te)浓度逐渐减少。即，虽通过关闭供给阀而停止了DETe的供给，但由于连续地进行生长，导入管道(DETe出口至反应器入口间的管道)内的残留气体会通过反应器而被逐渐排出，其结果，可进行与利用MFC进行流量控制时相同的掺杂。

如上所述，本发明的化合物半导体外延片的制造方法能够制造出图1中以剖面图的形式示出的化合物半导体外延片。

实施例

以下，列举实施例并对本发明进行详细说明，但其并不限定本发明。

(实施例1)

通过HVPE法如下所述地制作外延片。

[准备工序]

将n型GaP单晶基板及高纯度镓(Ga)分别设置于附有用于蓄积Ga的石英舟的外延反应器内的规定位置。GaP基板中添加有3～10×10¹⁷(个原子/cm³)的碲(Te)，并且是直径为50mm的圆形且具有从(100)面向[011]方向偏移了10(°)的面。将它们同时配置于支撑部上，并使支撑部每分钟旋转八圈。

接着，将氮(N₂)气导入反应器内20分钟，在充分置换去除掉空气后，以每分钟6500sccm导入作为载气的高纯度氢气(H₂)，并停止氮气的流动，进入升温工序。在确认完装有Ga的石英舟设置部分及GaP单晶基板设置部分的温度分别保持于固定温度后，开始进行GaAs_1-xP_x外延膜的气相生长。

[第一层n型GaP缓冲层形成工序]

导入用氢气稀释过的作为n型掺杂气体的DETe(二乙基碲)，并为了生成作为周期表第III族元素成分原料的GaCl，而将高纯度氯化氢气体(HCl)吹入上述石英舟中的Ga池，并从Ga池上表面吹出。另一方面，一边导入高纯度磷化氢气体(PH₃)作为周期表第V族元素成分，一边使作为第一层的n型GaP缓冲层在n型GaP基板上生长。

[第二层n型GaAs_1-yP_y层(组成变化层)形成工序]

形成缓冲层后，在不改变HCl的导入量的情况下，开始进行高纯度砷化氢气体(AsH₃)的导入，并使导入量逐渐增加。且同时使PH₃的导入量减少，从而在第一层n型GaP缓冲层上形成第二层n型GaAs_1-yP_y层(组成变化层)。

[第三层n型GaAs_1-xP_x层(n型组成固定层)形成工序]

形成组成变化层后，在不改变HCl、PH₃、AsH₃的导入量的情况下，一边使作为n型掺杂气体的DETe的导入量逐渐减少，一边导入高纯度氨气(NH₃)作为等电子陷阱添加用气体。在不改变HCl、PH₃、AsH₃、NH₃的导入量的情况下，使作为n型掺杂气体的DETe的导入量进一步逐渐减少，从而在组成变化层上形成第三层n型GaAs_1-xP_x层(n型组成固定层)。

[第四层p型GaAs_1-xP_x层(p型组成固定层)形成工序]

形成n型组成固定层后，在不改变HCl、PH₃、AsH₃、NH₃的导入量的情况下，一边使DETe的导入量逐渐减少，一边以逐渐升降的方式使作为p型掺杂气体的DMZn逐渐增加至规定流量，形成p型GaAs_1-xP_x层。接着，在不改变HCl、PH₃、AsH₃、DETe、DMZn的导入量的情况下，使NH₃的导入量逐渐减少而停止NH₃的导入。接着，在不改变HCl、PH₃、AsH₃、DETe的导入量的情况下，以逐渐升降的方式使DMZn的流量进一步逐渐增加，固定DMZn的流量，在n型组成固定层上形成第四层p型GaAs_1-xP_x层(p型组成固定层)后，结束气相生长，制造出化合物半导体外延片。

另外，在制造化合物半导体外延片时，如上所述，通过一边使DETe的导入量逐渐减少一边进行生长，从而在第三层n型GaAs_1-xP_x层(n型组成固定层)～第四层p型GaAs_1-xP_x层(p型组成固定层)中的氮浓度固定的区域(氮浓度固定区域)中，制作以从第三层n型GaAs_1-xP_x层(n型组成固定层)向第四层p型GaAs_1-xP_x层(p型组成固定层)的方向逐渐减少的方式掺杂了n型掺杂剂(Te)的层(梯度掺杂)。此外，以由1.0×10¹⁶(个原子/cm³)至0.2×10¹⁶(个原子/cm³)的方式，对此时的n型掺杂剂(Te)浓度进行了控制。

制作完成的化合物半导体外延片中，第一层n型GaP缓冲层厚度约为5μm，第二层n型GaAs_1-yP_y层(组成变化层)厚度约为20μm，第三层n型GaAs_1-xP_x层(n型组成固定层)厚度约为15μm，且第四层p型GaAs_1-xP_x层(p型组成固定层)厚度约为15μm。此外，包含p-n结界面的氮浓度固定区域约为15μm。

[评价]

为了评价如此制作的外延片的寿命特性(起始亮度与通电后亮度的残留率，即，残留率＝(通电后亮度/起始亮度)×100))，进行步骤如下的评价。

首先，将制作完成的化合物半导体外延片取出，进行背面研磨。然后，在晶圆背面形成n型电极，并在表面的外延层上形成p型电极。在裁切成280μm见方的尺寸后，在距离晶圆外周侧5mm附近，从定向平面部(OF部)、OF部的相反侧部分(反OF部)及晶圆中心部这三个位置各取两个、共取出六个芯片。由取出的芯片制作LED灯，并测量流过直流电流20mA时的亮度。然后，进行50mA、25℃、168小时的通电并再次进行亮度的测量。根据刚制作后(起始)的亮度与通电后的亮度的值计算出残留率。将结果示于表1。

(实施例2)

除了将氮浓度固定区域的n型掺杂剂(Te)浓度设为由0.9×10¹⁶(个原子/cm³)至0.2×10¹⁶(个原子/cm³)而进行梯度掺杂以外，均与实施例1相同。将结果一并示于表1。

(实施例3)

除了将氮浓度固定区域的n型掺杂剂(Te)浓度设为由0.8×10¹⁶(个原子/cm³)至0.2×10¹⁶(个原子/cm³)而进行梯度掺杂以外，均与实施例1相同。将结果一并示于表1。

(实施例4)

除了将氮浓度固定区域的n型掺杂剂(Te)浓度设为由2.0×10¹⁶(个原子/cm³)至0.4×10¹⁶(个原子/cm³)而进行梯度掺杂以外，均与实施例1相同。将结果一并示于表1。

(比较例1)

除了将氮浓度固定区域的n型掺杂剂(Te)浓度设为由9.0×10¹⁶(个原子/cm³)至1.8×10¹⁶(个原子/cm³)而进行梯度掺杂以外，均与实施例1相同。将结果一并示于表1。

(比较例2)

除了将氮浓度固定区域的n型掺杂剂(Te)浓度设为0.4×10¹⁶(个原子/cm³)而进行均匀掺杂以外，均与实施例1相同。将结果一并示于表1。

(比较例3)

除了将硫化氢气体(H₂S)用作n型掺杂气体，并将氮浓度固定区域的n型掺杂剂(S)浓度设为由2.0×10¹⁶(个原子/cm³)至0.4×10¹⁶(个原子/cm³)而进行梯度掺杂以外，均与实施例1相同。将结果一并示于表1。

(比较例4)

除了将硫化氢气体(H₂S)用作n型掺杂气体，并将氮浓度固定区域的n型掺杂剂(S)浓度设为0.2×10¹⁶(个原子/cm³)而进行均匀掺杂以外，均与实施例1相同。将结果一并示于表1。

[表1]

此外，将实施例1(梯度掺杂例)与比较例2(均匀掺杂例)的SIMS分布示于图4及图5。

在比较例1中，虽将n型掺杂剂设为Te，并且在包含p-n结界面的氮浓度固定区域中，将Te浓度以由9.0×10¹⁶(个原子/cm³)至1.8×10¹⁶(个原子/cm³)的高浓度进行了梯度掺杂，但亮度的残留率并未提高。此外，在比较例2中，虽将Te浓度设为0.4×10¹⁶(个原子/cm³)而进行了均匀掺杂，但亮度的残留率并未提高。在比较例3中，虽将n型掺杂剂设为S，并在包含p-n结界面的氮浓度固定区域中，将S浓度设为由2.0×10¹⁶(个原子/cm³)至0.4×10¹⁶(个原子/cm³)而进行了梯度掺杂，但亮度的残留率并未提高。此外，在比较例4中，虽将S浓度设为0.2×10¹⁶(个原子/cm³)而进行了均匀掺杂，但亮度的残留率并未提高。

与此不同，本发明的化合物半导体外延片由于将n型掺杂剂设为Te，并通过在包含p-n结界面的氮浓度固定区域中，将Te浓度在2.0×10¹⁶～0.2×10¹⁶(个原子/cm³)的范围内进行梯度掺杂，因此亮度的残留率得到提高。

如上所述，若为本发明的化合物半导体外延片，则可为寿命特性良好的化合物半导体外延片。此外，若为本发明的化合物半导体外延片的制造方法，就能够以低成本简单地制造可获得寿命特性良好的发光元件的化合物半导体外延片。

另外，本发明不限于上述实施方案。上述实施方案为例示，具有和本发明的权利要求书中记载的技术构思实质相同的构成，且发挥同样的作用效果的技术方案均包含在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种化合物半导体外延片，其为由p型GaAs_1-xP_x层与n型GaAs_1-xP_x层形成作为发光部的p-n结界面，并在包含该p-n结界面的部分形成有氮浓度固定的区域的化合物半导体外延片，其中，0.45≤x≤1.0，所述化合物半导体外延片的特征在于，

在所述氮浓度固定的区域中，在2.0×10¹⁶～0.2×10¹⁶个原子/cm³的范围内、以从所述n型GaAs_1-xP_x层向所述p型GaAs_1-xP_x层的方向逐渐减少的方式掺杂作为n型掺杂剂的Te。

2.一种化合物半导体外延片的制造方法，其为通过氢化物气相外延法，由p型GaAs_1-xP_x层与n型GaAs_1-xP_x层在基板上形成作为发光部的p-n结界面的化合物半导体外延片的制造方法，其中，0.45≤x≤1.0，所述制造方法的特征在于，

在包含所述p-n结界面的部分掺杂氮，形成氮浓度固定的区域，

在该氮浓度固定的区域中，在2.0×10¹⁶～0.2×10¹⁶个原子/cm³的范围内、以从所述n型GaAs_1-xP_x层向所述p型GaAs_1-xP_x层的方向逐渐减少的方式掺杂作为n型掺杂剂的Te。

Images