JPH10261816A - Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same - Google Patents
Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the sameInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体発光素子及びその製造方法に関し、所
要のIn組成をもつInGaN結晶の成長温度を高くす
ることを可能にし、発光効率が高い半導体発光素子がえ
られるようにする。
【解決手段】 6H−SiC(0001)C 基板1に於
ける(0001)C 面上に積層形成されたノンドープI
nGaN井戸層及びノンドープGaNバリヤ層で構成さ
れたMQW活性層4を含むGaN系の窒化物半導体層、
例えば、GaN、Inx Ga1-x N、Aly Ga1-y N
などの窒化物半導体層で半導体発光素子を形成する。
(57) Abstract: A semiconductor light-emitting device and a method for manufacturing the same are provided, in which the growth temperature of an InGaN crystal having a required In composition can be increased, and a semiconductor light-emitting device having high luminous efficiency can be obtained. . SOLUTION: A non-doped I laminated on a (0001) C plane in a 6H-SiC (0001) C substrate 1 is provided.
a GaN-based nitride semiconductor layer including an MQW active layer 4 composed of an nGaN well layer and a non-doped GaN barrier layer;
For example, GaN, In x Ga 1- x N, Al y Ga 1-y N
A semiconductor light-emitting element is formed using a nitride semiconductor layer such as the one described above.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、GaN系の窒化物
半導体(例えば、GaN、Inx Ga1-x N、Aly G
a1-y Nなど)を材料とする半導体発光素子及びその製
造方法に関する。The present invention relates to a GaN-based nitride semiconductor (for example, GaN, In x Ga 1 -xN, Al y G
a 1-y N) and a method for manufacturing the same.
【0002】GaN系の発光ダイオードは、緑域から紫
外域に発光波長をもち、ディスプレイ用の光源として期
待され、また、GaN系の半導体レーザは、青域から紫
外域に発光波長をもち、現在、赤色半導体レーザが用い
られている光磁気ディスクなどのディジタル情報記録装
置の記憶密度を更に向上させることが可能な光源として
期待されているところであるが、多用されているサファ
イア(Al2 O3 )基板が劈開できない旨の問題があ
り、これを解消しなければならない。[0002] GaN-based light emitting diodes have emission wavelengths from the green region to the ultraviolet region and are expected as light sources for displays. GaN-based semiconductor lasers have emission wavelengths from the blue region to the ultraviolet region. Although sapphire (Al 2 O 3 ) has been expected as a light source capable of further improving the storage density of a digital information recording device such as a magneto-optical disk using a red semiconductor laser. There is a problem that the substrate cannot be cleaved, and this must be solved.
【0003】[0003]
【従来の技術】現在、前記種類の半導体発光素子では、
基板として面指数が(0001)であるサファイアが用
いられ、基板上には高品質のGaN系結晶を成長させる
ことが可能であり、また、安価であり、且つ、大面積の
ものを入手し易いなど、多くの利点をもっているのであ
るが、(0001)サファイア基板は、表面に垂直な劈
開面をもたない為、再現性よく劈開を行なうことができ
ない。2. Description of the Related Art At present, a semiconductor light emitting device of the type described above includes:
Sapphire having a plane index of (0001) is used as a substrate, a high-quality GaN-based crystal can be grown on the substrate, and a low-cost, large-area one can be easily obtained. Although there are many advantages, such as that, the (0001) sapphire substrate does not have a cleavage plane perpendicular to the surface, so that cleavage cannot be performed with good reproducibility.
【0004】これは、通常、劈開を利用して実現されて
いる素子分離やレーザ共振器の作製に於いて特に問題と
なる。[0004] This is a particular problem in device isolation or fabrication of a laser resonator which is usually realized by using cleavage.
【0005】現在、素子分離をダイシング・ソーを用い
て行なっているが、切り代として素子寸法と同程度(2
00〔μm〕〜300〔μm〕の幅を必要とするので、
この切り代に依る無駄が大きい旨の問題がある。At present, element separation is performed by using a dicing saw.
Since a width of 00 [μm] to 300 [μm] is required,
There is a problem that waste due to this cutting margin is large.
【0006】また、レーザ共振器の作製には、ドライ・
エッチング法に依る手段も採られているが、平坦性や垂
直性が悪い旨の問題がある。[0006] In addition, a dry cavity
Although a method using an etching method is employed, there is a problem that flatness and verticality are poor.
【0007】そこで、サファイアに代わる基板として、
垂直劈開面をもつ6H−SiC(0001)Si基板が注
目され、その上にLED(light emittin
gdiode)を作製した半導体発光素子が知られてい
る。Therefore, as a substrate replacing sapphire,
Attention has been paid to a 6H-SiC (0001) Si substrate having a vertical cleavage plane, and an LED (light emittin)
2. Description of the Related Art A semiconductor light emitting device for which g diode is manufactured is known.
【0008】6H−SiCの(0001)面には、極性
があって、Si原子が表出されているSi面とC原子が
表出されているC面とがあり、(0001)面をもつS
iC基板では、表面側がSiであれば、裏面側はC面で
ある。[0008] The (0001) plane of 6H-SiC has polarity, and includes a Si plane in which Si atoms are exposed and a C plane in which C atoms are exposed, and has a (0001) plane. S
In the iC substrate, if the front surface is Si, the back surface is the C surface.
【0009】GaN系半導体発光素子の基板としてはS
i面が用いられ、これは、Si面を用いた場合、GaN
系結晶の平坦な表面が容易に得られることに起因してい
る。The substrate of the GaN-based semiconductor light emitting device is S
An i-plane is used, which, when using a Si plane, is GaN
This is because a flat surface of the system crystal can be easily obtained.
【0010】通常、C面を用いた場合には、凹凸が激し
い表面しか得られず、平坦な表面を得る手段は実現され
ていない。Normally, when the C plane is used, only a surface with severe irregularities can be obtained, and no means for obtaining a flat surface has been realized.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】6H−SiC(000
1)Si基板を用いた場合の問題点の一つに、発光層とな
るInGaN結晶の成長温度が低く、従って、良い結晶
とならず、発光効率が低いことが挙げられる。SUMMARY OF THE INVENTION 6H-SiC (000
1) One of the problems in the case of using a Si substrate is that the growth temperature of the InGaN crystal serving as the light emitting layer is low, so that a good crystal is not obtained, and the luminous efficiency is low.
【0012】InGaN結晶は成長温度が高くするほど
良い結晶が得られ、発光効率は向上するのであるが、そ
のようにすると、所望のIn組成が得られない。As the growth temperature of the InGaN crystal becomes higher, a better crystal is obtained and the luminous efficiency is improved. However, in such a case, a desired In composition cannot be obtained.
【0013】因みに、GaNやAlGaNの成長温度が
1000〔℃〕程度あるのに対し、InGaNの成長温
度は800〔℃〕程度である。Incidentally, while the growth temperature of GaN or AlGaN is about 1000 ° C., the growth temperature of InGaN is about 800 ° C.
【0014】図5は成長温度を一定にした場合のInの
供給量とInGaN結晶のIn組成との関係を表す線図
であり、横軸に原料ガス中のIn組成をとり、縦軸に結
晶中のIn組成をそれぞれとってある。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the supply amount of In and the In composition of the InGaN crystal when the growth temperature is kept constant. The horizontal axis represents the In composition in the source gas, and the vertical axis represents the crystal. The In composition in each is taken.
【0015】図から判るように、Inの供給量を増加さ
せても、結晶中のInの量は増加することなく飽和す
る。As can be seen from the figure, even if the supply amount of In is increased, the amount of In in the crystal is saturated without increasing.
【0016】図6は成長温度と結晶中に取り込まれる最
大のIn組成との関係を示す線図であり、横軸に成長温
度をとり、縦軸に結晶中のIn組成をそれぞれとってあ
る。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the growth temperature and the maximum In composition taken into the crystal. The horizontal axis indicates the growth temperature, and the vertical axis indicates the In composition in the crystal.
【0017】図から判るように、成長温度が低いほど、
結晶中にはInが取り込まれ易いことが看取される。As can be seen from the figure, the lower the growth temperature,
It is observed that In is easily taken into the crystal.
【0018】図5及び図6のデータからすると、必要と
されるIn組成の結晶を成長させようとした場合、成長
温度には上限が存在し、その温度よりも高くはできない
ことが理解されよう。From the data shown in FIGS. 5 and 6, it can be understood that there is an upper limit to the growth temperature when a crystal having a required In composition is grown, and the growth temperature cannot be higher than the upper limit. .
【0019】本発明者の知見では、前記上限の温度でI
nGaN結晶を成長しても、その結晶性は悪く、従っ
て、発光効率は低い。According to the inventor's knowledge, at the above-mentioned upper limit temperature, I
Even if an nGaN crystal is grown, its crystallinity is poor, and thus the luminous efficiency is low.
【0020】本発明では、所要のIn組成をもつInG
aN結晶の成長温度を高くすることを可能にし、発光効
率が高い半導体発光素子がえられるようにする。In the present invention, InG having a required In composition
It is possible to increase the growth temperature of the aN crystal and obtain a semiconductor light emitting device having high luminous efficiency.
【0021】[0021]
【課題を解決するための手段】本発明に依れば、6H−
SiC単結晶に於ける(0001)C 面を表面とする基
板上に表面が平坦なInGaN結晶層を形成することが
できるのであるが、その原理は、本発明者に依る二つの
発見が基礎になっている。According to the present invention, 6H-
An InGaN crystal layer having a flat surface can be formed on a substrate having a (0001) C- plane as a surface in a SiC single crystal, and its principle is based on two findings by the present inventors. Has become.
【0022】第一の発見は、基板として6H−SiC
(0001)siを用いる代わりに6H−SiC(000
1)C を用いるとInGaN結晶中に取り込まれる最大
のIn量を増大させることができるということである。The first finding was that 6H-SiC was used as the substrate.
Instead of using (0001) si , 6H-SiC (000
1) When C is used, the maximum amount of In incorporated into the InGaN crystal can be increased.
【0023】図1は結晶の成長温度と結晶中に取り込ま
れる最大のIn組成との関係について、6H−SiC
(0001)si基板を用いた場合、及び、6H−SiC
(0001)C 基板を用いた場合を比較して表した線図
である。FIG. 1 shows the relationship between the growth temperature of a crystal and the maximum In composition taken in the crystal.
When using a (0001) si substrate and 6H-SiC
FIG. 3 is a diagram showing a comparison using a (0001) C substrate.
【0024】図に依れば、同じ成長温度に於いて、結晶
中に取り込まれる最大のIn量は、(0001)C 基板
では(0001)si基板の約2倍程度と大幅に増加して
いることが看取される。According to the figure, at the same growth temperature, the maximum amount of In incorporated in the crystal is about twice as large in the (0001) C substrate as in the (0001) si substrate. That will be taken care of.
【0025】換言すると、(0001)C 基板を用いる
ことに依って、同じIn組成の結晶を成長させる場合、
成長温度を約60〔℃〕程度も高くして、良質の結晶を
得ることが可能となる。In other words, when a crystal having the same In composition is grown by using the (0001) C substrate,
By increasing the growth temperature by about 60 ° C., it is possible to obtain a good quality crystal.
【0026】第二の発見は、第一層目にAlGaN結晶
を成長させるか、或いは、第一層目にAlN結晶を、そ
して、第二層目にGaN結晶を積層成長させ、これらの
半導体結晶層を1200〔℃〕の高温で成長させること
に依って、6H−SiC(0001)C 基板を用いた場
合であっても、6H−SiC(0001)si基板を用い
た場合と同様、表面が平坦なInGaN結晶が成長でき
るということであり、このような効果は、実験に依れ
ば、成長温度を1100〔℃〕以上、好ましくは120
0〔℃〕以上とすることで得られる。The second finding is that an AlGaN crystal is grown on the first layer, or an AlN crystal is grown on the first layer and a GaN crystal is grown on the second layer. By growing the layer at a high temperature of 1200 [° C.], even when a 6H—SiC (0001) C substrate is used, the surface becomes similar to that when a 6H—SiC (0001) si substrate is used. This means that a flat InGaN crystal can be grown, and such an effect can be obtained by increasing the growth temperature to 1100 [° C.] or more, preferably 120 ° C., according to experiments.
It can be obtained by setting the temperature to 0 [° C.] or more.
【0027】成長温度1200〔℃〕は、サファイア
(0001)基板や6H−SiC(0001)si基板を
用いる場合の典型的な成長温度である1050〔℃〕と
比較して150〔℃〕も高く、前記各基板を用いた場合
には、採用されることがない温度である。The growth temperature of 1200 ° C. is 150 ° C. higher than 1050 ° C., which is a typical growth temperature when a sapphire (0001) substrate or 6H—SiC (0001) si substrate is used. In the case where each of the substrates is used, the temperature is not adopted.
【0028】前記二つの発見を結合することに依って、
6H−SiC(0001)si基板をを用いる従来の技術
の場合と比較し、高い温度で良質で且つ表面平坦なIn
GaN結晶を成長させることが可能となった。By combining the two findings,
Compared with the conventional technique using a 6H-SiC (0001) si substrate, In has a high quality and a flat surface at a high temperature.
It has become possible to grow GaN crystals.
【0029】前記したところから、本発明に依る半導体
発光素子及びその製造方法に於いては、 (1)6H−SiC単結晶基板(例えば6H−SiC
(0001)C 基板1)に於ける(0001)C 面上に
積層形成されたInx Ga1-x Nからなる発光層(例え
ばノンドープInGaN井戸層及びノンドープGaNバ
リヤ層からなるMQW活性層4)を含むGaN系の窒化
物半導体層(例えばGaN、Inx Ga1-x N、Aly
Ga1-y Nなど)を備えてなることを特徴とするか、又
は、As described above, in the semiconductor light emitting device and the method of manufacturing the same according to the present invention, (1) a 6H-SiC single crystal substrate (for example, 6H-SiC
A light emitting layer composed of In x Ga 1 -xN laminated on the (0001) C plane in the (0001) C substrate 1) (for example, an MQW active layer 4 composed of a non-doped InGaN well layer and a non-doped GaN barrier layer) GaN-based nitride semiconductor layer (e.g. GaN containing, in x Ga 1-x N , Al y
Ga 1-y N), or
【0030】(2)6H−SiC単結晶基板に於ける
(0001)C 面上にAly Ga1-y N(0<y<1)
層を1100〔℃〕以上の温度で形成してから他のGa
N系の窒化物半導体層を形成する工程が含まれてなるこ
とを特徴とするか、又は、(2) Al y Ga 1-y N (0 <y <1) on (0001) C plane in 6H—SiC single crystal substrate
After forming the layer at a temperature of 1100 ° C. or more, another Ga
Or forming a step of forming an N-based nitride semiconductor layer, or
【0031】(3)6H−SiC単結晶基板に於ける
(0001)C 面上にAlN層及びGaN層を1100
〔℃〕以上の温度で積層形成してから他のGaN系の窒
化物半導体層を形成する工程が含まれてなることを特徴
とする。(3) An AlN layer and a GaN layer are formed on the (0001) C plane of the 6H-SiC single crystal substrate by 1100.
Forming a layer at a temperature of [° C.] or more and then forming another GaN-based nitride semiconductor layer.
【0032】前記手段を採ることに依り、InGaN結
晶は、所望のIn組成を維持しながら、高い成長温度で
成長させることができ、従って、その結晶は良質で、且
つ、その表面を平坦なものにすることができ、高発光効
率のGaN系半導体発光素子を実現することができる。By adopting the above-mentioned means, the InGaN crystal can be grown at a high growth temperature while maintaining the desired In composition. Therefore, the crystal is of good quality and has a flat surface. And a GaN-based semiconductor light emitting device with high luminous efficiency can be realized.
【0033】[0033]
【発明の実施の形態】図2は本発明に於ける実施の形態
1を説明する為の工程要所に於ける半導体発光素子を表
す要部切断正面図、図3は同じく要部切断斜面図であっ
て、以下、これ等の図を参照しつつ説明する。尚、ここ
では半導体レーザを対象としている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 2 is a cutaway front view of a main part showing a semiconductor light emitting device at a key point in a process for explaining a first embodiment of the present invention, and FIG. Hereinafter, description will be made with reference to these figures. Here, the semiconductor laser is targeted.
【0034】図2参照 2−(1) 有機金属気相成長(metalorganic vap
or phaseepitaxy:MOVPE)法を適
用することに依り、6H−SiC(0001)C 基板1
上にクラッド層2、光閉じ込め層3、MQW(mult
i quantum well)活性層4、光閉じ込め
層5、クラッド層6、コンタクト層7を形成する。See FIG. 2 2- (1) Metalorganic vapor phase growth
6H-SiC (0001) C substrate 1 by applying the MOVPE (or phaseepitaxy: MOVPE) method.
The cladding layer 2, the optical confinement layer 3, and the MQW (multi
i quantum well) An active layer 4, a light confinement layer 5, a cladding layer 6, and a contact layer 7 are formed.
【0035】ここで成長させた各半導体層に関する主要
なデータを例示すると次の通りである。The main data on each semiconductor layer grown here is as follows.
【0036】 クラッド層2について 材料:n−AlGaN Al組成:10〔%〕 厚さ:1.0〔μm〕 不純物濃度:1×1018〔cm-3〕 成長温度:1200〔℃〕Regarding the cladding layer 2 Material: n-AlGaN Al composition: 10 [%] Thickness: 1.0 [μm] Impurity concentration: 1 × 10 18 [cm -3 ] Growth temperature: 1200 [° C.]
【0037】 光閉じ込め層3について 材料:ノンドープGaN 厚さ:0.1〔μm〕 成長温度:870〔℃〕About the light confinement layer 3 Material: non-doped GaN Thickness: 0.1 [μm] Growth temperature: 870 [° C.]
【0038】 MQW活性層4について QW層数:3 井戸層 材料:ノンドープInGaN In組成:15〔%〕 厚さ:25〔Å〕 成長温度:870〔℃〕 バリヤ層 材料:ノンドープGaN 厚さ:25〔Å〕 成長温度:870〔℃〕Regarding MQW active layer 4 Number of QW layers: 3 Well layers Material: non-doped InGaN In composition: 15 [%] Thickness: 25 [Å] Growth temperature: 870 [° C.] Barrier layer Material: non-doped GaN Thickness: 25 [Å] Growth temperature: 870 [° C]
【0039】 光閉じ込め層5について 材料:ノンドープGaN 厚さ:0.1〔μm〕 成長温度:870〔℃〕Light confinement layer 5 Material: non-doped GaN Thickness: 0.1 [μm] Growth temperature: 870 [° C.]
【0040】 クラッド層6について 材料:p−AlGaN Al組成:10〔%〕 厚さ:0.4〔μm〕 不純物濃度:5×1017〔cm-3〕 成長温度:1050〔℃〕Regarding the cladding layer 6 Material: p-AlGaN Al composition: 10 [%] Thickness: 0.4 [μm] Impurity concentration: 5 × 10 17 [cm -3 ] Growth temperature: 1050 [° C.]
【0041】 コンタクト層7について 材料:p−GaN 厚さ:0.1〔μm〕 不純物濃度:2×1018〔cm-3〕 成長温度:1050〔℃〕About contact layer 7 Material: p-GaN Thickness: 0.1 [μm] Impurity concentration: 2 × 10 18 [cm −3 ] Growth temperature: 1050 [° C.]
【0042】図3参照 3−(1) リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス、及び、
塩素系ガスをエッチング・ガスとするドライ・エッチン
グ法を適用することに依り、コンタクト層7の表面から
クラッド層2内に達するステップを生成するエッチング
を行なって、クラッド層2の一部を表出させる。FIG. 3 3- (1) Resist process in lithography technology and
By applying a dry etching method using a chlorine-based gas as an etching gas, etching is performed to generate a step that reaches the inside of the cladding layer 2 from the surface of the contact layer 7 to expose a part of the cladding layer 2. Let it.
【0043】この場合、6H−SiC並びに各エピタキ
シャル成長半導体層の(1−100)劈開面をレーザ共
振器として利用する為、前記ステップの延在方向は〔1
−100〕方向とする。In this case, since the (1-100) cleavage plane of 6H-SiC and each epitaxially grown semiconductor layer is used as a laser resonator, the extending direction of the step is [1].
−100] direction.
【0044】3−(2) リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス、真空蒸
着法、リフト・オフ法を適用することに依り、ステップ
の下側、即ち、クラッド層2上には〔1−100〕方向
に延在するn側電極8を、そして、ステップの上側、即
ち、コンタクト層7上には〔1−100〕方向に延在す
るp側電極9をそれぞれ形成する。3- (2) By applying a resist process, a vacuum deposition method, and a lift-off method in the lithography technique, [1-100] is formed on the lower side of the step, that is, on the cladding layer 2. An n-side electrode 8 extending in the direction is formed, and a p-side electrode 9 extending in the [1-100] direction is formed above the step, that is, on the contact layer 7.
【0045】ここで、n側電極8は、厚さが例えば20
00〔Å〕/1000〔Å〕/3000〔Å〕のTi/
Pt/Auで構成し、また、p側電極は、厚さが例えば
2000〔Å〕/3000〔Å〕のNi/Auで構成し
て良い。Here, the n-side electrode 8 has a thickness of, for example, 20
00 [Å] / 1000 [Å] / 3000 [Å] Ti /
The P-side electrode may be made of Ni / Au having a thickness of, for example, 2000 [の] / 3000 [Å].
【0046】3−(3) ウエハを(1−100)面で劈開することに依ってレー
ザ共振器を形成して完成する。3- (3) A laser resonator is formed by cleaving the wafer on the (1-100) plane to complete the laser cavity.
【0047】図4は本発明に於ける実施の形態2を説明
する為の工程要所に於ける半導体発光素子を表す要部切
断正面図であり、以下、これ等の図を参照しつつ説明す
る。尚、ここでも半導体レーザを対象としている。FIG. 4 is a fragmentary front view showing a semiconductor light emitting device at a key step for explaining a second embodiment of the present invention. The following description will be made with reference to these drawings. I do. Here, the semiconductor laser is also targeted.
【0048】図4参照 4−(1) MOVPE法を適用することに依り、6H−SiC(0
001)C 基板11上にバッファ層12、バッファ層1
3、クラッド層14、光閉じ込め層15、MQW活性層
16、光閉じ込め層17、クラッド層18、コンタクト
層19を形成する。Referring to FIG. 4, 4- (1) 6H-SiC (0
001) Buffer layer 12 and buffer layer 1 on C substrate 11
3, a cladding layer 14, a light confinement layer 15, an MQW active layer 16, a light confinement layer 17, a cladding layer 18, and a contact layer 19 are formed.
【0049】ここで成長させた各半導体層に関する主要
なデータを例示すると次の通りである。The main data on each semiconductor layer grown here is as follows.
【0050】 バッファ層12について 材料:ノンドープAlN 厚さ:200〔Å〕 成長温度:1200〔℃〕Regarding the buffer layer 12 Material: non-doped AlN Thickness: 200 [Å] Growth temperature: 1200 [° C.]
【0051】 バッファ層13について 材料:n−GaN 不純物濃度:1×1018〔cm-3〕 厚さ:1.0〔μm〕 成長温度:1200〔℃〕Regarding the buffer layer 13 Material: n-GaN Impurity concentration: 1 × 10 18 [cm −3 ] Thickness: 1.0 [μm] Growth temperature: 1200 [° C.]
【0052】 クラッド層14について 材料:n−AlGaN Al組成:10〔%〕 厚さ:0.2〔μm〕 不純物濃度:1×1018〔cm-3〕 成長温度:1200〔℃〕Regarding the cladding layer 14 Material: n-AlGaN Al composition: 10 [%] Thickness: 0.2 [μm] Impurity concentration: 1 × 10 18 [cm -3 ] Growth temperature: 1200 [° C.]
【0053】 光閉じ込め層15について 材料:ノンドープGaN 厚さ:0.1〔μm〕 成長温度:870〔℃〕Light confinement layer 15 Material: non-doped GaN Thickness: 0.1 [μm] Growth temperature: 870 [° C.]
【0054】 MQW活性層16について QW層数:3 井戸層 材料:ノンドープInGaN In組成:15〔%〕 厚さ:25〔Å〕 成長温度:870〔℃〕 バリヤ層 材料:ノンドープGaN 厚さ:25〔Å〕 成長温度:870〔℃〕About MQW Active Layer 16 Number of QW layers: 3 well layers Material: non-doped InGaN In composition: 15 [%] Thickness: 25 [Å] Growth temperature: 870 [° C.] Barrier layer Material: non-doped GaN Thickness: 25 [Å] Growth temperature: 870 [° C]
【0055】 光閉じ込め層17について 材料:ノンドープGaN 厚さ:0.1〔μm〕 成長温度:870〔℃〕Light Confinement Layer 17 Material: Non-doped GaN Thickness: 0.1 [μm] Growth Temperature: 870 [° C.]
【0056】 クラッド層18について 材料:p−AlGaN Al組成:10〔%〕 厚さ:0.2〔μm〕 不純物濃度:5×1017〔cm-3〕 成長温度:1050〔℃〕Regarding the cladding layer 18 Material: p-AlGaN Al composition: 10 [%] Thickness: 0.2 [μm] Impurity concentration: 5 × 10 17 [cm −3 ] Growth temperature: 1050 [° C.]
【0057】 コンタクト層19について 材料:p−GaN 厚さ:0.4〔μm〕 不純物濃度:2×1018〔cm-3〕 成長温度:1050〔℃〕About the contact layer 19 Material: p-GaN Thickness: 0.4 [μm] Impurity concentration: 2 × 10 18 [cm −3 ] Growth temperature: 1050 [° C.]
【0058】図示しないが、この後、実施の形態1の工
程と同じ工程を経て半導体発光素子を完成させる。即
ち、 4−(2)リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセ
ス、及び、塩素系ガスをエッチング・ガスとするドライ
・エッチング法を適用することに依り、コンタクト層1
9の表面からバッファ層13内に達するステップを生成
するエッチングを行なって、バッファ層13の一部を表
出させる。Although not shown, a semiconductor light emitting device is completed through the same steps as those of the first embodiment. That is, the contact layer 1 is formed by applying a resist process in the lithography technique and a dry etching method using a chlorine-based gas as an etching gas.
Etching is performed to generate a step that reaches the inside of the buffer layer 13 from the surface of the buffer layer 9 to expose a part of the buffer layer 13.
【0059】4−(3)リソグラフィ技術に於けるレジ
スト・プロセス、真空蒸着法、リフト・オフ法を適用す
ることに依り、ステップの下側、即ち、バッファ層13
上にはn側電極を、そして、ステップの上側、即ち、コ
ンタクト層19上にはp側電極をそれぞれ形成する。4- (3) By applying a resist process, a vacuum deposition method, and a lift-off method in the lithography technique, the lower side of the step, ie, the buffer layer 13
An n-side electrode is formed on the upper side, and a p-side electrode is formed on the upper side of the step, that is, on the contact layer 19.
【0060】4−(4) ウエハを(1−100)面で劈開することに依ってレー
ザ共振器を形成して完成する。4- (4) A laser resonator is formed by cleaving the wafer on the (1-100) plane to complete the laser cavity.
【0061】[0061]
【発明の効果】本発明に依る半導体発光素子及びその製
造方法では、6H−SiC単結晶基板に於ける(000
1)C 面上にInx Ga1-x Nからなる発光層を含むG
aN系の窒化物半導体層が積層形成されている。According to the semiconductor light emitting device and the method for manufacturing the same according to the present invention, (000) in a 6H-SiC single crystal substrate is used.
1) G including a light emitting layer made of In x Ga 1-x N on the C plane
An aN-based nitride semiconductor layer is formed by lamination.
【0062】前記構成を採ることに依り、InGaN結
晶は、所望のIn組成を維持しながら、高い成長温度で
成長させることができ、従って、その結晶は良質で、且
つ、その表面を平坦なものにすることができ、高発光効
率のGaN系半導体発光素子を実現することができる。By adopting the above configuration, an InGaN crystal can be grown at a high growth temperature while maintaining a desired In composition, and therefore, the crystal is of good quality and has a flat surface. And a GaN-based semiconductor light emitting device with high luminous efficiency can be realized.
【図1】結晶の成長温度と結晶中に取り込まれる最大の
In組成との関係について、6H−SiC(0001)
si基板を用いた場合、及び、6H−SiC(0001)
C 基板を用いた場合を比較して表した線図である。FIG. 1 shows the growth temperature of the crystal and the maximum
Regarding the relationship with the In composition, 6H—SiC (0001)
siWhen a substrate is used, and when 6H-SiC (0001)
CFIG. 4 is a diagram showing a comparison between cases in which a substrate is used.
【図2】本発明に於ける実施の形態1を説明する為の工
程要所に於ける半導体発光素子を表す要部切断正面図で
ある。FIG. 2 is a fragmentary front view showing a semiconductor light-emitting element at a key step in the process for describing Embodiment 1 of the present invention.
【図3】本発明に於ける実施の形態1を説明する為の工
程要所に於ける半導体発光素子を表す要部切断斜面図で
ある。FIG. 3 is a fragmentary perspective view showing a semiconductor light emitting device at a key point in the process for describing Embodiment 1 of the present invention.
【図4】本発明に於ける実施の形態2を説明する為の工
程要所に於ける半導体発光素子を表す要部切断正面図で
ある。FIG. 4 is a fragmentary front view showing a semiconductor light emitting device at a key point in a process for explaining a second embodiment of the present invention.
【図5】成長温度を一定にした場合のInの供給量とI
nGaN結晶のIn組成との関係を表す線図である。FIG. 5 shows the supply amount of In and I when the growth temperature is kept constant.
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship with an In composition of an nGaN crystal.
【図6】成長温度と結晶中に取り込まれる最大のIn組
成との関係を示す線図である。FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a growth temperature and a maximum In composition taken into a crystal.
1 基板 2 クラッド層 3 光閉じ込め層 4 MQW活性層 5 光閉じ込め層 6 クラッド層 7 コンタクト層 8 n側電極 9 p側電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Cladding layer 3 Optical confinement layer 4 MQW active layer 5 Optical confinement layer 6 Cladding layer 7 Contact layer 8 N side electrode 9 P side electrode
Claims (3)
1)C 面上に積層形成されたInxGa1-x Nからなる
発光層を含むGaN系の窒化物半導体層を備えてなるこ
とを特徴とする半導体発光素子。1. The method according to claim 1, wherein (000) in a 6H-SiC single crystal substrate is used.
1) A semiconductor light emitting device comprising a GaN-based nitride semiconductor layer including a light emitting layer made of In x Ga 1 -xN laminated on a C- plane.
1)C 面上にAly Ga1-y N(0<y<1)層を11
00〔℃〕以上の温度で形成してから他のGaN系の窒
化物半導体層を形成する工程が含まれてなることを特徴
とする導体発光素子の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein (000) in a 6H-SiC single crystal substrate.
1) An Al y Ga 1-y N (0 <y <1) layer on the C- plane
Forming a GaN-based nitride semiconductor layer at a temperature of at least 00 [° C.] and then forming another GaN-based nitride semiconductor layer.
1)C 面上にAlN層及びGaN層を1100〔℃〕以
上の温度で積層形成してから他のGaN系の窒化物半導
体層を形成する工程が含まれてなることを特徴とする導
体発光素子の製造方法。3. The method according to claim 1, wherein the (000)
1) Conductive light emission comprising a step of forming an AlN layer and a GaN layer on a C- plane at a temperature of 1100 ° C. or more and forming another GaN-based nitride semiconductor layer. Device manufacturing method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6705997A JPH10261816A (en) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH10261816A true JPH10261816A (en) | 1998-09-29 |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10261816A (en) |
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-
1997
- 1997-03-19 JP JP6705997A patent/JPH10261816A/en not_active Withdrawn
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