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JPH05218496A - Semiconductor light emitting element - Google Patents

Semiconductor light emitting element

Info

Publication number
JPH05218496A
JPH05218496A JP1676792A JP1676792A JPH05218496A JP H05218496 A JPH05218496 A JP H05218496A JP 1676792 A JP1676792 A JP 1676792A JP 1676792 A JP1676792 A JP 1676792A JP H05218496 A JPH05218496 A JP H05218496A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light emitting
layer
indium
semiconductor
buffer layer
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.)
Pending
Application number
JP1676792A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Genichi Ogawa
元一 小川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP1676792A priority Critical patent/JPH05218496A/en
Publication of JPH05218496A publication Critical patent/JPH05218496A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To enhance a semiconductor light emitting element in element characteristics by a method wherein a buffer layer and a light emitting layer are formed at a comparatively low temperature so as to prevent cracks caused by a thermal expansion coefficient difference with a silicon substrate from occurring in the buffer layer and the light emitting layer, and the buffer layer is prevented from being automatically doped with silicon diffused from the substrate to enhance the semiconductor light emitting element in valence electron control. CONSTITUTION:A buffer layer 2 is formed of InxGa1-xAs, and light emitting layers 3 and 4 are formed of InxAlyGa(1-x-y)As.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体発光素子に関し、
特に例えばページプリンター用感光ドラムの光源や光通
信用デバイスの発光素子などに用いられる半導体発光素
子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor light emitting device,
In particular, it relates to a semiconductor light emitting element used as a light source of a photosensitive drum for a page printer or a light emitting element of an optical communication device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体発光素子は、MOCVD法
(有機金属化学気相成長法)やMBE法(分子線エピタ
キシャル法)などの化合物半導体結晶成長技術の進歩に
ともなって盛んに研究されている。
2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor light emitting devices have been actively studied with the progress of compound semiconductor crystal growth techniques such as MOCVD (metal organic chemical vapor deposition) and MBE (molecular beam epitaxial). ..

【0003】従来の半導体発光素子を図3に基づいて説
明する。図3は、従来の半導体発光素子の断面図であ
り、21は例えば一導電型不純物を含有するシリコン
(Si)などから成る単結晶基板、22はガリウム・砒
素(GaAs)などから成るバッファ層、23はシリコ
ン基板21と同じ導電型を呈するアルミニウム・ガリウ
ム・砒素(AlGaAs)などから成る第一の半導体
層、24は第一の半導体層23とは逆の導電型半導体用
不純物を含有するアルミニウム・ガリウム砒素などから
成る第二の半導体層、25は上部電極27とオーミック
コンタクトをとるために逆導電型不純物を多量に含むガ
リウム・砒素などから成るオーミックコンタクト層、2
6は例えば窒化シリコン(SiNX )などから成る保護
層である。このオーミックコンタクト層25上の保護層
26には、コンタクトホール26aが形成されており、
このコンタクトホール26aを介して上部電極27がオ
ーミックコンタクト層25に接続されている。また、シ
リコン基板21の裏面側には、シリコン基板21とオー
ミックコンタクトをとるための下部電極28が設けられ
ている。この半導体発光素子では、第一の半導体層23
と第二の半導体24とで半導体接合が形成されて発光層
となる。
A conventional semiconductor light emitting device will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor light emitting device, 21 is a single crystal substrate made of, for example, silicon (Si) containing one conductivity type impurity, 22 is a buffer layer made of gallium arsenide (GaAs), and the like. Reference numeral 23 denotes a first semiconductor layer made of aluminum gallium arsenide (AlGaAs) or the like having the same conductivity type as that of the silicon substrate 21, and 24 denotes aluminum containing an impurity for a conductivity type semiconductor opposite to the first semiconductor layer 23. A second semiconductor layer made of gallium arsenide or the like, 25 is an ohmic contact layer made of gallium arsenide or the like containing a large amount of impurities of the opposite conductivity type so as to make ohmic contact with the upper electrode 27, 2
Reference numeral 6 is a protective layer made of, for example, silicon nitride (SiN x ). A contact hole 26a is formed in the protective layer 26 on the ohmic contact layer 25,
The upper electrode 27 is connected to the ohmic contact layer 25 via the contact hole 26a. Further, a lower electrode 28 for making ohmic contact with the silicon substrate 21 is provided on the back surface side of the silicon substrate 21. In this semiconductor light emitting device, the first semiconductor layer 23
And the second semiconductor 24 form a semiconductor junction to form a light emitting layer.

【0004】このように構成された半導体発光素子で第
一の半導体層23が例えばn型で第二の半導体層24が
例えばp型であるとした場合、上部電極26を正、下部
電極27を負として順バイアス方向に電圧を印加する
と、n型の第一の半導体層23からp型の第二の半導体
層24へ少数キャリアが注入され、第二の半導体層24
と第一の半導体層23の界面である半導体接合部の第二
の半導体層24側界面にて、キャリアが再結合して発光
する。発光した光は、第二の半導体層24と保護層26
を通って外部へ取り出される。
In the semiconductor light emitting device having such a structure, when the first semiconductor layer 23 is, for example, n-type and the second semiconductor layer 24 is, for example, p-type, the upper electrode 26 is positive and the lower electrode 27 is When a voltage is applied in the forward bias direction as negative, minority carriers are injected from the n-type first semiconductor layer 23 into the p-type second semiconductor layer 24, and the second semiconductor layer 24
At the interface between the semiconductor junction and the second semiconductor layer 24, which is the interface between the first semiconductor layer 23 and the first semiconductor layer 23, carriers recombine and emit light. The emitted light is used as the second semiconductor layer 24 and the protective layer 26.
It is taken out to the outside through.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の半導体発光素子では、バッファ層22がガリウム・
砒素(GaAs)で形成され、また発光層となる第一の
半導体層23と第二の半導体層24がアルミニウム・ガ
リウム・砒素(Alz Ga1-z As)で形成されること
から、これらの層をエピタキシャル成長させるには、6
00〜800℃の成長温度が必要であり、シリコン基板
21との熱膨張係数の差に起因して、エピタキシャル成
長させて室温に冷却する際、これらの半導体層22〜2
4に多数のクラックが発生して発光素子の製造歩留りの
大きな障害になっていた。
However, in the above-described conventional semiconductor light emitting device, the buffer layer 22 is made of gallium.
Since the first semiconductor layer 23 and the second semiconductor layer 24, which are made of arsenic (GaAs) and serve as the light emitting layer, are made of aluminum gallium arsenide (Al z Ga 1 -z As), To grow the layer epitaxially, 6
A growth temperature of 00 to 800 ° C. is required, and due to the difference in coefficient of thermal expansion from the silicon substrate 21, when these semiconductor layers 22 to 2 are epitaxially grown and cooled to room temperature.
A large number of cracks were generated in No. 4, which was a great obstacle to the production yield of the light emitting device.

【0006】また、エピタキシャル成長温度が、600
〜800℃と高いために、エピタキシャル成長中にシリ
コン基板21からオートドーピングによって、ガリウム
・砒素などから成るバッファ層22やアルミニウム・ガ
リウム・砒素などから成る発光層22、23にシリコン
元素が取り込まれ、特にアクセプタがドーピングされた
p型半導体層における荷電子制御が困難になり、素子特
性を著しく低下させていた。
The epitaxial growth temperature is 600
Since the temperature is as high as ˜800 ° C., silicon element is incorporated into the buffer layer 22 made of gallium / arsenic and the light emitting layers 22 and 23 made of aluminum / gallium / arsenide by autodoping from the silicon substrate 21 during the epitaxial growth. It became difficult to control valence electrons in the p-type semiconductor layer doped with the acceptor, and the device characteristics were remarkably deteriorated.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、このような従
来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その特徴
とするところは、裏面側に下部電極が設けられたシリコ
ン基板上に、バッファ層と発光層を設け、この発光層上
に上部電極を設けた半導体発光素子において、前記バッ
ファ層をインジウム・ガリウム・砒素(Inx Ga1-x
As)で形成すると共に、前記発光層をインジウム・ア
ルミニウム・ガリウム・砒素(Inx Aly Ga
(1-x-y) As)で形成した点にある。
The present invention has been made in view of the problems of the prior art as described above, and is characterized in that it is provided on a silicon substrate having a lower electrode on the back surface side. In a semiconductor light emitting device in which a buffer layer and a light emitting layer are provided and an upper electrode is provided on the light emitting layer, the buffer layer is formed of indium gallium arsenide (In x Ga 1-x
As) and the light emitting layer is formed of indium, aluminum, gallium, and arsenic (In x Al y Ga).
(1-xy) As).

【0008】[0008]

【作用】上記のようにバッファ層をインジウム・ガリウ
ム・砒素(Inx Ga1-x As)で形成すると共に、発
光層をインジウム・アルミニウム・ガリウム・砒素(I
x Aly Ga(1-x-y) As)で形成すると、バッファ
層と発光層を比較的低温で形成できることから、シリコ
ン基板との熱膨張係数の相違に起因するクラックの発生
を低減できるとともに、シリコン基板からのシリコン元
素のオートドーピングを抑制でき、p型半導体層の荷電
子制御を良好なものとし、素子特性を向上させることが
できる。
As described above, the buffer layer is formed of indium gallium arsenide (In x Ga 1-x As) and the light emitting layer is formed of indium aluminum gallium arsenide (I
When n x Al y formed by Ga (1-xy) As) , since it can be formed in a relatively low temperature buffer layer and the light emitting layer, it is possible to reduce the occurrence of cracks due to the difference in thermal expansion coefficient between the silicon substrate, It is possible to suppress the auto-doping of the silicon element from the silicon substrate, improve the valence control of the p-type semiconductor layer, and improve the device characteristics.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明を添付図面に基づき詳細に説明
する。
The present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

【0010】図1は、本発明に係る半導体発光素子の一
実施例を示す断面図であり、1はシリコン基板、2はバ
ッファ層、3はシリコン基板1と同じ導電型を呈する第
一の半導体層、4は第一の半導体層3と半導体接合部を
形成する逆導電型の不純物を含有する第二の半導体層、
5は上部電極7とオーミックコンタクトをとるための逆
導電型不純物を多量に含むオーミクコンタクト層、6は
例えば窒化シリコン(SiNX )などから成る保護膜で
ある。前記第一の半導体層3と第二の半導体層4とで半
導体接合が形成されて発光層となる。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a semiconductor light emitting device according to the present invention. 1 is a silicon substrate, 2 is a buffer layer, and 3 is a first semiconductor having the same conductivity type as the silicon substrate 1. Layers 4 are second semiconductor layers containing impurities of opposite conductivity type that form a semiconductor junction with the first semiconductor layer 3,
Reference numeral 5 is an ohmic contact layer containing a large amount of impurities of opposite conductivity type for making ohmic contact with the upper electrode 7, and 6 is a protective film made of, for example, silicon nitride (SiN x ). A semiconductor junction is formed by the first semiconductor layer 3 and the second semiconductor layer 4 to form a light emitting layer.

【0011】前記シリコン基板1は、例えば(100)
面から(111)面に2°オフして切り出した単結晶シ
リコン基板などで構成され、アンチモン(Sb)などか
ら成るドナーまたはボロン(B)などから成るアクセプ
タを1019個/cm3 程度含有させてある。
The silicon substrate 1 is, for example, (100)
It is composed of a single crystal silicon substrate cut off by 2 ° from the plane to the (111) plane, and contains about 10 19 donors / cm 3 of donors such as antimony (Sb) or acceptors such as boron (B). There is.

【0012】前記シリコン基板1上に、一導電型不純物
を含有するバッファ層2を形成する。このバッファ層2
は、インジウム・ガリウム・砒素(Inx Ga1-x
s)から成る。このバッファ層2は、シリコン(Si)
などから成るドナーあるいは亜鉛(Zn)などのアクセ
プタを1017個/cm3 程度含有し、二段階成長法や熱
サイクル法を適宜採用したMOCVD法で厚み1〜1.
5μm程度に形成される。すなわち、MOCVD装置内
を900〜1000℃で一旦加熱した後に、400〜4
50℃に下げてTMIガスまたはTEIガス、TMGa
ガス、AsH3 ガス、および半導体用不純物元素源とな
るSiH4 ガスあるいはDMZnガスなどを用いたMO
CVD法によりインジウム・ガリウム・砒素膜を成長さ
せるとともに、420〜550℃に上げてインジウム・
ガリウム・砒素膜を成長(二段階成長法)させ、次に3
00〜800℃で温度を上下させ(熱サイクル法)、シ
リコン基板1とバッファ層2の格子定数の相違に起因す
るミスフィット転移を低減させるように形成する。
A buffer layer 2 containing an impurity of one conductivity type is formed on the silicon substrate 1. This buffer layer 2
Is indium gallium arsenide (In x Ga 1-x A
s). This buffer layer 2 is made of silicon (Si)
A MOCVD method that appropriately contains a donor or a acceptor such as zinc (Zn) of about 10 17 atoms / cm 3 and adopts a two-step growth method or a thermal cycle method to a thickness of 1-1.
The thickness is about 5 μm. That is, after temporarily heating the inside of the MOCVD apparatus at 900 to 1000 ° C., 400 to 4
TMI gas or TEI gas, TMGa at 50 ℃
Gas, AsH 3 gas, and MO using SiH 4 gas or DMZn gas as a source of impurity elements for semiconductors
While growing an indium gallium arsenide film by the CVD method, the temperature is raised to 420 to 550 ° C.
Growth of gallium arsenide film (two-step growth method), then 3
The temperature is raised and lowered at 00 to 800 ° C. (thermal cycle method) to reduce the misfit transition due to the difference in lattice constant between the silicon substrate 1 and the buffer layer 2.

【0013】また、インジウム組成比xの範囲は、0.
05≦x<1.0に設定されるすなわち、図3に示す蒸
気圧一致温度表に示すように、ガリウム・砒素のガリウ
ムの混晶比を徐々に減少させてインジウムの混晶比を徐
々に増加させると蒸気圧一致温度は徐々に低下する。な
お、蒸気圧一致温度とは、インジウム(In)、アルミ
ニウム(Al)、ガリウム(Ga)などのIII 族の元素
と砒素などのV族の元素とは蒸気圧が異なるが、複数の
元素でも所定の温度では蒸気圧が一致し、この蒸気圧が
一致する温度を蒸気圧一致温度(Congruent Sublimatio
n Temperature)という。良好な結晶を形成するためには
この蒸気圧を一致させてエピタキシャル成長させること
が望ましい。例えばガリウム・砒素の蒸気圧一致温度は
約600℃であるのに対し、ガリウムに置換してインジ
ウムを5%添加すると、蒸気圧一致温度は一気に500
℃まで下がる。すなわち、インジウムの混晶比xが0.
05のインジウム・ガイリウム・砒素は、500℃の温
度でエピタキシャル成長させるこができる。さらにイン
ジウムの混晶比を増加させると最終的には、420℃ま
でほぼ比例して下がる。したがって、インジウムの混晶
比xを0.05≦x<1.0の範囲になるようにエピタ
キシャル成長させると、インジウムを含有しないガリウ
ム・砒素をエピタキシャル成長させる場合に比べて、温
度を100〜180℃低下させて成長させることができ
る。
The range of the indium composition ratio x is 0.
05 ≦ x <1.0 That is, as shown in the vapor pressure coincidence temperature table shown in FIG. 3, the mixed crystal ratio of gallium and arsenic is gradually decreased to gradually change the mixed crystal ratio of indium. As the temperature increases, the vapor pressure coincidence temperature gradually decreases. It should be noted that the vapor pressure coincidence temperature means that a group III element such as indium (In), aluminum (Al), and gallium (Ga) has a vapor pressure different from that of a group V element such as arsenic. The vapor pressures match at this temperature, and the temperature at which the vapor pressures match is the vapor pressure matching temperature (Congruent Sublimatio
n Temperature). In order to form a good crystal, it is desirable to match the vapor pressures and make epitaxial growth. For example, the vapor pressure coincidence temperature of gallium / arsenic is about 600 ° C., but when substituting gallium and adding 5% of indium, the vapor pressure coincidence temperature is 500 at a stretch.
It goes down to ℃. That is, the mixed crystal ratio x of indium is 0.
Indium, gallium, and arsenic of No. 05 can be epitaxially grown at a temperature of 500 ° C. When the mixed crystal ratio of indium is further increased, the temperature finally drops to 420 ° C. almost in proportion. Therefore, when epitaxial growth is performed so that the mixed crystal ratio x of indium is in the range of 0.05 ≦ x <1.0, the temperature is lowered by 100 to 180 ° C. as compared with the case where gallium / arsenic containing no indium is epitaxially grown. You can grow it.

【0014】なお、インジウム・ガリウム・砒素のイン
ジウムの混晶比を増加させるとシリコンとの格子定数の
差はむしろ大きくなるが、インジウムの混晶比を増加さ
せると蒸気圧一致温度が低下すること、およびインジウ
ム元素は堆積時の基板表面での移動距離が大きく良好な
結晶を得やすくなるためにインジウムが添加される。ま
た、インジウムの混晶比を変化させるとエネルギーバン
ドギャップが変化して発光する光の波長が異なり、発光
素子の用途に応じてインジウムの混晶比xは選択され
る。
When the indium-gallium-arsenic mixed crystal ratio of indium is increased, the difference in lattice constant with silicon is rather increased, but when the mixed crystal ratio of indium is increased, the vapor pressure matching temperature is lowered. , And indium elements are added because indium has a large moving distance on the surface of the substrate during deposition and a good crystal can be easily obtained. Further, when the mixed crystal ratio of indium is changed, the energy band gap is changed and the wavelength of emitted light is different, and the mixed crystal ratio x of indium is selected according to the application of the light emitting element.

【0015】上記バッファ層2上に、一導電型不純物を
含有する第一の半導体層3を形成する。この第一の半導
体層3は、インジウム・アルミニウム・ガリウム・砒素
(Inx Aly Ga(1-x-y) As)で形成する。この第
一の半導体層3には、シリコンなどから成るドナーある
いは亜鉛(Zn)などのアクセプタを1017個/cm3
程度含有している。この第一の半導体層3は、TMIガ
スあるいはTEIガス、TMAlガス、TMGaガス、
AsH3 ガス、および半導体用不純物元素となるSiH
4 ガスあるいはDMZnガスを用いたMOCVD法によ
り形成される。このようにインジウム・ガリウム・砒素
(Inx Ga1-x As)から成るバッファ層2に、イン
ジウム・アルミニウム・ガリウム・砒素(Inx Aly
Ga(1-x -y) As)から成る第一の半導体層3を形成す
ると、バッファ層2と第一の半導体層3との格子整合の
ずれは、0.13%以内にすることができる。この第一
の半導体層3におけるインジウムの混晶比xもバッファ
層2のインジウムの混晶比xと一致させることが望まし
い。すなわち、インジウムは、格子定数に大きく影響す
るからである。したがって、第一の半導体層3における
インジウムの混晶比xもバッファ層2のインジウムの混
晶比xと一致させて、0.05≦x<1.0の範囲に設
定される。したがって、第一の半導体層3におけるアル
ミニウム(Al)の混晶比yは、0<y≦0.95の範
囲になる。
A first semiconductor layer 3 containing an impurity of one conductivity type is formed on the buffer layer 2. The first semiconductor layer 3 is formed of indium-aluminum-gallium arsenide (In x Al y Ga (1 -xy) As). The first semiconductor layer 3 is provided with 10 17 donors / cm 3 of donors made of silicon or zinc or Zn (Zn).
Contains about a degree. The first semiconductor layer 3 includes TMI gas, TEI gas, TMAl gas, TMGa gas,
AsH 3 gas and SiH as an impurity element for semiconductors
It is formed by the MOCVD method using 4 gas or DMZn gas. Thus, the buffer layer 2 made of indium gallium arsenide (In x Ga 1-x As) is added to the indium aluminum gallium arsenide (In x Al y
When the first semiconductor layer 3 made of Ga (1-x -y) As) is formed, the lattice mismatch between the buffer layer 2 and the first semiconductor layer 3 can be kept within 0.13%. .. It is desirable that the mixed crystal ratio x of indium in the first semiconductor layer 3 is also matched with the mixed crystal ratio x of indium in the buffer layer 2. That is, indium greatly affects the lattice constant. Therefore, the mixed crystal ratio x of indium in the first semiconductor layer 3 is also set in the range of 0.05 ≦ x <1.0 in accordance with the mixed crystal ratio x of indium in the buffer layer 2. Therefore, the mixed crystal ratio y of aluminum (Al) in the first semiconductor layer 3 is in the range of 0 <y ≦ 0.95.

【0016】第一の半導体層3上に、第二の半導体層4
を形成する。この第二の半導体層4も、インジウム・ア
ルミニウム・ガリウム・砒素(Inx Aly Ga
(1-x-y) As)で形成する。この第二の半導体層4に
は、逆導電型半導体用不純物となる亜鉛(Zn)などの
アクセプタあるいはシリコン(Si)などのドナーを1
17個/cm3 程度含有させる。この第二の半導体層4
は、TMInガス、TMAlガス、TMGaガス、As
3 ガス、および半導体用不純物元素源となるDMZn
ガスあるいはSiH4 ガスを用いたMOCVD法により
形成される。前述の第一の半導体層3とこの第二の半導
体層4とで半導体接合部が形成される。
A second semiconductor layer 4 is formed on the first semiconductor layer 3.
To form. The second semiconductor layer 4 is also made of indium aluminum gallium arsenide (In x Al y Ga).
(1-xy) As). In the second semiconductor layer 4, an acceptor such as zinc (Zn) or a donor such as silicon (Si), which is an impurity for the opposite conductivity type semiconductor, is formed.
About 0 17 pieces / cm 3 are contained. This second semiconductor layer 4
Is TMIn gas, TMAl gas, TMGa gas, As
H 3 gas, and a semiconductor impurity element source DMZn
It is formed by the MOCVD method using a gas or SiH 4 gas. The first semiconductor layer 3 and the second semiconductor layer 4 described above form a semiconductor junction.

【0017】第二の半導体層4上に、逆導電型不純物を
多量に含有するオーミックコンタクト層5を形成する。
このオーミックコンタクト層5は、例えばインジウム・
ガリウム・砒素(Inx Ga1-x As)で構成される。
このようなクラッド層もアルミニウムの混晶比を大きく
したインジウム・アルミニウム・ガリウム・砒素(In
x Alz Ga(1-x-z) As)などで形成される。
An ohmic contact layer 5 containing a large amount of impurities of opposite conductivity type is formed on the second semiconductor layer 4.
The ohmic contact layer 5 is made of, for example, indium
It is composed of gallium arsenide (In x Ga 1-x As).
Such a clad layer is also made of indium-aluminum-gallium-arsenic (In
x Al z Ga (1-xz) As) or the like.

【0018】前記半導体層2〜5上には、透光性保護膜
6が形成されている。この保護膜6は、例えば窒化シリ
コン膜(SiNX )や酸化シリコン膜(SiO2 )など
で形成される。この保護膜6は、例えばシランガスとア
ンモニアガス(NH3 )や笑気ガスなどを用いたプラズ
マCVD法などで形成される。また、この保護膜6のオ
ーミックコンタクト層5部分には、コンタクトホール6
aが形成されている。
A translucent protective film 6 is formed on the semiconductor layers 2 to 5. The protective film 6 is formed of, for example, a silicon nitride film (SiN x ) or a silicon oxide film (SiO 2 ). The protective film 6 is formed by, for example, a plasma CVD method using silane gas and ammonia gas (NH 3 ) or laughing gas. Further, the contact hole 6 is formed in the ohmic contact layer 5 portion of the protective film 6.
a is formed.

【0019】このコンタクトホール6a部分には、上部
電極7が形成されている。また、半導体基板1の裏面側
には、下部電極8が形成されている。この上部電極7と
下部電極8とは、銀(Ag)、銀/亜鉛(Ag/Z
n)、或いはクロム/金(Cr/Au)などから成り、
蒸着法などで厚み5000Å程度に形成される。
An upper electrode 7 is formed in the contact hole 6a. A lower electrode 8 is formed on the back surface side of the semiconductor substrate 1. The upper electrode 7 and the lower electrode 8 are made of silver (Ag) or silver / zinc (Ag / Z).
n) or chrome / gold (Cr / Au) etc.,
It is formed to a thickness of about 5000Å by vapor deposition or the like.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上のように、本発明に係る半導体発光
素子によれば、バッファ層をインジウム・ガリウム・砒
素(Inx Ga1-x As)で形成すると共に、発光層を
インジウム・アルミニウム・ガリウム・砒素(Inx
y Ga(1-x-y) As)で形成したことから、バッファ
層と発光層を比較的低温で形成できることから、シリコ
ン基板との熱膨張係数の相違に起因するクラックの発生
を低減できるとともに、シリコン基板からのシリコン元
素のオートドーピングを抑制でき、荷電子制御を良好な
ものとし、素子特性を向上させることができる。
As described above, according to the semiconductor light emitting device of the present invention, the buffer layer is made of indium gallium arsenide (In x Ga 1-x As) and the light emitting layer is made of indium aluminum. Gallium arsenide (In x A
From what has been formed by l y Ga (1-xy) As), since it can be formed in a relatively low temperature buffer layer and the light emitting layer, it is possible to reduce the occurrence of cracks due to the difference in thermal expansion coefficient between the silicon substrate, It is possible to suppress autodoping of the silicon element from the silicon substrate, improve valence electron control, and improve device characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る半導体発光素子の一実施例を示す
断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a semiconductor light emitting device according to the present invention.

【図2】インジウム・ガリウム・砒素の蒸気圧一致温度
を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing vapor pressure matching temperatures of indium gallium arsenide.

【図3】従来の半導体発光素子を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a conventional semiconductor light emitting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・シリコン基板、2・・・バッファ層、3・・・
第一の半導体層、4・・・第二の半導体層、5・・・オ
ーミックコンタクト層、7・・・上部電極、8・・・下
部電極。
1 ... Silicon substrate, 2 ... Buffer layer, 3 ...
1st semiconductor layer, 4 ... 2nd semiconductor layer, 5 ... Ohmic contact layer, 7 ... upper electrode, 8 ... lower electrode.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 裏面側に下部電極が設けられたシリコン
基板上に、バッファ層と発光層を設け、この発光層上に
上部電極を設けた半導体発光素子において、前記バッフ
ァ層をインジウム・ガリウム・砒素(Inx Ga1-x
s)で形成すると共に、前記発光層をインジウム・アル
ミニウム・ガリウム・砒素(Inx AlyGa(1-x-y)
As)で形成したことを特徴とする半導体発光素子。
1. A semiconductor light-emitting device having a buffer layer and a light-emitting layer provided on a silicon substrate having a lower electrode provided on the back surface side, and an upper electrode provided on the light-emitting layer. Arsenic (In x Ga 1-x A
s), and the light emitting layer is made of indium aluminum gallium arsenide (In x Al y Ga (1-xy)).
A semiconductor light-emitting device characterized by being formed of As).
【請求項2】 前記インジウム(In)の混晶比xが
0.05≦x<1.0であることを特徴とする請求項1
に記載の半導体発光素子。
2. The indium (In) mixed crystal ratio x is 0.05 ≦ x <1.0.
The semiconductor light-emitting device according to.
【請求項3】 前記アルミニウム(Al)の混晶比yが
0<y≦0.95であることを特徴とする請求項1に記
載の半導体発光素子。
3. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the mixed crystal ratio y of the aluminum (Al) is 0 <y ≦ 0.95.
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