JPH06260680A - 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 - Google Patents
窒化ガリウム系化合物半導体発光素子Info
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- JPH06260680A JPH06260680A JP7087393A JP7087393A JPH06260680A JP H06260680 A JPH06260680 A JP H06260680A JP 7087393 A JP7087393 A JP 7087393A JP 7087393 A JP7087393 A JP 7087393A JP H06260680 A JPH06260680 A JP H06260680A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ｐ−ｎ接合の窒化ガリウム系化合物半導体を
用い、発光素子の輝度、および発光出力を向上させる。 【構成】 ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層とｐ型窒
化ガリウム系化合物半導体層との間に、ＳｉおよびＺｎ
がドープされたｎ型ＩｎXＧａ1-XＮ（但し、Xは０＜X＜
１の範囲である。）を発光層として具備する。
用い、発光素子の輝度、および発光出力を向上させる。 【構成】 ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層とｐ型窒
化ガリウム系化合物半導体層との間に、ＳｉおよびＺｎ
がドープされたｎ型ＩｎXＧａ1-XＮ（但し、Xは０＜X＜
１の範囲である。）を発光層として具備する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は窒化ガリウム系化合物半
導体を用いた発光素子に関する。
導体を用いた発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＧａＮ、ＧａＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、Ｉｎ
ＡｌＧａＮ等の窒化ガリウム系化合物半導体は直接遷移
を有し、バンドギャップが１．９５ｅＶ〜６ｅＶまで変
化するため、発光ダイオード、レーザダイオード等、発
光素子の材料として有望視されている。現在、この材料
を用いた発光素子には、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導
体の上に、ｐ型ドーパントをドープした高抵抗なｉ型の
窒化ガリウム系化合物半導体を積層したいわゆるＭＩＳ
構造の青色発光ダイオードが知られている。
ＡｌＧａＮ等の窒化ガリウム系化合物半導体は直接遷移
を有し、バンドギャップが１．９５ｅＶ〜６ｅＶまで変
化するため、発光ダイオード、レーザダイオード等、発
光素子の材料として有望視されている。現在、この材料
を用いた発光素子には、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導
体の上に、ｐ型ドーパントをドープした高抵抗なｉ型の
窒化ガリウム系化合物半導体を積層したいわゆるＭＩＳ
構造の青色発光ダイオードが知られている。
【０００３】ＭＩＳ構造の発光素子として、例えば特開
平４−１０６６５号公報、特開平４−１０６６６号公
報、特開平４−１０６６７号公報において、ｎ型ＧａY
Ａｌ1-YＮの上に、ＳｉおよびＺｎをドープしたｉ型Ｇ
ａYＡｌ1-YＮを積層する技術が開示されている。これら
の技術によると、Ｓｉ、ＺｎをＧａＡｌ1-YＮにドープ
してｉ型の発光層とすることにより発光素子の発光色を
白色にすることができる。
平４−１０６６５号公報、特開平４−１０６６６号公
報、特開平４−１０６６７号公報において、ｎ型ＧａY
Ａｌ1-YＮの上に、ＳｉおよびＺｎをドープしたｉ型Ｇ
ａYＡｌ1-YＮを積層する技術が開示されている。これら
の技術によると、Ｓｉ、ＺｎをＧａＡｌ1-YＮにドープ
してｉ型の発光層とすることにより発光素子の発光色を
白色にすることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記技
術のように、ｐ型ドーパントであるＺｎをドープし、さ
らにｎ型ドーパントであるＳｉをドープした高抵抗なｉ
型ＧａYＡｌ1-YＮ層を発光層とするＭＩＳ構造の発光素
子は輝度、発光出力共低く、発光素子として実用化する
には未だ不十分であった。
術のように、ｐ型ドーパントであるＺｎをドープし、さ
らにｎ型ドーパントであるＳｉをドープした高抵抗なｉ
型ＧａYＡｌ1-YＮ層を発光層とするＭＩＳ構造の発光素
子は輝度、発光出力共低く、発光素子として実用化する
には未だ不十分であった。
【０００５】従って本発明はこのような事情を鑑みて成
されたものであり、その目的とするところはｐ−ｎ接合
の窒化ガリウム系化合物半導体を用いて発光素子の輝
度、および発光出力を向上させようとするものである。
されたものであり、その目的とするところはｐ−ｎ接合
の窒化ガリウム系化合物半導体を用いて発光素子の輝
度、および発光出力を向上させようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】我々は、窒化ガリウム系
化合物半導体の中でも特にＩｎＧａＮに着目し、ＩｎＧ
ａＮにＺｎとＳｉをドープしても従来のように高抵抗な
ｉ型とせず、抵抗率を１０Ω・cm以下の低抵抗なｎ型と
し、このｎ型ＩｎＧａＮを発光層としたｐ−ｎ接合のダ
ブルへテロ構造の発光素子を実現することにより上記課
題を解決するに至った。即ち、本発明の窒化ガリウム系
化合物半導体発光素子はｎ型窒化ガリウム系化合物半導
体層とｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層との間に、Ｓ
ｉおよびＺｎがドープされたｎ型ＩｎXＧａ1-XＮ（但
し、Xは０＜X＜１の範囲である。）を発光層として具備
することを特徴とする。
化合物半導体の中でも特にＩｎＧａＮに着目し、ＩｎＧ
ａＮにＺｎとＳｉをドープしても従来のように高抵抗な
ｉ型とせず、抵抗率を１０Ω・cm以下の低抵抗なｎ型と
し、このｎ型ＩｎＧａＮを発光層としたｐ−ｎ接合のダ
ブルへテロ構造の発光素子を実現することにより上記課
題を解決するに至った。即ち、本発明の窒化ガリウム系
化合物半導体発光素子はｎ型窒化ガリウム系化合物半導
体層とｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層との間に、Ｓ
ｉおよびＺｎがドープされたｎ型ＩｎXＧａ1-XＮ（但
し、Xは０＜X＜１の範囲である。）を発光層として具備
することを特徴とする。
【０００７】本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光
素子において、ｎ型およびｐ型窒化ガリウム系化合物半
導体層とはＧａＮ、ＧａＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＡｌ
ＧａＮ等、窒化ガリウムを含む窒化ガリウム系化合物半
導体に、ｎ型であれば例えばＳｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ等
のｎ型ドーパントをドープして、ｎ型特性を示すように
成長した層をいい、ｐ型であれば例えばＺｎ、Ｍｇ、Ｃ
ｄ、Ｂｅ、Ｃａ等のｐ型ドーパントをドープして、ｐ型
特性を示すように成長した層をいう。ｎ型窒化ガリウム
系化合物半導体の場合はノンドープでもｎ型になる性質
がある。また、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層の場
合、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層をさらに低抵抗
化する手段として、我々が先に出願した特願平３−３５
７０４６号に開示するアニーリング処理を行ってもよ
い。
素子において、ｎ型およびｐ型窒化ガリウム系化合物半
導体層とはＧａＮ、ＧａＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＡｌ
ＧａＮ等、窒化ガリウムを含む窒化ガリウム系化合物半
導体に、ｎ型であれば例えばＳｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ等
のｎ型ドーパントをドープして、ｎ型特性を示すように
成長した層をいい、ｐ型であれば例えばＺｎ、Ｍｇ、Ｃ
ｄ、Ｂｅ、Ｃａ等のｐ型ドーパントをドープして、ｐ型
特性を示すように成長した層をいう。ｎ型窒化ガリウム
系化合物半導体の場合はノンドープでもｎ型になる性質
がある。また、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層の場
合、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層をさらに低抵抗
化する手段として、我々が先に出願した特願平３−３５
７０４６号に開示するアニーリング処理を行ってもよ
い。
【０００８】また、ＺｎおよびＳｉをドープしたｎ型Ｉ
ｎXＧａ1-XＮのX値は０＜X＜０．５の範囲に調整するこ
とが好ましい。X値を０より多くすることにより、発光
色はおよそ紫色領域となる。X値を増加するに従い発光
色は短波長側から長波長側に移行し、X値が１付近で赤
色にまで変化させることができる。しかしながら、X値
が０．５以上では結晶性に優れたＩｎＧａＮが得られに
くく、発光効率に優れた発光素子が得られにくくなるた
め、X値は０．５未満が好ましい。
ｎXＧａ1-XＮのX値は０＜X＜０．５の範囲に調整するこ
とが好ましい。X値を０より多くすることにより、発光
色はおよそ紫色領域となる。X値を増加するに従い発光
色は短波長側から長波長側に移行し、X値が１付近で赤
色にまで変化させることができる。しかしながら、X値
が０．５以上では結晶性に優れたＩｎＧａＮが得られに
くく、発光効率に優れた発光素子が得られにくくなるた
め、X値は０．５未満が好ましい。
【０００９】また、ｎ型ＩｎＧａＮ中のＺｎおよびＳｉ
の濃度は両者とも１×１０17／cm3〜１×１０21／cm3の
範囲に調整することが好ましい。１×１０17／cm3より
も少ないと十分な発光強度が得られにくく、１×１０21
／cm3よりも多いと、同じく発光強度が減少する傾向に
ある。さらに、Ｚｎ濃度よりもＳｉ濃度の方を多くする
ことによりＩｎＧａＮを好ましくｎ型とすることができ
る。
の濃度は両者とも１×１０17／cm3〜１×１０21／cm3の
範囲に調整することが好ましい。１×１０17／cm3より
も少ないと十分な発光強度が得られにくく、１×１０21
／cm3よりも多いと、同じく発光強度が減少する傾向に
ある。さらに、Ｚｎ濃度よりもＳｉ濃度の方を多くする
ことによりＩｎＧａＮを好ましくｎ型とすることができ
る。
【００１０】
【作用】図１に、Ｚｎを１×１０18／cm3ドープしたｎ
型Ｉｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ層と、Ｚｎを１×１０19／cm3お
よびＳｉを５×１０19／cm3ドープしたｎ型Ｉｎ0.15Ｇ
ａ0.85Ｎ層とにＨｅ−Ｃｄレーザーを照射して、室温で
フォトルミネッセンス（ＰＬ）を測定し、それらの発光
強度を比較して示す。なお、ＺｎのみをドープしたＩｎ
ＧａＮ層のスペクトル強度は実際の強度を１０倍に拡大
して示している。この図に示すように、Ｚｎのみをドー
プしたｎ型ＩｎＧａＮのＰＬスペクトル（ｂ）、Ｓｉお
よびＺｎをドープしたｎ型ＩｎＧａＮのＰＬスペクトル
（ａ）はいずれも４９０ｎｍにその主発光ピークを有す
る。しかしながら、その発光強度は（ａ）の方が１０倍
以上大きい。これは、ＺｎをドープしたＩｎＧａＮに、
さらにＳｉをドープすることによりドナー濃度が増え、
ドナー・アクセプタのペア発光により発光強度が増大し
ていると推察される。なぜなら、ノンドープのＩｎＧａ
Ｎは成長条件により電子キャリア濃度が、およそ１×１
０17／cm3〜１×１０22／cm3ぐらいのｎ型を示す。これ
は、ある程度の数のドナーがノンドープの状態でＩｎＧ
ａＮ中に残留していることを示している。そこで、この
ノンドープのＩｎＧａＮにＺｎをドープすると、前記残
留ドナーと、ドープしたＺｎアクセプターとのドナー・
アクセプターのペア発光が青色発光となって現れる。し
かしながら、前記のように、残留ドナーによる電子キャ
リア濃度は１×１０17〜１×１０22／cm3ぐらいまで成
長条件によりばらつき、再現性よく一定のドナー濃度の
ＩｎＧａＮを得ることは困難であった。そこで、新たに
Ｓｉをドープしてこのドナー濃度を多くすると共に、安
定して再現性よく一定のドナー濃度を得るのが、Ｓｉド
ープの効果である。実際、Ｓｉをドープすることによ
り、電子キャリア濃度がおよそ１×１０18／cm3のもの
が２×１０19／cm3まで１桁増加し、ドナー濃度が増加
していることが判明した。従って、ドナーが増加した分
だけドープするＺｎの量も増やすことができ、ドナー・
アクセプタのペア発光の数が増加することにより青色発
光強度が増大すると推察される。
型Ｉｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ層と、Ｚｎを１×１０19／cm3お
よびＳｉを５×１０19／cm3ドープしたｎ型Ｉｎ0.15Ｇ
ａ0.85Ｎ層とにＨｅ−Ｃｄレーザーを照射して、室温で
フォトルミネッセンス（ＰＬ）を測定し、それらの発光
強度を比較して示す。なお、ＺｎのみをドープしたＩｎ
ＧａＮ層のスペクトル強度は実際の強度を１０倍に拡大
して示している。この図に示すように、Ｚｎのみをドー
プしたｎ型ＩｎＧａＮのＰＬスペクトル（ｂ）、Ｓｉお
よびＺｎをドープしたｎ型ＩｎＧａＮのＰＬスペクトル
（ａ）はいずれも４９０ｎｍにその主発光ピークを有す
る。しかしながら、その発光強度は（ａ）の方が１０倍
以上大きい。これは、ＺｎをドープしたＩｎＧａＮに、
さらにＳｉをドープすることによりドナー濃度が増え、
ドナー・アクセプタのペア発光により発光強度が増大し
ていると推察される。なぜなら、ノンドープのＩｎＧａ
Ｎは成長条件により電子キャリア濃度が、およそ１×１
０17／cm3〜１×１０22／cm3ぐらいのｎ型を示す。これ
は、ある程度の数のドナーがノンドープの状態でＩｎＧ
ａＮ中に残留していることを示している。そこで、この
ノンドープのＩｎＧａＮにＺｎをドープすると、前記残
留ドナーと、ドープしたＺｎアクセプターとのドナー・
アクセプターのペア発光が青色発光となって現れる。し
かしながら、前記のように、残留ドナーによる電子キャ
リア濃度は１×１０17〜１×１０22／cm3ぐらいまで成
長条件によりばらつき、再現性よく一定のドナー濃度の
ＩｎＧａＮを得ることは困難であった。そこで、新たに
Ｓｉをドープしてこのドナー濃度を多くすると共に、安
定して再現性よく一定のドナー濃度を得るのが、Ｓｉド
ープの効果である。実際、Ｓｉをドープすることによ
り、電子キャリア濃度がおよそ１×１０18／cm3のもの
が２×１０19／cm3まで１桁増加し、ドナー濃度が増加
していることが判明した。従って、ドナーが増加した分
だけドープするＺｎの量も増やすことができ、ドナー・
アクセプタのペア発光の数が増加することにより青色発
光強度が増大すると推察される。
【００１１】本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光
素子は、このＳｉとＺｎをドープしたｎ型ＩｎＧａＮを
発光層としたダブルへテロ構造とすることにより、従来
のＳｉとＺｎをドープしたｉ型ＧａＡｌＮを発光層とす
るＭＩＳ構造の発光素子に比して発光効率、および発光
強度を格段に向上させることができる。
素子は、このＳｉとＺｎをドープしたｎ型ＩｎＧａＮを
発光層としたダブルへテロ構造とすることにより、従来
のＳｉとＺｎをドープしたｉ型ＧａＡｌＮを発光層とす
るＭＩＳ構造の発光素子に比して発光効率、および発光
強度を格段に向上させることができる。
【００１２】
【実施例】以下有機金属気相成長法により、本発明の発
光素子を製造する方法を述べる。
光素子を製造する方法を述べる。
【００１３】［実施例１］よく洗浄したサファイア基板
を反応容器内にセットし、反応容器内を水素で十分置換
した後、水素を流しながら、基板の温度を１０５０℃ま
で上昇させサファイア基板のクリーニングを行う。
を反応容器内にセットし、反応容器内を水素で十分置換
した後、水素を流しながら、基板の温度を１０５０℃ま
で上昇させサファイア基板のクリーニングを行う。
【００１４】続いて、温度を５１０℃まで下げ、キャリ
アガスとして水素、原料ガスとしてアンモニアとＴＭＧ
（トリメチルガリウム）とを用い、サファイア基板上に
ＧａＮよりなるバッファ層を約２００オングストローム
の膜厚で成長させる。
アガスとして水素、原料ガスとしてアンモニアとＴＭＧ
（トリメチルガリウム）とを用い、サファイア基板上に
ＧａＮよりなるバッファ層を約２００オングストローム
の膜厚で成長させる。
【００１５】バッファ層成長後、ＴＭＧのみ止めて、温
度を１０３０℃まで上昇させる。１０３０℃になった
ら、同じく原料ガスにＴＭＧとアンモニアガス、ドーパ
ントガスにシランガスを用い、Ｓｉを１×１０20／cm3
ドープしたｎ型ＧａＮ層を４μｍ成長させる。
度を１０３０℃まで上昇させる。１０３０℃になった
ら、同じく原料ガスにＴＭＧとアンモニアガス、ドーパ
ントガスにシランガスを用い、Ｓｉを１×１０20／cm3
ドープしたｎ型ＧａＮ層を４μｍ成長させる。
【００１６】ｎ型ＧａＮ層成長後、原料ガス、ドーパン
トガスを止め、温度を８００℃にして、キャリアガスを
窒素に切り替え、原料ガスとしてＴＭＧとＴＭＩ（トリ
メチルインジウム）とアンモニア、ドーパントガスとし
てシランガスとＤＥＺ（ジエチルジンク）とを用い、Ｓ
ｉを５×１０19／cm3、Ｚｎを１×１０19／cm3ドープし
たｎ型Ｉｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ層を１００オングストローム
成長させる。
トガスを止め、温度を８００℃にして、キャリアガスを
窒素に切り替え、原料ガスとしてＴＭＧとＴＭＩ（トリ
メチルインジウム）とアンモニア、ドーパントガスとし
てシランガスとＤＥＺ（ジエチルジンク）とを用い、Ｓ
ｉを５×１０19／cm3、Ｚｎを１×１０19／cm3ドープし
たｎ型Ｉｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ層を１００オングストローム
成長させる。
【００１７】次に、原料ガス、ドーパントガスを止め、
再び温度を１０２０℃まで上昇させ、原料ガスとしてＴ
ＭＧとアンモニア、ドーパントガスとしてＣｐ2Ｍｇ
（シクロペンタジエニルマグネシウム）とを用い、Ｍｇ
を２×１０20／cm3ドープしたｐ型ＧａＮ層を０．８μ
ｍ成長させる。
再び温度を１０２０℃まで上昇させ、原料ガスとしてＴ
ＭＧとアンモニア、ドーパントガスとしてＣｐ2Ｍｇ
（シクロペンタジエニルマグネシウム）とを用い、Ｍｇ
を２×１０20／cm3ドープしたｐ型ＧａＮ層を０．８μ
ｍ成長させる。
【００１８】ｐ型ＧａＮ層成長後、基板を反応容器から
取り出し、アニーリング装置にて窒素雰囲気中、７００
℃で２０分間アニーリングを行い、最上層のｐ型ＧａＮ
層をさらに低抵抗化する。
取り出し、アニーリング装置にて窒素雰囲気中、７００
℃で２０分間アニーリングを行い、最上層のｐ型ＧａＮ
層をさらに低抵抗化する。
【００１９】以上のようにして得られたウエハーのｐ型
ＧａＮ層、およびｎ型Ｉｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ層の一部をエ
ッチングにより取り除き、ｎ型ＧａＮ層を露出させ、ｐ
型ＧａＮ層と、ｎ型ＧａＮ層とにオーミック電極を設
け、５００μｍ角のチップにカットした後、常法に従い
発光ダイオードとしたところ、発光出力は２０ｍＡにお
いて３００μＷ、輝度９００ｍｃｄ（ミリカンデラ）、
発光波長４９０ｎｍであった。
ＧａＮ層、およびｎ型Ｉｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ層の一部をエ
ッチングにより取り除き、ｎ型ＧａＮ層を露出させ、ｐ
型ＧａＮ層と、ｎ型ＧａＮ層とにオーミック電極を設
け、５００μｍ角のチップにカットした後、常法に従い
発光ダイオードとしたところ、発光出力は２０ｍＡにお
いて３００μＷ、輝度９００ｍｃｄ（ミリカンデラ）、
発光波長４９０ｎｍであった。
【００２０】［実施例２］実施例１において、ｎ型Ｉｎ
0.15Ｇａ0.85Ｎ層のＳｉ濃度を２×１０20／cm3、Ｚｎ
濃度を５×１０19／cm3とする他は、同様にして青色発
光ダイオードを得たところ、２０ｍＡにおいて発光出力
３００μＷ、輝度９２０ｍｃｄ、発光波長４９０ｎｍで
あった。
0.15Ｇａ0.85Ｎ層のＳｉ濃度を２×１０20／cm3、Ｚｎ
濃度を５×１０19／cm3とする他は、同様にして青色発
光ダイオードを得たところ、２０ｍＡにおいて発光出力
３００μＷ、輝度９２０ｍｃｄ、発光波長４９０ｎｍで
あった。
【００２１】［実施例３］実施例１において、ｎ型Ｉｎ
0.15Ｇａ0.85Ｎ層のＳｉ濃度を５×１０18／cm3、Ｚｎ
濃度を１×１０18／cm3とする他は、同様にして青色発
光ダイオードを得たところ、２０ｍＡにおいて発光出力
２８０μＷ、輝度８５０ｍｃｄ、発光波長４９０ｎｍで
あった。
0.15Ｇａ0.85Ｎ層のＳｉ濃度を５×１０18／cm3、Ｚｎ
濃度を１×１０18／cm3とする他は、同様にして青色発
光ダイオードを得たところ、２０ｍＡにおいて発光出力
２８０μＷ、輝度８５０ｍｃｄ、発光波長４９０ｎｍで
あった。
【００２２】［実施例４］実施例１において、ｎ型Ｉｎ
ＧａＮのＩｎのモル比をＩｎ0.25Ｇａ0.75Ｎとする他
は、同様にして青色発光ダイオードを得たところ、２０
ｍＡにおいて発光出力２５０μＷ、輝度１０００ｍｃ
ｄ、発光波長５１０ｎｍであった。
ＧａＮのＩｎのモル比をＩｎ0.25Ｇａ0.75Ｎとする他
は、同様にして青色発光ダイオードを得たところ、２０
ｍＡにおいて発光出力２５０μＷ、輝度１０００ｍｃ
ｄ、発光波長５１０ｎｍであった。
【００２３】［比較例１］実施例１において、Ｓｉをド
ープせず、Ｚｎ濃度１×１０18／cm3のＺｎドープＩｎ
0.15Ｇａ0.85Ｎを成長させる他は同様にして発光ダイオ
ードとしたところ、２０ｍＡにおいて、発光出力１８０
μＷ、輝度４００ｍｃｄでしかなく、発光波長は４９０
ｎｍであった。
ープせず、Ｚｎ濃度１×１０18／cm3のＺｎドープＩｎ
0.15Ｇａ0.85Ｎを成長させる他は同様にして発光ダイオ
ードとしたところ、２０ｍＡにおいて、発光出力１８０
μＷ、輝度４００ｍｃｄでしかなく、発光波長は４９０
ｎｍであった。
【００２４】［比較例２］実施例１のＳｉ、Ｚｎドープ
ｎ型Ｉｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ層を成長させる工程において、
原料ガスにＴＭＧ、アンモニア、ドーパントガスにシラ
ンガス、ＤＥＺを用いて、Ｓｉを１×１０18／cm3とＺ
ｎを１×１０20／cm3ドープしたｉ型ＧａＮ層を成長さ
せる。ｉ型ＧａＮ層成長後、同様にしてｉ型ＧａＮ層の
一部をエッチングし、ｎ型ＧａＮ層を露出させ、ｎ型Ｇ
ａＮ層とｉ型ＧａＮ層とに電極を設けて、ＭＩＳ構造の
発光ダイオードところ、発光出力は２０ｍＡにおいて１
μＷ、輝度０．１ｍｃｄしかなかった。
ｎ型Ｉｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ層を成長させる工程において、
原料ガスにＴＭＧ、アンモニア、ドーパントガスにシラ
ンガス、ＤＥＺを用いて、Ｓｉを１×１０18／cm3とＺ
ｎを１×１０20／cm3ドープしたｉ型ＧａＮ層を成長さ
せる。ｉ型ＧａＮ層成長後、同様にしてｉ型ＧａＮ層の
一部をエッチングし、ｎ型ＧａＮ層を露出させ、ｎ型Ｇ
ａＮ層とｉ型ＧａＮ層とに電極を設けて、ＭＩＳ構造の
発光ダイオードところ、発光出力は２０ｍＡにおいて１
μＷ、輝度０．１ｍｃｄしかなかった。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の窒化ガリ
ウム系化合物半導体発光素子は、ＳｉおよびＺｎをドー
プしたｎ型ＩｎＧａＮを発光層とするダブルへテロ構造
としているため、従来のＭＩＳ構造の発光素子に比し
て、格段に発光効率、発光強度が増大する。しかも、主
発光波長はＩｎＧａＮ中のＩｎのモル比を変えることに
よって赤色から紫色まで自由に調節することができ、そ
の産業上の利用価値は大きい。
ウム系化合物半導体発光素子は、ＳｉおよびＺｎをドー
プしたｎ型ＩｎＧａＮを発光層とするダブルへテロ構造
としているため、従来のＭＩＳ構造の発光素子に比し
て、格段に発光効率、発光強度が増大する。しかも、主
発光波長はＩｎＧａＮ中のＩｎのモル比を変えることに
よって赤色から紫色まで自由に調節することができ、そ
の産業上の利用価値は大きい。
【００２６】
【図１】 ＺｎのみをドープしたＩｎＧａＮ層（ｂ）
と、ＺｎおよびＳｉをドープしたＩｎＧａＮ層（ａ）と
の室温でのフォトルミネッセンス強度を比較して示す
図。
と、ＺｎおよびＳｉをドープしたＩｎＧａＮ層（ａ）と
の室温でのフォトルミネッセンス強度を比較して示す
図。
Claims (1)
- 【請求項１】 ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層とｐ
型窒化ガリウム系化合物半導体層との間に、Ｓｉおよび
Ｚｎがドープされたｎ型ＩｎXＧａ1-XＮ（但し、Xは０
＜X＜１の範囲である。）を発光層として具備すること
を特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
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