DE69533511T2 - Lichtemittierende halbleitervorrichtung und herstellungsverfahren - Google Patents

Lichtemittierende halbleitervorrichtung und herstellungsverfahren Download PDF

Info

Publication number
DE69533511T2
DE69533511T2 DE69533511T DE69533511T DE69533511T2 DE 69533511 T2 DE69533511 T2 DE 69533511T2 DE 69533511 T DE69533511 T DE 69533511T DE 69533511 T DE69533511 T DE 69533511T DE 69533511 T2 DE69533511 T2 DE 69533511T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
active layer
type
light
emitting device
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.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69533511T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69533511D1 (de
Inventor
Isao Kawanishi-shi KIDOGUCHI
Hideto Adachi
Akihiko Sakai-shi ISHIBASHI
Kiyoshi Ohnaka
Yuzaburo Hirakata-shi Ban
Minoru Nabari-shi Kubo
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Publication of DE69533511D1 publication Critical patent/DE69533511D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69533511T2 publication Critical patent/DE69533511T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/64—Heat extraction or cooling elements
    • H01L33/642—Heat extraction or cooling elements characterized by the shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L24/14—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of a plurality of bump connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L24/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L24/17—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of a plurality of bump connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/025—Physical imperfections, e.g. particular concentration or distribution of impurities
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/26—Materials of the light emitting region
    • H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of group III and group V of the periodic system
    • H01L33/32—Materials of the light emitting region containing only elements of group III and group V of the periodic system containing nitrogen
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/26—Materials of the light emitting region
    • H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of group III and group V of the periodic system
    • H01L33/32—Materials of the light emitting region containing only elements of group III and group V of the periodic system containing nitrogen
    • H01L33/325—Materials of the light emitting region containing only elements of group III and group V of the periodic system containing nitrogen characterised by the doping materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/023—Mount members, e.g. sub-mount members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/223—Buried stripe structure
    • H01S5/2231—Buried stripe structure with inner confining structure only between the active layer and the upper electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/305—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
    • H01S5/323—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/32308—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm
    • H01S5/32341—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm blue laser based on GaN or GaP
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
    • H01S5/327—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIBVI compounds, e.g. ZnCdSe-laser
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
    • H01L2224/73203—Bump and layer connectors
    • H01L2224/73204—Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8319—Arrangement of the layer connectors prior to mounting
    • H01L2224/83192—Arrangement of the layer connectors prior to mounting wherein the layer connectors are disposed only on another item or body to be connected to the semiconductor or solid-state body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0075—Processes relating to semiconductor body packages relating to heat extraction or cooling elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/0206—Substrates, e.g. growth, shape, material, removal or bonding
    • H01S5/0213—Sapphire, quartz or diamond based substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0233—Mounting configuration of laser chips
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0233—Mounting configuration of laser chips
    • H01S5/0234—Up-side down mountings, e.g. Flip-chip, epi-side down mountings or junction down mountings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0235—Method for mounting laser chips
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0235—Method for mounting laser chips
    • H01S5/02355—Fixing laser chips on mounts
    • H01S5/0237—Fixing laser chips on mounts by soldering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
    • H01S5/0421—Electrical excitation ; Circuits therefor characterised by the semiconducting contacting layers
    • H01S5/0422—Electrical excitation ; Circuits therefor characterised by the semiconducting contacting layers with n- and p-contacts on the same side of the active layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/16—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface
    • H01S5/162—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface with window regions made by diffusion or disordening of the active layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/2054—Methods of obtaining the confinement
    • H01S5/2059—Methods of obtaining the confinement by means of particular conductivity zones, e.g. obtained by particle bombardment or diffusion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/2054—Methods of obtaining the confinement
    • H01S5/2059—Methods of obtaining the confinement by means of particular conductivity zones, e.g. obtained by particle bombardment or diffusion
    • H01S5/2063—Methods of obtaining the confinement by means of particular conductivity zones, e.g. obtained by particle bombardment or diffusion obtained by particle bombardment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/305—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure
    • H01S5/3054—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure p-doping
    • H01S5/3063—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure p-doping using Mg
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/305—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure
    • H01S5/3086—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure doping of the active layer

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine lichtemittierende Vorrichtung, die aus einem Galliumnitrid-Verbindungshalbleiter hergestellt ist, der für lichtemittierende Halbleitervorrichtungen wie etwa für blaues Licht emittierende Dioden und für blaue Halbleiterlaser verwendet wird, und auf ein Verfahren zu deren Herstellung.
  • STAND DER TECHNIK
  • In den letzten Jahren ist berichtet worden, dass eine Halbleitervorrichtung, die ein AlxGayInzN-Verbindungshalbleiter (wobei 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1, 0 ≤ z ≤ 1) ist, d. h. ein Gruppe-III-V-Verbindungshalbleiter, der Stickstoff als ein Gruppe-V-Element enthält, bei Zimmertemperatur hervorragende lichtemittierende Eigenschaften besitzt. Es wird erwartet, dass dieser Verbindungshalbleitertyp ein Material zur Realisierung einer Vorrichtung zur Emission von blauem Licht ist (z. B. Japanese Journal of Applied Physics 32 (1993) L8-L11). Halbleitervorrichtungen mit einem solchen Galliumnitrid-Verbindungshalbleiter werden durch epitaktisches Aufwachsen einer n-Typ-Halbleiterschicht, einer i-Typ-Halbleiterschicht oder einer p-Typ-Halbleiterschicht erhalten, die aus AlxGa1–xN und InyGa1–yN (mit 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1) auf einem Saphirsubstrat hergestellt wird.
  • Als ein Verfahren für das epitaktische Aufwachsen werden allgemein ein metallorganisches Gasphasenepitaxieverfahren (MOVPE-Verfahren), ein Molekularstrahlepitaxieverfahren (MBE-Verfahren) und dergleichen verwendet. Als Beispiel wird das MOVPE-Verfahren kurz beschrieben. Organisches Metall wie etwa Trimethylgallium (TMGa; Ga(CH3)3), Trimethylaluminium (TMAl; Al(CH3)3) und Trimethylindium (TMIn; In(CH3)3) und Ammoniakgas (NH3-Gas) werden einer Reaktionskammer, in der ein Saphirsubstrat bereitgestellt ist, als ein Reaktionsgas zugeführt. Auf dem Saphirsubstrat wird ein AlGaInN-Typ-Verbindungshalbleiter epitaktisch aufgewachsen, wobei die Oberflächentemperatur des Substrats auf einer hohen Temperatur von 700–1100°C gehalten wird. Zu dieser Zeit kann der AlGalnN-Typ-Verbindungshalbleiter durch Zufuhr von Diethylzink (DEZn; Zn(C2H5)2), Silan (SiH4) oder dergleichen zu der Reaktionskammer in der Weise gesteuert werden, dass er eine p-Typ-Leitfähigkeit, eine i-Typ-Leitfähigkeit oder eine n-Typ-Leitfähigkeit besitzt.
  • Als eine bekannte typische Vorrichtung, die einen AlGaInN-Verbindungshalbleiter verwendet, ist eine Diode zur Emission von blauem Licht bekannt (z. B. Japanese Journal of Applied Physics 32 (1993) L8-L11). Diese lichtemittierende Diode besitzt eine Doppelheterostruktur, die eine aktive Schicht enthält, die aus In0,05Ga0,95N hergestellt ist, dem Zink (Zn) zugesetzt ist. Dies liegt daran, dass die lichtemittierende Wellenlänge auf etwa 0,45 μm eingestellt ist. Auf diese Weise wird einer aktiven Schicht in der herkömmlichen lichtemittierenden Diode, die eine aktive InGaN-Schicht verwendet, lediglich Zink zugesetzt.
  • Außerdem wird eine lichtemittierende Diode mit einer MIS-Struktur berichtet, die eine aktive Schicht enthält, die aus AlxGa1–xN hergestellt ist (Japanische offengelegte Patentveröffentlichungen Nr. 4-10665, 4-10666 und 4-10667). In dieser lichtemittierenden Diode werden einem i-Typ-GaN, d. h. einer Form einer lichtemittierenden Schicht, gleichzeitig Zn und Si zugesetzt, um so die Wellenlänge des emittierten Lichts zu ändern.
  • Allerdings besitzen diese herkömmlichen lichtemittierenden Dioden die folgenden Probleme: Falls einer InyGa1–yN-Schicht lediglich Zn zugesetzt wird, bildet ein Zn-Atom mit einem intrinsischen Kristalldefekt wie etwa einer Fehlstelle in der zu stabilisierenden InyGa1–yN-Schicht ein Paar. Allerdings verringert dies die Strahlungseffizienz, da der intrinsische Kristalldefekt zu einem strahlungslosen Zentrum wird. Außerdem steigt der intrinsische Kristalldefekt unter Anwendung eines elektrischen Felds an, was nachteilige Wirkungen wie etwa einen erhöhten Ansteuerstrom und eine verringerte Zuverlässigkeit der lichtemittierenden Vorrichtung verursacht. Insbesondere werden diese Probleme in Halbleiterlasern ernst, die eine hohe optische Dichte und Ladungsträgerdichte erfordern. Darüber hinaus sollte im Fall der Verwendung von Zn als p-Typ-Fremdatome wegen ihres niedrigen Aktivierungsverhältnisses eine große Menge Zn zugesetzt werden.
  • Um die lichtemittierende Wellenlänge zu erhöhen, ist eine Zunahme der In-Zusammensetzung des für eine aktive Schicht verwendeten InyGa1–yN erforderlich. Zum Beispiel ist die Wellenlänge im Fall von Verkehrsampeln und dergleichen wünschenswert in einem blaugrünen Gebiet, d. h. etwa 520 nm. Zu diesem Zweck muss die Menge des In in einer aktiven InyGa1–yN-Schicht erhöht werden. Allerdings verringert die Erhöhung der Menge des In die Qualität des Kristalls, was zu einer Verringerung der Strahlungseffizienz führt. Somit ist es schwierig, durch Erhöhen eines Zusammensetzungsverhältnisses (Molenbruchs) des In eine lichtemittierende Vorrichtung zu erhalten, die Licht mit einer langen Wellenlänge emittiert.
  • Falls eine AlGaN-Schicht als eine aktive Schicht verwendet wird, ist ihre Bandlückenenergie bei Zimmertemperatur 3,44 eV oder mehr, d. h. beträgt die Wellenlänge des emittierten Lichts 360 nm oder weniger. Somit liegt die Lichtemissionswellenlänge selbst dann nicht in einem blauen Bereich, wenn Zink und Silicium gleichzeitig in großen Mengen zugesetzt werden. Somit ist es sehr schwierig, unter Verwendung einer AlGaN-Schicht als eine aktive Schicht eine Vorrichtung zur Emission von blauem Licht zu erhalten. Außerdem besitzt die AlGaN-Schicht ein Problem, dass wahrscheinlich ein tiefes Fremdatomniveau gebildet wird, was veranlasst, dass unnötig Licht durch das tiefe Fremdatomniveau emittiert wird; dadurch erhöht sich ein Arbeitsstrom der lichtemittierenden Vorrichtung.
  • Gruppe-III-Nitride wie etwa AlxGa1–xN und InyGa1–yN sind stabile Materialien, die nicht der Korrosion durch chemische Mittel unterliegen und schwer zu ätzen sind. Somit ist es schwierig, in einer aktiven Schicht in einer lichtemittierenden Vorrichtung wie etwa in einem Halbleiterlaser eine Struktur zum Begrenzen der Ladungsträger zu bilden.
  • Da in einer lichtemittierenden GaN-Typ-Vorrichtung ein Saphirsubstrat verwendet wird, ist es darüber hinaus schwierig, durch Spaltung einen Hohlraum eines Halbleiterlasers auszubilden. Es kann betrachtet werden, dass die Bildung eines Hohlraums durch Trockenätzen wie etwa durch reaktives Ionenätzen, Ionenstrahlätzen und fokussiertes Ionenstrahlätzen erfolgt. In diesem Fall werden in der Halbleiterschicht in der Nähe der Kristallflächen des Hohlraums Kristalldefekte gebildet. Diese Kristalldefekte veranlassen Probleme, die ähnlich jenen sind, die durch die oben erwähnten intrinsischen Kristalldefekte veranlasst sind.
  • In einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung, die ein isolierendes Substrat wie etwa ein Saphirsubstrat verwendet, können auf der Substratseite keine Elektroden vorgesehen sein. Somit ist in einem Teil einer Halbleiterschicht, die die lichtemittierende Vorrichtung bildet, ein Stufenunterschied vorgesehen, wobei jeweils auf einem ausspringenden Abschnitt und auf einem hohlen Abschnitt, die durch den Stufenunterschied gebildet sind, Elektroden vorgesehen sein müssen. Im Fall einer lichtemittierenden GaN-Vorrichtung ist ein Stufenunterschied von 1 μm oder mehr erforderlich. Allerdings wird es in diesem Fall schwierig zu ermöglichen, dass eine Halbleiterschichtstruktur, die eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung bildet, an einer Wärmesenke mit guter Wärmeleitung anhaftet. Falls die Wärmeabgabe einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung mit einem Stufenunterschied mangelhaft ist, gibt es Probleme, dass zusammen mit der Zunahme der Temperatur ein Arbeitsstrom der Vorrichtung ansteigt, während die Zuverlässigkeit der Vorrichtung abnimmt. Darüber hinaus besteht eine Möglichkeit, dass die Lichtemission abbricht, wenn auf die aktive Schicht eine übermäßige Belastung ausgeübt wird, während die Halbleiterschichtstruktur, die die lichtemittierende Halbleitervorrichtung bildet, an einer Wärmesenke anhaften kann. Selbst wenn die Stärke der Belastung klein ist, gibt es ein Problem, dass in den Materialien, die die Halbleiterschichtstruktur bilden, Doppelbrechung verursacht wird, wobei sich die Polarisationsebene des von der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung emittierten Lichts dreht. Zum Beispiel veranlasst dies eine Unzweckmäßigkeit, falls ein Halbleiterlaser für eine Bildplatte oder dergleichen verwendet wird.
  • Die vorliegende Erfindung löst die oben erwähnten Probleme im Stand der Technik und schafft eine sehr zuverlässige lichtemittierende Vorrichtung, die Licht mit einer Wellenlänge im blauen Gebiet mit hoher Emissionseffizienz emittieren kann. Außerdem schafft die vorliegende Erfindung eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung, die eine hervorragende Wärmeabgabefähigkeit besitzt und in der es weniger Drehung der Polarisationsebene des emittierten Lichts gibt. Außerdem schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung zur Emission von blauem Licht in einfachen Schritten mit hoher Ausbeute.
  • EP 0 599 224 A1 bezieht sich auf eine galliumnitridgestützte lichtemittierende Verbindungshalbleitervorrichtung mit einer Doppelheterostruktur und offenbart in einem Beispiel die Bildung einer Si-dotierten n-Typ-Ga0,8Al0,2N-Schicht als eine erste Kaschierungsschicht. Auf der ersten Kaschierungsschicht wird eine lichtemittierende Schicht aufgewachsen, um eine lichtemittierende n-Typ-In0,14Ga0,86N-Schicht zu bilden, die mit Si und Zn dotiert ist. Nachfolgend wird auf der lichtemittierenden Schicht eine zweite Kaschierungsschicht aufgewachsen, um eine Mg-dotierte Ga0,8Al0,2N-Schicht zu bilden.
  • JP-A-6037390 des Anmelders offenbart eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung mit einer Doppelheterostruktur, die aus AlGaInN hergestellt ist und eine aktive Schicht, eine n-Typ-Deckschicht und eine p-Typ-Deckschicht umfasst, die so vorgesehen sind, dass sie die aktive Schicht zwischen sich aufnehmen.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Anspruch 1 definiert. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • 1 zeigt einen Querschnitt einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung des ersten Vergleichsbeispiels.
  • 2 zeigt schematisch die Bandlückenenergie der aktiven Schichten der in 1 gezeigten lichtemittierenden Halbleitervorrichtung und einer herkömmlichen lichtemittierenden Halbleitervorrichtung.
  • 3 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Fremdatomkonzentration und der Lichtemissionsintensität zeigt.
  • 4(a) bis 4(e) sind Querschnittsansichten, die das Herstellungsverfahren für die in 1 gezeigte lichtemittierende Halbleitervorrichtung zeigen.
  • 5(a) und 5(b) zeigen elektrische Charakteristiken und optische Charakteristiken der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung des ersten Vergleichsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 6 zeigt die Verteilung der Fremdatomkonzentration in einer aktiven Schicht des ersten Beispiels gemäß der Erfindung.
  • 7(a) ist eine Querschnittsansicht, die die Struktur einer weiteren aktiven Schicht des ersten Beispiels zeigt; 7(b) ist die Verteilung der Fremdatomkonzentration in der in 7(a) gezeigten Struktur. 7(c) zeigt eine weitere Verteilung der Fremdatomkonzentration in der in 7(a) gezeigten Struktur.
  • 8 ist eine Querschnittsansicht, die die Struktur einer nochmals weiteren aktiven Schicht des ersten Beispiels zeigt.
  • 9 zeigt einen Querschnitt einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung des zweiten Vergleichsbeispiels gemäß, der vorliegenden Erfindung.
  • 10(a) und 10(b) sind Querschnittsansichten, die die erste Hälfte des Herstellungsverfahrens für die in 9 gezeigte lichtemittierende Halbleitervorrichtung zeigen.
  • 11 zeigt schematisch einen Querschnitt einer in dem vorliegenden Beispiel verwendeten Elektronenzyklotronresonanzvorrichtung.
  • 12(a) bis (d) sind Querschnittsansichten, die die zweite Hälfte des Herstellungsverfahrens für die in 9 gezeigte lichtemittierende Halbleitervorrichtung zeigen.
  • 13 ist eine perspektivische Ansicht, die eines der Herstellungsverfahren für die in 9 gezeigte lichtemittierende Halbleitervorrichtung zeigt.
  • 14 ist eine Querschnittsansicht, die eine weitere Struktur des zweiten Beispiels zeigt.
  • 15 ist eine Querschnittsansicht, die die Struktur einer in dem dritten Beispiel verwendeten lichtemittierenden Halbleitervorrichtung zeigt.
  • 16 ist eine Querschnittsansicht, die ein Verfahren zur Anbringung einer in 15 gezeigten lichtemittierenden Vorrichtung an einem Träger veranschaulicht.
  • 17 ist eine Querschnittsansicht, die ein weiteres Verfahren zum Anbringen einer lichtemittierenden Vorrichtung an einem Träger gemäß einem dritten Beispiel veranschaulicht.
  • 18 zeigt eine Querschnittsansicht der lichtemittierenden Halbleitervorrichtung, die gemäß dem in 17 veranschaulichten Verfahren angebracht worden ist.
  • 19 zeigt eine weitere Struktur eines in dem dritten Beispiel verwendeten Trägers.
  • BESTE AUSFÜHRUNGSART DER ERFINDUNG
  • Beispiel 1
  • 1 ist eine Querschnittsansicht einer lichtemittierenden Diode 30 des ersten Vergleichsbeispiels.
  • Die lichtemittierende Diode 30 besitzt eine aktive Schicht 38 und Deckschichten 36 und 40, die so vorgesehen sind, dass sie die aktive Schicht 38 zwischen sich aufnehmen. Die aktive Schicht 38 ist aus In0,05Ga0,95N hergestellt. Andererseits ist die Deckschicht 36 aus mit Silicium als n-Typ-Fremdatomen dotiertem Al0,1Ga0,9N hergestellt und ist die Deckschicht 40 aus mit Magnesium als p-Typ-Fremdatomen dotiertem Al0,1Ga0,9N hergestellt. Somit besitzt die lichtemittierende Diode 30 eine Doppelheterostruktur, in der die Heteroübergänge zwischen der aktiven Schicht und den Deckschichten gebildet sind.
  • Die n-Typ-Deckschicht 36 ist über einer aus n-Typ-GaN:Si hergestellten Kontaktschicht 34 auf einem Saphirsubstrat 32 vorgesehen, das z. B. eine (0001)-Ebene besitzt. Auf der p-Typ-Deckschicht 40 ist eine aus p-Typ-GaN:Mg hergestellte Kontaktschicht 42 vorgesehen. Darüber hinaus ist auf der Kontaktschicht 42 eine Elektrode 46 vorgesehen, die aus zwei Schichten Au und Ni hergestellt ist. Darüber hinaus sind die Kontaktschicht 42, die Deckschicht 40, die aktive Schicht 38 und die Deckschicht 36 durch Ätzen teilweise entfernt. Ein Teil der Kontaktschicht 34 ist etwa bis zum Mittelpunkt in Dickenrichtung ebenfalls geätzt, wobei auf einer durch Ätzen freigelegten Fläche der Kontaktschicht 34 eine aus Al hergestellte Elektrode 44 vorgesehen ist.
  • Die aktive Schicht 38 besitzt eine Dicke von 1 μm und ist im Wesentlichen gleichförmig mit Zink (Zn), das als p-Typ-Fremdatome wirkt, und mit Silicium (Si), das als n-Typ-Fremdatome wirkt, dotiert. Die Wellenlänge des von der aktiven Schicht 38 emittierten Lichts ist etwa 460 nm. Falls die aktive Schicht 38 sowohl mit n-Typ-Fremdatomen als auch mit p-Typ-Fremdatomen dotiert ist, ist die Wellenlänge λ des emittierten Lichts durch die folgenden Gleichungen gegeben: hν = Eg – (Ea + Ed) + e/εr [eV] λ = 1,2395/hν [μm],wobei Eg die Bandlücke einer aktiven Schicht; Ea die Aktivierungsenergie eines Akzeptorniveaus; Ed die Aktivierungsenergie eines Donatorniveaus; r der Abstand zwischen Donatoratomen und Akzeptoratomen; ∊ die Dielektrizitätskonstante einer aktiven Schicht; und e die Elektronenladung ist. Falls Ea größer als e/εr ist, kann die aktive Schicht 38 Licht mit einer Wellenlänge emittieren, die länger als die durch die Bandlücke der aktiven Schicht bestimmte ist. Dies wird anhand von 2 ausführlicher beschrieben. Falls die aktive Schicht 38 mit Zink und Silicium dotiert ist, wird an einer Stelle, die um Ed tiefer als ein Leitungsband 50 ist, ein Donatoniveau 54 aus Silicium gebildet und wird an einer Stelle, die um Ea höher als ein Valenzband 52 ist, ein Akzeptorniveau 56 aus Zink gebildet. Die Elektronen in dem Leitungsband 50 können durch einen strahlungslosen Übergang auf das Donatorniveau 54 übertragen werden und, während sie Licht emittieren, auf das Akzeptorniveau 56 übertragen werden.
  • Somit kann in einer herkömmlichen lichtemittierenden Vorrichtung, die eine aktive Schicht mit einer Bandlücke Eg2 enthält, von einer aktiven Schicht mit einer Bandlücke Eg1, die größer als Eg2 ist, Licht mit einer Wellenlänge σ emittiert werden, falls Elektronen direkt aus dem Leitungsband 50 auf das Akzeptorniveau 56 übertragen werden. Im Ergebnis kann Licht mit einer langen Wellenlänge emittiert werden, selbst wenn ein Zusammensetzungsverhältnis von Indium (In) klein ist, wobei unter Verwendung eines hochwertigen Kristalls mit einem kleinen Zusammensetzungsverhältnis von Indium eine sehr zuverlässige lichtemittierende Diode erhalten werden kann, die Licht mit einer Wellenlänge in einem blauen Gebiet mit hoher Emissionseffizienz emittiert.
  • Dadurch, dass das Akzeptorniveau und das Donatorniveau durch Dotieren mit Zink und Silicium gebildet sind, steigt außerdem eine Rekombinationswahrscheinlichkeit an, so dass sich eine Emissionseffizienz ebenfalls verbessert. Falls eine InGaN-Schicht lediglich mit Zink dotiert wird, bildet darüber hinaus ein Zinkatom mit einem intrinsischen Kristalldefekt wie etwa einer in der InGaN-Schicht zu stabilisierenden Fehlstelle ein Paar. Dagegen wird durch Dotieren der InGaN-Schicht sowohl mit Zink als auch mit Silicium die Erzeugung eines intrinsischen Kristalldefekts unterdrückt, wobei sich die Emissionseffizienz verbessert.
  • Wenn die zugesetzte Menge Zink und Silicium groß ist, werden das Akzeptorniveau und das Donatorniveau in großen Anzahlen gebildet, so dass die Emissionseffizienz der lichtemittierenden Diode 30 ansteigt. Wenn die zugesetzte Menge zu groß ist, verringert sich allerdings die Emissionseffizienz. Dies liegt daran, dass Fremdatome in die Zwischengitterplätze eintreten und dergleichen, wenn ihre Menge groß ist, wodurch die Qualität des Kristalls selbst verringert wird. 3 zeigt die Beziehung zwischen der Lichtemissionsintensität und der Fremdatomkonzentration des dotierten Siliciums. Wie in 3 gezeigt ist, kann eine hohe Lichtemissionsintensität erhalten werden, falls die Fremdatomkonzentration des dotierten Siliciums in der Größenordnung von 1018 cm–3 liegt. Unter der Annahme, dass die höchste Lichtemissionsintensität 1 ist und dass ein praktisch bevorzugter Bereich bis zu der Fremdatomkonzentration geht, die eine Intensität von 1/e ergibt, werden die Fremdatome selbstverständlich im Bereich von etwa 10717 cm–3 bis etwa 1020 cm–3 dotiert.
  • Die zugesetzten Mengen Zink und Silicium können dieselben sein oder eine von ihnen kann größer sein. Allerdings werden vorzugsweise die gleichen Mengen Zink und Silicium dotiert, da dann die Fremdatomniveaudichten zueinander gleich werden. Da die Aktivierungseffizienz des Siliciums größer als die des Zinks ist, wird die Leitfähigkeit der aktiven Schicht allgemein zu einem n-Typ, falls Zink und Silicium mit dem gleichen Niveau in der Fremdatomkonzentration dotiert werden. Um die Emissionseffizienz durch Erhöhen der Lochkonzentration zu verbessern, kann aber die Konzentration des Zinks erhöht werden, so dass die Leitfähigkeit der aktiven Schicht 38 zu einem p-Typ wird.
  • Anhand der obigen Beschreibung ist das Zusammensetzungsverhältnis x des In in dem InxGa1–xN, das die aktive Schicht bildet, selbstverständlich vorzugsweise klein, um eine hochwertige aktive Schicht zu erhalten. Allerdings ist es technisch möglich, eine aktive Schicht zu erhalten, die In in dem Bereich von 0 ≤ x ≤ 0,3 enthält. Falls Zink und Silicium als Fremdatome dotiert werden, kann die Lichtemissionswellenlänge eingestellt werden, indem das Zusammensetzungsverhältnis von In in diesem Bereich reguliert wird.
  • Andererseits sind die Deckschichten 36 und 40 aus AlyGa1–yN mit einem beliebigen Al-Zusammensetzungsverhältnis y im Bereich von 0 ≤ y ≤ 1 hergestellt. Allerdings liegt das Al-Zusammensetzungsverhältnis y in Anbetracht der Gitteranpassung mit der aktiven Schicht vorzugsweise im Bereich von 0 ≤ y ≤ 0,3. Darüber hinaus ist die Energiedifferenz ΔEc des Leitungsbands zwischen der aktiven Schicht 38 und wenigstens der p-Typ-Deckschicht 40 vorzugsweise 0,3 eV oder mehr, um die Ladungsträger effizient in der aktiven Schicht zu begrenzen. Die Deckschichten 36 und 40 können verschiedene Zusammensetzungen haben. Zum Beispiel können die aus GaN hergestellte Deckschicht 36 und die aus Al0,5Ga0,85N hergestellte Deckschicht 40 verwendet werden.
  • Im Folgenden wird anhand der 4(a) bis 4(e) ein Beispiel eines Verfahrens zur Herstellung der lichtemittierenden Diode 30 beschrieben.
  • Auf dem Saphirsubstrat 32 mit einer (0001)-Ebene werden mit einem Kristallaufwachsverfahren wie etwa einem metallorganischen Gasphasenepitaxieverfahren (MOVPE)-Verfahren die aus n-GaN hergestellte Kontaktschicht 34, die aus n-Al0,1Ga0,9N hergestellte Deckschicht 36, die aus mit Si dotiertem In0,05Ga0,95N hergestellte aktive Schicht 38, die aus p-Al0,1Ga0,9N hergestellte Deckschicht 40 und die aus p-GaN hergestellte Kontaktschicht 42 epitaktisch aufgewachsen. Darüber hinaus wird auf der Kontaktschicht 42 unter Verwendung eines thermischen CVD-Verfahrens oder dergleichen eine SiO2-Dünnschicht 60 abgelagert (4(a)). Die SiO2-Dünnschicht 60 wird unter Verwendung einer Photolithographietechnik und einer Ätztechnik durch Ätzen teilweise entfernt, wodurch ein Teil 64 der Kontaktschicht 42 freigelegt wird (4(b)).
  • Durch ein Ionenimplantationsverfahren wird durch die Oberfläche der Kontaktschicht 42 unter Verwendung der geätzten SiO2-Dünnschicht 60 als eine Maske Si implantiert, so dass es den Mittelpunkt der Kontaktschicht 34 erreicht (4(c)). Dies beschädigt ein mit Si implantiertes Gebiet 62 darin und verschlechtert die Kristallinität. Im Folgenden werden das Gebiet 60 mit den darin implantierten Si-Ionen, d. h. die Abschnitte der Kontaktschicht 42, der Deckschicht 40, der aktiven Schicht 38, der Deckschicht 36 und der Kontaktschicht 34; durch Tränken in Schwefelsäure (H2SO4) entfernt (4(d)). Das Ätzen des Gebiets 62 mit den darin implantierten Si-Ionen ist verhältnismäßig leicht. Es können andere Ätzmittel wie etwa Phosphorsäure (H3PO4) und Natriumhydroxid (NaOH) verwendet werden. Andererseits wird ein Gebiet ohne darin implantierte Si-Ionen durch die Schwefelsäure nicht geätzt.
  • Daraufhin wird die SiO2-Dünnschicht 60 entfernt und werden auf der Kontaktschicht 42 und auf dem freiliegenden Abschnitt 64 der Kontaktschicht 34 die Elektroden 46 bzw. 44 gebildet (4(e)).
  • Die wie in 1 gezeigte lichtemittierende Diode 30 kann gemäß dem wie oben beschriebenen Verfahren hergestellt werden. Wegen der Verwendung des Nassätzens werden die Herstellungsschritte der lichtemittierenden Diode vereinfacht, wodurch die Produktionsausbeute erhöht werden kann.
  • In den 5(a) und (b) sind die elektrischen Charakteristiken und die optischen Charakteristiken der auf diese Weise hergestellten lichtemittierenden Diode 30 gezeigt. Selbstverständlich wird eine zufrieden stellende Diode mit einer Schwellenspannung von 2 Volt erhalten und liegt die Lichtemissionswellenlänge in einem blauen Bereich von 460 nm.
  • In Bezug auf die aktive Schicht 38, die für die in dem obigen Beispiel gezeigte lichtemittierende Diode 30 verwendet wird, können verschiedene wie im Folgenden beschriebene Änderungen vorgenommen werden.
  • Zunächst kann die Wellenlänge des von der aktiven Schicht emittierten Lichts durch geeignete Wahl der Zusammensetzung der aktiven Schicht 38 sowie der p-Typ-Fremdatome und der n-Typ-Fremdatome, mit denen die aktive Schicht 38 dotiert wird, reguliert werden. Genauer kann durch Dotieren von In0,10Ga0,90N mit Zink und Silicium als die p-Typ-Fremdatome und als die n-Typ-Fremdatome Licht in die Umgebung einer Wellenlänge von 460 nm emittiert werden. Licht mit derselben Wellenlänge kann ebenfalls selbst durch Dotieren von In0,20Ga0,80N mit Magnesium (Mg) als die p-Typ-Fremdatome und mit einem aus Schwefel (S), Selen (Se) oder Tellur (Te) als die n-Typ-Fremdatome emittiert werden. Licht in der Umgebung einer Wellenlänge von 500 nm kann durch Dotieren von In0,30Ga0,70N mit Magnesium und Silicium als die p-Typ-Fremdatome bzw. als die n-Typ-Fremdatome emittiert werden. Magnesium diffundiert wahrscheinlich nicht in einem Halbleiter, so dass die Emissionseffizienz ansteigt, wenn Magnesium als die p-Typ-Fremdatome gewählt wird. Da Magnesium dasselbe Material wie die in der Deckschicht verwendeten p-Typ-Fremdatome ist, werden außerdem die Verfahrensschritte der Herstellung einer Vorrichtung vereinfacht, wenn Magnesium gewählt wird. Anstelle der oben erwähnten p-Typ-Fremdatome kann Kohlenstoff (C) verwendet werden. Kohlenstoff diffundiert wahrscheinlich nicht in einem Halbleiter, so dass er in einer hohen Konzentration dotiert werden kann, wodurch die Emissionseffizienz erhöht wird. Wenn z B. GaN mit Si und C dotiert wird, kann Licht mit einer Wellenlänge von 430 nm emittiert werden. Da das Akzeptorniveau des C tief ist, steigt die Energie zwischen dem Donatorniveau Si und dem Akzeptorniveau des C an, wobei sich die Wellenlänge verkürzt.
  • Die Fremdatomkonzentration kann in der aktiven Schicht der lichtemittierenden Diode einen Gradienten besitzen. 6 zeigt die Fremdatomkonzentration einer aktiven Schicht 70 zwischen den Deckschichten 36 und 40. Insofern die aktive Schicht 70 mit Zink und Silicium dotiert ist, ist sie dieselbe wie die aktive Schicht 38. Allerdings steigt die Konzentration des Zink, das p-Typ-Fremdatome sind, von einer Fläche 72, die mit der aus p-Typ-Al0,1Ga0,9N hergestellten Deckschicht 40 in Kontakt ist, zu einer Fläche 74, die mit der aus dem n-Typ-Al0,1Ga0,9N hergestellten Deckschicht 36 in Kontakt ist, an. Die Konzentration des Zinks ist auf der Fläche 72 etwa 1017 cm–3 und auf der Fläche 74 etwa 1019 cm–3. Andererseits steigt die Konzentration des Siliciums, das n-Typ-Fremdatome sind, von der Fläche 74, die mit der aus dem n-Typ-Al0,1Ga0,9N hergestellten Deckschicht 360 in Kontakt ist, zu der Fläche 72, die mit der aus p-Typ-Al0,1Ga0,9N hergestellten Deckschicht 40 in Kontakt ist, an. Die Konzentration des Siliciums ist auf der Fläche 74 etwa 1017 cm–3 und auf der Fläche 72 etwa 1019 cm–3. 6 zeigt beispielhaft, dass sich die Konzentration der Fremdatome linear ändert. Allerdings kann sich die Konzentration in Stufen ändern oder einen gekrümmten Gradienten besitzen, solange die Konzentration des Zinks auf Seiten der Fläche 72 kleiner als auf Seiten der Fläche 74 ist.
  • In einer solchen Struktur steigt die p-Typ-Fremdatomkonzentration in der aktiven Schicht 70 mit der Entfernung von der p-Typ-Deckschicht 40 an, so dass Löcher mit kleiner Beweglichkeit in der aktiven Schicht 70 von der Fläche 72, die mit der Deckschicht 40 in Kontakt steht, weit weg diffundieren können. Somit kann die Dicke der aktiven Schicht 70 vergrößert und die Emissionsefizienz weiter erhöht werden. Hier ist der Fall veranschaulicht, in dem die Verteilungen der Konzentrationen des Si als n-Typ-Fremdatome und der p-Typ-Fremdatome symmetrisch sind. Allerdings können die n-Typ-Fremdatome gleichförmig über die aktive Schicht 7 verteilt sein.
  • Darüber hinaus kann die aktive Schicht eine so genannte Modulationsdotierungsstruktur besitzen. Wie in 7(a) gezeigt ist, sind in einer aktiven Schicht 80 zwischen den Deckschichten 36 und 40 abwechselnd eine Mehrzahl lediglich mit p-Typ-Fremdatomen dotierter In0,05Ga0,95N-Schichten 76 und eine Mehrzahl lediglich mit n-Fremdatomen dotierter In0,05Ga0,95SN-Schichten 78 aufgenommen. In dieser Struktur sind Elektronen und Löcher räumlich voneinander getrennt. Somit steigt die Rekombinationswahrscheinlichkeit an, wobei die Emissionseffizienz im Vergleich zu dem Fall, in dem die Elektronen und Löcher nicht räumlich voneinander getrennt sind, um eine Größenordnung erhöht wird.
  • Die Fremdatomkonzentration jeder In0,05Ga0,95N-Schicht 76 und jeder In0,05Ga0,95N-Schicht 78 kann wie in 7(b) gezeigt dieselbe sein. In diesem Fall wurde vorgeschrieben, dass die jeweilige Konzentration etwa 1019 cm–3 ist. Darüber hinaus kann die jeweilige Konzentration wie anhand von 6 beschrieben einen Gradienten besitzen. Wie in 7(c) gezeigt ist, ist genauer von der Mehrzahl der GaInN-Schichten 76 die p-Typ-Fremdatomkonzentration der In0,095Ga0,95N-Schicht 76 in der Nähe der Deckschicht 36 höher, während jene der In0,05Ga0,95N-Schicht 76 in der Nähe der Deckschicht 40 niedriger ist. Andererseits ist von der Mehrzahl der In0,05Ga0,95N-Schichten 78 die n-Typ-Fremdatomkonzentration der In0,05Ga0,95N-Schicht 76 in der Nähe der Deckschicht 36 niedriger, während jene p-Typ-Fremdatomkonzentration der In0,05Ga0,95N-Schicht 76 in der Nähe der Deckschicht 40 höher ist. Eine solche Struktur ermöglicht die weitere Erhöhung der Emissionseffizienz.
  • Wie in 8 gezeigt ist, kann alternativ zwischen den Deckschichten 36 und 40 eine aktive Schicht 86 mit einer Schichtstruktur vorgesehen sein, die die InN-Schichten 82 und die GaN-Schichten 84 enthält. Durch abwechselndes Schichten der InN-Schichten 82 mit einer Dicke einer 1-Atom-Schicht und der GaN-Schichten 84 mit einer Dicke einer 9-Atom-Schicht in der aktiven Schicht 86 kann die aktive Schicht 86 mit einer Zusammensetzung In0,1Ga0,9N als Ganzes gebildet werden. In diesem Fall werden vorzugsweise lediglich die InN-Schichten 82 sowohl mit Zink als auch mit Silicium dotiert. Dies liegt daran, dass In einen höheren Dampfdruck als Ga besitzt und wahrscheinlich durch Fremdatome ersetzt wird. Dies ermöglicht, dass sowohl Zink als auch Silicium die Stellen von In-Atomen im Kristall einnehmen und fehlerfrei zu p-Typ- bzw. n-Typ-Fremdatomen werden. Folglich können das Aktivierungsverhältnis der p-Typ-Fremdatome und die Emissionseffizienz verbessert werden.
  • Die aktive Schicht 86 wird durch Atomschichtepitaxie aufgewachsen. Genauer können durch abwechselndes neunmaliges Einleiten von Trimethylgallium und Ammoniak in eine Aufwachskammer neun GaN-Schichten auf dem Substrat aufgewachsen werden und kann durch abwechselndes einmaliges Einleiten von Trimethylindium und Ammoniak in die Aufwachskammer eine InN-Schicht aufgewachsen werden. Die InN-Schichten werden durch gleichzeitiges Zuführen von Dimethylzink und Silan und Dotieren der InN-Schichten sowohl mit Zink als auch mit Silicium aufgewachsen.
  • Obgleich in dem vorliegenden Beispiel der Fall beschrieben ist, in dem Saphir für ein Substrat verwendet wird, können andere Substrate verwendet werden, die aus SiC, Spinell, ZnO oder dergleichen hergestellt sind.
  • Beispiel 2
  • 9 ist eine Querschnittsansicht eines blauen Halbleiterlasers 90 des zweiten Beispiels gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Der Halbleiterlaser 90 enthält eine aktive Schicht 98 und die Deckschichten 96 und 100, die in der Weise vorgesehen sind, dass sie die aktive Schicht 98 zwischen sich aufnehmen. Die aktive Schicht 98 ist aus In0,1Ga0,9N hergestellt. Die Deckschicht 96 ist aus mit Silicium als n-Typ-Fremdatome dotiertem Al0,1Ga0,9N hergestellt und die Deckschicht 10 ist aus mit Magnesium als p-Fremdatome dotiertem Al0,1Ga0,9N hergestellt. Somit besitzt die lichtemittierende Diode 90 eine Doppelheterostruktur, in der zwischen der aktiven Schicht und den Deckschichten Heteroübergänge gebildet sind.
  • Die aktive Schicht 98 ist eine ausführlich in Beispiel 1 beschriebene InGaN-Typ-Halbleiterschicht, die sowohl mit p-Typ-Fremdatomen als auch mit n-Typ-Fremdatomen dotiert ist. Genauer kann die aktive Schicht 98 eine InGaN-Typ-Halbleiterschicht sein, die durch ein ähnliches Fremdatomdotierungsverfahren wie das, das für die aktive Schicht 38 der in 1 gezeigten lichtemittierenden Vorrichtung wurde, oder durch ein in den 6 bis 8 gezeigtes Fremdatomdotierungsverfahren mit p-Typ- und n-Typ-Fremdatomen dotiert worden ist. Darüber hinaus ist die aktive Schicht 98 wie später beschrieben in der Nähe der zwei Kristallflächen, die einen Hohlraum bilden, mit Wasserstoff dotiert, wodurch die aktive Schicht 98 mit einem hohen Widerstand versehen ist.
  • Die Deckschicht 96 ist über einer aus n-Typ-GaN hergestellten Kontaktschicht 94 auf einem Saphirsubstrat 92 vorgesehen, das z. B. eine (0001)-Ebene besitzt. Auf der Deckschicht 100 ist eine aus p-Typ-GaN hergestellte Kontaktschicht 102 vorgesehen. Darüber hinaus ist auf der Kontaktschicht 102 eine Elektrode 106 vorgesehen. Darüber hinaus sind die Kontaktschicht 102, die Deckschicht 100, die aktive Schicht 98 und die Deckschicht 96 durch Ätzen teilweise entfernt. Ein Teil der Kontaktschicht 94 ist etwa bis zum Mittelpunkt in Dickenrichtung ebenfalls geätzt, wobei auf einer durch Ätzen freigelegten Fläche der Kontaktschicht 94 eine Elektrode 104 vorgesehen ist.
  • In Abschnitten der Kontaktschicht 102 und der Deckschicht 100 ist ein Gebiet 108 gebildet, das Wasserstoff enthält. Das Gebiet 108 besitzt wegen des darin enthaltenen Wasserstoffs einen hohen Widerstand. Das Gebiet, das keinen Wasserstoff enthält, besitzt eine Streifenform, die in Hohlraumrichtung verläuft, wobei dieses Gebiet in einem Zustand mit niedrigem Widerstand gehalten ist. Somit werden von der Elektrode 106 in einen Teil 110 der aktiven Schicht 98 unter dem Gebiet der Deckschicht 100, der keinen Wasserstoff enthält, effizient Löcher injiziert, so dass die Ladungsträger effizient begrenzt werden können und ein Schwellenstrom des Halbleiterlasers verringert wird. Auf diese Weise kann durch Vorsehen einer Strombegrenzungsfunktion auf einer Seite der p-Al0,1Ga0,9N-Deckschicht ein sehr zuverlässiger Halbleiterlaser erhalten werden.
  • Der Grund dafür, dass das Gebiet 108 einen hohen Widerstand besitzt, ist wie folgt: Atomarer Wasserstoff, der in den Kristall eingetreten ist, verbindet sich mit den p-Typ-Fremdatomen (Akzeptorfremdatomen) oder mit dem am meisten benachbarten Aufbauelement, um die Funktion der p-Typ-Fremdatome als ein Akzeptor zu verschlechtern und die p-Typ-Fremdatome zu deaktivieren. Dies ermöglicht, dass das Gebiet 108 einem Halbleiter ohne dotierte Fremdatome gleichwertig ist und erhöht dessen Widerstand.
  • Obgleich betrachtet wird, dass eine ähnliche Deaktivierung sogar bei n-Typ-Fremdatomen verursacht wird, ist der Effekt der Deaktivierung durch Wasserstoffatome in einem p-Typ-Halbleiter auffälliger. Somit ist erwünscht, dass die Funktion als eine Strombegrenzung auf Seiten der p-Typ-Kontaktschicht 102 und der p-Typ-Deckschicht 100 geschaffen wird. Darüber hinaus hat die Deaktivierung durch atomaren Wasserstoff insbesondere eine größere Wirkung auf Materialien vom AlxGayInzN-Typ. Atomarer Wasserstoff ermöglicht, dass p-AlxGayInxN einen halbisolierenden Zustand besitzt und erhöht schnell dessen Widerstand, wodurch die Ladungsträger effektiv begrenzt werden können. Somit kann ein Laser mit einer wie in 4 gezeigten Struktur hergestellt werden.
  • Nachfolgend wird anhand der 10(a), 10(b), 11 und 12(a) bis 12(d) ein Verfahren zur Herstellung dieses Halbleiterlasers beschrieben.
  • Zunächst werden auf dem Saphirsubstrat 92 mit einer (0001)-Ebene unter Verwendung eines Kristallaufwachsverfahrens wie etwa eines MOVPE-Verfahrens die aus n-GaN hergestellte Kontaktschicht 94, die aus n-Al0,1Ga0,9N hergestellte Deckschicht 96, die aus In0,1Ga0,9N hergestellte aktive Schicht 98, die aus p- Al0,1Ga0,9N hergestellte Deckschicht 100 und die aus p-GaN hergestellte Kontaktschicht 102 aufgewachsen (10(a)). Darüber hinaus wird auf der Kontaktschicht 102 eine Maskenschicht 112 gebildet. Als die Maskenschicht 112 können Halbleiterschichten verwendet werden, die aus anderen Materialien als die p-Typ-Halbleiter- oder Isolierschichten hergestellt sind, solange sie nicht zulassen, dass Wasserstoffionen durch sie hindurchgeht. Zum Beispiel können für die Maskenschicht undotiertes GaN, n-Typ-GaAs, p-Typ-GaN, SiO2, Si3N4, Si und dergleichen verwendet werden. Die Maskenschicht 112 wird unter Verwendung einer Photolithographietechnik und einer Ätztechnik zu einer Streifenform gebildet, wodurch ein Teil der Kontaktschicht 102 freigelegt wird (10(b)).
  • In die in 10(b) gezeigte Halbleiterstruktur werden unter Verwendung einer in 11 gezeigten Elektronenzyklotronresonanzvorrichtung (ECR-Vorrichtung) 120 Wasserstoffionen eingeführt. Die Elektronenzyklotronresonanzvorrichtung 120 ist mit einer Kammer 124, am Umfang der Kammer 124 vorgesehenen Magnetspulen 122, einem Probenhalter 126, einer Blende 130 und einem Gaseinlass 132 ausgestattet. Der durch den Gaseinlass 132 in die Kammer 124 eingeleitete Wasserstoff wird mit Mikrowellen angeregt, um in der Kammer 124 ein Plasma 128 zu bilden. Der Fluss des Plasmas 128 wird auf das auf den Probenhalter 126 gesetzte Saphirsubstrat 92 gestrahlt. Zu dieser Zeit wird das Saphirsubstrat 92 auf einer Temperatur von etwa 350°C gehalten. Im Ergebnis wird von der Oberfläche der Kontaktschicht 102, die nicht mit der Maskenschicht 112 bedeckt ist, in die Kontaktschicht 102 und in die Deckschicht 100 atomarer Wasserstoff injiziert (12(a)). Dies liegt daran, dass atomarer Wasserstoff nicht durch die Maskenschicht 112 gehen kann, wobei die Maskenschicht 112 als eine Maske arbeitet. Während dieses Schritts wird das Gebiet 108 gebildet, in dem ein Akzeptor deaktiviert ist. Anschließend wird die Halbleiterschicht 112 entfernt, um die gesamte Oberfläche der Kontaktschicht 102 freizulegen, und daraufhin die Elektrode 106 gebildet (12(b)).
  • Anschließend wird das Saphirsubstrat 92 mit der in 12(b)) gezeigten Struktur in die Elektronenzyklotronresonanzvorrichtung (ECR-Vorrichtung) 120 eingeführt, wobei Abschnitte der Kontaktschicht 102, der Deckschicht 100, der aktiven Schicht 98 und der Deckschicht 96 geätzt werden und ein Teil der Kontaktschicht 94 bis zu ihrem Mittelpunkt geätzt wird (12(c)). Wie in 13 gezeigt ist, werden daraufhin durch Ätzen die Kristallflächen eines Hohlraums 136 und 138 gebildet.
  • Daraufhin wird durch den Gaseinlass 132 Wasserstoff in die Kammer 124 eingeleitet, während das Saphirsubstrat 92 auf etwa 350°C gehalten wird, wobei die geätzten Kristallflächen zu einer Atmosphäre aus Wasserstoff freigelegt werden, der durch die Elektronenzyklotronresonanz zu Plasma angeregt worden ist. Dadurch kann in den Hohlraum durch dessen Kristallflächen 136 und 138 atomarer Wasserstoff eintreten, wobei ein intrinsischer Kristalldefekt wie etwa eine Leerstelle in der Nähe der Kristallflächen des Hohlraums durch Wasserstoff kompensiert wird. Im Ergebnis kann verhindert werden, dass ein strahlungsloses Zentrum gebildet wird, wobei die Zunahme des Arbeitsstroms und die Verringerung der Zuverlässigkeit unterdrückt werden können.
  • Schließlich wird auf der Kontaktschicht 94 die Elektrode 104 gebildet, wodurch der Halbleiterlaser 90 fertig gestellt wird.
  • Gemäß einem solchen Verfahren kann leicht ein sehr zuverlässiger Halbleiterlaser mit guter Ausbeute hergestellt werden, ohne dass Gebiete in der Nähe der aktiven Schicht Verarbeitungen wie etwa Ätzen ausgesetzt werden. Die Elektronenzyklotronresonanz ermöglicht, dass wegen der guten Anregungseffizienz des Wasserstoffs ein Gebiet mit hohem Widerstand effizient gebildet wird. Außerdem wird anders als bei der Implantation oder dergleichen nahezu keine Beschädigung in Bezug auf den Halbleiterkristall verursacht. Die Elektronenzyklotronresonanz ermöglicht, dass wegen der guten Anregungseffizienz des Wasserstoffs ein Gebiet mit hohem Widerstand effizient gebildet wird. Da das Wasserstoffplasma gemäß der Elektronenzyklotronresonanz wahrscheinlich nicht in einer Magnetfeldrichtung, d. h. in einer horizontalen Richtung jeder Schicht, die eine Halbleiterschicht bildet, diffundiert, kann darüber hinaus ermöglicht werden, dass atomarer Wasserstoff mit einer Breite in die Schichtstruktur eintritt, die nahezu gleich der Breite der in einer Streifenform gebildeten Maskenschicht 112 ist. Da die Breite des Streifens klein ist, d. h. etwa 4 μm, ist diese Wirkung groß.
  • Außerdem erhöht die Implantation von atomarem Wasserstoff in die Umgebung der Kristallflächen 136 und 138 des Hohlraums in der Umgebung der Kristallflächen den Widerstand der Halbleiterschicht. Somit kann die Wärmeerzeugung in der Umgebung der Kristallflächen des Hohlraums unterdrückt werden, wodurch die Zunahme der Temperatur der Kristallflächen des Hohlraums verringert wird, was zu einer erhöhten Zuverlässigkeit des Halbleiterlasers führt.
  • Während die Temperatur der Probe, die in dem zu Plasma angeregten Wasserstoff angeordnet ist, in dem obigen Beispiel auf etwa 350°C gehalten wird, kann die Deaktivierung von Akzeptoren durch die Wasserstoffatome durch Ändern dieser Temperatur gesteuert werden. Darüber hinaus wurde das Beispiel unter Verwendung von Wasserstoff als ein Gas, das ein Wasserstoffelement enthält, beschrieben. Allerdings kann irgendein Gas wie etwa Ammoniak (NH3) verwendet werden, solange es ein Gas ist, das ein Wasserstoffelement enthält.
  • Das obige Beispiel wurde unter Verwendung eines AlGaInN-Typ-Materials als das Material zur Bildung des Halbleiterlasers beschrieben. Allerdings können andere Materialien mit großer Bandlücke verwendet werden. Selbst wenn ein ZnMgSSe-Typ-Material, das eine Gruppe-II-VI-Verbindung ist, verwendet wird, ist die Wirkung der vorliegenden Erfindung stark. Wie in 14 gezeigt ist, kann der Erfindungsgedanke der vorliegenden Erfindung z. B. auf einen Halbleiterlaser 200 angewendet werden, der auf einem aus halb isolierendem ZnSe hergestellten Substrat 202 eine aus n-ZnMgSSe hergestellte Deckschicht 204, eine aus n-ZnSe hergestellte Lichtbegrenzungsschicht 208, eine aus CdZnSe hergestellte aktive Schicht 210, eine aus p-ZnSe hergestellte Lichtbegrenzungsschicht 212, eine aus p-ZnMgSSe hergestellte Deckschicht 214 und eine aus p-ZnSe hergestellte Kontaktschicht 216 enthält. In Abschnitten der Kontaktschicht 216, der Deckschicht 214 und der Lichtbegrenzungsschicht 212 ist ein mit Wasserstoff dotiertes Gebiet 220 gebildet. Ein durch die aktive Schicht 210 fließender Strom wird durch eine Spannung begrenzt, die über eine auf der Kontaktschicht 216 gebildete Elektrode 218 und eine auf der Deckschicht 204 gebildete Elektrode 204 angelegt wird.
  • Obgleich in dem vorliegenden Beispiel der Fall beschrieben ist, in dem für ein Substrat Saphir verwendet wird, können für das Substrat andere Materialien wie etwa SiC, Spinell und ZnO verwendet werden.
  • Beispiel 3
  • In dem vorliegenden Beispiel wird ein Verfahren zum Anbringen eines Halbleiterlasers gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Ein in dem vorliegenden Beispiel verwendeter Halbleiterlaser 302 besitzt eine Halbleiterstruktur 304, die wie in 15 gezeigt auf einem aus Saphir oder dergleichen hergestellten Substrat 320 gebildet ist. Die Halbleiterstruktur 304 enthält eine aktive Schicht 308 und die Deckschichten 306 und 310, die die aktive Schicht zwischen sich aufnehmen. Die aktive Schicht 306 ist aus InxGa1–xN hergestellt und die Deckschichten 306 und 310 sind aus p-AlyGa1–yN bzw. aus n-AlyG1–yN hergestellt. Die Halbleiterstruktur 304 besitzt einen Stufenunterschied, der einen hohlen Abschnitt 314 und einen vorstehenden Abschnitt 312 bildet. Wenigstens die aktive Schicht 306 ist in dem vorstehenden Abschnitt 312 enthalten. Auf der Oberfläche des vorstehenden Abschnitts 312 ist eine Elektrode 316 gebildet, so dass sie elektrisch mit der Deckschicht 306 verbunden ist, und auf der Oberfläche des hohlen Abschnitts 314 ist eine Elektrode 318 gebildet, so dass sie elektrisch mit der Deckschicht 310 verbunden ist. Zwischen der Oberfläche der Elektrode 316 und der der Elektrode 318 gibt es einen Zwischenraum D1 von 2,8 μm.
  • Wie in 16 gezeigt ist, besitzt ein Träger 324, auf dem ein Halbleiterlaser 302 angebracht wird, ebenfalls einen Stufenunterschied, der einen vorstehenden Abschnitt 326 und einen hohlen Abschnitt 328 bildet. Auf den Oberflächen des vorstehenden Abschnitts 326 und des hohlen Abschnitts 328 sind die Bumps 330 bzw. 332 vorgesehen. Der Träger 324 ist aus einer Wärmesenke, Si, hergestellt, während die Bumps 330 und 322 aus einer Legierung von Gold und Zinn hergestellt sind. Zwischen den Oberflächen der Bumps 330 und 332 gibt es einen Zwischenraum D2 von 3,0 μm.
  • Anhand von 16 wird ein Anbringungsverfahren beschrieben. Der Halbleiterlaser 302 wird unter Verwendung einer Unterdruckspannzange 322 auf einen Unterträger 324 gesetzt. Wenn der Halbleiterlaser 302 näher zu dem Träger 324 gebracht wird, gelangt die Elektrode 318 auf dem Halbleiterlaser 302, da D2 größer als D1 ist, zuerst mit dem Bump 330 in Kontakt. Von Seiten des Halbleiterlasers 302 wird eine Last ausgeübt, die den Bump 330 zusammenquetscht, so dass sie ihn dünner macht, wodurch die Elektrode 316 in Kontakt mit dem Bump 332 gebracht wird. Anschließend wird ein Si-Unterträger 301 auf 280°C erwärmt, um die Bumps 330 und 332 zu schmelzen, wodurch der Halbleiter 302 in Kontakt mit dem Unterträger 324 gebracht wird.
  • Gemäß dem oben erwähnten Verfahren kann ein Halbleiterlaser mit Unebenheit mit einer Wärmesenke mit guter Wärmeleitfähigkeit in Kontakt gebracht werden. Somit kann die Zunahme der Temperatur des Halbleiterlasers unterdrückt werden und verhindert werden, dass sich die Zuverlässigkeit der Vorrichtung verringert.
  • Darüber hinaus gelangt die auf dem hohlen Abschnitt 314 des Halbleiterlasers 302 vorgesehene Elektrode 318 in Kontakt mit dem Bump 330, so dass die aktive Schicht 308 des Halbleiterlasers nicht notwendig übermäßig mit Druck beaufschlagt wird. Somit wird der Halbleiterlaser nicht nachteilig beeinflusst. Insbesondere gibt es kein Problem, dass sich die Polarisationsebene des emittierten Lichts wegen der durch die Belastung verursachten Doppelbrechung der Komponentenmaterialien dreht.
  • Für die Bumps wird in dem obigen Beispiel eine Legierung aus Gold und Zinn verwendet. Allerdings können irgendwelche Materialien verwendet werden, die geschmolzen werden können, um den Halbleiterlaser mit der Wärmesenke in Kontakt zu bringen. Zum Beispiel kann eine Legierung aus Blei und Gold, Indium und dergleichen verwendet werden.
  • Wie im Folgenden beschrieben wird, kann zwischen den Halbleiterlaser 302 und den Träger 324 ein UV-aushärtendes Harz injiziert werden. Wie in den 17 und 18 gezeigt ist, wird ein UV-aushärtendes Harz 336 auf die Oberfläche des Trägers 324 aufgetragen, so dass es die auf dem vorstehenden Abschnitt 326 und auf dem hohlen Abschnitt 328 des Unterträgers 306 vorgesehenen Elektrodenbumps 338 bzw. 340 bedeckt. In diesem Fall sind die Bumps 338 und 340 goldplattiert.
  • Wie oben beschrieben wurde, wird zunächst die Elektrode 318 des Halbleiterlasers 302 mit dem Bump 338 in Kontakt gebracht. Von Seiten des Halbleiterlasers 302 wird eine Last ausgeübt, die den Bump 338 zusammenquetscht, so dass sie ihn dünner zu macht, wodurch die Elektrode 316 in Kontakt mit dem Bump 340 gebracht wird. Zu dieser Zeit kann der Kontakt zwischen der Elektrode 318 und dem Bump 338 durch Überwachen des Widerstands zwischen den Bumps 338 und 340 bestätigt werden. In Folgenden wird eine Spannung an den Halbleiterlaser 302 angelegt, wodurch der Laser Licht emittieren kann. In diesem Fall wird der Laser nicht notwendig zu Schwingungen angeregt. Das UV-aushärtende Harz 336 wird durch Absorption von Licht ausgehärtet, dass von dem Halbleiterlaser 302 ausgetreten ist, wodurch der Halbleiterlaser 302 auf dem Unterträger 324 angebracht werden kann. Beispiele von Materialien für den Halbleiterlaser, der Licht mit einer solchen Wellenlänge emittiert, dass es das UV-aushärtende Harz effektiv aushärten kann, umfassen jene vom AlGaInN-Typ, vom ZnMgSSe-Typ und dergleichen.
  • Durch das oben erwähnte Verfahren kann ein Halbleiterlaser mit Unebenheit mit einer Wärmesenke mit guter Wärmeleitung in Kontakt gebracht werden. Somit kann die Zunahme der Temperatur des Halbleiterlasers reduziert werden, was verhindert, dass sich die Zuverlässigkeit des Halbleiterlasers verringert.
  • Darüber hinaus gelangt die auf dem hohlen Abschnitt 314 des Halbleiterlasers 302 vorgesehene Elektrode 318 in Kontakt mit dem Bump 338, so dass die aktive Schicht 308 des Halbleiterlasers nicht mit übermäßigem Druck beaufschlagt wird. Somit wird der Halbleiterlaser nicht nachteilig beeinflusst. Insbesondere gibt es dort kein Problem, dass sich die Polarisationsebene des emittierten Lichts wegen der durch die Belastung veranlassten Doppelbrechung der Komponentenmaterialien dreht.
  • In dem obigen Beispiel wird das UV-aushärtende Harz dadurch ausgehärtet, dass ermöglicht wird, dass der Halbleiterlaser Licht emittiert. Allerdings kann das UV-aushärtende Harz dadurch ausgehärtet werden, dass es von außen mit UV-Strahlen bestrahlt wird.
  • Während in dem obigen Beispiel zur Anbringung des Halbleiterlasers auf dem Unterträger ein UV-aushärtendes Harz verwendet wird, kann ebenfalls ein wärmeaushärtendes Harz verwendet werden. Darüber hinaus ist die Wirkung der vorliegenden Erfindung selbst dann stark, wenn für den Unterträger andere Materialien mit einer guten Wärmeabgabeeigenschaft wie etwa SiC, C und AlN verwendet werden.
  • Darüber hinaus besitzt der Si-Unterträger in dem obigen Beispiel eine Unebenheit. Allerdings sind auf einem Träger 346 mit einer ebenen Oberfläche wie in 19 gezeigt zwei Bumps 342 und 344 mit einem Unterschied D2 der Dicke vorgesehen. Der Halbleiterlaser kann auf die gleiche Weise wie oben auf dem Träger angebracht werden.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine sehr zuverlässige lichtemittierende Vorrichtung erhalten werden, die Licht mit einer Wellenlänge in einem blauen Gebiet mit einer hohen Emissionseffizienz emittieren kann. Darüber hinaus kann eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung mit einer hervorragenden Wärmeabgabefähigkeit erhalten werden, in der es weniger Drehung der Polarisationsebene des emittierten Lichts gibt.
  • Außerdem kann ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung zur Emission von blauem Licht mit einfachen Schritten mit hoher Ausbeute geschaffen werden.

Claims (10)

  1. Lichtemittierende Halbleitervorrichtung mit einer Doppel-Heterostruktur mit: einer aktiven Schicht (70), hergestellt aus Ga1–xInxN (0 ≤ x ≤ 0,3), dotiert mit Fremdatomen eines p-Typs und Fremdatomen eines n-Typs; ersten und zweiten Deckschichten (36, 40), welche so vorgesehen sind, um die aktive Schicht (70) zwischen sich aufzunehmen, wobei die erste Deckschicht (40) eine p-Typ Leitfähigkeit hat, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration der p-Typ Fremdatome in der aktiven Schicht (70) auf einer Seite, welche benachbart ist zu der ersten Deckschicht (40), niedriger ist, und eine Konzentration der p-Typ Fremdatome in der aktiven Schicht (70) ist höher auf einer Seite, welche benachbart ist zu der zweiten Deckschicht (36).
  2. Lichtemittierende Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die aktive Schicht (70) im wesentlichen gleichförmig dotiert mit den n-Typ Fremdatomen ist.
  3. Lichtemittierende Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die aktive Schicht (80) eine Struktur aufweist, in welcher eine Mehrzahl von p-Typ Schichten (76), dotiert nur mit p-Typ Fremdatomen, und eine Mehrzahl von n-Typ Schichten (78) dotiert nur mit n-Typ Fremdatomen, abwechselnd geschichtet sind.
  4. Lichtemittierende Halbleitervorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Fremdatomkonzentration der Mehrzahl der p-Typ Schichten (76) in der aktiven Schicht (80) von einer Seite benachbart zu der ersten Deckschicht (40) zu einer Seite benachbart zu der zweiten Deckschicht (36) ansteigt.
  5. Lichtemittierende Halbleitervorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Mehrzahl der p-Typ Schichten (76) und die Mehrzahl der n-Typ Schichten (78) im wesentlichen gleichförmig mit den p-Typ Fremdatomen bzw. den n-Typ Fremdatomen dotiert sind.
  6. Lichtemittierende Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die aktive Schicht (86) eine Struktur hat, in welcher eine Mehrzahl von GaN Schichten (84) und eine Mehrzahl von InN Schichten (82) abwechselnd geschichtet sind, und nur die Mehrzahl der InN Schichten (82) ist dotiert mit den p-Typ Fremdatomen und n-Typ Fremdatomen.
  7. Lichtemittierende Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die aktive Schicht (70) dotiert ist mit den p-Typ Fremdatomen bzw. den n-Typ Fremdatomen mit einer Fremdatomkonzentration in dem Bereich von 1017 cm–3 bis 1020 cm–3.
  8. Lichtemittierende Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die p-Typ Fremdatome eines aus Zink, Magnesium oder Kohlenstoff sind und die n-Typ Fremdatome sind eines aus Silizium, Schwefel, Selen oder Tellur.
  9. Lichtemittierende Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die ersten und zweiten Deckschichten (36, 40) hergestellt sind aus AlyGa1–yN (0 ≤ y ≤ 0,3).
  10. Lichtemittierende Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Energiedifferenz der Leitungsbänder der aktiven Schicht (70) und der ersten Deckschicht (40) 0,3 eV oder mehr ist.
DE69533511T 1994-07-21 1995-07-20 Lichtemittierende halbleitervorrichtung und herstellungsverfahren Expired - Fee Related DE69533511T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16939494 1994-07-21
JP16939494 1994-07-21
PCT/JP1995/001447 WO1996003776A1 (fr) 1994-07-21 1995-07-20 Dispositif a semi-conducteur emettant de la lumiere et procede de production de celui-ci

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69533511D1 DE69533511D1 (de) 2004-10-21
DE69533511T2 true DE69533511T2 (de) 2005-09-15

Family

ID=15885791

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69533511T Expired - Fee Related DE69533511T2 (de) 1994-07-21 1995-07-20 Lichtemittierende halbleitervorrichtung und herstellungsverfahren

Country Status (6)

Country Link
US (3) US5751013A (de)
EP (2) EP1473781A3 (de)
JP (1) JP3121617B2 (de)
KR (2) KR100290076B1 (de)
DE (1) DE69533511T2 (de)
WO (1) WO1996003776A1 (de)

Families Citing this family (73)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5578839A (en) * 1992-11-20 1996-11-26 Nichia Chemical Industries, Ltd. Light-emitting gallium nitride-based compound semiconductor device
US6136626A (en) * 1994-06-09 2000-10-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor light-emitting device and production method thereof
JP3121617B2 (ja) * 1994-07-21 2001-01-09 松下電器産業株式会社 半導体発光素子およびその製造方法
DE69637304T2 (de) * 1995-03-17 2008-08-07 Toyoda Gosei Co., Ltd. Lichtemittierende Halbleitervorrichtung bestehend aus einer III-V Nitridverbindung
JP3728332B2 (ja) * 1995-04-24 2005-12-21 シャープ株式会社 化合物半導体発光素子
US5739554A (en) * 1995-05-08 1998-04-14 Cree Research, Inc. Double heterojunction light emitting diode with gallium nitride active layer
DE19680872B4 (de) * 1995-08-31 2009-01-08 Kabushiki Kaisha Toshiba, Kawasaki Verfahren zur Herstellung eines Licht emittierenden Elements
CN100350641C (zh) * 1995-11-06 2007-11-21 日亚化学工业株式会社 氮化物半导体器件
US6320207B1 (en) * 1996-04-22 2001-11-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Light emitting device having flat growth GaN layer
US6230071B1 (en) * 1996-05-24 2001-05-08 The Regents Of The University Of California Depth enhancement of ion sensitized data
JP3304787B2 (ja) * 1996-09-08 2002-07-22 豊田合成株式会社 半導体発光素子及びその製造方法
US6020602A (en) * 1996-09-10 2000-02-01 Kabushiki Kaisha Toshba GaN based optoelectronic device and method for manufacturing the same
JP2930032B2 (ja) * 1996-09-26 1999-08-03 日本電気株式会社 Ｉｉ−ｖｉ族化合物半導体発光素子およびその製造方法
WO1998034285A1 (fr) 1997-01-31 1998-08-06 Matsushita Electronics Corporation Element electroluminescent, dispositif electroluminescent a semiconducteur, et leur procede de production
US6103604A (en) * 1997-02-10 2000-08-15 Trw Inc. High electron mobility transparent conductor
JP3515361B2 (ja) * 1997-03-14 2004-04-05 株式会社東芝 半導体発光素子
JP4203132B2 (ja) * 1997-03-31 2008-12-24 シャープ株式会社 発光素子及びその製造方法
DE29709228U1 (de) * 1997-05-26 1998-09-24 Thera Ges Fuer Patente Lichtpolymerisationsgerät
JP3283802B2 (ja) * 1997-09-29 2002-05-20 日本電気株式会社 選択成長法を用いた半導体層及びその成長方法、選択成長法を用いた窒化物系半導体層及びその成長方法、窒化物系半導体発光素子とその製造方法
JPH11204833A (ja) * 1998-01-08 1999-07-30 Pioneer Electron Corp 半導体発光素子の製造方法
JP3289682B2 (ja) * 1998-08-17 2002-06-10 株式会社村田製作所 半導体発光素子
JP2000156544A (ja) * 1998-09-17 2000-06-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 窒化物半導体素子の製造方法
DE50010046D1 (de) * 1999-01-04 2005-05-19 Infineon Technologies Ag Verfahren und vorrichtung zur formgebung von halbleiteroberflächen
JP4457427B2 (ja) * 1999-03-18 2010-04-28 ソニー株式会社 半導体発光装置とその製造方法
US6258699B1 (en) * 1999-05-10 2001-07-10 Visual Photonics Epitaxy Co., Ltd. Light emitting diode with a permanent subtrate of transparent glass or quartz and the method for manufacturing the same
JP3719047B2 (ja) 1999-06-07 2005-11-24 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体素子
JP3511372B2 (ja) * 1999-08-31 2004-03-29 シャープ株式会社 半導体発光素子およびそれを使用した表示装置
WO2001024282A1 (en) * 1999-09-30 2001-04-05 Aixtron Ag Method for forming p-type semiconductor crystalline layer of iii-group element nitride
JP3233139B2 (ja) * 1999-09-30 2001-11-26 松下電器産業株式会社 窒化物半導体発光素子及びその製造方法
JP4897133B2 (ja) * 1999-12-09 2012-03-14 ソニー株式会社 半導体発光素子、その製造方法および配設基板
US6747406B1 (en) 2000-08-07 2004-06-08 General Electric Company LED cross-linkable phospor coating
US6635363B1 (en) 2000-08-21 2003-10-21 General Electric Company Phosphor coating with self-adjusting distance from LED chip
JP4291527B2 (ja) * 2000-10-13 2009-07-08 日本碍子株式会社 Ｉｉｉ族窒化物エピタキシャル基板の使用方法
US6815736B2 (en) 2001-02-09 2004-11-09 Midwest Research Institute Isoelectronic co-doping
US6576932B2 (en) * 2001-03-01 2003-06-10 Lumileds Lighting, U.S., Llc Increasing the brightness of III-nitride light emitting devices
JP2002305353A (ja) * 2001-04-06 2002-10-18 Sanyo Electric Co Ltd 窒化物系半導体レーザ素子およびその製造方法
JP4023121B2 (ja) * 2001-09-06 2007-12-19 豊田合成株式会社 ｎ型電極、ＩＩＩ族窒化物系化合物半導体素子、ｎ型電極の製造方法、及びＩＩＩ族窒化物系化合物半導体素子の製造方法
KR100543696B1 (ko) * 2002-09-09 2006-01-20 삼성전기주식회사 고효율 발광 다이오드
US7215691B2 (en) * 2002-09-19 2007-05-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor laser device and method for fabricating the same
JP4171428B2 (ja) * 2003-03-20 2008-10-22 三洋電機株式会社 光起電力装置
JP4307138B2 (ja) 2003-04-22 2009-08-05 キヤノン株式会社 光電変換装置、及び光電変換装置の制御方法
DE10329079B4 (de) 2003-06-27 2014-10-23 Osram Opto Semiconductors Gmbh Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement
US6881108B2 (en) * 2003-08-05 2005-04-19 Yu-Tsai Lin System for preventing an automobile from being immersed in water
US7114535B2 (en) * 2003-08-28 2006-10-03 Hartness International, Inc. Circular motion filling machine and method
JP2005129696A (ja) * 2003-10-23 2005-05-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置及びその製造方法
JP4901115B2 (ja) 2004-03-04 2012-03-21 昭和電工株式会社 窒化ガリウム系半導体素子
JP2005286017A (ja) * 2004-03-29 2005-10-13 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体発光素子
TWI239668B (en) * 2004-10-21 2005-09-11 Formosa Epitaxy Inc Structure of gallium-nitride based (GaN-based) light-emitting diode with high luminance
WO2006098545A2 (en) 2004-12-14 2006-09-21 Seoul Opto Device Co., Ltd. Light emitting device having a plurality of light emitting cells and package mounting the same
JP2006229210A (ja) * 2005-01-24 2006-08-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 窒化物半導体レーザ素子及びその製造方法
EP2280430B1 (de) 2005-03-11 2020-01-01 Seoul Semiconductor Co., Ltd. LED-Kapselung mit einer Gruppe in Reihe geschalteter Leuchtzellen
US7273798B2 (en) * 2005-08-01 2007-09-25 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Gallium nitride device substrate containing a lattice parameter altering element
US7843982B2 (en) * 2005-12-15 2010-11-30 Palo Alto Research Center Incorporated High power semiconductor device to output light with low-absorbtive facet window
US20070153851A1 (en) * 2005-12-15 2007-07-05 Palo Alto Research Center Incorporated On-chip integration of passive and active optical components enabled by hydrogenation
US7526007B2 (en) * 2005-12-15 2009-04-28 Palo Alto Research Center Incorporated Buried lateral index guided lasers and lasers with lateral current blocking layers
US7764721B2 (en) * 2005-12-15 2010-07-27 Palo Alto Research Center Incorporated System for adjusting the wavelength light output of a semiconductor device using hydrogenation
US20070228385A1 (en) * 2006-04-03 2007-10-04 General Electric Company Edge-emitting light emitting diodes and methods of making the same
JP2007281257A (ja) * 2006-04-07 2007-10-25 Toyoda Gosei Co Ltd Ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子
JP5257967B2 (ja) * 2006-05-17 2013-08-07 国立大学法人 千葉大学 半導体光素子
JP5561629B2 (ja) * 2006-05-17 2014-07-30 国立大学法人 千葉大学 半導体光素子
EP1883141B1 (de) * 2006-07-27 2017-05-24 OSRAM Opto Semiconductors GmbH LD oder LED mit Übergitter-Mantelschicht
EP1883140B1 (de) * 2006-07-27 2013-02-27 OSRAM Opto Semiconductors GmbH LD oder LED mit Übergitter-Mantelschicht und Dotierungsgradienten
JP4927606B2 (ja) * 2007-03-08 2012-05-09 古河電気工業株式会社 半導体発光素子
EP2198494B1 (de) * 2007-12-28 2019-10-02 Avago Technologies International Sales Pte. Limited Wellenleiteranordnung mit einer deltadotierten aktivregion
KR20110063773A (ko) * 2008-09-24 2011-06-14 에스.오.아이. 테크 실리콘 온 인슐레이터 테크놀로지스 릴랙싱된 반도체 재료층들을 형성하는 방법들, 반도체 구조들, 디바이스들 및 그를 포함하는 엔지니어링된 기판들
US8637383B2 (en) 2010-12-23 2014-01-28 Soitec Strain relaxation using metal materials and related structures
CN102203904B (zh) 2008-10-30 2013-11-20 S.O.I.探测硅绝缘技术公司 形成具有减小的晶格应变的半导体材料层、半导体结构、装置的方法及包含具有减小的晶格应变的半导体材料层、半导体结构、装置的工程衬底
JP5777196B2 (ja) * 2009-04-22 2015-09-09 パナソニック株式会社 窒化物半導体発光素子の製造方法
US9076915B2 (en) 2010-03-08 2015-07-07 Alliance For Sustainable Energy, Llc Boron, bismuth co-doping of gallium arsenide and other compounds for photonic and heterojunction bipolar transistor devices
US9070851B2 (en) 2010-09-24 2015-06-30 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Wafer-level light emitting diode package and method of fabricating the same
JP2012089678A (ja) * 2010-10-19 2012-05-10 Showa Denko Kk Ｉｉｉ族窒化物半導体素子及び多波長発光ｉｉｉ族窒化物半導体層
JP5545269B2 (ja) 2011-05-19 2014-07-09 豊田合成株式会社 Ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子及びその製造方法
CN205944139U (zh) 2016-03-30 2017-02-08 首尔伟傲世有限公司 紫外线发光二极管封装件以及包含此的发光二极管模块

Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4929771A (de) * 1972-07-17 1974-03-16
JPS4966283A (de) * 1972-10-31 1974-06-27
JPS5511371A (en) * 1978-07-10 1980-01-26 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor laser system
JPS6063981A (ja) * 1984-07-27 1985-04-12 Hitachi Ltd 半導体発光装置
JPH0738460B2 (ja) * 1985-12-27 1995-04-26 オムロン株式会社 半導体発光素子
JPS63182884A (ja) * 1987-01-23 1988-07-28 Nec Corp 半導体レ−ザの共振器製作方法
JPH01192184A (ja) * 1988-01-28 1989-08-02 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 埋込み型半導体レーザの製造方法
US4862471A (en) * 1988-04-22 1989-08-29 University Of Colorado Foundation, Inc. Semiconductor light emitting device
JPH02181488A (ja) * 1989-01-06 1990-07-16 Fuji Electric Co Ltd 半導体レーザ素子用ヒートシンク
JP2704181B2 (ja) * 1989-02-13 1998-01-26 日本電信電話株式会社 化合物半導体単結晶薄膜の成長方法
JPH081966B2 (ja) * 1990-04-06 1996-01-10 スタンレー電気株式会社 Ｌｅｄ表示素子の製造方法
JP2623464B2 (ja) * 1990-04-27 1997-06-25 豊田合成株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
JP3184203B2 (ja) * 1990-04-27 2001-07-09 豊田合成株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
JP3184202B2 (ja) * 1990-04-27 2001-07-09 豊田合成株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
JP3160914B2 (ja) * 1990-12-26 2001-04-25 豊田合成株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体レーザダイオード
JPH04236478A (ja) * 1991-01-21 1992-08-25 Pioneer Electron Corp 半導体発光素子
JP3147316B2 (ja) * 1991-08-05 2001-03-19 日本電信電話株式会社 半導体発光素子の作製方法
JPH0590329A (ja) * 1991-09-27 1993-04-09 Nec Corp 半導体光素子
JP2795294B2 (ja) * 1991-10-12 1998-09-10 日亜化学工業株式会社 窒化ガリウムアルミニウム半導体の結晶成長方法。
JP3307669B2 (ja) * 1992-04-06 2002-07-24 日本電信電話株式会社 化合物半導体超格子
JP2900706B2 (ja) * 1992-06-18 1999-06-02 松下電器産業株式会社 半導体レーザの製造方法
JP3243768B2 (ja) * 1992-07-06 2002-01-07 日本電信電話株式会社 半導体発光素子
JPH0629577A (ja) * 1992-07-10 1994-02-04 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体発光素子の製造方法
JPH0637390A (ja) * 1992-07-16 1994-02-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体レーザ及びその製造方法
JP2560963B2 (ja) * 1993-03-05 1996-12-04 日亜化学工業株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
US5578839A (en) * 1992-11-20 1996-11-26 Nichia Chemical Industries, Ltd. Light-emitting gallium nitride-based compound semiconductor device
JP2778405B2 (ja) * 1993-03-12 1998-07-23 日亜化学工業株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
DE69425186T3 (de) * 1993-04-28 2005-04-14 Nichia Corp., Anan Halbleitervorrichtung aus einer galliumnitridartigen III-V-Halbleiterverbindung und Verfahren zu ihrer Herstellung
JP2918139B2 (ja) * 1993-06-17 1999-07-12 日亜化学工業株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
JP2785254B2 (ja) * 1993-06-28 1998-08-13 日亜化学工業株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
JP2932468B2 (ja) * 1993-12-10 1999-08-09 日亜化学工業株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
JP2800666B2 (ja) * 1993-12-17 1998-09-21 日亜化学工業株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体レーザ素子
JPH07235729A (ja) * 1994-02-21 1995-09-05 Nichia Chem Ind Ltd 窒化ガリウム系化合物半導体レーザ素子
EP0678945B1 (de) * 1994-04-20 1998-07-08 Toyoda Gosei Co., Ltd. Galliumnitrid-Diodenlaser und Verfahren zu seiner Herstellung
US5454002A (en) * 1994-04-28 1995-09-26 The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma High temperature semiconductor diode laser
JP3121617B2 (ja) * 1994-07-21 2001-01-09 松下電器産業株式会社 半導体発光素子およびその製造方法
JP3250438B2 (ja) * 1995-03-29 2002-01-28 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体発光素子

Also Published As

Publication number Publication date
US6133058A (en) 2000-10-17
US5895225A (en) 1999-04-20
WO1996003776A1 (fr) 1996-02-08
KR100290076B1 (ko) 2001-06-01
JP3121617B2 (ja) 2001-01-09
EP0772247A4 (de) 1998-12-23
EP0772247B1 (de) 2004-09-15
KR970704245A (ko) 1997-08-09
US5751013A (en) 1998-05-12
DE69533511D1 (de) 2004-10-21
EP1473781A2 (de) 2004-11-03
KR100289596B1 (ko) 2001-05-02
EP1473781A3 (de) 2007-02-21
EP0772247A1 (de) 1997-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69533511T2 (de) Lichtemittierende halbleitervorrichtung und herstellungsverfahren
DE69333829T2 (de) Lichtemittierende Vorrichtung auf Basis einer Galliumnitrid-Halbleiterverbindung
DE69636088T2 (de) Halbleitervorrichtung aus einer Nitridverbindung
DE69738342T2 (de) Herstellungsverfahren einer Anordnung mit einem Verbindungshalbleiter-Kristall und Herstellungsverfahren einer Verbindungshalbleiterschichten-Struktur
DE69838313T2 (de) Optoelektronische Halbleiteranordnung auf Basis einer Nitridverbindung der Gruppe III
DE69533276T2 (de) Lichtemittierende Halbleitervorrichtungen
DE69835216T2 (de) Halbleitervorrichtung aus einer nitridverbindung
DE69133443T2 (de) Elektromagnetische Umwandler
DE112005000296B4 (de) Galliumnitrid-Verbindungshalbleiter-Mehrschichtstruktur, Lampe damit und Herstellungsverfahren dafür
EP2248235B1 (de) Kantenemittierender halbleiterlaser und verfahren zur herstellung eines kantenemittierenden halbleiterlasers
DE19830838B4 (de) Halbleiterlichtemissionseinrichtung
DE102017108949B4 (de) Halbleiterchip
EP1630915A2 (de) Strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement mit einer Quantentopfstruktur und Verfahren zu dessen Herstellung
WO2011117056A1 (de) Strahlungsemittierendes halbleiterbauelement und verfahren zur herstellung eines strahlungsemittierenden halbleiterbauelements
DE112005002133T5 (de) Schichtstapelstruktur mit Gruppe-III-Nitridhalbleitern vom N-Typ
DE102010015197A1 (de) Laserlichtquelle
DE60014097T2 (de) Nitrid-halbleiterschichtenstruktur und deren anwendung in halbleiterlasern
DE102017109809B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterchips
DE19957312A1 (de) Licht emittierende Diode
DE19708989B4 (de) Lichtemissionselement aus einem Galliumnitrid-Verbindungshalbleiter sowie Verfahren zum Herstellen desselben
DE19882202B4 (de) Lichtemittierende Halbleitervorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung
WO2018192972A1 (de) Halbleiterlaserdiode und verfahren zur herstellung einer halbleiterlaserdiode
DE102004014940A1 (de) Halbleitervorrichtung, Verfahren zum Aufwachsen eines Nidridhalbleiters und Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung
DE10134181B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines p-leitenden Nitrid-Halbleiters
WO2020156775A1 (de) Vorrichtung zur erzeugung von laserstrahlung

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee