JPS6019675B2 - Gallium phosphide green light emitting device - Google Patents
Gallium phosphide green light emitting deviceInfo
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- JPS6019675B2 JPS6019675B2 JP53070742A JP7074278A JPS6019675B2 JP S6019675 B2 JPS6019675 B2 JP S6019675B2 JP 53070742 A JP53070742 A JP 53070742A JP 7074278 A JP7074278 A JP 7074278A JP S6019675 B2 JPS6019675 B2 JP S6019675B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体発光素子に係り、特にリン化ガリウム(
Cap)結晶を用いた緑色発光素子に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a semiconductor light emitting device, and particularly relates to a semiconductor light emitting device using gallium phosphide (
Cap) relates to a green light emitting device using a crystal.
最近半導体発光素子例えばGap或いはリン化枇化ガリ
ウム(GaSaP)などの半導体結晶を用いた発光素子
は、種々の表示に多く用いられている。Recently, semiconductor light emitting devices, such as light emitting devices using semiconductor crystals such as GAP or gallium phosphide (GaSaP), have been widely used for various displays.
このうち例えばGap発光素子は緑色から赤色発光、G
aAsP発光素子では黄色から赤色発光が得られている
。この種の発光素子のうち緑色発光素子或いは黄色Ga
AsP発光素子では、発光中心不純物として窒素(N)
原子をドープする。そしてこの種の窒素(N)をドープ
した発光素子のうち緑色GaP発光素子は、次にように
して得られる。即ちn型Gap基板上に液相ェピタキシ
ャル成長或いは気相ェピタキシャル成長によりn型Ga
p層を形成し、この上に上記成長法或いは拡散法により
p型GaP層を形成したものである。そして発光中心で
ある窒素(N)原子は、n型Gap層及びp型Gap層
内に添加されている。例えば1977年の7月に発行さ
れたlEEE TramactionsonElect
ronDevices,VoIED−24恥.7の第9
51頁〜第955頁によればアンモニア(NH3)或し
、は窒化ガリウム(GaN)を用いて窒素(N)原子を
添加している。そしてさらにこの文献第954頁右欄に
よれば、n型Gap基板上のn型GaP成長層に添加さ
れた窒素(N)原子濃度(NT)とドナー濃度(N。)
とは相関関係があることが記載されている。したがって
この文献から発光効率(りG)を向上せしめる為には、
Noを少なくして、p−n接合近傍のNTを高くすれば
良いということが考えられる。しかしながら、この文献
第9母頁のFig.6の実験図から推察するとNTを1
×1び8/磯以上にした場合、少数のキャリャのライフ
タイム(7c)が減少してしまい150(nsec)以
下となり発光効率(りG)を低下させてしまうことが判
る。Among these, for example, Gap light emitting elements emit light from green to red,
The aAsP light-emitting element emits yellow to red light. Among these types of light emitting elements, green light emitting elements or yellow Ga
In AsP light emitting devices, nitrogen (N) is used as the luminescent center impurity.
Dope atoms. Among such nitrogen (N)-doped light emitting devices, a green GaP light emitting device is obtained as follows. That is, n-type Ga is grown on an n-type Gap substrate by liquid phase epitaxial growth or vapor phase epitaxial growth.
A p-layer is formed, and a p-type GaP layer is formed thereon by the above-mentioned growth method or diffusion method. Nitrogen (N) atoms, which are luminescent centers, are added to the n-type Gap layer and the p-type Gap layer. For example, lEEE Tramactionson Elect, published in July 1977.
ronDevices, VoIED-24 Shame. 9th of 7
According to pages 51 to 955, nitrogen (N) atoms are added using ammonia (NH3) or gallium nitride (GaN). Further, according to the right column of page 954 of this document, the nitrogen (N) atomic concentration (NT) and donor concentration (N.) added to the n-type GaP growth layer on the n-type Gap substrate
It has been stated that there is a correlation between Therefore, from this literature, in order to improve the luminous efficiency (RIG),
It may be possible to reduce No and increase NT near the pn junction. However, Fig. 9 on the mother page of this literature. Inferring from the experimental diagram of 6, NT is 1
It can be seen that when ×1 and 8/Iso or more, the lifetime (7c) of a small number of carriers decreases to less than 150 (nsec) and the luminous efficiency (RIG) decreases.
なお緑色発光素子の場合、発光効率を向上せしめる為に
は、発光領域(p−n接合近傍のn型GaP層)の少数
キャリアのライフタイム(ヶ)を向上せしめることと、
発光領域の発光中心(N原子)濃度を向上せしめること
が必要である。例えば1973王3月に発行されたAp
pl.Phys.Lett.Vol,22,舷.5の第
22刀頁〜第229頁(特に第229頁の‘1}式)に
よって良く知られている。そしてこの文献によれば、n
型Cap層のNoが約1×1び7/地の時に少数キャリ
アのライフタイムが最高100(雌ec)となることが
明記され、この時のN’が1×1び9/地となる(但し
、1972年に発行されたJ.E1ecUonNEt.
Vol.1,第39頁〜第53頁によれば、NTの正し
い値は上記NTの1/4になるとされている)ことが明
記されている。しかしこの文献においても、少数キャリ
アのライフタイムを向上せしめ且つp−n接合近傍のn
型GaP層のNTを向上せしめる具体的な手段が明記さ
れていない。ただし、n型GaP層の少数キャリアのラ
イフタイムを向上せしめるには、Noを低下すれば良い
ことは第228頁のFis.2から判る。しかしN。が
1×1び肌‐3以下では飽和してしまっている。一方1
973王に発行されたJ.ElectrMhem.So
c.,Vol.122,M.3の第40刀頁〜第412
頁に、n型Gap層のェピタキシャル成長する時の温度
を低くしてp−n接合形成温度を350℃に下げると、
少数キャリアのライフタイムが200(船ec)と高く
なることが明記されている。In the case of a green light-emitting element, in order to improve the luminous efficiency, it is necessary to increase the lifetime of minority carriers in the light-emitting region (n-type GaP layer near the p-n junction).
It is necessary to improve the concentration of luminescent centers (N atoms) in the luminescent region. For example, Ap issued in March 1973
pl. Phys. Lett. Vol, 22, port. 5, pages 22 to 229 (especially the '1} formula on page 229). And according to this document, n
It is specified that the minority carrier lifetime is at most 100 (female ec) when the type Cap layer No. is approximately 1 × 1 and 7 / earth, and N' at this time is 1 × 1 and 9 / earth. (However, J.ElecUonNEt. published in 1972.
Vol. 1, pages 39 to 53, it is clearly stated that the correct value of NT is 1/4 of the above NT. However, even in this document, the lifetime of minority carriers is improved and the n
No specific means for improving the NT of the GaP layer is specified. However, in order to improve the lifetime of minority carriers in the n-type GaP layer, it is sufficient to reduce No. as shown in Fischer on page 228. It can be seen from 2. But N. is saturated below 1x1bihada-3. On the other hand 1
J. issued to King 973. ElectrMhem. So
c. , Vol. 122, M. 3, 40th sword page - 412th
On the page, if the temperature at which the n-type gap layer is epitaxially grown is lowered and the p-n junction formation temperature is lowered to 350°C,
It is specified that the lifetime of minority carriers will be as high as 200 (ship ec).
そしてこの時のNTは2×1び8/塊.N。が7.6×
1び6/地(他に6×1び6/泳)であり、上記した種
々の条件をある程度満足すると考えられる。したがって
この種の製造方法によるダイオードの発光効率は25A
/地の電流を流した時機高値が0.35%(モールド有
り)という非常に高い値である。また上記文献と同様に
行われる液相成長方法で、成長温度によりGaP成長層
中に窒素原子がどの程度入るか実験及び計算を行った文
献例えば1972年12月に発行されたJ.E1ecV
ochemSoc.,Vol.119,M.12の第1
780頁〜第1782頁特に第1782頁のFig.2
に明記されている。And the NT at this time is 2 x 18/clump. N. is 7.6×
1 and 6/ground (and 6 x 1 and 6/swim), which is considered to satisfy the various conditions described above to some extent. Therefore, the luminous efficiency of the diode produced by this type of manufacturing method is 25A.
/The high value of the current flowing through the earth is a very high value of 0.35% (with mold). In addition, there is a document that conducts experiments and calculations on how much nitrogen atoms enter the GaP growth layer depending on the growth temperature using the same liquid phase growth method as in the above-mentioned document, for example, J. E1ecV
ochemSoc. , Vol. 119, M. 1st of 12
Pages 780 to 1782, especially the Fig. on page 1782. 2
is clearly stated.
この文献の第1782頁のFig.2によれば、GaP
の成長温度が960qoの時にはN’が約2×1び8地
/穣度が限界で温度が上昇するに連れ多く入ることが判
る。以上の説明から考えると、発光効率を向上せしめる
為に、n型Gap層のNoを低く例えば6×1び6/榊
程度にし、NTを2×1び8/塊程度にし、しかも少数
キャリアのライフタイムを200(船ec)にすること
が好ましいと推察することができる。Fig. on page 1782 of this document. According to 2, GaP
When the growth temperature is 960 qo, the limit of N' is about 2×18 degrees of ripeness, and it increases as the temperature rises. Considering the above explanation, in order to improve the luminous efficiency, the number of the n-type Gap layer should be low, for example, about 6 x 1 and 6/Sakaki, and the NT should be about 2 x 1 and 8/lump, and the number of minority carriers should be low. It can be inferred that it is preferable to set the lifetime to 200 (ship ec).
このような推察のもとで、例えば197仏王に発行され
たJomM1ofCr$taIGrowth27の第1
83頁〜第192頁特に第191頁の記載則ち発光効率
が電流7A/地の時0.33%(モールド有り)である
ということを考えると、n型GaP層のN。Based on this assumption, for example, the first part of JomM1ofCr$taIGrowth27 issued to 197 Buddha
Pages 83 to 192 In particular, considering the description on page 191 that the luminous efficiency is 0.33% (with mold) at a current of 7 A/ground, the N of the n-type GaP layer.
は低く、NTが多くしかも少数キャリアのライフタイム
が長いものであると推考できる。例えばこの文献の第1
89頁のFig.6から、n型Gap基板上にn型Ga
P層を液相ェピタキシャル成長する際にGa溶液に日2
Sとアンモニア(NH3)を気相から添加し、途中で均
Sを切り「 97ぴ0位でパージングしてGa溶液中の
Sを消滅せしめる、そしてZnとNH3をGa溶液中に
添加してp型GaP層を液相ェピタキシャル成長させる
方法である為、少数キャリアのライフタイムが長くなり
、発光効率が高くなるものと推察できる。なお、同文献
の第189頁のFig.7において、成長層の厚さに対
するN。の変化を示してあるが、これは単に970℃位
の温度でパージングした場合のS消滅によるNoの変化
であって、このNoの低い層の上にp型Gap層を成長
させる方法でない。ところで、このような方法で得たG
ap緑色発光素子においても、上述文献のようにある製
造条件での最高発光効率を示すものであって、平均発光
効率は電流2虫/地の時に0.15%(モールド有り)
位である。It can be inferred that the number of carriers is low, there are many NTs, and the lifetime of minority carriers is long. For example, the first part of this document
Fig. on page 89. From 6, n-type Ga on the n-type Gap substrate
When growing the P layer by liquid phase epitaxial growth, the Ga solution is heated for 2 days.
S and ammonia (NH3) are added from the gas phase, the S is cut off midway through purging at the 97-0 position to eliminate the S in the Ga solution, and Zn and NH3 are added into the Ga solution to Since the method uses liquid phase epitaxial growth of the type GaP layer, it can be inferred that the lifetime of minority carriers becomes longer and the luminous efficiency becomes higher.In addition, in Fig. 7 on page 189 of the same document, The graph shows the change in N with respect to the thickness of the layer, but this is simply a change in No due to S annihilation when purging is performed at a temperature of about 970°C. This is not a way to grow.By the way, the G obtained by this method
The ap green light-emitting element also shows the highest luminous efficiency under certain manufacturing conditions as in the above-mentioned literature, and the average luminous efficiency is 0.15% (with mold) when the current is 2 insects/ground.
It is the rank.
そこで本発明者等は、上記文献を基に研究を進めたとこ
ろ、p−n接合でのNoを低くさらに精度良く制御し得
るように構成し且つ発光領域での少数キャリアのライフ
タイムを大きくした状態でNTを高く制御できるように
構成することにより、平均発光効率で約0.4%(モー
ルド有り、2少/塊)以上得ることが可能であることを
見出した。Therefore, the present inventors conducted research based on the above-mentioned literature, and found that they were able to construct a structure in which No at the p-n junction could be lowered and more precisely controlled, and the lifetime of minority carriers in the light-emitting region was increased. It has been found that by configuring the structure so that the NT can be highly controlled in the state, it is possible to obtain an average luminous efficiency of about 0.4% or more (with a mold, 2 small/clump).
本発明は上記実験事実に鑑みなされたもので、平均発光
効率で約0.4%(モールド有り、2私/地)以上得る
ことの可能なGaP緑色発光素子を提供するものである
。The present invention was made in view of the above experimental facts, and provides a GaP green light emitting device that can obtain an average luminous efficiency of about 0.4% or more (with mold, 2 cm/ground).
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず第1図に示すような液相ェピタキシャル成長装置を
用いて、n型GaP基板上にNoが階段状に変化するn
型Gap層を形成し、その上にp型GaP層を形成して
、Gap緑色発光素子を得る。First, using a liquid phase epitaxial growth apparatus as shown in FIG.
A Gap type Gap layer is formed and a p type GaP layer is formed thereon to obtain a Gap green light emitting device.
このようにn型Gap層のNoが階段状に変化するよう
に構成すると、上述した文献に記載された発光効率以上
のものが得られる。これは発光領域であるn型GaP層
の発光中心濃度(NT)が約2×1び8狐‐3と高い状
態でなおかつ少数キャリアのライフタイムが平均33仇
sec以上ときわめて長くなった・ことによる。以下具
体的に説明する。まず第1図に示す成長装置は、石英製
の反応炉1 1内に成長用ボート12が配置され、反応
炉11の外側に2つの加熱装置13a,13bが設けら
れたもので、成長用ボート12はn型Gap基板14を
収容する凹部14aを有するスライダー15と、溶液1
6を収容する部分を有し且つ不純物をドープするための
小孔17を有する溶液収容ボート18とで構成されてお
り、n型Gap基板上及び溶液16上には例えば石英か
らなる蓋14b,16bが設けられている。そしてこの
成長用ボート12と少し離れた部分に例えば亜鉛(Zn
)からなる不純物蒸発線9が備えられている。また反応
炉11の両側には、ガスを供給するための関口11a,
11をと、ガスを排出するための関口11bが穀けられ
ている。このような成長装置で、n型Gap基板上にn
型Gap層及びp型Gap層を形成する場合、第2図a
,b,cのように成長用ボート12を駆動して行う。ま
ず第2図aに示すように例えばグラフアイトからなるス
タイダー25の凹部24aに硫黄(S)ドーブのn型G
aP基板24を設置し、溶液収容ボート28の溶液収容
溜にGaを5タ収容し、ガス供V給口1 1をから日2
ガスを流入しながら加熱装置を動作させ成長用ボート1
2を1010qoまで上昇せしめてGap未飽和でドナ
ー不純物を含まない(自然的に入るドナー不純物例えば
シリコン等は入っている)Ga溶液26を作る。このよ
うに1010qoに達してから18分後、スライダー2
5を可動せしめ、第2図bに示すようにGap基板24
上に溶液26の一部を載せたまま多数の小孔27を有す
る部分まで移動せしめる。この時Ga巧基板24上の溶
液26の厚さが例えば1.5肋となるように前記スライ
ダー25の凹部24aの深さを設置しておく。この状態
で例えば10分間保持して、Gap基板24表面が溶液
26に溶け込み、この後一定の冷却速度例えばi.5q
o/分で所定の温度例えば960午0迄冷却する。この
冷却によりn型GaG基板24上に後に説明する第4図
の窒素を含まないn型Gap層が20山m程度成長する
。この状態迄で成長したn型GaP層のNoはn型Ga
P基板のN。より少し少ない。例えば第4図の如くn型
Gap層のNoが1.8×1び7のノ位である。By configuring the n-type Gap layer so that No changes stepwise in this way, a luminous efficiency higher than that described in the above-mentioned literature can be obtained. This is because the luminescent center concentration (NT) of the n-type GaP layer, which is the luminescent region, is as high as approximately 2 x 18-3, and the minority carrier lifetime is extremely long, averaging over 33 seconds. by. This will be explained in detail below. First, the growth apparatus shown in FIG. 1 has a growth boat 12 placed inside a quartz reactor 11, and two heating devices 13a and 13b provided outside the reactor 11. Reference numeral 12 denotes a slider 15 having a recess 14a for accommodating the n-type Gap substrate 14, and a solution 1.
6 and a solution storage boat 18 having a small hole 17 for doping impurities, and lids 14b and 16b made of, for example, quartz are placed on the n-type Gap substrate and the solution 16. is provided. For example, zinc (Zn
) is provided with an impurity evaporation line 9. Further, on both sides of the reactor 11, a sekiguchi 11a for supplying gas,
11, a sekiguchi 11b for discharging gas is installed. With such a growth apparatus, n is grown on an n-type Gap substrate.
When forming a type Gap layer and a p-type Gap layer, FIG.
, b, and c by driving the growth boat 12. First, as shown in FIG. 2a, a sulfur (S)-doped n-type G
The aP substrate 24 is installed, 5 tA of Ga is stored in the solution storage tank of the solution storage boat 28, and the gas supply V inlet 1 is opened from 2 days to 2 days.
Growth boat 1 is operated by operating the heating device while gas is flowing in.
2 to 1010 qo to prepare a Ga solution 26 which is Gap unsaturated and does not contain donor impurities (natural donor impurities such as silicon are included). In this way, 18 minutes after reaching 1010qo, slider 2
5 is moved, and the Gap board 24 is moved as shown in FIG. 2b.
With part of the solution 26 placed on top, it is moved to a portion having a large number of small holes 27. At this time, the depth of the recess 24a of the slider 25 is set so that the thickness of the solution 26 on the Ga substrate 24 is, for example, 1.5 ribs. This state is maintained for 10 minutes, for example, so that the surface of the Gap substrate 24 dissolves into the solution 26, and then the cooling rate is maintained at a constant rate, for example, i. 5q
Cooling is performed at a rate of 0/min to a predetermined temperature, for example, 960 pm. As a result of this cooling, an n-type Gap layer not containing nitrogen as shown in FIG. 4, which will be described later, grows on the n-type GaG substrate 24 by about 20 peaks. No in the n-type GaP layer grown to this state is n-type Ga
N of P substrate. A little less than. For example, as shown in FIG. 4, the number of the n-type gap layer is 1.8×1 and 7.
このn型GaP層のNoが後にも説明するが、成長炉を
構成する石英製反応管の表面が水素ガスで環元される為
、溶液中に多くのSiが混入され、例えば基板よりも高
くなる場合もある。引続き960ooに達してから所定
の時間例えば60分間温度を一定に保ち、保持開始と同
時にガス餅聯合口1 1aからアンモニア(N&)を含
むアルゴン(A【)ガスを流入する。このようにすると
、後にも説明するが流入されたアンモニアは、第2図c
に示す状態で多数の小孔を介して、一部成長したGaP
基板上のガリウム溶液26と反応し、飽和状態迄窒素原
子が添加されると共に、一部ガリウム溶液26中に例え
ば炉内の石英から入るシリコン(Si)と反応しSi3
N4を作る。又溶液26中のSはこの保持時間で一部蒸
発される。次に60分経過後、溶液を再び例えば1.6
0/分の冷却速度で900qo迄冷却する。この冷却に
より上記一部成長したn型Cap層上にn型GaP層が
成長される。この状態は第4図において、n層全体で4
0rm成長した状態である。なおこの成長されたn型G
aP層は、窒素が非常に多く入った状態になると共に、
Noが極めて少ない例えば第4図から明らかの如く1.
3×1び6塊/位になる。引続き900℃に達してから
、所定の時間例えば3び分間一定に保ち、温度保持と同
時に第1図に示す例えばZnからなる不純物蒸発源19
の加熱装置1 3bと動作させ、例えば560午0迄昇
温せしめ、その温度で保温する。このように保温すると
蒸気圧の高いZnは蒸発し、第1図に示すガス供給口1
1′aからの〜ガスと共に多数の小孔7を介してn型
Gap層が成長した基板上の溶液26中に入る。この後
、溶液を再び1.5qo/分の冷却速度で800℃迄冷
却する。このようにすると、n型GaP層が成長した基
板上に窒素が2×1び8洲/位添加されたp型Gap層
が成長する。この後は加熱装置13a及び13bの電源
(図示しない)を切り、自然冷却させる。ところで以上
の成長用ボート12及び不純物蒸発源19の温度プログ
ラムは、上述した点からも明らかであるが、図示すると
第3図a,bに示すような分布である。このようにして
得られたn型Gap基板上のn型GaP層のドナー濃度
の分布は、第4図の実線で示すように成長方向に対して
階段状に減少するようになった。As will be explained later, the surface of the quartz reaction tube that constitutes the growth reactor is annated with hydrogen gas, so a large amount of Si is mixed into the solution, and the concentration of Si is higher than that of the substrate. Sometimes it happens. Subsequently, after the temperature reaches 960 oo, the temperature is kept constant for a predetermined period of time, for example, 60 minutes, and at the same time as the holding starts, argon (A) gas containing ammonia (N&) is introduced from the gas mochi joint port 11a. By doing this, as will be explained later, the inflowed ammonia is
GaP partially grown through many small holes in the state shown in
It reacts with the gallium solution 26 on the substrate, nitrogen atoms are added to the saturated state, and a portion of the gallium solution 26 reacts with silicon (Si), which comes from quartz in the furnace, for example, to form Si3.
Make N4. Also, S in the solution 26 is partially evaporated during this holding time. Then, after 60 minutes, add the solution again, e.g.
Cool down to 900 qo at a cooling rate of 0/min. By this cooling, an n-type GaP layer is grown on the partially grown n-type Cap layer. This state is shown in Figure 4, where the entire n-layer has 4
This is a state of 0rm growth. Furthermore, this grown n-type G
The aP layer becomes in a state with a very large amount of nitrogen, and
For example, as is clear from Figure 4, there are very few Nos. 1.
3 x 1 to 6 pieces/approximately. Subsequently, after reaching 900°C, the temperature is kept constant for a predetermined period of time, for example, 3 minutes, and at the same time, the impurity evaporation source 19 made of, for example, Zn shown in FIG.
The heating device 13b is operated to raise the temperature to, for example, 560:00, and is kept at that temperature. When kept warm in this way, Zn, which has a high vapor pressure, evaporates, and the gas supply port 1 shown in Figure 1 evaporates.
The gas from 1'a enters through a large number of small holes 7 into the solution 26 on the substrate on which the n-type Gap layer is grown. After this, the solution is again cooled to 800° C. at a cooling rate of 1.5 qo/min. In this way, a p-type Gap layer doped with nitrogen at an amount of 2×1 to 8 μm/m is grown on the substrate on which the n-type GaP layer is grown. After this, the heating devices 13a and 13b are turned off (not shown) and allowed to cool naturally. By the way, the temperature programs of the growth boat 12 and the impurity evaporation source 19 described above are distributions as shown in FIGS. 3a and 3b, as is clear from the above-mentioned points. The donor concentration distribution of the n-type GaP layer on the n-type Gap substrate thus obtained decreased stepwise in the growth direction, as shown by the solid line in FIG.
これは上記実施例中でも少し説明したが、n型Gap層
の基板側(以下第ln層と称する)の成長の際には、G
ap未飽和で且つドナー不純物を含まない溶液でGaP
基板表面を一且溶解させて行う為、Noは第4図から明
らかな如く1.8×1び7/地位の1び7/塊オーダで
ある。This was briefly explained in the above examples, but when growing the n-type Gap layer on the substrate side (hereinafter referred to as the ln-th layer), the G
GaP in ap unsaturated and donor impurity-free solution
Because the process is performed by melting the surface of the substrate, the number is 1.8 x 1 and 7/1 and 7/mass order, as is clear from Fig. 4.
なおこの第ln層の成長時、成長炉を構成する石英製反
応管の表面が水素ガスで還元される為に、溶液中に多く
のSiが混入することにより、これを反映して第ln層
の主要ドナー不純物がSiとなる(Noは上記の値)。
一方後半で成長されるn型Gap層のp型Gap層側(
第か層と称する)では、アンモニアを含む〜ガス雰囲気
下で行われる為、ガリウム溶液中に多量の窒素が添加さ
れ、その窒素の一部と溶液中のSiとが安定な化合物を
作り、溶液中の単独なSiが減少してしまい、第の層の
Noが減少すると考えられる。したがって第机層のドナ
ー濃度は主に基板から溶け出したドナー不純物(本実施
例ではS)によって決まることになり、第か層のNoは
第4図から明らかな如く、第ln層に比較して1桁位低
くなると考えられる。このように第ln層のNoと第沙
層のNoとが階段状に変化(成長方向に対し減少)する
と、後に説明するが第ln層及び第ln層と第か層の階
段状のドナー分布構造により基板からの結晶欠陥を除去
し、第か層での結晶性を良くする即ち窒素を高濃度添加
した場合でも第2のn層での少数キャリアのライフタイ
ムを長くできる為に、発光効率を向上せしめるようにな
る。一方、上記実施例から明らかなように、基板上のn
型Gap層則ち第ln層及び第か層のNTはN。During the growth of this ln-th layer, the surface of the quartz reaction tube constituting the growth furnace is reduced by hydrogen gas, so a large amount of Si is mixed into the solution, and this is reflected in the growth of the ln-th layer. The main donor impurity is Si (No is the above value).
On the other hand, the p-type Gap layer side of the n-type Gap layer grown in the latter half (
Since the process is carried out in a gas atmosphere containing ammonia, a large amount of nitrogen is added to the gallium solution, and a part of the nitrogen and Si in the solution form a stable compound. It is thought that the single Si in the layer decreases, and the No in the second layer decreases. Therefore, the donor concentration in the first layer is mainly determined by the donor impurity (S in this example) dissolved from the substrate, and as is clear from FIG. It is thought that it will be about an order of magnitude lower. When No in the ln-th layer and No in the sha layer change in a stepwise manner (decreasing in the growth direction) in this way, a step-like donor distribution between the ln-th layer and the ln-th layer and the first layer will occur, as will be explained later. The structure removes crystal defects from the substrate and improves crystallinity in the first layer. In other words, even when nitrogen is added at a high concentration, the lifetime of minority carriers in the second n-layer can be extended, which improves luminous efficiency. You will be able to improve your On the other hand, as is clear from the above example, n on the substrate
The NT of the type gap layer, that is, the ln-th layer and the second layer is N.
と逆の関係となる。これはn型Gap層を成長する際、
途中からアンモニアを添加する為であるが、アンモニア
を溶液中に添加すると同時にAr雰囲気で60分間も保
持しているので、アンモニアの一部が溶液中のSiと化
合物を作ってもそれ以上にアンモニアを添加しており、
第か層には960qoにおける固溶限濃度迄窒素原子が
入るようになる。したがってp−n接合近傍には、多く
の窒素が入り、発光効率を向上せしめる大きな要素とな
る。次に第5図〜第13図を参照して上記実施例に基づ
く本発明の作用効果を説明する。まずGaP緑色発光素
子の発光効率を向上させる為には、本発明の従来例に明
記した如く、n型GaP層のN。The relationship is the opposite. This is when growing the n-type Gap layer.
This is because ammonia is added midway through, but at the same time as ammonia is added to the solution, it is held in an Ar atmosphere for 60 minutes, so even if some of the ammonia forms a compound with Si in the solution, more ammonia will be added. is added,
Nitrogen atoms enter the first layer up to the solid solubility limit concentration at 960 qo. Therefore, a large amount of nitrogen enters the vicinity of the pn junction, which becomes a major factor in improving luminous efficiency. Next, the effects of the present invention based on the above embodiment will be explained with reference to FIGS. 5 to 13. First, in order to improve the luminous efficiency of the GaP green light emitting device, as specified in the conventional example of the present invention, N of the n-type GaP layer must be increased.
を低くしてNTを多くし、且つ少数キャリアのライフタ
イムを向上せしめることである。そこで本発明実施例の
ように基板上のn型GaP層を2層構造とした時に、発
光に最も寄与する第初層のNoに対する少数キャリアの
ライフタイムを測定したところ、第5図aの如くなるこ
とが判った。即ちこの第5図aから明らかの如く、第か
層のNoが5×1び6/塊以下の場合、少数キャリアの
ライフタイムは330(船ec)以上であり、例えば従
来例で述べた1973王3月に発行されたAppl.p
h$.戊tt.,Vol.22,M.5の第228頁(
以下文献−Aとする)に記載された最高100(船ec
)の値(第5図b)、1973王に発行されたJ.El
ect−rochem.Soc.,Vol.122,M
.3の第410頁(以下文献−Bとする)に記載された
約200(nsec)の値(第5図c)、実測値は×印
に比べて大きな値である。またn型Gap基板に気相成
長によりn型GaP層を形成したものでは、例えば19
73年に発行されたJom肌l of Electro
nicMoterial,Vol.2,M.1の第13
7頁〜第159頁(以下文献−Cとする)によれば窒素
が入っていると少数キャリアのライフタイムは100〜
150(mec)と低い値であることが記載されている
。本発明による第狐層の少数キャリアのライフタイムが
長い値になる理由としてn型GaP層を2層構造とした
為、基板からn型Gap層内に導入される非発光中心(
結晶の不完全性に帰因する各種転位或いは残留不純物等
の点欠陥など)の第机層への伝播が、第ln層と第幻層
の急激な濃度変動により生ずる応力等の結晶の不連続性
によって、断ち切られたり、又吸収されたりして少なく
なるからと考えられる。そこで比較のためにn型Gap
層のNo分布を成長方向に単調に減少させた時の、p−
n接合近傍での少数キャリアのライフタイム(N,=〜
2×1び8/地)を調べたところ、第5図dのように本
発明に比べはるかに短かいことが判る。これはn型Ga
P層内で、Noの急激な変化がないため基板から伝播さ
れる非発光中心が、p−n接合近傍迄継続するためと考
えられる。また第5図に基づいて、第か層に対するNT
と少数キャリアのライフタイムの積との関係(従来にN
,と少数キャリアのライフタイムの積が直接発光効率に
関係することを説明してある)を調べたところ、第6図
aで示すようになった。The objective is to lower the NT, increase the NT, and improve the lifetime of minority carriers. Therefore, when the n-type GaP layer on the substrate has a two-layer structure as in the embodiment of the present invention, the lifetime of minority carriers for No in the first layer, which contributes most to light emission, was measured, as shown in Figure 5a. It turned out to be true. That is, as is clear from FIG. 5a, when the number of the first layer is 5×1 and 6/clump or less, the lifetime of the minority carrier is 330 (ship ec) or more, and for example, 1973 as described in the conventional example. Appl.Wang published in March. p
h$.戊TT. , Vol. 22, M. 5, page 228 (
The maximum 100 (ship ec
) (Fig. 5b), J. El
ect-rochem. Soc. , Vol. 122,M
.. The actual value of approximately 200 (nsec) (Fig. 5c) described on page 410 of No. 3 (hereinafter referred to as Document-B) is larger than the x mark. In addition, in the case where an n-type GaP layer is formed on an n-type Gap substrate by vapor phase growth, for example, 19
Jomhada l of Electro published in 1973
nicMoterial, Vol. 2, M. 1 of 13
According to pages 7 to 159 (hereinafter referred to as Document-C), when nitrogen is included, the lifetime of minority carriers is 100~
It is described that the value is as low as 150 (mec). The reason why the lifetime of minority carriers in the first fox layer according to the present invention is long is because the n-type GaP layer has a two-layer structure, and the non-emissive centers (
The propagation of various dislocations or point defects such as residual impurities caused by imperfections in the crystal to the optical layer is caused by crystal discontinuities such as stress caused by rapid concentration fluctuations in the ln layer and the phantom layer. This is thought to be due to the fact that it is cut off or absorbed depending on the gender, and the amount decreases. Therefore, for comparison, the n-type Gap
When the No distribution in the layer is monotonically decreased in the growth direction, p-
The lifetime of minority carriers near the n-junction (N, = ~
2×1 and 8/ground), it is found that it is much shorter than the present invention, as shown in FIG. 5d. This is n-type Ga
This is considered to be because there is no rapid change in No in the P layer, so the non-emissive center propagated from the substrate continues up to the vicinity of the pn junction. Also, based on FIG. 5, NT for the first layer
and the product of minority carrier lifetime (conventionally, N
, and the lifetime of minority carriers are directly related to the luminous efficiency), and the results are shown in FIG. 6a.
この第6図aから明らかの如く、第初層のNoが5×1
び8/汝以下であると、NTと少数キャリアのライフタ
イムの積が60以上であり、文献−A(第6図b)、文
献−B(第6図c)、或いはn型GaP層のNoを成長
方向に単調に減少せしめたもの(第6図d)に比べ、は
るかに高い値を示すことが判る。この理由としては、上
記で説明(第5図の説明)した他に、第か層のNTを精
度良く且つ高く抑制しうろことができる為と考えられる
。なおここで第か層のNTについてふれたので、本発明
でNTにともなう発光波長がどのようになるかを第7図
として図示して置く。さらに第5図及び第6図に基づい
て、第か層のN。As is clear from this Figure 6a, the number of the first layer is 5×1
and 8/T, the product of the lifetime of NT and the minority carrier is 60 or more, and Document-A (Figure 6b), Document-B (Figure 6c), or the n-type GaP layer. It can be seen that the value is much higher than that in which No monotonically decreases in the growth direction (Fig. 6d). The reason for this is thought to be that, in addition to the above explanation (explanation of FIG. 5), the NT in the second layer can be suppressed with high precision and at a high level. Since the NT in the first layer has been mentioned here, the emission wavelength associated with the NT in the present invention is illustrated in FIG. 7. Furthermore, based on FIGS. 5 and 6, N of the second layer.
に対する発光効率を調でたところ、第8図に示すように
なった。なおこの第8図において、発光効率は電流2払
/地流した時、又NTが約2×1び3/地、第ln層の
Noが1〜5×1び7地の時で、しかもェポキシ(ep
o桝)モールドした時の値で、参考のために第5図の少
数キャリアのライフタイムの変化の状態も図示した。こ
の第8図から明らかなように第幻層のNoが1〜5×1
び6/塊の時に平均で0.4%以上で、例えば2×lび
6/地の時最高0.7%位の高効率の緑色発光素子にな
る。この値は今迄見られない値であって、世界最高の値
と思われる。例えば今迄最高の発光効率とされていた1
974年発行さJoumalofCひstaIGmwt
h27の第191頁(以下文献−Dとする)に記載され
たもので、電流10血/地流して一部の緑色発光素子が
0.7%になる(本発明で電流lo船/泳を流すと0.
8%以上となる)ものであり、これに比較しても10%
以上の増大である。これを第9図に比較して図示してあ
る。なおこの第9図で、‘小ま本発明、‘机ま文献一D
のものである。このように発光効率が向上する理由とし
ては、n型Gap層のNoの変化が階段状になって、第
2のn層の少数キャリアのライフタイムが長く、しかも
第幻層のみに窒素が高濃度に入っていると考えられる。
また第8図と同様、第ln層のNDに対する第幻層の少
数キャリアのライフタイムと発光効率を調べたところ、
第10図に示すようになった。The luminous efficiency was determined as shown in FIG. 8. In Fig. 8, the luminous efficiency is when the current is 2/ground, when NT is about 2 x 1 and 3/ground, and when the No of the ln layer is 1 to 5 x 1 and 7, and Epoxy (epoxy)
o Box) Values at the time of molding, and for reference, the state of change in the lifetime of minority carriers in Figure 5 is also illustrated. As is clear from this figure 8, the number of the phantom layer is 1 to 5×1
It becomes a green light-emitting element with high efficiency, with an average efficiency of 0.4% or more when 2×l and 6/block, and a maximum of about 0.7% when 2×l and 6/block, for example. This value has never been seen before and is thought to be the highest value in the world. For example, 1 was considered to have the highest luminous efficiency until now.
Published in 974 by JoumaloofChistaIGmwt
H27, page 191 (hereinafter referred to as Document-D), some green light-emitting elements become 0.7% when a current of 10 blood/ground flows (in the present invention, the current flow/swimming is reduced to 0.7%). 0 when flowing.
8% or more), compared to 10%
This is an increase above. This is illustrated in comparison with FIG. In addition, in this figure 9, 'Small present invention', 'Machine literature 1D
belongs to. The reason why the luminous efficiency improves in this way is that the change in No in the n-type gap layer becomes step-like, the lifetime of the minority carriers in the second n-layer is long, and the nitrogen concentration is high only in the phantom layer. It is thought that it is in the concentration.
Similarly to Figure 8, the lifetime and luminous efficiency of the minority carriers in the phantom layer with respect to the ND in the ln layer were investigated.
The result is as shown in Figure 10.
なお、この第10図においても発光効率は電流2弘/地
流した時で、又NTが約2×1ぴ8/地、第か層のN。
を1〜5×1び6/塊変化させた時で、しかもェポキシ
モールドした時の値である。この第10図から明らかの
如く、第初層が1〜5×1び6/地の時に〜第ln層の
NDが1〜5×1び7/地に変化しても、発光効率が平
均で0.4%以上で、又少数キャリアのライフタイムも
330(船ec)以上となることが判る。しかもこの第
10図において、第ln層と第か層の相関関係にあるこ
とも判る。即ち第ln層及び第か層のいずれかが変化す
れば平均で0.4%以上の発光効率を得ることができな
くなる。またこれら発光効率は、第1及び第か層の厚さ
に多分影響される。例えば第11図に第か層の厚さに対
する発光効率の関係、第12図に第ln層の厚さに対す
る発光効率の関係を示した。これら二つの図から第か層
の厚さが10仏m〜35山m、第ln層の厚さが10山
m以上の時に、0.4%以上の発光効率を示すことが判
る。この理由としてまず、第ln層が例えば10rm以
下の場合、基板との界面から伝播される結晶欠陥濃度の
減少が不完全のため、第か層の結晶特性に悪影響を及ぼ
してしまう。In addition, in this FIG. 10 as well, the luminous efficiency is when a current of 2 h/ground flows, and NT is about 2×1 p8/ground, and N of the second layer.
This is the value when changing 1 to 5 x 1 and 6/block, and when epoxy molded. As is clear from Fig. 10, when the first layer is 1 to 5 x 1 and 6/ground, even if the ND of the lnth layer changes to 1 to 5 x 1 and 7/ground, the average luminous efficiency is is 0.4% or more, and the lifetime of the minority carrier is also 330 (ship ec) or more. Moreover, in FIG. 10, it can be seen that there is a correlation between the lnth layer and the first layer. That is, if either the ln-th layer or the second layer changes, it becomes impossible to obtain a luminous efficiency of 0.4% or more on average. These luminous efficiencies are also likely influenced by the thickness of the first and second layers. For example, FIG. 11 shows the relationship between the luminous efficiency and the thickness of the first layer, and FIG. 12 shows the relationship between the luminous efficiency and the thickness of the lnth layer. From these two figures, it can be seen that when the thickness of the first layer is 10 m to 35 m and the thickness of the ln layer is 10 m or more, a luminous efficiency of 0.4% or more is exhibited. The reason for this is that, first, when the ln-th layer has a thickness of, for example, 10 rm or less, the crystal defect concentration propagated from the interface with the substrate is incompletely reduced, which adversely affects the crystal characteristics of the second layer.
なお非常に厚すぎると、成長時間が長くなり、量産性に
適さない。また第か肩が10ムm以下の場合、一つには
発光領域が少数キャリアの拡散長以下となるために、ま
た一つには第ln層第初層界面部に堆積した非発光欠陥
の効果が発光領域に及びやすくなるために好ましくない
。また、第か層が35rm以上の厚い場合には、発光中
心を高濃度に含む不要な領域が増大することになり、再
吸収効果の影響が素子特性を損なうこととなる。さらに
また第ln層のNoと第初層のNoとの相関関係を調べ
たところ、第13図に示すようになることが判明した。Note that if it is too thick, the growth time will be long, making it unsuitable for mass production. In addition, when the first shoulder is 10 mm or less, one reason is that the emission region is less than the diffusion length of minority carriers, and another reason is that non-emission defects deposited at the interface of the first layer of the ln layer. This is not preferable because the effect tends to reach the light emitting region. Furthermore, if the first layer is thicker than 35 rms, the unnecessary region containing a high concentration of luminescent centers will increase, and the influence of the reabsorption effect will impair the device characteristics. Furthermore, when the correlation between the No. of the ln-th layer and the No. of the first layer was investigated, it was found that the relationship is as shown in FIG. 13.
即ちこの第13図から、第か層のNoと第ln層のNo
の比が1対3〜20になっておれば、発光効率が0.4
%以上得ることが判る。例えば第ln層と第机層とのN
。の差がほとんどなくなると、基板からの非発光中心が
そのまま第か層に伝播され発光効率を低下させてしまう
。又第ln層と第幻層との差が大きすぎるとその部分で
新たに歪みが発生してしまう。以上の説明から明らかの
如く、n型GaP基板上の第ln層のN。That is, from this FIG. 13, the number of the first layer and the number of the lnth layer are
If the ratio is 1:3 to 20, the luminous efficiency is 0.4
It turns out that you can get more than %. For example, N between the lnth layer and the desk layer
. When the difference in the amount of light is almost eliminated, the non-emissive centers from the substrate propagate directly to the second layer, reducing the luminous efficiency. Furthermore, if the difference between the lnth layer and the phantom layer is too large, new distortion will occur in that portion. As is clear from the above description, N in the ln-th layer on the n-type GaP substrate.
を1〜5×1び7/塊、第か層のNoを1〜5×1びB
/塊に構成し、第か層に窒素を含有するように構成し、
この上にp型GaP層を形成することにより、平均で0
.4%以上の緑色発光素子を示すようになる。しかも上
記の如く第ln層と第か層のNoを階段状に構成するこ
により、歩留りも良くなる。なお上記で示したNT及び
少数キャリアのライフタイムの測定は、本願明細書の従
来例で示したEEE Transactons on
Electron DEvices,VoIED−24
吋.7の第951頁〜第955頁に示す方法で測定した
値である。1 to 5 x 1 and 7/mass, and the No. of the first layer to 1 to 5 x 1 and B
/constituted in a lump, and constituted so that the second layer contains nitrogen,
By forming a p-type GaP layer on top of this, the average
.. 4% or more of green light emitting elements are exhibited. Moreover, by configuring the numbers of the lnth layer and the second layer in a stepwise manner as described above, the yield can be improved. Note that the measurement of the lifetime of NT and minority carriers shown above is based on the EEE Transactions on
Electron DEvices, VoIED-24
inch. 7, pages 951 to 955.
また上記で示したNoとは、正味のドナー濃度即ちNo
−N^で、N^とは正味のアクセブタ濃度即ちN^一N
。In addition, No shown above refers to the net donor concentration, that is, No.
-N^, where N^ is the net acceptor concentration, that is, N^-N
.
である。さらに上記実施例において、n型Gap基板の
ドナー不純物として硫黄(S)を用いたが、テルル(T
e)或いはセレン(Se)であっても良く、p型GaP
層のァクセブタ不純物としてZnに限ることなくCdで
あっても良い。It is. Furthermore, in the above example, sulfur (S) was used as the donor impurity of the n-type Gap substrate, but tellurium (T
e) Or it may be selenium (Se), p-type GaP
The acceptor impurity of the layer is not limited to Zn, but may be Cd.
さらにまた上記実施例で説明した数値は、それに限るこ
となく種々変えることができる。Furthermore, the numerical values explained in the above embodiments are not limited thereto and can be changed in various ways.
第1図は本発明の一実施例の方法で用いた液相ェピタキ
シャル成長装置の概略を示す断面図、第2図a〜cは第
1図装置の成長用ボートを駆動様態を示す断面図、第3
図a,bは第1図装置の成長用ボートと不純物蒸発源の
温度プロフアィルを示す曲線図、第4図は本発明の−実
施例の方法によって得られた発光素子の不純物プロフア
ィルを示す図、第5図はn層のドナー濃度(No)に対
する少数キャリアのライフタイムの関係を示したもので
、aは本発明の一実施例で第か層の窒素濃度(NT)が
2×1び8/鮒の時の第狐層のNoに対する少数キャリ
アのライフタイムの関係を示す曲線図、bは従釆の文献
−Aでn層のNTが3×1び8/地の時のn層のNDに
対する少数キャリアのライフタイムの関係を示す曲線図
、cは従来の文献一Bでn層のNTが2×1ぴ8ノ地の
時のn層のNoに対する少数キャリアのライフタイムの
関係を示す曲線図、dは従来の文献−Cでn層のN,が
2×1び8/地の時のn層のN。
に対する少数キャリアのライフタイムの関係を示す曲線
図、第6図はn層のNoに対するNTと少数キャリアの
ライフタイムとの積の関係を示すもので、aは本発明の
一実施例の第初層のNoに対するNTと少数キャリアの
ライフタイムとの鏡の関係を示す曲線図、bは従来の文
献−Aのn層のNoに対するNTと少数キャリアのライ
フタイムとの積の関係を示す曲線図、cは従来の文献−
Bのn層のN。に対するNTと少数キャリアのライフタ
イムとの積の関係を示す曲線図、dは従来の文献−Cの
n層のN。に対するNTと少数キャリアのライフタイム
との積の関係を示す曲線、第7図は波長に対するE雌渡
を示す曲線図、第8図ま第か層のNoに対する少数キャ
リアのライフタイム及び発光効率との関係を示す曲線図
、第9図は電流密度に対する発光効率の関係を示した曲
線図、第10図は第ln層のN。に対する第か層の少数
キャリアのライフタイム及び発光効率の関係を示す曲線
図、第11図は第机層の厚さに対する発光効率の関係を
示す曲線図、第12図は簾ln層の厚さに対する発光効
率の関係を示す曲線図、第13図は第ln層のNoと第
幻層のNoの比に対する発光効率の関係を示す曲線図で
ある。第1図及び第2図において、11は反応炉、12
は成長用ボート、13a及び13bは加熱装置、14及
び24はn型GaP基板、14a及び24aは基板を収
容する凹部、14b,24b,I6b及び26bは蓋、
15及び25はスライダー、16及び26は溶液、17
及び27は小孔、18及び28は溶液収容ボート、19
は不純物蒸発源、11a及び11′aはガスを供給する
ための閉口、11aはガスを排出するための開□である
。
第1図
第2図
第3図
第4図
第5図
第6図
第7図
第8図
第9図
第10図
第11図
第12図
第13図FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a liquid phase epitaxial growth apparatus used in the method of one embodiment of the present invention, and FIGS. 2 a to c are cross-sectional views showing how the growth boat of the apparatus shown in FIG. 1 is driven. , 3rd
Figures a and b are curve diagrams showing the temperature profiles of the growth boat and impurity evaporation source of the apparatus shown in Figure 1, and Figure 4 is a diagram showing the impurity profile of the light emitting device obtained by the method of the embodiment of the present invention. FIG. 5 shows the relationship between the lifetime of minority carriers and the donor concentration (No) of the n-layer. /Curve diagram showing the relationship between the lifetime of minority carriers and the number of the fox layer in the case of carp; A curve diagram showing the relationship of the minority carrier lifetime to ND, c is a curve diagram showing the relationship of the minority carrier lifetime to No of the n layer when the NT of the n layer is 2 × 1 pi 8 in the conventional literature 1B. In the curve diagram shown, d is the N of the n layer when N of the n layer is 2×1 and 8/ground in the conventional document-C. FIG. 6 is a curve diagram showing the relationship between the lifetime of the minority carrier and the lifetime of the minority carrier for No in the n layer. A curve diagram showing the mirror relationship between NT and the lifetime of minority carriers for the No of the layer, b is a curve diagram showing the relationship of the product of NT and the lifetime of minority carriers for the No of the n layer in conventional literature-A. , c is the conventional literature −
N in the n-layer of B. A curve diagram showing the relationship between the product of NT and the lifetime of minority carriers, d is N of the n-layer of conventional literature-C. Figure 7 is a curve showing the relationship between the product of NT and the lifetime of minority carriers, Figure 7 is a curve diagram showing the E-total ratio vs. wavelength, and Figure 8 is the relationship between the lifetime of minority carriers and the luminous efficiency vs. No of the first layer. FIG. 9 is a curve diagram showing the relationship between luminous efficiency and current density. FIG. 10 is a curve diagram showing the relationship between luminous efficiency and current density. Figure 11 is a curve diagram showing the relationship between the lifetime of minority carriers in the first layer and luminous efficiency, Figure 11 is a curve diagram showing the relationship between luminous efficiency and the thickness of the first layer, and Figure 12 is the thickness of the screen layer. FIG. 13 is a curve diagram showing the relationship between luminous efficiency and the ratio of No in the ln layer to No in the phantom layer. In FIG. 1 and FIG. 2, 11 is a reactor, 12
is a growth boat, 13a and 13b are heating devices, 14 and 24 are n-type GaP substrates, 14a and 24a are recesses for accommodating the substrates, 14b, 24b, I6b and 26b are lids,
15 and 25 are sliders, 16 and 26 are solutions, 17
and 27 are small holes, 18 and 28 are solution storage boats, 19
is an impurity evaporation source, 11a and 11'a are closed openings for supplying gas, and 11a is an opening □ for discharging gas. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7 Figure 8 Figure 9 Figure 10 Figure 11 Figure 12 Figure 13
Claims (1)
及びp型リン化ガリウム層を順次設けてなる緑色発光素
子において、前記n型リン化ガリウム層の基板側の正味
のドナー濃度1〜5×10^1^7/cmにし、前記p
型リン化ガリウム層側の正味のドナー濃度を1〜5×1
0^1^6/cm^3にして階段状に変化するように構
成し且つ前記リン化ガリウム層の基板側に厚さを10μ
m以上、p型リン化ガリウム層側の厚さを10〜35μ
mに構成したことを特徴とするリン化ガリウム緑色発光
素子。 2 前記n型リン化ガリウム層の基板側の正味のドナー
濃度(N_D_1)をp型リン化ガリウム層側の正味の
ドナー濃度(N_D_2)の3〜20倍になるように構
成したことを特徴とする前記特許請求の範囲第1項記載
のリン化ガリウム緑色発光素子。 3 前記n型リン化ガリウム層のうちp型リン化ガリウ
ム層側のn型リン化ガリウム層のみに窒素を含有するよ
うに構成したことを特徴とする前記特許請求の範囲第1
項記載のリン化ガリウム緑色発光素子。[Claims] 1. In a green light-emitting element in which an n-type gallium phosphide layer and a p-type gallium phosphide layer are sequentially provided on an n-type gallium phosphide substrate, the net value of the n-type gallium phosphide layer on the substrate side The donor concentration was set to 1 to 5 x 10^1^7/cm, and
The net donor concentration on the type gallium phosphide layer side is 1 to 5×1.
The thickness of the gallium phosphide layer is 10 μm on the substrate side.
m or more, the thickness on the p-type gallium phosphide layer side is 10 to 35μ
A gallium phosphide green light-emitting device characterized by having a structure of m. 2. The net donor concentration (N_D_1) on the substrate side of the n-type gallium phosphide layer is configured to be 3 to 20 times the net donor concentration (N_D_2) on the p-type gallium phosphide layer side. A gallium phosphide green light-emitting device according to claim 1. 3. Claim 1, characterized in that only the n-type gallium phosphide layer on the p-type gallium phosphide layer side of the n-type gallium phosphide layer contains nitrogen.
The gallium phosphide green light-emitting device described in 2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53070742A JPS6019675B2 (en) | 1978-06-14 | 1978-06-14 | Gallium phosphide green light emitting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53070742A JPS6019675B2 (en) | 1978-06-14 | 1978-06-14 | Gallium phosphide green light emitting device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54162494A JPS54162494A (en) | 1979-12-24 |
| JPS6019675B2 true JPS6019675B2 (en) | 1985-05-17 |
Family
ID=13440258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53070742A Expired JPS6019675B2 (en) | 1978-06-14 | 1978-06-14 | Gallium phosphide green light emitting device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6019675B2 (en) |
-
1978
- 1978-06-14 JP JP53070742A patent/JPS6019675B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54162494A (en) | 1979-12-24 |
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