(57)【要約】【課題】  低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造の提供。【解決手段】  マグネシウムとアルミニウムを共同ドープし低温成長窒化インジウムガリウムの低電気抵抗値を利用したｐ型コンタクト層を利用した窒化ガリウム系発光ダイオードは、基板、バッファ層、ｎ型窒化ガリウム層、アクティブ層、ｐ型クラッド層及びｐ型コンタクト層を具えている。ＭｇとＡｌ共同ドープの窒化インジウムガリウム（Ｉｎ1-y Ｇａy Ｎ）で低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を形成し、並びにＭｇとＡｌ共同ドープによりｐ型窒化インジウムガリウムコンタクト層の材質の発生する吸光問題を解決し、低温形成のｐ型コンタクト層の簡便性を有するようにし、全体の電気特性を良好とし、全体装置の操作電圧を下げ、その運転時の消耗パワーを減らし、また、生産の歩留りも高める。【選択図】        図１
2006086165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造において、基板、バッファ層、ｎ型窒化ガリウム層、アクティブ層、ｐ型クラッド層、ｐ型コンタクト層を具え、
該基板はＣ−Ｐｌａｎｅ、Ｒ−Ｐｌａｎｅ、Ａ−Ｐｌａｎｅを包含する酸化アルミニウム単結晶（Ｓａｐｐｈｉｒｅ）、６Ｈ−ＳｉＣ或いは４Ｈ−ＳｉＣのＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ及びＭｇＡｌ2 Ｏ4 、格子定数が窒化物半導体に近い単結晶酸化物のいずれかとされ、
該バッファ層は該基板の上に位置し、その材質が窒化アルミニウムガリウムインジウムＡｌ1-x-y Ｇａx Ｉｎy Ｎとされ、そのうち、０≦ｘ＜１，０≦ｙ＜１であり、
該ｎ型窒化ガリウム層は該バッファ層の上に位置し、
該アクティブ層は該ｎ型窒化ガリウム層の上に位置し、その材質が窒化インジウムガリウムとされ、
該ｐ型クラッド層はアクティブ層の上に位置し、その材質はマグネシウムドープのｐ型窒化アルミニウムインジウムＡｌ1-x Ｉｎx Ｎとされ、そのうち、０＜ｘ＜１或いは０．１≦ｘ≦０．４とされ、その厚さは５０〜３０００Åの間であり、且つその成長温度は摂氏６００〜１１００度の間とされ、
該ｐ型コンタクト層は該ｐ型クラッド層の上に位置し、その材質がアルミニウムマグネシウム共同ドープのｐ型窒化インジウムガリウムＩｎy Ｇａ1-y Ｎで、そのうち、０≦ｙ＜１であり、その厚さは２００〜３０００Åの間、且つその成長温度は摂氏６００〜１１００度の間とされることを特徴とする、低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造。
【請求項２】
請求項１記載の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造において、ｎ型窒化ガリウム層の上に位置するｎ型電極層を更に具えたことを特徴とする、低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造。
【請求項３】
請求項１記載の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造において、ｐ型コンタクト層の上のｐ型電極層を更に具えたことを特徴とする、低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造。
【請求項４】
請求項３記載の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造において、ｐ型電極層は、金属導電層或いは透明導電酸化層とされ、該金属導電層は、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｔ、Ｎｉ／Ｐｄ、Ｎｉ／Ｃｏ、Ｐｄ／Ａｕ、Ｐｔ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｕ、Ｃｒ／Ａｕ、Ｓｎ／Ａｕ、Ｔａ／Ａｕ、ＴｉＮ、ＴｉＷＮｘ、ＷＳｉｘのいずれかとされ、透明導電酸化層は、ＩＴＯ、ＣＴＯ、ＺｎＯ：Ａｌ、ＺｎＧａ2 Ｏ4 、ＳｎＯ2 ：Ｓｂ、Ｇａ2 Ｏ3 ：Ｓｎ、ＡｇＩｎＯ2 ：Ｓｎ、Ｉｎ2 Ｏ3 ：Ｚｎ、ＣｕＡｌＯ2 、ＬａＣｕＯＳ、ＮｉＯ、ＣｕＧａＯ2 、ＳｒＣｕ2 Ｏ2 のいずれかとされることを特徴とする、低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造。
【請求項５】
低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造において、基板、バッファ層、ｎ型窒化ガリウム層、アクティブ層、ｐ型クラッド層、ｐ型コンタクト層を具え、
該基板はＣ−Ｐｌａｎｅ、Ｒ−Ｐｌａｎｅ、Ａ−Ｐｌａｎｅを包含する酸化アルミニウム単結晶（Ｓａｐｐｈｉｒｅ）、６Ｈ−ＳｉＣ或いは４Ｈ−ＳｉＣのＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ及びＭｇＡｌ2 Ｏ4 、格子定数が窒化物半導体に近い単結晶酸化物のいずれかとされ、
該バッファ層は該基板の上に位置し、その材質が窒化アルミニウムガリウムインジウムＡｌ1-x-y Ｇａx Ｉｎy Ｎとされ、そのうち、０≦ｘ＜１，０≦ｙ＜１であり、
該ｎ型窒化ガリウム層は該バッファ層の上に位置し、
該アクティブ層は該ｎ型窒化ガリウム層の上に位置し、その材質が窒化インジウムガリウムとされ、
該ｐ型クラッド層はアクティブ層の上に位置し、その材質はマグネシウムガリウム共同ドープの窒化アルミニウムインジウムＡｌ1-x Ｉｎx Ｎとされ、そのうち、０＜ｘ＜１、或いは０．１≦ｘ≦０．４とされ、その厚さは５０〜３０００Åの間であり、且つその成長温度は摂氏６００〜１１００度の間とされ、
該ｐ型コンタクト層は該ｐ型クラッド層の上に位置し、その材質がアルミニウムマグネシウム共同ドープのｐ型窒化インジウムガリウムＩｎy Ｇａ1-y Ｎで、そのうち、０≦ｙ＜１であり、その厚さは２００〜３０００Åの間、且つその成長温度は摂氏６００〜１１００度の間とされることを特徴とする、低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造。
【請求項６】
請求項５記載の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造において、ｎ型窒化ガリウム層の上に位置するｎ型電極層を更に具えたことを特徴とする、低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造。
【請求項７】
請求項５記載の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造において、ｐ型コンタクト層の上のｐ型電極層を更に具えたことを特徴とする、低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造。
【請求項８】
請求項７記載の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造において、ｐ型電極層は、金属導電層或いは透明導電酸化層とされ、該金属導電層は、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｔ、Ｎｉ／Ｐｄ、Ｎｉ／Ｃｏ、Ｐｄ／Ａｕ、Ｐｔ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｕ、Ｃｒ／Ａｕ、Ｓｎ／Ａｕ、Ｔａ／Ａｕ、ＴｉＮ、ＴｉＷＮｘ、ＷＳｉｘのいずれかとされ、透明導電酸化層は、ＩＴＯ、ＣＴＯ、ＺｎＯ：Ａｌ、ＺｎＧａ2 Ｏ4 、ＳｎＯ2 ：Ｓｂ、Ｇａ2 Ｏ3 ：Ｓｎ、ＡｇＩｎＯ2 ：Ｓｎ、Ｉｎ2 Ｏ3 ：Ｚｎ、ＣｕＡｌＯ2 、ＬａＣｕＯＳ、ＮｉＯ、ＣｕＧａＯ2 、ＳｒＣｕ2 Ｏ2 のいずれかとされることを特徴とする、低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造。
【請求項９】
低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造において、基板、バッファ層、ｎ型窒化ガリウム層、アクティブ層、ダブルクラッド層、ｐ型コンタクト層を具え、
該基板はＣ−Ｐｌａｎｅ、Ｒ−Ｐｌａｎｅ、Ａ−Ｐｌａｎｅを包含する酸化アルミニウム単結晶（Ｓａｐｐｈｉｒｅ）、６Ｈ−ＳｉＣ或いは４Ｈ−ＳｉＣのＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ及びＭｇＡｌ2 Ｏ4 、格子定数が窒化物半導体に近い単結晶酸化物のいずれかとされ、
該バッファ層は該基板の上に位置し、その材質が窒化アルミニウムガリウムインジウムＡｌ1-x-y Ｇａx Ｉｎy Ｎとされ、そのうち、０≦ｘ＜１，０≦ｙ＜１であり、
該ｎ型窒化ガリウム層は該バッファ層の上に位置し、
該アクティブ層は該ｎ型窒化ガリウム層の上に位置し、その材質が窒化インジウムガリウムとされ、
該ダブルクラッド層は第１クラッド層と第２クラッド層を具え、
該第１クラッド層は、マグネシウムガリウムドープのｐ型窒化アルミニウムインジウムＡｌ1-x Ｉｎx Ｎで形成され、そのうち、０＜ｘ＜１或いは０．１≦ｘ≦０．４とされ、その厚さは５０〜３０００Åの間、或いは５０〜１０００Åとされ、且つその成長温度は摂氏６００〜１１００度の間とされ、
該第２クラッド層は、第１クラッド層の上に位置し、マグネシウムドープのｐ型窒化アルミニウムインジウム（Ａｌ1-z Ｉｎz Ｎ）で形成され、そのうち、０＜ｚ＜１或いは０．１≦ｚ≦０．４とされ、その厚さは５０〜３０００Åの間、或いは５０〜１０００Åの間とされ、且つその成長温度は摂氏６００〜１１００度の間であり、
該ｐ型コンタクト層は該ダブルクラッド層の上に位置し、その材質がアルミニウムマグネシウム共同ドープのｐ型窒化インジウムガリウムＩｎy Ｇａ1-y Ｎで、そのうち、０≦ｙ＜１であり、その厚さは２００〜３０００Åの間、且つその成長温度は摂氏６００〜１１００度の間とされることを特徴とする、低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造。
【請求項１０】
請求項９記載の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造において、ｎ型窒化ガリウム層の上に位置するｎ型電極層を更に具えたことを特徴とする、低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造。
【請求項１１】
請求項９記載の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造において、ｐ型コンタクト層の上のｐ型電極層を更に具えたことを特徴とする、低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造。
【請求項１２】
請求項１１記載の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造において、ｐ型電極層は、金属導電層或いは透明導電酸化層とされ、該金属導電層は、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｔ、Ｎｉ／Ｐｄ、Ｎｉ／Ｃｏ、Ｐｄ／Ａｕ、Ｐｔ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｕ、Ｃｒ／Ａｕ、Ｓｎ／Ａｕ、Ｔａ／Ａｕ、ＴｉＮ、ＴｉＷＮｘ、ＷＳｉｘのいずれかとされ、透明導電酸化層は、ＩＴＯ、ＣＴＯ、ＺｎＯ：Ａｌ、ＺｎＧａ2 Ｏ4 、ＳｎＯ2 ：Ｓｂ、Ｇａ2 Ｏ3 ：Ｓｎ、ＡｇＩｎＯ2 ：Ｓｎ、Ｉｎ2 Ｏ3 ：Ｚｎ、ＣｕＡｌＯ2 、ＬａＣｕＯＳ、ＮｉＯ、ＣｕＧａＯ2 、ＳｒＣｕ2 Ｏ2 のいずれかとされることを特徴とする、低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造。
【請求項１３】
低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造において、基板、バッファ層、ｎ型窒化ガリウム層、アクティブ層、ダブルクラッド層、ｐ型コンタクト層を具え、
該基板はＣ−Ｐｌａｎｅ、Ｒ−Ｐｌａｎｅ、Ａ−Ｐｌａｎｅを包含する酸化アルミニウム単結晶（Ｓａｐｐｈｉｒｅ）、６Ｈ−ＳｉＣ或いは４Ｈ−ＳｉＣのＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ及びＭｇＡｌ2 Ｏ4 、格子定数が窒化物半導体に近い単結晶酸化物のいずれかとされ、
該バッファ層は該基板の上に位置し、その材質が窒化アルミニウムガリウムインジウムＡｌ1-x-y Ｇａx Ｉｎy Ｎとされ、そのうち、０≦ｘ＜１，０≦ｙ＜１であり、
該ｎ型窒化ガリウム層は該バッファ層の上に位置し、
該アクティブ層は該ｎ型窒化ガリウム層の上に位置し、その材質が窒化インジウムガリウムとされ、
該ダブルクラッド層は第１クラッド層と第２クラッド層を具え、
該第１クラッド層は、マグネシウムドープのｐ型窒化アルミニウムインジウムＡｌ1-x Ｉｎx Ｎで形成され、そのうち、０＜ｘ＜１、或いは０．１≦ｘ≦０．４とされ、その厚さは５０〜３０００Åの間、或いは５０〜１０００Åの間とされ、且つその成長温度は摂氏６００〜１１００度の間とされ、
該第２クラッド層は、第１クラッド層の上に位置し、マグネシウムガリウム共同ドープのｐ型窒化アルミニウムインジウム（Ａｌ1-z Ｉｎz Ｎ）で形成され、そのうち、０＜ｚ＜１、或いは０．１≦ｚ≦０．４とされ、その厚さは５０〜３０００Åの間、或いは５０〜１０００Åの間とされ、且つその成長温度は摂氏６００〜１１００度の間であり、
該ｐ型コンタクト層は該ダブルクラッド層の上に位置し、その材質がアルミニウムマグネシウム共同ドープのｐ型窒化インジウムガリウムＩｎy Ｇａ1-y Ｎで、そのうち、０≦ｙ＜１であり、その厚さは２００〜３０００Åの間、且つその成長温度は摂氏６００〜１１００度の間とされることを特徴とする、低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造。
【請求項１４】
請求項１３記載の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造において、ｎ型窒化ガリウム層の上に位置するｎ型電極層を更に具えたことを特徴とする、低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造。
【請求項１５】
請求項１３記載の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造において、ｐ型コンタクト層の上のｐ型電極層を更に具えたことを特徴とする、低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造。
【請求項１６】
請求項１５記載の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造において、ｐ型電極層は、金属導電層或いは透明導電酸化層とされ、該金属導電層は、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｔ、Ｎｉ／Ｐｄ、Ｎｉ／Ｃｏ、Ｐｄ／Ａｕ、Ｐｔ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｕ、Ｃｒ／Ａｕ、Ｓｎ／Ａｕ、Ｔａ／Ａｕ、ＴｉＮ、ＴｉＷＮｘ、ＷＳｉｘのいずれかとされ、透明導電酸化層は、ＩＴＯ、ＣＴＯ、ＺｎＯ：Ａｌ、ＺｎＧａ2 Ｏ4 、ＳｎＯ2 ：Ｓｂ、Ｇａ2 Ｏ3 ：Ｓｎ、ＡｇＩｎＯ2 ：Ｓｎ、Ｉｎ2 Ｏ3 ：Ｚｎ、ＣｕＡｌＯ2 、ＬａＣｕＯＳ、ＮｉＯ、ＣｕＧａＯ2 、ＳｒＣｕ2 Ｏ2 のいずれかとされることを特徴とする、低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は窒化インジウムガリウム／窒化ガリウム多重量子井戸構造発光ダイオード（ＩｎＧａＮ／ＧａＮ  ＭＱＷ  ＬＥＤｓ）の構造に係り、特に、マグネシウムとアルミニウム共同ドープを利用し且つ低電気抵抗値の低温成長窒化インジウムガリウム（Ｉｎ1-y Ｇａy Ｎ）のｐ型コンタクト層を具えた発光ダイオードの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知の技術の窒化インジウムガリウム／窒化ガリウム多重量子井戸構造発光ダイオードは、高温成長のｐ型窒化ガリウム（ＧａＮ）をコンタクト層として利用し、通常、コンタクト層はアクティブ層（発光層）の上方に形成される。実際の製造過程で分かったことは、コンタクト層を高温成長させると、前のステップで低温成長させたアクティブ層（発光層）のエピタキシャル特性が維持不能となり、この効果は、即ち、エピタキシャル結晶が成長時の規則配列を保持できなくなり、発光層の電気特性を悪くしたり導電不良による不良品を形成し、更に、全体の装置に影響を与え、高電圧を操作電圧として採用しなければならないため、運転時に消耗するパワーを増す。このため、このような問題を解決するため、低温成長させた低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた新たな発光ダイオードの構造が求められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述の周知の技術の窒化ガリウム系多重量子井戸構造の発光ダイオードの問題に対して、本発明は窒化ガリウム系多重量子井戸構造の発光ダイオードを提供し、それは、マグネシウムとアルミニウム共同ドープを利用し且つ低電気抵抗値の低温成長窒化インジウムガリウム（Ｉｎ1-y Ｇａy Ｎ）のｐ型コンタクト層を具えた発光ダイオードの構造である。
【０００４】
本発明の主要な目的は、マグネシウムとアルミニウム共同ドープを利用し且つ低温成長を利用して窒化インジウムガリウム（Ｉｎ1-y Ｇａy Ｎ）のｐ型コンタクト層を形成し、その電気抵抗値を、伝統的なｐ型窒化ガリウムコンタクト層の電気抵抗値より低くすることにある。本発明はアルミニウムドープでｐ型コンタクト層を成長させて、二次元正孔キャリアとその移動率（ｍｏｂｉｌｉｔｙ）を増し、且つ窒化インジウムガリウムが窒化ガリウムより低いバンドギャップを有することから、この目的を達成する。
【０００５】
本発明のもう一つの目的は、ｐ型コンタクト層の材質の発生する吸光問題を解決することにある。一般に、ｐ型コンタクト層はアクティブ層（発光層）の上方にあり、ゆえにｐ型コンタクト層の吸光は窒化ガリウム系多重量子井戸構造の発光ダイオードの発光効率を低下させる。本発明はマグネシウムとアルミニウム共同ドープを利用し且つ低温成長のｐ型コンタクト層を採用することで、窒化ガリウム系材料の側方向成長速度を減らして表面粗化の効果を達成し、これにより光が全反射される確率を減らして装置の発光効率を高める。
【０００６】
本発明の更に一つの目的は、アクティブ層（発光層）形成後にｐ型コンタクト層の低温形成ステップを実行する簡便性を提供し、並びに全体の電気特性を良好とし、全体の装置の操作電圧を下げ、その運転時に消耗するパワーを減らし、生産歩留りを高めることにある。本発明のｐ型コンタクト層の低温成長温度は周知の技術の窒化ガリウムを材料とするｐ型コンタクト層より低く、ゆえに窒化インジウムガリウムアクティブ層（発光層）から窒化インジウムガリウム（Ｉｎ1-y Ｇａy Ｎ）を成長させてなるｐ型コンタクト層まで、いずれも同様の低温成長を採用でき、これにより窒化インジウムガリウム発光層を保護して装置全体の発光効率を高める。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造において、基板、バッファ層、ｎ型窒化ガリウム層、アクティブ層、ｐ型クラッド層、ｐ型コンタクト層を具え、
該基板はＣ−Ｐｌａｎｅ、Ｒ−Ｐｌａｎｅ、Ａ−Ｐｌａｎｅを包含する酸化アルミニウム単結晶（Ｓａｐｐｈｉｒｅ）、６Ｈ−ＳｉＣ或いは４Ｈ−ＳｉＣのＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ及びＭｇＡｌ2 Ｏ4 、格子定数が窒化物半導体に近い単結晶酸化物のいずれかとされ、
該バッファ層は該基板の上に位置し、その材質が窒化アルミニウムガリウムインジウムＡｌ1-x-y Ｇａx Ｉｎy Ｎとされ、そのうち、０≦ｘ＜１，０≦ｙ＜１であり、
該ｎ型窒化ガリウム層は該バッファ層の上に位置し、
該アクティブ層は該ｎ型窒化ガリウム層の上に位置し、その材質が窒化インジウムガリウムとされ、
該ｐ型クラッド層はアクティブ層の上に位置し、その材質はマグネシウムドープのｐ型窒化アルミニウムインジウムＡｌ1-x Ｉｎx Ｎとされ、そのうち、０＜ｘ＜１或いは０．１≦ｘ≦０．４とされ、その厚さは５０〜３０００Åの間であり、且つその成長温度は摂氏６００〜１１００度の間とされ、
該ｐ型コンタクト層は該ｐ型クラッド層の上に位置し、その材質がアルミニウムマグネシウム共同ドープのｐ型窒化インジウムガリウムＩｎy Ｇａ1-y Ｎで、そのうち、０≦ｙ＜１であり、その厚さは２００〜３０００Åの間、且つその成長温度は摂氏６００〜１１００度の間とされることを特徴とする、低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造としている。
請求項２の発明は、請求項１記載の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造において、ｎ型窒化ガリウム層の上に位置するｎ型電極層を更に具えたことを特徴とする、低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造としている。
請求項３の発明は、請求項１記載の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造において、ｐ型コンタクト層の上のｐ型電極層を更に具えたことを特徴とする、低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造としている。
請求項４の発明は、請求項３記載の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造において、ｐ型電極層は、金属導電層或いは透明導電酸化層とされ、該金属導電層は、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｔ、Ｎｉ／Ｐｄ、Ｎｉ／Ｃｏ、Ｐｄ／Ａｕ、Ｐｔ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｕ、Ｃｒ／Ａｕ、Ｓｎ／Ａｕ、Ｔａ／Ａｕ、ＴｉＮ、ＴｉＷＮｘ、ＷＳｉｘのいずれかとされ、透明導電酸化層は、ＩＴＯ、ＣＴＯ、ＺｎＯ：Ａｌ、ＺｎＧａ2 Ｏ4 、ＳｎＯ2 ：Ｓｂ、Ｇａ2 Ｏ3 ：Ｓｎ、ＡｇＩｎＯ2 ：Ｓｎ、Ｉｎ2 Ｏ3 ：Ｚｎ、ＣｕＡｌＯ2 、ＬａＣｕＯＳ、ＮｉＯ、ＣｕＧａＯ2 、ＳｒＣｕ2 Ｏ2 のいずれかとされることを特徴とする、低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造としている。
請求項５の発明は、低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造において、基板、バッファ層、ｎ型窒化ガリウム層、アクティブ層、ｐ型クラッド層、ｐ型コンタクト層を具え、
該基板はＣ−Ｐｌａｎｅ、Ｒ−Ｐｌａｎｅ、Ａ−Ｐｌａｎｅを包含する酸化アルミニウム単結晶（Ｓａｐｐｈｉｒｅ）、６Ｈ−ＳｉＣ或いは４Ｈ−ＳｉＣのＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ及びＭｇＡｌ2 Ｏ4 、格子定数が窒化物半導体に近い単結晶酸化物のいずれかとされ、
該バッファ層は該基板の上に位置し、その材質が窒化アルミニウムガリウムインジウムＡｌ1-x-y Ｇａx Ｉｎy Ｎとされ、そのうち、０≦ｘ＜１，０≦ｙ＜１であり、
該ｎ型窒化ガリウム層は該バッファ層の上に位置し、
該アクティブ層は該ｎ型窒化ガリウム層の上に位置し、その材質が窒化インジウムガリウムとされ、
該ｐ型クラッド層はアクティブ層の上に位置し、その材質はマグネシウムガリウム共同ドープの窒化アルミニウムインジウムＡｌ1-x Ｉｎx Ｎとされ、そのうち、０＜ｘ＜１、或いは０．１≦ｘ≦０．４とされ、その厚さは５０〜３０００Åの間であり、且つその成長温度は摂氏６００〜１１００度の間とされ、
該ｐ型コンタクト層は該ｐ型クラッド層の上に位置し、その材質がアルミニウムマグネシウム共同ドープのｐ型窒化インジウムガリウムＩｎy Ｇａ1-y Ｎで、そのうち、０≦ｙ＜１であり、その厚さは２００〜３０００Åの間、且つその成長温度は摂氏６００〜１１００度の間とされることを特徴とする、低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造としている。
請求項６の発明は、請求項５記載の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造において、ｎ型窒化ガリウム層の上に位置するｎ型電極層を更に具えたことを特徴とする、低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造としている。
請求項７の発明は、請求項５記載の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造において、ｐ型コンタクト層の上のｐ型電極層を更に具えたことを特徴とする、低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造としている。
請求項８の発明は、請求項７記載の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造において、ｐ型電極層は、金属導電層或いは透明導電酸化層とされ、該金属導電層は、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｔ、Ｎｉ／Ｐｄ、Ｎｉ／Ｃｏ、Ｐｄ／Ａｕ、Ｐｔ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｕ、Ｃｒ／Ａｕ、Ｓｎ／Ａｕ、Ｔａ／Ａｕ、ＴｉＮ、ＴｉＷＮｘ、ＷＳｉｘのいずれかとされ、透明導電酸化層は、ＩＴＯ、ＣＴＯ、ＺｎＯ：Ａｌ、ＺｎＧａ2 Ｏ4 、ＳｎＯ2 ：Ｓｂ、Ｇａ2 Ｏ3 ：Ｓｎ、ＡｇＩｎＯ2 ：Ｓｎ、Ｉｎ2 Ｏ3 ：Ｚｎ、ＣｕＡｌＯ2 、ＬａＣｕＯＳ、ＮｉＯ、ＣｕＧａＯ2 、ＳｒＣｕ2 Ｏ2 のいずれかとされることを特徴とする、低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造としている。
請求項９の発明は、低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造において、基板、バッファ層、ｎ型窒化ガリウム層、アクティブ層、ダブルクラッド層、ｐ型コンタクト層を具え、
該基板はＣ−Ｐｌａｎｅ、Ｒ−Ｐｌａｎｅ、Ａ−Ｐｌａｎｅを包含する酸化アルミニウム単結晶（Ｓａｐｐｈｉｒｅ）、６Ｈ−ＳｉＣ或いは４Ｈ−ＳｉＣのＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ及びＭｇＡｌ2 Ｏ4 、格子定数が窒化物半導体に近い単結晶酸化物のいずれかとされ、
該バッファ層は該基板の上に位置し、その材質が窒化アルミニウムガリウムインジウムＡｌ1-x-y Ｇａx Ｉｎy Ｎとされ、そのうち、０≦ｘ＜１，０≦ｙ＜１であり、
該ｎ型窒化ガリウム層は該バッファ層の上に位置し、
該アクティブ層は該ｎ型窒化ガリウム層の上に位置し、その材質が窒化インジウムガリウムとされ、
該ダブルクラッド層は第１クラッド層と第２クラッド層を具え、
該第１クラッド層は、マグネシウムガリウムドープのｐ型窒化アルミニウムインジウムＡｌ1-x Ｉｎx Ｎで形成され、そのうち、０＜ｘ＜１或いは０．１≦ｘ≦０．４とされ、その厚さは５０〜３０００Åの間或いは５０〜１０００Åの間とされ、且つその成長温度は摂氏６００〜１１００度の間とされ、
該第２クラッド層は、第１クラッド層の上に位置し、マグネシウムドープのｐ型窒化アルミニウムインジウム（Ａｌ1-z Ｉｎz Ｎ）で形成され、そのうち、０＜ｚ＜１或いは０．１≦ｚ≦０．４とされ、その厚さは５０〜３０００Å或いは５０〜１０００Åとされ、且つその成長温度は摂氏６００〜１１００度の間であり、
該ｐ型コンタクト層は該ダブルクラッド層の上に位置し、その材質がアルミニウムマグネシウム共同ドープのｐ型窒化インジウムガリウムＩｎy Ｇａ1-y Ｎで、そのうち、０≦ｙ＜１であり、その厚さは２００〜３０００Åの間、且つその成長温度は摂氏６００〜１１００度の間とされることを特徴とする、低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造としている。
請求項１０の発明は、請求項９記載の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造において、ｎ型窒化ガリウム層の上に位置するｎ型電極層を更に具えたことを特徴とする、低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造としている。
請求項１１の発明は、請求項９記載の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造において、ｐ型コンタクト層の上のｐ型電極層を更に具えたことを特徴とする、低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造としている。
請求項１２の発明は、請求項１１記載の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造において、ｐ型電極層は、金属導電層或いは透明導電酸化層とされ、該金属導電層は、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｔ、Ｎｉ／Ｐｄ、Ｎｉ／Ｃｏ、Ｐｄ／Ａｕ、Ｐｔ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｕ、Ｃｒ／Ａｕ、Ｓｎ／Ａｕ、Ｔａ／Ａｕ、ＴｉＮ、ＴｉＷＮｘ、ＷＳｉｘのいずれかとされ、透明導電酸化層は、ＩＴＯ、ＣＴＯ、ＺｎＯ：Ａｌ、ＺｎＧａ2 Ｏ4 、ＳｎＯ2 ：Ｓｂ、Ｇａ2 Ｏ3 ：Ｓｎ、ＡｇＩｎＯ2 ：Ｓｎ、Ｉｎ2 Ｏ3 ：Ｚｎ、ＣｕＡｌＯ2 、ＬａＣｕＯＳ、ＮｉＯ、ＣｕＧａＯ2 、ＳｒＣｕ2 Ｏ2 のいずれかとされることを特徴とする、低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造としている。
請求項１３の発明は、低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造において、基板、バッファ層、ｎ型窒化ガリウム層、アクティブ層、ダブルクラッド層、ｐ型コンタクト層を具え、
該基板はＣ−Ｐｌａｎｅ、Ｒ−Ｐｌａｎｅ、Ａ−Ｐｌａｎｅを包含する酸化アルミニウム単結晶（Ｓａｐｐｈｉｒｅ）、６Ｈ−ＳｉＣ或いは４Ｈ−ＳｉＣのＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ及びＭｇＡｌ2 Ｏ4 、格子定数が窒化物半導体に近い単結晶酸化物のいずれかとされ、
該バッファ層は該基板の上に位置し、その材質が窒化アルミニウムガリウムインジウムＡｌ1-x-y Ｇａx Ｉｎy Ｎとされ、そのうち、０≦ｘ＜１，０≦ｙ＜１であり、
該ｎ型窒化ガリウム層は該バッファ層の上に位置し、
該アクティブ層は該ｎ型窒化ガリウム層の上に位置し、その材質が窒化インジウムガリウムとされ、
該ダブルクラッド層は第１クラッド層と第２クラッド層を具え、
該第１クラッド層は、マグネシウムドープのｐ型窒化アルミニウムインジウムＡｌ1-x Ｉｎx Ｎで形成され、そのうち、０＜ｘ＜１或いは０．１≦ｘ≦０．４とされ、その厚さは５０〜３０００Åの間或いは５０〜１０００Åの間とされ、且つその成長温度は摂氏６００〜１１００度の間とされ、
該第２クラッド層は、第１クラッド層の上に位置し、マグネシウムガリウム共同ドープのｐ型窒化アルミニウムインジウム（Ａｌ1-z Ｉｎz Ｎ）で形成され、そのうち、０＜ｚ＜１或いは０．１≦ｚ≦０．４とされ、その厚さは５０〜３０００Åの間或いは５０〜１０００Åの間とされ、且つその成長温度は摂氏６００〜１１００度の間であり、
該ｐ型コンタクト層は該ダブルクラッド層の上に位置し、その材質がアルミニウムマグネシウム共同ドープのｐ型窒化インジウムガリウムＩｎy Ｇａ1-y Ｎで、そのうち、０≦ｙ＜１であり、その厚さは２００〜３０００Åの間、且つその成長温度は摂氏６００〜１１００度の間とされることを特徴とする、低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造としている。
請求項１４の発明は、請求項１３記載の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造において、ｎ型窒化ガリウム層の上に位置するｎ型電極層を更に具えたことを特徴とする、低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造としている。
請求項１５の発明は、請求項１３記載の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造において、ｐ型コンタクト層の上のｐ型電極層を更に具えたことを特徴とする、低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造としている。
請求項１６の発明は、請求項１５記載の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造において、ｐ型電極層は、金属導電層或いは透明導電酸化層とされ、該金属導電層は、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｔ、Ｎｉ／Ｐｄ、Ｎｉ／Ｃｏ、Ｐｄ／Ａｕ、Ｐｔ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｕ、Ｃｒ／Ａｕ、Ｓｎ／Ａｕ、Ｔａ／Ａｕ、ＴｉＮ、ＴｉＷＮｘ、ＷＳｉｘのいずれかとされ、透明導電酸化層は、ＩＴＯ、ＣＴＯ、ＺｎＯ：Ａｌ、ＺｎＧａ2 Ｏ4 、ＳｎＯ2 ：Ｓｂ、Ｇａ2 Ｏ3 ：Ｓｎ、ＡｇＩｎＯ2 ：Ｓｎ、Ｉｎ2 Ｏ3 ：Ｚｎ、ＣｕＡｌＯ2 、ＬａＣｕＯＳ、ＮｉＯ、ＣｕＧａＯ2 、ＳｒＣｕ2 Ｏ2 のいずれかとされることを特徴とする、低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、マグネシウムとアルミニウム共同ドープを利用し且つ低温成長を利用して窒化インジウムガリウム（Ｉｎ1-y Ｇａy Ｎ）のｐ型コンタクト層を形成し、その電気抵抗値を、伝統的なｐ型窒化ガリウムコンタクト層の電気抵抗値より低くする目的を、アルミニウムドープでｐ型コンタクト層を成長させて、二次元正孔キャリアとその移動率（ｍｏｂｉｌｉｔｙ）を増し、且つ窒化インジウムガリウムが窒化ガリウムより低いバンドギャップを有することにより達成している。
【０００９】
本発明はまた、ｐ型コンタクト層の材質の発生する吸光問題を解決する。一般に、ｐ型コンタクト層はアクティブ層（発光層）の上方にあり、ゆえにｐ型コンタクト層の吸光は窒化ガリウム系多重量子井戸構造の発光ダイオードの発光効率を低下させる。本発明はマグネシウムとアルミニウム共同ドープを利用し且つ低温成長のｐ型コンタクト層を採用することで、窒化ガリウム系材料の側方向成長速度を減らして表面粗化の効果を達成し、これにより光が全反射される確率を減らして装置の発光効率を高める。
【００１０】
本発明は更に、アクティブ層（発光層）形成後にｐ型コンタクト層の低温形成ステップを実行する簡便性を提供し、並びに全体の電気特性を良好とし、全体の装置の操作電圧を下げ、その運転時に消耗するパワーを減らし、生産歩留りを高める。本発明のｐ型コンタクト層の低温成長温度は周知の技術の窒化ガリウムを材料とするｐ型コンタクト層より低く、ゆえに窒化インジウムガリウムアクティブ層（発光層）から窒化インジウムガリウム（Ｉｎ1-y Ｇａy Ｎ）を成長させてなるｐ型コンタクト層まで、いずれも同様の低温成長を採用でき、これにより窒化インジウムガリウム発光層を保護して装置全体の発光効率を高める。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造の第１実施例を示す。本発明の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造の第１実施例は、基板１０、バッファ層１１、ｎ型窒化ガリウム層１２、アクティブ層１３、ｐ型クラッド層１４、ｐ型コンタクト層１５を具えている。基板１０は酸化アルミニウム単結晶（Ｓａｐｐｈｉｒｅ）（Ｃ−Ｐｌａｎｅ、Ｒ−Ｐｌａｎｅ、Ａ−Ｐｌａｎｅを包含する）、ＳｉＣ（６Ｈ−ＳｉＣ或いは４Ｈ−ＳｉＣ）、Ｓｉ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ及びＭｇＡｌ2 Ｏ4 で形成され、格子定数が窒化物半導体に近い単結晶酸化物も使用可能であるが、一般にはサファイヤ及びＳｉＣが使用される。基板１０の上のバッファ層１１は、その材質が窒化アルミニウムガリウムインジウム（Ａｌ1-x-y Ｇａx Ｉｎy Ｎ）とされ、そのうち、０≦ｘ＜１，０≦ｙ＜１である。
【００１２】
バッファ層１１の上にｎ型窒化ガリウム層１２が位置する。ｎ型窒化ガリウム層１２の上に位置するアクティブ層１３は、その材質が窒化インジウムガリウムとされる。アクティブ層１３の上に位置するｐ型クラッド層１４は、その材質が、マグネシウムドープのｐ型窒化アルミニウムインジウム（Ａｌ1-x Ｉｎx Ｎ）とされ、そのうち、０＜ｘ＜１であるが、０．１≦ｘ≦０．４が最もよく、その厚さは５０〜３０００Åの間であり、且つその成長温度は摂氏６００〜１１００度の間とされる。ｐ型クラッド層１４の上のｐ型コンタクト層１５は、その材質がマグネシウムとアルミニウム共同ドープのｐ型窒化インジウムガリウム（Ｉｎy Ｇａ1-y Ｎ）で、そのうち、０≦ｙ＜１であり、その厚さは２００〜３０００Åの間、且つその成長温度は摂氏６００〜１１００度の間とされる。
【００１３】
本発明の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造の第１実施例は、更にｎ型窒化ガリウム層１２の上のｎ型電極層１６を具えうる。本発明の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造の第１実施例は、更にｐ型コンタクト層１５の上のｐ型電極層１７を具えうる。ｐ型電極層１７は、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｔ、Ｎｉ／Ｐｄ、Ｎｉ／Ｃｏ、Ｐｄ／Ａｕ、Ｐｔ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｕ、Ｃｒ／Ａｕ、Ｓｎ／Ａｕ、Ｔａ／Ａｕ、ＴｉＮ、ＴｉＷＮｘ、ＷＳｉｘの金属導電層、或いは透明導電酸化層（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｏｘｉｄｅ  ｌａｙｅｒ；ＴＣＯ）とされ、該透明導電酸化層は、ＩＴＯ、ＣＴＯ、ＺｎＯ：Ａｌ、ＺｎＧａ2 Ｏ4 、ＳｎＯ2 ：Ｓｂ、Ｇａ2 Ｏ3 ：Ｓｎ、ＡｇＩｎＯ2 ：Ｓｎ、Ｉｎ2 Ｏ3 ：Ｚｎ、ＣｕＡｌＯ2 、ＬａＣｕＯＳ、ＮｉＯ、ＣｕＧａＯ2 、ＳｒＣｕ2 Ｏ2 のいずれかとされる。
【００１４】
図２は本発明の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造の第２実施例を示す。それは、基板２０、バッファ層２１、ｎ型窒化ガリウム層２２、アクティブ層２３、ｐ型クラッド層２４、ｐ型コンタクト層２５を具えている。
【００１５】
基板２０は、酸化アルミニウム単結晶（Ｓａｐｐｈｉｒｅ）（Ｃ−Ｐｌａｎｅ、Ｒ−Ｐｌａｎｅ、Ａ−Ｐｌａｎｅを包含する）、ＳｉＣ（６Ｈ−ＳｉＣ或いは４Ｈ−ＳｉＣ）、Ｓｉ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ及びＭｇＡｌ2 Ｏ4 で形成され、格子定数が窒化物半導体に近い単結晶酸化物も使用可能であるが、一般にはサファイヤ及びＳｉＣが使用される。基板２０の上のバッファ層２１は、その材質が窒化アルミニウムガリウムインジウム（Ａｌ1-x-y Ｇａx Ｉｎy Ｎ）とされ、そのうち、０≦ｘ＜１，０≦ｙ＜１である。バッファ層２１の上にｎ型窒化ガリウム層２２が位置する。ｎ型窒化ガリウム層２２の上に位置するアクティブ層２３は、その材質が窒化インジウムガリウムとされる。アクティブ層２３の上に位置するｐ型クラッド層２４は、その材質が、マグネシウムガリウム共同ドープ（Ｍｇ−Ｇａ−ｃｏｄｏｐｅｄ）の窒化アルミニウムインジウム（Ａｌ1-x Ｉｎx Ｎ）とされ、そのうち、０＜ｘ＜１であるが、０．１≦ｘ≦０．４が最もよく、その厚さは５０〜３０００Åの間であり、且つその成長温度は摂氏６００〜１１００度の間とされる。ｐ型クラッド層２４の上のｐ型コンタクト層２５は、その材質がアルミニウムマグネシウム共同ドープ（Ａｌ−Ｍｇ−ｃｏｄｏｐｅｄ）のｐ型窒化インジウムガリウム（Ｉｎy Ｇａ1-y Ｎ）で、そのうち、０≦ｙ＜１であり、その厚さは２００〜３０００Åの間、且つその成長温度は摂氏６００〜１１００度の間とされる。
【００１６】
本発明の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造の第２実施例は、更にｎ型窒化ガリウム層２２の上のｎ型電極層２６を具えうる。本発明の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造の第２実施例は、更にｐ型コンタクト層２５の上のｐ型電極層２７を具えうる。ｐ型電極層２７は、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｔ、Ｎｉ／Ｐｄ、Ｎｉ／Ｃｏ、Ｐｄ／Ａｕ、Ｐｔ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｕ、Ｃｒ／Ａｕ、Ｓｎ／Ａｕ、Ｔａ／Ａｕ、ＴｉＮ、ＴｉＷＮｘ、ＷＳｉｘの金属導電層、或いは透明導電酸化層（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｏｘｉｄｅ  ｌａｙｅｒ；ＴＣＯ）とされ、該透明導電酸化層は、ＩＴＯ、ＣＴＯ、ＺｎＯ：Ａｌ、ＺｎＧａ2 Ｏ4 、ＳｎＯ2 ：Ｓｂ、Ｇａ2 Ｏ3 ：Ｓｎ、ＡｇＩｎＯ2 ：Ｓｎ、Ｉｎ2 Ｏ3 ：Ｚｎ、ＣｕＡｌＯ2 、ＬａＣｕＯＳ、ＮｉＯ、ＣｕＧａＯ2 、ＳｒＣｕ2 Ｏ2 のいずれかとされる。
【００１７】
図３は本発明の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造の第３実施例を示す。それは、基板３０、バッファ層３１、ｎ型窒化ガリウム層３２、アクティブ層３３、ダブルクラッド層３４、ｐ型コンタクト層３５を具えている。
【００１８】
基板３０は、酸化アルミニウム単結晶（Ｓａｐｐｈｉｒｅ）（Ｃ−Ｐｌａｎｅ、Ｒ−Ｐｌａｎｅ、Ａ−Ｐｌａｎｅを包含する）、ＳｉＣ（６Ｈ−ＳｉＣ或いは４Ｈ−ＳｉＣ）、Ｓｉ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ及びＭｇＡｌ2 Ｏ4 で形成され、格子定数が窒化物半導体に近い単結晶酸化物も使用可能であるが、一般にはサファイヤ及びＳｉＣが使用される。基板３０の上のバッファ層３１は、その材質が窒化アルミニウムガリウムインジウム（Ａｌ1-x-y Ｇａx Ｉｎy Ｎ）とされ、そのうち、０≦ｘ＜１，０≦ｙ＜１である。バッファ層３１の上にｎ型窒化ガリウム層３２が位置する。ｎ型窒化ガリウム層３２の上に位置するアクティブ層３３は、その材質が窒化インジウムガリウムとされる。
【００１９】
アクティブ層３３の上に位置するダブルクラッド層３４は、第１クラッド層３４０と第２クラッド層３４２を具えている。アクティブ層３３の上に位置する第１クラッド層３４０は、マグネシウムガリウムドープのｐ型窒化アルミニウムインジウム（Ａｌ1-x Ｉｎx Ｎ）で形成され、そのうち、０＜ｘ＜１であるが、０．１≦ｘ≦０．４が最もよく、その厚さは５０〜３０００Åの間であるが、５０〜１０００Åの間が最もよく、且つその成長温度は摂氏６００〜１１００度の間とされる。第１クラッド層３４０の上に位置する第２クラッド層３４２は、マグネシウムドープのｐ型窒化アルミニウムインジウム（Ａｌ1-z Ｉｎz Ｎ）で形成され、そのうち、０＜ｚ＜１であるが、０．１≦ｚ≦０．４が最もよく、その厚さは５０〜３０００Åの間であるが、５０〜１０００Åの間が最もよく、且つその成長温度は摂氏６００〜１１００度の間とされる。
【００２０】
ｐ型コンタクト層３５は、その材質がアルミニウムマグネシウム共同ドープ（Ａｌ−Ｍｇ−ｃｏｄｏｐｅｄ）の窒化インジウムガリウム（Ｉｎy Ｇａ1-y Ｎ）で、そのうち、０≦ｙ＜１であり、ダブルクラッド層３４の上に位置し、その厚さは２００〜３０００Åの間、且つその成長温度は摂氏６００〜１１００度の間とされる。
【００２１】
本発明の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造の第３実施例は、更にｎ型窒化ガリウム層３２の上のｎ型電極層３６を具えうる。本発明の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造の第３実施例は、更にｐ型コンタクト層３５の上のｐ型電極層３７を具えうる。ｐ型電極層３７は、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｔ、Ｎｉ／Ｐｄ、Ｎｉ／Ｃｏ、Ｐｄ／Ａｕ、Ｐｔ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｕ、Ｃｒ／Ａｕ、Ｓｎ／Ａｕ、Ｔａ／Ａｕ、ＴｉＮ、ＴｉＷＮｘ、ＷＳｉｘの金属導電層、或いは透明導電酸化層（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｏｘｉｄｅ  ｌａｙｅｒ；ＴＣＯ）とされ、該透明導電酸化層は、ＩＴＯ、ＣＴＯ、ＺｎＯ：Ａｌ、ＺｎＧａ2 Ｏ4 、ＳｎＯ2 ：Ｓｂ、Ｇａ2 Ｏ3 ：Ｓｎ、ＡｇＩｎＯ2 ：Ｓｎ、Ｉｎ2 Ｏ3 ：Ｚｎ、ＣｕＡｌＯ2 、ＬａＣｕＯＳ、ＮｉＯ、ＣｕＧａＯ2 、ＳｒＣｕ2 Ｏ2 のいずれかとされる。
【００２２】
図４は本発明の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造の第４実施例を示し、それは、基板４０、バッファ層４１、ｎ型窒化ガリウム層４２、アクティブ層４３、ダブルクラッド層４４、ｐ型コンタクト層４５を具えている。
【００２３】
基板４０は、酸化アルミニウム単結晶（Ｓａｐｐｈｉｒｅ）（Ｃ−Ｐｌａｎｅ、Ｒ−Ｐｌａｎｅ、Ａ−Ｐｌａｎｅを包含する）、ＳｉＣ（６Ｈ−ＳｉＣ或いは４Ｈ−ＳｉＣ）、Ｓｉ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ及びＭｇＡｌ2 Ｏ4 で形成され、格子定数が窒化物半導体に近い単結晶酸化物も使用可能であるが、一般にはサファイヤ及びＳｉＣが使用される。基板４０の上のバッファ層４１は、その材質が窒化アルミニウムガリウムインジウム（Ａｌ1-x-y Ｇａx Ｉｎy Ｎ）とされ、そのうち、０≦ｘ＜１，０≦ｙ＜１である。バッファ層４１の上にｎ型窒化ガリウム層４２が位置する。ｎ型窒化ガリウム層４２の上に位置するアクティブ層４３は、その材質が窒化インジウムガリウムとされる。
【００２４】
アクティブ層４３の上に位置するダブルクラッド層４４は、第１クラッド層４４０と第２クラッド層４４２を具えている。アクティブ層４３の上に位置する第１クラッド層４４０は、マグネシウムドープのｐ型窒化アルミニウムインジウム（Ａｌ1-x Ｉｎx Ｎ）で形成され、そのうち、０＜ｘ＜１であるが、０．１≦ｘ≦０．４が最もよく、その厚さは５０〜３０００Åの間であるが、５０〜１０００Åの間が最もよく、且つその成長温度は摂氏６００〜１１００度の間とされる。第１クラッド層４４０の上に位置する第２クラッド層４４２は、マグネシウムガリウム共同ドープのｐ型窒化アルミニウムインジウム（Ａｌ1-z Ｉｎz Ｎ）で形成され、そのうち、０＜ｚ＜１であるが、０．１≦ｚ≦０．４が最もよく、その厚さは５０〜３０００Åの間であるが、５０〜１０００Åの間が最もよく、且つその成長温度は摂氏６００〜１１００度の間とされる。
【００２５】
ダブルクラッド層４４の上に位置するｐ型コンタクト層４５は、その材質がアルミニウムマグネシウム共同ドープ（Ａｌ−Ｍｇ−ｃｏｄｏｐｅｄ）の窒化インジウムガリウム（Ｉｎy Ｇａ1-y Ｎ）で、そのうち、０≦ｙ＜１であり、その厚さは２００〜３０００Åの間、且つその成長温度は摂氏６００〜１１００度の間とされる。
【００２６】
本発明の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造の第４実施例は、更にｎ型窒化ガリウム層４２の上のｎ型電極層４６を具えうる。本発明の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造の第４実施例は、更にｐ型コンタクト層４５の上のｐ型電極層４７を具えうる。ｐ型電極層４７は、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｔ、Ｎｉ／Ｐｄ、Ｎｉ／Ｃｏ、Ｐｄ／Ａｕ、Ｐｔ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｕ、Ｃｒ／Ａｕ、Ｓｎ／Ａｕ、Ｔａ／Ａｕ、ＴｉＮ、ＴｉＷＮｘ、ＷＳｉｘの金属導電層、或いは透明導電酸化層（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｏｘｉｄｅ  ｌａｙｅｒ；ＴＣＯ）とされ、該透明導電酸化層は、ＩＴＯ、ＣＴＯ、ＺｎＯ：Ａｌ、ＺｎＧａ2 Ｏ4 、ＳｎＯ2 ：Ｓｂ、Ｇａ2 Ｏ3 ：Ｓｎ、ＡｇＩｎＯ2 ：Ｓｎ、Ｉｎ2 Ｏ3 ：Ｚｎ、ＣｕＡｌＯ2 、ＬａＣｕＯＳ、ＮｉＯ、ＣｕＧａＯ2 、ＳｒＣｕ2 Ｏ2 のいずれかとされる。
【００２７】
以上の実施例は本発明の範囲を限定するものではなく、以上の実施例に基づきなしうる細部の修飾或いは改変は、いずれも本発明の請求範囲に属するものとする。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造の第１実施例表示図である。
【図２】本発明の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造の第２実施例表示図である。
【図３】本発明の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造の第３実施例表示図である。
【図４】本発明の低温成長低電気抵抗値のｐ型コンタクト層を具えた窒化ガリウム系発光ダイオードの構造の第４実施例表示図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  基板
１１  バッファ層
１２  ｎ型窒化ガリウム層
１３  アクティブ層
１４  ｐ型クラッド層
１５  ｐ型コンタクト層
１６  ｎ型電極層
１７  ｐ型電極層
２０  基板
２１  バッファ層
２２  ｎ型窒化ガリウム層
２３  アクティブ層
２４  ｐ型クラッド層
２５  ｐ型コンタクト層
２６  ｎ型電極層
２７  ｐ型電極層
３０  基板
３１  バッファ層
３２  ｎ型窒化ガリウム層
３３  アクティブ層
３４  ダブルクラッド層
３４０  第１クラッド層
３４２  第２クラッド層
３５  ｐ型コンタクト層
３６  ｎ型電極層
３７  ｐ型電極層
４０  基板
４１  バッファ層
４２  ｎ型窒化ガリウム層
４３  アクティブ層
４４  ダブルクラッド層
４４０  第１クラッド層
４４２  第２クラッド層
４５  ｐ型コンタクト層
４６  ｎ型電極層
４７  ｐ型電極層
【図１】
2006086165.tif 000003
【図２】
2006086165.tif 000004
【図３】
2006086165.tif 000005
【図４】
2006086165.tif 000006