DE4336891C2 - Lichtemittierende Halbleitervorrichtung mit einer Al Ga In N-Verbindung und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Lichtemittierende Halbleitervorrichtung mit einer Al Ga In N-Verbindung und Verfahren zu dessen Herstellung

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung, die blaues Licht emittiert, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.
Es ist seit langem bekannt, daß ein Halbleiter einer GaN-Verbindung verwendet werden kann, um eine lichtemittierende Diode (LED) zu erhalten, die blaues Licht emittiert. Diese Halbleitervorrichtung ist aufgrund ihrer hohen Lichtausbeute, die aus direkten Elektronenübergang resultiert, und ihrer Fähigkeit, blaues Licht zu emittieren, das eine der drei Primärfarben ist, nützlich.
Vor kurzem wurde gefunden, daß eine GaN-Schicht in eine GaN-Schicht vom P-Typ übergeführt werden kann, indem Mg als Verunreinigung dotiert wird und Elektronen in die GaN-Schicht eingestrahlt werden. Damit kann eine GaN-Diode mit einem PN-Übergang anstelle eines Übergangs zwischen einer N-Schicht und einer semiisolierenden I-Schicht hergestellt werden.
In der EP-A 0 483 688 ist eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschrieben, die aus Schichten der Zusammensetzung AlxGa1-xN mit 0 ⇐ × <1 besteht.
Ebenso ist in "Jap. J. of Appl. Physics" 30 (1991), Seite L1998-L2001, eine derartige, aus GaN bestehende Halbleitervorrichtung beschrieben.
Aus "Appl. Physics Letters" 30 (1977), Seite 412-418 sowie "J. of Appl. Phys." 47 (1976), Seiten 5387-5390 ist bekannt, GaN-Schichten für Halbleitervorrichtungen mit Zn zu dotieren.
Jedoch gibt es bei den bekannten Vorrichtungen ein Wellenlängenproblem. Die Wellenlänge des Lichts einer solchen LED mit einem PN-Übergang beträgt etwa 430 nm oder ist damit kürzer als die des blauen Lichts.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Lichtspektrum zu erzeugen, das dichter an dem vom blauen Licht liegt.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die eine N-leitende Halbleiterschicht mit der Formel AlxGayIn1-x-yN einschließlich x=0, y=0 und x=y=0, sowie eine P-leitende, mit Magnesium dotierte Halbleiterschicht mit der Formel AlxGayIn1-x-yN einschließlich x=0, y=0 und x=y=0, und weiterhin eine mit Zn dotierte semiisolierende Halbleiterschicht mit der Formel AlxGayIn1-x-yN einschließlich x=0, y=0 und x=y=0 zwischen der N-Schicht und der P-Schicht enthält.
Die semiisolierende I-Halbleiterschicht (I-Schicht) hat vorzugsweise eine Dicke von 20 bis 3000 10-10 m und enthält vorzugsweise Zn-Verunreinigungen in einer Konzentration von etwa 1×10¹⁹/cm³ bis 1×10²¹/cm³.
Wenn an die Diode eine Spannung angelegt wird, so daß das Potential der P-Schicht gegenüber dem der N-Schicht posi­ tiv ist, wurde für den Übergang zwischen der N-Schicht und der I-Schicht und für die I-Schicht eine Emission mit einem Wellenlängenmaximum von 492 nm beobachtet, und für den Übergang zwischen der I-Schicht und der P-Schicht wurde eine Emission mit einem Wellenlängenmaximum von 430 nm beobachtet. Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung kön­ nen für eine LED die langwelligen Anteile insgesamt er­ höht und die Leuchtkraft des blauen Lichts erhöht werden.
Fig. 1 ist ein Diagramm, das die Struktur einer LED nach Beispiel 1 zeigt;
Fig. 2 bis 7 sind Schnittansichten, die die aufeinander­ folgenden Herstellungsstufen der LED nach Beispiel 1 zei­ gen;
Fig. 8 ist ein Diagramm, das die Struktur der LED nach Beispiel 2 zeigt;
Fig. 9 bis 15 sind Schnittansichten, die die aufeinander­ folgenden Herstellungsstufen der LED nach Beispiel 2 zei­ gen.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele veranschaulicht.
Beispiel 1
Fig. 1 zeigt eine LED 10 mit einem Saphirsubstrat 1, die fünf Schichten hat, die aufeinanderfolgend darauf gebil­ det sind: eine 500 Å dicke AlN-Pufferschicht 2, eine 2,2 µm dicke GaN-N⁺-Schicht 3 mit einer großen Ladungskon­ zentration (N-Typ), eine 1,5 µm dicke GaN-N-Schicht 4 mit einer geringen Ladungskonzentration (N-Typ), eine etwa 400 Å dicke GaN-I-Schicht 6, und eine 0,2 µm dicke P- Schicht 5. Aluminiumelektroden 7 und 8 sind mit der P- Schicht 5 bzw. der N⁺-Schicht 3 mit hoher Ladungskonzen­ tration verbunden. Sie sind durch einen Einschnitt 9 elektrisch isoliert.
Die LED 10 wurde durch Gasphasenwachstum, der sogenannten metallorganischen Dampfphasenepitaxie, hergestellt. Die­ ses Verfahren wird im folgenden MOVPE bezeichnet.
Die Gase die für dieses Verfahren verwendet wurden, waren NH₃, ein Trägergas (H₂), Trimethylgallium (Ga(CH₃)₃) (im folgenden TMG), Trimethylaluminium (AL(CH₃)₃) (im folgen­ den TMA), Silan (SiH₄), Dicyclopentadienylmagnesium (Mg(C₅H₅)₂) (im folgenden CP₂Mg) und Diethylzink (im fol­ genden DEZ).
Das monokristalline Saphirsubstrat 1, dessen Ober­ fläche mit einem organischen Reinigungsmittel und Wärmebehandlung gereinigt worden war, wurde auf eine Halterung in einer Reaktionskammer für die MOVPE-Behand­ lung gegeben. Anschließend wurde das Saphirsubstrat 1 bei 1100°C mit H₂-Dampf geätzt, der der Kammer mit einem Durchsatz von 2 l/min unter Normaldruck zugeführt wurde.
Auf dem Saphirsubstrat 1 wurde die 500 Å dicke AlN-Puf­ ferschicht 2 bei 400°C und Zufuhr von H₂, NH₃ und TMA mit einem Durchsatz von 20 l/min, 10 l/min bzw. 1,8×10-5 mol/min gebildet. Auf der Pufferschicht 2 wurde eine etwa 2,2 µm dicke GaN-N⁺-Schicht 3 mit hoher Ladungskonzen­ tration mit einer Elektronenkonzentration von 1,5×10¹⁸/cm³ bei einer Temperatur des Saphirsubstrats 1 von 1150°C und Zufuhr von H₂, NH₃, TMG und Silan, das mit H₂ auf 0,86 ppm ver­ dünnt worden war, für 30 Minuten mit einem Durchsatz von 20 l/min, 10 l/min, 1,7×10-4 mol/min bzw. 200 ml/min gebildet.
Auf der N⁺-Schicht 3 wurde eine etwa 1,5 µm dicke GaN-N- Schicht 4 mit geringer Ladungskonzentration mit einer Elektronenkonzentration von 1×10¹⁵/cm³ bei einer Temperatur des Saphirsubstrats 1 von 1150°C und Zufuhr von H₂, NH₃ und TMG für 20 Minu­ ten mit einem Durchsatz von 20 l/min, 10 l/min bzw. 1,7×10-4 mol/min ausgebildet.
Auf der N-Schicht 4 wurde eine 400 Å dicke GaN-I-Schicht 6 mit einer Zn-Konzentration von 3×10²⁰/cm³ bei einer Temperatur des Sap­ hirsubstrats 1 von 900°C und Zufuhr von H₂, NH₃, TMG und DEZ für 30 Sekunden mit einem Durchsatz von 20 l/min, 10 l/min, 1,7×10-4 mol/min bzw. 1,5×10-4 mol/min erzeugt.
Auf der I-Schicht 6, wurde eine 0,2 µm dicke GaN-I- Schicht bei einer Tem­ peratur des Saphirsubstrats 1 von 900°C und Zufuhr von H₂, NH₃, TMG und CP₂Mg für 3 Minuten mit einem Durchsatz von 20 l/min, 10 l/min, 1,7×10-4 mol/min bzw. 2×10-7 mol/min gebildet. Diese I-Schicht ist nicht leitend.
Anschließend wurde aus dieser I-Schicht eine P-Schicht 5 mit P-Typ-Leitung, wie nachstehend beschrieben, hergestellt. Elektronen­ strahlen wurden einheitlich in die I-Schicht 5 einge­ strahlt. Die Bestrahlungsbedingungen waren: Beschleunigungsspannung 10 kV, Probenstrom 1 µA, Geschwindigkeit der Strahlablenkung 0,2 mm/sek, Strahl­ öffnung 60 µmΦ und Vakuum 2,8×10-5 mbar. Diese Be­ strahlung führte die nicht leitende I-Schicht mit einem Widerstand von 10⁸ Ω · cm oder mehr in einen leitenden Halbleiter vom P-Typ mit einem Widerstand von 40 Ω·cm über.
Auf diese Weise wurde ein Wafer mit Multistrukturschich­ ten, wie in Fig. 2 gezeigt, erhalten.
Die folgenden Fig. 3 bis 7 zeigen Schnittansichten nach weiteren Bearbeitungsschritten.
Eine 2000 × 10-10 m dicke SiO₂-Schicht 11 wurde auf der P-Schicht 5 durch Zerstäuben wie in Fig. 3 gezeigt gebildet. Die SiO₂-Schicht 11 wurde mit einer Fotoresistschicht 12 be­ schichtet. Zwei ausgewählte Bereiche des Fotoresists, A und B bezeichnet, wurden von der P-Schicht 5 mittels Fo­ tolithographie entfernt. Der Elektroden bildende Bereich A entspricht einer Stelle, an der ein Loch 15 (in Fig. 5 und 6 gezeigt) gebildet ist, das bis zur N⁺-Schicht 3 mit hoher Ladungskonzentration reicht. Der Bereich B ent­ spricht einer Stelle, an der ein Einschnitt 9, (ebenfalls in Fig. 5 und 6 gezeigt) gebildet ist, um den Bereich A von einer Elektrode der P-Schicht 5 zu isolieren.
Die Bereiche der SiO₂-Schicht 11, die nicht von dem Foto­ resist 12 bedeckt sind, wurden mit einer Ätzflüssigkeit wie Fluorwasserstoffsäure, wie in Fig. 4 gezeigt, wegge­ ätzt. Die ungeschützten Bereiche der folgenden, von der Oberfläche der Vorrichtung her aufeinanderfolgenden, 4 Schichten, nämlich der P-Schicht 5, der I-Schicht 6, der N-Schicht 4 mit geringer Ladungskonzentration und der obere Bereich der N⁺-Schicht 3 mit hoher Ladungskonzen­ tration wurden mittels Trockenätzung oder unter Anwendung einer hochfrequenten Leistungsdichte von 0,44 W/cm² und BCl₃-Gas mit 10 ml/min bei einem Vakuum von 0,059 mbar wie in Fig. 5 gezeigt entfernt. Danach wurde Trockenätzen mit Ar an der Vorrichtung durchgeführt. So wurden sowohl das Loch 15 für eine Elektrode, die bis zur N⁺-Schicht 3 mit hoher Ladungskonzentration reicht, als auch der Ein­ schnitt 9 zur Isolierung des Bereichs A von einer Elek­ trode der P-Schicht 5 gebildet.
Die SiO₂-Schicht 11, die auf der P-Schicht 5 verblieb, wurde mit Fluorwasserstoffsäure wie in Fig. 6 gezeigt entfernt. Eine Al-Schicht 13 wurde auf die gesamte Ober­ fläche der Vorrichtung mittels Dampfablagerung wie in Fig. 7 gezeigt laminiert. So wurde die Al-Schicht 13 ge­ bildet, die mit der N⁺-Schicht 3 mit hoher Ladungskonzen­ tration über das Loch 15 in elektrischem Kontakt steht. Anschließend wurde ein Fotoresist 14 auf die Al-Schicht 13 laminiert. Dies wurde mittels Fotolithographie wegge­ ätzt, wobei Konfigurationsmuster für die zwei Elektroden, die mit der N⁺-Schicht 3 mit hoher Ladungskonzentration bzw. der P-Schicht 5 verbunden sind, verblieben.
Der ungeschützte Bereich der Al-Schicht 13, der nicht von dem Fotoresist 14 als Maske bedeckt war, wurde mit einer Ätzflüssigkeit wie Salpetersäure weggeätzt. Jetzt wurde die Al-Schicht 13, die in dem Einschnitt 9 eingelagert war, vollständig zur Isolierung entfernt. Nachdem das Fo­ toresist 14 mittels einer Fotoresistentfernungsflüssig­ keit vollständig entfernt worden war, wurden zwei Elek­ troden, die Elektrode 8 für die N⁺-Schicht 3 mit hoher Ladungskonzentration und die Elektrode 7 für die P- Schicht 5 gebildet. Ein Wafer, der nach dem vorstehenden Verfahren behandelt worden war, wurde in einzelne Ele­ mente aufgeteilt, die eine lichtemittie­ rende Galliumnitrid-Diode mit PN-Struktur wie in Fig. 1 gezeigt auf­ wies.
Es wurde festgestellt, daß die erhaltene LED 10 eine Leuchtkraft von 10 mcd und eine Wellenlänge von 460 bis 470 nm aufwies. Im Gegensatz zu herkömmlichen LED′s hat die erfindungsgemäße ein Emissionsspektrum, das um 20 bis 50 nm in Richtung des langwelligen Endes verschoben ist.
Alternativ zu CP₂Mg kann Methyldicyclopentadienylmagnesium (Mg(C₆H₇)₂) verwendet werden, um Mg zuzuführen.
Obwohl in Fig. 1 eine N-Schicht mit Doppelstruktur verwendet wird, die eine N⁺-Schicht 3 mit hoher Ladungs­ konzentration und eine N-Schicht 4 mit geringer Ladungs­ konzentration enthält, kann alternativ eine N-Schicht mit Einfachstruktur verwendet werden.
Eine LED mit einer N-Schicht mit Doppelstruktur ist hel­ ler als eine vergleichbare LED mit einer N-Schicht mit Einfachstruktur. Die wünschenswerte Elektronenkonzentra­ tion und Dicke der zwei Schichten der Doppelstruktur wer­ den in den nächsten zwei Absätzen beschrieben.
Die N-Schicht 4 mit geringer Ladungskonzentration enthält vorzugsweise eine Elektronenkonzentration von 1×10¹⁴/cm³ bis 1×10¹⁷/cm³ und hat eine Dicke von 0,5 bis 2 µm. Die Elektronenkonzentration der N-Schicht 4 soll nicht höher als 1×10¹⁷/cm³ sein, da sonst die Leucht­ kraft der LED verringert wird. Die Elektronenkonzentra­ tion der N-Schicht soll nicht geringer als 1×10¹⁴/cm³ sein, da sonst der serielle Widerstand der LED erhöht wird und folglich Wärme abgestrahlt wird. Die N-Schicht­ dicke soll nicht größer als 2 µm sein, da sonst der seri­ elle Widerstand der LED erhöht wird und folglich Wärme abgestrahlt wird. Die N-Schichtdicke soll nicht kleiner als 0,5 µm sein, da sonst die Leuchtkraft der LED verrin­ gert wird.
Die N⁺-Schicht 3 mit hoher Ladungskonzentration enthält vorzugsweise eine Elektronenkonzentration von 1×10¹⁷/cm³ bis 1×10¹⁹/cm³ und hat eine Dicke von 2 bis 10 µm. Die Elektronenkonzentration der N⁺-Schicht 3 soll nicht höher als 1×10¹⁹/cm³ sein, da sonst die resultie­ rende LED eine schlechte kristalline Qualität hat. Die Elektronenkonzentration der N⁺-Schicht soll nicht gerin­ ger als 1×10¹⁷/cm³ sein, da sonst der serielle Wider­ stand der LED erhöht wird und folglich Wärme abgestrahlt wird. Die N-Schichtdicke soll nicht größer als 10 µm sein, da sonst das Saphirsubstrat der LED gebogen wird. Die N⁺-Schichtdicke soll nicht geringer als 2 µm sein, da sonst der serielle Widerstand der LED erhöht wird und folglich Wärme abgestrahlt wird.
Beispiel 2
Fig. 8 zeigt eine LED mit einem Saphirsubstrat 1, worauf aufeinanderfolgend 5 Schichten gebildet sind: eine 500 Å dicke AlN-Pufferschicht 2, eine 2,2 µm dicke GaN-N⁺- Schicht 3 mit hoher Ladungskonzentration, eine 1,5 µm dicke GaN-N-Schicht 4 mit geringer Ladungskonzentration, eine etwa 400 Å dicke GaN-I-Schicht 6 und eine 0,2 µm dicke GaN-I-Schicht 50. Die I-Schicht 50 beinhaltet in einer bestimmten Position einen P-Bereich 5 vom P-Typ.
Ein Loch 15, das bis zur N⁺-Schicht 3 mit hoher Ladungs­ konzentration reicht, ist von der Oberfläche der I- Schicht 50 aus durch 3 Schichten hindurch, der I-Schicht 50, der I-Schicht 6 und der N-Schicht 4 mit geringer La­ dungskonzentration gebildet. Eine Aluminiumelektrode 52, die bis zur N⁺-Schicht 3 mit hoher Ladungskonzentration reicht, ist auf der I-Schicht 50 durch das Loch 15 gebil­ det. Eine andere Aluminiumelektrode 51 ist auf der P- Schicht 5 gebildet und steht mit ihr in Kontakt. Die Elektrode 52 für die N⁺-Schicht 3 mit hoher Ladungskon­ zentration ist von der P-Schicht 5 durch die I-Schicht 50 elektrisch isoliert.
Fig. 9 bis 15 zeigen Schnittansichten verschiedener Herstellungsstufen. In der Praxis werden Elemente, die so in Folge gebildet werden, in einzelne Elemente aufgeteilt, nachdem die folgenden Verfahren durchgeführt worden sind, um die in Fig. 8 gezeigte Struktur auszubilden. Ein Wafer, der in Fig. 9 gezeigt ist, wird auf dieselbe Weise wie der Wafer nach Beispiel 1 hergestellt. Auf der GaN-I-Schicht 50 wurde eine 2000 · 10-10 m dicke SiO₂-Schicht 11 durch Zerstäu­ ben gebildet, wie in Fig. 10 gezeigt. Eine Fotoresist­ schicht 12 wurde auf die SiO₂-Schicht 11 laminiert. Ein ausgewählter Bereich des Fotoresists, mit A bezeichnet, wurde mittels Fotolithographie entfernt. Aus dem Bereich A wird ein Loch 15 auf der I-Schicht 50 gebildet, das bis zur N⁺-Schicht 3 reicht.
Die SiO₂-Schicht 11, die nicht mit der Fotoresistschicht 12 bedeckt ist, wurde mit einer Ätzflüssigkeit wie Fluor­ wasserstoffsäure weggeätzt, wie in Fig. 11 gezeigt. An­ schließend wurden die ungeschützten Bereiche der folgen­ den, von der Oberfläche der Vorrichtung her aufeinander­ folgend vier Schichten, nämlich der I-Schicht 50, der I- Schicht 6, der N-Schicht 4 mit geringer Ladungskonzentra­ tion und der obere Bereich der N⁺-Schicht 3 mittels Troc­ kenätzung entfernt, indem eine hochfrequente Leistungs­ dichte von 0,44 W/cm² und BCl₃ Gas mit 10 ml/min bei einem Vakuum von 0,059 mbar zugeführt wurden, wie in Fig. 12 gezeigt. Danach wurde Trockenätzung mit Ar an der Vorrichtung durchgeführt. Dadurch wurde das Loch 15 für die Elektrode 52 gebildet, das bis zur N⁺-Schicht 3 mit hoher Ladungskonzentration reicht. Anschließend wurde der Anteil SiO₂-Schicht 11, der auf der I-Schicht 50 verblie­ ben war, mittels Fluorwasserstoffsäure entfernt, wie in Fig. 13 gezeigt.
Der P-Typbereich 5 wurde hergestellt, indem gleichförmig Elektronen in den ausgewählten Bereich der I-Schicht 50 eingestrahlt wurde. Die Bedingungen der Be­ strahlung waren: Beschleunigungsspannung 10 kV, Proben­ strom 1 µA, Geschwindigkeit der Strahlablenkung 0,2 mm/sek, Strahlöffnung 60 µmΦ und Vakuum 2,8×10-5 mbar. Diese Bestrahlung führte den bestrahlten Bereich der nicht leitenden-I-Schicht 50 mit einem Widerstand von 10⁸ Ω · cm oder mehr in einen P-Typ Halbleiter mit einem Widerstand von 35 Ω · cm über. Dabei blieben die Bereiche der I-Schicht 50, die nicht mit Elektronenstrahlen be­ strahlt worden waren, nicht leitend.
Horizontal war der P-Typ Bereich 5 von seiner Umgebung durch die I-Schicht 50 elektrisch isoliert.
Eine Al-Schicht 20 wurde auf die Oberfläche des P-Typ Be­ reichs 5, der I-Schicht 50 und durch das Loch 15 auf der N⁺-Schicht 3 mit hoher Ladungskonzentration mittels Dampfablagerung laminiert, wie in Fig. 15 gezeigt.
Eine Fotoresistschicht 21 wurde auf die Al-Schicht 20 la­ miniert. Diese wurde mittels Fotolithographie weggeätzt, wobei Muster für zwei Elektroden verblieben, die mit der N⁺-Schicht 3 mit hoher Ladungskonzentration beziehungs­ weise mit dem P-Typ Bereich 5 verbunden sind. Der unge­ schützte Bereich der Al-Schicht 20, der nicht von dem Fotoresist 21 als Maske bedeckt war, wurde mit einem Ätzmittel wie Salpetersäure weggeätzt. Nachdem das Fotoresist 21 mit Aceton vollständig entfernt worden war, wurden zwei Elektroden, die Elektrode 52 für die N⁺- Schicht 3 mit hoher Ladungskonzentration und die Elek­ trode 51 für die P-Schicht 5 gebildet, wie in Fig. 8 ge­ zeigt. Der Wafer, der nach dem zuvor erwähnten Verfahren behandelt worden war, wurde anschließend in einzelne Ele­ mente aufgeteilt.
Es wurde festgestellt, daß die so erhaltene LED 10 eine Leuchtkraft von 10 mcd und Wellenlänge von 460 bis 470 nm hat. Diese Ergebnisse waren dieselben wie die in Beispiel 1. Im Gegensatz zu einer herkömmlichen LED zeigt die erfindungsgemäße ein Spektrum, das um 20 bis 50 nm zum langwelligen Ende hin verschoben ist.
Beispiel 3
Für die LED 10 im Beispiel 3 wurde die Formel für die jeweiligen vier Schichten, einer N⁺-Schicht 3 mit hoher Ladungskonzentration und N-Schicht 4 mit geringer Ladungskonzentration, einer I-Schicht 6 und einer P- Schicht 5 in Al0,2Ga0,5In0,3N geändert. Die N⁺-Schicht 3 mit hoher Ladungskonzentration wurde so gebildet, daß sie eine Elektronenkonzentration von 2×10¹⁸/cm³ hatte. Die N-Schicht 4 mit geringer Elektronenkonzentration wurde so gebildet, daß sie eine Elektronenkonzentration von 1×10¹⁶/cm³ ohne Verunreinigungen hatte. Die I-Schicht wurde so gebildet, daß sie eine Zn-Konzentration von 3×10²⁰/cm³ und eine Dicke von 400 Å hatte. Die P-Schicht 5 wurde so gebildet, daß sie eine Lochkonzentration von 2×10¹⁷/cm³ dotiert mit Mg hatte und wurde mit Elektronenstrahlen bestrahlt. Zwei Aluminiumelektroden 7 und 8 wurden so gebildet, daß sie mit der P-Schicht 5 bzw. der N⁺-Schicht 3 Kontakt hatten.
Die LED 10 kann auf die gleiche Weise wie die in Beispiel 1 hergestellt werden. Trimethylindium (In(CH₃)₃) wurde als eines der Gase zusätzlich zu TMG, TMA, Silan und CP₂Mg für das Verfahren verwendet. Die Wachstumstempera­ tur und der Durchsatz der Gase in dem Verfahren waren die gleichen wie im Beispiel 1. Trimethylindium wurde mit einem Durchsatz von 1,7×10-4 mol/min zugeführt.
Ein leitender Halbleiter vom P-Typ wurde wie in Beispiel 1 dadurch erhalten, daß Elektronen gleichförmig auf die P-Schicht aufge­ strahlt wurden.
Es wurde gefunden, daß die dadurch erhaltene LED 10 eine Leuchtkraft von 10 mcd und Wellenlängen von 460 bis 480 nm hatte. Verglichen mit einer herkömmlichen LED hat die erfindungsgemäße ein Spektrum, das um 20 bis 60 nm in Richtung langwelliges Ende verschoben ist.

Claims (6)

1. Lichtemittierende Halbleitervorrichtung enthaltend:
eine N-leitende Halbleiterschicht mit der Formel AlxGayIn1-x-yN einschließlich x=0, y=0 und x=y=0, sowie ein P-leitende, mit Magnesium dotierte Halbleiterschicht mit der Formel AlxGayIn1-x-yN einschließlich x=0, y=0 und x=y=0, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine mit Zn dotierte semiisolierende Halbleiterschicht mit der Formel AlxGayIn1-x-yN einschließlich x=0, y=0 und x=y=0 zwischen der N-Schicht und der P-Schicht enthält.
2. Lichtemittierende Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die semiisolierende I-Schicht eine Dicke im Bereich von 20 bis 3000 × 10-10 m hat.
3. Lichtemittierende Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die semiisolierende I-Schicht Zn-Verunreinigungen in einer Konzentration im Bereich von 1×10¹⁹/cm³ bis 1×10²¹/cm³ enthält.
4. Lichtemittierende Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die P-Halbleiterschicht lateral zumindest teilweise von einer semiisolierenden I-Halbleiterschicht gleicher Zusammensetzung begrenzt ist.
5. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß zuerst die N-leitende Halbleiterschicht hergestellt und auf dieser die Zn-dotierte Halbleiterschicht ausgebildet wird,
daß anschließend auf der Zn-dotierten Halbleiterschicht eine semiisolierende I-Schicht erzeugt wird und
daß schließlich die semiisolierende I-Schicht durch Elektronenbeschuß in die P-Halbleiterschicht umgewandelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektronenbeschuß nur für einen Teil der semiisolierenden Schicht selektiv vorgenommen wird.
DE4336891A 1992-10-29 1993-10-28 Lichtemittierende Halbleitervorrichtung mit einer Al Ga In N-Verbindung und Verfahren zu dessen Herstellung Expired - Fee Related DE4336891C2 (de)

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