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公開番号2025109641
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-25
出願番号2024003649
出願日2024-01-14
発明の名称半導体発光素子、および半導体発光素子の製造方法
出願人株式会社小糸製作所,学校法人名城大学
代理人弁理士法人プロウィン
主分類H10H 20/813 20250101AFI20250717BHJP()
要約【課題】p型の半導体層からの水素離脱を効率的に行うことが可能な半導体発光素子、および半導体発光素子の製造方法を提供する。
【解決手段】成長基板(11)と、成長基板(11)の主面に対し鉛直方向に立設され、内部に活性層を備えた複数の発光半導体層と、複数の発光半導体層を埋め込み、内部に空隙(31)を有する埋込半導体層(30)と、埋込半導体層(30)の一部が除去され、空隙(31)を露出させる除去領域(28)と、を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
成長基板と、
前記成長基板の主面に対し鉛直方向に立設され、内部に活性層を備えた複数の発光半導体層と、
前記複数の発光半導体層を埋め込み、内部に空隙を有する埋込半導体層と、
前記埋込半導体層の一部が除去され、前記空隙を露出させる除去領域と、を含むことを特徴とする半導体発光素子。
続きを表示（約 940 文字）【請求項２】
請求項１に記載の半導体発光素子であって、
前記発光半導体層は中心に配置されたｎ型コア層、前記ｎ型コア層の外周に配置された活性層、および前記活性層の外周に配置されたｐ型半導体層を備え、
前記埋込半導体層がｐ型の半導体層であることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体発光素子であって、
前記発光半導体層は、前記成長基板の主面に対し鉛直方向に延伸する柱状の柱状半導体層であり、
前記空隙が一体的に接続されていることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項４】
請求項１に記載の半導体発光素子であって、
前記発光半導体層は、前記成長基板の主面に対し鉛直方向に立設されるとともに前記成長基板の主面方向に延在する壁状の壁状半導体層であり、
前記除去領域は前記壁状半導体の延在方向と交差する方向に形成されていることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項５】
成長基板上に開口部を有するマスクを形成するマスク形成工程と、
選択成長を用いて前記開口部にｎ型コア層を形成する工程と、前記ｎ型コア層の外周に活性層を形成する工程と、前記活性層の外周にｐ型半導体層を形成する工程と、を含む複数の発光半導体層を形成する発光半導体層形成工程と、
前記複数の発光半導体層を埋め込むとともに、内部に空隙を形成するように前記成長基板上にｐ型の埋込半導体層を形成する埋込半導体層形成工程と、
前記埋込半導体層の一部を除去して前記空隙を露出させる除去領域形成工程と、
全体に熱処理を施し、前記ｐ型半導体層、および前記埋込半導体層の活性化を行う活性化工程と、を含むことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の半導体発光素子の製造方法であって、
前記ｐ型半導体層、および埋込半導体層はＧａＮ系の半導体層であり、
前記埋込半導体層形成工程における成長温度、およびＶ／ＩＩＩ比は、前記ｐ型半導体層を形成する工程の成長温度、およびＶ／ＩＩＩ比よりも高いことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子、および半導体発光素子の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体発光素子は、活性層において正孔と電子とが再結合することにより発光する。従来、活性層として平坦なシート状の井戸層が用いられてきた。近年、柱状などの三次元的構造を有する活性層について研究されてきている。特許文献１には、このような半導体発光素子の一例が開示されている。特許文献１に係る半導体発光素子は、ｎ型コア層の周囲に活性層が形成され、活性層の周囲にｐ型半導体層が形成された複数の柱状半導体層（ナノワイヤ）を備えている。複数のナノワイヤは、さらにｐ型の埋込半導体層で埋め込まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－０７７８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、半導体発光素子を構成するｐ型の半導体層は、半導体発光素子の製造工程において外部へ露出させ、活性化する必要がある。より具体的には、ｐ型の半導体層を外部へ露出させた状態で熱処理（アニール処理）を施し、水素を離脱させる。
【０００５】
上記従来技術に係る半導体発光素子では、製造工程においてｐ型の埋込半導体層が外部に露出されるので、その状態で活性化処理を行うことも考えられる。しかしながら、埋込半導体層は柱状半導体層を埋め込むだけの厚さを有しているので、埋込半導体層の表面からある深さ以上の領域において十分な水素離脱を行うことは困難である。すなわち、このような活性化処理では、外部に露出している表面から一定の領域までしか活性化できない可能性がある。活性化が不十分だと、ｐ型の半導体層が高抵抗となり、半導体発光素子の素子効率が低下してしまう。
【０００６】
そこで本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、ｐ型の半導体層からの水素離脱を効率的に行うことが可能な半導体発光素子、および半導体発光素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の半導体発光素子は、成長基板と、前記成長基板の主面に対し鉛直方向に立設され、内部に活性層を備えた複数の発光半導体層と、前記複数の発光半導体層を埋め込み、内部に空隙を有する埋込半導体層と、前記埋込半導体層の一部が除去され、前記空隙を露出させる除去領域と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
このような本発明の半導体発光素子では、成長基板の主面に対し鉛直方向に立設され、内部に活性層を備えた複数の発光半導体層と、複数の発光半導体層を埋め込み、内部に空隙を有する埋込半導体層とを含む半導体発光素子において、埋込半導体層の一部が除去され、空隙を露出させる除去領域を備えているため、ｐ型の半導体層からの水素離脱を効率的に行うことが可能となる。
【０００９】
また本発明の一態様では、前記発光半導体層は中心に配置されたｎ型コア層、前記ｎ型コア層の外周に配置された活性層、および前記活性層の外周に配置されたｐ型半導体層を備え、前記埋込半導体層がｐ型の半導体層であることを特徴とする。
【００１０】
また本発明の一態様では、前記発光半導体層は、前記成長基板の主面に対し鉛直方向に延伸する柱状の柱状半導体層であり、前記空隙が一体的に接続されていることを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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