JP2000340892A - 化合物半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
化合物半導体装置及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 動作電圧が低く、長寿命かつ歩留まりが向上
する窒化物半導体素子の製造方法を提供する。 【解決手段】 成長圧力100Torr,成長温度1050℃、MOCV
D法でn型Al0.1Ga0.9N基板39表面にSiドープn型Al0.1Ga
0.9Nのn型クラッド層40を形成。成長圧力760Torr、同じ
温度でSiドープn型GaNのn型光閉じ込め層41を形成。成
長温度780℃、In0.2Ga0.8N井戸層及びIn0.05Ga0.95Nバ
リア層のアンドープMQW層42を成長。成長温度1050℃,成
長圧力100Torr、Mgドープp型Al0.2Ga0.8Nのキャップ層4
3を形成。成長圧力760Torr、Mgドープp型GaNのp型光閉
じ込め層44を形成、成長圧力100Torr、Mgドープp型Al0.
1Ga0.9Nのp型クラッド層45を成長。成長圧力を1400Tor
r、Mgドープp型GaNのp型コンタクト層46を成長させる。
p型クラッド層45，p型コンタクト層46のメサ型47を形
成、SiO2絶縁膜48をつけ、メサ部分を出し、LD構造を形
成する。
する窒化物半導体素子の製造方法を提供する。 【解決手段】 成長圧力100Torr,成長温度1050℃、MOCV
D法でn型Al0.1Ga0.9N基板39表面にSiドープn型Al0.1Ga
0.9Nのn型クラッド層40を形成。成長圧力760Torr、同じ
温度でSiドープn型GaNのn型光閉じ込め層41を形成。成
長温度780℃、In0.2Ga0.8N井戸層及びIn0.05Ga0.95Nバ
リア層のアンドープMQW層42を成長。成長温度1050℃,成
長圧力100Torr、Mgドープp型Al0.2Ga0.8Nのキャップ層4
3を形成。成長圧力760Torr、Mgドープp型GaNのp型光閉
じ込め層44を形成、成長圧力100Torr、Mgドープp型Al0.
1Ga0.9Nのp型クラッド層45を成長。成長圧力を1400Tor
r、Mgドープp型GaNのp型コンタクト層46を成長させる。
p型クラッド層45，p型コンタクト層46のメサ型47を形
成、SiO2絶縁膜48をつけ、メサ部分を出し、LD構造を形
成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、窒化物系の化合物
半導体(Ｉn（インジウム）ＸＡl（アルミニウム）YＧa
（ガリウム）1-X-YＮ（窒素）,X≧0,Y≧0,X+Y≦1)装置
の製造方法に関する。
半導体(Ｉn（インジウム）ＸＡl（アルミニウム）YＧa
（ガリウム）1-X-YＮ（窒素）,X≧0,Y≧0,X+Y≦1)装置
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】窒化物系化合物半導体レーザ結晶におけ
る有機金属気相成長法の成長は、アプライド・フィジッ
クス・レターズ (APPLIED PHYSISCS LETTERS) 第７０巻
１４１７頁 １９９７年 に記載されているように成長
圧力を常圧（７６０Ｔorr）としていたり、また、エレ
クトロニクス・レターズ （ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ Ｌ
ＥＴＴＥＲＳ） 第３４巻 １４９４頁 １９９８年 に記
載されているように７００Ｔorr に設定している例があ
り、何れも室温連続発振を達成している。
る有機金属気相成長法の成長は、アプライド・フィジッ
クス・レターズ (APPLIED PHYSISCS LETTERS) 第７０巻
１４１７頁 １９９７年 に記載されているように成長
圧力を常圧（７６０Ｔorr）としていたり、また、エレ
クトロニクス・レターズ （ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ Ｌ
ＥＴＴＥＲＳ） 第３４巻 １４９４頁 １９９８年 に記
載されているように７００Ｔorr に設定している例があ
り、何れも室温連続発振を達成している。
【０００３】さらに、他の窒化物系化合物半導体レーザ
結晶における有機金属気相成長法の成長は、ジャパニー
ズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス （J
APANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSISCS）第３８巻 ２Ｂ
１８４頁 １９９９年 に記載されているように、１０
０Ｔorr の有機金属気相成長法により行われている。そ
して、この製造方法で形成された窒化物系化合物半導体
レーザは、室温連続発振に成功している。この窒化物系
化合物半導体レーザの基板面に垂直な断面構造を図６に
示した。
結晶における有機金属気相成長法の成長は、ジャパニー
ズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス （J
APANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSISCS）第３８巻 ２Ｂ
１８４頁 １９９９年 に記載されているように、１０
０Ｔorr の有機金属気相成長法により行われている。そ
して、この製造方法で形成された窒化物系化合物半導体
レーザは、室温連続発振に成功している。この窒化物系
化合物半導体レーザの基板面に垂直な断面構造を図６に
示した。
【０００４】この図において、ｎ−ＧaＮ半導体基板１
０１表面にＳi（シリコン）がドープされたｎ型Ａl0.1
Ｇa0.9Ｎ（シリコン濃度４×１０17、厚さ１μｍ）から
なるｎ型クラッド層１０２が形成されている。また、ｎ
型クラッド層１０２表面に、Ｓiがドープされたｎ型Ｇa
Ｎ（シリコン濃度４×１０17、厚さ0.1μｍ）からなる
ｎ型の光閉じ込め層１０３が形成されている。
０１表面にＳi（シリコン）がドープされたｎ型Ａl0.1
Ｇa0.9Ｎ（シリコン濃度４×１０17、厚さ１μｍ）から
なるｎ型クラッド層１０２が形成されている。また、ｎ
型クラッド層１０２表面に、Ｓiがドープされたｎ型Ｇa
Ｎ（シリコン濃度４×１０17、厚さ0.1μｍ）からなる
ｎ型の光閉じ込め層１０３が形成されている。
【０００５】また、 ｎ型の光閉じ込め層１０３の表面
に、Ｉn0.2Ｇa0.８Ｎ（厚さ３nm）からなる井戸層とＩn
0.０５Ｇa0.９５Ｎ (厚さ5nm)バリア層とから構成され
るアンドープＭＱＷ（多量子井戸）層１０４（井戸数３
個）が形成されている。さらに、アンドープＭＱＷ層１
０４表面に、Ｍg（マグネシウム）がドープされたｐ型
Ａl0.２Ｇa0.８Ｎからなるキャップ層１０５が形成され
ている。
に、Ｉn0.2Ｇa0.８Ｎ（厚さ３nm）からなる井戸層とＩn
0.０５Ｇa0.９５Ｎ (厚さ5nm)バリア層とから構成され
るアンドープＭＱＷ（多量子井戸）層１０４（井戸数３
個）が形成されている。さらに、アンドープＭＱＷ層１
０４表面に、Ｍg（マグネシウム）がドープされたｐ型
Ａl0.２Ｇa0.８Ｎからなるキャップ層１０５が形成され
ている。
【０００６】さらに、また、キャップ層１０５の表面
に、Ｍgがドープされたｐ型ＧaＮ（Ｍg濃度２×１
０17、厚さ０.１μｍ）からなるｐ型光閉じ込め層１０
６が形成されている。また、さらに、ｐ型光閉じ込め層
１０６の表面に、Ｍgがドープされたｐ型Ａl0.1Ｇa0.9
Ｎ（Ｍg濃度2×１０17、厚さ０.５μｍ）からなるｐ型
クラッド層１０７が形成されている。
に、Ｍgがドープされたｐ型ＧaＮ（Ｍg濃度２×１
０17、厚さ０.１μｍ）からなるｐ型光閉じ込め層１０
６が形成されている。また、さらに、ｐ型光閉じ込め層
１０６の表面に、Ｍgがドープされたｐ型Ａl0.1Ｇa0.9
Ｎ（Ｍg濃度2×１０17、厚さ０.５μｍ）からなるｐ型
クラッド層１０７が形成されている。
【０００７】また、ｐ型クラッド層１０７の表面に、Ｍ
gがドープされたｐ型ＧaＮ（Ｍg濃度２×１０17、厚さ
0.１μｍ）からなるｐ型コンタクト層１０８が形成され
ている。上述したように、各化合物半導体の層を半導体
基板１０１表面に順次成長させて、ＬＤ（レーザダイオ
ード）構造を形成する。前述したレーザダイオード構造
は、１００Ｔorrの減圧ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相
成長）装置で成長が行われる。
gがドープされたｐ型ＧaＮ（Ｍg濃度２×１０17、厚さ
0.１μｍ）からなるｐ型コンタクト層１０８が形成され
ている。上述したように、各化合物半導体の層を半導体
基板１０１表面に順次成長させて、ＬＤ（レーザダイオ
ード）構造を形成する。前述したレーザダイオード構造
は、１００Ｔorrの減圧ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相
成長）装置で成長が行われる。
【０００８】Ｎ（窒素）の材料は、アンモニアが用いら
れ、Ｇa，Ａl，Ｉnの材料は、ＴＭＧ（トリメチルガリ
ウム）、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、ＴＭＩ
（トリメチルインジウム）が各々用いられている。
れ、Ｇa，Ａl，Ｉnの材料は、ＴＭＧ（トリメチルガリ
ウム）、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、ＴＭＩ
（トリメチルインジウム）が各々用いられている。
【０００９】前述した各化合物半導体層の成長温度は、
ＩnＧaＮのＭＱＷ活性層１０４が７８０℃であり、その
他の化合物半導体層がすべて１０５０℃で行われた。ド
ライエッチングにより、ｐ型クラッド層１０７及びｐ型
コンタクト層１０８を含んだメサ型１０９を、部分的に
残した後、ＳiＯ2絶縁膜１１０を形成し、メサ部分の頭
出しを露光技術により行い、リッジ構造を形成した。
ＩnＧaＮのＭＱＷ活性層１０４が７８０℃であり、その
他の化合物半導体層がすべて１０５０℃で行われた。ド
ライエッチングにより、ｐ型クラッド層１０７及びｐ型
コンタクト層１０８を含んだメサ型１０９を、部分的に
残した後、ＳiＯ2絶縁膜１１０を形成し、メサ部分の頭
出しを露光技術により行い、リッジ構造を形成した。
【００１０】また、ｎ型の半導体基板１０１の裏面に
は、Ｔi（チタン）／Ａlからなるｎ電極１１１を形成
し、ｐ型コンタクト層１０８表面には、Ｎi（ニッケ
ル）／Ａu（金）からなるｐ電極１１２を形成した。こ
の化合物半導体装置であるＬＤ素子は、室温連続条件
で、しきい値電流密度 １０.９ＫＡ／cm2、電圧１０.５
Ｖであった。このように、様々な成長圧力で試作された
半導体レーザが室温連続発振に成功している。
は、Ｔi（チタン）／Ａlからなるｎ電極１１１を形成
し、ｐ型コンタクト層１０８表面には、Ｎi（ニッケ
ル）／Ａu（金）からなるｐ電極１１２を形成した。こ
の化合物半導体装置であるＬＤ素子は、室温連続条件
で、しきい値電流密度 １０.９ＫＡ／cm2、電圧１０.５
Ｖであった。このように、様々な成長圧力で試作された
半導体レーザが室温連続発振に成功している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た化合物半導体装置の製造方法において、図６の従来例
の半導体レーザの断面図をみても分かるように、半導体
レーザは何種類かの異なった材料で構成されている。こ
のため、層を形成する材質の種類によっては、成長圧力
により半導体レーザの特性が劣化してしまう欠点があ
る。
た化合物半導体装置の製造方法において、図６の従来例
の半導体レーザの断面図をみても分かるように、半導体
レーザは何種類かの異なった材料で構成されている。こ
のため、層を形成する材質の種類によっては、成長圧力
により半導体レーザの特性が劣化してしまう欠点があ
る。
【００１２】例えば、図６において、ｐ型コンタクト層
１０８のであるＭgがドープされたＧaＮは、ＧaＮ結晶
におけるＮが抜けるとコンタクト特性が劣化することが
実験で明らかとなっている。特に、１００Ｔorrの有機
金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法では、成長中にＧaＮ結
晶からＮが抜け易いことが分かっている。
１０８のであるＭgがドープされたＧaＮは、ＧaＮ結晶
におけるＮが抜けるとコンタクト特性が劣化することが
実験で明らかとなっている。特に、１００Ｔorrの有機
金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法では、成長中にＧaＮ結
晶からＮが抜け易いことが分かっている。
【００１３】また、ｐ型クラッド層１０７、ｎ型クラッ
ド層１０２に用いているＡl0.1Ｇa0.9Ｎは、成長圧力を
高くするとアンモニアとＴＭＡとが中間反応を起こす。
これにより、Ａl組成や成長レートの面内分布が著しく
劣化し、Ｍgドーピングも面内分布が悪くなることが確
認されている。この現象は、アンモニアとＴＭＡとの中
間反応で生成された物質がＭgを吸着するものと推測さ
れる。
ド層１０２に用いているＡl0.1Ｇa0.9Ｎは、成長圧力を
高くするとアンモニアとＴＭＡとが中間反応を起こす。
これにより、Ａl組成や成長レートの面内分布が著しく
劣化し、Ｍgドーピングも面内分布が悪くなることが確
認されている。この現象は、アンモニアとＴＭＡとの中
間反応で生成された物質がＭgを吸着するものと推測さ
れる。
【００１４】上述した欠点は、半導体レーザ作製時の歩
留まりを著しく劣化させる要因となる。従って、従来の
成長圧力を固定した状態の膜成長法において、１００Ｔ
orrの減圧下における成長では、ｐコンタクト層１０８
が劣化する。この結果、半導体レーザの動作電圧が高く
なり、一方、成長圧力を高くすると素子の歩留まりが悪
くなる問題がある。
留まりを著しく劣化させる要因となる。従って、従来の
成長圧力を固定した状態の膜成長法において、１００Ｔ
orrの減圧下における成長では、ｐコンタクト層１０８
が劣化する。この結果、半導体レーザの動作電圧が高く
なり、一方、成長圧力を高くすると素子の歩留まりが悪
くなる問題がある。
【００１５】本発明はこのような背景の下になされたも
ので、動作電圧を高くせず、長寿命かつ製造時の歩留ま
りを向上させる窒化物半導体装置及びその製造方法を提
供することにある。
ので、動作電圧を高くせず、長寿命かつ製造時の歩留ま
りを向上させる窒化物半導体装置及びその製造方法を提
供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
有機金属気相成長法により製造された化合物半導体装置
において、半導体基板と、この上表面に順次重ねて形成
された、組成が同様な複数の化合物半導体層と、前記半
導体基板に形成された第１の電極と、最上層の前記化合
物半導体層に形成された第２の電極とを具備し、前記化
合物半導体層毎に形成されるときの気相成長の圧力が異
なることを特徴とする。
有機金属気相成長法により製造された化合物半導体装置
において、半導体基板と、この上表面に順次重ねて形成
された、組成が同様な複数の化合物半導体層と、前記半
導体基板に形成された第１の電極と、最上層の前記化合
物半導体層に形成された第２の電極とを具備し、前記化
合物半導体層毎に形成されるときの気相成長の圧力が異
なることを特徴とする。
【００１７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の化
合物半導体装置において、前記化合物半導体層がＩnXＡ
lYＧa1-X-YＮ（X≧0,Y≧0,X+Y≦1）からなる窒化物半導
体であることを特徴とする。
合物半導体装置において、前記化合物半導体層がＩnXＡ
lYＧa1-X-YＮ（X≧0,Y≧0,X+Y≦1）からなる窒化物半導
体であることを特徴とする。
【００１８】請求項３記載の発明は、請求項１または請
求項２に記載の化合物半導体装置において、前記化合物
半導体層が、Ａlを含んだＩnXＡlYＧa1-X-YＮ（X≧0,Y
＞0,X+Y≦1）の化合物半導体を成長させた一の化合物半
導体層と、Ａlを含まないＩnXＧa1-XＮ（X≦1）の化合
物半導体を成長させた他の化合物半導体層からなる窒化
物半導体とであり、前記一の化合物半導体層の成長圧力
が、前記他の化合物半導体層の成長圧力より低いことを
特徴とする。
求項２に記載の化合物半導体装置において、前記化合物
半導体層が、Ａlを含んだＩnXＡlYＧa1-X-YＮ（X≧0,Y
＞0,X+Y≦1）の化合物半導体を成長させた一の化合物半
導体層と、Ａlを含まないＩnXＧa1-XＮ（X≦1）の化合
物半導体を成長させた他の化合物半導体層からなる窒化
物半導体とであり、前記一の化合物半導体層の成長圧力
が、前記他の化合物半導体層の成長圧力より低いことを
特徴とする。
【００１９】請求項４記載の発明は、請求項３に記載の
化合物半導体装置において、前記一の化合物半導体層、
すなわちＡlを含んだＩnXＡlYＧa1-X-YＮ（X≧0,Y＞0,X
+Y≦1）の化合物半導体を成長させるときの成長圧力が3
00Torr以下であることを特徴とする。
化合物半導体装置において、前記一の化合物半導体層、
すなわちＡlを含んだＩnXＡlYＧa1-X-YＮ（X≧0,Y＞0,X
+Y≦1）の化合物半導体を成長させるときの成長圧力が3
00Torr以下であることを特徴とする。
【００２０】請求項５記載の発明は、請求項１ないし請
求項４のいずれかに記載の化合物半導体装置において、
前記第２の電極がｐ型電極であり、前記半導体基板の表
面に形成された、このｐ型電極と接する最上層の前記化
合物半導体層が、ｐ型のＩnXＡlYＧa1-X-YＮ（X≧0,Y＞
0,X+Y≦1）の化合物半導体で形成されたｐコンタクト層
であり、このｐコンタクト層の成長圧力が他の化合物半
導体層の成長圧力とひかくして高いことを特徴とする。
求項４のいずれかに記載の化合物半導体装置において、
前記第２の電極がｐ型電極であり、前記半導体基板の表
面に形成された、このｐ型電極と接する最上層の前記化
合物半導体層が、ｐ型のＩnXＡlYＧa1-X-YＮ（X≧0,Y＞
0,X+Y≦1）の化合物半導体で形成されたｐコンタクト層
であり、このｐコンタクト層の成長圧力が他の化合物半
導体層の成長圧力とひかくして高いことを特徴とする。
【００２１】請求項６記載の発明は、有機金属気相成長
法による窒化物系化合物半導体装置の製造方法におい
て、組成が同様な複数の化合物半導体層を異なった気相
成長の圧力により、半導体表面に順次重ねて形成する工
程を有することを特徴とする。
法による窒化物系化合物半導体装置の製造方法におい
て、組成が同様な複数の化合物半導体層を異なった気相
成長の圧力により、半導体表面に順次重ねて形成する工
程を有することを特徴とする。
【００２２】請求項７記載の発明は、特徴とする請求項
６記載の化合物半導体装置において、前記化合物半導体
層がＩnXＡlYＧa1-X-YＮ（X≧0,Y≧0,X+Y≦1）からなる
窒化物半導体であることを。
６記載の化合物半導体装置において、前記化合物半導体
層がＩnXＡlYＧa1-X-YＮ（X≧0,Y≧0,X+Y≦1）からなる
窒化物半導体であることを。
【００２３】請求項８記載の発明は、請求項６または請
求項７に記載の化合物半導体装置において、前記化合物
半導体層が、Ａlを含んだＩnXＡlYＧa1-X-YＮ（X≧0,Y
＞0,X+Y≦1）の化合物半導体を成長させた一の化合物半
導体層と、Ａlを含まないＩnXＧa1-XＮ（X≦1）の化合
物半導体を成長させた他の化合物半導体層からなる窒化
物半導体とであり、前記一の化合物半導体層の成長圧力
が、前記他の化合物半導体層の成長圧力より低いことを
特徴とする。
求項７に記載の化合物半導体装置において、前記化合物
半導体層が、Ａlを含んだＩnXＡlYＧa1-X-YＮ（X≧0,Y
＞0,X+Y≦1）の化合物半導体を成長させた一の化合物半
導体層と、Ａlを含まないＩnXＧa1-XＮ（X≦1）の化合
物半導体を成長させた他の化合物半導体層からなる窒化
物半導体とであり、前記一の化合物半導体層の成長圧力
が、前記他の化合物半導体層の成長圧力より低いことを
特徴とする。
【００２４】請求項９記載の発明は、請求項８に記載の
化合物半導体装置において、前記一の化合物半導体層、
すなわちＡlを含んだＩnXＡlYＧa1-X-YＮ（X≧0,Y＞0,X
+Y≦1）の化合物半導体を成長させるときの成長圧力が3
00Torr以下であることを特徴とする。
化合物半導体装置において、前記一の化合物半導体層、
すなわちＡlを含んだＩnXＡlYＧa1-X-YＮ（X≧0,Y＞0,X
+Y≦1）の化合物半導体を成長させるときの成長圧力が3
00Torr以下であることを特徴とする。
【００２５】請求項１０記載の発明は、請求項６ないし
請求項９のいずれかに記載の化合物半導体装置におい
て、前記第２の電極がｐ型電極であり、前記半導体基板
の表面に形成された、このｐ型電極と接する最上層の前
記化合物半導体層が、ｐ型のＩnXＡlYＧa1-X-YＮ（X≧
0,Y＞0,X+Y≦1）の化合物半導体で形成されたｐコンタ
クト層であり、このｐコンタクト層の成長圧力が他の化
合物半導体層の成長圧力とひかくして高いことを特徴と
する。
請求項９のいずれかに記載の化合物半導体装置におい
て、前記第２の電極がｐ型電極であり、前記半導体基板
の表面に形成された、このｐ型電極と接する最上層の前
記化合物半導体層が、ｐ型のＩnXＡlYＧa1-X-YＮ（X≧
0,Y＞0,X+Y≦1）の化合物半導体で形成されたｐコンタ
クト層であり、このｐコンタクト層の成長圧力が他の化
合物半導体層の成長圧力とひかくして高いことを特徴と
する。
【００２６】本発明の窒化物半導体素子では、有機金属
気相成長法による基板上に形成された２種類以上のＩnX
ＡlYＧa1-X-YＮ（X≧0,Y≧0,X+Y≦1）からなる窒化物半
導体であって、各層の成長圧力が異なることを特徴とす
る。また、有機金属気相成長法による基板上に形成され
たＡlを含んだＩnXＡlYＧa1-X-YＮ（X≧0,Y＞0,X+Y≦
1）層と、Ａlを含まないＩnXＧa1-XＮ（X≦1）層からな
る窒化物半導体であって、Ａlを含んだＩnXＡlYＧa1-X-
YＮ（X≧0,Y＞0,X+Y≦1）層の成長圧力が、Ａlを含まな
いＩnXＧa1-XＮ（X≦1）層の成長圧力より低いことを特
徴とする。
気相成長法による基板上に形成された２種類以上のＩnX
ＡlYＧa1-X-YＮ（X≧0,Y≧0,X+Y≦1）からなる窒化物半
導体であって、各層の成長圧力が異なることを特徴とす
る。また、有機金属気相成長法による基板上に形成され
たＡlを含んだＩnXＡlYＧa1-X-YＮ（X≧0,Y＞0,X+Y≦
1）層と、Ａlを含まないＩnXＧa1-XＮ（X≦1）層からな
る窒化物半導体であって、Ａlを含んだＩnXＡlYＧa1-X-
YＮ（X≧0,Y＞0,X+Y≦1）層の成長圧力が、Ａlを含まな
いＩnXＧa1-XＮ（X≦1）層の成長圧力より低いことを特
徴とする。
【００２７】さらに、有機金属気相成長法による基板上
に形成されたAlを含んだＩnXＡlYＧa1-X-YＮ（X≧0,Y＞
0,X+Y≦1）層の成長圧力が300Torr以下を特徴とする。
有機金属気相成長法による基板上に形成された２種類以
上のＩnXＡlYＧa1-X-YＮ（X≧0,Y≧0,X+Y≦1）からなる
窒化物半導体であって、ｐ電極に接するp型ＩnXＡlYＧa
1-X-YＮ（X≧0,Y＞0,X+Y≦1）ｐコンタクト層の成長圧
力が、他のＩnXＡlYＧa1-X-YＮ（X≧0,Y＞0,X+Y≦1）層
の成長圧力に比べ高いことを特徴とする。
に形成されたAlを含んだＩnXＡlYＧa1-X-YＮ（X≧0,Y＞
0,X+Y≦1）層の成長圧力が300Torr以下を特徴とする。
有機金属気相成長法による基板上に形成された２種類以
上のＩnXＡlYＧa1-X-YＮ（X≧0,Y≧0,X+Y≦1）からなる
窒化物半導体であって、ｐ電極に接するp型ＩnXＡlYＧa
1-X-YＮ（X≧0,Y＞0,X+Y≦1）ｐコンタクト層の成長圧
力が、他のＩnXＡlYＧa1-X-YＮ（X≧0,Y＞0,X+Y≦1）層
の成長圧力に比べ高いことを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について説明する。 ＜第１の実施形態＞図１は本発明の第１の実施形態によ
る半導体レーザ（窒化物半導体発光素子）の構造断面図
である。ｎ型のＡl0.1Ｇa0.9Ｎの半導体基板１表面にＭ
ＯＣＶＤ法により形成されるＬＤ（レーザダイオード）
構造及びその製造方法の説明を行う。
施形態について説明する。 ＜第１の実施形態＞図１は本発明の第１の実施形態によ
る半導体レーザ（窒化物半導体発光素子）の構造断面図
である。ｎ型のＡl0.1Ｇa0.9Ｎの半導体基板１表面にＭ
ＯＣＶＤ法により形成されるＬＤ（レーザダイオード）
構造及びその製造方法の説明を行う。
【００２９】まず、成長圧力を１００Ｔorr、成長温度
を１０５０℃に設定し、ｎ型のＡl0.1Ｇa0.9Ｎの半導体
基板１表面にＳiがドープされたｎ型のＡl0.1Ｇa0.9Ｎ
（シリコン濃度４×１０17、厚さ１μｍ）からなるｎ型
クラッド層２を形成する。そして、成長圧力７６０Torr
まで上げて、同じ成長温度１０５０℃において、ｎ型ク
ラッド層２表面に、Ｓiがドープされたｎ型のＧaＮ（シ
リコン濃度４×１０17、厚さ0.1μｍ）からなるｎ型光
閉じ込め層３を形成する。
を１０５０℃に設定し、ｎ型のＡl0.1Ｇa0.9Ｎの半導体
基板１表面にＳiがドープされたｎ型のＡl0.1Ｇa0.9Ｎ
（シリコン濃度４×１０17、厚さ１μｍ）からなるｎ型
クラッド層２を形成する。そして、成長圧力７６０Torr
まで上げて、同じ成長温度１０５０℃において、ｎ型ク
ラッド層２表面に、Ｓiがドープされたｎ型のＧaＮ（シ
リコン濃度４×１０17、厚さ0.1μｍ）からなるｎ型光
閉じ込め層３を形成する。
【００３０】ここで、成長圧力７６０Torr、成長温度を
７８０℃に設定し、ｎ型光閉じ込め層３表面に、Ｉn0.2
Ｇa0.８Ｎ（厚さ３nm）の井戸層と、Ｉn0.０５Ｇa0.９
５Ｎ(厚さ5nm)のバリア層とからなるアンドープＭＱＷ
層４（井戸数３個）を成長する。そして、成長温度を１
０５０℃に設定し、成長圧力を１００Ｔorrに下げ、ア
ンドープＭＱＷ層４表面に、Ｍgがドープされたｐ型の
Ａl0.２Ｇa0.８Ｎ（Ｍg濃度２×１０17、厚さ２０nｍ）
からなるキャップ層５を形成する。
７８０℃に設定し、ｎ型光閉じ込め層３表面に、Ｉn0.2
Ｇa0.８Ｎ（厚さ３nm）の井戸層と、Ｉn0.０５Ｇa0.９
５Ｎ(厚さ5nm)のバリア層とからなるアンドープＭＱＷ
層４（井戸数３個）を成長する。そして、成長温度を１
０５０℃に設定し、成長圧力を１００Ｔorrに下げ、ア
ンドープＭＱＷ層４表面に、Ｍgがドープされたｐ型の
Ａl0.２Ｇa0.８Ｎ（Ｍg濃度２×１０17、厚さ２０nｍ）
からなるキャップ層５を形成する。
【００３１】次に、成長温度を１０５０℃において、成
長圧力を７６０Ｔorrに上げ、キャップ層５表面に、Ｍg
がドープされたｐ型のＧaＮ（Ｍg濃度２×１０17、厚さ
0.1μｍ）からなるｐ型光閉じ込め層６を形成する。そ
して、成長温度を１０５０℃において、成長圧力を１０
０Ｔorrに下げ、ｐ型光閉じ込め層６表面に、Ｍgドープ
p型Ａl0.1Ｇa0.9Ｎ（Ｍg濃度２×１０17、厚さ０.５μ
ｍ）からなるｐ型クラッド層７を成長する。
長圧力を７６０Ｔorrに上げ、キャップ層５表面に、Ｍg
がドープされたｐ型のＧaＮ（Ｍg濃度２×１０17、厚さ
0.1μｍ）からなるｐ型光閉じ込め層６を形成する。そ
して、成長温度を１０５０℃において、成長圧力を１０
０Ｔorrに下げ、ｐ型光閉じ込め層６表面に、Ｍgドープ
p型Ａl0.1Ｇa0.9Ｎ（Ｍg濃度２×１０17、厚さ０.５μ
ｍ）からなるｐ型クラッド層７を成長する。
【００３２】次に、成長温度を１０５０℃において、成
長圧力を７６０Ｔorr上げ、 Ｍgがドープされたｐ型の
ＧaＮ（Ｍg濃度２×１０17、厚さ0.1μｍ）からなるｐ
型コンタクト層８を成長させる。上述した各層の製造順
序により、ＬＤ構造を順次形成させる。そして、ドライ
エッチングによりｐ型クラッド層７及びｐ型コンタクト
層８を含んだメサ型９を部分的に残した構造を作成した
後、ＳiＯ2絶縁膜１０を積層し、メサ部分の頭出しを露
光技術により行い、リッジ構造（リッジ導波路）を形成
した。
長圧力を７６０Ｔorr上げ、 Ｍgがドープされたｐ型の
ＧaＮ（Ｍg濃度２×１０17、厚さ0.1μｍ）からなるｐ
型コンタクト層８を成長させる。上述した各層の製造順
序により、ＬＤ構造を順次形成させる。そして、ドライ
エッチングによりｐ型クラッド層７及びｐ型コンタクト
層８を含んだメサ型９を部分的に残した構造を作成した
後、ＳiＯ2絶縁膜１０を積層し、メサ部分の頭出しを露
光技術により行い、リッジ構造（リッジ導波路）を形成
した。
【００３３】また、ｎ型の半導体基板の裏面には、Ｔi/
Ａlからなるｎ電極１１を形成し、ｐ型コンタクト層８
表面には、Ｎi/Ａuからなるｐ電極１２を形成する。第
１の実施形態例では、半導体基板１としてｎ型のＡl0.1
Ｇa0.9Ｎ基板を用いたが、代わりにサファイア、Ｓi
Ｃ、ＧaＮなどでもよく、基板の電気的な極性もｐ型で
もｉ型でも良い。
Ａlからなるｎ電極１１を形成し、ｐ型コンタクト層８
表面には、Ｎi/Ａuからなるｐ電極１２を形成する。第
１の実施形態例では、半導体基板１としてｎ型のＡl0.1
Ｇa0.9Ｎ基板を用いたが、代わりにサファイア、Ｓi
Ｃ、ＧaＮなどでもよく、基板の電気的な極性もｐ型で
もｉ型でも良い。
【００３４】さらに、第１の実施形態では、ｎ型クラッ
ド層２，キャップ層５及びｐ型クラッド層７のＡlＧaＮ
の形成時の成長圧力を１００Ｔorrにしたが、７６０Ｔo
rr以下であればよく、好ましくは３００Ｔorr以下であ
ればよい。また、さらに、このＡlＧaＮ以外の層におけ
る成長圧力は、７６０Ｔorrとしたが、３００Ｔorr以上
であればよく、常圧以上でもよい。
ド層２，キャップ層５及びｐ型クラッド層７のＡlＧaＮ
の形成時の成長圧力を１００Ｔorrにしたが、７６０Ｔo
rr以下であればよく、好ましくは３００Ｔorr以下であ
ればよい。また、さらに、このＡlＧaＮ以外の層におけ
る成長圧力は、７６０Ｔorrとしたが、３００Ｔorr以上
であればよく、常圧以上でもよい。
【００３５】上述したように、第１の実施形態の半導体
レーザによれば、３００Ｔorr以下の低圧力下でＡlＧa
Ｎの層の成長を行うことにより、ＴＭＡとアンモニアと
の中間反応が抑制される。これにより、ＡlＧaＮの層に
おけるＡl組成、成長レート、Ｍgドーピング濃度等の面
内不均一性が解消され、製造における窒化物半導体素子
の歩留まりを向上させることができる。
レーザによれば、３００Ｔorr以下の低圧力下でＡlＧa
Ｎの層の成長を行うことにより、ＴＭＡとアンモニアと
の中間反応が抑制される。これにより、ＡlＧaＮの層に
おけるＡl組成、成長レート、Ｍgドーピング濃度等の面
内不均一性が解消され、製造における窒化物半導体素子
の歩留まりを向上させることができる。
【００３６】また、第１の実施形態の半導体レーザによ
れば、ｐ型コンタクト層８の形成時に成長圧力を３００
Ｔorr以上とすることにより、実効的な窒素原料の圧力
が大きくなり、ＡlＧaＮの層からの窒素抜けの少ない窒
化物半導体が実現できる。このような窒素抜けの少ない
窒化物半導体のＡlＧaＮの結晶により、ｐ型コンタクト
層８とｐ電極１２とでコンタクトをとると、窒素抜けし
たｐコンタクト層のコンタクト抵抗に比較して、コンタ
クトの抵抗値を低く（従来と比較して１桁以上）抑える
ことが可能となる。
れば、ｐ型コンタクト層８の形成時に成長圧力を３００
Ｔorr以上とすることにより、実効的な窒素原料の圧力
が大きくなり、ＡlＧaＮの層からの窒素抜けの少ない窒
化物半導体が実現できる。このような窒素抜けの少ない
窒化物半導体のＡlＧaＮの結晶により、ｐ型コンタクト
層８とｐ電極１２とでコンタクトをとると、窒素抜けし
たｐコンタクト層のコンタクト抵抗に比較して、コンタ
クトの抵抗値を低く（従来と比較して１桁以上）抑える
ことが可能となる。
【００３７】＜第２の実施形態＞図２は、本発明の第２
の実施形態による窒化物半導体発光素子の構造断面図で
ある。この図において、ｎ型のＧａＮ基板１３表面にＭ
ＯＣＶＤ法により形成されるＬＥＤ（発光ダイオード）
構造及びその製造方法の説明を行う。
の実施形態による窒化物半導体発光素子の構造断面図で
ある。この図において、ｎ型のＧａＮ基板１３表面にＭ
ＯＣＶＤ法により形成されるＬＥＤ（発光ダイオード）
構造及びその製造方法の説明を行う。
【００３８】まず、成長圧力を１００Ｔorr、成長温度
を１０５０℃に設定し、ＧａＮ基板１３表面に、Ｓiが
ドープされたｎ型のＡl0.1Ｇa0.9Ｎ（シリコン濃度４×
１０1 7、厚さ0.2μｍ）からなるｎ型クラッド層１４を
形成させる。そして、成長圧力７６０Torrまで上げて、
成長温度を７８０℃に設定し、ｎ型クラッド層１４表面
に、Ｉn0.1Ｇa0.9Ｎ（厚さ２０nm）からなる活性層１５
を成長させる。
を１０５０℃に設定し、ＧａＮ基板１３表面に、Ｓiが
ドープされたｎ型のＡl0.1Ｇa0.9Ｎ（シリコン濃度４×
１０1 7、厚さ0.2μｍ）からなるｎ型クラッド層１４を
形成させる。そして、成長圧力７６０Torrまで上げて、
成長温度を７８０℃に設定し、ｎ型クラッド層１４表面
に、Ｉn0.1Ｇa0.9Ｎ（厚さ２０nm）からなる活性層１５
を成長させる。
【００３９】次に、成長温度を１０５０℃に設定し、成
長圧力を１００Torrに下げ、 活性層１５表面に、Ｍgが
ドープされたｐ型のＡl0.1Ｇa0.9Ｎ（Ｍg濃度２×１０
17、厚さ0.2μｍ）からなるｐ型クラッド層１６を形成
させる。そして、成長温度１０５０℃において、成長圧
力を７６０Ｔorrに設定して、Ｍgがドープされたｐ型の
ＧaＮ（Ｍg濃度２×１０17、厚さ0.1μｍ）からなるp型
コンタクト層１７を成長させる。上述した各層の製造順
序により、ＬＥＤ構造を順次形成させる。
長圧力を１００Torrに下げ、 活性層１５表面に、Ｍgが
ドープされたｐ型のＡl0.1Ｇa0.9Ｎ（Ｍg濃度２×１０
17、厚さ0.2μｍ）からなるｐ型クラッド層１６を形成
させる。そして、成長温度１０５０℃において、成長圧
力を７６０Ｔorrに設定して、Ｍgがドープされたｐ型の
ＧaＮ（Ｍg濃度２×１０17、厚さ0.1μｍ）からなるp型
コンタクト層１７を成長させる。上述した各層の製造順
序により、ＬＥＤ構造を順次形成させる。
【００４０】次に、ｎ型のＧａＮ基板１３の裏面には、
Ｔi/Ａlからなるｎ電極１８を形成し、ｐコンタクト層
１７表面には、Ｎi/Ａuからなるｐ電極１９を形成す
る。また、第２の実施形態では、ｎ型のＧaＮ基板１３
を用いたが、代わりにサファイア、ＳiＣ、ＡlＧaＮな
どでもよく、基板の電気的な極性もｐ型でもｉ型でも良
い。
Ｔi/Ａlからなるｎ電極１８を形成し、ｐコンタクト層
１７表面には、Ｎi/Ａuからなるｐ電極１９を形成す
る。また、第２の実施形態では、ｎ型のＧaＮ基板１３
を用いたが、代わりにサファイア、ＳiＣ、ＡlＧaＮな
どでもよく、基板の電気的な極性もｐ型でもｉ型でも良
い。
【００４１】さらに、第２の実施形態では、ｎ型クラッ
ド層１４及びｐ型クラッド層１６などのＡlＧaＮの成長
圧力を１００Ｔorrにしたが、７６０Ｔｏｒｒ以下であ
ればよく、好ましくは３００Ｔorr以下であればよい。
さらに、また、ＡlＧaＮ以外の層における成長圧力は、
７６０Ｔorrとしたが、３００Ｔorr以上であればよく、
常圧以上でもよい。
ド層１４及びｐ型クラッド層１６などのＡlＧaＮの成長
圧力を１００Ｔorrにしたが、７６０Ｔｏｒｒ以下であ
ればよく、好ましくは３００Ｔorr以下であればよい。
さらに、また、ＡlＧaＮ以外の層における成長圧力は、
７６０Ｔorrとしたが、３００Ｔorr以上であればよく、
常圧以上でもよい。
【００４２】上述したように、第２の実施形態の発光ダ
イオードによれば、３００Ｔorr以下の低圧力下でＡlＧ
aＮの層の成長を行うことにより、ＴＭＡとアンモニア
との中間反応が抑制される。これにより、ＡlＧaＮの層
におけるＡl組成、成長レート、Ｍgドーピング濃度等の
面内不均一性が解消され、製造における窒化物半導体素
子の歩留まりを向上させることができる。
イオードによれば、３００Ｔorr以下の低圧力下でＡlＧ
aＮの層の成長を行うことにより、ＴＭＡとアンモニア
との中間反応が抑制される。これにより、ＡlＧaＮの層
におけるＡl組成、成長レート、Ｍgドーピング濃度等の
面内不均一性が解消され、製造における窒化物半導体素
子の歩留まりを向上させることができる。
【００４３】また、第２の実施形態の発光ダイオードに
よれば、ｐ型コンタクト層１７の形成時に成長圧力を３
００Ｔorr以上とすることにより、実効的な窒素原料の
圧力が大きくなり、ＡlＧaＮの層からの窒素抜けの少な
い窒化物半導体が実現できる。このような窒素抜けの少
ない窒化物半導体のＡlＧaＮの結晶により、ｐ型コンタ
クト層１７とｐ電極１９とでコンタクトをとると、窒素
抜けしたｐコンタクト層のコンタクト抵抗に比較して、
コンタクトの抵抗値を低く（従来と比較して１桁以上）
抑えることが可能となる。
よれば、ｐ型コンタクト層１７の形成時に成長圧力を３
００Ｔorr以上とすることにより、実効的な窒素原料の
圧力が大きくなり、ＡlＧaＮの層からの窒素抜けの少な
い窒化物半導体が実現できる。このような窒素抜けの少
ない窒化物半導体のＡlＧaＮの結晶により、ｐ型コンタ
クト層１７とｐ電極１９とでコンタクトをとると、窒素
抜けしたｐコンタクト層のコンタクト抵抗に比較して、
コンタクトの抵抗値を低く（従来と比較して１桁以上）
抑えることが可能となる。
【００４４】＜第３の実施形態＞図３は、本発明の第３
の実施形態による半導体レーザ（窒化物半導体発光素
子）の構造断面図である。この図において、ｎ型のＡl
0.1Ｇa0.9Ｎ基板２０表面にＭＯＣＶＤ法により形成さ
れるＬＤ（レーザダイオード）構造及びその製造方法の
説明を行う。
の実施形態による半導体レーザ（窒化物半導体発光素
子）の構造断面図である。この図において、ｎ型のＡl
0.1Ｇa0.9Ｎ基板２０表面にＭＯＣＶＤ法により形成さ
れるＬＤ（レーザダイオード）構造及びその製造方法の
説明を行う。
【００４５】まず、成長圧力を１００Ｔorr、成長温度
を１０５０℃に設定し、Ａl0.1Ｇa0.9Ｎ基板２０表面
に、Ｓiがドープされたｎ型のＡl0.1Ｇa0.9Ｎ（シリコ
ン濃度４×１０17、厚さ１μｍ）からなるｎ型クラッド
層２１を形成する。そして、成長圧力を１００Ｔorr、
成長温度を１０５０℃において、ｎ型クラッド層２１表
面に、Ｓiドープｎ型ＧaＮ（シリコン濃度４×１０17、
厚さ０.１μｍ）からなるｎ型光閉じ込め層２２を形成
する。
を１０５０℃に設定し、Ａl0.1Ｇa0.9Ｎ基板２０表面
に、Ｓiがドープされたｎ型のＡl0.1Ｇa0.9Ｎ（シリコ
ン濃度４×１０17、厚さ１μｍ）からなるｎ型クラッド
層２１を形成する。そして、成長圧力を１００Ｔorr、
成長温度を１０５０℃において、ｎ型クラッド層２１表
面に、Ｓiドープｎ型ＧaＮ（シリコン濃度４×１０17、
厚さ０.１μｍ）からなるｎ型光閉じ込め層２２を形成
する。
【００４６】次に、成長圧力を１００Ｔorr、成長温度
を７８０℃に設定し、ｎ型光閉じ込め層２２表面に、Ｉ
n0.2Ｇa0.８Ｎ（厚さ３nm）井戸層と、Ｉn0.０５Ｇa0.
９５Ｎ (厚さ５nm)バリア層とからなるアンドープＭＱ
Ｗ層２３（井戸数３個）を成長させる。そして、成長圧
力を１００Ｔorr、成長温度を１０５０℃に設定し、ア
ンドープＭＱＷ層２３表面に、Ｍgがドープされたｐ型
のＡl0.２Ｇa0.８Ｎ（Ｍg濃度２×１０17、厚さ20nｍ）
からなるキャップ層２４を形成する。
を７８０℃に設定し、ｎ型光閉じ込め層２２表面に、Ｉ
n0.2Ｇa0.８Ｎ（厚さ３nm）井戸層と、Ｉn0.０５Ｇa0.
９５Ｎ (厚さ５nm)バリア層とからなるアンドープＭＱ
Ｗ層２３（井戸数３個）を成長させる。そして、成長圧
力を１００Ｔorr、成長温度を１０５０℃に設定し、ア
ンドープＭＱＷ層２３表面に、Ｍgがドープされたｐ型
のＡl0.２Ｇa0.８Ｎ（Ｍg濃度２×１０17、厚さ20nｍ）
からなるキャップ層２４を形成する。
【００４７】次に、成長圧力を１００Ｔorr、成長温度
を１０５０℃において、キャップ層２４表面に、Ｍgが
ドープされたｐ型のＧaＮ（Ｍg濃度２×１０17、厚さ
０.１μｍ）からなるｐ型光閉じ込め層２５を形成させ
る。そして、成長圧力を１００Ｔorr、成長温度を１０
５０℃において、ｐ型光閉じ込め層２５表面に、Ｍgが
ドープされたｐ型のＡl0.1Ｇa0.9Ｎ（Ｍg濃度２×１０
17、厚さ０.５μｍ）からなるｐ型クラッド層２６を成
長させる。
を１０５０℃において、キャップ層２４表面に、Ｍgが
ドープされたｐ型のＧaＮ（Ｍg濃度２×１０17、厚さ
０.１μｍ）からなるｐ型光閉じ込め層２５を形成させ
る。そして、成長圧力を１００Ｔorr、成長温度を１０
５０℃において、ｐ型光閉じ込め層２５表面に、Ｍgが
ドープされたｐ型のＡl0.1Ｇa0.9Ｎ（Ｍg濃度２×１０
17、厚さ０.５μｍ）からなるｐ型クラッド層２６を成
長させる。
【００４８】次に、成長温度を１０５０℃において、成
長圧力を７６０Ｔorrに上げて、ｐ型クラッド層２６表
面に、Ｍgがドープされたｐ型のＧaＮ（Ｍg濃度2×１０
17、厚さ０.１μｍ）からなるｐ型コンタクト層２７を
成長させる。上述した各層の製造順序により、ＬＤ構造
を順次形成させる。
長圧力を７６０Ｔorrに上げて、ｐ型クラッド層２６表
面に、Ｍgがドープされたｐ型のＧaＮ（Ｍg濃度2×１０
17、厚さ０.１μｍ）からなるｐ型コンタクト層２７を
成長させる。上述した各層の製造順序により、ＬＤ構造
を順次形成させる。
【００４９】ドライエッチングにより、ｐ型クラッド層
２６そしてｐ型コンタクト層２７を含んだメサ型２８を
部分的に残した構造を作成した後、ＳiＯ2絶縁膜２９を
積層し、メサ部分の頭出しを露光技術により行い、リッ
ジ構造を形成した。
２６そしてｐ型コンタクト層２７を含んだメサ型２８を
部分的に残した構造を作成した後、ＳiＯ2絶縁膜２９を
積層し、メサ部分の頭出しを露光技術により行い、リッ
ジ構造を形成した。
【００５０】また、ｎ型のＡl0.1Ｇa0.9Ｎ基板２０裏面
には、Ｔi/Ａlからなるｎ電極３０を形成させる。そし
て、ｐコンタクト層２７表面には、Ｎi/Ａuからなるｐ
電極３１を形成させる。上述した第３の実施形態では、
ｎ型のＡl0.1Ｇa0.9Ｎ基板２０を用いたが、代わりに、
サファイア、ＳiＣ、ＧaＮなどでもよく、半導体基板の
電気的な極性もｐ型でもｉ型でも良い。さらに、第３の
実施形態では、ｐコンタクト層２７の成長圧力を７６０
Ｔorrにしたが、成長圧力は高い方が望ましい。
には、Ｔi/Ａlからなるｎ電極３０を形成させる。そし
て、ｐコンタクト層２７表面には、Ｎi/Ａuからなるｐ
電極３１を形成させる。上述した第３の実施形態では、
ｎ型のＡl0.1Ｇa0.9Ｎ基板２０を用いたが、代わりに、
サファイア、ＳiＣ、ＧaＮなどでもよく、半導体基板の
電気的な極性もｐ型でもｉ型でも良い。さらに、第３の
実施形態では、ｐコンタクト層２７の成長圧力を７６０
Ｔorrにしたが、成長圧力は高い方が望ましい。
【００５１】上述したように、第３の実施形態の半導体
レーザによれば、３００Ｔorr以下の低圧力下でＡlＧa
Ｎの層の成長を行うことにより、ＴＭＡとアンモニアと
の中間反応が抑制される。これにより、ＡlＧaＮの層に
おけるＡl組成、成長レート、Ｍgドーピング濃度等の面
内不均一性が解消され、製造における窒化物半導体素子
の歩留まりを向上させることができる。
レーザによれば、３００Ｔorr以下の低圧力下でＡlＧa
Ｎの層の成長を行うことにより、ＴＭＡとアンモニアと
の中間反応が抑制される。これにより、ＡlＧaＮの層に
おけるＡl組成、成長レート、Ｍgドーピング濃度等の面
内不均一性が解消され、製造における窒化物半導体素子
の歩留まりを向上させることができる。
【００５２】また、第３の実施形態の半導体レーザによ
れば、ｐ型コンタクト層２７の形成時に成長圧力を３０
０Ｔorr以上とすることにより、実効的な窒素原料の圧
力が大きくなり、ＡlＧaＮの層からの窒素抜けの少ない
窒化物半導体が実現できる。このような窒素抜けの少な
い窒化物半導体のＡlＧaＮの結晶により、ｐ型コンタク
ト層２７とｐ電極３１とでコンタクトをとると、窒素抜
けしたｐコンタクト層のコンタクト抵抗に比較して、コ
ンタクトの抵抗値を低く（従来と比較して１桁以上）抑
えることが可能となる。
れば、ｐ型コンタクト層２７の形成時に成長圧力を３０
０Ｔorr以上とすることにより、実効的な窒素原料の圧
力が大きくなり、ＡlＧaＮの層からの窒素抜けの少ない
窒化物半導体が実現できる。このような窒素抜けの少な
い窒化物半導体のＡlＧaＮの結晶により、ｐ型コンタク
ト層２７とｐ電極３１とでコンタクトをとると、窒素抜
けしたｐコンタクト層のコンタクト抵抗に比較して、コ
ンタクトの抵抗値を低く（従来と比較して１桁以上）抑
えることが可能となる。
【００５３】＜第４の実施形態＞図４は、本発明の第４
の実施形態による発光ダイオード（窒化物半導体発光素
子）の構造断面図である。この図において、ｎ型のＧａ
Ｎ基板３２表面にＭＯＣＶＤ法により形成されるＬＥＤ
（発光ダイオード）構造及びその製造方法の説明を行
う。
の実施形態による発光ダイオード（窒化物半導体発光素
子）の構造断面図である。この図において、ｎ型のＧａ
Ｎ基板３２表面にＭＯＣＶＤ法により形成されるＬＥＤ
（発光ダイオード）構造及びその製造方法の説明を行
う。
【００５４】まず、成長圧力を１００Ｔorr、成長温度
を１０５０℃に設定し、ＧａＮ基板３２表面に、Ｓiが
ドープされたｎ型のＡl0.1Ｇa0.9Ｎ（シリコン濃度４×
１０1 7、厚さ０.２μｍ）からなるｎ型クラッド層３３
を形成させる。そして、成長圧力を１００Ｔorr、成長
温度を７８０℃に設定し、ｎ型クラッド層３３表面に、
Ｉn0.1Ｇa0.9Ｎ（厚さ２０nm）からなる活性層３４を成
長させる。
を１０５０℃に設定し、ＧａＮ基板３２表面に、Ｓiが
ドープされたｎ型のＡl0.1Ｇa0.9Ｎ（シリコン濃度４×
１０1 7、厚さ０.２μｍ）からなるｎ型クラッド層３３
を形成させる。そして、成長圧力を１００Ｔorr、成長
温度を７８０℃に設定し、ｎ型クラッド層３３表面に、
Ｉn0.1Ｇa0.9Ｎ（厚さ２０nm）からなる活性層３４を成
長させる。
【００５５】次に、成長圧力を１００Ｔorr、成長温度
を１０５０℃に設定し、活性層３４表面に、Ｍgがドー
プされたｐ型のＡl0.1Ｇa0.9Ｎ（Ｍg濃度２×１０17、
厚さ０.２μｍ）からなるｐ型クラッド層３５を形成さ
せる。そして、成長温度１０５０℃において、成長圧力
を７６０Ｔorrに上げて、ｐ型クラッド層３５表面に、
Ｍgがドープされたｐ型のＧaＮ（Ｍg濃度２×１０17、
厚さ０.１μｍ）からなるｐ型コンタクト層３６を成長
させる。
を１０５０℃に設定し、活性層３４表面に、Ｍgがドー
プされたｐ型のＡl0.1Ｇa0.9Ｎ（Ｍg濃度２×１０17、
厚さ０.２μｍ）からなるｐ型クラッド層３５を形成さ
せる。そして、成長温度１０５０℃において、成長圧力
を７６０Ｔorrに上げて、ｐ型クラッド層３５表面に、
Ｍgがドープされたｐ型のＧaＮ（Ｍg濃度２×１０17、
厚さ０.１μｍ）からなるｐ型コンタクト層３６を成長
させる。
【００５６】上述した各層の製造順序により、ＬＥＤ構
造を形成する。また、ｎ型のＧａＮ基板３２裏面には、
Ｔi/Ａlからなるｎ電極３７を形成させる。さらに、ｐ
コンタクト層３６表面には、Ｎi/Ａuからなるｐ電極３
８を形成させる。
造を形成する。また、ｎ型のＧａＮ基板３２裏面には、
Ｔi/Ａlからなるｎ電極３７を形成させる。さらに、ｐ
コンタクト層３６表面には、Ｎi/Ａuからなるｐ電極３
８を形成させる。
【００５７】さらに、また、第４の実施形態では、ｎ型
のＧａＮ基板３２を用いたが、代わりに、サファイア、
ＳiＣ、ＡlＧaＮなどでもよく、半導体基板の電気的な
極性もｐ型でもｉ型でも良い。また、さらに、第４の実
施形態では、ｐコンタクト層３６の成長圧力を７６０Ｔ
orrにしたが、成長圧力は高い方が望ましい。
のＧａＮ基板３２を用いたが、代わりに、サファイア、
ＳiＣ、ＡlＧaＮなどでもよく、半導体基板の電気的な
極性もｐ型でもｉ型でも良い。また、さらに、第４の実
施形態では、ｐコンタクト層３６の成長圧力を７６０Ｔ
orrにしたが、成長圧力は高い方が望ましい。
【００５８】上述したように、第４の実施形態の発光ダ
イオードによれば、３００Ｔorr以下の低圧力下でＡlＧ
aＮの層の成長を行うことにより、ＴＭＡとアンモニア
との中間反応が抑制される。これにより、ＡlＧaＮの層
におけるＡl組成、成長レート、Ｍgドーピング濃度等の
面内不均一性が解消され、製造における窒化物半導体素
子の歩留まりを向上させることができる。
イオードによれば、３００Ｔorr以下の低圧力下でＡlＧ
aＮの層の成長を行うことにより、ＴＭＡとアンモニア
との中間反応が抑制される。これにより、ＡlＧaＮの層
におけるＡl組成、成長レート、Ｍgドーピング濃度等の
面内不均一性が解消され、製造における窒化物半導体素
子の歩留まりを向上させることができる。
【００５９】また、第４の実施形態の発光ダイオードに
よれば、ｐ型コンタクト層３６の形成時に成長圧力を３
００Ｔorr以上とすることにより、実効的な窒素原料の
圧力が大きくなり、ＡlＧaＮの層からの窒素抜けの少な
い窒化物半導体が実現できる。このような窒素抜けの少
ない窒化物半導体のＡlＧaＮの結晶により、ｐ型コンタ
クト層３６とｐ電極３８とでコンタクトをとると、窒素
抜けしたｐコンタクト層のコンタクト抵抗に比較して、
コンタクトの抵抗値を低く（従来と比較して１桁以上）
抑えることが可能となる。
よれば、ｐ型コンタクト層３６の形成時に成長圧力を３
００Ｔorr以上とすることにより、実効的な窒素原料の
圧力が大きくなり、ＡlＧaＮの層からの窒素抜けの少な
い窒化物半導体が実現できる。このような窒素抜けの少
ない窒化物半導体のＡlＧaＮの結晶により、ｐ型コンタ
クト層３６とｐ電極３８とでコンタクトをとると、窒素
抜けしたｐコンタクト層のコンタクト抵抗に比較して、
コンタクトの抵抗値を低く（従来と比較して１桁以上）
抑えることが可能となる。
【００６０】＜第５の実施形態＞図４は、本発明の第４
の実施形態による半導体レーザ（窒化物半導体発光素
子）の構造断面図である。この図において、ｎ型のＡl
0.1Ｇa0.9Ｎ基板３９表面にＭＯＣＶＤ法により形成さ
れるＬＤ（レーザダイオード）構造及びその製造方法の
説明を行う。
の実施形態による半導体レーザ（窒化物半導体発光素
子）の構造断面図である。この図において、ｎ型のＡl
0.1Ｇa0.9Ｎ基板３９表面にＭＯＣＶＤ法により形成さ
れるＬＤ（レーザダイオード）構造及びその製造方法の
説明を行う。
【００６１】まず、成長圧力を１００Ｔｏｒｒ、成長温
度を１０５０℃に設定し、Ａl0.1Ｇa0.9Ｎ基板３９表面
に、Ｓiがドープされたｎ型のＡl0.1Ｇa0.9Ｎ（シリコ
ン濃度４×１０17、厚さ１μｍ）からなるｎ型クラッド
層４０を形成させる。そして、成長温度を１０５０℃に
おいて、成長圧力７６０Ｔorrまで上げて、ｎ型クラッ
ド層４０において、Ｓiドープｎ型ＧaＮ（シリコン濃度
４×１０17、厚さ０.１μｍ）からなるｎ型光閉じ込め
層４１を形成させる。
度を１０５０℃に設定し、Ａl0.1Ｇa0.9Ｎ基板３９表面
に、Ｓiがドープされたｎ型のＡl0.1Ｇa0.9Ｎ（シリコ
ン濃度４×１０17、厚さ１μｍ）からなるｎ型クラッド
層４０を形成させる。そして、成長温度を１０５０℃に
おいて、成長圧力７６０Ｔorrまで上げて、ｎ型クラッ
ド層４０において、Ｓiドープｎ型ＧaＮ（シリコン濃度
４×１０17、厚さ０.１μｍ）からなるｎ型光閉じ込め
層４１を形成させる。
【００６２】ここで、成長温度を７８０℃に設定し、成
長圧力７６０Ｔorrで、ｎ型光閉じ込め層４１表面に、
Ｉn0.2Ｇa0.8Ｎ（厚さ３nm）井戸層とＩn0.05Ｇa0.95Ｎ
(厚さ５nm)バリア層とからなるアンドープＭＱＷ層４
２（井戸数３個）を成長させる。そして、成長温度を１
０５０℃に設定し、成長圧力を１００Ｔorrに下げ、ア
ンドープＭＱＷ層４２表面に、Ｍgがドープされたｐ型
のＡl0.2Ｇa0.8Ｎ（Ｍg濃度２×１０17、厚さ２０nｍ）
からなるキャップ層４３を形成させる。
長圧力７６０Ｔorrで、ｎ型光閉じ込め層４１表面に、
Ｉn0.2Ｇa0.8Ｎ（厚さ３nm）井戸層とＩn0.05Ｇa0.95Ｎ
(厚さ５nm)バリア層とからなるアンドープＭＱＷ層４
２（井戸数３個）を成長させる。そして、成長温度を１
０５０℃に設定し、成長圧力を１００Ｔorrに下げ、ア
ンドープＭＱＷ層４２表面に、Ｍgがドープされたｐ型
のＡl0.2Ｇa0.8Ｎ（Ｍg濃度２×１０17、厚さ２０nｍ）
からなるキャップ層４３を形成させる。
【００６３】次に、成長温度１０５０℃において、成長
圧力を７６０Ｔorrに上げて、キャップ層４３表面に、
Ｍgがドープされたｐ型のＧaＮ（Ｍg濃度２×１０17、
厚さ０.１μｍ）からなるｐ型光閉じ込め層４４を形成
させる。そして、成長温度１０５０℃において、成長圧
力を１００Ｔorrに下げ、ｐ型光閉じ込め層４４表面
に、Ｍgがドープされたｐ型のＡl0.1Ｇa0.9Ｎ（Ｍg濃度
２×１０17、厚さ０.５μｍ）からなるｐ型クラッド層
４５を成長させる。
圧力を７６０Ｔorrに上げて、キャップ層４３表面に、
Ｍgがドープされたｐ型のＧaＮ（Ｍg濃度２×１０17、
厚さ０.１μｍ）からなるｐ型光閉じ込め層４４を形成
させる。そして、成長温度１０５０℃において、成長圧
力を１００Ｔorrに下げ、ｐ型光閉じ込め層４４表面
に、Ｍgがドープされたｐ型のＡl0.1Ｇa0.9Ｎ（Ｍg濃度
２×１０17、厚さ０.５μｍ）からなるｐ型クラッド層
４５を成長させる。
【００６４】次に、成長温度１０５０℃において、成長
圧力を１４００Ｔorrに上げて、ｐ型クラッド層４５表
面に、Ｍgがドープされたｐ型のＧaＮ（Ｍg濃度２×１
０17、厚さ0.1μｍ）からなるｐ型コンタクト層４６を
成長させる。上述した各層の製造順序により、ＬＤ構造
を順次形成させる。
圧力を１４００Ｔorrに上げて、ｐ型クラッド層４５表
面に、Ｍgがドープされたｐ型のＧaＮ（Ｍg濃度２×１
０17、厚さ0.1μｍ）からなるｐ型コンタクト層４６を
成長させる。上述した各層の製造順序により、ＬＤ構造
を順次形成させる。
【００６５】また、ドライエッチングにより、ｐ型クラ
ッド層４５及びｐ型コンタクト層４６を含んだメサ型４
７を部分的に残した構造を形成した後、ＳiＯ2絶縁膜４
８を積層し、メサ部分の頭出しを露光技術により行い、
リッジ構造を形成した。さらに、ｎ型のＡl0.1Ｇa0.9Ｎ
基板３９裏面には、Ｔi/Ａlからなるｎ電極４９を形成
させる。そして、ｐコンタクト層４６表面には、Ｎi/Ａ
uからなるｐ電極５０を形成させる。
ッド層４５及びｐ型コンタクト層４６を含んだメサ型４
７を部分的に残した構造を形成した後、ＳiＯ2絶縁膜４
８を積層し、メサ部分の頭出しを露光技術により行い、
リッジ構造を形成した。さらに、ｎ型のＡl0.1Ｇa0.9Ｎ
基板３９裏面には、Ｔi/Ａlからなるｎ電極４９を形成
させる。そして、ｐコンタクト層４６表面には、Ｎi/Ａ
uからなるｐ電極５０を形成させる。
【００６６】また、さらに、第５の実施形態では、ｎ型
のＡl0.1Ｇa0.9Ｎ基板３９を用いたが、代わりに、サフ
ァイア、ＳiＣ、ＧaＮなどでもよく、半導体基板の電気
的な極性もｐ型でもｉ型でも良い。
のＡl0.1Ｇa0.9Ｎ基板３９を用いたが、代わりに、サフ
ァイア、ＳiＣ、ＧaＮなどでもよく、半導体基板の電気
的な極性もｐ型でもｉ型でも良い。
【００６７】加えて、第５の実施形態では、ｎ型クラッ
ド層４０，キャップ層４３及びｐ型クラッド層４５等の
ＡlＧaＮの成長圧力を１００Ｔorrにしたが、７６０Ｔo
rr以下であればよく、好ましくは３００Ｔorr以下であ
ればよい。また、ＡlＧaＮ以外の層における成長圧力
は、７６０Ｔorrとしたが、３００Ｔorr以上であればよ
く、常圧以上でもよい。
ド層４０，キャップ層４３及びｐ型クラッド層４５等の
ＡlＧaＮの成長圧力を１００Ｔorrにしたが、７６０Ｔo
rr以下であればよく、好ましくは３００Ｔorr以下であ
ればよい。また、ＡlＧaＮ以外の層における成長圧力
は、７６０Ｔorrとしたが、３００Ｔorr以上であればよ
く、常圧以上でもよい。
【００６８】上述したように、第４の実施形態の半導体
レーザによれば、３００Ｔorr以下の低圧力下でＡlＧa
Ｎの層の成長を行うことにより、ＴＭＡとアンモニアと
の中間反応が抑制される。これにより、ＡlＧaＮの層に
おけるＡl組成、成長レート、Ｍgドーピング濃度等の面
内不均一性が解消され、製造における窒化物半導体素子
の歩留まりを向上させることができる。
レーザによれば、３００Ｔorr以下の低圧力下でＡlＧa
Ｎの層の成長を行うことにより、ＴＭＡとアンモニアと
の中間反応が抑制される。これにより、ＡlＧaＮの層に
おけるＡl組成、成長レート、Ｍgドーピング濃度等の面
内不均一性が解消され、製造における窒化物半導体素子
の歩留まりを向上させることができる。
【００６９】また、第４の実施形態の半導体レーザによ
れば、ｐ型コンタクト層４６の形成時に成長圧力を３０
０Ｔorr以上とすることにより、実効的な窒素原料の圧
力が大きくなり、ＡlＧaＮの層からの窒素抜けの少ない
窒化物半導体が実現できる。このような窒素抜けの少な
い窒化物半導体のＡlＧaＮの結晶により、ｐ型コンタク
ト層４６とｐ電極５０とでコンタクトをとると、窒素抜
けしたｐコンタクト層のコンタクト抵抗に比較して、コ
ンタクトの抵抗値を低く（従来と比較して１桁以上）抑
えることが可能となる。
れば、ｐ型コンタクト層４６の形成時に成長圧力を３０
０Ｔorr以上とすることにより、実効的な窒素原料の圧
力が大きくなり、ＡlＧaＮの層からの窒素抜けの少ない
窒化物半導体が実現できる。このような窒素抜けの少な
い窒化物半導体のＡlＧaＮの結晶により、ｐ型コンタク
ト層４６とｐ電極５０とでコンタクトをとると、窒素抜
けしたｐコンタクト層のコンタクト抵抗に比較して、コ
ンタクトの抵抗値を低く（従来と比較して１桁以上）抑
えることが可能となる。
【００７０】以上、本発明の第１の実施形態〜第５の実
施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成
はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨
を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含ま
れる。
施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成
はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨
を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含ま
れる。
【００７１】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、Ａl
ＧaＮをより低圧力で成長を行うことで、ＴＭＡとアン
モニアとの中間反応が抑制されて、Ａl組成、成長レー
ト、Ｍgドーピング濃度等の面内不均一性が解消され、
窒化物半導体素子の歩留まりを改善できる。
ＧaＮをより低圧力で成長を行うことで、ＴＭＡとアン
モニアとの中間反応が抑制されて、Ａl組成、成長レー
ト、Ｍgドーピング濃度等の面内不均一性が解消され、
窒化物半導体素子の歩留まりを改善できる。
【００７２】また、本発明によれば、ｐコンタクト層形
成時に成長圧力を大きくすることで、実効的な窒素原料
の圧力が大きくなり、窒素抜けの少ない窒化物半導体が
実現できる。このような窒素抜けの少ない窒化物半導体
の結晶でｐ型コンタクト電極をとると、窒素抜けしたｐ
コンタクト層のコンタクト抵抗に比べて、抵抗値を一桁
程低く抑えることが可能となる。これにより、半導体レ
ーザやＬＥＤ等の動作電圧を低減でき、素子寿命も改善
することが可能である。従って、本発明によると動作電
圧が低く、長寿命かつ素子歩留まりが向上し、量産向け
の窒化物半導体素子が容易に実現できる。
成時に成長圧力を大きくすることで、実効的な窒素原料
の圧力が大きくなり、窒素抜けの少ない窒化物半導体が
実現できる。このような窒素抜けの少ない窒化物半導体
の結晶でｐ型コンタクト電極をとると、窒素抜けしたｐ
コンタクト層のコンタクト抵抗に比べて、抵抗値を一桁
程低く抑えることが可能となる。これにより、半導体レ
ーザやＬＥＤ等の動作電圧を低減でき、素子寿命も改善
することが可能である。従って、本発明によると動作電
圧が低く、長寿命かつ素子歩留まりが向上し、量産向け
の窒化物半導体素子が容易に実現できる。
【図１】 本発明の第１の実施形態による半導体レーザ
（窒化物半導体発光素子）の断面構造図である。
（窒化物半導体発光素子）の断面構造図である。
【図２】 本発明の第２の実施形態による発光ダイオー
ド（窒化物半導体発光素子）の断面構造図である。
ド（窒化物半導体発光素子）の断面構造図である。
【図３】 本発明の第３の実施形態による半導体レーザ
（窒化物半導体発光素子）の断面構造図である。
（窒化物半導体発光素子）の断面構造図である。
【図４】 本発明の第４の実施形態による発光ダイオー
ド（窒化物半導体発光素子）の断面構造図である。
ド（窒化物半導体発光素子）の断面構造図である。
【図５】 本発明の第５の実施形態による発光レーザ
（窒化物半導体発光素子）の断面構造図である。
（窒化物半導体発光素子）の断面構造図である。
【図６】 従来例による窒化物系化合物による半導体レ
ーザの断面構造図である。
ーザの断面構造図である。
1 ｎ型基板 2 ｎ型クラッド層 3 ｎ型光閉じ込め層 4 ＭＱＷ活性層 5 ｐ型キャップ層 6 ｐ型光閉じ込め層 7 ｐ型クラッド層 8 ｐ型コンタクト層 9 メサ型 10 ＳiＯ2絶縁膜 11 ｎ電極 12 ｐ電極 13 ｎ型基板 14 ｎ型クラッド層 15 活性層 16 ｐ型クラッド層 17 ｐ型コンタクト層 18 ｎ電極 19 ｐ電極 20 ｎ型基板 21 ｎ型クラッド層 22 ｎ型光閉じ込め層 23 ＭＱＷ活性層 24 ｐ型キャップ層 25 ｐ型光閉じ込め層 26 ｐ型クラッド層 27 ｐ型コンタクト層 28 メサ型 29 ＳiＯ2絶縁膜 30 ｎ電極 31 ｐ電極 32 n型基板 33 ｎ型クラッド層 34 活性層 35 ｐ型クラッド層 36 ｐ型コンタクト層 37 ｎ電極 38 ｐ電極 39 ｎ型基板 40 ｎ型クラッド層 41 ｎ型光閉じ込め層 42 ＭＱＷ活性層 43 ｐ型キャップ層 44 ｐ型光閉じ込め層 45 ｐ型クラッド層 46 ｐ型コンタクト層 47 メサ型 48 ＳiＯ2絶縁膜 49 ｎ電極 50 ｐ電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4M104 AA03 AA04 AA07 AA09 BB05 BB14 CC01 DD21 FF03 FF13 GG04 HH15 5F041 AA24 AA44 CA04 CA05 CA33 CA34 CA40 CA46 CA65 CA99 5F073 AA13 AA74 CA07 CA17 CB02 CB04 CB05 CB10 DA05 EA28
Claims (10)
- 【請求項１】 有機金属気相成長法により製造された化
合物半導体装置において、 半導体基板と、 この上表面に順次重ねて形成された、組成が同様な複数
の化合物半導体層と、 前記半導体基板に形成された第１の電極と、 最上層の前記化合物半導体層に形成された第２の電極と
を具備し、 前記化合物半導体層毎に形成されるときの気相成長の圧
力が異なることを特徴とする化合物半導体装置。 - 【請求項２】 前記化合物半導体層がＩnXＡlYＧa1-X-Y
Ｎ（X≧0,Y≧0,X+Y≦1）からなる窒化物半導体であるこ
とを特徴とする請求項１記載の化合物半導体装置。 - 【請求項３】 前記化合物半導体層が、Ａlを含んだＩn
XＡlYＧa1-X-YＮ（X≧0,Y＞0,X+Y≦1）の化合物半導体
を成長させた一の化合物半導体層と、Ａlを含まないＩn
XＧa1-XＮ（X≦1）の化合物半導体を成長させた他の化
合物半導体層からなる窒化物半導体とであり、前記一の
化合物半導体層の成長圧力が、前記他の化合物半導体層
の成長圧力より低いことを特徴とする請求項１または請
求項２に記載の化合物半導体装置。 - 【請求項４】 前記一の化合物半導体層、すなわちＡl
を含んだＩnXＡlYＧa1-X-YＮ（X≧0,Y＞0,X+Y≦1）の化
合物半導体を成長させるときの成長圧力が300Torr以下
であることを特徴とする請求項３に記載の化合物半導体
装置。 - 【請求項５】 前記第２の電極がｐ型電極であり、前記
半導体基板の表面に形成された、このｐ型電極と接する
最上層の前記化合物半導体層が、ｐ型のＩnXＡlYＧa1-X
-YＮ（X≧0,Y＞0,X+Y≦1）の化合物半導体で形成された
ｐコンタクト層であり、このｐコンタクト層の成長圧力
が他の化合物半導体層の成長圧力とひかくして高いこと
を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載
の化合物半導体装置。 - 【請求項６】 有機金属気相成長法による窒化物系化合
物半導体装置の製造方法において、 組成が同様な複数の化合物半導体層を異なった気相成長
の圧力により、半導体表面に順次重ねて形成する工程を
有することを特徴とする化合物半導体装置の製造方法。 - 【請求項７】 前記化合物半導体層がＩnXＡlYＧa1-X-Y
Ｎ（X≧0,Y≧0,X+Y≦1）からなる窒化物半導体であるこ
とを特徴とする請求項６記載の化合物半導体装置。 - 【請求項８】 前記化合物半導体層が、Ａlを含んだＩn
XＡlYＧa1-X-YＮ（X≧0,Y＞0,X+Y≦1）の化合物半導体
を成長させた一の化合物半導体層と、Ａlを含まないＩn
XＧa1-XＮ（X≦1）の化合物半導体を成長させた他の化
合物半導体層からなる窒化物半導体とであり、前記一の
化合物半導体層の成長圧力が、前記他の化合物半導体層
の成長圧力より低いことを特徴とする請求項６または請
求項７に記載の化合物半導体装置。 - 【請求項９】 前記一の化合物半導体層、すなわちＡl
を含んだＩnXＡlYＧa1-X-YＮ（X≧0,Y＞0,X+Y≦1）の化
合物半導体を成長させるときの成長圧力が300Torr以下
であることを特徴とする請求項８に記載の化合物半導体
装置。 - 【請求項１０】 前記第２の電極がｐ型電極であり、前
記半導体基板の表面に形成された、このｐ型電極と接す
る最上層の前記化合物半導体層が、ｐ型のＩnXＡlYＧa1
-X-YＮ（X≧0,Y＞0,X+Y≦1）の化合物半導体で形成され
たｐコンタクト層であり、このｐコンタクト層の成長圧
力が他の化合物半導体層の成長圧力とひかくして高いこ
とを特徴とする請求項６ないし請求項９のいずれかに記
載の化合物半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14728099A JP2000340892A (ja) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | 化合物半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14728099A JP2000340892A (ja) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | 化合物半導体装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000340892A true JP2000340892A (ja) | 2000-12-08 |
Family
ID=15426648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14728099A Pending JP2000340892A (ja) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | 化合物半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000340892A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7058105B2 (en) | 2002-10-17 | 2006-06-06 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Semiconductor optoelectronic device |
| WO2007083647A1 (ja) * | 2006-01-18 | 2007-07-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 窒化物半導体発光装置 |
| JP2007537600A (ja) | 2004-05-10 | 2007-12-20 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 有機金属気相成長法による非極性窒化インジウムガリウム薄膜、ヘテロ構造物およびデバイスの製作 |
| KR100887089B1 (ko) | 2004-11-23 | 2009-03-04 | 삼성전기주식회사 | 반도체 레이저 다이오드 |
| US8502246B2 (en) | 2004-05-10 | 2013-08-06 | The Regents Of The University Of California | Fabrication of nonpolar indium gallium nitride thin films, heterostructures and devices by metalorganic chemical vapor deposition |
| WO2024204636A1 (ja) * | 2023-03-30 | 2024-10-03 | 旭化成株式会社 | 窒化物半導体素子、窒化物半導体積層体の製造方法、及び窒化物半導体素子の製造方法 |
-
1999
- 1999-05-26 JP JP14728099A patent/JP2000340892A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7058105B2 (en) | 2002-10-17 | 2006-06-06 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Semiconductor optoelectronic device |
| JP2007537600A (ja) | 2004-05-10 | 2007-12-20 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 有機金属気相成長法による非極性窒化インジウムガリウム薄膜、ヘテロ構造物およびデバイスの製作 |
| US8502246B2 (en) | 2004-05-10 | 2013-08-06 | The Regents Of The University Of California | Fabrication of nonpolar indium gallium nitride thin films, heterostructures and devices by metalorganic chemical vapor deposition |
| US8882935B2 (en) | 2004-05-10 | 2014-11-11 | The Regents Of The University Of California | Fabrication of nonpolar indium gallium nitride thin films, heterostructures, and devices by metalorganic chemical vapor deposition |
| KR100887089B1 (ko) | 2004-11-23 | 2009-03-04 | 삼성전기주식회사 | 반도체 레이저 다이오드 |
| WO2007083647A1 (ja) * | 2006-01-18 | 2007-07-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 窒化物半導体発光装置 |
| US8044430B2 (en) | 2006-01-18 | 2011-10-25 | Panasonic Corporation | Nitride semiconductor light-emitting device comprising multiple semiconductor layers having substantially uniform N-type dopant concentration |
| JP5108532B2 (ja) * | 2006-01-18 | 2012-12-26 | パナソニック株式会社 | 窒化物半導体発光装置 |
| WO2024204636A1 (ja) * | 2023-03-30 | 2024-10-03 | 旭化成株式会社 | 窒化物半導体素子、窒化物半導体積層体の製造方法、及び窒化物半導体素子の製造方法 |
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