JPH10326911A - p型III族ナイトライド化合物半導体およびその製造方法 - Google Patents

p型III族ナイトライド化合物半導体およびその製造方法

Info

Publication number
JPH10326911A
JPH10326911A JP13540697A JP13540697A JPH10326911A JP H10326911 A JPH10326911 A JP H10326911A JP 13540697 A JP13540697 A JP 13540697A JP 13540697 A JP13540697 A JP 13540697A JP H10326911 A JPH10326911 A JP H10326911A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
type
group iii
compound semiconductor
nitride compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP13540697A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3642157B2 (ja
JPH10326911A5 (ja
Inventor
Yasunori Asazuma
庸紀 朝妻
Katsunori Yanashima
克典 簗嶋
Takao Miyajima
孝夫 宮嶋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=15150989&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JPH10326911(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP13540697A priority Critical patent/JP3642157B2/ja
Priority to TW087107841A priority patent/TW387106B/zh
Priority to DE69803721T priority patent/DE69803721T3/de
Priority to EP98109371A priority patent/EP0881666B2/en
Priority to KR1019980018774A priority patent/KR100613814B1/ko
Priority to US09/084,187 priority patent/US6104039A/en
Publication of JPH10326911A publication Critical patent/JPH10326911A/ja
Publication of JPH10326911A5 publication Critical patent/JPH10326911A5/ja
Publication of JP3642157B2 publication Critical patent/JP3642157B2/ja
Application granted granted Critical
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/80Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials
    • H10D62/82Heterojunctions
    • H10D62/824Heterojunctions comprising only Group III-V materials heterojunctions, e.g. GaN/AlGaN heterojunctions
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/80Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials
    • H10D62/85Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials being Group III-V materials, e.g. GaAs
    • H10D62/854Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials being Group III-V materials, e.g. GaAs further characterised by the dopants
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/01Manufacture or treatment
    • H10H20/011Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers
    • H10H20/013Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group III-V materials
    • H10H20/0133Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group III-V materials with a substrate not being Group III-V materials
    • H10H20/01335Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group III-V materials with a substrate not being Group III-V materials the light-emitting regions comprising nitride materials
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80Constructional details
    • H10H20/81Bodies
    • H10H20/822Materials of the light-emitting regions
    • H10H20/824Materials of the light-emitting regions comprising only Group III-V materials, e.g. GaP
    • H10H20/825Materials of the light-emitting regions comprising only Group III-V materials, e.g. GaP containing nitrogen, e.g. GaN
    • H10H20/8252Materials of the light-emitting regions comprising only Group III-V materials, e.g. GaP containing nitrogen, e.g. GaN characterised by the dopants

Landscapes

  • Led Devices (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 結晶性および電気伝導性を向上させると共
に、結晶の成長面内における組成比やp型不純物濃度を
均一とする。 【解決手段】 AlGaN混晶よりなる厚さ1〜100
nm程度の第1の層11と、Mgが添加されたp型Ga
Nよりなる厚さ1〜100nm程度の第2の層12とを
交互に複数積層する。各層11,12はそれぞれ薄いの
で、第1の層11がMgを含まず第2の層12がAlを
含まなくても全体としてはp型AlGaN混晶としての
性質を有する。積層に際してはAlの原料とMgの原料
とを時間的に分離して供給するので、良好な結晶の成長
を妨害するAlの原料とMgの原料との反応を防止でき
る。よって、良好な結晶を成長させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガリウム(G
a),アルミニウム(Al),ホウ素(B)およびイン
ジウム(In)からなる群のうちの少なくとも1種のI
II族元素と、窒素(N)と、マグネシウム(Mg),
亜鉛(Zn)および炭素(C)からなる群のうちの少な
くとも1種のp型不純物とを含むp型III族ナイトラ
イド化合物半導体およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、短波長光源素子,耐環境素子また
は高周波電子素子などの分野では、これらを構成する材
料としてGaN,AlGaN混晶,InGaN混晶また
はBAlGaInN混晶などのIII族ナイトライド化
合物半導体が有望視されている。特に最近、このIII
族ナイトライド化合物半導体を用いた発光ダイオード
(LED)が実用化され注目を集めている。また、半導
体レーザ(LD)の達成も報告され、光ディスクを初め
とした応用が期待されている。
【0003】このような素子の実用化を図る際には、デ
バイスとして使用し得る程度の高品質なIII族ナイト
ライド化合物半導体を効率よく作製することが重要であ
る。特に、光デバイスにおいては、光や電子を正孔に閉
じ込めかつ効率よく電流を流すために、高品質のp型お
よびn型のIII族ナイトライド化合物半導体を作製す
ることが望まれる。
【0004】ちなみに、III族ナイトライド化合物半
導体を作製する方法としては、有機金属気相成長(Meta
l Organic Chemical Vapor Deposition ;MOCVD)
法や分子線エピタキシー(Molecular Beam Epitaxy;M
BE)などがある。例えばMOCVD法では、ゲルマニ
ウム,アルミニウムおよびインジウムなどのIII族元
素の原料ガス(有機金属ガス)を窒素の原料ガス(例え
ばアンモニア(NH3)ガス)と共に加熱した基板の上
に供給して反応させ、III族ナイトライド化合物半導
体を基板の上にエピタキシャル成長させる。また、MB
E法では、III族元素および窒素の粒子線を基板に照
射して、III族ナイトライド化合物半導体を基板の上
にエピタキシャル成長させる。
【0005】その際、n型の半導体を作製するのであれ
ば、珪素(Si)などのn型不純物の原料ガスあるいは
粒子線をIII族元素および窒素の原料ガスあるいは粒
子線と共に供給する。これにより、容易に高い結晶性お
よび電気伝導性を有するn型のIII族ナイトライド化
合物半導体を作製することができる。一方、p型の半導
体を作製するのであれば、マグネシウム,亜鉛あるいは
炭素などのp型不純物の原料ガスあるいは粒子線をII
I族元素および窒素の原料ガスあるいは粒子線と共に供
給して結晶を成長させたのち、必要に応じて低速電子線
照射や熱アニールなどによりキャリアを活性化させる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、n型の
III族ナイトライド化合物半導体は容易に作製するこ
とができるのに対し、p型のIII族ナイトライド化合
物半導体は作製が困難であり、結晶性および電気伝導性
が低く、また結晶の成長面内(基板の表面と平行な面
内)において組成比やp型不純物濃度が不均一になって
しまうという問題があった。これは、III族元素の原
料ガスあるいは粒子線とp型不純物の原料ガスあるいは
粒子線とが基板に到達する前に反応してしまうためであ
ると考えられる。
【0007】特に、p型不純物としてマグネシウムを添
加したp型AlGaN混晶の作製は困難であり、母体結
晶であるAlGaN混晶のアルミニウム組成がマグネシ
ウムを添加しない場合に比べて著しく低くなってしまう
と共に、p型としての電気的特性も同程度のマグネシウ
ムを添加したGaNに比べて著しく劣ってしまう。すな
わち、III族元素のうち特にアルミニウムとp型不純
物のマグネシウムとが反応しやすいものと考えられる。
【0008】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、結晶性および電気伝導性が高く、か
つ結晶の成長面内における組成比やp型不純物濃度が均
一のp型III族ナイトライド化合物半導体およびその
製造方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のp型III族ナ
イトライド化合物半導体は、ガリウム,アルミニウム,
ホウ素およびインジウムからなる群のうちの少なくとも
1種のIII族元素と、窒素と、マグネシウム,亜鉛お
よび炭素からなる群のうちの少なくとも1種のp型不純
物とを含むものであって、組成あるいは含有するIII
族元素の種類とp型不純物濃度とが互いに異なる第1の
層と第2の層とを交互に複数層それぞれ備えたものであ
る。
【0010】本発明のp型III族ナイトライド化合物
半導体の製造方法は、ガリウム,アルミニウム,ホウ素
およびインジウムからなる群のうちの少なくとも1種の
III族元素と、窒素と、マグネシウム,亜鉛および炭
素からなる群のうちの少なくとも1種のp型不純物とを
含むp型III族ナイトライド化合物半導体を製造する
ものであって、III族元素のうちの少なくとも1種を
第1の層および第2の層のうちの第1の層のみに含みか
つp型不純物のうちの少なくとも1種を第1の層および
第2の層のうちの第2の層のみに含む第1の層と第2の
層とを交互にそれぞれ複数積層する積層工程を含むもの
である。
【0011】このp型III族ナイトライド化合物半導
体では、組成あるいは含有するIII族元素の種類とp
型不純物濃度とが互いに異なる第1の層と第2の層とが
交互に複数層それぞれ積層されており、全体で1つのp
型III族ナイトライド化合物半導体としての性質を有
している。
【0012】このp型III族ナイトライド化合物半導
体の製造方法では、積層工程により、III族元素のう
ちの少なくとも1種を第1の層および第2の層のうちの
第1の層のみに含みかつp型不純物のうちの少なくとも
1種を第1の層および第2の層のうちの第2の層のみに
含む第1の層と第2の層とを交互にそれぞれ複数積層す
る。これにより、共に含まれると良好な結晶を成長させ
ることができないIII族元素とp型不純物とを、第1
の層と第2の層とに分けて形成することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
【0014】図1は本発明の一実施の形態に係るp型I
II族ナイトライド化合物半導体の構成を表すものであ
る。このp型III族ナイトライド化合物半導体は、I
II族元素であるアルミニウムおよびガリウムと窒素と
からなる母体結晶にp型不純物としてマグネシウムが添
加されたものである。但し、このp型III族ナイトラ
イド化合物半導体は、組成あるいは含有するIII族元
素の種類およびp型不純物濃度が全体にわたって均一な
わけではなく、それらが互いに異なる第1の層11と第
2の層12とを交互に複数層それぞれ備えている。
【0015】例えば、図1において括弧書きにより例示
したように、第1の層11はAlGaN混晶により構成
され、第2の層12はp型不純物としてマグネシウムを
含むp型GaNにより構成される。すなわち、このp型
III族ナイトライド化合物半導体は、構成元素である
III族元素のアルミニウとp型不純物のマグネシウム
とのうち、アルミニウムを含みマグネシウムを含まない
第1の層11とマグネシウムを含みアルミニウムを含ま
ない第2の層12とを交互に積層したものである。
【0016】また、図1においては例示してないが、第
1の層11は第2の層12よりもp型不純物濃度が低く
III族元素のアルミニウム組成比が高いマグネシウム
含有p型AlGaN混晶により構成され、第2の層12
は第1の層11よりもp型不純物濃度が高くアルミニウ
ム組成比が低いマグネシウム含有p型AlGaN混晶に
より構成される場合もある。すなわち、このp型III
族ナイトライド化合物半導体は、第2の層12よりもア
ルミニウムを多く含む第1の層11と、第1の層11よ
りもマグネシウムを多く含む第2の層12とを交互に積
層したものである。
【0017】なお、第1の層11および第2の層12の
厚さは、例えばそれぞれ1〜100nm程度である。こ
のように、本実施の形態に係るp型III族ナイトライ
ド化合物半導体は第1の層11および第2の層12の厚
さがそれぞれ薄いので、マグネシウムを含まない第1の
層11とアルミニウムを含まない第2の層12とを積層
したものであっても、全体としてはp型AlGaN混晶
としての性質を持つことができる。また、マグネシウム
の濃度およびアルミニウムの組成比が異なる第1の層1
1と第2の層とを積層したものであっても、全体として
は1つのp型AlGaN混晶としての性質を持つことが
できる。ちなみに、第1の層11と第2の層12の厚さ
は同一でも同一でなくてもよい。
【0018】このような構成を有するp型III族ナイ
トライド化合物半導体は次のようにして製造することが
できる。
【0019】まず、適宜な基板(例えばサファイア基
板)を用意し、適宜な炉内においてMOCVD法あるい
はMBE法などにより、第1の層11としてマグネシウ
ムを添加しないAlGaN混晶層と、第2の層12とし
てマグネシウムを添加したp型GaN層とを交互に積層
する(積層工程)。
【0020】例えば、MOCVD法であれば、基板を適
宜に加熱(例えば800〜1000℃)しながら適宜な
原料ガスをキャリアガスと共に選択的に炉内に供給し、
基板の上に各結晶層を成長させる。例えば、アルミニウ
ムの原料ガスとしてはトリメチルアルミニウムガス
((CH3 3 Al),ガリウムの原料ガスとしてはト
リメチルガリウムガス((CH3 3 Ga),窒素の原
料ガスとしてはアンモニアガス,マグネシウムの原料ガ
スとしてはビス=メチルシクロペンタジエニルマグネシ
ウムガス(MeCp2 Mg)やビス=シクロペンタジエ
ニルマグネシウムガス(Cp2 Mg)を用いる。キャリ
アガスとしては、水素ガス(H2 )や窒素ガス(N2
などを用いる。なお、AlGaN混晶層を成長させる時
には原料ガスのうちアルミニウム,ガリウムおよび窒素
の原料ガスを選択的に供給し、p型GaN層を成長させ
る時にはマグネシウム,ガリウムおよび窒素の原料ガス
を選択的に供給する。
【0021】また、MBE法であれば、アルミニウム,
ガリウム,窒素およびマグネシウムの各粒子線を基板に
対して選択的に照射し、各結晶層を成長させる。
【0022】このようにして第1の層11と第2の層1
2とを成長させたのち、必要に応じて熱処理を行う。こ
れにより、第1の層11(AlGaN混晶層)のアルミ
ニウムと第2の層12(p型GaN層)のマグネシウム
とが一部において互いに拡散する。よって、この熱処理
を行った場合、第1の層11はマグネシウムの濃度が低
くアルミニウムの組成比が高いp型AlGaN混晶層と
なり、第2の層12はマグネシウムの濃度が高くアルミ
ニウムの組成比が低いp型AlGaN混晶層となる。以
上により、本実施の形態に係るp型III族ナイトライ
ド化合物半導体が形成される。
【0023】このように本実施の形態に係るp型III
族ナイトライド化合物半導体によれば、AlGaN混晶
よりなる第1の層11とp型不純物としてマグネシウム
を含むp型GaNよりなる第2の層12とを交互に複数
層それぞれ備えるようにしたので、あるいはわずかにマ
グネシウムを含むp型AlGaN混晶よりなる第1の層
11とわずかにアルミニウムを含むp型AlGaN混晶
よりなる第2の層12とを交互に複数層それぞれ備える
ようにしたので、第1の層11および第2の層12の結
晶性などをそれぞれ容易に高めることができる。よっ
て、全体としてはp型AlGaN混晶としての性質を持
たせつつ、結晶性および電気伝導性を向上させることが
できると共に、成長面内における組成およびp型不純物
濃度の均一性も向上させることができる。
【0024】また、本実施の形態に係るp型III族ナ
イトライド化合物半導体の製造方法によれば、第1の層
11としてのAlGaN混晶層と第2の層12としての
p型GaN層とを交互に積層するようにしたので、同時
に供給すると良好な結晶を成長させることができないア
ルミニウムの原料とマグネシウムの原料とを時間的に分
離して供給することができ、結晶性または電気伝導性が
高く成長面内における組成またはp型不純物濃度が均一
の第1の層11および第2の層12をそれぞれ形成する
ことができる。従って、全体としてはp型AlGaN混
晶としての性質を持つ良好なp型III族ナイトライド
化合物半導体を容易に製造することができる。
【0025】
【実施例】更に、具体的な実施例を挙げて本発明を説明
する。
【0026】本実施例では、まず、図2に示したよう
に、サファイアよりなる基板21の上に厚さ約20nm
のGaNよりなるバッファ層22および厚さ約1μmの
GaN層23を形成し、その上に厚さ10nmのAlG
aN混晶よりなる第1の層11と厚さ10nmのマグネ
シウムを添加したp型GaNよりなる第2の層12とを
交互に20層づつ積層した。
【0027】なお、これらの各層は図3に示したように
してMOCVD法により形成した。すなわち、適宜な反
応炉31の内部に設けられた載置台32の上に基板21
を載置し、原料ガスをキャリアガスと共に基板21の表
面(すなわち成長面)に対して平行に流した。また、基
板21を載置台32に設けた図示しない加熱装置によっ
て1000℃に加熱した。
【0028】ちなみに、アルミニウムの原料ガスにはト
リメチルアルミニウムガスを、ガリウムの原料ガスには
トリメチルガリウムガスを、窒素の原料ガスにはアンモ
ニアガスを、マグネシウムの原料ガスにはビス=メチル
シクロペンタジエニルマグネシウムガスをそれぞれ用
い、成長させる層に応じて選択的に炉内に供給した。す
なわち、第1の層11を成長させる際にはトリメチルア
ルミニウムガスとトリメチルガリウムガスとアンモニア
ガスとをそれぞれ供給し、第2の層12を成長させる際
にはビス=メチルシクロペンタジエニルマグネシウムガ
スとトリメチルガリウムガスとアンモニアガスとをそれ
ぞれ供給した。また、キャリアガスには水素ガスと窒素
ガスを用いた。
【0029】次いで、キャリアを活性化するための熱処
理を行った。以上により、本実施例の試料を作製した。
【0030】そののち、この作製した試料に関し、第1
の層11と第2の層12について積層方向全体を平均し
たアルミニウムの組成比をX線回折により分析した。分
析は試料の成長面内における複数の位置(中心と上流側
と下流側の3点)について行った。その分析結果を従来
例と比較して図4に示す。なお、従来例は、本実施例の
第1の層11および第2の層12に代えて、アルミニウ
ムとガリウムと窒素とマグネシウムの各原料ガスを同時
にそれぞれ供給してp型AlGaN混晶層を形成したこ
とを除き、本実施例と同様にして作製した。
【0031】図4からわかるように、従来例はアルミニ
ウムの組成比が原料ガスの上流側で大きく、中央から下
流側にかけては急速に小さくなっていた。これは、アル
ミニウムとマグネシウムの原料ガスが上流側で反応して
しまい、成長面内におけるアルミニウムの組成比が不均
一になってしまったものと考えられる。これに対して、
本実施例は試料の位置によるアルミニウムの組成比の差
が小さく、平均的にアルミニウムの組成比が高くなって
いた。すなわち、本実施例によれば従来例に比べて結晶
性および成長面内における組成の均一性が向上すること
がわかった。
【0032】また、この作製した試料に関し、キャリア
濃度を測定したところ1〜3×1017cm-3であった。
従来例についてもキャリア濃度を測定しようとしたが、
抵抗が高く電極を設置してもオーミックコンタクトを取
ることができず、測定不能であった。すなわち、本実施
例によれば従来例に比べて電気伝導性も向上することが
わかった。
【0033】以上、実施の形態および実施例を挙げて本
発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態および
実施例に限定されるものではなく、その均等の範囲で種
々変形可能である。例えば、上記実施の形態および上記
実施例においては、III族元素であるアルミニウムお
よびガリウムと窒素とからなる母体結晶にp型不純物と
してマグネシウムを添加したp型III族ナイトライド
化合物半導体について説明したが、本発明は、ガリウ
ム,アルミニウム,ホウ素およびインジウムからなる群
のうちの少なくとも1種のIII族元素と、窒素と、マ
グネシウム,亜鉛および炭素からなる群のうちの少なく
とも1種のp型不純物とを含むp型III族ナイトライ
ド化合物半導体について広く適用することができる。
【0034】なお、その製造に際しては、積層工程にお
いて、III族元素のうちの少なくとも1種を第1の層
および第2の層のうちの第1の層のみに含み、かつp型
不純物のうちの少なくとも1種を第1の層および第2の
層のうちの第2の層のみに含む第1の層と第2の層とを
交互にそれぞれ複数積層すればよい。
【0035】また、上記実施の形態においては、p型I
II族ナイトライド化合物半導体を第1の層11と第2
の層12とにより構成するようにしたが、本発明は、第
1の層11および第2の層12に加えて他の層を備えて
いてもよい。例えば、上記実施の形態において熱処理に
より第1の層11(AlGaN混晶層)のアルミニウム
と第2の層12(p型GaN層)のマグネシウムとがご
く狭い範囲で拡散した場合など、AlGaN混晶よりな
る第1の層11とp型GaNよりなる第2の層12との
間にp型AlGaN混晶よりなる第3の層をそれぞれ備
えていてもよい。
【0036】更に、上記実施の形態および上記実施例に
おいては、MOCVD法あるいはMBE法を用いて本発
明のp型III族ナイトライド化合物半導体を製造する
場合について説明したが、本発明は、他の方法を用いて
製造する場合についても広く適用することができる。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように本発明のp型III
族ナイトライド化合物半導体によれば、組成あるいは含
有するIII族元素の種類とp型不純物濃度とが互いに
異なる第1の層と第2の層とを交互に複数層それぞれ備
えるようにしたので、第1の層および第2の層の結晶性
などをそれぞれ容易に高めることができる。よって、全
体の結晶性および電気伝導性を向上させることができる
と共に、成長面内における組成およびp型不純物濃度の
均一性も向上させることができる。従って、このp型I
II族ナイトライド化合物半導体を用いて短波長光源素
子や耐環境素子や高周波電子素子などを構成すれば、そ
の品質を改善することができるという効果を奏する。
【0038】また、本発明のp型III族ナイトライド
化合物半導体の製造方法によれば、III族元素のうち
の少なくとも1種を第1の層および第2の層のうちの第
1の層のみに含みかつp型不純物のうちの少なくとも1
種を第1の層および第2の層のうちの第2の層のみに含
む第1の層と第2の層とを交互に積層するようにしたの
で、同時に供給すると良好な結晶を成長させることがで
きないIII族元素の原料とp型不純物の原料を時間的
に分離して供給することができる。よって、結晶性また
は電気伝導性が高く成長面内における組成またはp型不
純物濃度が均一の第1の層と第2の層とをそれぞれ形成
することができる。従って、全体としてはp型AlGa
N混晶としての性質を持つ良好なp型III族ナイトラ
イド化合物半導体を容易に製造することができるという
効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係るp型III族ナイ
トライド化合物半導体の構成図である。
【図2】本発明の一実施例においてMOCVD法により
成長させた試料の構成図である。
【図3】図2に示した試料をMOCVD法により成長さ
せる際の説明図である。
【図4】本発明の実施例で作製した試料の成長面内にお
ける位置とアルミニウムの組成比との関係を表す特性図
である。
【符号の説明】
11…第1の層、12…第2の層、21…基板、22…
バッファ層、23…GaN層、31…反応炉、32…載
置台

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガリウム,アルミニウム,ホウ素および
    インジウムからなる群のうちの少なくとも1種のIII
    族元素と、窒素と、マグネシウム,亜鉛および炭素から
    なる群のうちの少なくとも1種のp型不純物とを含むp
    型III族ナイトライド化合物半導体であって、 組成あるいは含有するIII族元素の種類とp型不純物
    濃度とが互いに異なる第1の層と第2の層とを交互に複
    数層それぞれ備えたことを特徴とするp型III族ナイ
    トライド化合物半導体。
  2. 【請求項2】 III族元素のうちの少なくとも1種を
    前記第1の層および前記第2の層のうちの前記第1の層
    のみに含み、かつp型不純物のうちの少なくとも1種を
    前記第1の層および前記第2の層のうちの第2の層のみ
    に含むことを特徴とする請求項1記載のp型III族ナ
    イトライド化合物半導体。
  3. 【請求項3】 III族元素として少なくともアルミニ
    ウムを含むと共にp型不純物として少なくともマグネシ
    ウムを含むp型III族ナイトライド化合物半導体であ
    って、 アルミニウムを前記第1の層および前記第2の層のうち
    の前記第1の層のみにあるいは前記第1の層の方に多く
    含み、かつマグネシウムを前記第1の層および前記第2
    の層のうちの第2の層のみにあるいは前記第2の層の方
    に多く含むことを特徴とする請求項1記載のp型III
    族ナイトライド化合物半導体。
  4. 【請求項4】 ガリウム,アルミニウム,ホウ素および
    インジウムからなる群のうちの少なくとも1種のIII
    族元素と、窒素と、マグネシウム,亜鉛および炭素から
    なる群のうちの少なくとも1種のp型不純物とを含むp
    型III族ナイトライド化合物半導体を製造する方法で
    あって、 III族元素のうちの少なくとも1種を第1の層および
    第2の層のうちの第1の層のみに含みかつp型不純物の
    うちの少なくとも1種を第1の層および第2の層のうち
    の第2の層のみに含む第1の層と第2の層とを交互にそ
    れぞれ複数積層する積層工程を含むことを特徴とするp
    型III族ナイトライド化合物半導体の製造方法。
  5. 【請求項5】 III族元素として少なくともアルミニ
    ウムを含むと共にp型不純物として少なくともマグネシ
    ウムを含むp型III族ナイトライド化合物半導体を製
    造する方法であって、 前記積層工程では、アルミニウムを第1の層および第2
    の層のうちの第1の層のみに含みかつマグネシウムを第
    1の層および第2の層のうちの第2の層のみに含む第1
    の層と第2の層とを積層することを特徴とする請求項4
    記載のp型III族ナイトライド化合物半導体の製造方
    法。
JP13540697A 1997-05-26 1997-05-26 p型III族ナイトライド化合物半導体、発光ダイオードおよび半導体レーザ Expired - Lifetime JP3642157B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13540697A JP3642157B2 (ja) 1997-05-26 1997-05-26 p型III族ナイトライド化合物半導体、発光ダイオードおよび半導体レーザ
TW087107841A TW387106B (en) 1997-05-26 1998-05-20 P-type nitrogen compound semiconductor and method of manufacturing same
DE69803721T DE69803721T3 (de) 1997-05-26 1998-05-22 P-typ Stickstoff-Verbindungshalbleiter und Verfahren zu dessen Herstellung
EP98109371A EP0881666B2 (en) 1997-05-26 1998-05-22 P-type nitrogen compound semiconductor and method of manufacturing same
KR1019980018774A KR100613814B1 (ko) 1997-05-26 1998-05-25 P형 ⅲ족 나이트라이드 화합물 반도체 및 그 제조 방법
US09/084,187 US6104039A (en) 1997-05-26 1998-05-26 P-type nitrogen compound semiconductor and method of manufacturing same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13540697A JP3642157B2 (ja) 1997-05-26 1997-05-26 p型III族ナイトライド化合物半導体、発光ダイオードおよび半導体レーザ

Related Child Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004029739A Division JP2004146852A (ja) 2004-02-05 2004-02-05 p型III族ナイトライド化合物半導体およびその製造方法
JP2004208283A Division JP2004343137A (ja) 2004-07-15 2004-07-15 p型III族ナイトライド化合物半導体、発光ダイオードおよび半導体レーザ
JP2004327175A Division JP2005045292A (ja) 2004-11-11 2004-11-11 p型III族ナイトライド化合物半導体の製造方法、発光ダイオードの製造方法および半導体レーザの製造方法

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JPH10326911A true JPH10326911A (ja) 1998-12-08
JPH10326911A5 JPH10326911A5 (ja) 2005-01-13
JP3642157B2 JP3642157B2 (ja) 2005-04-27

Family

ID=15150989

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13540697A Expired - Lifetime JP3642157B2 (ja) 1997-05-26 1997-05-26 p型III族ナイトライド化合物半導体、発光ダイオードおよび半導体レーザ

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6104039A (ja)
EP (1) EP0881666B2 (ja)
JP (1) JP3642157B2 (ja)
KR (1) KR100613814B1 (ja)
DE (1) DE69803721T3 (ja)
TW (1) TW387106B (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002503394A (ja) * 1997-06-06 2002-01-29 ツェントルム バダニ ヴィソコチシニエニオヴィフ ポルスキエイ アカデミイ ナウク p型及びn型電気伝導性の半導体窒素化合物A▲下3▼B▲下5▼の製造方法
JP2004506323A (ja) * 2000-08-04 2004-02-26 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア 基板上に堆積された窒化ガリウムフィルムにおける応力の制御方法
JP2006278569A (ja) * 2005-03-28 2006-10-12 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 窒化物半導体
JP2020061520A (ja) * 2018-10-12 2020-04-16 トヨタ自動車株式会社 窒化物半導体装置と窒化物半導体装置の製造方法

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000208874A (ja) 1999-01-12 2000-07-28 Sony Corp 窒化物半導体と、窒化物半導体発光装置と、窒化物半導体の製造方法と、半導体発光装置の製造方法
US7692182B2 (en) 2001-05-30 2010-04-06 Cree, Inc. Group III nitride based quantum well light emitting device structures with an indium containing capping structure
US6958497B2 (en) 2001-05-30 2005-10-25 Cree, Inc. Group III nitride based light emitting diode structures with a quantum well and superlattice, group III nitride based quantum well structures and group III nitride based superlattice structures
US7015515B2 (en) * 2001-06-08 2006-03-21 Toyoda Gosei Co., Ltd. Group III nitride compound semiconductor device having a superlattice structure
JP2004119513A (ja) 2002-09-24 2004-04-15 Toshiba Corp 半導体装置及びその製造方法
US7534633B2 (en) 2004-07-02 2009-05-19 Cree, Inc. LED with substrate modifications for enhanced light extraction and method of making same
US8076165B2 (en) 2005-04-01 2011-12-13 Sharp Kabushiki Kaisha Method of manufacturing p-type nitride semiconductor and semiconductor device fabricated by the method
EP1883119B1 (de) 2006-07-27 2015-11-04 OSRAM Opto Semiconductors GmbH Halbleiter-Schichtstruktur mit Übergitter
EP1883141B1 (de) 2006-07-27 2017-05-24 OSRAM Opto Semiconductors GmbH LD oder LED mit Übergitter-Mantelschicht
EP1883140B1 (de) 2006-07-27 2013-02-27 OSRAM Opto Semiconductors GmbH LD oder LED mit Übergitter-Mantelschicht und Dotierungsgradienten
US7769066B2 (en) 2006-11-15 2010-08-03 Cree, Inc. Laser diode and method for fabricating same
US7834367B2 (en) 2007-01-19 2010-11-16 Cree, Inc. Low voltage diode with reduced parasitic resistance and method for fabricating
US8519437B2 (en) 2007-09-14 2013-08-27 Cree, Inc. Polarization doping in nitride based diodes
US9012937B2 (en) 2007-10-10 2015-04-21 Cree, Inc. Multiple conversion material light emitting diode package and method of fabricating same
KR100925164B1 (ko) 2007-12-13 2009-11-05 서울옵토디바이스주식회사 p형 질화물 반도체층 형성 방법 및 그것을 갖는 발광 소자
US8604461B2 (en) 2009-12-16 2013-12-10 Cree, Inc. Semiconductor device structures with modulated doping and related methods
US8536615B1 (en) 2009-12-16 2013-09-17 Cree, Inc. Semiconductor device structures with modulated and delta doping and related methods
US8575592B2 (en) 2010-02-03 2013-11-05 Cree, Inc. Group III nitride based light emitting diode structures with multiple quantum well structures having varying well thicknesses
WO2013157881A1 (ko) * 2012-04-19 2013-10-24 서울반도체 주식회사 반도체 장치 및 이를 제조하는 방법
CN103236477B (zh) * 2013-04-19 2015-08-12 安徽三安光电有限公司 一种led外延结构及其制备方法
KR101515024B1 (ko) * 2013-10-22 2015-05-04 경북대학교 산학협력단 질화물 반도체 트랜지스터 및 그 제조방법
US9293648B1 (en) 2015-04-15 2016-03-22 Bolb Inc. Light emitter with a conductive transparent p-type layer structure
TWI566430B (zh) * 2015-05-06 2017-01-11 嘉晶電子股份有限公司 氮化物半導體結構
JP6735078B2 (ja) * 2015-09-30 2020-08-05 サンケン電気株式会社 半導体基体及び半導体装置
US9401455B1 (en) 2015-12-17 2016-07-26 Bolb Inc. Ultraviolet light-emitting device with lateral tunnel junctions for hole injection
US10276746B1 (en) 2017-10-18 2019-04-30 Bolb Inc. Polarization electric field assisted hole supplier and p-type contact structure, light emitting device and photodetector using the same
EP3699964B1 (en) 2019-02-22 2023-08-23 Bolb Inc. Polarization electric field assisted hole supplier and p-type contact structure, light emitting device and photodetector using the same
US10833221B2 (en) 2019-03-06 2020-11-10 Bolb Inc. Heterostructure and light-emitting device employing the same
US11107951B2 (en) 2019-03-06 2021-08-31 Bolb Inc. Heterostructure for light emitting device or photodetector and light-emitting device employing the same
US10950750B2 (en) 2019-03-06 2021-03-16 Bolb Inc. Heterostructure and light-emitting device employing the same
US10916680B2 (en) 2019-03-06 2021-02-09 Bolb Inc. Heterostructure and light-emitting device employing the same
CN111668351B (zh) * 2019-03-06 2023-05-12 博尔博公司 异质结构以及采用异质结构的发光器件

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4862471A (en) * 1988-04-22 1989-08-29 University Of Colorado Foundation, Inc. Semiconductor light emitting device
JP2809692B2 (ja) * 1989-04-28 1998-10-15 株式会社東芝 半導体発光素子およびその製造方法
US5146465A (en) * 1991-02-01 1992-09-08 Apa Optics, Inc. Aluminum gallium nitride laser
US6346720B1 (en) * 1995-02-03 2002-02-12 Sumitomo Chemical Company, Limited Layered group III-V compound semiconductor, method of manufacturing the same, and light emitting element
US5831277A (en) * 1997-03-19 1998-11-03 Northwestern University III-nitride superlattice structures

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002503394A (ja) * 1997-06-06 2002-01-29 ツェントルム バダニ ヴィソコチシニエニオヴィフ ポルスキエイ アカデミイ ナウク p型及びn型電気伝導性の半導体窒素化合物A▲下3▼B▲下5▼の製造方法
JP2004506323A (ja) * 2000-08-04 2004-02-26 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア 基板上に堆積された窒化ガリウムフィルムにおける応力の制御方法
JP2006278569A (ja) * 2005-03-28 2006-10-12 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 窒化物半導体
JP2020061520A (ja) * 2018-10-12 2020-04-16 トヨタ自動車株式会社 窒化物半導体装置と窒化物半導体装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW387106B (en) 2000-04-11
DE69803721D1 (de) 2002-03-21
KR100613814B1 (ko) 2006-12-19
KR19980087334A (ko) 1998-12-05
EP0881666B1 (en) 2002-02-06
EP0881666B2 (en) 2010-11-24
EP0881666A2 (en) 1998-12-02
DE69803721T2 (de) 2002-09-12
JP3642157B2 (ja) 2005-04-27
US6104039A (en) 2000-08-15
DE69803721T3 (de) 2011-06-09
EP0881666A3 (en) 1999-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3642157B2 (ja) p型III族ナイトライド化合物半導体、発光ダイオードおよび半導体レーザ
US6559038B2 (en) Method for growing p-n heterojunction-based structures utilizing HVPE techniques
US6849862B2 (en) III-V compound semiconductor device with an AlxByInzGa1-x-y-zN1-a-bPaAsb non-continuous quantum dot layer
US8273592B2 (en) Method of manufacturing group-III nitride semiconductor light emitting device, group III nitride semiconductor light emitting device and lamp
KR100692267B1 (ko) Ⅲ족 질화물 반도체 결정의 제조 방법
TW200834670A (en) Process for producing III group nitride compound semiconductor, III group nitride compound semiconductor light emitting element, and lamp
US6555452B2 (en) Method for growing p-type III-V compound material utilizing HVPE techniques
US6476420B2 (en) P-N homojunction-based structures utilizing HVPE growth III-V compound layers
US6599133B2 (en) Method for growing III-V compound semiconductor structures with an integral non-continuous quantum dot layer utilizing HVPE techniques
US6479839B2 (en) III-V compounds semiconductor device with an AlxByInzGa1-x-y-zN non continuous quantum dot layer
US6559467B2 (en) P-n heterojunction-based structures utilizing HVPE grown III-V compound layers
JP3353527B2 (ja) 窒化ガリウム系半導体の製造方法
US20020017650A1 (en) III-V compound semiconductor device with an InGaN1-x-yPxASy non-continuous quantum dot layer
JP2008124060A (ja) Iii族窒化物化合物半導体発光素子の製造方法、及びiii族窒化物化合物半導体発光素子、並びにランプ
JP4439400B2 (ja) リン化硼素系半導体発光素子、その製造方法及び発光ダイオード
JPH10290051A (ja) 半導体装置とその製造方法
JP2001119065A (ja) p型窒化物半導体及びその製造方法
JPH09107124A (ja) 3−5族化合物半導体の製造方法
US20020047135A1 (en) P-N junction-based structures utilizing HVPE grown III-V compound layers
JP2004343137A (ja) p型III族ナイトライド化合物半導体、発光ダイオードおよび半導体レーザ
JPH04212478A (ja) 有機金属成長法
JPH07283436A (ja) 3−5族化合物半導体と発光素子
JP2005045292A (ja) p型III族ナイトライド化合物半導体の製造方法、発光ダイオードの製造方法および半導体レーザの製造方法
JP2004146852A (ja) p型III族ナイトライド化合物半導体およびその製造方法
JP3698081B2 (ja) 化合物半導体素子、その製造方法、発光素子及びランプ

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040216

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040216

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20040330

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20040420

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040517

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040715

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040910

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20041012

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041111

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20041122

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050105

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050118

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080204

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090204

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100204

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100204

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110204

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110204

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120204

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130204

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130204

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140204

Year of fee payment: 9

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term