JPH10335701A - 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法 - Google Patents
窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法Info
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- JPH10335701A JPH10335701A JP13690197A JP13690197A JPH10335701A JP H10335701 A JPH10335701 A JP H10335701A JP 13690197 A JP13690197 A JP 13690197A JP 13690197 A JP13690197 A JP 13690197A JP H10335701 A JPH10335701 A JP H10335701A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）にて積
層された積層構造体上に、分子線エピタキシャル法（Ｍ
ＢＥ法）にて再成長する場合、再成長するために下地の
成長層表面を大気中にさらすことになり、露出した表面
の酸化及び汚染物の付着等が発生し、この露出表面上に
再成長層を積層しても良好な再成長界面及成長層が得ら
れない問題が生じた。 【解決方法】 上記問題を解決するために、有機金属気
相成長法（ＭＯＶＰＥ法）にて半導体からなる積層構造
体を形成し、連続的にその表面層に再蒸発層を積層し、
前記再蒸発層を分子線エピタキシャル（ＭＢＥ）装置内
にて蒸発させて露出した前記積層構造体上にＭＢＥ法に
てｐ型半導体層を再成長させて、窒化ガリウム系化合物
半導体発光素子を作製する。
層された積層構造体上に、分子線エピタキシャル法（Ｍ
ＢＥ法）にて再成長する場合、再成長するために下地の
成長層表面を大気中にさらすことになり、露出した表面
の酸化及び汚染物の付着等が発生し、この露出表面上に
再成長層を積層しても良好な再成長界面及成長層が得ら
れない問題が生じた。 【解決方法】 上記問題を解決するために、有機金属気
相成長法（ＭＯＶＰＥ法）にて半導体からなる積層構造
体を形成し、連続的にその表面層に再蒸発層を積層し、
前記再蒸発層を分子線エピタキシャル（ＭＢＥ）装置内
にて蒸発させて露出した前記積層構造体上にＭＢＥ法に
てｐ型半導体層を再成長させて、窒化ガリウム系化合物
半導体発光素子を作製する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、青色領域から紫外
光領域で発光可能な窒化ガリウム系化合物半導体発光素
子の製造方法に関し、特にＭＯＶＰＥ法にて成長形成し
た積層構造体上に、ＭＢＥ法にて再成長層を積層する窒
化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法に関す
る。
光領域で発光可能な窒化ガリウム系化合物半導体発光素
子の製造方法に関し、特にＭＯＶＰＥ法にて成長形成し
た積層構造体上に、ＭＢＥ法にて再成長層を積層する窒
化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図５に従来の窒化ガリウム系化合物半導
体発光素子の模式断面図を示す。サファイヤ基板１００
上にＡｌＮバッファ層２００、ｎ型ＧａＮ層３００を有
機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）にて積層する。その
ｎ型ＧａＮ層３００上に、ＲＦプラズマを用いた分子線
エピタキシャル法にてｎ型ＧａＮ層４００、ｎ型ＩｎＧ
ａＮ発光層５００、ｐ型ＧａＮ層６００が順次積層され
る。最後に、ｐ型ＧａＮ層６００上にｐ型用電極７００
を形成し、ｎ型ＧａＮ層３００上にｎ型用電極８００を
形成して作製された窒化ガリウム系化合物半導体発光素
子構造が、例えば、Ｊ．Ｊ．Ａ．Ｐ．Ｖｏｌ．３４（１
９９５）ｐｐ．１４２９〜１４３１に開示されている。
体発光素子の模式断面図を示す。サファイヤ基板１００
上にＡｌＮバッファ層２００、ｎ型ＧａＮ層３００を有
機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）にて積層する。その
ｎ型ＧａＮ層３００上に、ＲＦプラズマを用いた分子線
エピタキシャル法にてｎ型ＧａＮ層４００、ｎ型ＩｎＧ
ａＮ発光層５００、ｐ型ＧａＮ層６００が順次積層され
る。最後に、ｐ型ＧａＮ層６００上にｐ型用電極７００
を形成し、ｎ型ＧａＮ層３００上にｎ型用電極８００を
形成して作製された窒化ガリウム系化合物半導体発光素
子構造が、例えば、Ｊ．Ｊ．Ａ．Ｐ．Ｖｏｌ．３４（１
９９５）ｐｐ．１４２９〜１４３１に開示されている。
【０００３】一般に、ＭＢＥ法にて作製したｐ型不純物
のキャリヤ濃度は、ＭＯＶＰＥ法にて作製したその値よ
りも約１桁高いキャリヤ濃度が得られている。さらにＭ
ＯＶＰＥ法にて作製したｐ型窒化ガリウム系化合物半導
体は、熱処理（例えば８００℃、２０分間）にてｐ型不
純物を活性化する工程が必要であるが、ＭＢＥ法にて作
製したｐ型窒化ガリウム系化合物半導体は、ｐ型不純物
を活性化するための熱処理工程を必要としない。このた
め、前記ｐ型ＧａＮコンタクト層６００等を作製するの
にＭＢＥ法を用いるのは非常に適している。
のキャリヤ濃度は、ＭＯＶＰＥ法にて作製したその値よ
りも約１桁高いキャリヤ濃度が得られている。さらにＭ
ＯＶＰＥ法にて作製したｐ型窒化ガリウム系化合物半導
体は、熱処理（例えば８００℃、２０分間）にてｐ型不
純物を活性化する工程が必要であるが、ＭＢＥ法にて作
製したｐ型窒化ガリウム系化合物半導体は、ｐ型不純物
を活性化するための熱処理工程を必要としない。このた
め、前記ｐ型ＧａＮコンタクト層６００等を作製するの
にＭＢＥ法を用いるのは非常に適している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記窒
化ガリウム系化合物半導体発光素子の２０ｍＡでの駆動
電圧は６Ｖと高い値しか得られていない。これはＭＯＶ
ＰＥ法において作製したｎ型ＧａＮ層３００上に、直接
ＭＢＥ法にてｎ型ＧａＮ層４００、ｎ型ＩｎＧａＮ発光
層５００、ｐ型ＧａＮ層６００を成長しているため、ｎ
型ＧａＮ層３００とｎ型ＧａＮ層４００の再成長界面が
高抵抗化し、そのために、素子の直列抵抗が増加し駆動
電圧が高いため、長寿命の窒化ガリウム系化合物半導体
発光素子は得られていない。これは、有機金属気相成長
法（ＭＯＶＰＥ法）にて積層された積層構造体上に、分
子線エピタキシャル法（ＭＢＥ法）にて再成長する場
合、再成長するために下地の成長層表面を大気中にさら
すことになり、露出した表面の酸化及び汚染物の付着等
が発生し、この露出表面上に再成長層を積層しても良好
な再成長界面及成長層が得られない問題が生じる。
化ガリウム系化合物半導体発光素子の２０ｍＡでの駆動
電圧は６Ｖと高い値しか得られていない。これはＭＯＶ
ＰＥ法において作製したｎ型ＧａＮ層３００上に、直接
ＭＢＥ法にてｎ型ＧａＮ層４００、ｎ型ＩｎＧａＮ発光
層５００、ｐ型ＧａＮ層６００を成長しているため、ｎ
型ＧａＮ層３００とｎ型ＧａＮ層４００の再成長界面が
高抵抗化し、そのために、素子の直列抵抗が増加し駆動
電圧が高いため、長寿命の窒化ガリウム系化合物半導体
発光素子は得られていない。これは、有機金属気相成長
法（ＭＯＶＰＥ法）にて積層された積層構造体上に、分
子線エピタキシャル法（ＭＢＥ法）にて再成長する場
合、再成長するために下地の成長層表面を大気中にさら
すことになり、露出した表面の酸化及び汚染物の付着等
が発生し、この露出表面上に再成長層を積層しても良好
な再成長界面及成長層が得られない問題が生じる。
【０００５】このために、前記窒化ガリウム系化合物半
導体発光素子の２０ｍＡでの駆動電圧は６Ｖと高い値し
か得られなかった。これはＭＯＶＰＥ法において成長し
た層の上に、直接ＭＢＥ法にて成長層を成長しているか
らである。
導体発光素子の２０ｍＡでの駆動電圧は６Ｖと高い値し
か得られなかった。これはＭＯＶＰＥ法において成長し
た層の上に、直接ＭＢＥ法にて成長層を成長しているか
らである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題を解決
するためになされたもので、有機金属気相成長法（ＭＯ
ＶＰＥ法）にて半導体からなる積層構造体を形成する工
程と、連続的にＭＯＣＶＤ法にて前記積層構造体の表面
層に再蒸発層を積層する工程と、前記再蒸発層を分子線
エピタキシャル（ＭＢＥ）装置内にて蒸発させる工程
と、前記再蒸発層を蒸発させることによって露出した前
記積層構造体上にＭＢＥ法にて成長層を再成長する工程
と、を包含することを特徴とする窒化ガリウム系化合物
半導体発光素子の製造方法を提供する。
するためになされたもので、有機金属気相成長法（ＭＯ
ＶＰＥ法）にて半導体からなる積層構造体を形成する工
程と、連続的にＭＯＣＶＤ法にて前記積層構造体の表面
層に再蒸発層を積層する工程と、前記再蒸発層を分子線
エピタキシャル（ＭＢＥ）装置内にて蒸発させる工程
と、前記再蒸発層を蒸発させることによって露出した前
記積層構造体上にＭＢＥ法にて成長層を再成長する工程
と、を包含することを特徴とする窒化ガリウム系化合物
半導体発光素子の製造方法を提供する。
【０００７】また、前記再蒸発層を形成する工程と、前
記再蒸発層を蒸発させる工程の間に、前記積層構造体の
表面がエッチング等により加工される工程を含むことを
特徴とする。
記再蒸発層を蒸発させる工程の間に、前記積層構造体の
表面がエッチング等により加工される工程を含むことを
特徴とする。
【０００８】さらに、前記再蒸発層がＩｎzＧａ1-zＮ
（０＜ｚ≦１）から構成されたことを特徴とする。
（０＜ｚ≦１）から構成されたことを特徴とする。
【０００９】また、前記再蒸発層を蒸発させる工程で
の、基板温度を４００℃以上１１００℃以下とすること
を特徴とする。
の、基板温度を４００℃以上１１００℃以下とすること
を特徴とする。
【００１０】また、前記有機金属気相成長法（ＭＯＶＰ
Ｅ法）にて半導体からなる積層構造体を形成する工程に
おいて、ｐ型不純物ドープの窒化ガリウム系化合物半導
体を積層する工程を含み、前記再蒸発層を蒸発させる熱
処理工程にて、前記ｐ型不純物ドープの窒化ガリウム系
化合物半導体をｐ型窒化ガリウム系化合物半導体に改質
することを特徴とする。
Ｅ法）にて半導体からなる積層構造体を形成する工程に
おいて、ｐ型不純物ドープの窒化ガリウム系化合物半導
体を積層する工程を含み、前記再蒸発層を蒸発させる熱
処理工程にて、前記ｐ型不純物ドープの窒化ガリウム系
化合物半導体をｐ型窒化ガリウム系化合物半導体に改質
することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態は、１回目の
結晶成長を行うため、基板１をＭＯＶＰＥ装置のサセプ
タ上に導入し、基板温度１２００℃程度まで昇温し、基
板１表面を窒素または水素雰囲気中にさらす。次に、基
板１の温度を５００℃〜６５０℃程度まで降温し、基板
にＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎバッファ層２を（ここで、バッファ
層はＧａＮ又はＡｌＮからなる２元混晶でもよい）２０
０Å〜１μｍ程度成長し、次に、基板温度を１０５０℃
程度まで昇温しｎ型ＧａＮバッファ層３を１〜４μｍ程
度成長し、次に、ｎ型ＧａＮバッファ層３の上にｎ型Ａ
ｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層４を０．１〜０．３μｍ程度
成長し、基板温度を８００〜８５０℃程度に降温しノン
ドープＩｎ0.32Ｇａ0.68Ｎ活性層５を成長し、次に、基
板温度を１０５０℃程度まで昇温ＭｇドープＡｌ0.1Ｇ
ａ0.9Ｎクラッド層６を０．１〜０．３μｍ程度成長
し、さらに、基板温度を８００〜８５０℃程度に降温し
ＭｇドープＩｎzＧａ1-zＮ再蒸発層７（ここで、ｚの範
囲は０より大きく１以下、さらに好ましく０．５以上１
以下）を１０〜２００Å成長する。ここまで作製した窒
化ガリウム系半導体発光素子の断面図を図１（ａ）に示
す。ここで、上記再蒸発層は再蒸発してなくなるため、
単結晶層に限定することなく、多結晶またはアモルファ
ス状の層でよい。
結晶成長を行うため、基板１をＭＯＶＰＥ装置のサセプ
タ上に導入し、基板温度１２００℃程度まで昇温し、基
板１表面を窒素または水素雰囲気中にさらす。次に、基
板１の温度を５００℃〜６５０℃程度まで降温し、基板
にＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎバッファ層２を（ここで、バッファ
層はＧａＮ又はＡｌＮからなる２元混晶でもよい）２０
０Å〜１μｍ程度成長し、次に、基板温度を１０５０℃
程度まで昇温しｎ型ＧａＮバッファ層３を１〜４μｍ程
度成長し、次に、ｎ型ＧａＮバッファ層３の上にｎ型Ａ
ｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層４を０．１〜０．３μｍ程度
成長し、基板温度を８００〜８５０℃程度に降温しノン
ドープＩｎ0.32Ｇａ0.68Ｎ活性層５を成長し、次に、基
板温度を１０５０℃程度まで昇温ＭｇドープＡｌ0.1Ｇ
ａ0.9Ｎクラッド層６を０．１〜０．３μｍ程度成長
し、さらに、基板温度を８００〜８５０℃程度に降温し
ＭｇドープＩｎzＧａ1-zＮ再蒸発層７（ここで、ｚの範
囲は０より大きく１以下、さらに好ましく０．５以上１
以下）を１０〜２００Å成長する。ここまで作製した窒
化ガリウム系半導体発光素子の断面図を図１（ａ）に示
す。ここで、上記再蒸発層は再蒸発してなくなるため、
単結晶層に限定することなく、多結晶またはアモルファ
ス状の層でよい。
【００１２】一旦、このウエハーをＭＯＶＰＥ装置から
取り出し、再び、ウエハーをＭＢＥ装置に導入し、ＲＦ
電力３５０〜４００Ｗ、窒素流量５〜１０ｓｃｃｍにて
窒素をウエハー上に５分から１０分間供給し、窒素雰囲
気中、基板温度約４００℃以上、好ましくは６００℃に
てＭｇドープＩｎzＧａ1-zＮ再蒸発層７（ここで、ｚの
範囲は０より大きく１以下、さらに好ましくは０．５以
上１以下）を再蒸発させ、ＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎ
クラッド層６表面を露出させる。ここまで作製した窒化
ガリウム系半導体発光素子の断面図を図１（ｂ）に示
す。
取り出し、再び、ウエハーをＭＢＥ装置に導入し、ＲＦ
電力３５０〜４００Ｗ、窒素流量５〜１０ｓｃｃｍにて
窒素をウエハー上に５分から１０分間供給し、窒素雰囲
気中、基板温度約４００℃以上、好ましくは６００℃に
てＭｇドープＩｎzＧａ1-zＮ再蒸発層７（ここで、ｚの
範囲は０より大きく１以下、さらに好ましくは０．５以
上１以下）を再蒸発させ、ＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎ
クラッド層６表面を露出させる。ここまで作製した窒化
ガリウム系半導体発光素子の断面図を図１（ｂ）に示
す。
【００１３】次に、基板温度を７００℃程度まで昇温
し、ｐ型ＧａＮコンタクト層８を０．１〜１μｍ程度成
長する。例えば、ＥＣＲ装置又はＲＦ装置を備えたＭＢ
Ｅ装置とする。ここまで作製した窒化ガリウム系半導体
発光素子の断面図を図１（ｃ）に示す。
し、ｐ型ＧａＮコンタクト層８を０．１〜１μｍ程度成
長する。例えば、ＥＣＲ装置又はＲＦ装置を備えたＭＢ
Ｅ装置とする。ここまで作製した窒化ガリウム系半導体
発光素子の断面図を図１（ｃ）に示す。
【００１４】前記再蒸発層は、例えばＩｎＡｓ，ＩｎＧ
ａＡｓ，ＧａＡｓ等で構成されてもよい、その場合の再
蒸発はＡｓ雰囲気中、再蒸発温度が各々４００℃以上、
５５０℃以上、６８０℃以上の基板温度を用いることが
できる。また、再蒸発温度はＡｌＧａＮ層やＧｇＮ層に
影響を及ぼさない１１００℃以下であれば構わないが、
特に好ましくは８００℃以下である。
ａＡｓ，ＧａＡｓ等で構成されてもよい、その場合の再
蒸発はＡｓ雰囲気中、再蒸発温度が各々４００℃以上、
５５０℃以上、６８０℃以上の基板温度を用いることが
できる。また、再蒸発温度はＡｌＧａＮ層やＧｇＮ層に
影響を及ぼさない１１００℃以下であれば構わないが、
特に好ましくは８００℃以下である。
【００１５】ここで、装置内にて下地層表面を露出させ
るため、清浄な下地層表面を露出させることができる。
このため、品質の高い再成長界面及び再成長層が実現で
きる。さらに、ＭＯＶＰＥ法にて成長したＭｇがドーピ
ングされた層は、ＭＢＥ法の水素を含まない窒素雰囲気
中の再蒸発工程中にｐ型に変化するため、成長後の特別
な熱処理を必要としないので工程が簡略化できる。
るため、清浄な下地層表面を露出させることができる。
このため、品質の高い再成長界面及び再成長層が実現で
きる。さらに、ＭＯＶＰＥ法にて成長したＭｇがドーピ
ングされた層は、ＭＢＥ法の水素を含まない窒素雰囲気
中の再蒸発工程中にｐ型に変化するため、成長後の特別
な熱処理を必要としないので工程が簡略化できる。
【００１６】以上より、有機金属気相成長法（ＭＯＶＰ
Ｅ法）にて積層された積層構造体の表面層を再蒸発層に
て構成することにより、成長炉内例えば分子線エピタキ
シャル法（ＭＢＥ法）にて再蒸発層を再蒸発させ引き続
き再成長層を積層することにより、品質の高い再成長界
面、再成長層を持つ窒化ガリウム系化合物半導体発光素
子又は窒化ガリウム系化合物半導体レーザが実現でき
る。以下、より詳細に本発明の実施の形態を説明する。
Ｅ法）にて積層された積層構造体の表面層を再蒸発層に
て構成することにより、成長炉内例えば分子線エピタキ
シャル法（ＭＢＥ法）にて再蒸発層を再蒸発させ引き続
き再成長層を積層することにより、品質の高い再成長界
面、再成長層を持つ窒化ガリウム系化合物半導体発光素
子又は窒化ガリウム系化合物半導体レーザが実現でき
る。以下、より詳細に本発明の実施の形態を説明する。
【００１７】（実施例１）窒化ガリウム系半導体発光素
子の作製には有機金属気相成長法（以下、ＭＯＶＰＥ
法）を用い、基板、Ｖ族原料としてアンモニア、ＩＩＩ
族原料としてトリメチルガリウム、トリメチルアルミニ
ウム、トリメチルインジウム、ｐ型不純物としてビスシ
クロペンタデイエニルマグネシウム（Ｃｐ2Ｍｇ）、ｎ
型不純物としてモノシランを用い、キャリヤガスとして
水素又は窒素を用いる。
子の作製には有機金属気相成長法（以下、ＭＯＶＰＥ
法）を用い、基板、Ｖ族原料としてアンモニア、ＩＩＩ
族原料としてトリメチルガリウム、トリメチルアルミニ
ウム、トリメチルインジウム、ｐ型不純物としてビスシ
クロペンタデイエニルマグネシウム（Ｃｐ2Ｍｇ）、ｎ
型不純物としてモノシランを用い、キャリヤガスとして
水素又は窒素を用いる。
【００１８】図２（ａ）〜（ｅ）に基づいて本発明の窒
化ガリウム系半導体発光素子の製造方法を詳細に説明す
る。
化ガリウム系半導体発光素子の製造方法を詳細に説明す
る。
【００１９】１回目の結晶成長を行うため、サファイア
基板１１をＭＯＶＰＥ装置のサセプタ上に導入し、基板
温度１１００℃程度まで昇温し、基板表面を窒素または
水素雰囲気中にさらし、表面のクリーニングを施す。次
に、サファイア基板１１の基板温度を５５０℃程度まで
降温し、サファイア基板１１にＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎバッフ
ァ層１２を５００Å程度成長し、次に、基板温度を１０
５０℃程度まで昇温しｎ型ＧａＮバッファ層１３を４μ
ｍ程度成長し、次に、ｎ型ＧａＮバッファ層１３の上に
ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層１４を０．１５μｍ程
度成長し、基板温度を８５０℃程度に降温しノンドープ
Ｉｎ0.32Ｇａ0.68Ｎ活性層１５を３０Å成長し、次に、
基板温度を１０５０℃程度まで昇温ＭｇドープＡｌ0.1
Ｇａ0.9Ｎクラッド層１６を０．１５μｍ程度成長し、
さらに、基板温度を８００℃程度に降温しＭｇドープＩ
ｎＮ再蒸発層１７を２００Å成長する。ここまで作製し
た窒化ガリウム系半導体発光素子の断面図を図２（ａ）
に示す。
基板１１をＭＯＶＰＥ装置のサセプタ上に導入し、基板
温度１１００℃程度まで昇温し、基板表面を窒素または
水素雰囲気中にさらし、表面のクリーニングを施す。次
に、サファイア基板１１の基板温度を５５０℃程度まで
降温し、サファイア基板１１にＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎバッフ
ァ層１２を５００Å程度成長し、次に、基板温度を１０
５０℃程度まで昇温しｎ型ＧａＮバッファ層１３を４μ
ｍ程度成長し、次に、ｎ型ＧａＮバッファ層１３の上に
ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層１４を０．１５μｍ程
度成長し、基板温度を８５０℃程度に降温しノンドープ
Ｉｎ0.32Ｇａ0.68Ｎ活性層１５を３０Å成長し、次に、
基板温度を１０５０℃程度まで昇温ＭｇドープＡｌ0.1
Ｇａ0.9Ｎクラッド層１６を０．１５μｍ程度成長し、
さらに、基板温度を８００℃程度に降温しＭｇドープＩ
ｎＮ再蒸発層１７を２００Å成長する。ここまで作製し
た窒化ガリウム系半導体発光素子の断面図を図２（ａ）
に示す。
【００２０】一旦、このウエハーをＭＯＶＰＥ装置から
取り出し、このウエハー上に再成長層を積層する。この
再成長には、ＭＢＥ法を用い、Ｖ族原料として窒素、Ｉ
ＩＩ族原料としてガリウム、アルミニウム、インジウ
ム、ｐ型不純物としてマグネシウムを用いる。
取り出し、このウエハー上に再成長層を積層する。この
再成長には、ＭＢＥ法を用い、Ｖ族原料として窒素、Ｉ
ＩＩ族原料としてガリウム、アルミニウム、インジウ
ム、ｐ型不純物としてマグネシウムを用いる。
【００２１】例えば、前記ＭＢＥ装置とは、ＥＣＲプラ
ズマ又はＲＦプラズマを備えて窒素を基板上に供給する
ＭＢＥ装置とする。
ズマ又はＲＦプラズマを備えて窒素を基板上に供給する
ＭＢＥ装置とする。
【００２２】このウエハーをＲＦ−ＭＢＥ装置に導入
し、ＲＦ電力４００Ｗ、窒素流量５ｓｃｃｍにて窒素を
基板上に１０分間供給し、基板温度約４００℃にてＭｇ
ドープＩｎＮ層１７を再蒸発させ、ＭｇドープＡｌ0.1
Ｇａ0.9Ｎクラッド層１６の表面を露出させる。ここ
で、装置内にて下地層表面を露出させるため、清浄なＭ
ｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層表面１８を露出さ
せることができる。このため、次の工程において、品質
の高い再成長界面及び再成長層が実現できる。ここまで
作製した窒化ガリウム系半導体発光素子の断面図を図２
（ｂ）に示す。
し、ＲＦ電力４００Ｗ、窒素流量５ｓｃｃｍにて窒素を
基板上に１０分間供給し、基板温度約４００℃にてＭｇ
ドープＩｎＮ層１７を再蒸発させ、ＭｇドープＡｌ0.1
Ｇａ0.9Ｎクラッド層１６の表面を露出させる。ここ
で、装置内にて下地層表面を露出させるため、清浄なＭ
ｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層表面１８を露出さ
せることができる。このため、次の工程において、品質
の高い再成長界面及び再成長層が実現できる。ここまで
作製した窒化ガリウム系半導体発光素子の断面図を図２
（ｂ）に示す。
【００２３】次に、基板温度を７００℃程度まで昇温
し、ｐ型ＧａＮコンタクト層１９（キャリヤ濃度は１×
１０19ｃｍ-3）を０．５μｍ程度成長する。ここまで作
製した窒化ガリウム系半導体発光素子の断面図を図２
（ｃ）に示す。
し、ｐ型ＧａＮコンタクト層１９（キャリヤ濃度は１×
１０19ｃｍ-3）を０．５μｍ程度成長する。ここまで作
製した窒化ガリウム系半導体発光素子の断面図を図２
（ｃ）に示す。
【００２４】次に、マスク２０を用いてｎ型用電極づけ
を行うためにｎ型ＧａＮバッファ層１３の表面が露出す
るまでエッチングする。ここまで作製した窒化ガリウム
系半導体発光素子の断面図を図２（ｄ）に示す。
を行うためにｎ型ＧａＮバッファ層１３の表面が露出す
るまでエッチングする。ここまで作製した窒化ガリウム
系半導体発光素子の断面図を図２（ｄ）に示す。
【００２５】ｐ型ＧａＮコンタクト層１９の上にｐ型用
電極２１、露出させたｎ型ＧａＮバッファ層１３表面に
ｎ型用電極２２を形成する。ここまで作製した窒化ガリ
ウム系半導体発光素子の断面図を図２（ｅ）に示す。
電極２１、露出させたｎ型ＧａＮバッファ層１３表面に
ｎ型用電極２２を形成する。ここまで作製した窒化ガリ
ウム系半導体発光素子の断面図を図２（ｅ）に示す。
【００２６】ここで、清浄なＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9
Ｎクラッド層表面１８上にｐ型ＧａＮコンタクト層１９
を再成長しているため、この界面での高抵抗化およびｐ
型不純物の枯渇を防ぐことができ、そのため素子の直列
抵抗が低減でき、素子の駆動電圧が３．６Ｖと小さく、
素子の長寿命化が実現できた。
Ｎクラッド層表面１８上にｐ型ＧａＮコンタクト層１９
を再成長しているため、この界面での高抵抗化およびｐ
型不純物の枯渇を防ぐことができ、そのため素子の直列
抵抗が低減でき、素子の駆動電圧が３．６Ｖと小さく、
素子の長寿命化が実現できた。
【００２７】さらに、ＭＯＶＰＥ法にて成長したＭｇド
ープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層１６は再蒸発工程中
（図１（ｂ））において基板温度４００℃、水素を含ま
ない窒素雰囲気中（ＲＦ電力４００Ｗ、窒素流量５ｓｃ
ｃｍ）で熱処理を行うためにＭｇドープした半導体層は
ｐ型半導体層に変化する。このため、成長後の特別な熱
処理工程例えば８００℃、数十分間の熱処理工程を必要
としないので、工程が簡略化できる。
ープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層１６は再蒸発工程中
（図１（ｂ））において基板温度４００℃、水素を含ま
ない窒素雰囲気中（ＲＦ電力４００Ｗ、窒素流量５ｓｃ
ｃｍ）で熱処理を行うためにＭｇドープした半導体層は
ｐ型半導体層に変化する。このため、成長後の特別な熱
処理工程例えば８００℃、数十分間の熱処理工程を必要
としないので、工程が簡略化できる。
【００２８】また、本発明の製造方法は、ＭｇドープＩ
ｎＮ再蒸発層１７までの積層構造体をＭＯＶＰＥ法（成
長レートは約４μｍ／ｈ）にて形成し、その後、ＭＢＥ
法（成長レートは約０．７μｍ／ｈ）にてｐ型コンタク
ト層のみを形成するため、すべてＭＢＥ法で作製する方
法と比較して一枚のウエハーを成長する製造時間が短縮
できる。
ｎＮ再蒸発層１７までの積層構造体をＭＯＶＰＥ法（成
長レートは約４μｍ／ｈ）にて形成し、その後、ＭＢＥ
法（成長レートは約０．７μｍ／ｈ）にてｐ型コンタク
ト層のみを形成するため、すべてＭＢＥ法で作製する方
法と比較して一枚のウエハーを成長する製造時間が短縮
できる。
【００２９】以上より、有機金属気相成長法（ＭＯＶＰ
Ｅ法）にて積層された積層構造体の表面層を再蒸発層に
て構成することにより、成長炉内例えば分子線エピタキ
シャル法（ＭＢＥ法）にて再蒸発層を再蒸発させ引き続
き再成長層を積層することにより、品質の高い再成長界
面、再成長層を持つ窒化ガリウム系化合物半導体発光素
子が実現できる。さらに、成長後の特別な熱処理工程を
必要とせず、また、ＭＢＥ法を用いても一枚のウエハー
を成長する製造時間が短縮できる窒化ガリウム系化合物
半導体発光素子が提供できる。
Ｅ法）にて積層された積層構造体の表面層を再蒸発層に
て構成することにより、成長炉内例えば分子線エピタキ
シャル法（ＭＢＥ法）にて再蒸発層を再蒸発させ引き続
き再成長層を積層することにより、品質の高い再成長界
面、再成長層を持つ窒化ガリウム系化合物半導体発光素
子が実現できる。さらに、成長後の特別な熱処理工程を
必要とせず、また、ＭＢＥ法を用いても一枚のウエハー
を成長する製造時間が短縮できる窒化ガリウム系化合物
半導体発光素子が提供できる。
【００３０】（実施例２）図３に本発明の方法で作製し
た窒化ガリウム系化合物半導体レーザ素子の断面図を示
す。ｎ型ＧａＮ基板３１上に、ｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ
バッファ層３２、ｎ型ＧａＮ層３３、ｎ型Ａｌ0.15Ｇａ
0.95Ｎクラッド層３４、Ｉｎ0.2Ｇａ0.8Ｎ量子井戸層を
３層（厚さ３０Å）とＩｎ0.05Ｇａ0.95Ｎバリヤ層を２
層（厚さ１００Å）を持つ多重量子井戸活性層３５、Ｍ
ｇドープＡｌ0.15Ｇａ0.95Ｎクラッド層３６を積層させ
る。その上に電流狭窄構造として、清浄なＭｇドープＡ
ｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層表面３９を露出させた開口部
をもうけたＭｇドープＩｎ0.1Ｇａ0.9Ｎ再蒸発層３７、
ｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流阻止層３８を電流阻止
構造として設けている。さらに、ＭＢＥ法で形成された
ｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層４０で開口部を埋め込
み平坦化して、その上にｐ型ＧａＮコンタクト層４１
（キャリヤ濃度は１×１０19ｃｍ-3）を積層している。
た窒化ガリウム系化合物半導体レーザ素子の断面図を示
す。ｎ型ＧａＮ基板３１上に、ｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ
バッファ層３２、ｎ型ＧａＮ層３３、ｎ型Ａｌ0.15Ｇａ
0.95Ｎクラッド層３４、Ｉｎ0.2Ｇａ0.8Ｎ量子井戸層を
３層（厚さ３０Å）とＩｎ0.05Ｇａ0.95Ｎバリヤ層を２
層（厚さ１００Å）を持つ多重量子井戸活性層３５、Ｍ
ｇドープＡｌ0.15Ｇａ0.95Ｎクラッド層３６を積層させ
る。その上に電流狭窄構造として、清浄なＭｇドープＡ
ｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層表面３９を露出させた開口部
をもうけたＭｇドープＩｎ0.1Ｇａ0.9Ｎ再蒸発層３７、
ｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流阻止層３８を電流阻止
構造として設けている。さらに、ＭＢＥ法で形成された
ｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層４０で開口部を埋め込
み平坦化して、その上にｐ型ＧａＮコンタクト層４１
（キャリヤ濃度は１×１０19ｃｍ-3）を積層している。
【００３１】このような本発明の窒化ガリウム系半導体
発光素子の製造方法を図４（ａ）〜（ｅ）に基づいて詳
細に説明する。窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の
作製には有機金属気相成長法（以下、ＭＯＶＰＥ法）を
用い、基板とＶ族原料としてアンモニア、ＩＩＩ族原料
としてトリメチルガリウム、トリメチルアルミニウム、
トリメチルインジウム、ｐ型不純物としてビスシクロペ
ンタデイエニルマグネシウム（Ｃｐ2Ｍｇ）、ｎ型不純
物としてモノシランを用い、キャリヤガスとして水素又
は窒素を用いる。
発光素子の製造方法を図４（ａ）〜（ｅ）に基づいて詳
細に説明する。窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の
作製には有機金属気相成長法（以下、ＭＯＶＰＥ法）を
用い、基板とＶ族原料としてアンモニア、ＩＩＩ族原料
としてトリメチルガリウム、トリメチルアルミニウム、
トリメチルインジウム、ｐ型不純物としてビスシクロペ
ンタデイエニルマグネシウム（Ｃｐ2Ｍｇ）、ｎ型不純
物としてモノシランを用い、キャリヤガスとして水素又
は窒素を用いる。
【００３２】１回目の結晶成長を行うため、ｎ型ＧａＮ
基板３１をＭＯＶＰＥ装置のサセプタ上に導入し、基板
温度１２００℃程度まで昇温し、基板表面を窒素または
水素雰囲気中にさらし、表面のクリーニングを施す。次
に、ｎ型ＧａＮ基板３１の基板温度を１０５０℃程度ま
で降温し、ｎ型ＧａＮ基板３１にｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95
Ｎバッファ層３２を５５０Å程度成長させる。次に、基
板温度を１０５０℃程度まで昇温し、ｎ型ＧａＮ層３３
を４μｍ成長し、ｎ型ＧａＮ層３３の上にｎ型Ａｌ0.15
Ｇａ0.95Ｎクラッド層３４を０．１μｍ程度成長させ
る。基板温度を８００℃程度に降温し、Ｉｎ0.2Ｇａ0.8
Ｎ量子井戸層を３層（厚さ３０Å）とＩｎ0.05Ｇａ0.95
Ｎバリヤ層を２層（厚さ１００Å）を持つ多重量子井戸
活性層３５を成長させる。次に、ＭｇドープＡｌ0.15Ｇ
ａ0.95Ｎクラッド層３６を０．１μｍ程度成長させ、さ
らに、基板温度を８００〜８５０℃程度に降温し、Ｍｇ
ドープＩｎ0.1Ｇａ0.9Ｎ再蒸発層３７を２００Å成長さ
せる。次に、基板温度を１０００℃程度まで昇温し、ｎ
型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流阻止層３８を０．１５μ
ｍ程度成長させる。ここまで作製した窒化ガリウム系半
導体発光素子の断面図を図４（ａ）に示す。
基板３１をＭＯＶＰＥ装置のサセプタ上に導入し、基板
温度１２００℃程度まで昇温し、基板表面を窒素または
水素雰囲気中にさらし、表面のクリーニングを施す。次
に、ｎ型ＧａＮ基板３１の基板温度を１０５０℃程度ま
で降温し、ｎ型ＧａＮ基板３１にｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95
Ｎバッファ層３２を５５０Å程度成長させる。次に、基
板温度を１０５０℃程度まで昇温し、ｎ型ＧａＮ層３３
を４μｍ成長し、ｎ型ＧａＮ層３３の上にｎ型Ａｌ0.15
Ｇａ0.95Ｎクラッド層３４を０．１μｍ程度成長させ
る。基板温度を８００℃程度に降温し、Ｉｎ0.2Ｇａ0.8
Ｎ量子井戸層を３層（厚さ３０Å）とＩｎ0.05Ｇａ0.95
Ｎバリヤ層を２層（厚さ１００Å）を持つ多重量子井戸
活性層３５を成長させる。次に、ＭｇドープＡｌ0.15Ｇ
ａ0.95Ｎクラッド層３６を０．１μｍ程度成長させ、さ
らに、基板温度を８００〜８５０℃程度に降温し、Ｍｇ
ドープＩｎ0.1Ｇａ0.9Ｎ再蒸発層３７を２００Å成長さ
せる。次に、基板温度を１０００℃程度まで昇温し、ｎ
型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流阻止層３８を０．１５μ
ｍ程度成長させる。ここまで作製した窒化ガリウム系半
導体発光素子の断面図を図４（ａ）に示す。
【００３３】一旦、このウエハーをＭＯＶＰＥ装置から
取り出し、通常のフォトリソグラフィ工程とエッチング
工程を用いてｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流阻止層３
８の一部をＭｇドープＩｎ0.1Ｇａ0.9Ｎ再蒸発層３７表
面上までエッチングし、ストライプ状の溝を形成する。
ここまで作製した窒化ガリウム系半導体発光素子の断面
図を図４（ｂ）に示す。
取り出し、通常のフォトリソグラフィ工程とエッチング
工程を用いてｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流阻止層３
８の一部をＭｇドープＩｎ0.1Ｇａ0.9Ｎ再蒸発層３７表
面上までエッチングし、ストライプ状の溝を形成する。
ここまで作製した窒化ガリウム系半導体発光素子の断面
図を図４（ｂ）に示す。
【００３４】このエッチングによって露出したＩｎ0.1
Ｇａ0.9Ｎ再蒸発層の領域とｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内
部電流阻止層３８の領域に再成長層を積層するのに、Ｍ
ＢＥ法を用いる。Ｖ族原料として窒素、ＩＩＩ族原料と
してガリウム、アルミニウム、インジウム、ｐ型不純物
としてマグネシウムを用いる。例えば、前記ＭＢＥ装置
とは、ＥＣＲプラズマ又はＲＦプラズマを備えて窒素を
基板上に供給するＭＢＥ装置とする。
Ｇａ0.9Ｎ再蒸発層の領域とｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内
部電流阻止層３８の領域に再成長層を積層するのに、Ｍ
ＢＥ法を用いる。Ｖ族原料として窒素、ＩＩＩ族原料と
してガリウム、アルミニウム、インジウム、ｐ型不純物
としてマグネシウムを用いる。例えば、前記ＭＢＥ装置
とは、ＥＣＲプラズマ又はＲＦプラズマを備えて窒素を
基板上に供給するＭＢＥ装置とする。
【００３５】このウエハーをＲＦ−ＭＢＥ装置に導入
し、ＲＦ電力３５０Ｗ、窒素流量１０ｓｃｃｍにて窒素
を基板上に５分間供給し、基板温度約８００℃にてＭｇ
ドープＩｎ0.1Ｇａ0.9Ｎ再蒸発層３７を再蒸発させ、清
浄なＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層表面３９を
露出させる。ここで、ＭＢＥ装置内にて下地層表面を露
出させるため、清浄なＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラ
ッド層表面３９をストライプ状の溝の底面として露出さ
せることができる。このため、次の工程において、品質
の高い再成長界面及び再成長層が実現できる。ここまで
作製した窒化ガリウム系半導体発光素子の断面図を図４
（ｃ）に示す。
し、ＲＦ電力３５０Ｗ、窒素流量１０ｓｃｃｍにて窒素
を基板上に５分間供給し、基板温度約８００℃にてＭｇ
ドープＩｎ0.1Ｇａ0.9Ｎ再蒸発層３７を再蒸発させ、清
浄なＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層表面３９を
露出させる。ここで、ＭＢＥ装置内にて下地層表面を露
出させるため、清浄なＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラ
ッド層表面３９をストライプ状の溝の底面として露出さ
せることができる。このため、次の工程において、品質
の高い再成長界面及び再成長層が実現できる。ここまで
作製した窒化ガリウム系半導体発光素子の断面図を図４
（ｃ）に示す。
【００３６】次に、基板温度を８００℃程度まで昇温
し、ＭＢＥ法でｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層４０お
よびｐ型ＧａＮコンタクト層４１（キャリヤ濃度は１×
１０19ｃｍ-3）を０．５μｍ程度成長する。ここまで作
製した窒化ガリウム系半導体発光素子の断面図を図４
（ｄ）に示す。
し、ＭＢＥ法でｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層４０お
よびｐ型ＧａＮコンタクト層４１（キャリヤ濃度は１×
１０19ｃｍ-3）を０．５μｍ程度成長する。ここまで作
製した窒化ガリウム系半導体発光素子の断面図を図４
（ｄ）に示す。
【００３７】ｐ型ＧａＮコンタクト層４１の上にｐ型用
電極４２、ｎ型ＧａＮ基板３１にｎ型用電極４３を形成
する。ここまで作製した窒化ガリウム系半導体発光素子
の断面図を図４（ｅ）に示す。
電極４２、ｎ型ＧａＮ基板３１にｎ型用電極４３を形成
する。ここまで作製した窒化ガリウム系半導体発光素子
の断面図を図４（ｅ）に示す。
【００３８】ここで、清浄なＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9
Ｎクラッド層表面３９に形成されたストライプ状の溝上
にｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層４０を再成長してい
るため、この界面での高抵抗化およびｐ型不純物の枯渇
を防ぐことができ、そのため素子の直列抵抗が低減で
き、素子の駆動電圧が３．６Ｖと小さく、素子の長寿命
化が実現できた。
Ｎクラッド層表面３９に形成されたストライプ状の溝上
にｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層４０を再成長してい
るため、この界面での高抵抗化およびｐ型不純物の枯渇
を防ぐことができ、そのため素子の直列抵抗が低減で
き、素子の駆動電圧が３．６Ｖと小さく、素子の長寿命
化が実現できた。
【００３９】ここで、ＭＢＥ法の再成長温度は８００℃
程度で、ＭｇドープＡｌ0.15Ｇａ0.95Ｎクラッド層３６
およびｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流阻止層３８上に
ｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層４０、ｐ型ＧａＮコン
タクト層４１を形成することができるためｎ型Ａｌ0.05
Ｇａ0.95Ｎ電流阻止層３８に形成した溝の形状を変形す
ることなく再成長ができ、安定な素子の横モードが得ら
れる。
程度で、ＭｇドープＡｌ0.15Ｇａ0.95Ｎクラッド層３６
およびｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流阻止層３８上に
ｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層４０、ｐ型ＧａＮコン
タクト層４１を形成することができるためｎ型Ａｌ0.05
Ｇａ0.95Ｎ電流阻止層３８に形成した溝の形状を変形す
ることなく再成長ができ、安定な素子の横モードが得ら
れる。
【００４０】さらに、ＭＯＶＰＥ法にて成長したＭｇド
ープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層３６は再蒸発工程中
（図４（ｃ））において、基板温度８００℃、水素を含
まない窒素雰囲気中（ＲＦ電力４００Ｗ、窒素流量５ｓ
ｃｃｍ）で熱処理するためにｐ型半導体に変化する、こ
のため、成長後の特別な熱処理工程例えば８００℃、数
十分間の熱処理工程を必要としないので、工程が簡略化
できる。
ープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層３６は再蒸発工程中
（図４（ｃ））において、基板温度８００℃、水素を含
まない窒素雰囲気中（ＲＦ電力４００Ｗ、窒素流量５ｓ
ｃｃｍ）で熱処理するためにｐ型半導体に変化する、こ
のため、成長後の特別な熱処理工程例えば８００℃、数
十分間の熱処理工程を必要としないので、工程が簡略化
できる。
【００４１】また、本発明の製造方法は、ＭｇドープＩ
ｎ0.1Ｇａ0.9Ｎ再蒸発層３７までの積層構造体をＭＯＶ
ＰＥ法（成長レートは約４μｍ／ｈ）にて形成し、その
後、ＭＢＥ法（成長レートは約０．７μｍ／ｈ）にてｐ
型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層４０、ｐ型ＧａＮコンタ
クト層４１のみを形成するため、一枚のウエハーを成長
する製造時間が短縮できる。
ｎ0.1Ｇａ0.9Ｎ再蒸発層３７までの積層構造体をＭＯＶ
ＰＥ法（成長レートは約４μｍ／ｈ）にて形成し、その
後、ＭＢＥ法（成長レートは約０．７μｍ／ｈ）にてｐ
型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層４０、ｐ型ＧａＮコンタ
クト層４１のみを形成するため、一枚のウエハーを成長
する製造時間が短縮できる。
【００４２】以上より、有機金属気相成長法（ＭＯＶＰ
Ｅ法）にて積層された積層構造体の表面層を再蒸発層に
て構成することにより、成長炉内例えば分子線エピタキ
シャル法（ＭＢＥ法）にて再蒸発層を再蒸発させ引き続
き再成長層を積層することにより、品質の高い再成長界
面、再成長層を持つ窒化ガリウム系化合物半導体レーザ
が実現できる。さらに、成長後の特別な熱処理工程を必
要とせず、また、ＭＢＥ法を用いても一枚のウエハーを
成長する製造時間が短縮できる窒化ガリウム系化合物半
導体レーザが提供できる。
Ｅ法）にて積層された積層構造体の表面層を再蒸発層に
て構成することにより、成長炉内例えば分子線エピタキ
シャル法（ＭＢＥ法）にて再蒸発層を再蒸発させ引き続
き再成長層を積層することにより、品質の高い再成長界
面、再成長層を持つ窒化ガリウム系化合物半導体レーザ
が実現できる。さらに、成長後の特別な熱処理工程を必
要とせず、また、ＭＢＥ法を用いても一枚のウエハーを
成長する製造時間が短縮できる窒化ガリウム系化合物半
導体レーザが提供できる。
【００４３】
【発明の効果】本発明によれば、有機金属気相成長法
（ＭＯＶＰＥ法）にて積層された積層構造体の表面層を
再蒸発層にて構成することにより、分子線エピタキシャ
ル法（ＭＢＥ法）にて再蒸発層を再蒸発させ、引き続き
再成長層を積層することにより、品質の高い再成長界
面、再成長層が得られ、界面での直列抵抗分が低くなる
ため、信頼性の優れた窒化ガリウム系化合物半導体発光
素子又は窒化ガリウム系化合物半導体レーザが作製でき
る。
（ＭＯＶＰＥ法）にて積層された積層構造体の表面層を
再蒸発層にて構成することにより、分子線エピタキシャ
ル法（ＭＢＥ法）にて再蒸発層を再蒸発させ、引き続き
再成長層を積層することにより、品質の高い再成長界
面、再成長層が得られ、界面での直列抵抗分が低くなる
ため、信頼性の優れた窒化ガリウム系化合物半導体発光
素子又は窒化ガリウム系化合物半導体レーザが作製でき
る。
【００４４】また、再蒸発層は蒸気圧の高いＩｎzＧａ
1-zＮ（０＜ｚ≦１）で構成するため、再蒸発に必要な
基板温度は十分に低い基板温度で可能なため下地層に悪
影響を及ぼすことはなく、容易に再蒸発層を除去でき清
浄な下地層表面を露出させることが可能となる。
1-zＮ（０＜ｚ≦１）で構成するため、再蒸発に必要な
基板温度は十分に低い基板温度で可能なため下地層に悪
影響を及ぼすことはなく、容易に再蒸発層を除去でき清
浄な下地層表面を露出させることが可能となる。
【００４５】さらに、ＭＯＣＶＤ法で作製した積層体構
造中のｐ型ドープ半導体層を再蒸発層を蒸発させる工程
で、ｐ型半導体層に改質することができるため、成長後
の特別な熱処理工程を必要としないので、工程が簡略化
できる。
造中のｐ型ドープ半導体層を再蒸発層を蒸発させる工程
で、ｐ型半導体層に改質することができるため、成長後
の特別な熱処理工程を必要としないので、工程が簡略化
できる。
【図１】本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
の作製工程を示す断面図である。
の作製工程を示す断面図である。
【図２】本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
の作製工程を示す断面図である。
の作製工程を示す断面図である。
【図３】本発明の窒化ガリウム系化合物半導体レーザ素
子の断面図である。
子の断面図である。
【図４】本発明の窒化ガリウム系化合物半導体レーザ素
子の作製工程を示す断面図である。
子の作製工程を示す断面図である。
【図５】従来の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の
断面図である。
断面図である。
１ 基板 ２ ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎバッファ層 ３ ｎ型ＧａＮバッファ層 ４ ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層 ５ Ｉｎ0.32Ｇａ0.68Ｎ活性層 ６ ＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層 ７ ＭｇドープＩｎzＧａ1-zＮ再蒸発層 ９ ｐ型ＧａＮコンタクト層 １１ サファイア基板 １２ ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎバッファ層 １３ ｎ型ＧａＮバッファ層 １４ ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層 １５ Ｉｎ0.32Ｇａ0.68Ｎ活性層 １６ ＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層 １７ ＭｇドープＩｎＮ再蒸発層 １８ 清浄なＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層表
面 １９ ｐ型ＧａＮコンタクト層 ２１ ｐ型用電極 ２２ ｎ型用電極 ３１ ｎ型ＧａＮ基板 ３２ ｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎバッファ層 ３３ ｎ型ＧａＮバッファ層 ３４ ｎ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎクラッド層 ３５ 多重量子井戸活性層 ３６ ＭｇドープＡｌ0.15Ｇａ0.85Ｎクラッド層 ３７ ＭｇドープＩｎ0.1Ｇａ0.9Ｎ再蒸発層 ３８ ｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流阻止層 ３９ 清浄なＭｇドープＡｌ0.15Ｇａ0.85Ｎクラッド層
表面 ４０ ｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層 ４１ ｐ型ＧａＮコンタクト層 ４２ ｐ型用電極 ４３ ｎ型用電極
面 １９ ｐ型ＧａＮコンタクト層 ２１ ｐ型用電極 ２２ ｎ型用電極 ３１ ｎ型ＧａＮ基板 ３２ ｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎバッファ層 ３３ ｎ型ＧａＮバッファ層 ３４ ｎ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎクラッド層 ３５ 多重量子井戸活性層 ３６ ＭｇドープＡｌ0.15Ｇａ0.85Ｎクラッド層 ３７ ＭｇドープＩｎ0.1Ｇａ0.9Ｎ再蒸発層 ３８ ｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流阻止層 ３９ 清浄なＭｇドープＡｌ0.15Ｇａ0.85Ｎクラッド層
表面 ４０ ｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層 ４１ ｐ型ＧａＮコンタクト層 ４２ ｐ型用電極 ４３ ｎ型用電極
Claims (5)
- 【請求項１】 有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）に
て半導体からなる積層構造体を形成する工程と、 連続的にＭＯＣＶＤ法にて前記積層構造体の表面層に再
蒸発層を積層する工程と、 前記再蒸発層を分子線エピタキシャル（ＭＢＥ）装置内
にて蒸発させる工程と、 前記再蒸発層を蒸発させることによって露出した前記積
層構造体上にＭＢＥ法にて成長層を再成長する工程と、
を包含することを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導
体発光素子の製造方法。 - 【請求項２】 前記再蒸発層を形成する工程と、前記再
蒸発層を蒸発させる工程の間に、前記積層構造体の表面
がエッチング等により加工される工程を含むことを特徴
とする請求項１に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発
光素子の製造方法。 - 【請求項３】 前記再蒸発層がＩｎzＧａ1-zＮ（０＜ｚ
≦１）から構成されたことを特徴とする請求項１または
２のいずれかに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光
素子の製造方法。 - 【請求項４】 前記再蒸発層を蒸発させる工程での、基
板温度を４００℃以上１１００℃以下とすることを特徴
とする請求項３に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発
光素子の製造方法。 - 【請求項５】 前記有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ
法）にて半導体からなる積層構造体を形成する工程にお
いて、ｐ型不純物ドープの窒化ガリウム系化合物半導体
を積層する工程を含み、 前記再蒸発層を蒸発させる熱処理工程にて、前記ｐ型不
純物ドープの窒化ガリウム系化合物半導体をｐ型窒化ガ
リウム系化合物半導体に改質することを特徴とする請求
項４に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製
造方法。
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