CN101981713A - 氮化物半导体元件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

氮化物半导体发光元件(100)具备：以m面(12)为表面的GaN基板(10)、在GaN基板(10)的m面(12)上形成的半导体层叠构造(20)、在半导体层叠构造(20)上形成的电极(30)。电极(30)包括由从由Pt、Mo以及Pd构成的群中选择的金属和Mg构成的Mg合金层(32)，Mg合金层(32)与半导体层叠构造(20)中的p型半导体区域的表面接触。

Description

氮化物半导体元件及其制造方法
技术领域
本发明涉及氮化物半导体元件及其制造方法。本发明尤其涉及、从紫外到蓝色、绿色、橙色以及白色等全部可见区的波段中的发光二极管、激光二极管等的GaN半导体发光元件。这种发光元件被期待应用于显示、照明以及光信息处理领域等。此外，本发明还涉及氮化物半导体元件中所用的电极的制造方法。
背景技术
作为V族元素具有氮(N)的氮化物半导体，由于其能带隙的大小，而有希望作为短波长发光元件的材料。其中，氮化镓化合物半导体(GaN半导体：AlxGayInzN(0≤x，y，z≤1、x+y+z＝1)的研究盛行，蓝色发光二极管(LED)、绿色LED、以及以GaN半导体为材料的半导体激光器也被实用化(例如，参照专利文献1、2)。
GaN半导体具有纤锌矿型结晶构造。图1示意性示出GaN的单位晶格。在AlxGayInzN(0≤x，y，z≤1、x+y+z＝1)半导体的结晶中，图1所示的Ga的一部分可以置换为Al以及/或者In。
图2示出用于以4指数表记(六方晶指数)表示纤锌矿型结晶构造的面而一般采用的四个基本矢量a1、a2、a3、c。基本矢量c沿[0001]方向延伸，该方向被称为「c轴」。与c轴垂直的面(plane)被称为「c面」或者「(0001)面」。另外，「c轴」以及「c面」有时分别表记为「C轴」以及「C面」。
在利用GaN半导体来制作半导体元件时，作为使GaN半导体结晶生长的基板，使用c面基板即在表面有(0001)面的基板。但是，在c面上，因为Ga的原子层和氮的原子层的位置在c轴方向上稍有偏移，所以形成极化(Electrical Polarization)。因此，「c面」也被称为「极性面」。极化的结果，在活性层中的InGaN的量子阱中，沿c轴方向产生压电电场。这样的压电电场产生在活性层时，活性层内的电子以及空穴的分布会产生位置偏移，所以内部量子效率降低，若是半导体激光器，则引起阈值电流的增大，若是LED，则引起耗电的增加以及发光效率的降低。此外，也会在注入载流子密度上升的同时发生压电电场的屏蔽(screening)，还产生发光波长的变化。
因此，为了解决这些课题，正在研究使用表面具有非极性面、例如与[10-10]方向垂直的被称为m面的(10-10)面的基板(m面GaN基板)。这里，表示米勒指数(Miller indices)的括弧内的数字的左边附加的「-」表示「杆(bar)」。「m面」也有表记为「M面」的情况。如图2所示，m面是与c轴(基本矢量c)平行的面，与c面正交。在m面上Ga原子和氮原子存在于同一原子面上，所以在与m面垂直的方向上不发生极化。其结果，若在与m面垂直的方向上形成半导体层叠构造，则在活性层上也不发生压电电场，所以能够解决上述课题。m面是(10-10)面、(-1010)面、(1-100)面、(-1100)面、(01-10)面、(0-110)面的总称。
另外，在本说明书中，将与六方晶纤锌矿构造的X面(X＝c、m)垂直的方向上产生外延生长表现为「X面生长」。在X面生长中，有时将X面称为「生长面」、将由X面生长而形成的半导体的层称为「X面半导体层」。
【专利文献1】特开2001-308462号公报
【专利文献2】特开2003-332697号公报
【专利文献3】特开平8-64871号公报
【专利文献4】特开平11-40846号公报
如上所述，在m面基板上生长的GaN半导体元件与在c面基板上生长的GaN半导体元件相比较，能够发挥显著的效果，但是具有如下问题。即，在m面基板上生长的GaN半导体元件与在c面基板上生长的相比，接触电阻变高，这成为使用在m面基板上生长的GaN半导体元件时较大的技术障碍。
在那样的状况中，本申请发明者为了解决在作为非极性面的m面上生长的GaN半导体元件具有接触电阻高的课题，专心研究的结果找出了能够降低接触电阻的方法。
发明内容
本发明鉴于上述点而作，其主要目的是提供一种能够降低在m面基板上结晶生长的GaN半导体元件中的接触电阻的构造以及制造方法。
本发明的第1氮化物半导体元件具备：氮化物半导体层叠构造，其具有表面为m面的p型半导体区域；和电极，其设置在所述p型半导体区域上，所述p型半导体区域由AlxInyGazN(x+y+z＝1，x≥0，y≥0，z≥0)半导体形成，所述电极与所述p型半导体区域的所述表面接触，包括由从由Pt、Mo以及Pd构成的群中选择的金属和Mg构成的Mg合金层。
在某实施方式中，所述电极包括所述Mg合金层、和在所述Mg合金层上形成的金属层，所述金属层由Pt、Mo以及Pd中的所述Mg合金层中所包含的金属形成。
在某实施方式中，所述半导体层叠构造具有包括AlaInbGacN层(a+b+c＝1，a≥0，b≥0，c≥0)的活性层，所述活性层发光。
在某实施方式中，所述p型半导体区域是p型接触层。
在某实施方式中，所述Mg合金层的厚度是0.1nm以上5nm以下。
在某实施方式中，所述Mg合金层的厚度是所述Pt层的厚度以下。
在某实施方式中，所述Mg合金层中的N浓度比Ga浓度低。
在某实施方式中，具有支撑所述半导体层叠构造的半导体基板。
本发明的光源是具备氮化物半导体发光元件、和包含变换从所述氮化物半导体发光元件放射的光的波长的荧光物质的波长变换部的光源，其中，所述氮化物半导体发光元件具备具有表面为m面的p型半导体区域的氮化物半导体层叠构造、和设置在所述p型半导体区域上的电极，所述p型半导体区域由AlxInyGazN(x+y+z＝1，x≥0，y≥0，z≥0)半导体构成，所述电极与所述p型半导体区域的所述表面接触，包括由从由Pt、Mo以及Pd构成的群中选择的金属和Mg构成的Mg合金层。
本发明的氮化物半导体元件的制造方法包括准备基板的工序(a)、在所述基板上形成具有表面为m面的p型半导体区域的氮化物半导体层叠构造的工序(b)、在所述半导体层叠构造的所述p型半导体区域的所述表面上形成电极的工序(c)，所述工序(c)包括在所述p型半导体区域的所述表面上形成由从由Pt、Mo以及Pd构成的群中选择的金属和Mg构成的Mg合金层的工序。
在某实施方式中，形成所述Mg合金层的工序，包括：在所述p型半导体区域的所述表面上形成Mg层的工序、在所述Mg层上形成从由Pt、Mo以及Pd构成的群中选择的导电层的工序、通过进行加热处理从而使所述Mg层和所述导电层的至少一部分合金化的工序。
在某实施方式中，所述加热处理以500℃以上700℃以下的温度执行。
在某实施方式中，所述加热处理以550℃以上650℃以下的温度执行。
在某实施方式中，形成所述Mg层的工序，执行通过脉冲式地照射电子束从而使Mg蒸镀在所述p型半导体区域的所述表面上。
在某实施方式中，所述Mg层以0.1nm以上5nm以下的厚度堆积在所述半导体层叠构造上。
在某实施方式中，包括在执行了所述工序(b)之后去除所述基板的工序。
在某实施方式中，形成所述Mg合金层的工序包括：在所述p型半导体区域的所述表面上蒸镀Mg和从由Pt、Mo以及Pd构成的群中选择的金属的混合物或者化合物的工序；和进行加热处理的工序。
本发明的第2氮化物半导体元件具备具有表面为m面的p型半导体区域的氮化物半导体层叠构造、和设置在所述p型半导体区域上的电极，所述p型半导体区域由AlxInyGazN(x+y+z＝1，x≥0，y≥0，z≥0)半导体形成，所述电极包括在所述p型半导体区域的所述表面上形成的岛状Mg合金，所述岛状Mg合金由从由Pt、Mo以及Pd构成的群中选择的金属和Mg构成。
在某实施方式中，所述电极包括所述岛状Mg合金、形成在所述岛状Mg合金上的金属层，所述金属层由Pt、Mo以及Pd中的所述岛状Mg合金中所包含的金属形成。
(发明效果)
根据本发明的氮化物半导体元件，半导体层叠构造上的电极包括Mg合金层，该Mg合金层与p型杂质区域的表面(m面)接触，由此能够降低接触电阻。
附图说明
图1是示意性表示GaN的单位晶格的立体图。
图2是表示纤锌矿型结晶构造的基本矢量a1、a2、a3、c的立体图。
图3(a)是本发明的实施方式的氮化物半导体发光元件100的剖面示意图，(b)是表示m面的结晶构造的图，(c)是表示c面的结晶构造的图。
图4A是表示使两个Pd/Pt电极与p型GaN层接触时的电流-电压特性的图。
图4B是表示使两个Mg合金层电极与p型GaN层接触时的电流-电压特性的图。
图4C是表示分别使用上述Pd/Pt电极以及MgPt合金/Pt电极时的固有接触电阻(Ω·cm2)的图。
图4D是TLM电极的图案图。
图5是表示对于接触电阻的热处理温度的依存性的图。
图6是由SIMS分析得到的电极构造(Mg/Pt)中的Ga的深度方向的分布图。
图7是由SIMS分析得到的电极构造(Mg/Pt)中的N的深度方向的分布图。
图8(a)是表示采用了由MgPt合金/Pt层构成的电极、由Mg/Pt层构成的电极、以及由Pt/Pd层构成的电极的发光二极管的电流-电压特性的图，(b)是表示发光二极管的接触电阻的值的图。
图9(a)、(b)分别是表示由MgPt合金/Pt层构成的电极的表面状态和由Mg/Pt层构成的电极的表面状态的光学显微镜的附图代用照片。
图10(a)是表示采用由Au层以及MgAu合金/Au层构成的电极时的接触电阻的图，(b)以及(c)分别是表示MgAu合金/Au层以及Au层的电极的表面的光学显微镜的附图代用照片。
图11是表示白色光源的实施方式的剖面图。
(符号说明)
10基板(GaN基板)
12基板的表面(m面)
20半导体层叠构造
22AluGavInwN层
24活性层
26AldGaeN层
30p型电极
32Mg合金层
34金属层(Pt层)
40n型电极
42凹部
100氮化物半导体发光元件
200树脂层
220支撑部件
240反射部件
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。在以下的附图中，为了简化说明，用同一参照符号表示实质上具有相同功能的结构要素。另外，本发明不限定于以下的实施方式。
图3(a)示意性地示出本发明实施方式的氮化物半导体发光元件100的剖面结构。图3(a)所示的氮化物半导体发光元件100是由GaN半导体构成的半导体设备，具有氮化物半导体层叠构造。
本实施方式的氮化物半导体发光元件100具备：以m面为表面12的GaN基板10、GaN基板10上形成的半导体层叠构造20、半导体层叠构造20上形成的电极30。在本实施方式中，半导体层叠构造20是通过m面生长形成的m面半导体层叠构造，其表面是m面。但是，因为r面蓝宝石基板上还有a面GaN生长的事例，所以根据生长条件不是必须GaN基板10的表面是m面。在本发明的结构中，只要至少半导体层叠构造20中与电极接触的p型半导体区域的表面是m面即可。
本实施方式的氮化物半导体发光元件100具备支撑半导体层叠构造20的GaN基板10，但是也可以具备其他基板来代替GaN基板10，还可以在去掉基板的状态下使用。
图3(b)示意性地示出表面为m面的氮化物半导体的剖面(与基板表面垂直的剖面)中的结晶构造。Ga原子和氮原子存在于与m面平行的同一原子面上，所以在与m面垂直的方向上不发生极化。即，m面是非极性面，沿与m面垂直的方向生长的活性层内不发生压电电场。另外，所添加的In以及Al位于Ga的位点(site)，置换Ga。即使用In或Al置换Ga的至少一部分，在与m面垂直的方向上也不发生极化。
在表面具有m面的GaN基板，在本说明书中被称为「m面GaN基板」。为了获得在与m面垂直的方向上生长的氮化物半导体层叠构造，典型地，采用m面基板GaN基板，在该基板的m面上使半导体生长即可。但是，如前所述，不需要基板的表面是m面，此外，在最终的设备中也不需要留有基板。
为了参考，图3(c)示意性示出表面为c面的氮化物半导体的剖面(与基板表面垂直的剖面)中的结晶构造。Ga原子和氮原子并不存在于与c面平行的同一原子面上。其结果，在与c面垂直的方向上发生极化。在本说明书中将表面具有c面的GaN基板称为「c面GaN基板」。
c面GaN基板是为了使GaN半导体结晶生长的一般的基板。与c面平行的Ga(或In)原子层和氮的原子层的位置在c轴方向上略微偏移，所以沿c轴方向形成极化。
再次参照图3(a)。在m面GaN基板10的表面(m面)12上，形成有半导体层叠构造20。半导体层叠构造20含有：包括AlaInbGacN层(a+b+c＝1，a≥0，b≥0，c≥0)的活性层24、AldGaeN层(d+e＝1，d≥0，e≥0)26。AldGaeN层26以活性层24为基准，位于m面12侧的相反侧。这里，活性层24是氮化物半导体发光元件100中的电子注入区域。
在本实施方式的半导体层叠构造20中还包含其他层，在活性层24和基板10之间形成有AluGavInwN层(u+v+w＝1，u≥0，v≥0，w≥0)22。本实施方式的AluGavInwN层22是第1导电型(n型)的AluGavInwN层22。此外，在活性层24和AldGaeN层26之间还可以设置未掺杂的GaN层。
在AldGaeN层26中，Al的组成比例d不需要在厚度方向上一样。在AldGaeN层26中，Al的组成比例d也可以在厚度方向上连续或阶段性地变化。即，AldGaeN层26可以具有层叠了多层Al的组成比例d不同的多层构造，也可以掺杂物(dopant)的浓度在厚度方向上变化。另外，从接触电阻降低的观点出发，AldGaeN层26的最上部(半导体层叠构造20的上面部分)优选由Al的组成比例d为零的层(GaN层)构成。
在半导体层叠构造20上，形成有电极30。本实施方式的电极30是包含由Pt和Mg构成的Mg合金层32的电极，在Mg合金层32的上面形成了由Pt构成的金属层34。另外，所谓「Mg合金层」表示在Mg中以％级(order)(例如1％)以上的浓度混合了Pt等金属的层。在本实施方式中的Mg合金层32中，以％级的浓度混合了构成金属层34的金属Pt。
电极30中的Mg合金层32与半导体层叠构造20的p型半导体区域接触，作为p型电极(p侧电极)的一部分发挥功能。在本实施方式中，Mg合金层32与掺杂了第2导电型(p型)的掺杂物的AldGaeN层26接触。在AldGaeN层26中，例如，作为掺杂物掺杂了Mg。作为Mg以外的p型掺杂物，例如还可以掺杂Zn、Be等。
作为与Mg合金层32的表面接触的金属层34，除了Pt层之外，能够采用与Au(金)相比难以与Mg形成合金的金属的层。即，采用从由Pt、Mo以及Pd构成的群选择的至少一种金属即可。相反，作为与Mg合金层32接触的金属层34的材料，不优选容易与Mg形成合金的Au。Pt、Mo、Pd与Au相比是在与Mg之间难以合金化的金属，但通过后述的热处理，可以与Mg的一部分反应从而形成合金层。
Mg合金层32通过在Mg层上堆积Pt等的金属层之后，进行热处理来适宜形成。若在热处理前堆积的金属层比较厚，则通过热处理而形成的Mg合金层32会上残留金属层34。另一方面，若热处理前堆积的金属层比较薄，则有可能通过热处理而金属层34的全部与Mg合金化。在该情况下，作为电极30仅存在Mg合金层32。
另外，Mg合金层32可以通过将构成金属层34的金属和Mg的混合物或者化合物作为蒸镀源进行蒸镀后再进行热处理来形成。在该情况下，在紧接蒸镀了Mg合金层32之后，在Mg合金层32上便不存在金属层34。之后，可以不在Mg合金层32上堆积金属层34，仅由Mg合金层32构成电极30，也可以根据需要，在Mg合金层32上堆积金属层34。
Mg合金层32的至少一部分通过层叠后的热处理而岛状(island状)地发生凝集，也可以相互设置间隔来形成。此时，构成金属层34的Pt进入各岛状Mg合金之间。也可以金属层34的至少一部分岛状地凝集。
在上述各电极上，也可以与上述金属层或者合金层不同地，形成由这些金属以外的金属或者合金构成的电极层或布线层。
本实施方式的电极30的厚度例如是1～200nm。在Mg合金层32上设置了金属层34的情况下，Mg合金层32是比金属层34薄的层，Mg合金层32的厚度例如是5nm以下(优选0.1nm以上5nm以下)。在热处理前堆积的Mg层的厚度比5nm大时，在进行了热处理后，Mg层的一部分未被合金化，在Mg合金层32和AldGaeN层26之间残留Mg层。这是因为构成金属层34的Pt等金属难以与Mg形成合金。若残留Mg层，则与底层的半导体层叠构造20的紧密接触性比较低。因此，热处理前堆积的Mg层的厚度优选为5nm以下，通过热处理而形成的Mg合金层32的厚度也优选为5nm以下。
此外，位于Mg合金层32上的金属层(例如，Pt层)34的厚度例如是200nm以下(优选1nm～200nm)。Mg合金层32是比金属层34薄的层，这是为了不在Mg合金层32和AldGaeN层26之间产生由Mg合金层32和金属层34的形变平衡破坏而引起的剥离。金属层34在Mg合金层32的氧化防止等中担任重要的作用，但是并非一定需要。
此外，具有m面的表面12的GaN基板10的厚度例如是100～400μm。这是因为，若是大约100μm以上的基板厚则不对晶片的处理产生障碍。另外，本实施方式的基板10，若具有由GaN材料构成的m面的表面12，则也可以不具有层叠构造。即，本实施方式的GaN基板10还包括至少在表面12存在m面的基板，因此，基板可以整体是GaN，也可以是与其他材料的组合。
在本实施方式的结构中，在位于基板10上的n型AluGavInwN层(例如，厚度0.2～2μm)22的一部分，形成了电极40(n型电极)。在图示的例中，半导体层叠构造20中形成电极40的区域形成有凹部42，以使n型AluGavInwN层22的一部分露出。在利用该凹部42露出的n型AluGavInwN层22的表面设置了电极40。电极40例如由Ti层、Al层和Pt层的层叠构造构成，电极40的厚度例如是100～200nm。
本实施方式的活性层24具有交替层叠了Ga0.9In0.1N阱层(例如，厚度9nm)和GaN势垒层(例如，厚度9nm)的GaInN/GaN多重量子阱(MQW)构造(例如，厚度81nm)。
在活性层24上，设置了p型AldGaeN层26。p型AldGaeN层26的厚度例如是0.2～2μm。另外，如上所述，在活性层24和AldGaeN层26之间还可以设置未掺杂的GaN层。
另外，可以在AldGaeN层26上形成第2导电型(例如，p型)的GaN层。而且，还可以在该GaN层上形成由p+-GaN构成的接触层，而且可以在由p+-GaN构成的接触层上形成Mg合金层32。另外，除了考虑使由GaN构成的接触层与AldGaeN层26为不同的层之外，还可以考虑使由GaN构成的接触层为AldGaeN层26的一部分。
图4A表示使两个Pd/Pt电极与p型GaN层接触时的电流-电压特性，图4B表示使两个Mg合金层电极与p型GaN层接触时的电流-电压特性。作为Pd/Pt电极，采用了在p型m面GaN层上依次形成Pd层以及Pt层之后，通过在氮气氛中进行热处理而形成的电极(m面GaN(Pd/Pt))。作为Mg合金层电极，采用了在p型m面GaN层上依次蒸镀了Mg层以及Pt层之后、通过在氮气氛中进行热处理而合金化后的电极(m面GaN(MgPt合金/Pt))。这些电极的结构以及热处理条件如以下的表1所示。
【表1】
  面方位   p型电极   厚度(热处理前)   热处理温度和时间
  m面   Pd/Pt   Pd40nm /Pt35nm   500℃、10分钟
  m面   MgPt合金/Pt   Mg2nm/Pt75nm   600℃、10分钟
在本实施方式中，通过进行表1所示的热处理，使在p型GaN层上接触的Mg层和Pt层的一部分(与Mg层接触的一侧)合金化，进而通过在Mg合金层与p型GaN层接触的状态下进行加热，能够形成良好的Mg合金层电极(MgPt合金/Pt电极)。
图4A、图4B所示的电流-电压特性的各曲线与图4D所示的TLM(Transmission Line Method)电极图案的电极间距离相对应。图4D示出空出8μm、12μm、16μm、20μm间隔来配置100μm×200μm的多个电极的状态。
图4C是表示分别采用上述Pd/Pt电极以及MgPt合金/Pt电极时的固有接触电阻(Ω·cm2)的图。接触电阻采用TLM法进行了评价。另外，纵轴所示的「1.0E-01」表示「1.0×10-1」，「1.0E-02」表示「1.0×10-2」，即，「1.0E+X」表示「1.0×10x」。
Pd是作为p型电极以往所采用的功函数(work function)大的金属。对于Pd/Pt电极，Pd与p型GaN层接触，图4A的图(Pd/Pt电极的电流-电压特性)示出肖特基(schottky)型的非欧姆(ohmic)特性(肖特基电压：约2V)。另一方面，图4B的图(Mg合金层电极的电流-电压特性)中没有出现肖特基电压，该Mg合金层电极与p型GaN层大致形成欧姆接触。肖特基电压的消失在降低发光二极管或激光二极管等的设备工作电压上是非常重要的。
进而，如图4C所示，与Pd/Pt电极相比，MgPt合金/Pt电极具有将近降低一个数量级(一桁)的固有接触电阻(Ω·cm2)。在本实施方式中，成功地获得了采用功函数大的金属的以往的p型电极的途径(approach)所不能获得的非常显著的效果。
另外，在使Mg/pt电极与c面p型GaN层接触的情况下，能够获得比Pd/Pt电极的情况低一些的接触电阻。在接触面为m面的情况下，Mg/Pt电极表示比Pd/Pt电极显著低的接触电阻(参照特愿2009-536554号)。可推测出采用了MgPt合金/Pt电极的本发明也能获得同样的结果。
下面，对于接触电阻来说明热处理温度的依存性。
图5示出在p型GaN层的m面上依次蒸镀Mg层以及Pt层后、再在氮气氛中进行热处理从而合金化后的电极(即，m面GaN(MgPt合金/Pt))的结果。此外，作为对比，还示出在p型m面GaN层上依次形成Pd层以及Pt层后、在氮气氛中进行热处理而形成的电极(m面GaN(Pd/Pt))的结果。
图5所示的数据是从采用脉冲蒸镀法堆积了Mg层的样本获得的。对于脉冲蒸镀法，后面进行叙述。本申请说明书中的本发明的实验例中，都是通过脉冲蒸镀法来堆积Mg层，通过通常的电子束蒸镀法来堆积Mg以外的金属(Pd、Pt、Au)。
MgPt合金/Pt电极以及Pd/Pt电极与掺杂了Mg的m面GaN层接触。在这些电极接触的m面GaN层中，在从表面到深度20nm的区域(厚度20nm的外表面(最表面)区域)掺杂了7×1019cm-3的Mg。此外，在距m面GaN层的表面的深度超过20nm的区域，掺杂了1×1019cm-3的Mg。如此，在p型电极接触的GaN层的外表面区域，若局部提高p型杂质的浓度，则最能够降低接触电阻。此外，通过进行这样的杂质掺杂，电流-电压特性的面内偏差也降低，所以还可获得能够降低驱动电压的芯片间偏差的优点。因此，在本申请所公开的实验例中，都是在从电极接触的p型GaN层的表面到深度20nm的区域掺杂7×1019cm-3的Mg，在比此更深的区域掺杂了1×1019cm-3的Mg。
热处理前的各层厚度如以下的表2所示。
【表2】
  面方位   p型电极   厚度(热处理前)
  m面   MgPt合金/Pt   Mg2nm /Pt75nm
  m面   Pd/Pt   Pd40nm/Pt35nm
首先，在Pd/Pt电极的情况下，接触电阻在500℃的热处理的前后几乎没有变化。热处理温度超过500℃时，可看到接触电阻上升。
另一方面，在MgPt合金/Pt电极的情况下，热处理温度成为500℃以上时，接触电阻突然降低。在本实施方式中，热处理前与p型的m面GaN层接触的是Mg层，与此相对，通过用500℃以上的温度进行热处理，Mg层与Pt层合金化，在热处理后与p型的m面GaN层接触的成为了Mg合金层。由图5可知，在m面GaN(MgPt合金/Pt)电极的情况下，热处理温度成为600℃时，接触电阻进一步降低。进一步升温进行700℃的热处理时，虽然接触电阻比600℃的热处理温度时上升，但是比以往的m面GaN(Pd/Pt)电极的情况下的接触电阻小。
因此，作为MgPt合金/Pt电极的热处理温度，例如，优选500℃以上。超过700℃而成为规定温度(例如800℃)以上时，电极或GaN层的膜质变劣化，所以上限优选为700℃以下。而且，进一步优选接触电阻进一步降低的550℃以上650℃以下的温度范围。
图6示出采用SIMS获得的在电极构造(MgPt合金/Pt)中Ga的深度方向的分布的结果。热处理前Mg层厚是2nm，Pt层厚是75nm。通过热处理，Mg合金层厚变为2nm。热处理在氮气氛中用600℃进行了10分钟。图的纵轴表示与原子浓度成比例关系的SIMS的检测器的信号强度。图6中的横轴的距离0μm大致相当于p型GaN层和Mg合金层的界面位置。另外，横轴的原点(0μm)与Ga峰值的位置一致。横轴的数值为「-」的区域是电极侧，「+」的区域是p型GaN侧。纵轴以as-depo(热处理前)的GaN结晶中的Ga浓度为1进行了归一化。此外，根据母体的原子密度进行估算时，纵轴的强度的1×10-3作为浓度大致相当于1×1019cm-3。
如图6所示，在热处理后，与热处理前相比，Mg合金层中的Ga浓度增加。根据该结果可知，通过热处理，在Mg合金层中扩散有Ga。而且，用500℃以上的温度进行了热处理的样品，接触电阻变低，其详细原因不详，但确认了Mg合金层中的Ga扩散量和接触电阻之间具有相关。而且，对于获得了最低接触电阻的样品，确认了Mg合金层中的Ga浓度为1019cm-3以上。
图7示出采用SIMS获得的电极构造(MgPt合金/Pt)中的氮原子的深度方向分布结果。热处理前的Mg层厚是2nm，Pt层厚是75nm。通过热处理，Mg合金层厚变为2nm。在氮气氛中用600℃进行了10分钟热处理。图7的图的纵轴是N强度，横轴是深度方向的距离。1×10-3的N强度大致相当于1×1019cm-3的N浓度。横轴的数值为「-」的区域是电极侧，「+」的区域是p型GaN侧。纵轴以as-depo(热处理前)的GaN结晶中的N浓度为1进行了归一化。横轴的原点(0μm)大致相当于p型GaN层和Mg层的界面位置。由图7可知，无论在热处理后的电极构造中还是在Mg合金层中都看不到N的扩散。
如上所述，本申请发明者发现了：以使Mg合金层与以m面为表面的p型GaN层接触来进行热处理(氮气氛中600度10分钟)时，p型GaN层的Ga原子向电极侧扩散，但是N原子几乎不向电极侧扩散。其结果，在p型GaN层的外表面，Ga原子不足，形成了Ga空穴。Ga空穴具有受主(acceptor)的性质，所以在电极和p型GaN层的界面附近，Ga空穴增加时，空穴通过隧道效应容易通过该界面的肖特基障壁。由此，认为在按照与以m面为表面的p型GaN层接触的方式形成Mg合金层时，接触电阻会降低。
另一方面，本申请发明者发现：以使Mg合金层与以c面而非m面为表面的p型GaN层接触来进行热处理(氮气氛中600度10分钟)时，不仅Ga原子，N原子也向电极侧扩散。此外，在该情况下确认了接触电阻高。不仅Ga原子，N原子也向电极侧扩散时，在p型GaN层的外表面，还形成具有施主(donor)的性质的N空穴。其结果，在p型GaN层的外表面，在Ga空穴和N空穴之间引起电荷补偿。此外，可考虑由于失去N原子，而GaN结晶的结晶性恶化。基于这些的原因，可以认为在按照与以c面为表面的GaN接触的方式形成Mg合金层的情况下，接触电阻高。
该发现表示原子间结合力或表面状态等物理性质在m面GaN和c面GaN这两者之间完全不同。
另外，这样的各元素(Ga、N)的举动，可推定为在Mg合金层接触的GaN层，即使用Al或In置换Ga的一部分也同样地产生。此外，可推定为，即使在Mg合金层接触的GaN半导体层中掺杂Mg以外的元素作为掺杂物的情况下，也同样。
下面，再次参照图3(a)，进一步详细地叙述本实施方式的结构。
如图3(a)所示，在本实施方式的发光元件100中，形成了m面GaN基板10、和在基板10上形成的AluGavInwN层(u+v+w＝1，u≥0，v≥0，w≥0)22。在该例中，m面GaN基板10是n型GaN基板(例如，厚度100μm)，AluGavInwN层22是n型GaN层(例如，厚度2μm)。在AluGavInwN层22上形成了活性层24。换言之，在m面GaN基板10上，形成了至少包括活性层24的半导体层叠构造20。
在半导体层叠构造20中，在AlxGayInzN层22上，形成了包含AlaInbGacN层(a+b+c＝1，a≥0，b≥0，c≥0)的活性层24。活性层24例如由In组成比为约25％的InGaN阱层和GaN势垒层构成，阱层的厚度是9nm，势垒层的厚度是9nm，阱层周期是3周期。在活性层24上，形成了第2导电型(p型)的AldGaeN层(d+e＝1，d≥0，e≥0)26。第2导电型(p型)的AldGaeN层(d+e＝1，d≥0，e≥0)26例如是Al组成比为10％的AlGaN层，厚度为0.2μm。在本实施方式的AldGaeN层26中，作为p型掺杂物，掺杂了Mg。这里，相对于AldGaeN层26，例如，掺杂了1018cm-3左右的Mg。此外在该例中，在活性层24和AldGaeN层26之间，形成了未掺杂的GaN层(未图示)。
而且，在该例中，在AldGaeN层26上，形成了第2导电型(例如，p型)的GaN层(未图示)。而且，在由p+-GaN构成的接触层上，形成了Mg合金层32，在其上形成了Pt层34。该Mg合金层32和Pt层34的层叠构造成为电极(p型电极)30。
另外，在半导体层叠构造20中形成有使AluGavInwN层22的表面露出的凹部(recess)42，在位于凹部42的底面的AluGavInwN层22上形成有电极(n型电极)40。凹部42的大小是例如，宽度(或者直径)为20μm，深度为1μm。电极40是例如由Ti层、Al层和Pt层(例如，厚度分别是5nm、100nm、10nm)的层叠构造构成的电极。
根据本实施方式的氮化物半导体发光元件100，与以往的采用了Pd/Pt电极的m面LED的情况相比，能够使工作电压(Vop)降低约1.3V，其结果，能够降低耗电。
下面，继续参照图3(a)，说明本实施方式的氮化物半导体发光元件100的制造方法。
首先，准备m面基板10。在本实施方式中，作为基板10，采用GaN基板。本实施方式的GaN基板可采用HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy)法来获得。
例如，首先在c面蓝宝石基板上生长数mm级的厚膜GaN。之后，通过沿与c面垂直方向、在m面切取厚膜GaN从而获得m面GaN基板。GaN基板的制作方法不限于上述，例如还可以利用钠助溶剂法(sodiumflux)等的液相生长或氨热法(ammonothermal)等的融液生长方法来制作块体GaN的铸锭，在m面对其进行切取的方法。
作为基板10，除了GaN基板之外，还能够采用例如氧化镓、SiC基板、Si基板、蓝宝石基板等。为了在基板上外延生长由m面构成的GaN半导体，优选SiC或蓝宝石基板的面方位也是m面。但是，因为在r面蓝宝石基板上还有a面GaN生长的事例，所以根据生长条件，也有可能不必生长用表面必须是m面。只要至少半导体层叠构造20的表面是m面即可。在本实施方式中，在基板10上，通过MOCVD(Metal Organic ChemicalVapor Deposition)法依次形成结晶层。
接着，在m面GaN基板10上，形成AluGavInwN层22。作为AluGavInwN层22，例如，形成厚度3μm的AlGaN。在形成GaN时，在m面GaN基板10上，用1100℃提供TMG(Ga(CH3)3)、TMA(Al(CH3)3)以及NH3，由此堆积GaN层。
接着，在AluGavInwN层22上形成活性层24。在该例中，活性层24具有交替层叠了厚度9nm的Ga0.9In0.1N阱层和厚度9nm的GaN势垒层的厚度81nm的GaInN/GaN多重量子阱(MQW)构造。在形成Ga0.9In0.1N阱层时，为了进行In取入，优选将生长温度降低为800℃。
接着，在活性层24上堆积例如厚度30nm的未掺杂GaN层。接着，在未掺杂GaN层上形成AldGaeN层26。作为AlaGaeN层26，例如，通过TMG、NH3、TMA、TMI以及作为p型杂质提供Cp2Mg(二茂镁)，从而形成厚度70nm的p-Al0.14Ga0.86N。
接着，在AldGaeN层26上，堆积例如厚度0.5μm的p-GaN接触层。在形成p-GaN接触层时，作为p型杂质提供Cp2Mg。
之后，通过进行氯干法蚀刻，去除p-GaN接触层、AldGaeN层26、未掺杂GaN层以及活性层24的一部分从而形成凹部42，使AlxGayInzN层22的n型电极形成区域露出。接着，在位于凹部42的底部的n型电极形成区域上，形成Ti/Pt层作为n型电极40。
进而，在p-GaN接触层上形成Mg层(厚度2nm)，并且在Mg层上形成Pt层(厚度75nm)。之后，在氮气氛下用600℃进行10分钟的热处理，由此Pt层中配置在Mg层侧的部分进入Mg层，形成Mg合金层32。Pt层中未与Mg层形成合金的部分在Mg合金层32上作为Pt层34残留。本实施方式的热处理兼具用于形成Mg合金层的热处理和用于使p型GaN层的Ga原子向电极侧扩散的热处理。
在本实施方式中，对于Mg层的形成采用边使原料金属脉冲性地蒸发边进行蒸镀的手法(脉冲蒸镀法)。更具体而言，对真空中保持的坩埚中的Mg金属脉冲性地照射电子束，脉冲性地使原料金属蒸发。该原料金属分子或者原子附着于p-GaN接触层，形成Mg层。脉冲是例如脉冲宽度0.5秒、反复1Hz。通过这样的手法，作为Mg层形成了致密且良好品质的膜。Mg层成为致密的理由，可认为是因为通过进行脉冲性的蒸镀，对p-GaN接触层冲突的Mg原子或者Mg原子簇的运动能量增加。
一般Mg是通过与水或空气的接触而容易氧化的元素。但是，采用本实施方式的脉冲蒸镀法后，获得了难以氧化、耐水、耐氧性优异的Mg层。
另外，在本实施方式中，采用了边使原料金属(Mg金属)脉冲性地蒸发边进行蒸镀的手法，但是若能够形成Mg层，则也可以采用其他手法。作为形成致密且优质的Mg层的其他手法，能够采用例如溅射法、热CVD法或分子束外延法(MBE)等。
另外，之后，可以采用激光剥离、蚀刻、研磨等的方法，去除基板10、AluGavInwN层22的一部分。在该情况下，可以仅去除基板10，也可以选择性地仅去除基板10以及AluGavInwN层22的一部分。当然，还可以不去除基板10、AluGavInwN层22而保留。通过以上的工序，形成本实施方式的氮化物半导体发光元件100。
在本实施方式的氮化物半导体发光元件100中，在n型电极40和p型电极30之间施加电压时，从p型电极30向活性层24注入空穴，从n型电极40向活性层24注入电子，产生例如450nm波长的发光。
这里，图8(a)示出m面GaN上采用了由MgPt合金/Pt层构成的电极的发光二极管的电流-电压特性。为了比较，还示出与发光二极管的氮化物半导体的构造相同的、采用了由Pd/Pt层构成的电极的发光二极管(以往例)、以及采用了由Mg/Pt层构成电极的发光二极管的特性。这些发光二极管中的电极的结构以及热处理条件如以下的表3所示。
【表3】
  面方位   p型电极   厚度(热处理前)   热处理温度和时间
  m面   MgPt合金/Pt   Mg2nm /Pt75nm   600℃、10分钟
  m面   Mg/Pt   Mg7nm /Pt75nm   600℃、10分钟
  m面   Pd/Pt   Pd40nm/Pt35nm   500℃、10分钟
该发光二极管的结构是在m面GaN基板上层叠了n型GaN层、交替层叠了InGaN阱层(3层)和GaN势垒层(2层)的活性层、p型GaN层。而且在p型GaN层上作为p型电极，设置了Mg/Pt电极或者Pd/Pt电极。蚀刻p型GaN层、活性层，使n型GaN层露出，n型电极形成在n型GaN层上。
首先，比较以往的电极(由Pd/Pt层构成的电极)和本实施方式的电极(由MgPt合金/Pt层构成的电极)。采用了由Pd/Pt层构成的电极的发光二极管的上升沿电压为约3.2V，与此相对，采用了由MgPt合金/Pt层构成的电极的发光二极管的上升沿电压为约2.7V，本实施方式的上升沿电压是比以往小的值。此外，若用以电流值20mA下的工作电压进行比较，则采用了由MgPt合金/Pt层构成的电极的发光二极管比采用了由Pd/Pt层构成的电极的发光二极管小1.3V以上。如此，在采用了本实施方式的电极的发光二极管中，与以往相比较，工作电压能够大幅降低。
接着，若比较本实施方式的电极(由MgPt合金/Pt层构成的电极)和由Mg/Pt层构成的电极，则采用了本实施方式的电极的发光二极管的上升沿电压以及在电流值20mA下的工作电压的值，比采用了由Mg/Pt层构成的电极的发光二极管的值略大。
图8(b)是比较MgPt合金/Pt电极、Pd/Pt电极以及Mg/Pt电极的各自的接触电阻而示出的图。对于所有样品，都是电极与p型GaN层接触。
热处理前的各层厚度如以下的表4所示。
【表4】
  面方位   p型电极   厚度(热处理前)
  m面   MgPt合金/Pt   Mg2nm/Pt75nm
  m面   Pd/Pt   Pd40nm/Pt35nm
  m面   Mg/Pt   Mg7nm /Pt75nm
此外，热处理温度以及热处理时间如以下的表5所示。
【表5】
  面方位   p型电极   热处理温度和时间
  m面   MgPt合金/Pt   600℃、10分钟
  m面   Pd/Pt   500℃、10分钟
  m面   Mg/Pt   600℃、10分钟
如图8(b)所示，由MgPt合金/Pt层构成的电极的接触电阻比由Pd/Pt层构成的电极的接触电阻降低。此外，由MgPt合金/Pt层构成的电极的接触电阻是比由Mg/Pt层构成的电极的接触电阻略高的值。
根据图8(a)、(b)所示的结果，本实施方式的电极的电气特性(上升沿电压以及工作电压的特性)以及接触电阻，与由Mg/Pt层构成的电极相比，成为稍劣的值。但是，对于紧密接触性这一点，本实施方式的电极比Mg/Pt层显示优异特性，可以说在可靠性这一点上，本实施方式的电极优异。
图9(a)是具有由MgPt合金/Pt层构成的电极的发光元件中的电极表面的光学显微镜的附图代用照片，图9(b)是具有由Mg/Pt层构成的电极的发光元件中的电极表面的光学显微镜的附图代用照片。在具有由MgPt合金/Pt层构成的电极的发光元件中，如图9(a)所示，p型电极30的剥落完全没有发生，而在具有由Mg/Pt层构成的电极的发光元件中，如图9(b)所示，p型电极130的端部的一部分产生了剥落。另外，图9(b)是从形成的发光元件中选择看到电极剥落的元件进行的摄影，在具有由Mg/Pt层构成的电极的设备中，也不是以高概率产生电极剥落。
下面，参照图10对采用了由Au层以及MgAu合金/Au层构成的电极的例(比较例)进行说明。图10(a)示出在m面的GaN层上形成Au层或者MgAu合金/Au层的电极，并对其固有接触电阻(Ω·cm2)进行测量的结果。另外，该固有接触电阻是形成电极并进行了热处理后的固有接触电阻的值。MgAu合金/Au层的电极通过层叠了Mg层和Au层之后用温度600℃进行10分钟的热处理而形成。因为通过热处理，Mg和Au容易合金化，所以可认为Mg层以及Au层在热处理后成为MgAu合金和Au层的层叠(即MgAu合金/Au层)。
由图10(a)的结果可知，与Au层的电极相比，采用了MgAu合金/Au层的电极时固有接触电阻的特性恶化。另外，确认了Au层的电极的接触电阻与由Pd/Pt层构成的电极的接触电阻大致相等，由图10(a)的结果可知，与由Pd/Pt层构成的电极相比，由MgAu合金/Au层构成的电极显示高的接触电阻。这点与本实施方式的电极(例如，MgPt合金/Pt层)的结构下的特性提高的结果显著不同。另外，如上所述，Mg是通过与水或空气接触容易氧化的元素，所以作为Au层的层叠体(热处理后是MgAu合金/Au层)而使用的结构能成为研究候补的一种，而不是单独Mg层的电极。但是，在实际中，与Au层相比较，MgAu合金/Au层的接触电阻变高，故而接触特性差。换言之，本实施方式的结构(例如，MgPt合金/Pt层)的接触电阻的特性优异，若鉴于由MgAu合金和Au层构成的电极的测量结果差，则可以认为对于本领域技术人员来说具有了无法预见的效果。
另外，在图10(a)所示的结果中，Au电极(或者Pd/Pt电极)中的接触电阻的绝对值比较低(3×10-3Ω·cm2以下)。这是因为，在本实验所采用的m面GaN层，Mg掺杂量被最佳化。但是，使两个Au电极(或者Pd/Pt电极)与p型GaN层接触从而测量电流-电压特性时，观察到了肖特基电压。如此，作为与以m面为表面的p型GaN层接触的电极的材料，Au不优选。另一方面，采用m面GaN层制作本实施方式的电极(例如，MgPt合金/Pt)之后测量接触电阻时，测量到了5×10-4Ω·cm2以下的值。此外，使本实施方式的电极与p型GaN层接触来测量电流-电压特性时，可知没有观察到肖特基电压，本实施方式的电极与以m面为表面的p型GaN层形成了欧姆接触。
此外，图10(b)是表示热处理后的MgAu合金/Au层的电极的表面的附图代用照片，另一方面，图10(c)是表示热处理后的Au层的电极的表面的附图代用照片。将两者进行比较时，得知MgAu合金/Au层的电极的一方的膜质差。
以上、通过优选实施方式说明了本发明，但这样的记述不是限定事项，当然可以进行各种改变。
另外，虽然结构与本发明的实施方式有本质的不同，但专利文献3、4中公开了相关联的构造。但是，在专利文献3以及4中，完全没有氮化镓半导体层的结晶面是m面的记载，因此，这些文献的公开是关于在c面的氮化镓半导体层上形成电极的技术。尤其，专利文献3是关于在Mg层上层叠Au层的结构，即使假设在m面上形成其层叠构造的电极，也不能获得本实施方式的电极的效果。此外，专利文献4提到了由Ni、Cr、Mg构成的金属层，但所公开的实施例仅是具有使Ni层为下层的电极构造的情况。专利文献3、4都是与在c面的氮化镓半导体层上形成的电极构造相关的技术，关于相对于m面的氮化镓半导体层的接触电阻的问题以及解决方案，没有任何教导。
此外，本申请发明者在先申请(特愿2009-030147号)中，公开了Mg层与以m面为表面的p型GaN层接触的电极构造(Mg电极)显示低的接触电阻。本申请发明的Mg合金层电极的接触电阻是比上述先申请的电极的接触电阻高的值。但是，若与以往的Pd/Pt电极相比较，则如图8(a)所示，本申请发明的采用了Mg合金层电极的发光二极管的工作电压的降低效果显著。此外，Mg合金层与Mg层相比较，与半导体层叠构造的紧密接触性强，所以对于量产过程中的成品率提高以及设备可靠性提高，比所述Mg电极优异。作为Mg合金层和半导体层叠构造的紧密接触性强的主要原因，可以认为是因为：通过在Mg中加入Pt(或者Mo、Pd)从而难以氧化；通过硬度提高，抑制了由形变引起的翘曲；以及通过Mg合金层中的Pt(或者Mo、Pd)与半导体层叠构造接触，比Mg单体时紧密接触性被强化等。
本发明所涉及的上述发光元件，可以直接用作光源。但是，本发明的发光元件，若与具备用于波长变换的荧光物质的树脂等组合，则能够适当地用作波段扩大的光源(例如白色光源)。
图11是表示这样的白色光源的一例的示意图。图11的光源具备：具有图3(a)所示的结构的发光元件100、和分散了荧光体(例如YAG：Yttrium Alumninum Garnet))的树脂层200，该荧光体用于将从该发光元件100放射出的光的波长变换为更长的波长。发光元件100装备在表面形成了布线图案的支撑部件220上，在支撑部件220上按照包围发光元件100的方式配置了反射部件240。树脂层200按照覆盖发光元件100的方式形成。
另外，本发明中的接触构造，在与Mg层接触的p型半导体区域为GaN半导体、即由AlxInyGazN(x+y+z＝1，x≥0，y≥0，z≥0)半导体构成时，发挥前面所述的优异效果。这样的接触电阻降低的效果当然也可以在LED以外的发光元件(半导体激光器)、以及发光元件以外的设备(例如晶体管或受光元件)中获得。
现实的m面不需要是相对于m面完全平行的面，也可以从m面倾斜微小角度(0～±1°)。
(产业上的可利用性)
根据本发明，在m面基板上结晶生长的GaN半导体元件、或者以m面为表面的GaN半导体层叠构造体中，能够降低其接触电阻。因此，以往，由于接触电阻的特性差而难以进行积极的利用的、在m面基板上结晶生长的GaN半导体元件(或者，以m面为表面的GaN半导体层叠构造体)的产业上的可利用性提高。

Claims (19)

1.一种氮化物半导体元件，具备：
氮化物半导体层叠构造，其具有表面为m面的p型半导体区域；和
电极，其设置在所述p型半导体区域上，
所述p型半导体区域由AlxInyGazN半导体形成，所述电极与所述p型半导体区域的所述表面接触，包括由Mg和从由Pt、Mo以及Pd构成的群中选择的金属构成的Mg合金层，
其中x+y+z＝1，x≥0，y≥0，z≥0。
2.根据权利要求1所述的氮化物半导体元件，其中，
所述电极包括所述Mg合金层、和在所述Mg合金层上形成的金属层，
所述金属层由Pt、Mo以及Pd之中被包含于所述Mg合金层中的金属形成。
3.根据权利要求1所述的氮化物半导体元件，其中，
所述半导体层叠构造具有包括AlaInbGacN层的活性层，所述活性层发光，
其中a+b+c＝1，a≥0，b≥0，c≥0。
4.根据权利要求1所述的氮化物半导体元件，其中，
所述p型半导体区域是p型接触层。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的氮化物半导体元件，其中，
所述Mg合金层的厚度是0.1nm以上5nm以下。
6.根据权利要求2所述的氮化物半导体元件，其中，
所述Mg合金层的厚度是所述金属层的厚度以下。
7.根据权利要求1所述的氮化物半导体元件，其中，
所述Mg合金层中的N浓度比Ga浓度低。
8.根据权利要求1所述的氮化物半导体元件，其中，
具有支撑所述半导体层叠构造的半导体基板。
9.一种光源，具备：
氮化物半导体发光元件；和
波长变换部，其包括变换从所述氮化物半导体发光元件放射的光的波长的荧光物质，其中，
所述氮化物半导体发光元件具备：
氮化物半导体层叠构造，其具有表面为m面的p型半导体区域；和
电极，其设置在所述p型半导体区域上，
所述p型半导体区域由AlxInyGazN半导体构成，
所述电极与所述p型半导体区域的所述表面接触，包括由Mg和从由Pt、Mo以及Pd构成的群中选择的金属构成的Mg合金层，
其中x+y+z＝1，x≥0，y≥0，z≥0。
10.一种氮化物半导体元件的制造方法，包括：
准备基板的工序(a)；
在所述基板上形成具有表面为m面的p型半导体区域的氮化物半导体层叠构造的工序(b)；和
在所述半导体层叠构造的所述p型半导体区域的所述表面上形成电极的工序(c)，
所述工序(c)包括：在所述p型半导体区域的所述表面上，形成由Mg和从由Pt、Mo以及Pd构成的群中选择的金属构成的Mg合金层的工序。
11.根据权利要求10所述的氮化物半导体元件的制造方法，其中，
形成所述Mg合金层的工序包括：
在所述p型半导体区域的所述表面上形成Mg层的工序；
在所述Mg层上形成从由Pt、Mo以及Pd构成的群中选择的导电层的工序；和
通过进行加热处理，使所述Mg层和所述导电层的至少一部分合金化的工序。
12.根据权利要求11所述的氮化物半导体元件的制造方法，其中，
所述加热处理在500℃以上700℃以下的温度下执行。
13.根据权利要求12所述的氮化物半导体元件的制造方法，其中，
所述加热处理在550℃以上650℃以下的温度下执行。
14.根据权利要求11～13中任意一项所述的氮化物半导体元件的制造方法，其中，
形成所述Mg层的工序，执行：通过脉冲式地照射电子束从而使Mg蒸镀在所述p型半导体区域的所述表面上。
15.根据权利要求11～14中任意一项所述的氮化物半导体元件的制造方法，其中，
所述Mg层在所述半导体层叠构造上堆积0.1nm以上5nm以下的厚度。
16.根据权利要求10～15中任意一项所述的氮化物半导体元件的制造方法，其中，
包括：在执行了所述工序(b)之后，去除所述基板的工序。
17.根据权利要求10所述的氮化物半导体元件的制造方法，其中，
形成所述Mg合金层的工序，包括：
在所述p型半导体区域的所述表面上蒸镀Mg和从由Pt、Mo以及Pd构成的群中选择的金属的混合物或者化合物的工序；和
进行加热处理的工序。
18.一种氮化物半导体元件，具备：
氮化物半导体层叠构造，其具有表面为m面的p型半导体区域；和
电极，其设置在所述p型半导体区域上，
所述p型半导体区域由AlxInyGazN半导体形成，
所述电极包括在所述p型半导体区域的所述表面上形成的岛状Mg合金，所述岛状Mg合金由Mg和从由Pt、Mo以及Pd构成的群中选择的金属构成，
其中x+y+z＝1，x≥0，y≥0，z≥0。
19.根据权利要求18所述的氮化物半导体元件，其中，
所述电极包括所述岛状Mg合金和在所述岛状Mg合金上形成的金属层，
所述金属层由Pt、Mo以及Pd之中被包含于所述岛状Mg合金中的金属形成。
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