DE10134181B4 - Process for producing a p-type nitride semiconductor - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zur Herstellung eines p-leitenden Nitrid-Halbleiters, welches umfasst:
Einen
eine Halbleiterschicht ausbildenden Vorgang zum Ausbilden einer
p-leitenden Nitrid-Halbleiterschicht (13) mit niedrigem spezifischem
Widerstand auf einem Substrat (11), das bei einer Temperatur von
600°C oder
mehr gehalten wird, indem eine Quelle für ein p-Dotiermittel, eine Stickstoffquelle
und eine Quelle für
Gruppe III auf das Substrat (11) geführt werden, und einen Abkühlvorgang
zum Abkühlen
des die p-leitende Nitrid-Halbleiterschicht (13) tragenden Substrates
(11);
gekennzeichnet durch
Vorbestimmen der Abnahme der
Lochträgerdichte
der p-leitenden Nitrid-Halbleiterschicht
(13) in einem Bereich von 0% bis 95%, und Steuern der Abkühlzeit und
der Wasserstoffkonzentration in der Atmosphäre beim Abkühlvorgang, um die vorbestimmte
Abnahme der Lochträgerdichte zu
erreichen.A method of making a p-type nitride semiconductor comprising:
A process of forming a semiconductor layer for forming a p-type low resistivity nitride semiconductor layer (13) on a substrate (11) maintained at a temperature of 600 ° C or more by using a source of a p-type dopant, a nitrogen source and a group III source are supplied to the substrate (11), and a cooling process for cooling the substrate (11) supporting the p-type nitride semiconductor layer (13);
marked by
Predicting the decrease in the hole carrier density of the p-type nitride semiconductor layer (13) in a range of 0% to 95%, and controlling the cooling time and the concentration of hydrogen in the atmosphere in the cooling process to achieve the predetermined decrease in the hole carrier density.
Description
GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines p-leitenden Nitrid-Halbleiters auf der Basis von Galliumnitrid (Gruppe III–V) zur Verwendung in Licht ausstrahlenden Einrichtungen, die blaues Licht oder ein anderes Licht mit kurzer Wellenlänge ausstrahlen; insbesondere ein Verfahren, das nach dem Züchten keine Temper- bzw. Glühbehandlung (nachfolgend als "Temper"behandlung bezeichnet) erfordert.The The present invention relates to a process for producing a p-type nitride semiconductor based on gallium nitride (Group III-V) for use in light radiating devices, the blue light or another Light with a short wavelength radiate in particular a method which after breeding no Tempering or annealing treatment (hereinafter referred to as "temper" treatment) requires.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIKGENERAL PRIOR ART
Ein Halbleiter auf der Basis von Galliumnitrid (Gruppe III–V), der einen relativ großen Bandabstand aufweist, ist eines der zukünftigen Materialien, die für die Licht mit kurzer Wellenlänge ausstrahlenden Einrichtungen geeignet sind, die in optischen Informationsverarbeitungseinheiten verwendet werden, die die wachsende Menge von Informationsgehalten handhaben. Bei solchen Licht ausstrahlenden Einrichtung, wie einer Diodeneinrichtung oder einer Lasereinrichtung, ist ein PN-Übergang die wesentliche Struktur, wo die Träger in der Nähe des Übergangs rekombinieren und das Licht ausgestrahlt wird. Wie gut bekannt ist, ist es nicht leicht, einen Nitrid-Halbleiter mit niedrigem spezifischem Widerstand bereitzustellen, weil im p-leitenden Nitrid-Halbleiter, der mit Magnesium, Mg, oder einem anderen Akzeptor dotiert ist, die Aktivierungsrate bzw. -geschwindigkeit des Akzeptors gegenüber dem Donator deutlich geringer ist.One Based on gallium nitride (Group III-V), the a relatively large one Band gap is one of the future materials responsible for the light with a short wavelength radiating devices are used in optical information processing units used, which is the growing amount of information handle. In such a light emitting device, such as a diode device or a laser device, a PN junction is the essential structure, where the carriers near of the transition recombine and the light is emitted. As is well known, It is not easy to have a low specific nitride semiconductor Provide resistance because in the p-type nitride semiconductor, which is doped with magnesium, Mg, or another acceptor, the activation rate of the acceptor over the Donor is significantly lower.
Der p-leitende Nitrid-Halbleiter zeigt einen hohen Wert des spezifischen Widerstandes, wenn er nach dem Züchten auf Raumtemperatur zurückgeführt ist. Um einen niedrigen spezifischen Widerstand zu erhalten, war es normale Praxis, an einem p-leitenden Nitrid-Halbleiter ein Nachtempern oder eine andere Wärmebehandlung anzuwenden, um den Wasserstoff eines aus Magnesium und Wasserstoff gebildeten Komplexes vom Magnesium abzutrennen. Es werden Forschungstätigkeiten durchgeführt, um einen p-leitenden Nitrid-Halbleiter mit niedrigem spezifischem Widerstand ohne Anwendung des Nachtemperns bereitzustellen. Wenn sich dies als erfolgreich herausstellt, bewirkt dies auch einen Vorteil für eine verbesserte Produktivität bei solchen Einrichtungen.Of the p-type nitride semiconductor shows a high value of specific Resistance, if he after breeding is returned to room temperature. It was normal to get a low resistivity Practice, on a p-type nitride semiconductor annealing or a other heat treatment apply to the hydrogen of a magnesium and hydrogen Separate complex formed from magnesium. There will be research activities carried out, around a p-type nitride semiconductor with low resistivity without the use of post annealing provide. If this turns out to be successful, causes this is also an advantage for improved productivity such facilities.
Zum Beispiel in der US-Patentveröffentlichung 5,932,896 A (offengelegte japanische Patentanmeldung JP 10-135575 A) ist ein Verfahren zur Herstellung eines p-leitenden Nitrid-Halbleiters ohne Anwendung des Nachtemperns offenbart.To the Example in the US patent publication No. 5,932,896 A (Japanese Laid-Open Patent Application No. 10-135575 A) is a method for producing a p-type nitride semiconductor without Application of post-heating disclosed.
Das in der obigen Veröffentlichung offenbarte Verfahren verwendet einen Vorgang der metallorganischen Dampfphasenbeschichtung (MOCVD), um einen p-leitenden Nitrid-Halbleiter auf einem Saphirsubstrat zu züchten. Dazu werden eine organische Magnesiumverbindung, eine Quelle der Gruppe III wie Trimethylgallium (TMG), eine Stickstoffquelle wie Ammoniak (NH3) und ein p-Dotiermaterial dem Substrat mit 1100°C unter Verwendung eines Stickstoffträgergases, das Wasserstoffgas in einer Konzentration von 0,8–20 Vol.-% (capacity percent) enthält, zugeführt. Auf diese Weise wird die Bildung eines Magnesium-Wasserstoff-Komplexes blockiert und ein p-leitender Nitrid-Halbleiter bereitgestellt, der während der Wachstumsphase einen niedrigen spezifischen Widerstand zeigt. Sie offenbart auch einen Abkühlvorgang, bei dem die Temperatur in einer Atmosphäre von Stickstoffgas, das etwa 32 Vol.-% Ammoniak enthält, auf 350°C verringert wird und dann die Ammoniakzufuhr eingestellt und die Temperatur auf Raumtemperatur verringert wird.The method disclosed in the above publication uses an organometallic vapor phase deposition (MOCVD) process to grow a p-type nitride semiconductor on a sapphire substrate. To this end, an organic magnesium compound, a Group III source such as trimethylgallium (TMG), a nitrogen source such as ammonia (NH 3 ) and a p-type dopant are added to the substrate at 1100 ° C using a nitrogen carrier gas containing hydrogen gas at a concentration of 0.8 Contains -20 vol .-% (capacity percent), fed. In this way, the formation of a magnesium-hydrogen complex is blocked and a p-type nitride semiconductor is provided, which exhibits a low resistivity during the growth phase. It also discloses a cooling process in which the temperature is reduced to 350 ° C in an atmosphere of nitrogen gas containing about 32% by volume of ammonia and then the ammonia feed is adjusted and the temperature is lowered to room temperature.
Das
oben beschriebene herkömmliche
Verfahren zur Herstellung eines p-leitenden Nitrid-Halbleiters, das
das Nachtempern beseitigt, weist jedoch die folgenden Probleme auf.
Wie nämlich
der Erfinder in der oben beschriebenen
Aus
der
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNGBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung wendet sich den oben beschriebenen Problemen zu und strebt an, einen p-leitenden Nitrid-Halbleiter mit höherer Qualität anzubieten, ohne eine Behandlung des Nachtemperns zu benötigen und bei dem der niedrige spezifische Widerstand in einem vorbestimmten Bereich gehalten wird.The The present invention addresses the problems described above and is seeking to offer a higher quality p-type nitride semiconductor, without needing a treatment of re-tempering and at which the low resistivity is kept in a predetermined range.
Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.These The object is achieved by the method according to claim 1.
Das Verfahren zur Herstellung eines p-leitenden Nitrid-Halbleiters umfasst einen Vorgang des Ausbildens eines p-leitenden Nitrid-Halbleiters mit niedrigem spezifischem Wider stand im Wachstumsvorgang und einen Abkühlvorgang, bei dem die Abkühlzeit und die Atmosphäre gesteuert wird, so dass die Eigenschaft des niedrigen spezifischen Widerstandes in einem praktischen Bereich gehalten wird, der als p-leitender Halbleiter nutzbar ist.The A method for producing a p-type nitride semiconductor comprises a process of forming a p-type nitride semiconductor with low specific resistance stood in the growth process and a cooling, at which the cooling time and the atmosphere is controlled so that the property of the low specific Resistance is held in a practical area, which as p-type semiconductor is usable.
Während des Abkühlvorgangs nimmt die Lochträgerdichte in der p-leitenden Nitrid-Halbleiterschicht ab.During the cooling process takes the hole carrier density in the p-type nitride semiconductor layer.
Dadurch wird eine p-leitende Nitrid-Halbleiterschicht auf einem Substrat in einer Atmosphäre ausgebildet, die eine spezifische Menge an Wasserstoff enthält, die eine Deaktivierung des p-Dotiermaterials unterdrückt, und nimmt die Lochträgerdichte der p-leitenden Nitrid-Halbleiterschicht auf ein Niveau ab, bei dem die Eigenschaft des niedrigen spezifischen Widerstandes beibehalten werden kann. Auf diese Weise wird ein p-leitender Nitrid-Halbleiter mit einer höheren Kristallqualität verfügbar gemacht, ohne dass irgendeine Behandlung des Nachtemperns benötigt wird.Thereby becomes a p-type nitride semiconductor layer on a substrate in an atmosphere formed, which contains a specific amount of hydrogen, the suppresses deactivation of the p-type dopant, and decreases the hole carrier density the p-type nitride semiconductor layer to a level where the property of the low specific Resistance can be maintained. In this way, a p-type Nitride semiconductor with a higher one crystal quality available done without any need for any post-heat treatment.
Zum Beispiel kann unter der Annahme, dass die Lochträgerdichte direkt nach dem Züchten etwa 2,0 × 1017 cm–3 beträgt, eine Konzentration von etwa 1,0 × 1016 cm–3 aufrechterhalten werden, sogar wenn die Lochträgerdichte um 95% abnahm. Somit wird ein p-leitender Nitrid-Halbleiter bereitgestellt, der praktisch gut arbeitet.For example, assuming that the hole carrier density immediately after culturing is about 2.0 × 10 17 cm -3 , a concentration of about 1.0 × 10 16 cm -3 can be maintained even if the hole carrier density decreased by 95% , Thus, a p-type nitride semiconductor is provided which works practically well.
Beim vorliegenden Verfahren zur Herstellung eines p-leitenden Nitrid-Halbleiters ist es bevorzugt, dass es beim Abkühlvorgang eine Prozedur zum Verringern der Substrattemperatur von der Züchttemperatur auf etwa 600°C innerhalb von 30 min enthält.At the present method for producing a p-type nitride semiconductor it is preferred that during the cooling process there is a procedure for Reduce the substrate temperature from the breeding temperature to about 600 ° C within of 30 min.
Dies stellt sicher, dass die Lochträgerdichte einer p-leitenden Nitrid-Halbleiterschicht zur Aufrechterhaltung der Eigenschaft des niedrigen spezifischen Widerstandes für ein praktisches Arbeiten ausreicht.This Make sure the hole carrier density a p-type nitride semiconductor layer for maintenance the property of low resistivity for a practical Sufficient work.
Beim vorliegenden Verfahren zur Herstellung eines p-leitenden Nitrid-Halbleiters ist es bevorzugt, dass die Atmosphäre für die Bildung einer Halbleiterschicht etwa 5–70 Vol.-% Wasserstoff enthält.At the present method for producing a p-type nitride semiconductor it is preferred that the atmosphere for the formation of a semiconductor layer about 5-70 Vol .-% hydrogen.
Wenn ein organometallisches Material als Quelle des Elements der Gruppe III oder des p-Dotiermaterials verwendet wird, ist normalerweise Wasserstoff zum Erhöhen der Zerlegungseffizienz und Fördern der Oberflächenwanderung in der Atmosphäre enthalten. Wenn jedoch die Wasserstoffkonzentration über 70% liegt, wird die vom Wasserstoff verursachte Deaktivierungswirkung am Akzeptor signifikant. Die Deaktivierung des p-Dotiermaterials kann sicher unterdrückt werden, wenn die Wasserstoffkonzentration auf 5%–70% gemäß der vorliegenden Erfindung gesteuert wird.If an organometallic material as a source of the element of the group III or the p-type dopant is usually used to increase the hydrogen Cutting efficiency and conveying the surface migration in the atmosphere contain. However, if the hydrogen concentration is above 70%, becomes the deactivation effect caused by the hydrogen at the acceptor significant. The deactivation of the p-type dopant can be sure repressed when the hydrogen concentration is at 5% -70% according to the present invention is controlled.
Beim vorliegenden Verfahren zur Herstellung eines p-leitenden Nitrid-Halbleiters ist es bevorzugt, dass die Atmosphäre, die während des Abkühlvorgangs eingeführt wird, bis die Substrattemperatur von der Züchttemperatur aus etwa 600°C erreicht, etwa 0–50 Vol.-% Wasserstoff enthält.At the present method for producing a p-type nitride semiconductor It is preferable that the atmosphere during the cooling process introduced until the substrate temperature reaches about 600 ° C from the breeding temperature, about 0-50 Vol .-% hydrogen.
Dadurch kann die Deaktivierung bei einem p-leitenden Nitrid-Halbleiter auf Grund des Wasserstoffs unterdrückt werden und wird die Eigenschaft des niedrigen spezifischen Widerstandes als Folge einer relativ hohen Lochträgerdichte in einer p-leitenden Nitrid-Halbleiterschicht gut aufrechterhalten.Thereby may be the deactivation of a p-type nitride semiconductor Reason of hydrogen suppressed become and become the property of low resistivity as a result of a relatively high hole carrier density in a p-type Nitride semiconductor layer well maintained.
Beim vorliegenden Verfahren zur Herstellung eines p-leitenden Nitrid-Halbleiters ist es bevorzugt, dass die Atmosphäre, die während des Abkühlvorgangs eingeführt wird bis die Substrat temperatur von der Züchttemperatur aus etwa 600°C erreicht, Ammoniak, NH3, enthält.In the present process for producing a p-type nitride semiconductor, it is preferable that the atmosphere introduced during the cooling process until the substrate temperature reaches about 600 ° C. from the growth temperature include ammonia, NH 3 .
Dadurch kann die Abtrennung von Stickstoff von der Oberfläche des gezüchteten p-leitenden Nitrid-Halbleiters unterdrückt und als Folge eine Verschlechterung der Oberfläche verhindert werden.Thereby can be the removal of nitrogen from the surface of the bred p-type nitride semiconductor suppresses and as a result deterioration the surface be prevented.
Um die früher beschriebene Aufgabe zu erfüllen, bildet das vorliegende Herstellungsverfahren im Vorgang zur Ausbildung einer p-leitenden Nitrid-Halbleiterschicht einen p-leitenden Nitrid-Halbleiter mit niedrigem spezifischem Widerstand aus und stellt dann einen bestimmten spezifischen Plan für den Abkühlvorgang bereit, der einen spezifischen Substrattemperaturbereich, nämlich einen Substrattemperaturbereich von etwa 950°C-700°C, abdeckt, in dem die Deaktivierung des p-Dotiermaterials in der p-leitenden Nitrid-Hableiterschicht auftritt.Around the sooner to fulfill the task described forms the present manufacturing process in the process of training a p-type nitride semiconductor layer, a p-type nitride semiconductor with low resistivity and then set one specific plan for the cooling process ready, a specific substrate temperature range, namely a Substrate temperature range of about 950 ° C-700 ° C, covering in which the deactivation of the p-type dopant occurs in the p-type nitride Hableiterschicht.
Konkret beschrieben wird beim vorliegenden Verfahren zur Herstellung eines p-leitenden Nitrid-Halbleiters die p-leitende Nitrid-Halbleiterschicht während des oben beschriebenen spezifischen Substrattemperaturbereichs unter einer bestimmten spezifischen Bedingung abgekühlt, bei der die Deaktivierung des p-Dotiermaterials kaum auftritt, welche spezifische Bedingung sich aus einer Kombination der Wasserstoffkonzentration in der Atmosphäre und der Abkühlzeit zusammensetzt.Concrete is described in the present process for the preparation of a p-type nitride semiconductor, the p-type nitride semiconductor layer while of the specific substrate temperature range described above cooled down a certain specific condition in which the deactivation Of the p-type dopant hardly occurs, which specific condition from a combination of hydrogen concentration in the atmosphere and the cooling composed.
Beim vorliegenden Verfahren zur Herstellung eines p-leitenden Nitrid-Halbleiters wird die p-leitende Nitrid-Schicht während des oben beschriebenen spezifischen Substrattemperaturbereichs unter einer bestimmten spezifischen Bedingung abgekühlt, bei der die Deaktivierung des p-Dotiermaterials kaum auftritt, welche spezifische Bedingung sich aus einer Kombination der Wasserstoffkonzentration in der Atmosphäre und der Abkühlgeschwindigkeit zusammensetzt.At the present method for producing a p-type nitride semiconductor becomes the p-type nitride layer during the above-described specific substrate temperature range below a certain specific Condition cooled, in which the deactivation of the p-doping material hardly occurs, which specific condition is a combination of the hydrogen concentration in the atmosphere and the cooling rate composed.
Dies macht es möglich, dass ein p-leitender Nitrid-Halbleiter die Eigenschaft des niedrigen spezifischen Widerstandes in einem bestimmten Bereich beibehält, in dem er als praktischer p-leitender Halbleiter arbeiten kann.This make it possible, that a p-type nitride semiconductor has the property of low specific resistance in a certain area in which he can work as a practical p-type semiconductor.
Ferner betrifft ein p-leitender Nitrid-Halbleiter der vorliegenden Erfindung einen p-leitenden Nitrid-Halbleiter, der auf einem Substrat bei einer Züchttemperatur von 600°C oder höher ausgebildet wird, bei dem die Lochträgerdichte sofort nach dem Abkühlvorgang etwa 5%–100% derjenigen bei der Züchttemperatur beträgt.Further relates to a p-type nitride semiconductor of the present invention a p-type nitride semiconductor attached to a substrate a breeding temperature of 600 ° C or higher is formed, in which the hole carrier density immediately after the cooling process about 5% -100% that at the breeding temperature is.
In einem Fall, in dem die Lochträgerdichte direkt nach dem Züchten etwa 2,0 × 1017 cm–3 beträgt, kann eine Konzentration von etwa 1,0 × 1016 cm–3 bereitgestellt werden, sogar wenn die Lochträgerdichte auf 5% derjenigen direkt nach dem Züchten abnahm. Somit wird ein p-leitender Nitrid-Halbleiter bereitgestellt, der im praktischen Gebrauch arbeitet.In a case where the hole carrier density immediately after culturing is about 2.0 × 10 17 cm -3 , a concentration of about 1.0 × 10 16 cm -3 can be provided even if the hole carrier density is set to 5% of that directly decreased after breeding. Thus, a p-type nitride semiconductor is provided which operates in practical use.
Ein weiterer p-leitender Nitrid-Halbleiter der vorliegenden Erfindung betrifft einen p-leitenden Nitrid-Halbleiter, der auf einem Substrat nacheinander bei der Züchttemperatur von 600°C oder höher ausgebildet wird, wobei die Wasserstoffkonzentration in der Nähe der Oberfläche gleich etwa der 1 bis 10-fachen derjenigen im Inneren des p-leitenden Nitrid-Halbleiters ist.One another p-type nitride semiconductor of the present invention relates to a p-type nitride semiconductor mounted on a substrate one after the other at the breeding temperature of 600 ° C or higher is formed, wherein the hydrogen concentration in the vicinity of the surface is the same about 1 to 10 times that inside the p-type nitride semiconductor is.
Bei dem herkömmlichen p-leitenden Nitrid-Halbleiter, der durch die Vorgänge hergestellt wird, die von einer Behandlung des Nachtemperns begleitet werden, ist die Wasserstoffkonzentration in der Nähe der ihr ausgesetzten Oberfläche um mehr als 10-mal größer als diejenige im Inneren des p-leitenden Nitrid-Halbleiters. Bei einem p-leitenden Nitrid-Halbleiter der vorliegenden Erfindung bleibt jedoch die Wasserstoffkonzentration in der Nähe der Oberfläche des p-leitenden Nitrid- Halbleiters auf dem gleichen Niveau, oder innerhalb des etwa 10-fachen, derjenigen im Inneren des p-leitenden Nitrid-Halbleiters. Daher wird gemäß der vorliegenden Erfindung mit dem p-Dotiermaterial ein p-leitender Nitrid-Halbleiter mit einer verbesserten Aktivierungsrate bzw. -geschwindigkeit bereitgestellt.at the conventional one p-type nitride semiconductor, produced by the processes being accompanied by a treatment of the remixing the hydrogen concentration near the surface exposed to it is more than 10 times larger than the one inside the p-type nitride semiconductor. At a p-type nitride semiconductor however, the hydrogen concentration remains in the present invention near the surface of the p-type nitride semiconductor at the same level, or within about 10 times that one inside the p-type nitride semiconductor. Therefore, according to the present Invention with the p-type dopant a p-type nitride semiconductor provided with an improved activation rate.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Es werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.It become embodiments of the present invention with reference to the drawings.
(Ausführungsform 1)(embodiment 1)
Es wird eine erste beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.It will be a first exemplary embodiment of the present Invention described with reference to the accompanying drawings.
Im
Folgenden wird das Verfahren zur Herstellung der obigen p-leitenden
Nitrid-Halbleiterschicht
beschrieben. Zuerst wird das Substrat
Die
Substrattemperatur wird auf etwa 550°C verringert und dann wird Stickstoffgas
als Trägergas
mit einem Durchsatz von etwa 16 Liter/min und Ammoniakgas, NH3, als Stickstoffquelle mit einem Durchsatz
von etwa 4 l/min, Trimethylgallium (TMG) als Quelle der Gruppe III
mit einem Durchsatz von etwa 40 μmol/min
auf das Substrat
Die
TMG-Zufuhr zur Reaktionskammer wird einmal eingestellt und die Substrattemperatur
wird auf etwa 1050°C
erhöht;
und auf der Pufferschicht
Die
Zufuhren an TMG und Cp2Mg zur Reaktionskammer
werden eingestellt und dann wird das Substrat
Nun
wird im Folgenden der Abkühlvorgang
der vorliegenden Erfindung, der bei dem die p-leitende Nitrid-Halbleiterschicht
Wie
in
(Erste Modifikation der Ausführungsform 1)(First modification of the embodiment 1)
Unten wird ein Verfahren zur Herstellung einer p-leitenden Nitrid-Halbleiterschicht gemäß einem ersten Modifikationsbeispiel der Ausführungsform 1 beschrieben.Below discloses a method for producing a p-type nitride semiconductor layer according to one First Modification Example of Embodiment 1 described.
Die
erste Pufferschicht
Unten wird die Abhängigkeit der Lochträgerdichte von der Konzentration an im Umgebungsgas enthaltenem Wasserstoffgas während des Abkühlungsvorgangs im ersten Modifikationsbeispiel beschrieben. Die Lochträgerdichte wurde bei Verwendung von vier verschiedenen Atmosphären mit vier verschiedenen Wasserstoffgaskonzentrationen, 0%, 30%, 50% und 70% gemessen. Die Konzentration von Ammoniakgas, NH3, in jeder der Atmosphären betrug etwa 20%, der Rest war Stickstoffgas. Das Substrat wurde in etwa 5 min von etwa 1050°C, oder der Züchttemperatur, auf etwa 600°C abgekühlt.Below, the dependence of the hole carrier density on the concentration of hydrogen gas contained in the ambient gas during the cooling process in the first modification example will be described. The hole carrier density was measured using four different atmospheres with four different hydrogen gas concentrations, 0%, 30%, 50% and 70%. The concentration of ammonia gas, NH 3 , in each of the atmospheres was about 20%, the remainder being nitrogen gas. The substrate was cooled to about 600 ° C in about 5 minutes from about 1050 ° C, or the growth temperature.
Die
Ergebnisse der Messung sind:
Wie oben zu sehen wird die p-leitende Schicht für eine Verwendung in einer Einrichtung unzulänglich, wenn sie in einer Umgebung mit einer Wasserstoffkonzentration von 70% abgekühlt wird, sogar wenn sie in einer Zeitspanne von 5 min auf 600°C abgekühlt wird.As The p-type layer will be seen above for use in one Establishment inadequate if in an environment with a hydrogen concentration of 70% chilled even when cooled to 600 ° C in a period of 5 minutes.
(Zweite Modifikation der Ausführungsform 1)(Second Modification of the Embodiment 1)
Unten wird ein Verfahren zur Herstellung einer p-leitenden Nitrid-Halbleiterschicht gemäß einem zweiten Modifikationsbeispiel der Ausführungsform 1 beschrieben.Below discloses a method for producing a p-type nitride semiconductor layer according to one second modification example of the embodiment 1 described.
Die
erste Pufferschicht
Es wird die Abhängigkeit der Lochträgerdichte von der Konzentration an in der Atmosphäre enthaltenem Ammoniakgas, NH3, während des Abkühlungsvorgangs im zweiten Modifikationsbei spiel beschrieben. Die Konzentration von Wasserstoffgas in der Atmosphäre betrug etwa 15%, der Rest war Stickstoffgas. Das Substrat wurde in etwa 5 min von etwa 1050°C, oder der Züchttemperatur, auf etwa 600°C abgekühlt.The dependence of the hole carrier density on the concentration of ammonia gas contained in the atmosphere, NH 3 , during the cooling process in the second Modifikationsbei game will be described. The concentration of hydrogen gas in the atmosphere was about 15%, the rest was nitrogen gas. The substrate was cooled to about 600 ° C in about 5 minutes from about 1050 ° C, or the growth temperature.
Als
Ergebnis der Messung wurde bestätigt,
dass es kaum einen Unterschied in der Abnahmegeschwindigkeit der
Lochträgerdichte
während
des Abkühlvorgangs
gibt, sogar wenn die Konzentration des Ammoniakgases, NH3, variiert wurde; sie bleibt auf einer Höhe, die
der einer Konzentration von Ammoniakgas, NH3,
von 20% entspricht. Wenn die Konzentration an Ammoniakgas, NH3, in einem Bereich von 0%–0,5% liegt, verschlechtert
sich die Kristalleigenschaft aufgrund einer Abtrennung von Stickstoff
von der Oberfläche
der p-leitenden Nitrid-Halbeiterschicht
(Dritte Modifikation der Ausführungsform 1)(Third Modification of the Embodiment 1)
Unten
wird ein Verfahren zur Herstellung einer p-leitenden Nitrid-Halbleiterschicht
gemäß einem
dritten Modifikationsbeispiel der Ausführungsform 1 beschrieben. Im
vorliegenden Modifikationsbeispiel wird die Abhängigkeit der Lochträgerdichte
während
der Ausbildung der in
Das
Ergebnis der Messungen an jeder der p-leitenden Nitrid-Halbleiterschichten
Die Halbwertsbreite der Rocking-Kurve, die ein Kriterium für die Bewertung der Kristalleigenschaft darstellt, wird mit steigender Wasserstoffgaskonzentration geringer; die Halbwertsbreite ist geringer als 300'', wenn die Konzentration des Wasserstoffgases 10% oder mehr beträgt. Wenn jedoch in einer Atmosphäre mit einer Wasserstoffgaskonzentration von Null gezüchtet wird, wird die Halbwertsbreite der Rocking-Kurve bei der Röntgenbeugung 500'', was eine wesentlich verschlechterte Kristalleigenschaft anzeigt. Ferner macht es der hohe spezifische Widerstand unmöglich, die Lochträgerdichte zu messen.The Half-width of the rocking curve, which is a criterion for the rating represents the crystal property becomes with increasing hydrogen gas concentration lower; the half width is less than 300 "when the concentration of hydrogen gas 10% or more. If, however, in an atmosphere is grown with zero hydrogen gas concentration, becomes the half width of the rocking curve in X-ray diffraction 500 '', which is a significant indicating deteriorated crystal property. Furthermore, it does that high specific resistance impossible the hole carrier density to eat.
Wenn in einer Atmosphäre mit einer Wasserstoffgaskonzentration von etwa 80% gezüchtet wird, macht es aus dem gleichen Grunde der hohe spezifische Widerstand unmöglich, die Lochträgerdichte zu messen. Der Grund dafür ist vermutlich eine erhöhte Menge an während des Wachstumsvorgangs in das GaN aufgenommenen Wasserstoffatomen, die die Aktivierungsgeschwindigkeit beim Magnesium verringert.If in an atmosphere is grown with a hydrogen gas concentration of about 80% it is impossible for the same reason the high resistivity that Hole carrier density to eat. The reason for this is probably an elevated one Amount of during the growth process into the hydrogen atoms taken up in the GaN, which reduces the activation rate of magnesium.
Obwohl in der vorliegenden Ausführungsform Ammoniak, NH3, als Stickstoffquelle verwendet wurde, können auch andere Stickstoffmaterialien, wie Hydrazin, N2H4, Ethylamin, C2H5NH2, für den Zweck verwendet werden.Although ammonia, NH 3 , was used as the nitrogen source in the present embodiment, may also include other nitrogen materials such as hydrazine, N 2 H 4, ethylamine, C 2 H 5 NH 2 are used for the purpose.
(Ausführungsform 2)(embodiment 2)
Es wird eine zweite beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.It will be a second exemplary embodiment of the present Invention described with reference to the accompanying drawings.
Im Folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung der Leuchtdiode mit dem obigen Aufbau beschrieben.in the Below is a method for producing the light emitting diode with the above structure.
Zuerst
wird ein Substrat
Die
Substrattemperatur wird auf etwa 550°C verringert und dann wird Stickstoffgas
als Trägergas
mit einem Durchsatz von etwa 16 l/min und Ammoniakgas, NH3, als Stickstoffquelle mit einem Durchsatz
von etwa 4 l/min und Trimethylgallium (TMG) als Quelle der Gruppe
III mit einem Durchsatz von etwa 40 μmol/min auf das Substrat
Die
TMG-Zufuhr zur Reaktionskammer wird einmal eingestellt und die Substrattemperatur
wird auf etwa 1050°C
erhöht,
und auf der Pufferschicht
Die
Zufuhren an TMG- und SiH4-Gas werden eingestellt
und dann wird die Substrattemperatur auf etwa 750°C gesenkt.
Bei dieser Züchttemperatur
wird auf der n-leitenden Kontaktschicht
Die
Zufuhr des TMI wird eingestellt, während das Stickstoff-Trägergas,
das Ammoniakgas, NH3, als Stickstoffquelle
und das TMG als Quelle der Gruppe III mit dem Durchsatz entsprechend
weiter auf das Substrat
Nachdem
die Substrattemperatur bei 1050°C
ankommt, werden Stickstoffgas mit einem Durchsatz von etwa 13 l/min,
Wasserstoffgas mit einem Durchsatz von etwa 3 l/min als Trägergas und
Ammoniakgas, NH3, mit einem Durchsatz von
etwa 4 l/min, TMG mit einem Durchsatz von etwa 40 μmol/min,
Trimethylaluminium (TMA) als weitere Quelle der Gruppe III mit einem
Durchsatz von etwa 6 μmol/min
und Cp2Mg mit einem Durchsatz von etwa 0,1 μmol/min auf
das Substrat
Nach
dem Einstellen der TMA-Zufuhr und dem Halten der Substrattemperatur
auf etwa 1050°C
werden Stickstoffgas mit einem Durchsatz von etwa 13 l/min, Wasserstoffgas
mit einem Durchsatz von etwa 3 l/min als Trägergas und Ammoniakgas, NH3, mit einem Durchsatz von etwa 4 l/min,
TMG mit einem Durchsatz von etwa 80 μmol/min und Cp2Mg
mit einem Durchsatz von etwa 0,2 μmol/min
auf das Substrat geführt,
um eine p-leitende Kontaktschicht aus mit Mg dotiertem, p-leitendem
GaN auf der zweiten Plattierschicht
Nachdem
die p-leitende Kontaktschicht
Die
so bereitgestellten Nitrid-Halbleiterschichten, unter anderem die
p-leitende zweite Plattierschicht
Als
nächstes
wird, beispielsweise durch Anwendung eines CVD-Vorgangs, auf der p-leitenden Kontaktschicht
Eine
n-Elektrode
Die
Unterseite oder die der epitaktischen Schicht entgegengesetzte Seite
des Substrates
Es wurde bestätigt, dass die durch die oben beschriebene Prozedur bereitgestellte Leuchtdiode blaues Licht mit einer Spitzenwellenlänge von 470 nm ausstrahlt, wenn sie mit 20 mA Strom in Durchlassrichtung betrieben wird. Die Lichtleistung betrug 2,0 mW, die Betriebsspannung in Durchlassrichtung betrug 4,0 V.It was confirmed, that provided by the procedure described above light emitting diode emitting blue light with a peak wavelength of 470 nm, when operated with 20 mA forward current. The Light output was 2.0 mW, the operating voltage in the forward direction was 4.0 V.
(Erste Modifikation der Ausführungsform 2)(First modification of the embodiment 2)
Es
wurde eine Leuchtdiode mit dem Aufbau von
(Vergleichsbeispiel)(Comparative Example)
Es
wurde eine Leuchtdiode mit dem Aufbau von
Kurve
Kurve
Kurve
Wie
die obige Ausführungsform
2 und ihre erste Modifikation angeben, wird eine bessere p-leitende Schicht,
die direkt nach dem Züchten
mit einem niedrigen spezifischen Widerstand versehen ist, verfügbar gemacht,
indem man das während
des Züchtens
der p-leitenden zweiten Plattierschicht
Ferner kann die abnehmende Rate der Lochträgerdichte der p-leitenden Halbleiterschicht auf etwa 0% bis 95% gedrückt werden, indem die Abkühlzeit im Abkühlvorgang, in dem sie von der Züchttemperatur, die höher als 600°C ist, auf etwa 600°C abgekühlt wird, so eingestellt wird, dass sie kürzer als etwa 30 min, vorzugsweise etwa 5 min beträgt, und indem das Atmo sphärengas mit Wasserstoffgas mit etwa 50 Vol.-% oder weniger und Ammoniakgas, NH3, mit etwa 0,5 Vol.-% oder mehr gebildet wird. Als Ergebnis wird eine Licht ausstrahlende Einrichtung mit Nitrid-Halbleiter mit geringer Betriebsspannung in Durchlassrichtung und hoher Leistung ausgeführt.Further, the decreasing rate of the hole carrier density of the p-type semiconductor layer can be suppressed to about 0% to 95% by cooling the cooling time to about 600 ° C in the cooling process in which it is cooled from the growth temperature higher than 600 ° C is set to be shorter than about 30 minutes, preferably about 5 minutes, and by the atmosphere gas with hydrogen gas having about 50% by volume or less and ammonia gas, NH 3 , having about 0.5% by volume or more is formed. As a result, a low-voltage forward-conducting, high-power nitride semiconductor light-emitting device is realized.
(Ausführungsform 3)(embodiment 3)
In
der Praxis wird das Substrat
Die
Substrattemperatur wird auf etwa 550°C gesenkt und dann wird Stickstoffgas
als Trägergas
eingeführt
und werden Ammoniak, NH3, und Trimethylgallium
(TMG) zugeführt,
um auf der Oberfläche
des Substrats
Die
TMG-Zufuhr zur Reaktionskammer wird einmal eingestellt und die Substrattemperatur
wird auf etwa 1050°C
erhöht,
und es wird eine p-leitende Nitrid-Halbleiterschicht
Die
Zufuhren an TMG und Cp2Mg zur Reaktionskammer
werden eingestellt und dann wird das Substrat
Das Verfahren zur Herstellung eines p-leitenden Nitrid-Halbleiters in Ausführungsform 3 zeichnet sich dadurch aus, dass die p-leitende Nitrid-Halbleiterschicht im Abkühlvorgang während etwa 950°C–etwa 700°C Substrattemperatur unter einer Kombination der Wasserstoffkonzentration in der Atmosphäre und der Abkühlzeit abgekühlt wird, bei der die Deaktivierung bei dem p-Dotiermaterial kaum auftritt. Eine weitere Beschreibung in dieser Hinsicht folgt.The Method for producing a p-type nitride semiconductor in embodiment 3 is characterized in that the p-type nitride semiconductor layer in the cooling process while about 950 ° C-about 700 ° C substrate temperature under a combination of hydrogen concentration in the atmosphere and the cooling chilled in which deactivation hardly occurs in the p-type dopant. A further description in this regard follows.
Bezüglich des Abkühlvorgangs, der auf einen p-leitenden Nitrid-Halbleiter anzuwenden ist, nachdem er bei einer Substrattemperatur von etwa 950°C oder höher ausgebildet wurde, fanden die Erfinder der vorliegenden Erfindung die Tatsache heraus, dass die Lochträgerdichte im p-leitenden Nitrid-Halbleiter speziell während eines Temperaturbereichs von etwa 950°C–etwa 700°C Substrattemperatur durch in der Umgebung vorhandenen Wasserstoff verringert wird.Regarding the cooling process, to be applied to a p-type nitride semiconductor after it was formed at a substrate temperature of about 950 ° C or higher found the inventors of the present invention, the fact that the hole carrier density in the p-type nitride semiconductor especially during a temperature range from about 950 ° C to about 700 ° C substrate temperature is reduced by existing hydrogen in the environment.
Ferner wurde auch die Beziehung zwischen der Lochträgerdichte und der Abkühlzeit untersucht, die im Abkühlvorgang zum Senken der Substrattemperatur von etwa 950°C auf etwa 700°C genommen wurde.Further the relationship between the hole carrier density and the cooling time was also investigated in the cooling process to lower the substrate temperature from about 950 ° C to about 700 ° C has been.
Abkühlzeit dar,
während
die Lochträgerdichte
auf der vertikalen Achse aufgetragen ist. Die Abkühlgeschwindigkeit
wurde so gesteuert, dass sie wenigstens während des Substrattemperaturbereichs
von etwa 950°C
bis etwa 700°C
im Wesentlichen konstant war. Die Atmosphäre für den Abkühlvorgang wurde mit einer Konzentration
von Ammoniak, NH3, von 20% in Stickstoff
in vier Versionen mit verschiedenen Wasserstoffkonzentrationen,
50%, 30%, 10% und 0%, hergestellt. Wie in
Auf
der Basis der obigen Ergebnisse kann festgestellt werden, dass die
Kombinationen der Wasserstoffkonzentration in der Atmosphäre und der
Kühlzeit,
während
des Abkühlvorgangs
für das
Substrat von etwa 950°C
auf etwa 700°C,
der kommt, nachdem ein p-leitender
Halbleiter ausge bildet ist, in einen in
(Ausführungsform 4)(embodiment 4)
Ähnlich wie
in Ausführungsform
3 wird ein p-leitender Nitrid-Halbleiter mit dem Aufbau von
Zuerst
werden in der gleichen Weise wie in Ausführungsform 3 eine Pufferschicht
Bei dem Verfahren zur Herstellung eines p-leitenden Nitrid-Halbleiters in Ausführungsform 4 wird die p-leitende Nitrid-Halbleiterschicht, wenn die Substrattemperatur in der Nähe von etwa 800°C liegt, unter einer Kombination der Wasserstoffkonzentration in der Atmosphäre und der Abkühlgeschwindigkeit abgekühlt, bei der die Deaktivierung bei dem p-Dotiermaterial kaum auftritt.at the method for producing a p-type nitride semiconductor in embodiment 4 becomes the p-type nitride semiconductor layer when the substrate temperature near from about 800 ° C lies under a combination of hydrogen concentration in the the atmosphere and the cooling rate cooled, in which the deactivation hardly occurs at the p-type dopant.
Wie
in
Aus
Auf
der Basis der obigen Ergebnisse kann festgestellt werden, dass die
Kombinationen der Wasserstoffkonzentration in der Atmosphäre und der
Abkühlgeschwindigkeit,
während
des Abkühlvorgangs,
der kommt, nachdem ein p-leitender Halbleiter ausgebildet ist, in
einen in
Das
Substrat
Die
p-leitende Nitrid-Halbleiterschicht
Die
p-leitende Nitrid-Halbleiterschicht
Die
p-leitende Nitrid-Halbleiterschicht
Für das p-Dotiermaterial
für die
p-leitende Nitrid-Halbleiterschicht
Was
die Atmosphäre
in einer Reaktionskammer zum Ausbilden der p-leitenden Nitrid-Halbleiterschicht
Beim Abkühlvorgang sollte die Konzentration an Ammoniak, NH3, in der Atmosphäre vorzugsweise bei 5% oder mehr gehalten werden, wenigstens zu der Zeit, zu der die Substrattemperatur geringer als 950°C wird. Wenn die Konzentration unter 5% liegt, trennt sich Stickstoff leicht von der Oberfläche des p-leitenden Nitrid-Halbleiters ab, was leicht zu einer verschlechterten Kristalleigenschaft an der Oberfläche führt.In the cooling process, the concentration of ammonia, NH 3 , in the atmosphere should preferably be kept at 5% or more, at least at the time when the substrate temperature becomes lower than 950 ° C. When the concentration is less than 5%, nitrogen easily separates from the surface of the p-type nitride semiconductor, which easily results in deteriorated crystal property at the surface.
Auch sollte beim Abkühlvorgang die Konzentration an Ammoniak, NH3, in der Atmosphäre während der Zeit, zu der die Substrattemperatur etwa 950°C–etwa 700°C beträgt, vorzugsweise 30% oder weniger betragen. Wenn sie höher als 30% liegt, nimmt die Lochträgerdichte im p-leitenden Nitridhalbleiter wegen des erhöhten Wasserstoffs leicht ab, der als Folge einer thermischen Zersetzung von Ammoniak, NH3, erzeugt wird.Also, in the cooling process, the concentration of ammonia, NH 3 , in the atmosphere during the time when the substrate temperature is about 950 ° C-about 700 ° C should preferably be 30% or less. If it is higher than 30%, the hole carrier density in the p-type nitride semiconductor slightly decreases because of the increased hydrogen generated as a result of thermal decomposition of ammonia, NH 3 .
KONKRETES BEISPIELCONCRETE EXAMPLE
Nun wird im Folgenden das Verfahren zur Herstellung eines p-leitenden Nitrid-Halbleiters der vorliegenden Erfindung an konkreten Beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.Now In the following, the process for producing a p-type nitride semiconductor will be described of the present invention by concrete examples with reference described on the drawings.
(Konkretes Beispiel 1)(Concrete example 1)
Es
wurde ein p-leitender Nitrid-Halbleiter hergestellt, dessen Querschnittsaufbau
wie in
Zuerst
wurde ein Substrat
Die
Substrattemperatur wurde auf etwa 550°C verringert und dann wurde
Stickstoffgas als Trägergas mit
einem Durchsatz von etwa 16 l/min und Ammoniak, NH3,
mit einem Durchsatz von etwa 4 l/min, TMG mit einem Durchsatz von
etwa 40 μmol/min
eingeführt,
um auf der Oberfläche
des Substrates
Die
TMG-Zufuhr zur Reaktionskammer wurde einmal eingestellt und die
Substrattemperatur wurde auf etwa 1050°C erhöht und auf der Pufferschicht
Die
Zufuhr von TMG und Cp2Mg zur Reaktionskammer
wurde eingestellt und dann wurde das Substrat
Und
dann wurde das Wasserstoffgas eingestellt und wurde Stickstoffgas
mit einem Durchsatz von etwa 16 l/min, Ammoniak, NH3,
mit einem Durchsatz von etwa 4 l/min als Umgebungsgas zugeführt, während die
Temperatur des Substrates
Nachdem
das Abkühlen
beendet war, wurde das mit der p-leitenden Nitrid-Halbleiterschicht
(Konkretes Beispiel 2)(Concrete example 2)
Ein p-leitender Nitrid-Halbleiter des vorliegenden Beispiels 2 wurde in der gleichen Prozedur wie in Beispiel 1 herge stellt, außer dass die Bedingungen der Atmosphäre während des Abkühlvorgangs modifiziert wurden.A p-type nitride semiconductor of the present example 2 was prepared in the same procedure as in Example 1 Herge except that the conditions of the atmosphere were modified during the cooling process.
Nachdem
die p-leitende Halbleiterschicht
Nachdem
die Temperatur des Substrates
Nachdem
das Abkühlen
beendet war, wurde das mit der p-leitenden Nitrid-Halbleiterschicht
(Vergleichsbeispiel 1)Comparative Example 1
Ein p-leitender Nitrid-Halbleiter des vorliegenden Vergleichsbeispiels 1 wurde in der gleichen Prozedur wie im konkreten Beispiel 2 hergestellt, außer dass die Abkühlzeit (o der -geschwindigkeit) während des Abkühlvorgangs modifiziert wurden.One p-type nitride semiconductor of the present comparative example 1 was prepared in the same procedure as in Example 2, except that the cooling time (o the speed) during the cooling process were modified.
Nachdem
die p-leitende Halbleiterschicht
Nachdem
die Temperatur des Substrates
Nachdem
das Abkühlen
beendet war, wurde das mit der p-leitenden Nitrid-Halbleiterschicht
Die
Lochträgerdichte
der p-leitenden Nitrid-Halbleiterschicht
(Konkretes Beispiel 3)(Concrete example 3)
Im vorliegenden konkreten Beispiel wurde eine Licht ausstrahlende Einrichtung mit Nitrid-Halbleiter hergestellt, bei der eine p-leitende Nitrid-Halbleiterschicht am weitesten oben angeordnet war.in the The present concrete example has been a light emitting device made with nitride semiconductors, at the top of a p-type nitride semiconductor layer was arranged.
Die
Licht ausstrahlende Einrichtung mit Nitrid-Halbleiter umfasst eine
erste n-leitende Plattierschicht
Im Folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung der Leuchtdiode mit der obigen Konfiguration beschrieben.in the Below is a method for producing the light emitting diode with of the above configuration.
Zuerst
wurde ein Substrat
Die
Substrattemperatur wurde bei etwa 1.100°C gehalten und es wurden Stickstoffgas
mit einem Durchsatz von etwa 13 l/min, Wasserstoffgas mit einem
Durchsatz von etwa 3 l/min als Trägergas und Ammoniak, NH3, mit einem Durchsatz von etwa 4 l/min,
TMG mit einem Durchsatz von etwa 80 μmol/min eingeführt, um
die erste n-leitende Plattierschicht
Nachdem
die erste n-leitende Plattierschicht
Nachdem
die zweite n-leitende Plattierschicht
Nachdem
die Licht ausstrahlende Schicht
Nachdem
die Temperatur des Substrates
Nachdem
die p-leitende Plattierschicht
Die
Zufuhr des Wasserstoffgases wurde eingestellt und dann wurde die
Temperatur des Substrates
Nachdem
die Temperatur des Substrates
Die
somit bereitgestellten p-Nitrid-Halbleiterschichten, unter anderem
die p-leitende Plattierschicht
Als
nächstes
wurde über
die Oberfläche
des Nitrid-Halbleiters mit einem somit ausgebildeten Aufbau aus übereinander
angeordneten Schichten durch einen CVD-Vorgang eine SiO2-Schicht
abgeschieden, ohne irgend ein Nachtemperm anzuwenden. Darauf wurde
durch Photolithographie und einen Nassätzvorgang ein rechteckiges
Muster bereitgestellt und eine Ätzmaske
aus SiO2 ausgebildet. Unter Anwendung eines
Vorgangs des reaktiven Ionenätzens
wurden die p-leitende Plattierschicht
Somit
wurde in dem Aufbau, wie in
Die
Licht ausstrahlende Einrichtung wurde mit den Elektroden des Chips
nach unten an einer Si-Diode angebracht, an der ein Paar positiver
und negativer Elektroden bereitgestellt sind. Sie sind durch einen
Au-Höcker
miteinander verbunden. Die Licht ausstrahlende Einrichtung wurde
so angebracht, dass die p-Elektrode
Wie
im Obigen beschrieben, wurde im vorliegenden konkreten Beispiel
eine p-leitende Halbleiterschicht mit niedrigem spezifischem Widerstand
und guter Qualität
als die p-leitende Plattierschicht
Bei einem Verfahren zur Herstellung eines p-leitenden Nitrid-Halbleiters der vorliegenden Erfindung wird auf einem Substrat eine p-leitende Nitrid-Halbleiterschicht mit niedrigem spezifischem Widerstand in einer Atmosphäre ausgebildet, die Wasserstoff bis zu einem bestimmten spezifischen Grade enthält, bei dem die Deaktivierung eines p-Dotiermittels gut unterdrückt werden kann; und wird die somit ausgebildete p-leitende Nitrid-Halbleiterschicht in einer bestimmten spezifischen Abkühlzeit oder Atmosphäre abgekühlt, so dass die Lochträgerdichte der p-leitenden Nitrid-Halbleiterschicht in einer Weise abnimmt, in der die Eigenschaft des niedrigen spezifischen Widerstandes ziemlich beibehalten wird. Als Ergebnis wird ein p-leitender Nitrid-Halbleiter mit einer guten Kristalleigenschaft verfügbar gemacht, ohne dass irgendeine Nachtemperbehandlung benötigt wird.at a method for producing a p-type nitride semiconductor The present invention is a p-type on a substrate Nitride semiconductor layer with low resistivity in an atmosphere formed, the hydrogen up to a specific specific Contains grade, in which the deactivation of a p-type dopant are well suppressed can; and becomes the p-type nitride semiconductor layer thus formed cooled in a specific specific cooling time or atmosphere, so that the hole carrier density the p-type nitride semiconductor layer decreases in a manner in that the property of low resistivity quite is maintained. As a result, a p-type nitride semiconductor made available with a good crystal property without any Night tempering needed becomes.
Bei einem Verfahren zur Herstellung eines p-leitenden Nitrid-Halbleiters der vorliegenden Erfindung wird auf einem Substrat eine p-leitende Nitrid-Halbleiterschicht ausgebildet und wird die p-leitende Nitrid-Halbleiterschicht während eines bestimmten spezifischen Substrattemperaturbereichs im Abkühlvorgang unter einer bestimmten spezifischen Kombination von Wasserstoffkonzentration in der Atmosphäre und Abkühlzeit oder Wasserstoffkonzentration in der Atmosphäre und Abkühlgeschwindigkeit abgekühlt, unter welcher Kombination das p-Dotiermatieral kaum deaktiviert wird. Als Ergebnis wird ein p-leitender Nitrid-Halbleiter mit niedrigem spezifischem Widerstand und einer guten Kristallqualität verfügbar gemacht, ohne dass irgendeine Nachtemperbehandlung oder eine andere solche spezifische Verarbeitung benötigt wird.In a method for producing a p-type nitride semiconductor of the present invention, a p-type nitride semiconductor layer is formed on a substrate, and the p-type nitride semiconductor layer is cooled during a certain specific substrate temperature range under a certain specific combination of hydrogen concentration in the atmosphere and cooling time or hydrogen concentration in the atmosphere and cooling rate cooled, under which combination the p-type dopant is hardly deactivated. As a result, a p-type nitride semiconductor having a low resistivity and a good crystal quality is provided without requiring any post-annealing or other such specific processing.
Ferner kann beim Verfahren der vorliegenden Erfindung der Herstellungsvorgang für den p-leitenden Nitrid-Halbleiter vereinfacht werden, so dass die Kosten für die Herstellung einer Nitrid-Halbleitereinrichtung, die einen p-leitenden Nitrid-Halbleiter einschließt, verringert werden können.Further In the method of the present invention, the manufacturing process for the p-type nitride semiconductor be simplified, so that the cost of producing a nitride semiconductor device, the a p-type nitride semiconductor can be reduced.
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