DE69803721T3 - P-typ Stickstoff-Verbindungshalbleiter und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft einen Gallium-Stickstoff-Verbindungshalbleiter vom p-Typ mit Aluminium (Al) und Magnesium als p-Fremdstoff und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
  • 2. Beschreibung der einschlägigen Technik
  • Auf den Gebieten von Bauteilen, die Licht kurzer Wellenlänge emittieren, gegen die Umwelt beständigen Bauteilen, elektronischen Hochfrequenz-Bauteilen usw. sind Stickstoff-Verbindungshalbleiter, zu denen GaN, ein AlGaN-Mischkristall, ein InGaN-Mischkristall und ein BAlGaInN-Mischkristall gehören, potenzielle Materialien zum Aufbauen derartiger Bauteile. Insbesondere lichtemittierende Dioden (LEDs) unter Verwendung derartiger Stickstoff-Verbindungshalbleiter werden in der Praxis genutzt und haben Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Es wurde auch berichtet, dass eine Laserdiode (LD) realisiert wurde, was die Erwartungen hinsichtlich Anwendungen bei optischen Platten usw. erhöht.
  • Für praktische Anwendungen derartiger Bauteile ist es wichtig, Stickstoff-Verbindungshalbleiter hoher Qualität in ausreichendem Grad zur Verwendbarkeit bei derartigen Bauteilen effizient herzustellen. Die Herstellung von Stickstoff-Verbindungshalbleitern hoher Qualität vom p- und vom n-Typ ist insbesondere für optische Bauteile wichtig, damit Elektronen wirkungsvoll mit Löchern kombinieren und ein Strom wirkungsvoll durchgeleitet wird.
  • Um Stickstoff-Verbindungshalbleiter herzustellen, können Verfahren wie metallorganische chemische Dampfabscheidung (MOCVD) und Molekularstrahlepitaxie (MBE) verwendet werden. Beim MOCVD-Verfahren wird z. B. ein Quellengas eines Elements der Gruppe III wie Aluminium oder Indium (ein metallorganisches Gas) gemeinsam mit einem Quellengas für Stickstoff, wie Ammoniak (NH3) über ein erwärmtes Substrat geleitet, um zur Reaktion gebracht zu werden. So wird ein Stickstoff-Verbindungshalbleiter epitaktisch auf das Substrat aufgewachsen. Beim MBE-Verfahren werden Teilchenstrahlen eines Elements der Gruppe III und Stickstoff auf ein Substrat aufgestrahlt, um einen Stickstoff-Verbindungshalbleiter der Gruppe III epitaktisch aufzuwachsen.
  • Um einen n-Halbleiter herzustellen, wird ein Quellengas oder ein Teilchenstrahl eines n-Fremdstoffs wie Silicium (Si) gemeinsam mit einem Quellenstrahl oder Teilchenstrahlen des Elements der Gruppe III und Stickstoff eingeleitet. So wird auf einfache Weise ein Stickstoff-Verbindungshalbleiter vom n-Typ mit hoher Kristallinität und elektrischer Leitfähigkeit hergestellt. Um einen p-Halbleiter herzustellen, wird ein Quellengas oder ein Teilchenstrahl eines p-Fremdstoffs wie Magnesium, Zink oder Kohlenstoff gemeinsam mit einem Quellengas oder Teilchenstrahlen eines Elements der Gruppe III und Stickstoff eingeleitet, um einen Kristall zu züchten. Dann werden Ladungsträger, als erforderlich, z. B. durch Bestrahlen mit einem Elektronenstrahl oder Wärmetemperung aktiviert.
  • Obwohl ein Stickstoff-Verbindungshalbleiter vom n-Typ der Gruppe III einfach herstellbar ist, ist es schwierig, einen Stickstoff-Verbindungshalbleiter vom p-Typ der Gruppe III herzustellen. Ein anderes Problem besteht darin, dass die Kristallinität und die Leitfähigkeit desselben niedrig sind. Ferner sind die Zusammensetzungsanteile und die p-Fremdstoffkonzentration in einer gezüchteten Kristallfläche (einer Fläche parallel zu einer Substratfläche) ungleichmäßig. Dies, da ein Quellengas oder ein Teilchenstrahl des Elements der Gruppe III und ein Quellengas oder ein Teilchenstrahl des p-Fremdstoffs miteinander reagieren, bevor sie das Substrat erreichen.
  • Es ist besonders schwierig, einen p-AlGaN-Mischkristall, zu dem Magnesium als p-Fremdstoff zugefügt ist, herzustellen. Der Aluminiumanteil eines derartigen AlGaN-Mischkristalls als Mutterkristall ist im Vergleich zu einem solchen ohne Magnesium deutlich erniedrigt. Die elektrischen Eigenschaften als p-Halbleiter sind ebenfalls deutlich im Vergleich zu GaN verringert, das Magnesium in ähnlicher Menge enthält. D. h., dass Aluminium innerhalb der Elemente der Gruppe III besonders einfach mit Magnesium als p-Fremdstoff reagiert.
  • EP 1017113 A1 , das bei wirksamer Inanspruchnahme der Priorität ein Dokument nach Art. 54(3) EPÜ darstellt, beschreibt eine als Übergitter ausgebildete p-Typ Mantelschicht, die Schichten der allgemeinen Formel InxGa1-xN (0 ≤ x ≤ 1) und AlyGa1-yN (0 ≤ y ≤ 1, x ≠ y = 0) aufweist. Dieses Dokument beschreibt nicht eine Übergitterstruktur aus wechselseitig gestapelten AlGaN- und GaN-Schichten, wobei lediglich die GaN-Schichten mit Magnesium dotiert sind oder eine Struktur, die aus wechselseitig gestapelten ersten AlGaN- und zweiten AlGaN-Schichten besteht, die beide mit Magnesium dotiert sind, wobei die ersten AlGaN-Schichten Al in einer Konzentration enthalten, die höher ist als die Al-Konzentration in den zweiten AlGaN-Schichten und wobei die zweiten AlGaN-Schichten Magnesium in einer Konzentration enthalten, die höher ist als die Konzentration an Magnesium in den ersten AlGaN-Schichten.
  • US 5,005,057 beschreibt eine blaue LED, die eine lichtemittierende Schicht mit einem n-p-Übergang aufweist, wobei der n-p-Übergang eine Übergitterstruktur nutzt, die aus einer Mehrzahl von BP-Schichten und GayAl1-yN-Schichten besteht, wobei lediglich die BP-Schichten mit Magnesium dotiert sind.
  • JP 09116234 A beschreibt ein p-Typ AlGaN/GaN-Übergitter, das zur Verhinderung der Diffusion von Metallatomen aus einem p-seitigen Kontakt in eine Mantelschicht verwendet wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Stickstoff-Verbindungshalbleiter vom p-Typ mit hoher Kristallinität und hoher elektrischer Leitfähigkeit zu schaffen, der in einer gezüchteten Kristallfläche einer gleichmäßige Zusammensetzung und eine gleichmäßige p-Fremdstoffkonzentration aufweist, und ein Verfahren zu dessen Herstellung zu schaffen.
  • Die obige Aufgabe ist durch den Gegenstand der Ansprüche 1 und 2 sowie ein Verfahren nach Anspruch 3 gelöst.
  • Der Verbindungshalbleiter hat insgesamt Eigenschaften eines Verbindungshalbleiters vom p-Typ mit einem Element der Gruppe III und Stickstoff.
  • Das Element der Gruppe III und der p-Fremdstoff, die das wünschenswerte Kristallwachstum stören können, wenn sie gemeinsam vorhanden sind, werden auf eine erste bzw. eine zweite Schicht aufgeteilt.
  • Andere und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung deutlicher.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 veranschaulicht die Struktur eines Stickstoff-Verbindungshalbleiters vom p-Typ gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • 2 veranschaulicht die Struktur einer durch MOCVD beim Realisieren der Erfindung gezüchteten Probe.
  • 3 ist eine schematische Ansicht zum Veranschaulichen eines MOCVD-Verfahrens zum Züchten der in der 2 dargestellten Probe.
  • 4 ist ein Kurvenbild, das die Beziehung zwischen dem Aluminiumanteil und der Position in der Züchtungsfläche der bei einer Realisierung der Erfindung hergestellten Probe zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Nun wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung im Einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • Die 1 veranschaulicht die Struktur eines Stickstoff-Verbindungshalbleiters vom p-Typ gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Dieser Stickstoff-Verbindungshalbleiter vom p-Typ besteht aus einem Mutterkristall, der Aluminium und Gallium als Elemente der Gruppe III enthält, und Stickstoff, wobei Magnesium als p-Fremdstoff zum Kristall hinzugefügt ist. Jedoch sind die Zusammensetzung, das darin enthaltene Element Aluminium und Magnesium als p-Fremdstoffkonzentration nicht durch den ganzen Stickstoff-Verbindungshalbleiter vom p-Typ hindurch gleichmäßig. Der Verbindungshalbleiter verfügt über eine Anzahl erster Schichten 11 und zweiter Schichten 12, die abwechselnd aufgeschichtet sind.
  • Wie es in der 1 dargestellt ist, bestehen die ersten Schichten 11 jeweils aus einem AlGaN-Mischkristall. Die zweiten Schichten 12 bestehen jeweils aus GaN, das Magnesium als p-Fremdstoff enthält. D. h., dass hinsichtlich des Aluminiums und des Magnesiums als p-Fremdstoff, die jeweils den Stickstoff-Verbindungshalbleiter vom p-Typ bilden, die ersten Schichten 11 Aluminium aber kein Magnesium enthalten, während die zweiten Schichten 12 Magnesium aber kein Aluminium enthalten. Der Verbindungshalbleiter verfügt über die ersten Schichten 11 und die zweiten Schichten 12, die abwechselnd aufgeschichtet sind.
  • Obwohl es in der 1 nicht dargestellt ist, können die ersten Schichten 11 jeweils aus einem p-AlGaN-Mischkristall bestehen, der Magnesium enthält, dessen p-Fremdstoffkonzentration niedriger ist, wobei der Anteil von Aluminium aus der Gruppe III höher als der in jeder der zweiten Schichten 12 ist. Die zweiten Schichten 12 können jeweils aus einem p-AlGaN-Mischkristall bestehen, der Magnesium enthält, dessen p-Fremdstoffkonzentration höher ist und dessen Anteil von Aluminium niedriger als in jeder der ersten Schichten 11 ist. D. h., dass der Stickstoff-Verbindungshalbleiter vom p-Typ erste Schichten 11 mit jeweils mehr Aluminium als in den zweiten Schichten 12 sowie zweite Schichten 12 mit jeweils mehr Magnesium als in den ersten Schichten 11 aufweist, die abwechselnd aufgeschichtet sind.
  • Die ersten Schichten 11 und die zweiten Schichten 12 verfügen jeweils über eine Dicke in der Größenordnung von z. B. 1 bis 100 nm. Daher verfügt der Stickstoff-Verbindungshalbleiter vom p-Typ gemäß der Ausführungsform über die ersten Schichten 11 und die zweiten Schichten 12, die jeweils dünn sind. Demgemäß weisen die kein Magnesium enthaltenden ersten Schichten 11 und die kein Aluminium enthaltenden zweiten Schichten 12, die abwechselnd aufeinandergeschichtet sind, insgesamt Eigenschaften eines p-AlGaN-Mischkristalls auf. Die aufgeschichteten ersten Schichten 11 und die zweiten Schichten 12 mit jeweils einer Magnesiumkonzentration und einem Anteil von Aluminium, die voneinander verschieden sind, verfügen insgesamt über Eigenschaften eines p-AlGaN-Mischkristalls. Die Dicke jeder der ersten Schichten 11 kann entweder gleich wie die jeder der zweiten Schichten 12 oder verschieden sein.
  • Der Stickstoff-Verbindungshalbleiter vom p-Typ mit einer derartigen Struktur kann durch das folgende Verfahren hergestellt werden.
  • Es wird ein geeignetes Substrat wie ein Saphirsubstrat verwendet. Mittels MOCVD oder MBE werden Schichten eines AlGaN-Mischkristalls ohne Magnesium als erste Schichten 11 und p-GaN-Schichten mit Magnesium als zweiten Schichten 12 in einer geeigneten Kammer abwechselnd aufgeschichtet (Aufschichtungsprozess).
  • Bei MOCVD wird z. B. ein geeignetes Quellengas gleichzeitig gemeinsam mit einem Trägergas in die Kammer eingeleitet, während das Substrat auf eine geeignete Temperatur (z. B. 800 bis 1000°C) erwärmt wird, um die Kristallschichten auf das Substrat aufzuwachsen. Z. B. kann ein für Aluminium verwendetes Quellengas Trimethylaluminium-Gas ((CH3)3Al) sein. Ein Quellengas für Gallium kann Trimethylgallium-Gas ((CH3)3Ga) sein. Ein Quellengas für Stickstoff kann Ammoniakgas sein. Ein Quellengas für Magnesium kann Bis-Methylcyclopentadienylmagnesium-Gas ((CH3C5H4)2Mg) oder Bis-Cyclopentadienylmagnesium-Gas ((C5H5)2Mg) sein. Ein Trägergas kann ein beliebiges der Gase Wasserstoff (H2) oder Stickstoff (N2) sein. Um die AlGaN-Mischkristallschichten zu züchten, werden Quellengase für Aluminium, Gallium und Stickstoff selektiv eingeleitet. Um die p-GaN-Schichten zu züchten, werden Quellengase für Magnesium, Gallium und Stickstoff selektiv eingeleitet.
  • Bei MBE werden Teilchenstrahlen von Aluminium, Gallium, Stickstoff und Magnesium selektiv auf das Substrat gestrahlt, um die Kristallschichten zu züchten.
  • Eine Wärmebehandlung wird bei Bedarf ausgeführt, nachdem die ersten Schichten 11 und die zweiten Schichten 12 so aufgewachsen wurden, wie es bisher beschrieben wurde. Dadurch diffundieren Aluminium in den ersten Schichten 11 (den AlGaN-Mischkristallschichten) und Magnesium in den zweiten Schichten 12 (den p-GaN-Schichten) teilweise ineinander. Durch die Wärmebehandlung werden die ersten Schichten 11 zu p-AlGaN-Schichten, deren Magnesiumkonzentration niedrig ist und bei denen der Aluminiumgehalt hoch ist. Die zweiten Schichten 12 werden zu p-AlGaN-Schichten, deren Magnesiumkonzentration hoch ist und deren Aluminiumgehalt niedrig ist. So wird der Stickstoff-Verbindungshalbleiter vom p-Typ der Ausführungsform hergestellt.
  • Wie insoweit beschrieben, verfügt der Stickstoff-Verbindungshalbleiter vom p-Typ gemäß der Ausführungsform über mehrere erste Schichten 11 aus jeweils einem AlGaN-Mischkristall und mehrere zweite Schichten 12 aus jeweils p-GaN, das Magnesium als p-Fremdstoff enthält, die abwechselnd aufgeschichtet sind. Alternativ verfügt der Verbindungshalbleiter der Ausführungsform über die mehreren ersten Schichten 11 aus jeweils einem p-AlGaN-Mischkristall, der winzige Mengen an Magnesium enthält, und den mehreren zweiten Schichten 12 aus jeweils einem p-AlGaN-Mischkristall, der winzige Mengen an Aluminium enthält, die abwechselnd aufgeschichtet sind. Im Ergebnis werden die Kristallinität usw. jeder der ersten Schichten 11 und der zweiten Schichten 12 auf einfache Weise verbessert. Der Verbindungshalbleiter weist daher insgesamt Eigenschaften eines p-AlGaN-Mischkristalls auf, während die Kristallinität und die elektrische Leitfähigkeit desselben verbessert sind. Auch sind die Gleichmäßigkeit der Zusammensetzung und der p-Fremdstoffkonzentration in der gezüchteten Fläche verbessert.
  • Durch das Verfahren zum Herstellen eines Stickstoff-Verbindungshalbleiters vom p-Typ gemäß der Ausführungsform werden AlGaN-Mischkristallschichten als erste Schichten 11 und p-GaN-Schichten als zweite Schichten 12 abwechselnd aufgeschichtet. Im Ergebnis werden Quellen für Aluminium und Magnesium, die zuzufügen sind und die das wünschenswerte Kristallwachstum stören können, wenn sie gemeinsam zugefügt werden, zeitweilig getrennt. Die ersten Schichten 11 und die zweiten Schichten 12 werden so jeweils mit hoher Kristallinität und elektrischer Leitfähigkeit sowie gleichmäßiger Zusammensetzung und gleichmäßiger p-Fremdstoffkonzentration in der gezüchteten Fläche hergestellt. Demgemäß wird auf einfache Weise ein Stickstoff-Verbindungshalbleiter vom p-Typ hoher Qualität mit insgesamt Eigenschaften eines p-AlGaN-Mischkristalls hergestellt.
  • Nun wird eine praktische Realisierung der Erfindung beschrieben.
  • Bei dieser Realisierung wurden, wie es in der 2 dargestellt ist, eine Pufferschicht 22 aus GaN mit einer Dicke von ungefähr 20 nm und eine GaN-Schicht 23 mit einer Dicke von ungefähr 1 μm auf einem Substrat 21 aus Saphir hergestellt. Auf der GaN-Schicht 23 wurde zwanzig erste Schichten 11 aus jeweils einem AlGaN-Mischkristall mit einer Dicke von 10 nm und zwanzig zweite Schichten 12 aus jeweils p-GaN mit Magnesium mit einer Dicke von 10 nm abwechselnd aufgeschichtet.
  • Diese Schichten wurden durch MOCVD hergestellt, wie es in der 3 veranschaulicht ist. D. h., dass das Substrat 21 auf einem innerhalb einer geeigneten Reaktionskammer 31 vorhandenen Arbeitstisch 32 positioniert wurde. Parallel zur Oberfläche des Substrats 21 (d. h. zur Züchtungsfläche) wurde ein Quellengas gemeinsam mit einem Trägergas eingeleitet. Das Substrat 21 wurde durch einen nicht dargestellten, im Arbeitstisch 32 installierten Heizer auf 1000°C erwärmt.
  • Ein für Aluminium verwendetes Quellengas war Trimethylaluminium-Gas. Ein für Gallium verwendetes Quellengas war Trimethylgallium-Gas. Ein Stickstoff verwendetes Gas war Ammoniak. Ein Quellengas für Magnesium war Bis-Methylcyclopentadienylmagnesium-Gas. Diese Gase wurden selektiv entsprechend den zu züchtenden Schichten in die Kammer eingeleitet. D. h., dass Trimethylaluminium-Gas, Trimethylgallium-Gas und Ammoniakgas eingeleitet wurden, um die ersten Schichten 11 zu züchten. Bis-Methylcyclopentadienylmagnesium-Gas, Trimethylgallium-Gas und Ammoniak wurden zum Züchten der zweiten Schichten 12 eingeleitet. Wasserstoff und Stickstoff wurden als Trägergas verwendet.
  • Dann wurde eine Wärmebehandlung zum Aktivieren von Ladungsträgern ausgeführt. So wurde die Realisierungsprobe hergestellt.
  • An der Probe wurde eine Röntgenanalyse ausgeführt, um den Anteil von Aluminium in den gesamten Schichten der ersten Schichten 11 und der zweiten Schichten 12 im Mittel zu bestimmen. Die Analyse wurde an mehreren Punkten in der Züchtungsfläche der Probe ausgeführt, d. h. an drei Punkten in der Mitte in der Richtung der Quellengasströmung, stromaufwärts davon bzw. stromabwärts davon. Die 4 zeigt das Analyseergebnis im Vergleich zu einer Probe aus der einschlägigen Technik. Die Probe aus der einschlägigen Technik wurde ähnlich wie die Probe gemäß der Realisierung der Erfindung mit der Ausnahme hergestellt, dass Schichten aus einem p-AlGaN-Mischkristall durch gleichzeitiges Einleiten von Quellengasen für Aluminium, Gallium, Stickstoff und Magnesium hergestellt wurden, anstatt dass die ersten Schichten 11 und die zweiten Schichten 12 gemäß der vorliegenden Realisierung hergestellt wurden.
  • Wie es in der 4 dargestellt ist, war der Anteil von Aluminium in der Probe gemäß der einschlägigen Technik am stromaufwärtigen Punkt hoch und am mittleren und am stromabwärtigen Punkt deutlich verringert. Dies, da die Quellengase für Aluminium und Magnesium stromabwärts miteinander reagierten und daher der Aluminiumanteil in der Züchtungsfläche ungleichmäßig wurde. Im Gegensatz hierzu war der Unterschied zwischen den Aluminiumanteilen zwischen Punkten in der Probe gemäß der Realisierung der Erfindung klein. Der Anteil von Aluminium war in der Probe mittelhoch. D. h., dass die Kristallinität und die Gleichmäßigkeit der Zusammensetzungsanteile in der Züchtungsfläche bei der Realisierung der Erfindung im Vergleich zur einschlägigen Technik verbessert waren.
  • Die an der Probe gemessene Ladungsträgerkonzentration betrug 1 bis 3 × 1017 cm–3. Es war unmöglich, die Ladungsträgerkonzentration für die Probe gemäß der einschlägigen Technik zu messen, da der Widerstand zu hoch war, um für Positionierungselektroden einen Ohmschen Kontakt zu erzielen. Daher war auch die elektrische Leitfähigkeit bei der Realisierung der Erfindung im Vergleich zur einschlägigen Technik verbessert.
  • Um einen derartigen Verbindungshalbleiter herzustellen, werden mehrere erste und zweite Schichten abwechselnd bei einem Aufschichtprozess aufeinandergeschichtet. Die ersten Schichten enthalten jeweils Aluminium als Element der Gruppe III. Die zweiten Schichten enthalten jeweils Magnesium als p-Fremdstoff.
  • Obwohl der Stickstoff-Verbindungshalbleiter vom p-Typ bei der vorstehenden Ausführungsform aus den ersten Schichten 11 und den zweiten Schichten 12 besteht, kann der erfindungsgemäße Verbindungshalbleiter ferner andere Schichten zusätzlich zu den ersten Schichten 11 und den zweiten Schichten 12 enthalten. Z. B. können jeweils dritte Schichten eines p-AlGaN-Mischkristalls zwischen den ersten Schichten 11 aus einem AlGaN-Mischkristall und den zweiten Schichten 12 aus p-GaN positioniert werden, wenn Aluminium in den ersten Schichten 11 (Schichten aus einem AlGaN-Mischkristall) und Magnesium in den zweiten Schichten 12 (Schichten aus p-GaN) innerhalb eines sehr engen Bereichs mittels Wärmebehandlung bei der vorstehend angegebenen Ausführungsform diffundiert werden.
  • Ferner sorgen die vorstehende Ausführungsform und Realisierung zwar für ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Stickstoff-Verbindungshalbleiters vom p-Typ mittels MOCVD oder MBE, jedoch ist die Erfindung auf ein Herstellschema unter Verwendung irgendeines anderen Verfahrens anwendbar.
  • Wie insoweit beschrieben, verfügt der erfindungsgemäße Stickstoff-Verbindungshalbleiter vom p-Typ über mehrere abwechselnd aufgeschichtete erste und zweite Schichten. Die Formel für die ersten Schichten oder das Element der Gruppe III in den ersten Schichten ist verschieden von der der zweiten Schichten, und die p-Fremdstoffkonzentration ist in ihnen verschieden von derjenigen in den zweiten Schichten. Daher ist es einfach, die Kristallinität jeweils der ersten und der zweiten Schichten zu verbessern. So werden die Kristallinität und die elektrische Leitfähigkeit des gesamten Verbindungshalbleiters verbessert. Auch sind die Gleichmäßigkeit der Zusammensetzung und der p-Fremdstoffkonzentration in der Züchtungsfläche verbessert. So wird bei Bauteilen, die eine Lichtquelle für kurze Wellenlängen sind, umweltbeständigen Bauteilen, hochfrequenten elektronischen Bauteilen usw. unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Stickstoff-Verbindungshalbleiters vom p-Typ eine Qualitätsverbesserung erzielt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Stickstoff-Verbindungshalbleiters vom p-Typ beinhaltet den Prozess des abwechselnden Aufschichtens der mehreren ersten und zweiten Schichten. Mindestens Aluminium als Element der Gruppe III ist nur in den ersten Schichten unter den ersten und zweiten Schichten enthalten, und mindestens Magnesium als p-Fremdstoff ist nur in den zweiten Schichten der ersten und zweiten Schichten enthalten. Im Ergebnis werden Aluminium und Magnesium, die, wenn sie gemeinsam zugefügt werden, das wünschenswerte Kristallwachstum stören können, zeitweilig getrennt. So werden die ersten und zweiten Schichten mit jeweils hoher Kristallinität und Leitfähigkeit sowie gleichmäßiger Zusammensetzung und gleichmäßiger p-Fremdstoffkonzentration in der Züchtungsfläche hergestellt. So wird auf einfache Weise ein Stickstoff-Verbindungshalbleiter vom p-Typ hervorragender Qualität mit Eigenschaften insgesamt eines p-AlGaN-Mischkristalls hergestellt.

Claims (3)

  1. Stickstoff-Verbindungshalbleiter vom p-Typ, der eine Mehrzahl erster Schichten, die aus AlGaN bestehen, und eine Mehrzahl zweiter Schichten, die aus GaN bestehen, alternierend aufgeschichtet aufweist, wobei die ersten Schichten lediglich Aluminium, jedoch kein Magnesium enthalten und die zweiten Schichten lediglich Magnesium, jedoch kein Aluminium enthalten.
  2. Gallium-Stickstoff-Verbindungshalbleiter vom p-Typ, der aufweist: eine Mehrzahl erster Schichten und eine Mehrzahl zweiter Schichten, die alternierend aufgeschichtet sind, wobei die ersten Schichten und die zweiten Schichten aus AlGaN-Schichten vom p-Typ gebildet sind, die Magnesium enthalten, die ersten Schichten jeweils Aluminium enthalten, dessen Konzentration höher ist als in jeder der zweiten Schichten und die zweiten Schichten jeweils Magnesium enthalten, dessen Konzentration höher ist als in jeder der ersten Schichten.
  3. Verfahren zum Herstellen des Stickstoff-Verbindungshalbleiters vom p-Typ nach Anspruch 2, umfassend die Schritte: Aufschichten einer Mehrzahl der aus AlGaN bestehenden ersten Schichten und der aus GaN bestehenden zweiten Schichten, die alternierend aufgeschichtet sind, wobei die ersten Schichten lediglich Aluminium enthalten, jedoch kein Magnesium und die zweiten Schichten lediglich Magnesium enthalten, jedoch kein Aluminium, und Durchführen einer Wärmebehandlung, so dass Aluminium in den ersten Schichten und Magnesium in den zweiten Schichten teilweise ineinander diffundiert.
DE69803721T 1997-05-26 1998-05-22 P-typ Stickstoff-Verbindungshalbleiter und Verfahren zu dessen Herstellung Expired - Lifetime DE69803721T3 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13540697A JP3642157B2 (ja) 1997-05-26 1997-05-26 ｐ型ＩＩＩ族ナイトライド化合物半導体、発光ダイオードおよび半導体レーザ
JP13540697 1997-05-26

Publications (3)

Publication Number Publication Date
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