JP2000164512A - 窒化物系iii−v族化合物半導体層の成長方法、半導体装置の製造方法および半導体発光素子の製造方法 - Google Patents
窒化物系iii−v族化合物半導体層の成長方法、半導体装置の製造方法および半導体発光素子の製造方法Info
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Abstract
III−V族化合物半導体層を得ることができる窒化物
系III−V族化合物半導体層の成長方法および半導体
装置の製造方法、ならびに、キャリア濃度が高く、低抵
抗なp型窒化物系III−V族化合物半導体層を得るこ
とができ、動作電圧が低く、かつ、高発光効率の窒化物
系III−V族化合物半導体を用いた半導体発光素子を
実現することができる半導体発光素子の製造方法を提供
する。 【解決手段】 p型窒化物系III−V族化合物半導体
層31を化学気相成長法により成長させる場合に、p型
不純物と酸素とを同時にドープすると共に、成長原料の
V/III比を6000以下、好適には5000以下に
する。
Description
−V族化合物半導体層の成長方法、半導体装置の製造方
法および半導体発光素子の製造方法に関する。
窒化物系III−V族化合物半導体は、そのバンドギャ
ップエネルギーが1.8eVから6.2eVと広範囲に
わたっており、赤色から紫外線におよぶ発光が可能な発
光素子への応用が期待され、活発な研究開発が行われて
いる。また、この窒化物系III−V族化合物半導体
は、飽和電子速度が大きく、破壊電界も極めて大きいた
め、高周波、大電力用の電界効果トランジスタ(FE
T)などのキャリア走行素子の材料としても注目されて
いる。
用いて発光ダイオード、半導体レーザ、FETなどを製
造する場合には、例えば、化学気相成長法によりサファ
イア(Al2 O3 )基板、酸化亜鉛(ZnO)基板、炭
化ケイ素(SiC)基板などの基板上に窒化物系III
−V族化合物半導体層をエピタキシャル成長させること
が行われている。
用いた素子の具体的な製造方法を、c面サファイア基板
を用いたSCH(Separate Confinement Heterostructu
re)構造のGaN系半導体レーザを例にとって説明す
る。すなわち、このGaN系半導体レーザを製造するに
は、まず、c面サファイア基板上に有機金属化学気相成
長(MOCVD)法により例えば560℃の温度で第1
層目のGaNバッファ層を低温成長させた後、引き続い
てMOCVD法により、この第1層目のGaNバッファ
層上に第2層目のGaNバッファ層、n型GaNコンタ
クト層、n型AlGaNクラッド層、n型GaN光導波
層、GaInN/GaN多重量子井戸構造の活性層、p
型AlGaNキャップ層、p型GaN光導波層、p型A
lGaNクラッド層およびp型GaNコンタクト層を順
次成長させる。ここで、第2層目のGaNバッファ層、
n型GaNコンタクト層、n型AlGaNクラッド層、
n型GaN光導波層、p型GaN光導波層、p型AlG
aNクラッド層およびp型GaNコンタクト層の成長温
度は1000℃とし、GaInN/GaN多重量子井戸
構造の活性層およびp型AlGaNキャップ層の成長温
度については、InNの分解を抑えるために700℃と
する。これらの窒化物系III−V族化合物半導体層の
成長は、III族元素の原料の供給量に対するV族元素
の原料の供給量のモル比(以下単に「V/III比」と
いも言う)を8000〜10000程度にして行う。次
に、p型GaNコンタクト層上に所定形状のレジストパ
ターンを形成した後、このレジストパターンをマスクと
して反応性イオンエッチング(RIE)法によりn型G
aNコンタクト層の厚さ方向の途中の深さまでエッチン
グする。次に、レジストパターンを除去した後、p型G
aNコンタクト層上にp側電極を形成すると共に、エッ
チングされた部分のn型GaNコンタクト層上にn側電
極を形成する。この後、上述のようにしてレーザ構造が
形成されたc面サファイア基板をバー状に加工して両共
振器端面を形成し、さらにこのバーをチップ化する。以
上により、目的とするSCH構造のGaN系半導体レー
ザが製造される。
型窒化物系III−V族化合物半導体層、例えばp型G
aN層やp型AlGaN層などを得る手法としては、p
型不純物のドーパントとしてマグネシウム(Mg)有機
金属を用いる方法が一般的である。p型不純物としての
Mgは、成長層への添加効率が高く、濃度制御が容易で
あるという性質を有する。また、Mgは、現在知られて
いるp型不純物のうちで最も浅いアクセプタ準位を作る
ことがわかっており、他のp型不純物に比べて高い活性
化率が期待される。
ープの窒化物系III−V族化合物半導体層、例えばM
gドープGaN層を成長させる際に、原料ガス中または
キャリアガス中などに水素(H)が含まれる場合は、結
晶中のMgアクセプタが水素によって不活性化されると
いう現象が起こる。このため、成長直後のMgドープG
aN層は、一般に高抵抗である。
ープGaN層の成長後に、不活性ガス中で700〜90
0℃程度の温度で熱処理することによりMgと結合した
水素を取り除き、Mgの活性化率を向上させることで低
抵抗のp型GaN層を得るようにした技術が提案されて
いる(例えば、Jpn. J. Appl. Phys., 30,(10A)L1708-L
1711(1991))。
ープGaN層においては、上述のように成長後に熱処理
を施すことによってMgアクセプタの活性化率は改善さ
れるものの、GaNにおけるMgのアクセプタ準位が2
00meVと深いため、ドープされたMgが全てアクセ
プタ化したとしても、室温でのキャリア濃度(正孔濃
度)としては、Mg濃度よりもほぼ2桁低い値しか得ら
れないという問題がある。このように、従来技術では、
p型窒化物系III−V族化合物半導体層のキャリア濃
度を高くすることが困難であるため、例えば、このp型
窒化物系III−V族化合物半導体層にコンタクトさせ
るオーミック電極の接触抵抗が高くなるなどの問題が生
じる。このため、例えば、上述したGaN系半導体レー
ザにおいては、動作電圧やしきい値電流密度が高くなっ
てしまい、発光強度を増大させることが困難であった。
濃度が高く、低抵抗なp型窒化物系III−V族化合物
半導体層を得ることができる窒化物系III−V族化合
物半導体層の成長方法および半導体装置の製造方法を提
供することにある。
く、低抵抗なp型窒化物系III−V族化合物半導体層
を得ることができ、動作電圧が低く、かつ、高発光効率
の窒化物系III−V族化合物半導体を用いた半導体発
光素子を実現することができる半導体発光素子の製造方
法を提供することにある。
有する上述の課題を解決すべく、鋭意実験、検討を行っ
たところ、MOCVD法により成長されたMgドープG
aN層のキャリア濃度(ホール濃度)は、その結晶中に
微量含まれる酸素(O)の濃度に相関があるという知見
を得た。そこで、本発明者はさらに実験、検討を重ねた
結果、MOCVD法によりMgドープGaN層を成長さ
せる場合、成長に用いる原料のV/III比に応じて酸
素濃度が変化し、これに伴ってキャリア濃度も変化する
ことを見い出した。このようにMgドープGaN層にお
いて酸素のドーピングによりキャリア濃度が向上するの
は、Mgアクセプタ準位が浅くなったか、あるいは、新
たに浅い準位が形成されたことによる。このことに関し
ては、温度可変ホール測定により明らかになった。以
下、本発明者が課題を解決する手段を案出する契機とな
った実験について説明する。
て、c面サファイア基板上にMgドープGaN層をMO
CVD法により成長させ、得られたMgドープGaN層
における酸素濃度およびキャリア濃度を測定した結果を
示す。ただし、実験に用いた試料は、反応管内に2つの
ガス導入部から別々に原料ガスを供給する、いわゆるツ
ーフロー(Two−Flow)タイプのMOCVD装置
であって、主流となる第1の原料ガスおよびキャリアガ
スを基板に対してほぼ平行に流すと共に、副流となるキ
ャリアガスまたは第2の原料ガスを基板に対して45度
以下の角度で、好適には基板に対してほぼ平行に流すよ
うにしたものを用いて作製した。また、MgドープGa
N層の成長においては、III族元素であるGaの原料
としてはトリメチルガリウム(TMGa)を、V族元素
であるNの原料としてはアンモニア(NH3 )を用い、
p型ドーパントとしてはビス−メチルシクロペンタジエ
ニルマグネシウム((MeCp)2 Mg)を用いた。ま
た、キャリアガスとしては、水素(H2 )と窒素
(N2 )との混合ガスを用いた。
て作製した。図3に示すように、まず、c面サファイア
基板1を、上述のMOCVD装置の反応管内に設置し、
1050℃の温度に加熱してその表面をサーマルクリー
ニングすることにより表面清浄化を行った後、このc面
サファイア基板1上にMOCVD法により成長温度56
0℃で厚さ34nmのGaNバッファ層2を低温成長さ
せる。引き続いてMOCVD法により、このGaNバッ
ファ層2上に成長温度1000℃で厚さ1μmのアンド
ープGaN層3および厚さ1μmのMgドープGaN層
(p型GaN層)4を順次成長させる。MgドープGa
N層4の成長は、試料毎にV/III比を変化させて行
った。V/III比は、TMGaの供給量のみを変化さ
せることにより制御した。具体的には、NH3 の供給量
を15slmとし、TMGaの供給量を39.6〜15
8μmol/minの範囲で変化させた。また、この
際、MgドープGaN層4に1×1020/cm3 の濃度
にMgがドープされるように、(MeCp)2 Mgの供
給量を0.35〜1.38μmol/minの範囲で変
化させた。
V族化合物半導体層を成長させた後、MgドープGaN
層4におけるMgアクセプタの電気的活性化のために、
N2雰囲気中、800℃の温度で10分間、熱処理を行
った。そして、このようにして作製された各試料毎に、
MgドープGaN層4中の酸素濃度をSIMS法により
求め、MgドープGaN層4中の室温でのキャリア濃度
をホール測定により求めた。
が変化し、V/III比が小さいほど酸素濃度が高くな
ることがわかる。また、図2より、キャリア濃度もV/
III比に応じて変化し、V/III比が小さいほどキ
ャリア濃度が高くなることがわかる。その他の不純物に
関しては、V/III比の変化による濃度変化は見られ
なかった。
おけるキャリア濃度は、酸素濃度と相関があり、特に、
V/III比を低くして成長を行った方が成長層に酸素
が多く取り込まれ、キャリア濃度が増大することがわか
る。具体的には、V/III比が8000以上の場合
は、酸素濃度が1×1018/cm3 未満であるのに対し
て、V/III比が8000未満の場合は、酸素濃度が
1×1018/cm3 以上であり、しかも、V/III比
の変化による酸素濃度の変化の度合いが大きくなり、酸
素濃度に着目すると、V/III比が6000以下の場
合は、V/III比が8000程度のときに比べて2.
5倍程度に増加し、V/III比が5000以下の場合
には、V/III比が8000程度のときに比べて3.
5倍程度に増加し、それに伴って、キャリア濃度も増加
していることがわかる。
り有効アクセプタ濃度NA −ND を測定したところ、V
/III比によらずほぼ一定であった。キャリア濃度に
関しては、活性化エネルギーの違いによって差が生じる
ことから、上述のようにMgドープGaN層において、
酸素濃度の増加に伴ってキャリア濃度が増加するのは、
酸素のドーピングによって活性化エネルギーが小さくな
ったことにより、したがって、Mgのアクセプタ準位が
浅くなったことにより、キャリア(ホール)が得やすく
なったためと推測される。また、Mg濃度が1×1020
/cm3 程度の場合、キャリア濃度の向上には1×10
18/cm3 程度以上(Mg濃度の1%以上)のO濃度が
最低限必要であり、そのためには、V/III比を60
00以下、好適には5000以下にすればよいことが実
験結果から推測される。また、O濃度の上限は1×10
22/cm3 (母体原子の数)とする。
いキャリア濃度を得るためには、その成長時にp型不純
物としてのMgに加えて同時に酸素をドープしてやり、
この際、所定の濃度に酸素がドープされるようにV/I
II比を最適化することが有効であると言える。
りMgドープGaN層を成長させる場合に、MOCVD
装置の反応管内の残留酸素または原料ガス、ドーパント
ガス、キャリアガスに不純物として含まれる酸素が取り
込まれることによって、結果的に成長層に酸素がドープ
されることになるが、これは、通常の成長に用いる原料
ガス、ドーパントガス、キャリアガスに酸素を含むガス
を追加するなどして、成長層に積極的に酸素をドープす
ることも考えられる。本発明者が別に行った実験によれ
ば、MOCVD法によりMgドープGaN層を成長させ
る際に、キャリアガスに酸素ガスを追加して流すことに
より酸素のドーピングを行うようにした場合であって
も、酸素濃度はV/III比によって制御され、V/I
II比が低いほど酸素が多く取り込まれ、キャリア濃度
が通常に比較して増大することが確認された。なお、キ
ャリアガスに酸素ガスを追加して流すことにより酸素の
ドーピングを行うようにした場合は、成長条件(V/I
II比)を変えずに、キャリアガスに追加して流す酸素
濃度を制御することでも、ドーピングされる酸素の濃度
の制御は可能である。
aN層を成長させる場合についてであるが、より一般的
に、化学気相成長法によりp型不純物をドープして窒化
物系III−V族化合物半導体層を成長させる場合に、
同様なことが成立する。
検討に基づいて案出されたものである。
の発明の第1の発明は、p型窒化物系III−V族化合
物半導体層を化学気相成長法により成長させるようにし
た窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法にお
いて、p型窒化物系III−V族化合物半導体層の成長
時にp型不純物と酸素とをドープすると共に、p型窒化
物系III−V族化合物半導体層を構成するIII族元
素の原料の供給量に対するp型窒化物系III−V族化
合物半導体層を構成するV族元素の原料の供給量のモル
比を6000以下にしてp型窒化物系III−V族化合
物半導体層を成長させるようにしたことを特徴とするも
のである。
II−V族化合物半導体層を化学気相成長法により成長
させるようにした半導体装置の製造方法において、p型
窒化物系III−V族化合物半導体層の成長時にp型不
純物と酸素とをドープすると共に、p型窒化物系III
−V族化合物半導体層を構成するIII族元素の原料の
供給量に対するp型窒化物系III−V族化合物半導体
層を構成するV族元素の原料の供給量のモル比を600
0以下にしてp型窒化物系III−V族化合物半導体層
を成長させるようにしたことを特徴とするものである。
上のn型半導体層と1層以上のp型半導体層とにより挟
んだ発光素子構造を有すると共に、活性層、n型半導体
層およびp型半導体層は窒化物系III−V族化合物半
導体からなり、発光素子構造を形成する窒化物系III
−V族化合物半導体層を化学気相成長法により成長させ
るようにした半導体発光素子の製造方法において、p型
半導体層を構成する少なくも1層のp型窒化物系III
−V族化合物半導体層の成長時にp型不純物と酸素とを
ドープすると共に、p型窒化物系III−V族化合物半
導体層を構成するIII族元素の原料の供給量に対する
p型窒化物系III−V族化合物半導体層を構成するV
族元素の原料の供給量のモル比を6000以下にしてp
型窒化物系III−V族化合物半導体層を成長させるよ
うにしたことを特徴とするものである。
−V族化合物半導体層においてより高いキャリア濃度を
得る観点から、p型窒化物系III−V族化合物半導体
層を構成するIII族元素の原料の供給量に対するp型
窒化物系III−V族化合物半導体層を構成するV族元
素の原料の供給量のモル比を好適には5000以下にし
てp型窒化物系III−V族化合物半導体層を成長させ
る。
的には、第1のガス導入部および第2のガス導入部を備
えた反応管を有し、かつ、反応管内に第1のガス導入部
を通じて導入する主流を反応管内に設置した基板に対し
てほぼ平行に流すと共に、反応管内に第2のガス導入部
を通じて導入する副流を基板に対して45度以下の角度
で、好適には基板に対してほぼ平行に流すようにした気
相成長装置を用いて行われる。また、上述のモル比は、
典型的には、この気相成長装置を用いて成長を行う場合
の値である。
化合物半導体は、Ga、Al、In、BおよびTlから
なる群より選ばれた少なくとも一種類のIII族元素
と、少なくともNを含み、場合によってはさらにAsま
たはPを含むV族元素とからなる。この窒化物系III
−V族化合物半導体の一例を挙げると、GaN、AlG
aN、GaInNなどがある。
化合物半導体層の成長には、典型的には有機金属化学気
相成長法が用いられる。p型窒化物系III−V族化合
物半導体層へのp型不純物のドーピングは所定のドーパ
ントを用いて行う。また、酸素のドーピングは、成長装
置内の残留酸素や、原料ガス、ドーパントガス、キャリ
アガスなどの成長に用いるガスに不純物として含まれる
酸素を成長層に取り込ませることにより行うようにして
もよく、あるいは、成長に用いるガスに不純物ガスとし
て酸素ガスまたは酸素を含むガスを追加して流すことに
より行うようにしてもよい。
物系III−V族化合物半導体層中の酸素濃度が、p型
窒化物系III−V族化合物半導体層中のp型不純物濃
度の1%以上、1×1022/cm3 以下となるようにp
型不純物および酸素のドーピングを制御する。なお、酸
素濃度の制御は、p型窒化物系III−V族化合物半導
体層を構成するIII族元素の原料の供給量に対するp
型窒化物系III−V族化合物半導体層を構成するV族
元素の原料の供給量のモル比を変えることによって行
う。
周期律表IIA族およびIIB族より選択される少なく
とも1種類の元素またはCなどを用いるが、その中でも
好適には、酸素との組み合わせにおいて最も顕著な効果
のあるMg、Be、Znを用いる。
−V族化合物半導体層においてより高いキャリア濃度を
得る観点から、好適には、p型窒化物系III−V族化
合物半導体層の成長後、p型窒化物系III−V族化合
物半導体層中のp型不純物を活性化する。p型不純物の
活性化は、例えば、p型窒化物系III−V族化合物半
導体層中の水素を除去することにより行う。このp型不
純物を活性化するための具体的な手法としては、例え
ば、熱処理または電子線照射処理などがある。
置は、具体的には、例えば、発光ダイオードや半導体レ
ーザのような半導体発光素子、あるいは、電界効果トラ
ンジスタなどのキャリア走行素子である。
発光素子の動作電圧を低減する観点から、p型半導体層
のうちの少なくともp側電極とコンタクトするp型コン
タクト層を成長させる際に、p型不純物と酸素とをドー
プすると共に、V/III比を6000以下、好適には
5000以下にする。このp型コンタクト層を成長させ
る際のV/III比は、活性層に隣接するp型半導体層
または活性層近傍のp型半導体層を成長させる際のV/
III比、例えばp型光導波層やp型クラッド層(p型
クラッド層のうちの活性層に近い側の一部)を成長させ
る際のV/III比の1/2程度、またはそれ以下とす
ることが好ましい。
発光素子において良好な光学特性を得る観点から、V/
III比を6000以下にして成長させるp型窒化物系
III−V族化合物半導体層は、活性層から所定の距離
だけ離れた位置、例えば活性層から300nm程度離れ
た位置に形成することが好ましい。
ば、p型窒化物系III−V族化合物半導体層の成長時
にp型不純物と酸素とをドープすることで、本質的にp
型窒化物系III−V族化合物半導体層のキャリア濃度
を向上させていることに加えて、V/III比が最適化
されていることにより、p型窒化物系III−V族化合
物半導体層に酸素が効率よくドーピングされるので、p
型窒化物系III−V族化合物半導体層のキャリア濃度
を効果的に向上させることができる。
て図面を参照しながら説明する。
CH構造のGaN系半導体レーザの製造方法について説
明する。
ーザ構造を形成する窒化物系III−V族化合物半導体
層の成長に用いられるMOCVD装置について説明す
る。図4はそのMOCVD装置の例を示す。
応管11の内部にサセプタ12が設けられ、このサセプ
タ12上に成長を行う基板13が設置されるようになっ
ている。また、図示省略した加熱手段によりサセプタ1
2が加熱され、それによって基板13が加熱されるよう
になっている。
15が設けられ、他端部にはガス排気管16が設けられ
ている。ガス導入管14から反応管11内に有機金属や
NH3 などの原料ガス、ドーパントガスおよびH2 やN
2 などのキャリアガス(主流)が供給されると共に、ガ
ス導入管15から反応管11内に副次的に流すH2 やN
2 などのキャリアガス(副流)が供給され、ガス排気管
16から反応管11内のガスが排気されて除害装置(図
示せず)に送られるようになっている。ここで、ガス導
入管14から反応管11内に供給される主流は、反応管
11内を基板13に対してほぼ平行に流れるようになっ
ていると共に、ガス導入管15から反応管11内に供給
される副流は、反応管11内を基板13に対してほぼ平
行に、かつ、主流が壁面につかないように流れるように
なっている。なお、これらのガス導入部14,15から
反応管11内に供給される原料ガス、ドーパントガスお
よびキャリアガスは、例えばマスフローコントローラ
(図示せず)などによって流量制御が行われる。
CH構造のGaN系半導体レーザの製造方法について説
明する。図5は、この第1の実施形態によるSCH構造
のGaN系半導体レーザの製造方法を説明するための断
面図である。この第1の実施形態においては、図4に示
すMOCVD装置を用いてレーザ構造を形成する窒化物
系III−V族化合物半導体層の成長を行う。
おいては、まず、c面サファイア基板21を、図4に示
すMOCVD装置の反応管11内のサセプタ12上に設
置し、例えば1050℃の温度に加熱してその表面をサ
ーマルエッチングすることにより表面清浄化を行った
後、このc面サファイア基板21上に、MOCVD法に
より例えば560℃の温度でGaNバッファ層22を低
温成長させる。引き続いてMOCVD法により、このG
aNバッファ層22上に、GaNバッファ層23、n型
GaNコンタクト層24、n型AlGaNクラッド層2
5、n型GaN光導波層26、GaInN/GaN多重
量子井戸構造の活性層27、p型AlGaNキャップ層
28、p型GaN光導波層29、p型AlGaNクラッ
ド層30およびp型GaNコンタクト層31を順次成長
させる。ここで、GaNバッファ層23、n型GaNコ
ンタクト層24、n型AlGaNクラッド層25、n型
GaN光導波層26、p型GaN光導波層29、p型A
lGaNクラッド層30およびp型GaNコンタクト層
31の成長温度は1000℃程度とし、GaInN/G
aN多重量子井戸構造の活性層27およびp型AlGa
Nキャップ層28の成長温度は、InNの分解を抑える
ために600〜800℃程度とする。
AlGaNクラッド層30を構成するAlGaN層の組
成は、例えばAl0.06Ga0.94Nとする。p型AlGa
Nキャップ層28を構成するAlGaN層の組成は、例
えばAl0.2 Ga0.8 Nとする。活性層27を構成する
GaInN量子井戸層におけるIn組成は、発光波長に
より異なるが例えば1%〜40%程度の範囲とする。
化物系III−V族化合物半導体層のうち、p型窒化物
系III−V族化合物半導体層、すなわち、p型AlG
aNキャップ層28、p型GaN光導波層29、p型A
lGaNクラッド層30およびp型GaNコンタクト層
31の成長は、p型不純物に加えて同時に酸素(O)を
ドープして成長を行う。この際、Oのドーピングは、こ
れらのp型窒化物系III−V族化合物半導体層の成長
中に、例えば、MOCVD装置の反応管11内の残留酸
素や、原料ガス、ドーパントガスおよびキャリアガスな
どに不純物として含まれる酸素を成長層に取り込ませる
ことにより行い、ドープされるOの濃度の制御はV/I
II比を制御することにより行う。なお、成長層中のO
濃度をV/III比によって制御する場合は、V/II
I比が小さいほど、成長層にOが多く取り込まれる(O
濃度が高くなる)。この第1の実施形態においては、こ
れらのp型窒化物系III−V族化合物半導体層のうち
の少なくとも1層、例えば、特にキャリア濃度を高く
し、低抵抗化することが望ましいp型GaNコンタクト
層31については、V/III比を6000以下、好適
には5000以下(図4に示すMOCVD装置を用いて
常圧MOCVD法により成長を行う場合)にして成長を
行う。このとき、V/III比は、例えば、III族元
素の原料の供給量のみを変化させることにより制御す
る。
Nコンタクト層31については、p型不純物濃度の1%
以上、1×1022/cm3 以下の濃度にOがドーピング
されるようにする。さらに、少なくともこのp型GaN
コンタクト層31を成長させる際のV/III比につい
ては、好適には、活性層27に隣接するp型窒化物系I
II−V族化合物半導体層または活性層27近傍のp型
窒化物系III−V族化合物半導体層、具体的には、p
型AlGaNキャップ層28またはp型GaN光導波層
29を成長させる際のV/III比の1/2程度または
それ以下とする。
III−V族化合物半導体層は、具体的には、一例とし
て次のような成長条件で成長させる。なお、以下に挙げ
る成長条件のうち、V/III比の値は、図4に示すM
OCVD装置を用いて常圧MOCVD法により成長を行
う場合の値である。
ァ層23の成長は、III族元素であるGaの原料とし
てTMGaを、V族元素であるNの原料としてNH3 を
用い、V/III比を10000にして行う。これらの
GaNバッファ層22およびGaNバッファ層23の厚
さは、それぞれ30nmおよび1μmとする。
II族元素であるGaの原料としてTMGaを、V族元
素であるNの原料としてNH3 を、n型不純物のドーパ
ントとしてモノシラン(SiH4 )用い、V/III比
を10000にして行う。このn型GaNコンタクト層
24にはn型不純物としてのSiを5×1018/cm3
程度ドープする。このn型GaNコンタクト層24の厚
さは2μmとする。
III族元素であるAlの原料としてトリメチルアルミ
ニウム(TMAl)を、III族元素であるGaの原料
としてTMGaを、V族元素であるNの原料としてNH
3 を、n型不純物のドーパントとしてSiH4 を用い、
V/III比を10000にして行う。このn型AlG
aNクラッド層25にはn型不純物としてのSiを5×
1018/cm3 程度ドープする。このn型AlGaNク
ラッド層25の厚さは1.2μmとする。
族元素であるGaの原料としてTMGaを、V族元素で
あるNの原料としてNH3 を、n型不純物のドーパント
としてSiH4 を用い、V/III比を10000にし
て行う。このn型GaN光導波層26にはn型不純物と
してのSiを5×1018/cm3 程度ドープする。この
n型GaN光導波層26の厚さは100nmとする。
性層27の成長は、GaInN量子井戸層については、
III族元素であるGaの原料としてTMGaを、II
I族元素であるInの原料としてトリメチルインジウム
(TMIn)を、V族元素であるNの原料としてNH3
を用い、V/III比を10000にして行い、GaN
障壁層については、III族元素であるGaの原料とし
てTMGaを、V族元素であるNの原料としてNH3 を
用い、V/III比を10000にして行う。この活性
層27の厚さは、GaInN量子井戸層については3n
m、GaN障壁層については6nmとする。
III族元素であるAlの原料としてTMAlを、II
I族元素であるGaの原料としてTMGaを、V族元素
であるNの原料としてNH3 を、p型不純物のドーパン
トとして(MeCp)2 Mgを用い、V/III比を1
0000にして行う。このp型AlGaNキャップ層2
8にはp型不純物としてのMgを1×1019/cm3 程
度ドープし、酸素を1×1017/cm3 程度ドープす
る。このp型AlGaNキャップ層28の厚さは10n
mとする。
族元素であるAlの原料としてTMAlを、III族元
素であるGaの原料としてTMGaを、V族元素である
Nの原料としてNH3 を、p型不純物のドーパントとし
て(MeCp)2 Mgを用い、V/III比を1000
0にして行う。このp型GaN光導波層29にはp型不
純物としてのMgを1×1019/cm3 程度ドープし、
Oを1×1017/cm3 程度ドープする。このp型Ga
N光導波層29の厚さは100nmとする。
III族元素であるAlの原料としてTMAlを、II
I族元素であるGaの原料としてTMGaを、V族元素
であるNの原料としてNH3 を、p型不純物のドーパン
トとして(MeCp)2 Mgを用い、V/III比を1
0000にして行う。このp型AlGaNクラッド層3
0にはp型不純物としてのMgを2×1019/cm3 程
度ドープし、Oを1×1017/cm3 程度ドープする。
このp型AlGaNクラッド層30の厚さは1.2μm
とする。
II族元素であるGaの原料としてTMGaを、V族元
素であるNの原料としてNH3 を、p型不純物のドーパ
ントとして(MeCp)2 Mgを用い、V/III比を
4000にして行う。このp型GaNコンタクト層31
にはp型不純物としてのMgを5×1019/cm3 程度
ドープし、Oを1×1019/cm3 程度ドープする。こ
のp型GaNコンタクト層31の厚さは200nmとす
る。
物半導体層の成長においては、キャリアガスとしてH2
およびN2 の混合ガスを用いる。
MOCVD法によりレーザ構造を形成する窒化物系II
I−V族化合物半導体層を成長させた後、これらの層に
ドープされたn型不純物およびp型不純物の電気的活性
化、特に、p型AlGaNキャップ層28、p型GaN
光導波層29、p型AlGaNクラッド層30およびp
型GaNコンタクト層31にドープされたp型不純物
(Mg)の電気的活性化のための熱処理を行う。この熱
処理は、不活性ガス雰囲気中で、最終的に製造されるG
aN系半導体レーザの光学特性に悪影響を及ぼさない条
件で行うことが好ましい。この熱処理条件の一例を挙げ
ると、N2 ガス雰囲気中で、加熱温度を800℃とし、
処理時間を10分とする。この熱処理により、p型窒化
物系III−V族化合物半導体層中においてMgと結合
したHが除去されることにより、Mgの活性化率が向上
する。なお、p型不純物の電気的活性化は、上述の熱処
理に代えて電子線照射処理により行ってもよい。
定のストライプ形状のレジストパターン(図示せず)を
形成した後、このレジストパターンをマスクとしてRI
E法によりn型GaNコンタクト層24の厚さ方向の途
中の深さまでエッチングする。次に、レジストパターン
を除去した後、p型GaNコンタクト層31上に例えば
Ni/Pt/AuまたはNi/Auからなるp側電極3
2を形成すると共に、エッチングされた部分のn型Ga
Nコンタクト層24上に例えばTi/Al/Pt/Au
からなるn側電極33を形成する。この後、上述のよう
にしてレーザ構造が形成されたc面サファイア基板21
をバー状に加工して両共振器端面を形成し、さらに、こ
のバーをチップ化する。以上により、目的とするSCH
構造のGaN系半導体レーザが製造される。
ば、p型窒化物系III−V族化合物半導体層のうち、
少なくともp型GaNコンタクト層31の成長時にMg
とOとをドープすると共に、V/III比を6000以
下にしていることにより、このp型GaNコンタクト層
31はキャリア濃度(正孔濃度)、特に室温でのキャリ
ア濃度が高く、したがって低抵抗なp型層となる。この
ため、このp型GaNコンタクト層31にコンタクトす
るオーミック電極(p側電極32)の接触抵抗が低くな
り、これにより、動作電圧が低減される。これに加え
て、p型窒化物系III−V族化合物半導体層の成長時
にp型不純物としてのMgに加えて、Oをドープしてい
ることにより、本質的に、これらのp型窒化物系III
−V族化合物半導体層のキャリア濃度は従来に比べて向
上する。したがって、動作電圧が低く、かつ、低しきい
値電流密度で高発光効率のGaN系半導体レーザを実現
することができる。
CH構造のGaN系半導体レーザの製造方法について説
明する。
物系III−V族化合物半導体層のうち、少なくとも、
V/III比を6000以下にして成長を行うp型Ga
Nコンタクト層31を成長させる際に、不純物ガスとし
て例えば酸素(O2 )ガスのようなOを含むガスを用い
ることによりOのドーピングを行う。ここで、不純物ガ
スとしてO2 ガスを用いる場合は、このO2 ガスを、例
えばキャリアガスに追加してMOCVD装置の反応管内
に供給する。この場合、キャリアガスとしては、N2 ガ
スのような不活性ガスを用いる。その他のことは第1の
実施形態と同様であるので、説明を省略する。
形態と同様な効果を得ることができる。なお、この第2
の実施形態においては、キャリアガスに追加して流すO
2 ガスの流量を制御する制御することによっても、O濃
度を制御することが可能である。
aN系発光ダイオードの製造方法について説明する。図
6は、この第3の実施形態によるGaN系発光ダイオー
ドの製造方法を説明するための断面図である。この第3
の実施形態においては、図4に示すMOCVD装置を用
いて発光ダイオード構造を形成する窒化物系III−V
族化合物半導体層の成長を行う。
おいては、まず、c面サファイア基板41を、図4に示
すMOCVD装置の反応管11内のサセプタ12上に設
置し、例えば1050℃の温度に加熱してその表面をサ
ーマルエッチングすることにより表面清浄化を行った
後、このc面サファイア基板41上に、MOCVD法に
より例えば560℃の温度でGaNバッファ層42を低
温成長させる。引き続いてMOCVD法により、このG
aNバッファ層42上に、GaNバッファ層43、n型
GaNコンタクト層44、GaInN/GaN多重量子
井戸構造の活性層45、p型AlGaNキャップ層4
6、p型GaNクラッド層47およびp型GaNコンタ
クト層48を順次成長させる。なお、n型GaNコンタ
クト層44はn型クラッド層としての役割をも有するも
のである。ここで、GaNバッファ層43、n型GaN
コンタクト層44およびp型GaNコンタクト層48の
成長温度は1000℃程度とし、Ga1-x Inx N多重
量子井戸構造の活性層45、p型AlGaNキャップ層
46およびp型GaNコンタクト層47の成長温度は、
InNの分解を抑えるために600〜800℃程度とす
る。
AlGaN層の組成は、例えばAl0.2 Ga0.8 Nとす
る。活性層45を構成するGaInN量子井戸層におけ
るIn組成は、発光波長により異なるが例えば1%〜4
0%程度の範囲とする。
成する窒化物系III−V族化合物半導体層のうち、p
型窒化物系III−V族化合物半導体層、すなわち、p
型AlGaNキャップ層46、p型GaNクラッド層4
7およびp型GaNコンタクト層48の成長は、p型不
純物に加えて同時に酸素(O)をドープして成長を行
う。この際、Oのドーピングは、これらのp型窒化物系
III−V族化合物半導体層の成長中に、例えば、MO
CVD装置の反応管11内の残留酸素や、原料ガス、ド
ーパントガスおよびキャリアガスなどに不純物として含
まれる酸素を成長層に取り込ませることにより行い、ド
ープされるOの濃度の制御はV/III比を制御するこ
とにより行う。なお、成長層中のO濃度をV/III比
によって制御する場合は、V/III比が小さいほど、
成長層にOが多く取り込まれる(O濃度が高くなる)。
したがって、これらのp型窒化物系III−V族化合物
半導体層のうちの少なくとも1層、例えば、特にキャリ
ア濃度を高くし、低抵抗化することが望ましいp型Ga
Nコンタクト層48については、V/III比を600
0以下、好適には5000以下(図4に示すMOCVD
装置を用いて常圧MOCVD法により成長を行う場合)
にして行う。このとき、V/III比は、III族元素
の原料の供給量のみを変化させることによって制御す
る。
Nコンタクト層48については、p型不純物濃度の1%
以上、1×1022/cm3 以下の濃度にOがドーピング
されるようにする。さらに、このp型GaNコンタクト
層48を成長させる際のV/III比については、好適
には、活性層45に隣接するp型窒化物系III−V族
化合物半導体層または活性層45近傍のp型窒化物系I
II−V族化合物半導体層を成長させる際のV/III
比の1/2程度またはそれ以下とする。
窒化物系III−V族化合物半導体層は、具体的には、
一例として次のような成長条件で成長させる。なお、以
下に挙げる成長条件のうち、V/III比の値は、図4
に示すMOCVD装置を用いて常圧MOCVD法により
成長を行う場合の値である。
ァ層43の成長は、III族元素であるGaの原料とし
てTMGaを、V族元素であるNの原料としてNH3 を
用い、V/III比を10000にして行う。これらの
GaNバッファ層42およびGaNバッファ層43の厚
さは、それぞれ30nmおよび1μmとする。
II族元素であるGaの原料としてTMGaを、V族元
素であるNの原料としてNH3 を、n型不純物のドーパ
ントとしてSiH4 を用い、V/III比を10000
にして行う。このn型GaNコンタクト層44にはn型
不純物としてのSiを5×1018/cm3 程度ドープす
る。このn型GaNコンタクト層44の厚さは3μmと
する。
性層45の成長は、GaInN量子井戸層については、
III族元素であるGaの原料としてTMGaを、II
I族元素であるInの原料としてTMInを、V族元素
であるNの原料としてNH3を用い、V/III比を1
0000にして行い、GaN障壁層については、III
族元素であるGaの原料としてTMGaを、V族元素で
あるNの原料としてNH3 を用い、V/III比を10
000にして行う。この活性層45の厚さは、GaIn
N量子井戸層については3nm、GaN障壁層について
は6nmとする。
III族元素であるAlの原料としてTMAlを、II
I族元素であるGaの原料としてTMGaを、V族元素
であるNの原料としてNH3 を、p型不純物のドーパン
トとして(MeCp)2 Mgを用い、V/III比を1
0000にして行う。このp型AlGaNキャップ層4
6にはp型不純物としてのMgを1×1019/cm3 程
度ドープし、Oを1×1017/cm3 程度ドープする。
このp型AlGaNキャップ層46の厚さは10nmと
する。
I族元素であるGaの原料としてTMGaを、V族元素
であるNの原料としてNH3 を、p型不純物のドーパン
トとして(MeCp)2 Mgを用い、V/III比を1
0000にして行う。このp型AlGaNクラッド層4
7にはp型不純物としてのMgを2×1019/cm3程
度ドープし、Oを1×1017/cm3 程度ドープする。
このp型AlGaNクラッド層47の厚さは1.2μm
とする。
II族元素であるGaの原料としてTMGaを、V族元
素であるNの原料としてNH3 を、p型不純物のドーパ
ントとして(MeCp)2 Mgを用い、V/III比を
4000にして行う。このp型GaNコンタクト層48
にはp型不純物としてのMgを5×1019/cm3 程度
ドープし、Oを1×1019/cm3 程度ドープする。こ
のp型GaNコンタクト層48の厚さは200nmとす
る。
MOCVD法により発光ダイオード構造を形成する窒化
物系III−V族化合物半導体層を成長させた後、これ
らの層にドープされたn型不純物およびp型不純物の電
気的活性化、特に、p型AlGaNキャップ層46、p
型GaNクラッド層47およびp型GaNコンタクト層
48にドープされたp型不純物(Mg)の電気的活性化
のための熱処理を行う。この熱処理は、例えば第1の実
施形態におけると同様の条件で行う。なお、p型不純物
の電気的活性化は、上述の熱処理に代えて電子線照射処
理により行ってもよい。
定のストライプ形状のレジストパターン(図示せず)を
形成した後、このレジストパターンをマスクとしてRI
E法によりn型GaNコンタクト層44の厚さ方向の途
中の深さまでエッチングする。次に、レジストパターン
を除去した後、p型GaNコンタクト層48上に例えば
Ni/Pt/AuまたはNi/Auからなるp側電極4
9を形成すると共に、エッチングされた部分のn型Ga
Nコンタクト層44上に例えばTi/Al/Pt/Au
からなるn側電極40を形成する。この後、上述のよう
にして発光ダイオード構造が形成されたc面サファイア
基板41をバー状に加工して両共振器端面を形成し、さ
らに、このバーをチップ化する。以上により、目的とす
るGaN系発光ダイオードが製造される。
光ダイオードにおいて、第1の実施形態と同様な効果を
得ることができる。
aN系発光ダイオードの製造方法について説明する。
物系III−V族化合物半導体層のうち、少なくとも、
V/III比を6000以下にして成長を行うp型Ga
Nコンタクト層48を成長させる際に、不純物ガスとし
て例えば酸素(O2 )ガスのようなOを含むガスを用い
ることによりOのドーピングを行う。ここで、不純物ガ
スとしてO2 ガスを用いる場合は、このO2 ガスを、例
えばキャリアガスに追加してMOCVD装置の反応管内
に供給する。この場合、キャリアガスとしては、N2 ガ
スのような不活性ガスを用いる。その他のことは第3の
実施形態と同様であるので、説明を省略する。
形態と同様な効果を得ることができる。なお、この第4
の実施形態においては、キャリアガスに追加して流すO
2 ガスの流量を制御する制御することによっても、O濃
度を制御することが可能である。
説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定される
ものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変
形が可能である。例えば、上述の第1〜第4の実施形態
において挙げた数値、構造、原料、プロセスなどはあく
までも例に過ぎず、必要に応じて、これらと異なる数
値、構造、原料、プロセスなどを用いてもよい。
て、レーザ構造または発光ダイオード構造を形成する窒
化物系III−V族化合物半導体層の成長に用いる図4
に示すMOCVD装置は、一例に過ぎず、必要に応じて
これと異なる構成のMOCVD装置を用いてもよい。具
体的には、図4にMOCVD装置においては副流を基板
に対してほぼ平行に流すようにしているが、この副流は
基板に対して45°以下の角度で流すようにしてもよ
い。
ては、p型窒化物系III−V族化合物半導体層のうち
p型GaNコンタクト層31,48を成長させる際に、
V/III比を6000以下にしているが、場合によっ
ては、p型GaNコンタクト層31,48以外のp型窒
化物系III−V族化合物半導体層を成長させる際に
も、V/III比を6000以下にしてもよい。ただ
し、この場合、良好な光学特性を得る観点から、V/I
II比を6000以下にして成長させるp型窒化物系I
II−V族化合物半導体層は、活性層から所定の距離だ
け離れた位置、例えば活性層から300nm程度離れた
位置に形成することが好ましい。一例を挙げると、例え
ば、第1および第2の実施形態においては、p型AlG
aNクラッド層30を成長させる際に、V/III比を
例えば10000にしてp型AlGaNクラッド層30
を300nm程度成長させた後、V/III比を600
0以下、好適には5000以下、例えば4000にして
残りのp型AlGaNクラッド層30を成長させてもよ
い。この場合、活性層27近傍のp型AlGaNクラッ
ド層30ではO濃度が1×1017/cm3 程度と低く、
残りの部分のp型AlGaNクラッド層30ではO濃度
が1×1019/cm3 程度と高く、高キャリア濃度とな
るため、光学特性に悪影響を及ぼすことなく、p型Al
GaNクラッド層30を低抵抗化することができる。
ては、この発明を窒化物系III−V族化合物半導体を
用いた半導体発光素子の製造に適用した場合について説
明したが、この発明は、例えば、窒化物系III−V族
化合物半導体を用いたFETなどのキャリア走行素子の
製造に用いることも可能である。
V族化合物半導体層の成長方法によれば、窒化物系II
I−V族化合物半導体層の成長時にp型不純物と酸素と
をドープすると共に、V/III比を6000以下にし
て窒化物系III−V族化合物半導体層を成長させるよ
うにしていることにより、従来に比べてキャリア濃度が
高く、低抵抗のp型窒化物系III−V族化合物半導体
層を得ることができる。
び半導体発光素子の製造方法によれば、p型窒化物系I
II−V族化合物半導体層を成長させる場合に、この発
明による窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方
法を適用していることにより、従来に比べてキャリア濃
度が高く、低抵抗のp型窒化物系III−V族化合物半
導体層を得ることができ、特性が良好な半導体装置を製
造することができる。
によれば、p型半導体層を構成する少なくも1層のp型
窒化物系III−V族化合物半導体層を成長させる場合
に、この発明による窒化物系III−V族化合物半導体
層の成長方法を適用していることにより、従来に比べて
キャリア濃度が高く、低抵抗のp型窒化物系III−V
族化合物半導体層を得ることができ、動作電圧が低く、
かつ、高発光効率の半導体発光素子を製造することがで
きる。
ドープGaN層を成長させてその酸素濃度を測定した結
果を示す略線図である。
ドープGaN層を成長させてその室温でのキャリア濃度
を測定した結果を示す略線図である。
断面図である。
GaN系半導体レーザの製造方法において、レーザ構造
を形成する窒化物系III−V族化合物半導体層の成長
に用いられるMOCVD装置の構成例を示す略線図であ
る。
GaN系半導体レーザの製造方法を説明するための断面
図である。
ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。
2,43・・・GaNバッファ層、24、44・・・n
型GaNコンタクト層、25・・・n型AlGaNクラ
ッド層、26・・・n型GaN光導波層、27,45・
・・活性層、28,46・・・p型AlGaNキャップ
層、29・・・p型GaN光導波層、30・・・p型A
lGaNクラッド層、31,48・・・p型GaNコン
タクト層、32,49・・・p側電極、33,50・・
・n側電極、47・・・p型GaNクラッド層
Claims (19)
- 【請求項1】 p型窒化物系III−V族化合物半導体
層を化学気相成長法により成長させるようにした窒化物
系III−V族化合物半導体層の成長方法において、 上記p型窒化物系III−V族化合物半導体層の成長時
にp型不純物と酸素とをドープすると共に、上記p型窒
化物系III−V族化合物半導体層を構成するIII族
元素の原料の供給量に対する上記p型窒化物系III−
V族化合物半導体層を構成するV族元素の原料の供給量
のモル比を6000以下にして上記p型窒化物系III
−V族化合物半導体層を成長させるようにしたことを特
徴とする窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方
法。 - 【請求項2】 上記モル比を5000以下にして上記p
型窒化物系III−V族化合物半導体層を成長させるよ
うにしたことを特徴とする請求項1記載の窒化物系II
I−V族化合物半導体層の成長方法。 - 【請求項3】 上記化学気相成長を、第1のガス導入部
および第2のガス導入部を備えた反応管を有し、かつ、
上記反応管内に上記第1のガス導入部を通じて導入する
主流を上記反応管内に設置した基板に対してほぼ平行に
流すと共に、上記反応管内に上記第2のガス導入部を通
じて導入する副流を上記基板に対して45度以下の角度
で流すようにした気相成長装置を用いて行うようにした
ことを特徴とする請求項1記載の窒化物系III−V族
化合物半導体層の成長方法。 - 【請求項4】 上記p型窒化物系III−V族化合物半
導体層中の酸素濃度が、上記p型窒化物系III−V族
化合物半導体層中のp型不純物濃度の1%以上、1×1
022/cm3 以下であることを特徴とする請求項1記載
の窒化物系III−V族化合物半導体層の成長方法。 - 【請求項5】 上記p型窒化物系III−V族化合物半
導体層の成長後、上記p型窒化物系III−V族化合物
半導体層中の上記p型不純物の活性化を行うことを特徴
とする請求項1記載の窒化物系III−V族化合物半導
体層の成長方法。 - 【請求項6】 上記p型不純物の活性化を、上記p型窒
化物系III−V族化合物半導体層中の水素を除去する
ことにより行うことを特徴とする請求項5記載の窒化物
系III−V族化合物半導体層の成長方法。 - 【請求項7】 p型窒化物系III−V族化合物半導体
層を化学気相成長法により成長させるようにした半導体
装置の製造方法において、 上記p型窒化物系III−V族化合物半導体層の成長時
にp型不純物と酸素とをドープすると共に、上記p型窒
化物系III−V族化合物半導体層を構成するIII族
元素の原料の供給量に対する上記p型窒化物系III−
V族化合物半導体層を構成するV族元素の原料の供給量
のモル比を6000以下にして上記p型窒化物系III
−V族化合物半導体層を成長させるようにしたことを特
徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項8】 上記モル比を5000以下にして上記p
型窒化物系III−V族化合物半導体層を成長させるよ
うにしたことを特徴とする請求項7記載の半導体装置の
製造方法。 - 【請求項9】 上記化学気相成長を、第1のガス導入部
および第2のガス導入部を備えた反応管を有し、かつ、
上記反応管内に上記第1のガス導入部を通じて導入する
主流を上記反応管内に設置した基板に対してほぼ平行に
流すと共に、上記反応管内に上記第2のガス導入部を通
じて導入する副流を上記基板に対して45度以下の角度
で流すようにした気相成長装置を用いて行うようにした
ことを特徴とする請求項7記載の半導体装置の製造方
法。 - 【請求項10】 上記p型窒化物系III−V族化合物
半導体層中の酸素濃度が、上記p型窒化物系III−V
族化合物半導体層中のp型不純物濃度の1%以上、1×
1022/cm3 以下であることを特徴とする請求項7記
載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項11】 上記p型窒化物系III−V族化合物
半導体層の成長後、上記p型窒化物系III−V族化合
物半導体層中の上記p型不純物の活性化を行うことを特
徴とする請求項7記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項12】 上記p型不純物の活性化を、上記p型
窒化物系III−V族化合物半導体層中の水素を除去す
ることにより行うことを特徴とする請求項11記載の半
導体装置の製造方法。 - 【請求項13】 活性層を1層以上のn型半導体層と1
層以上のp型半導体層とにより挟んだ発光素子構造を有
すると共に、上記活性層、上記n型半導体層および上記
p型半導体層は窒化物系III−V族化合物半導体から
なり、上記発光素子構造を形成する窒化物系III−V
族化合物半導体層を化学気相成長法により成長させるよ
うにした半導体発光素子の製造方法において、 上記p型半導体層を構成する少なくも1層のp型窒化物
系III−V族化合物半導体層の成長時にp型不純物と
酸素とをドープすると共に、上記p型窒化物系III−
V族化合物半導体層を構成するIII族元素の原料の供
給量に対する上記p型窒化物系III−V族化合物半導
体層を構成するV族元素の原料の供給量のモル比を60
00以下にして上記p型窒化物系III−V族化合物半
導体層を成長させるようにしたことを特徴とする半導体
発光素子の製造方法。 - 【請求項14】 上記モル比を5000以下にして上記
p型窒化物系III−V族化合物半導体層を成長させる
ようにしたことを特徴とする請求項13記載の半導体発
光素子の製造方法。 - 【請求項15】 上記化学気相成長を、第1のガス導入
部および第2のガス導入部を備えた反応管を有し、か
つ、上記反応管内に上記第1のガス導入部を通じて導入
する主流を上記反応管内に設置した基板に対してほぼ平
行に流すと共に、上記反応管内に上記第2のガス導入部
を通じて導入する副流を上記基板に対して45度以下の
角度で流すようにした気相成長装置を用いて行うように
したことを特徴とする請求項13記載の半導体発光素子
の製造方法。 - 【請求項16】 上記p型窒化物系III−V族化合物
半導体層中の酸素濃度が、上記p型窒化物系III−V
族化合物半導体層中のp型不純物濃度の1%以上、1×
1022/cm3 以下であることを特徴とする請求項13
記載の半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項17】 上記p型窒化物系III−V族化合物
半導体層の成長後、上記p型窒化物系III−V族化合
物半導体層中の上記p型不純物の活性化を行うことを特
徴とする請求項13記載の半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項18】 上記p型不純物の活性化を、上記p型
窒化物系III−V族化合物半導体層中の水素を除去す
ることにより行うことを特徴とする請求項17記載の半
導体発光素子の製造方法。 - 【請求項19】 上記p型窒化物系III−V族化合物
半導体層は、p側電極とコンタクトするp型コンタクト
層であることを特徴とする請求項13記載の半導体発光
素子の製造方法。
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