JP2000188423A - Formation of nitride semiconductor device - Google Patents

Formation of nitride semiconductor device

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JP2000188423A
JP2000188423A JP2000039758A JP2000039758A JP2000188423A JP 2000188423 A JP2000188423 A JP 2000188423A JP 2000039758 A JP2000039758 A JP 2000039758A JP 2000039758 A JP2000039758 A JP 2000039758A JP 2000188423 A JP2000188423 A JP 2000188423A
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nitride semiconductor
layer
semiconductor layer
doped
gan
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傑 窪田
Takashi Mukai
孝志 向井
Shuji Nakamura
修二 中村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To significantly enhance the output of a nitride semiconductor device by forming on a second nitride semiconductor layer a third nitride semiconductor layer containing more p-type impurities than those in a first nitride semiconductor layer. SOLUTION: An LED device is structured by laminating on a sapphire substrate 1 a buffer layer 2 of GaN, an n-contact layer 3 of Si-doped GaN, an active layer 4 of InGaN of single quantum well structure, 30 Å in film thickness, a first p-side nitride semiconductor layer 5 of Mg-doped AlGaN, a second p-side nitride semiconductor layer 6 of GaN, doped with less Mg than in the first p-side nitride semiconductor layer 5, and a third p-side nitride semiconductor layer 7 of GaN, doped with more Mg than in the first p-side nitride semiconductor layer 5. A p-electrode 8 of a translucent metallic thin film is formed on the substantially entire surface of the third p-side nitride semiconductor layer 7, and a pad electrode 9 for bonding is formed at a coner of the p-electrode 8 with an n-electrode 10 formed on the surface of the n-side contact layer 3.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は例えばLED、LD等の
発光素子、太陽電池、光センサー等の受光素子等に用い
られる窒化物半導体(InXAlYGa1-X-YN、0≦X、
0≦Y、X+Y≦1)よりなる素子の形成方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nitride semiconductor (In X Al Y Ga 1 -XYN , 0 ≦ X,
The present invention relates to a method for forming an element comprising 0 ≦ Y and X + Y ≦ 1).

【0002】[0002]

【従来の技術】窒化物半導体は高輝度青色LED、純緑
色LEDの材料として、本出願人により、フルカラーL
EDディスプレイ、交通信号等で実用化されたばかりで
ある。これらの各種デバイスに使用されるLEDは、n
型窒化物半導体層とp型窒化物半導体層との間に、単一
量子井戸構造(SQW:Single-Quantum- Well)のIn
GaNよりなる活性層が挟まれたダブルへテロ構造を有
している。青色、緑色等の波長はInGaN活性層のI
n組成比を増減することで決定されている。青色LED
は20mAにおいて発光波長450nm、半値幅20n
m、光度2cd、光出力5mW、外部量子効率9.1%
である。一方、緑色LEDは同じく20mAにおいて、
発光波長525nm、半値幅30nm、光度6cd、光
出力3mW、外部量子効率6.3%である。
2. Description of the Related Art A nitride semiconductor is used as a material for a high-brightness blue LED and a pure green LED by the present applicant.
It has just been put to practical use in ED displays and traffic signals. The LEDs used in these various devices are n
Between a p-type nitride semiconductor layer and a p-type nitride semiconductor layer, a single-quantum-well (SQW)
It has a double hetero structure in which an active layer made of GaN is sandwiched. Wavelengths such as blue and green are determined by the IGaN of the InGaN active layer.
It is determined by increasing or decreasing the n composition ratio. Blue LED
Is an emission wavelength of 450 nm and a half width of 20 n at 20 mA.
m, luminous intensity 2 cd, optical output 5 mW, external quantum efficiency 9.1%
It is. On the other hand, the green LED is also at 20 mA,
The emission wavelength is 525 nm, the half width is 30 nm, the luminous intensity is 6 cd, the optical output is 3 mW, and the external quantum efficiency is 6.3%.

【0003】また本出願人は、最近この材料を用いてパ
ルス電流下、室温での410nmのレーザ発振を世界で
初めて発表した{例えば、Jpn.J.Appl.Phys.35(1996)L7
4、Jpn.J.Appl.Phys.35(1996)L217等}。このレーザ素子
は、InGaNを用いた多重量子井戸構造の活性層を有
するダブルへテロ構造を有し、パルス幅2μs、パルス
周期2msの条件で、閾値電流610mA、閾値電流密
度8.7kA/cm2、410nmの発振を示す。改良し
たレーザ素子もまた、Appl.Phys.Lett.69(1996)1477に
おいて発表した。このレーザ素子は、p型窒化物半導体
層の一部にリッジストライプが形成された構造を有して
おり、パルス幅1μs、パルス周期1ms、デューティ
ー比0.1%で、閾値電流187mA、閾値電流密度3
kA/cm 2、410nmの発振を示す。さらに本出願人
は室温での連続発振にも初めて成功し、発表した。{例
えば、日経エレクトロニクス 1996年12月2日号 技術速
報、Appl.Phys.Lett.69(1996)3034、Appl.Phys.Lett.69
(1996)4056 等}、このレーザ素子は20℃において、閾
値電流密度3.6kA/cm2、閾値電圧5.5V、1.
5mW出力において、27時間の連続発振を示す。
[0003] The present applicant has recently used this material to
World's first laser oscillation at room temperature under lus current
First published {for example, Jpn.J.Appl.Phys.35 (1996) L7
4, Jpn.J.Appl.Phys.35 (1996) L217}. This laser element
Has an active layer with a multiple quantum well structure using InGaN.
Pulse width 2μs, pulse width
Under the condition of a cycle of 2 ms, the threshold current is 610 mA and the threshold current density is
8.7 kA / cmTwo, 410 nm oscillation. Improved
Laser element is also described in Appl.Phys.Lett. 69 (1996) 1477.
We announced. This laser device is a p-type nitride semiconductor
With a structure in which a ridge stripe is formed in part of the layer
Pulse width 1μs, pulse period 1ms, duty
-With a ratio of 0.1%, a threshold current of 187 mA and a threshold current density of 3
kA / cm Two, 410 nm oscillation. Further, the applicant
Announced for the first time continuous oscillation at room temperature. {Example
For example, Nikkei Electronics December 2, 1996 issue
, Appl.Phys.Lett.69 (1996) 3034, Appl.Phys.Lett.69
(1996) 4056 et al.], This laser device has a threshold
Value current density 3.6 kA / cmTwo, Threshold voltage 5.5V, 1.
At 5 mW output, it shows continuous oscillation for 27 hours.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このように窒化物半導
体を用いた発光デバイスはLEDとして既に実用化され
ているが、未だ不十分な点もあり、さらなる発光出力の
向上が望まれている。またLDは実用化を目指して現在
鋭意研究中であり、出力の向上はもちろんのこと、長寿
命化が望まれている。これらLED、LDのような発光
デバイスの発光出力を向上させることができれば、類似
した構造を有する太陽電池、光センサー等の受光デバイ
スの受光効率も同時に向上させることができる。従っ
て、本発明はこのような事情を鑑みて成されたものであ
って、その目的とするところは、新規な構造を有する窒
化物半導体素子の形成方法を提供することにより、主と
してLED、LDの出力を向上させることにある。
As described above, the light emitting device using the nitride semiconductor has already been put to practical use as an LED, but there are still insufficient points, and further improvement in the light emitting output is desired. In addition, LDs are currently under intensive research with a view to practical use, and it is desired not only to improve the output but also to extend the life. If the light emission output of a light emitting device such as an LED or LD can be improved, the light receiving efficiency of a light receiving device such as a solar cell or an optical sensor having a similar structure can be improved at the same time. Accordingly, the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for forming a nitride semiconductor device having a novel structure, and thereby to mainly provide a method for forming an LED or LD. The purpose is to improve the output.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は以下の構
成によって達成することができる。 (1) 少なくとも窒化物半導体層を含む活性層を形成
する活性層形成工程と、前記活性層上部にp型不純物を
含む第1の窒化物半導体層を形成する第1窒化物半導体
層形成工程と、前記第1の窒化物半導体層上部に、前記
第1の窒化物半導体層のp型不純物濃度より少量のp型
不純物を含む第2の窒化物半導体層を形成する第2窒化
物半導体層形成工程と、前記第2の窒化物半導体層上部
に、前記第1の窒化物半導体層のp型不純物濃度よりも
多量のp型不純物を含む第3の窒化物半導体層を形成す
る第3窒化物半導体層形成工程とを少なくとも有するこ
とを特徴とする窒化物半導体素子の形成方法。 (2) 前記第1の窒化物半導体層のp型不純物濃度
が、1×1017以上1×1020以下であることを特徴と
する前記(1)に記載の窒化物半導体素子の形成方法。 (3) 前記第2の窒化物半導体層のp型不純物濃度
が、1×1020未満であることを特徴とする前記(1)
又は(2)に記載の窒化物半導体素子の形成方法。 (4) 前記第3の窒化物半導体層のp型不純物濃度
が、1×1018以上1×1021以下であることを特徴と
する前記(1)〜(3)のいずれか1項に記載の窒化物
半導体素子の形成方法。
That is, the present invention can be achieved by the following constitutions. (1) an active layer forming step of forming an active layer including at least a nitride semiconductor layer, and a first nitride semiconductor layer forming step of forming a first nitride semiconductor layer containing a p-type impurity on the active layer Forming a second nitride semiconductor layer on the first nitride semiconductor layer, the second nitride semiconductor layer containing a smaller amount of p-type impurity than the p-type impurity concentration of the first nitride semiconductor layer; Forming a third nitride semiconductor layer on the second nitride semiconductor layer, the third nitride semiconductor layer containing a larger amount of p-type impurities than the p-type impurity concentration of the first nitride semiconductor layer A method for forming a nitride semiconductor device, comprising at least a semiconductor layer forming step. (2) The method for forming a nitride semiconductor device according to (1), wherein the p-type impurity concentration of the first nitride semiconductor layer is 1 × 10 17 or more and 1 × 10 20 or less. (3) The p-type impurity concentration of the second nitride semiconductor layer is less than 1 × 10 20.
Or the method for forming a nitride semiconductor device according to (2). (4) The p-type impurity concentration of the third nitride semiconductor layer is 1 × 10 18 or more and 1 × 10 21 or less, according to any one of the above (1) to (3). Of forming a nitride semiconductor device.

【0006】つまり、本発明は活性層の上部に積層され
る特定の複数のp側窒化物半導体層のp型不純物濃度を
規定し、更にp型不純物濃度を規定された複数のp側窒
化物半導体層の積層順を規定することで、LED、LD
の出力を向上させることができる形成方法である。なお
本発明において、活性層と第1の窒化物半導体層とは接
して形成されていなくても良く、また第1の窒化物半導
体層と、第2の窒化物半導体層とは接して形成されてい
なくても良く、さらに第2の窒化物半導体層と第3の窒
化物半導体層とは接して形成されていなくても良い。
That is, according to the present invention, the p-type impurity concentration of a plurality of specific p-side nitride semiconductor layers stacked on the active layer is defined, and the plurality of p-side nitrides further defining the p-type impurity concentration are defined. By defining the stacking order of the semiconductor layers, LED, LD
This is a forming method capable of improving the output of the device. In the present invention, the active layer and the first nitride semiconductor layer do not have to be formed in contact with each other, and the first nitride semiconductor layer and the second nitride semiconductor layer are formed in contact with each other. The second nitride semiconductor layer and the third nitride semiconductor layer need not be formed in contact with each other.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施の形態であ
る窒化物半導体素子の構造を示す模式的な断面図であ
り、具体的にはLED素子の構造を示している。素子構
造としては、サファイアよりなる基板1の上に、GaN
よりなるバッファ層2、SiドープGaNよりなるn側
コンタクト層3(兼n側クラッド層)、膜厚30オング
ストロームの単一量子井戸構造のInGaNよりなる活
性層4、MgドープAlGaNよりなる第1のp側窒化
物半導体層5、Mgが第1のp側窒化物半導体層5より
も少量ドープされたGaNよりなる第2のp側窒化物半
導体層6、Mgが第1のp側窒化物半導体層5よりも多
くドープされたGaNよりなる第3のp側窒化物半導体
層7が積層されてなっている。第3のp側窒化物半導体
層7のほぼ全面には、透光性の金属薄膜よりなるp電極
8が形成され、その全面電極8の隅部にはボンディング
用のパッド電極9が形成されている。一方p側窒化物半
導体層側からエッチングして露出されたn側コンタクト
層3の表面にはn電極10が形成されている。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing the structure of a nitride semiconductor device according to one embodiment of the present invention, and specifically shows the structure of an LED device. As the element structure, GaN is provided on a substrate 1 made of sapphire.
Buffer layer 2 made of Si-doped GaN, n-side contact layer 3 (also n-side clad layer), active layer 4 made of InGaN having a single quantum well structure having a thickness of 30 angstroms, and first layer made of Mg-doped AlGaN p-side nitride semiconductor layer 5, second p-side nitride semiconductor layer 6 made of GaN doped with a smaller amount of Mg than first p-side nitride semiconductor layer 5, Mg formed of first p-side nitride semiconductor A third p-side nitride semiconductor layer 7 made of GaN doped more than the layer 5 is laminated. A p-electrode 8 made of a light-transmitting metal thin film is formed on almost the entire surface of the third p-side nitride semiconductor layer 7, and a pad electrode 9 for bonding is formed at a corner of the entire electrode 8. I have. On the other hand, an n-electrode 10 is formed on the surface of the n-side contact layer 3 exposed by etching from the p-side nitride semiconductor layer side.

【0008】上記の如く、本発明の素子は、第1のp側
窒化物半導体層のp側不純物の濃度に対し、p側不純物
濃度を少なく規定されたい第2のp側窒化物半導体層及
びp側不純物濃度を多く規定された第3のp側窒化物半
導体層を特定の積層順で形成することにより、発光素子
出力を向上させることができる。即ち、コンタクト層と
して作用するp型不純物が高濃度にドープされた第3の
p側窒化物半導体層と、その第3のp側窒化物半導体層
よりも活性層に接近した位置に、p型不純物が第1のp
側窒化物半導体層よりも少なくドープされた第2のp側
窒化物半導体層、さらに第2の窒化物半導体よりも活性
層に接近した位置にp型不純物が第3より少なく且つ第
2より多くドープされた第1のp側窒化物半導体層とを
備えることにより、素子全体の出力を向上させることが
できる。
As described above, the device according to the present invention provides the second p-side nitride semiconductor layer whose p-side impurity concentration is to be defined to be smaller than the p-side impurity concentration of the first p-side nitride semiconductor layer. The light-emitting element output can be improved by forming the third p-side nitride semiconductor layer in which the p-side impurity concentration is largely specified in a specific stacking order. That is, a third p-side nitride semiconductor layer heavily doped with a p-type impurity acting as a contact layer and a position closer to the active layer than the third p-side nitride semiconductor layer are provided. The impurity is the first p
A second p-side nitride semiconductor layer doped less than the side nitride semiconductor layer, and a p-type impurity less than the third and more than the second at a position closer to the active layer than the second nitride semiconductor By providing the doped first p-side nitride semiconductor layer, the output of the entire device can be improved.

【0009】活性層4は少なくともInを含む窒化物半
導体層を含む単一量子井戸構造、若しくは多重量子井戸
構造とする。井戸層は膜厚100オングストローム以
下、さらに好ましくは70オングストローム以下のIn
XGa1-XN(0<X≦1)で構成することが望ましく、
また障壁層は井戸層よりもバンドギャップエネルギーが
大きいInYAlZGa1-Y-ZN(0≦Y、0≦Z、Y+Z
≦1)を200オングストローム以下、さらに好ましく
は150オングストローム以下の膜厚で構成することが
望ましい。
The active layer 4 has a single quantum well structure or a multiple quantum well structure including a nitride semiconductor layer containing at least In. The well layer has a thickness of 100 angstrom or less, more preferably 70 angstrom or less.
It is desirable to constitute in X Ga 1-X N (0 <X ≦ 1),
The barrier layer has a band gap energy higher than that of the well layer, namely, In Y Al Z Ga 1 -YZ N (0 ≦ Y, 0 ≦ Z, Y + Z).
≦ 1) is desirably set to a film thickness of 200 angstroms or less, more preferably 150 angstroms or less.

【0010】第1のp側窒化物半導体層5はp型不純物
を含む窒化物半導体層で構成されていれば良く、特に活
性層に接していてもいなくても良い。半導体としては活
性層よりもバンドギャップエネルギーの大きい窒化物半
導体を選択し、例えば前記のようにAlXGa1-XN(0
≦X≦1)を好ましく成長させる。第1のp側窒化物半
導体層5にドープするp型不純物濃度は、1×1017
cm3以上、1×1020/cm3以下、好ましくは1×1018
/cm3以上、より好ましくは1×1019/cm3に調整す
る。但し、この範囲内において、第2の窒化物半導体層
より多く且つ第3の窒化物半導体層より少なくなるよう
調整される。p型不純物濃度が上記範囲であると本発明
の効果を得るのに好ましい。第1のp型窒化物半導体層
5にドープすることのできるp型不純物としては、例え
ばMg、Zn、Cd、Ca、Be、Sr等のII族元素を
好ましくドープする。さらにこの第1の窒化物半導体層
を互いに組成の異なる2種類の窒化物半導体層が積層さ
れてなる超格子層とすることもできる。超格子層とする
場合、超格子層を構成する窒化物半導体層の膜厚は10
0オングストローム以下、さらに好ましくは70オング
ストローム以下、最も好ましくは50オングストローム
以下の膜厚に調整する。膜厚がこの範囲であると発光出
力及び順方向電圧の点で好ましい。また本発明におい
て、第1の窒化物半導体層5を超格子層とすると、窒化
物半導体層の結晶性が良くなり、出力がさらに向上す
る。超格子層とする場合、p型不純物は両方の層にドー
プしても良いし、いずれか一方の層にドープしても良
い。
The first p-side nitride semiconductor layer 5 only needs to be formed of a nitride semiconductor layer containing a p-type impurity, and may or may not particularly be in contact with the active layer. As the semiconductor, a nitride semiconductor having a band gap energy larger than that of the active layer is selected. For example, as described above, Al x Ga 1 -xN (0
≦ X ≦ 1) is preferably grown. The p-type impurity concentration doped in the first p-side nitride semiconductor layer 5 is 1 × 10 17 /
cm 3 or more and 1 × 10 20 / cm 3 or less, preferably 1 × 10 18
/ Cm 3 or more, more preferably 1 × 10 19 / cm 3 . However, within this range, adjustment is made so that the number is larger than the second nitride semiconductor layer and smaller than the third nitride semiconductor layer. It is preferable that the p-type impurity concentration is within the above range for obtaining the effects of the present invention. As a p-type impurity that can be doped into the first p-type nitride semiconductor layer 5, for example, a group II element such as Mg, Zn, Cd, Ca, Be, or Sr is preferably doped. Further, the first nitride semiconductor layer may be a superlattice layer in which two types of nitride semiconductor layers having different compositions are stacked. When a superlattice layer is used, the thickness of the nitride semiconductor layer constituting the superlattice layer is 10
The film thickness is adjusted to 0 Å or less, more preferably 70 Å or less, and most preferably 50 Å or less. When the film thickness is in this range, it is preferable in terms of light emission output and forward voltage. In the present invention, when the first nitride semiconductor layer 5 is a superlattice layer, the crystallinity of the nitride semiconductor layer is improved, and the output is further improved. When forming a superlattice layer, the p-type impurity may be doped into both layers, or may be doped into either one of the layers.

【0011】第2の窒化物半導体層6は第1の窒化物半
導体層5に接して形成されていることが望ましいが、特
に接して形成されていなくても良い。例えば第1と第2
の窒化物半導体層との間に数百オングストローム以下の
膜厚のアンドープの窒化物半導体層を成長させることも
できる。第2の窒化物半導体層6にドープされるp型不
純物は、第1及び第3の各窒化物半導体層5、6よりも
少なくなるように調整することが望ましく、具体的には
1×1020/cm3未満、好ましくは1×1019/cm3下、
より好ましくは1×1018/cm3に調整する。また第2
の窒化物半導体層は、不純物がドープされていなくても
よい。また、この範囲内において、第1及び第3の各窒
化物半導体層より少なくなるよう調整される。p型不純
物濃度が上記範囲であると本発明の効果を得るのに好ま
しい。第2の窒化物半導体層にドープされるp型不純物
は第1の窒化物半導体層にドープできる不純物と同様の
ものが挙げられる。第2の窒化物半導体層の組成は特に
問うものではないが、好ましくは第3の窒化物半導体層
と同一組成とする。第2の窒化物半導体層の膜厚は2μ
m以下、さらに好ましくは1μm以下、最も好ましくは
0.5μm以下に調整する。膜厚がこの範囲であると発
光出力及び順方向電圧の点で好ましい。また第2の窒化
物半導体層を窒化物半導体の多層膜(超格子を含む)構
造として、その多層膜を構成する窒化物半導体層のp型
不純物濃度を段階的に少なくなるようにしても良い。
The second nitride semiconductor layer 6 is desirably formed in contact with the first nitride semiconductor layer 5, but is not particularly required to be formed in contact therewith. For example, first and second
An undoped nitride semiconductor layer having a thickness of several hundred angstroms or less can be grown between the nitride semiconductor layer and the nitride semiconductor layer. The p-type impurity doped into the second nitride semiconductor layer 6 is desirably adjusted so as to be smaller than each of the first and third nitride semiconductor layers 5 and 6, specifically, 1 × 10 5 Less than 20 / cm 3 , preferably below 1 × 10 19 / cm 3 ,
More preferably, it is adjusted to 1 × 10 18 / cm 3 . Also the second
The nitride semiconductor layer may not be doped with an impurity. Further, within this range, the number is adjusted so as to be smaller than that of each of the first and third nitride semiconductor layers. It is preferable that the p-type impurity concentration is within the above range for obtaining the effects of the present invention. The p-type impurity doped in the second nitride semiconductor layer may be the same as the impurity that can be doped in the first nitride semiconductor layer. The composition of the second nitride semiconductor layer is not particularly limited, but is preferably the same as that of the third nitride semiconductor layer. The thickness of the second nitride semiconductor layer is 2 μm.
m, more preferably 1 μm or less, most preferably 0.5 μm or less. When the film thickness is in this range, it is preferable in terms of light emission output and forward voltage. Further, the second nitride semiconductor layer may have a multilayer structure (including a superlattice) of a nitride semiconductor, and the p-type impurity concentration of the nitride semiconductor layer forming the multilayer film may be gradually reduced. .

【0012】第3の窒化物半導体層7は、p電極を形成
するコンタクト層とすることが望ましく、好ましくはX
値が0.3以下のAlXGa1-XN(0≦X≦0.3)と
するとp電極と好ましいオーミックが得られる。第3の
窒化物半導体層7のp型不純物濃度は、1×1018/cm
3以上、1×1021/cm3以下、好ましくは1×1019
cm3以上、より好ましくは2×1020/cm3に調整するこ
とが望ましい。またこの範囲内において、第1及び第2
の各窒化物半導体層より多くなるよう調整される。p型
不純物濃度が上記範囲であると本発明の効果を得るのに
好ましい。また第3の窒化物半導体層の膜厚は第2の窒
化物半導体層よりも薄く調整することが望ましい。即
ち、コンタクト層として作用する第3のp型窒化物半導
体層の膜厚を薄くして、高濃度にp型不純物をドープす
ることによりコンタクト抵抗が下がるので、Vf(順方
向電圧)が低下しやすい傾向にある。第3の窒化物半導
体層の膜厚として具体的には、1μm以下、さらに好ま
しくは0.1μm以下、最も好ましくは0.05μm以
下に調整する。膜厚がこの範囲であると発光出力及び順
方向電圧の点で好ましい。
The third nitride semiconductor layer 7 is preferably a contact layer for forming a p-electrode.
If the value is set to Al x Ga 1 -xN (0 ≦ X ≦ 0.3) having a value of 0.3 or less, a favorable ohmic is obtained with the p electrode. The p-type impurity concentration of the third nitride semiconductor layer 7 is 1 × 10 18 / cm
3 or more and 1 × 10 21 / cm 3 or less, preferably 1 × 10 19 / cm 3
It is desirable to adjust to not less than cm 3 , more preferably to 2 × 10 20 / cm 3 . Also, within this range, the first and second
Is adjusted to be more than each of the nitride semiconductor layers. It is preferable that the p-type impurity concentration is within the above range for obtaining the effects of the present invention. It is preferable that the thickness of the third nitride semiconductor layer be adjusted to be smaller than that of the second nitride semiconductor layer. That is, the contact resistance is reduced by reducing the thickness of the third p-type nitride semiconductor layer acting as the contact layer and doping the p-type impurity with a high concentration, so that Vf (forward voltage) decreases. Tends to be easy. Specifically, the thickness of the third nitride semiconductor layer is adjusted to 1 μm or less, more preferably 0.1 μm or less, and most preferably 0.05 μm or less. When the film thickness is in this range, it is preferable in terms of light emission output and forward voltage.

【0013】また、本発明の窒化物半導体素子を構成す
るのその他の構成は、特に限定されず、少なくとも上記
本発明の構成を満たす物であればよい。
[0013] The other structures constituting the nitride semiconductor device of the present invention are not particularly limited, and may be any as long as they satisfy at least the structure of the present invention.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこ
れに限定されない。本発明の実施例において、窒化物半
導体素子の形成方法はMOCVD法が用いられる。
The present invention will now be described by way of examples, which should not be construed as limiting the invention. In the embodiment of the present invention, a MOCVD method is used as a method for forming a nitride semiconductor device.

【0015】[実施例1]サファイア(0001)面を
主面とする基板を用意し、原料ガスにTMG(トリメチ
ルガリウム)、アンモニアを用いて500℃でGaNよ
りなるバッファ層を200オングストロームの膜厚で成
長させる。
Example 1 A substrate having a sapphire (0001) plane as a main surface was prepared, and a buffer layer made of GaN was formed at 200 ° C. at 500 ° C. using TMG (trimethylgallium) and ammonia as a source gas. Grow with.

【0016】次に温度を1050℃に上昇させ、TM
G、アンモニア、不純物ガスにモノシランガスを用い
て、Siを1×1019/cm3ドープしたn型GaN層を
5μmの膜厚で成長させる。
Next, the temperature is raised to 1050 ° C. and TM
An n-type GaN layer doped with 1 × 10 19 / cm 3 of Si is grown to a thickness of 5 μm using G, ammonia, and a monosilane gas as an impurity gas.

【0017】次に温度を800℃にして、TMI(トリ
メチルインジウム)、TMG、アンモニアを用い、活性
層として、アンドープIn0.4Ga0.6Nよりなる井戸層
を25オングストロームの膜厚で成長させる。
Next, at a temperature of 800 ° C., a well layer of undoped In 0.4 Ga 0.6 N is grown to a thickness of 25 Å as an active layer using TMI (trimethyl indium), TMG and ammonia.

【0018】次に温度を1050℃にして、TMG、ア
ンモニア、不純物ガスとしてCp2Mg(シクロペンタ
ジエニルマグネシウム)を用い、Mgを1×1019/cm
3ドープしたp型Al0.3Ga0.7Nよりなる第1の窒化
物半導体層を200オングストロームの膜厚で成長させ
る。この第1の窒化物半導体層はキャリアを閉じ込める
層として作用する。
Next, the temperature is raised to 1050 ° C., TMG, ammonia, and Cp 2 Mg (cyclopentadienyl magnesium) as an impurity gas, and Mg is added to 1 × 10 19 / cm 2.
A first nitride semiconductor layer made of 3- doped p-type Al 0.3 Ga 0.7 N is grown to a thickness of 200 Å. This first nitride semiconductor layer functions as a layer for confining carriers.

【0019】第1の窒化物半導体層成長後、原料ガスを
止め、続いて再度TMG、アンモニア、Cp2Mgを流
し、1050℃で、Mgを1×1018/cm3ドープした
GaNよりなる第2の窒化物半導体層を0.18μmの
膜厚で成長させる。
After the growth of the first nitride semiconductor layer, the source gas is stopped, and then TMG, ammonia, and Cp 2 Mg are again flowed, and a first layer of GaN doped with Mg at 1 × 10 18 / cm 3 at 1050 ° C. 2 is grown to a thickness of 0.18 μm.

【0020】第2の窒化物半導体層成長後、TMG、ア
ンモニア、Cp2Mgを用い、Mgを2×1020/cm3
ープした第3の窒化物半導体層を300オングストロー
ムの膜厚で成長させる。
After the growth of the second nitride semiconductor layer, a third nitride semiconductor layer doped with 2 × 10 20 / cm 3 of Mg is grown to a thickness of 300 Å using TMG, ammonia and Cp 2 Mg. .

【0021】以上のようにして窒化物半導体を成長させ
たウェーハを反応容器内において、窒素雰囲気中700
℃でアニーリングを行い、p型不純物をドープした層を
さらに低抵抗化させる。アニーリング後、ウェーハを反
応容器から取り出し、RIE装置により最上層の第3の
窒化物半導体層側からエッチングを行い、n電極を形成
すべきn側コンタクト層の表面を露出させる。最上層の
第3の窒化物半導体層のほぼ全面にNi/Auよりなる
全面電極を200オングストロームの膜厚で形成し、そ
の全面電極の一部に1μmの膜厚でAuよりなるパッド
電極を形成する。一方、露出させたn側コンタクト層の
表面には、WとAuよりなるn電極を形成する。
The wafer on which the nitride semiconductor has been grown as described above is placed in a reaction vessel in a nitrogen atmosphere at 700.degree.
Annealing is performed at a temperature of ° C. to further reduce the resistance of the layer doped with the p-type impurity. After annealing, the wafer is taken out of the reaction container, and the wafer is etched from the third nitride semiconductor layer side of the uppermost layer by the RIE apparatus to expose the surface of the n-side contact layer on which the n-electrode is to be formed. A full-surface electrode made of Ni / Au is formed with a thickness of 200 Å on almost the entire surface of the third nitride semiconductor layer as the uppermost layer, and a pad electrode made of Au is formed with a thickness of 1 μm on a part of the whole electrode. I do. On the other hand, an n-electrode made of W and Au is formed on the exposed surface of the n-side contact layer.

【0022】以上のようにして電極を形成したウェーハ
を350μm角のチップに分離し、発光させたところ2
0mAにおいて、Vf3.2V、発光波長525nm、
光出力3.5mW、外部量子効率7.3%となり、従来
の緑色LEDに比較して、およそ1.3倍に向上した。
The wafer on which the electrodes were formed as described above was separated into chips having a size of 350 μm square, and light was emitted.
At 0 mA, Vf 3.2 V, emission wavelength 525 nm,
The light output was 3.5 mW and the external quantum efficiency was 7.3%, which was about 1.3 times higher than the conventional green LED.

【0023】[実施例2]実施例1において、第1の窒
化物半導体層にMgを5×1019/cm3ドープし、第2
の窒化物半導体層にMgを5×1017/cm3ドープし、
第3の窒化物半導体層にMgを1×1020/cm3ドープ
し、その他は同様にして行ったところ、実施例1とほぼ
同様な特性を有するLED素子を得ることができた。
Example 2 In Example 1, the first nitride semiconductor layer was doped with Mg at 5 × 10 19 / cm 3 ,
Is doped with 5 × 10 17 / cm 3 of the nitride semiconductor layer,
When the third nitride semiconductor layer was doped with Mg at 1 × 10 20 / cm 3 and the other steps were performed in the same manner, an LED element having substantially the same characteristics as in Example 1 was obtained.

【0024】[実施例3]図2は本発明に係る一レーザ
素子の構造を示す模式的な断面図であり、以下、この図
を元に本発明の第3実施例について説明する。
[Embodiment 3] FIG. 2 is a schematic sectional view showing the structure of one laser device according to the present invention. Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0025】サファイア(0001)面を主面とする基
板の上にGaNよりなるバッファ層を介してGaNより
なる単結晶を120μmの膜厚で成長させたGaN基板
100を用意する。このGaN基板100をサファイア
の上に成長させた状態で、反応容器内にセットし、温度
を1050℃まで上げ、実施例1と同様にして、GaN
基板100上にSiを1×1018/cm3ドープしたGa
Nよりなるn側バッファ層11を4μmの膜厚で成長さ
せる。このn側バッファ層は高温で成長させるバッファ
層であり、例えば実施例1のように、サファイア、Si
C、スピネルのように窒化物半導体と異なる材料よりな
る基板の上に、900℃以下の低温において、GaN、
AlN等を、0.5μm以下の膜厚で直接成長させるバ
ッファ層2とは区別される。
A GaN substrate 100 is prepared by growing a single crystal of GaN to a thickness of 120 μm on a substrate having a sapphire (0001) plane as a main surface via a buffer layer of GaN. With this GaN substrate 100 grown on sapphire, it was set in a reaction vessel, and the temperature was increased to 1050 ° C.
Ga doped with 1 × 10 18 / cm 3 of Si on a substrate 100
An n-side buffer layer 11 of N is grown to a thickness of 4 μm. This n-side buffer layer is a buffer layer grown at a high temperature, for example, sapphire, Si
C, on a substrate made of a material different from a nitride semiconductor such as spinel,
It is distinguished from the buffer layer 2 in which AlN or the like is directly grown to a thickness of 0.5 μm or less.

【0026】(n側クラッド層12=歪み超格子層)続
いて、1050℃でTMA(トリメチルアルミニウ
ム)、TMG、アンモニア、シランガスを用い、Siを
1×1019/cm3ドープしたn型Al0.3Ga0.7Nより
なる第1の層を40オ ングストロームの膜厚で成長さ
せ、続いてシランガス、TMAを止め、アンドープのG
aNよりなる第2の層を40オングストロームの膜厚で
成長させる。そして第1層+第2層+第1層+第2層+
・・・というように歪み超格子層を構成し、それぞれ1
00層ずつ交互に積層し、総膜厚0.8μmの歪み超格
子よりなるn側クラッド層12を成長させる。
(N-side cladding layer 12 = strained superlattice layer) Subsequently, n-type Al 0.3 doped with 1 × 10 19 / cm 3 of Si at 1050 ° C. using TMA (trimethylaluminum), TMG, ammonia and silane gas. A first layer of Ga 0.7 N is grown to a thickness of 40 Å, followed by stopping silane gas and TMA,
A second layer of aN is grown to a thickness of 40 Å. And the first layer + the second layer + the first layer + the second layer +
.. Constitute a strained superlattice layer,
The n-side cladding layer 12 composed of a strained superlattice having a total film thickness of 0.8 μm is alternately laminated by 00 layers.

【0027】(n側光ガイド層13)続いて、シランガ
スを止め、1050℃でアンドープGaNよりなるn側
光ガイド層13を0.1μmの膜厚で成長させる。この
n側光ガイド層は、活性層の光ガイド層として作用し、
GaN、InGaNを成長させることが望ましく、通常
100オングストローム〜5μm、さらに好ましくは2
00オングストローム〜1μmの膜厚で成長させること
が望ましい。またこの層をアンドープの歪み超格子層と
することもできる。歪み超格子層とする場合にはバンド
ギャップエネルギーは活性層より大きく、n側クラッド
層よりも小さくする。
(N-side light guide layer 13) Subsequently, the silane gas is stopped and the n-side light guide layer 13 made of undoped GaN is grown at 1050 ° C. to a thickness of 0.1 μm. This n-side light guide layer acts as a light guide layer of the active layer,
It is desirable to grow GaN or InGaN, usually 100 Å to 5 μm, more preferably 2 Å.
It is desirable to grow with a film thickness of 00 Å to 1 μm. This layer can also be an undoped strained superlattice layer. In the case of a strained superlattice layer, the band gap energy is larger than that of the active layer and smaller than that of the n-side cladding layer.

【0028】(活性層14)次に、原料ガスにTMG、
TMI、アンモニアを用いて活性層14を成長させる。
活性層14は温度を800℃に保持して、アンドープI
0.2Ga0.8Nよりなる井戸層を25オングストローム
の膜厚で成長させる。次にTMIのモル比を変化させる
のみで同一温度で、アンドープIn0.01Ga0.95Nより
なる障壁層を50オングストロームの膜厚で成長させ
る。この操作を2回繰り返し、最後に井戸層を積層した
総膜厚175オングストロームの多重量子井戸構造(M
QW)の活性層を成長させる。活性層は本実施例のよう
にアンドープでもよいし、またn型不純物及び/又はp
型不純物をドープしても良い。不純物は井戸層、障壁層
両方にドープしても良く、いずれか一方にドープしても
よい。
(Active Layer 14) Next, TMG is used as a raw material gas.
The active layer 14 is grown using TMI and ammonia.
The active layer 14 maintains the temperature at 800 ° C.
A well layer made of n 0.2 Ga 0.8 N is grown to a thickness of 25 Å. Next, a barrier layer made of undoped In 0.01 Ga 0.95 N is grown to a thickness of 50 angstroms at the same temperature only by changing the molar ratio of TMI. This operation was repeated twice, and finally, a multiple quantum well structure (M
A QW) active layer is grown. The active layer may be undoped as in this embodiment, or may be an n-type impurity and / or a p-type impurity.
Type impurities may be doped. The impurity may be doped into both the well layer and the barrier layer, or may be doped into either one.

【0029】(p側キャップ層15)次に、温度を10
50℃に上げ、TMG、TMA、アンモニア、Cp2
g(シクロペンタジエニルマグネシウム)を用い、p側
光ガイド層16よりもバンドギャップエネルギーが大き
い、Mgを1×1019/cm3ドープしたp型Al0.3Ga
0.7Nよりなるp側キャップ層17を300オングスト
ロームの膜厚で成長させる。p側キャップ層は0.5μ
m以下、さらに好ましくは0.1μm以下の膜厚で成長
させると、p側キャップ層がキャリアを活性層内に閉じ
込めるためのバリアとして作用するので、出力が向上す
る。このp型キャップ層15の膜厚の下限は特に限定し
ないが、10オングストローム以上の膜厚で形成するこ
とが望ましい。
(P-side cap layer 15)
Raise to 50 ° C, TMG, TMA, ammonia, Cp 2 M
g (cyclopentadienyl magnesium), p-type Al 0.3 Ga doped with Mg at 1 × 10 19 / cm 3 and having a larger band gap energy than the p-side light guide layer 16
A p-side cap layer 17 of 0.7 N is grown to a thickness of 300 Å. 0.5μ for p-side cap layer
When the layer is grown to a thickness of not more than m, more preferably not more than 0.1 μm, the output is improved because the p-side cap layer functions as a barrier for confining carriers in the active layer. The lower limit of the thickness of the p-type cap layer 15 is not particularly limited, but is preferably formed to a thickness of 10 Å or more.

【0030】(p側光ガイド層16)p側キャップ層1
5成長後、再度TMG、Cp2Mg、アンモニアを用
い、実施例1と同様にして、1050℃で、バンドギャ
ップエネルギーがp側キャップ層15よりも小さい、M
gを1×1020/cm3ドープしたGaNよりなるp側光
ガイド層16を0.1μmの膜厚で成長させる。この層
は、活性層の光ガイド層として作用する。
(P-side light guide layer 16) p-side cap layer 1
After 5 growth, the bandgap energy is smaller than that of the p-side cap layer 15 at 1050 ° C. in the same manner as in Example 1 using TMG, Cp 2 Mg, and ammonia again.
A p-side optical guide layer 16 made of GaN doped with 1 × 10 20 / cm 3 is grown to a thickness of 0.1 μm. This layer acts as a light guide layer for the active layer.

【0031】(p側クラッド層17=第1の窒化物半導
体層)続いて、1050℃でMgを1×1020/cm3
ープしたp型Al0.3Ga0.8Nよりなる層を40オング
ストロームの膜厚で成長させ、続いてTMAのみを止
め、Mgを1×1019/cm3ドープしたp型GaNより
なる層を40オングストロームの膜厚で成長させる。そ
してこの操作をそれぞれ100回繰り返し、総膜厚0.
8μmの歪み超格子層よりなるp側クラッド層17を形
成する。p側クラッド層のMgの平均濃度は、5×10
19/cm3である。
(P-side cladding layer 17 = first nitride semiconductor layer) Subsequently, a layer made of p-type Al 0.3 Ga 0.8 N doped with Mg at 1 × 10 20 / cm 3 at 1050 ° C. is a 40 angstrom film. Then, only TMA is stopped, and a layer made of p-type GaN doped with Mg at 1 × 10 19 / cm 3 is grown to a thickness of 40 Å. This operation is repeated 100 times, and the total film thickness is set to 0.
A p-side cladding layer 17 made of a strained superlattice layer of 8 μm is formed. The average concentration of Mg in the p-side cladding layer is 5 × 10
19 / cm 3 .

【0032】(p側コンタクト層18=第2及び第3の
窒化物半導体層)最後に、1050℃で、p側クラッド
層17の上に、Mgを1×1018/cm3ドープしたp型
GaNよりなる層(第2の窒化物半導体層)を0.1μ
mの膜厚で成長させ、続いてMgを2×1020/cm3
ープしたp型GaNよりなる層(第3の窒化物半導体
層)を200オングストロームの膜厚で成長させる。p
側コンタクト層18はp型のInXAlYGa1-X-Y
(0≦X、0≦Y、X+Y≦1)で構成することができ、好
ましくはMgをドープしたGaNとすれば、p電極21
と最も好ましいオーミック接触が得られる。またp型A
YGa1-YNを含む歪み超格子構造のp側クラッド層1
7に接して、バンドギャップエネルギーの小さい窒化物
半導体をp側コンタクト層として、その膜厚を500オ
ングストローム以下と薄くしているために、実質的にp
側コンタクト層18のキャリア濃度が高くなりp電極と
好ましいオーミックが得られて、素子の閾値電流、電圧
が低下する。
(P-side contact layer 18 = second and third nitride semiconductor layers) Finally, at 1050 ° C., p-type doped with 1 × 10 18 / cm 3 of Mg on the p-side cladding layer 17 0.1 μm of GaN layer (second nitride semiconductor layer)
Then, a layer (third nitride semiconductor layer) made of p-type GaN doped with Mg at 2 × 10 20 / cm 3 is grown to a thickness of 200 Å. p
The side contact layer 18 is a p-type In x Al Y Ga 1 -XYN
(0 ≦ X, 0 ≦ Y, X + Y ≦ 1), preferably Mg-doped GaN, the p-electrode 21
And the most preferable ohmic contact is obtained. Also p-type A
p-side cladding layer 1 having a strained superlattice structure containing l Y Ga 1-Y N
7, the nitride semiconductor having a small band gap energy is used as the p-side contact layer, and its thickness is reduced to 500 Å or less.
The carrier concentration of the side contact layer 18 is increased, a favorable ohmic contact with the p-electrode is obtained, and the threshold current and voltage of the device are reduced.

【0033】以上のようにして窒化物半導体を成長させ
たウェーハを反応容器内において、窒素雰囲気中700
℃でアニーリングを行い、p型不純物をドープした層を
さらに低抵抗化させる。
The wafer on which the nitride semiconductor has been grown as described above is placed in a reaction vessel in a nitrogen atmosphere at 700.degree.
Annealing is performed at a temperature of ° C. to further reduce the resistance of the layer doped with the p-type impurity.

【0034】アニーリング後、ウェーハを反応容器から
取り出し、図2に示すように、RIE装置により最上層
のp側コンタクト層18と、p側クラッド層17とをエ
ッチングして、4μmのストライプ幅を有するリッジ形
状とする。このように、活性層よりも上部にある層をス
トライプ状のリッジ形状とすることにより、活性層の発
光がストライプリッジの下に集中するようになって閾値
が低下する。特に歪み超格子層よりなるp側クラッド層
17以上の層をリッジ形状とすることが好ましい。
After annealing, the wafer is taken out of the reaction vessel, and as shown in FIG. 2, the uppermost p-side contact layer 18 and p-side clad layer 17 are etched by an RIE apparatus to have a stripe width of 4 μm. Ridge shape. As described above, by forming the layer above the active layer into a stripe-shaped ridge, light emission of the active layer is concentrated below the stripe ridge, and the threshold value is reduced. In particular, it is preferable that a layer of the p-side cladding layer 17 or more composed of the strained superlattice layer has a ridge shape.

【0035】リッジ形成後、p側コンタクト層18のリ
ッジ最表面にNi/Auよりなるp電極21をストライ
プ状に形成し、p電極21以外の最表面の窒化物半導体
層のにSiO2よりなる絶縁膜25を形成し、この絶縁
膜25を介してp電極21と電気的に接続したpパッド
電極22を形成する。
After the formation of the ridge, a p-electrode 21 of Ni / Au is formed in a stripe shape on the outermost surface of the ridge of the p-side contact layer 18, and the outermost nitride semiconductor layer other than the p-electrode 21 is formed of SiO 2. An insulating film 25 is formed, and a p pad electrode 22 electrically connected to the p electrode 21 via the insulating film 25 is formed.

【0036】以上のようにして、p電極を形成したウェ
ーハを研磨装置に移送し、サファイア基板を研磨により
除去し、GaN基板10の表面を露出させる。露出した
GaN基板表面のほぼ全面にTi/Alよりなるn電極
23を形成する。
As described above, the wafer on which the p-electrode has been formed is transferred to the polishing apparatus, the sapphire substrate is removed by polishing, and the surface of the GaN substrate 10 is exposed. An n-electrode 23 made of Ti / Al is formed on almost the entire exposed GaN substrate surface.

【0037】電極形成後GaN基板のM面(窒化物半導
体を六方晶系で近似した場合に六角柱の側面に相当する
面)で劈開し、その劈開面にSiO2とTiO2よりなる
誘電体多層膜を形成し、最後にp電極に平行な方向で、
バーを切断してレーザ素子とする。
After the electrodes are formed, the GaN substrate is cleaved on the M plane (a plane corresponding to the side surface of a hexagonal prism when the nitride semiconductor is approximated by a hexagonal system), and the cleavage plane is formed of a dielectric material composed of SiO 2 and TiO 2. A multilayer film is formed, and finally, in a direction parallel to the p-electrode,
The bar is cut to form a laser element.

【0038】このレーザチップをフェースアップ(基板
とヒートシンクとが対向した状態)でヒートシンクに設
置し、それぞれの電極をワイヤーボンディングして、室
温でレーザ発振を試みたところ、室温において、閾値電
流密度2.0kA/cm2、閾値電圧4.0Vで、発振波
長405nmの連続発振が確認され、1000時間以上
の寿命を示した。
This laser chip was placed face-up (in a state where the substrate and the heat sink faced each other), and the electrodes were wire-bonded to perform laser oscillation at room temperature. At 0.0 kA / cm 2 and a threshold voltage of 4.0 V, continuous oscillation at an oscillation wavelength of 405 nm was confirmed, and a life of 1000 hours or more was shown.

【0039】[0039]

【発明の効果】このように、本発明の窒化物半導体素子
の形成方法では、活性層の上に積層される複数の窒化物
半導体層のp型不純物の濃度を特定の範囲に規定し且つ
積層工程の順を特定することにより、窒化物半導体素子
の出力を大幅に向上させることができる。また本発明の
素子の形成方法はLED、LDのような発光デバイスだ
けではなく、他の受光デバイスのような窒化物半導体を
用いた多くの電子デバイスに用いることができる。
As described above, according to the method for forming a nitride semiconductor device of the present invention, the concentration of the p-type impurity in the plurality of nitride semiconductor layers stacked on the active layer is defined within a specific range, and By specifying the order of the steps, the output of the nitride semiconductor device can be significantly improved. Further, the method of forming an element of the present invention can be used not only for light-emitting devices such as LEDs and LDs, but also for many electronic devices using nitride semiconductors such as other light-receiving devices.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例に係るLED素子の構造を示
す模式断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing the structure of an LED element according to one embodiment of the present invention.

【図2】本発明の他の実施例に係るLD素子の構造を示
す模式断面図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view showing a structure of an LD device according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・基板 2・・・バッファ層 3・・・n側コンタクト層 4・・・活性層 5・・・第1のp側窒化物半導体層 6・・・第2のp側窒化物半導体層 7・・・第3のp側窒化物半導体層 8・・・p電極 9・・・パッド電極 10・・・n電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate 2 ... Buffer layer 3 ... n-side contact layer 4 ... Active layer 5 ... 1st p-side nitride semiconductor layer 6 ... 2nd p-side nitride semiconductor Layer 7: Third p-side nitride semiconductor layer 8: P electrode 9: Pad electrode 10: N electrode

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも窒化物半導体層を含む活性層
を形成する活性層形成工程と、前記活性層上部にp型不
純物を含む第1の窒化物半導体層を形成する第1窒化物
半導体層形成工程と、 前記第1の窒化物半導体層上部に、前記第1の窒化物半
導体層のp型不純物濃度より少量のp型不純物を含む第
2の窒化物半導体層を形成する第2窒化物半導体層形成
工程と、 前記第2の窒化物半導体層上部に、前記第1の窒化物半
導体層のp型不純物濃度よりも多量のp型不純物を含む
第3の窒化物半導体層を形成する第3窒化物半導体層形
成工程とを少なくとも有することを特徴とする窒化物半
導体素子の形成方法。
1. An active layer forming step of forming an active layer including at least a nitride semiconductor layer, and a first nitride semiconductor layer forming a first nitride semiconductor layer containing a p-type impurity on the active layer. Forming a second nitride semiconductor layer on the first nitride semiconductor layer, the second nitride semiconductor layer containing a smaller amount of p-type impurities than the p-type impurity concentration of the first nitride semiconductor layer Forming a third nitride semiconductor layer on the second nitride semiconductor layer, the third nitride semiconductor layer containing a larger amount of p-type impurities than the p-type impurity concentration of the first nitride semiconductor layer; A method for forming a nitride semiconductor device, comprising at least a step of forming a nitride semiconductor layer.
【請求項2】 前記第1の窒化物半導体層のp型不純物
濃度が、1×1017以上1×1020以下であることを特
徴とする請求項1に記載の窒化物半導体素子の形成方
法。
2. The method for forming a nitride semiconductor device according to claim 1, wherein the p-type impurity concentration of the first nitride semiconductor layer is 1 × 10 17 or more and 1 × 10 20 or less. .
【請求項3】 前記第2の窒化物半導体層のp型不純物
濃度が、1×1020未満であることを特徴とする請求項
1又は2に記載の窒化物半導体素子の形成方法。
3. The method for forming a nitride semiconductor device according to claim 1, wherein the p-type impurity concentration of the second nitride semiconductor layer is less than 1 × 10 20 .
【請求項4】 前記第3の窒化物半導体層のp型不純物
濃度が、1×1018以上1×1021以下であることを特
徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の窒化物半
導体素子の形成方法。
4. The method according to claim 1, wherein the p-type impurity concentration of the third nitride semiconductor layer is not less than 1 × 10 18 and not more than 1 × 10 21 . A method for forming a nitride semiconductor device.
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