JP2000200947A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体装置における転位密度を減少させ、か
つクラックをなくす。 【解決手段】 珪素が添加された厚さ１００μｍのｎ型
Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板１０の表面上に膜厚１．０μｍの
ｎ型クラッド層１１、膜厚３０ÅのＩｎ_0.15Ｇａ _0.85Ｎ
井戸層と膜厚５０ÅのＩｎ_0.05Ｇａ_0.95Ｎバリア層とを
交互に１０層ずつ繰り返し、多重量子井戸として形成し
た活性層１２、膜厚１．０μｍのｐ型クラッド層１３お
よび膜厚１．５μｍのｐ型コンタクト層１４が順次形成
される。さらにｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板１０の裏面に
ｎ型オーミック電極１５が形成され、またｐ型ＧａＮコ
ンタクト層１４の上にｐ型オーミック電極１６が形成さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置、特
に、窒化ガリウム系化合物半導体を用いた発光装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化インジウ
ム（ＩｎＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）に代表され
るIII−Ｖ族窒化ガリウム系化合物半導体は、１．９〜
６．２ｅＶにおよぶ広範なバンドギャップエネルギーを
有し、可視域から紫外域までをカバーする発光・受光デ
バイス用半導体材料として有望である。とりわけ、この
材料により実現される発振波長が４００ｎｍ付近の青紫
色半導体発光装置は、次世代の超高密度光ディスク用の
光源の極めて有力な候補であり、その研究開発が盛んに
進められている。

【０００３】窒化ガリウム系化合物半導体発光装置にお
いて波長４００ｎｍ付近のレーザ発振を得るために、従
来より活性層としてＩｎ_xＧａ_1-xＮ（０．１≦ｘ≦０．
２）を、またクラッド層として光を効果的に閉じ込める
ために活性層よりも屈折率が小さい材料であるＡｌ_yＧ
ａ_1-yＮ（０≦ｙ≦１）を用いることが知られている。

【０００４】また、この窒化ガリウム系化合物半導体発
光装置を、有機金属気相成長法（以下ＭＯＣＶＤ法とい
う）を用い、サファイア（Ａｌ₂Ｏ₃）基板、炭化珪素
（ＳｉＣ）基板または窒化ガリウム基板の上に作製する
技術が従来より知られている。

【０００５】以下、図面を参照しながら従来の窒化ガリ
ウム系化合物半導体発光装置を説明する。

【０００６】従来の窒化ガリウム系化合物半導体発光装
置は、図４にその断面図を示すように、サファイア基板
１の上にＧａＮよりなるバッファ層２、ｎ型ＧａＮより
なるｎ型コンタクト層３、ｎ型Ａｌ_y1Ｇａ_1-y1Ｎ（０＜
ｙ１≦１）よりなるｎ型クラッド層４、Ｉｎ_0.15Ｇａ
_0.85Ｎ井戸層とＩｎ_0.05Ｇａ_0.95Ｎバリア層とを交互に
多重量子井戸として形成した活性層５、ｐ型Ａｌ_y2Ｇａ
_1-y2Ｎ（０＜ｙ２≦１）よりなるｐ型クラッド層６、ｐ
型ＧａＮよりなるｐ型コンタクト層７が順次形成され、
さらにｎ型コンタクト層３の上にｎ型オーミック電極８
が形成され、ｐ型コンタクト層７の上にｐ型オーミック
電極９が形成された構造を有している。

【０００７】バッファ層２はサファイア基板１と、その
上のｎ型コンタクト層３をはじめとする窒化ガリウム系
化合物半導体よりなる層との格子不整合を緩和し、かつ
窒化ガリウム系化合物半導体よりなる層の結晶性を向上
させるための役割を果たす。また、通常窒化ガリウム系
化合物半導体よりなる層の結晶性をさらに向上させるた
めにｎ型コンタクト層３の膜厚は２μｍ以上としてい
る。

【０００８】活性層５で発生した光を十分に閉じ込める
ためには、ｎ型クラッド層４およびｐ型クラッド層６に
ついて、Ａｌ組成を大きくするかまたは膜厚を大きくす
る必要がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来の従
来の窒化ガリウム系化合物半導体発光装置に関して、次
のような問題があった。

【００１０】まず、Ａｌ_zＧａ_1-zＮ（０＜ｚ≦１）はＡ
ｌ₂Ｏ₃やＧａＮよりも硬度が大きく、しかもこの傾向は
Ａｌ組成が大きくなるにつれて著しくなるため、例えば
サファイア基板１の上に、基板よりも厚さの小さい、Ａ
ｌ_zＧａ_1-zＮよりなるｎ型クラッド層４またはｐ型クラ
ッド層６を形成した場合、サファイア基板１とｎ型クラ
ッド層４またはｐ型クラッド層６との間の格子不整合に
より発生する転位やクラックがｎ型クラッド層４または
ｐ型クラッド層６に集中して発生し、特にＡｌ組成が大
きくなるにつれて転位やクラックが著しく発生するとい
う問題があった。

【００１１】また、ｎ型コンタクト層３の上にｎ型クラ
ッド層４を形成する場合、Ａｌ_zＧａ_1-zＮはＧａＮより
も格子定数が小さく、しかもこの傾向はＡｌ組成が大き
くなるにつれて著しくなるため、ｎ型クラッド層４の膜
厚やＡｌ組成を大きくするとｎ型クラッド層４内に転位
やクラックが発生し、それが窒化ガリウム系化合物半導
体発光装置に及び、窒化ガリウム系化合物半導体発光装
置の特性を悪化させるという問題があった。

【００１２】さらに、Ａｌ_zＧａ_1-zＮはＧａＮよりも熱
膨張係数が大きく、しかもこの傾向はＡｌ組成が大きく
なるにつれて著しくなるため、結晶成長時においてはｎ
型クラッド層４およびｐ型クラッド層６の結晶性が良好
であっても、結晶成長温度から室温に戻す降温過程にお
いて、ｎ型クラッド層４およびｐ型クラッド層６に引っ
張り歪がかかり、それによって窒化ガリウム系化合物半
導体発光装置内に転位やクラックが生じ、特にＡｌ組成
が大きくなるにつれてクラックが著しく発生するという
問題があった。

【００１３】一方、上記問題を回避するためにｎ型クラ
ッド層４およびｐ型クラッド層６の層厚を薄くすれば、
その厚さは活性層５に光を閉じ込めるには不十分なもの
となっていた。

【００１４】そのため、従来の窒化ガリウム系半導体発
光装置には１０⁹ｃｍ^-2の欠陥密度が存在し、かつクラ
ックが生じていた。その結果、活性層における発光効率
が低下し、しきい値電流が６０ｍＡと特性の悪いものし
か得られなかった。

【００１５】本発明は、上記従来の課題を解決するため
になされたもので、活性層への十分な光閉じ込めを実現
しつつクラックの生じにくい新しい構造を提案し、低し
きい値電流の窒化ガリウム系半導体装置を提供すること
を目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
Ａｌ_xＧａ_1-xＮ（０＜ｘ＜１）からなる基板と、前記基
板の上に形成されたＡｌを含むＩＩＩ族窒化物半導体よ
りなる第１半導体層と、を備え、前記基板のＡｌ組成比
ｘと前記第１半導体層のＡｌ組成比との差が０．１５よ
り小さい半導体装置により上記目的が達成される。

【００１７】前記半導体装置は、前記第１半導体層の上
に形成され、かつ前記第１半導体層よりも禁制帯幅が小
さいＩＩＩ族窒化物半導体からなる活性層と、前記活性
層の上に形成された、前記第１半導体層と異なる導電型
を有するＡｌを含むＩＩＩ族窒化物半導体の第２半導体
層とをさらに備えてもよい。

【００１８】前記半導体装置は、前記基板のＡｌ組成比
ｘと前記第２半導体層のＡｌ組成比との差および前記第
１半導体層のＡｌ組成比と前記第２半導体層のＡｌ組成
比との差がいずれも０．１５より小さくてもよい。

【００１９】前記半導体装置は、前記基板の厚さが２０
μｍ以上であってもよい。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。

【００２１】本発明の実施の形態における窒化ガリウム
系半導体発光装置は、図１にその断面図を示すように、
珪素が添加され、かつキャリア密度が５×１０¹⁸ｃｍ^-3
である厚さ１００μｍのｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板１０
の表面上に膜厚が１．０μｍのｎ型Ａｌ_0.15Ｇａ_0.85Ｎ
（禁制帯幅約３．６８ｅＶ）よりなるｎ型クラッド層１
１（第１半導体層１１）、膜厚が３０ÅのＩｎ_0.15Ｇａ
_0.85Ｎ井戸層（禁制帯幅約２．７６ｅＶ）と膜厚が５０
ÅのＩｎ_0.05Ｇａ_0.95Ｎバリア層（禁制帯幅約３．１６
ｅＶ）とを交互に１０層ずつ繰り返し、多重量子井戸と
して形成した活性層１２、膜厚が１．０μｍのｐ型Ａｌ
_0.15Ｇａ_0.85Ｎよりなるｐ型クラッド層１３（第２半導
体層１３）、膜厚が１．５μｍのｐ型ＧａＮよりなるｐ
型コンタクト層１４が順次形成され、さらにｎ型Ａｌ
_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板１０の裏面にｎ型オーミック電極１５
が形成され、ｐ型ＧａＮコンタクト層１４の上にｐ型オ
ーミック電極１６が形成された構造を有している。

【００２２】ここで、ｐ型クラッド層１３およびｐ型コ
ンタクト層１４は電流狭窄のため幅２μｍのリッジ形状
を有する。また、ｎ型クラッド層１１およびｐ型クラッ
ド層１３は光ガイド層の役目も果たす。

【００２３】ｎ型クラッド層１１には珪素が添加され、
キャリア密度は５×１０¹⁸ｃｍ^-3である。また、ｐ型ク
ラッド層１３およびｐ型コンタクト層１４にはマグネシ
ウムが添加され、キャリア密度はどちらも１×１０¹⁸ｃ
ｍ^-3である。

【００２４】また、ｎ型オーミック電極１５はｎ型Ａｌ
_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板１０側より厚さが１００Åのチタンお
よび厚さが０．３μｍのアルミニウムが順次形成された
構造を有し、ｐ型オーミック電極１６はｐ型コンタクト
層１４側より厚さが０．１μｍのニッケルおよび厚さが
０．３μｍの金が順次形成された構造を有している。

【００２５】この窒化ガリウム系半導体発光装置は、リ
ッジの長手方向に垂直な方向に長さ１０００μｍの共振
器を有し、その共振器端面にはＳｉＯ₂とＴｉＯ₂とから
なる高反射率コーティング（不図示）が施されている。

【００２６】この構成により、ｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基
板１０を用いているので、ｎ型Ａｌ _0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板１
０とｎ型クラッド層１１およびｐ型クラッド層１３との
間の格子定数の差および熱膨張係数の差を、従来のサフ
ァイアやＧａＮを基板に用いた場合よりも小さくするこ
とができる。また、ｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板１０の硬
度が大きいので、ｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板１０に転位
を生じさせることができる。その結果、転位密度が小さ
くかつクラックが従来よりも著しく少ない窒化ガリウム
系半導体発光装置を得ることができる。

【００２７】この構成において、基板の組成比と第１半
導体層の組成比との差はクラック発生を防止するという
視点からできるだけ小さいことが好ましい。その差は
０．１５より小さければ十分である。例えば、上述した
ように、基板Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ、ｎ型Ａｌ_0.15Ｇａ_0.85
Ｎよりなるｎ型クラッド層の場合には、その差は０．０
５である。その差は、０．０５以下であることがさらに
好ましい。

【００２８】また、この構成により、ｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ
_0.9Ｎ基板１０とｎ型クラッド層１１およびｐ型クラッ
ド層１３とのＡｌ組成の差は０．０５であるので、クラ
ックを従来よりも著しく少なくして形成できるｎ型クラ
ッド層１１およびｐ型クラッド層１３の厚さをそれぞれ
１．５μｍ以上とすることができ、その結果活性層１２
に十分に光を閉じ込めることができ、窒化ガリウム系半
導体発光装置の特性を従来よりも向上させることができ
る。

【００２９】さらに、Ａｌ_xＧａ_1-xＮ基板１０およびＡ
ｌ_yＧａ_1-yＮよりなるｎ型クラッド層１１のＡｌ組成比
がｙ＜ｘである場合、なお望ましい。この場合、基板１
０およびｎ型クラッド層１１の格子定数をそれぞれ
ａ_s、ａ_lとすると、ａ_s＜ａ_lの関係を有する。クラッド
層の格子定数が基板の格子定数より大きくなるため、ク
ラッド層には圧縮歪がかかり、引っ張り歪がかかる時と
比較して、クラックが生じにくい。

【００３０】本発明の実施の形態における窒化ガリウム
系半導体発光装置は、以下の方法により製造される。

【００３１】まずハイドライド気相エピタキシャル（Ｈ
ＶＰＥ）法によりサファイア基板の上に珪素を添加した
Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎを１００μｍ結晶成長し、サファイア
基板を除去してｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板１０を作製す
る。

【００３２】次にｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板１０をＭＯ
ＣＶＤ炉に導入し、全圧が１気圧のアンモニアおよび水
素の混合ガスの雰囲気中で１０００℃まで昇温した後、
トリメチルアルミニウム（以下ＴＭＡという）、トリメ
チルガリウム（以下ＴＭＧという）およびシラン（以下
ＳｉＨ₄という）を供給し、ｎ型クラッド層１１を結晶
成長する。

【００３３】続いて、ＴＭＧ、ＴＭＡ、ＳｉＨ₄の供給
を停止し、基板温度を８００℃まで降温する。ＴＭＧお
よびトリメチルインジウム（以下ＴＭＩという）を供給
し、膜厚が３０ÅのＩｎ_0.15Ｇａ_0.85Ｎ井戸層と膜厚が
５０ÅのＩｎ_0.05Ｇａ_0.95Ｎバリア層とを交互に１０層
ずつ繰り返し、多重量子井戸の活性層１２を形成する。

【００３４】次に、ＴＭＧとＴＭＩの供給を停止し、基
板温度を再び１０００℃まで上昇させたのち、ＴＭＡ、
ＴＭＧおよびシクロペンタジエニルマグネシウム（以下
Ｃｐ ₂Ｍｇという）を供給し、ｐ型クラッド層１３を形
成する。

【００３５】さらに、ＴＭＡの供給のみを停止して、ｐ
型コンタクト層１４を形成する。

【００３６】以上の結晶成長の後、ｐ型クラッド層１３
およびｐ型コンタクト層１４にドライエッチングを施し
て幅２μｍのリッジ形状を形成し、ｎ型オーミック電極
１５およびｐ型オーミック電極１６を、ｎ型Ａｌ_0.1Ｇ
ａ_0.9Ｎ基板１０の裏面およびｐ型コンタクト層１４の
上にそれぞれ形成する。

【００３７】その後、ｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板１０を
劈開し、リッジの長手方向に垂直な方向に長さ１０００
μｍの共振器を形成する。最後に、共振器端面にＳｉＯ
₂とＴｉＯ₂との多層膜からなる高反射率コーティングを
施す。

【００３８】以下、本発明の窒化ガリウム系半導体発光
装置に関する特性について説明する。

【００３９】本発明の窒化ガリウム系半導体発光装置の
発振波長は４１０ｎｍであり、発振しきい値電流は２０
ｍＡと、従来よりも大幅に発振しきい値電流を低減させ
ることができた。

【００４０】また、窒化ガリウム系半導体発光装置を光
学顕微鏡および透過電子顕微鏡により観察したところ、
転位密度は１０⁶ｃｍ^-2と従来の１０^-3倍であり、かつ
クラックは見当たらなかった。

【００４１】本発明の窒化ガリウム系半導体発光装置に
関する良好な特性を考察するために、以下に示す実験を
行った。

【００４２】厚さが１００μｍのＡｌ_tＧａ_1-tＮ基板の
組成ｔを変化させ、その上にＡｌ_sＧａ_1-sＮ層（０≦ｓ
≦１）を結晶成長させたときの、組成ｔとクラック無し
で結晶成長可能なＡｌ_sＧａ_1-sＮ層の最大膜厚との関係
を調べた。クラックの発生状況の判断は、光学顕微鏡を
用いた表面観察により行った。その結果を図２に示す。
図２において、曲線ａ、ｂ、ｃおよびｄはｓ＝０．０
５、ｓ＝０．１０、ｓ＝０．１５およびｓ＝０．２０の
場合をそれぞれ表す。図２より、組成ｔと組成ｓとの差
が小さいほどクラック無しで結晶成長可能なＡｌ_sＧａ
_1-sＮ層の最大膜厚が大きくなることがわかった。特に
ｔ＝０すなわちＧａＮ基板の場合、Ａｌ_{0. 15}Ｇａ_0.85Ｎ
層がクラック無しで結晶成長可能な最大膜厚は０．５μ
ｍであったが、Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板の場合、Ａｌ_0.15
Ｇａ_0.85Ｎ層がクラックなしで結晶成長可能な最大膜厚
は３μｍであった。これは、組成ｔと組成ｓとの差が小
さいほどＡｌ_tＧａ_1-tＮ基板とＡｌ_sＧａ_1-sＮ層との格
子定数の差および熱膨張係数の差が小さくなり、その結
果Ａｌ_sＧａ_1-sＮ層にクラックが発生しにくくなるため
と考えられる。

【００４３】図２において、基板のＡｌ組成０．０５の
上に１μｍのＡｌ_sＧａ_1-sＮをクラックなしで成長でき
る組成ｓの上限は０．２程度となり、基板のＡｌ組成ｔ
とＡｌ_sＧａ_1-sＮ層のＡｌ組成ｓとの差は０．１５程度
となる。

【００４４】それぞれの厚さが１００μｍのＧａＮ基板
およびＡｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板の上にＡｌ_0.15Ｇａ_0.85Ｎ
層を形成した。その結果、ＧａＮ基板に関してはＡｌ
_0.15Ｇａ_0.85Ｎ層にクラックが生じ、かつＡｌ_0.15Ｇａ
_0.85Ｎ層の転位密度は１０⁹ｃｍ^-2であった。一方、Ａ
ｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板に関してはＡｌ_0.15Ｇａ_0.85Ｎ層に
クラックは生じず、かつＡｌ_0.15Ｇａ_0.85Ｎ層の転位密
度は１０⁶ｃｍ^-2であった。これは基板とＡｌ_0.15Ｇａ
_0.85Ｎ層との格子定数の差および熱膨張係数の差による
だけでなく、Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板のほうがＧａＮ基板
より硬度が大きく、その結果Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板のほ
うにも転位が生じ、相対的にＡｌ_0.15Ｇａ _0.85Ｎ層に転
位が生じにくくなるためと考えられる。

【００４５】本発明の窒化ガリウム系半導体発光装置が
従来よりも特性が良好なのは、以上の実験結果が示すよ
うにｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板１０の上にｎ型クラッド
層１１およびｐ型クラッド層１３を、それぞれの膜厚が
１．０μｍと厚く、転位密度およびクラックの発生を従
来よりも減少させて形成でき、その結果窒化ガリウム系
半導体発光装置内において転位密度およびクラックの発
生を従来よりも減少させることができて窒化ガリウム系
半導体発光装置の発光効率を向上させ、また活性層１２
に効果的に光を閉じ込めることができたからであると考
えられる。

【００４６】

【実施例】次に、本発明の一実施形態における窒化ガリ
ウム系半導体発光装置の実施例として、ｎ型Ａｌ_0.1Ｇ
ａ_0.9Ｎ基板１０の厚さと窒化ガリウム系半導体発光装
置の特性との関係について説明する。

【００４７】ｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板１０の厚さが小
さくなるほど窒化ガリウム系半導体発光装置における転
位密度は小さくなった。特にｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板
１０の厚さが４０μｍのとき、窒化ガリウム系半導体発
光装置における転位密度は１０⁵ｃｍ^-2であった。これ
はｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板１０の厚さを小さくするこ
とによりｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板１０のほうに転位が
生じ、その上に形成されるｎ型クラッド層１１等の窒化
ガリウム系半導体層に転位が生じにくくなるためと考え
られる。

【００４８】ｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板１０の厚さと基
板の割れに起因する窒化ガリウム系半導体発光装置の歩
留まり率との関係は、図３に示すようになった。図３か
ら明らかなように、ｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板１０の厚
さが２０μｍ以下になると、歩留まり率が急激に低下す
ることがわかった。したがって、ｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ
基板１０の厚さは２０μｍ以上とすることが望ましいこ
とがわかった。

【００４９】なお、上記実施の形態において、ｎ型クラ
ッド層１１とｐ型クラッド層１３のＡｌ組成は異なって
いてもよい。

【００５０】なお、以上の説明では、窒化ガリウム化合
物半導体発光装置を例にして説明したが、本発明は半導
体発光装置には限定されない。本発明は、基板とその基
板の上に形成されるＡｌを含むＩＩＩ族窒化物半導体層
よりなる第１半導体層を有する半導体装置に適用され得
る。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
Ａｌ_xＧａ_1-xＮ（０＜ｘ＜１）基板と該基板上に形成さ
れたＡｌを含むＩＩＩ族窒化物半導体よりなる第１半導
体層との間のＡｌ組成比の差を０．１５より小さくする
ことにより、基板と第１半導体層の格子定数の差、熱膨
張係数の差を小さくすることができる。また、Ａｌ_xＧ
ａ_1-xＮ基板の硬度が大きいので、Ａｌ_xＧａ_1-xＮ基板
にクラックまたは転位を生じさせることができる。

【００５２】また、第１半導体層の上に、記第１半導体
層よりも禁制帯幅が小さいＩＩＩ族窒化物半導体からな
る活性層と、前記第１半導体層と異なる導電型を有する
Ａｌを含むＩＩＩ族窒化物半導体の第２半導体層とを備
えることにより、活性層への光閉じ込めを実現しつつク
ラックの生じにくい半導体装置を提供することができ
る。

【００５３】また、Ａｌ_xＧａ_1-xＮ基板と第１半導体層
および第２半導体層とのＡｌ組成の差を０．１５より小
さくすることにより、従来よりもクラックの発生を著し
く少なくして形成でき、第１半導体層および第２半導体
層の厚さをそれぞれ０．５μｍ以上にすることができ
る。さらに、Ａｌ_xＧａ_1-xＮ基板と第１半導体層、Ａｌ
_xＧａ_1-xＮ基板と第２半導体層、第１半導体層と第２半
導体層、とのＡｌ組成比の差を０．０５以下にすること
により、ｎ型クラッド層およびｐ型クラッド層の厚さを
それぞれ１．５μｍ以上とすることができる。その結
果、活性層に十分に光を閉じ込めることができ、半導体
装置の特性を従来よりも向上させることができる。

【００５４】さらに、基板の厚さを２０μｍ以上とする
ことにより、基板の割れに起因する歩留まり率の低下を
抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における窒化ガリウム系半
導体発光装置の断面図である。

【図２】Ａｌ_tＧａ_1-tＮ基板上にクラック無しで結晶成
長可能なＡｌ_sＧａ_1-sＮ層の最大膜厚とＡｌ組成ｔおよ
びｓとの関係を示す図である。

【図３】ｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板の厚さと、基板の割
れに起因する歩留まり率との関係を示す図である。

【図４】従来の窒化ガリウム系半導体発光装置の断面図
である。

【符号の説明】

１０ ｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板 １１ ｎ型クラッド層 １２ 活性層 １３ ｐ型クラッド層 １４ ｐ型コンタクト層 １５ ｎ型オーミック電極 １６ ｐ型オーミック電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 真嗣 大阪府高槻市幸町１番１号 松下電子工業 株式会社内 (72)発明者 折田 賢児 大阪府高槻市幸町１番１号 松下電子工業 株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ａｌ_xＧａ_1-xＮ（０＜ｘ＜１）からなる
   基板と、 前記基板の上に形成されたＡｌを含むＩＩＩ族窒化物半
   導体よりなる第１半導体層と、を備え、 前記基板のＡｌ組成比ｘと前記第１半導体層のＡｌ組成
   比との差が０．１５より小さい半導体装置。
2. 【請求項２】 前記第１半導体層の上に形成され、かつ
   前記第１半導体層よりも禁制帯幅が小さいＩＩＩ族窒化
   物半導体からなる活性層と、前記活性層の上に形成され
   た、前記第１半導体層と異なる導電型を有するＡｌを含
   むＩＩＩ族窒化物半導体の第２半導体層とをさらに備え
   た請求項１に記載の半導体装置。
3. 【請求項３】 前記基板のＡｌ組成比ｘと前記第２半導
   体層のＡｌ組成比との差および前記第１半導体層のＡｌ
   組成比と前記第２半導体層のＡｌ組成比との差がいずれ
   も０．１５より小さい請求項２に記載の半導体装置。
4. 【請求項４】 前記基板の厚さが２０μｍ以上である請
   求項１に記載の半導体装置。