JP2000208874A - 窒化物半導体と、窒化物半導体発光装置と、窒化物半導体の製造方法と、半導体発光装置の製造方法 - Google Patents
窒化物半導体と、窒化物半導体発光装置と、窒化物半導体の製造方法と、半導体発光装置の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 窒化ガリウム系化合物半導体に、特にｐ型窒
化ガリウム系化合物半導体おける室温でのキャリア濃度
の向上を図る。 【解決手段】 ｐ型のＢp Ａｌq Ｇａr Ｉｎs Ｎ（０≦
ｐ≦１，０≦ｑ≦１，０≦ｒ≦１，０≦ｓ≦１，ｐ＋ｑ
＋ｒ＋ｓ＝１）による窒化物半導体４であって、点欠陥
濃度が、１×１０19cm-3以上とされて高いキャリア濃度
を得ることができるようにしたものである。
化ガリウム系化合物半導体おける室温でのキャリア濃度
の向上を図る。 【解決手段】 ｐ型のＢp Ａｌq Ｇａr Ｉｎs Ｎ（０≦
ｐ≦１，０≦ｑ≦１，０≦ｒ≦１，０≦ｓ≦１，ｐ＋ｑ
＋ｒ＋ｓ＝１）による窒化物半導体４であって、点欠陥
濃度が、１×１０19cm-3以上とされて高いキャリア濃度
を得ることができるようにしたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特にＢp Ａｌq Ｇ
ａr Ｉｎs Ｎ（０≦ｐ≦１，０≦ｑ≦１，０≦ｒ≦１，
０≦ｓ≦１，ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ＝１）による窒化物半導体
と、窒化物半導体発光装置と、窒化物半導体の製造方法
と、半導体発光装置の製造方法に係わる。
ａr Ｉｎs Ｎ（０≦ｐ≦１，０≦ｑ≦１，０≦ｒ≦１，
０≦ｓ≦１，ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ＝１）による窒化物半導体
と、窒化物半導体発光装置と、窒化物半導体の製造方法
と、半導体発光装置の製造方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】従来のｐ型の窒化ガリウム系化合物半導
体を得る方法としては、ｐ型ドーパント原料としてマグ
ネシウム有機金属を用いる方法が一般的である。マグネ
シウム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知られている。と
ころが、気相成長において、その原料中、キャリアガス
中に水素を含む場合、窒化ガリウム系結晶中でＭｇによ
るアクセプタが不活性になる現象が起こる。この不活性
の窒化ガリウム膜を７００℃〜９００℃程度で、不活性
カス中でアニールすることにより、キャリア濃度が測定
でき、ｐ型になることが知られている（S.Nakamura他 J
apan Journal of Applied Physics,30,(10A)L1708-L171
1(1991))。このとき得られるキャリア濃度は、Ｍｇ不純
物の準位が約２００ｍｅＶ程度と深いため、そのＭｇ原
子が全てアクセプタになったとしても、室温でのキャリ
ア濃度は、それよりほぼ２桁低いものとなっている。
体を得る方法としては、ｐ型ドーパント原料としてマグ
ネシウム有機金属を用いる方法が一般的である。マグネ
シウム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知られている。と
ころが、気相成長において、その原料中、キャリアガス
中に水素を含む場合、窒化ガリウム系結晶中でＭｇによ
るアクセプタが不活性になる現象が起こる。この不活性
の窒化ガリウム膜を７００℃〜９００℃程度で、不活性
カス中でアニールすることにより、キャリア濃度が測定
でき、ｐ型になることが知られている（S.Nakamura他 J
apan Journal of Applied Physics,30,(10A)L1708-L171
1(1991))。このとき得られるキャリア濃度は、Ｍｇ不純
物の準位が約２００ｍｅＶ程度と深いため、そのＭｇ原
子が全てアクセプタになったとしても、室温でのキャリ
ア濃度は、それよりほぼ２桁低いものとなっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述したように窒化ガ
リウム系化合物半導体、特にｐ型窒化ガリウム系化合物
半導体おいては、室温でのキャリア濃度が問題となり、
この室温でのキャリア濃度を向上させるには、その不純
物準位を浅くする必要がある。本発明においては、この
問題の解決を図ったものである。
リウム系化合物半導体、特にｐ型窒化ガリウム系化合物
半導体おいては、室温でのキャリア濃度が問題となり、
この室温でのキャリア濃度を向上させるには、その不純
物準位を浅くする必要がある。本発明においては、この
問題の解決を図ったものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明による窒化物半導
体は、ｐ型のＢp Ａｌq Ｇａr Ｉｎs Ｎ（０≦ｐ≦１，
０≦ｑ≦１，０≦ｒ≦１，０≦ｓ≦１，ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ
＝１）による窒化物半導体であって、点欠陥濃度が、１
×１０19cm-3以上とされて高いキャリア濃度を得ること
ができるようにしたものである。
体は、ｐ型のＢp Ａｌq Ｇａr Ｉｎs Ｎ（０≦ｐ≦１，
０≦ｑ≦１，０≦ｒ≦１，０≦ｓ≦１，ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ
＝１）による窒化物半導体であって、点欠陥濃度が、１
×１０19cm-3以上とされて高いキャリア濃度を得ること
ができるようにしたものである。
【０００５】また、本発明による窒化物半導体装置は、
ｐ型のＢp Ａｌq Ｇａr Ｉｎs Ｎ（０≦ｐ≦１，０≦ｑ
≦１，０≦ｒ≦１，０≦ｓ≦１，ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ＝１）
による窒化物半導体層を有する半導体発光装置であっ
て、ｐ型の窒化物半導体層の少なくとも１層を、その点
欠陥濃度が、１×１０19cm-3以上とされて高いキャリア
濃度を得ることができるようにした構成とする。
ｐ型のＢp Ａｌq Ｇａr Ｉｎs Ｎ（０≦ｐ≦１，０≦ｑ
≦１，０≦ｒ≦１，０≦ｓ≦１，ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ＝１）
による窒化物半導体層を有する半導体発光装置であっ
て、ｐ型の窒化物半導体層の少なくとも１層を、その点
欠陥濃度が、１×１０19cm-3以上とされて高いキャリア
濃度を得ることができるようにした構成とする。
【０００６】本発明による窒化物半導体の製造方法は、
Ｂp Ａｌq Ｇａr Ｉｎs Ｎ（０≦ｐ≦１，０≦ｑ≦１，
０≦ｒ≦１，０≦ｓ≦１，ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ＝１）による
ｐ型の窒化物半導体の製造方法であって、その点欠陥濃
度が１×１０19cm-3以上のｐ型の窒化物半導体を成長さ
せる。
Ｂp Ａｌq Ｇａr Ｉｎs Ｎ（０≦ｐ≦１，０≦ｑ≦１，
０≦ｒ≦１，０≦ｓ≦１，ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ＝１）による
ｐ型の窒化物半導体の製造方法であって、その点欠陥濃
度が１×１０19cm-3以上のｐ型の窒化物半導体を成長さ
せる。
【０００７】また、本発明による窒化物半導体の製造方
法は、Ｂp Ａｌq Ｇａr Ｉｎs Ｎ（０≦ｐ≦１，０≦ｑ
≦１，０≦ｒ≦１，０≦ｓ≦１，ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ＝１）
によるｐ型の窒化物半導体の製造方法であって、Ｖ族原
料と III族原料との供給比Ｖ／ IIIを１０００〜５００
０にしてｐ型の窒化物半導体を成長させる。
法は、Ｂp Ａｌq Ｇａr Ｉｎs Ｎ（０≦ｐ≦１，０≦ｑ
≦１，０≦ｒ≦１，０≦ｓ≦１，ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ＝１）
によるｐ型の窒化物半導体の製造方法であって、Ｖ族原
料と III族原料との供給比Ｖ／ IIIを１０００〜５００
０にしてｐ型の窒化物半導体を成長させる。
【０００８】更に、本発明による窒化物半導体の製造方
法は、Ｂp Ａｌq Ｇａr Ｉｎs Ｎ（０≦ｐ≦１，０≦ｑ
≦１，０≦ｒ≦１，０≦ｓ≦１，ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ＝１）
によるｐ型の窒化物半導体の製造方法であって、４μｍ
／hour以上の成長速度をもってｐ型窒化物半導体を成長
させる。
法は、Ｂp Ａｌq Ｇａr Ｉｎs Ｎ（０≦ｐ≦１，０≦ｑ
≦１，０≦ｒ≦１，０≦ｓ≦１，ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ＝１）
によるｐ型の窒化物半導体の製造方法であって、４μｍ
／hour以上の成長速度をもってｐ型窒化物半導体を成長
させる。
【０００９】更に、本発明による窒化物半導体の製造方
法は、上述した各窒化物半導体の製造方法を組み合わせ
た方法によることができる。
法は、上述した各窒化物半導体の製造方法を組み合わせ
た方法によることができる。
【００１０】また、本発明による窒化物半導体発光装置
の製造方法は、Ｂp Ａｌq Ｇａr Ｉｎs Ｎ（０≦ｐ≦
１，０≦ｑ≦１，０≦ｒ≦１，０≦ｓ≦１，ｐ＋ｑ＋ｒ
＋ｓ＝１）によるｐ型の窒化物半導体層を有する窒化物
半導体発光装置の製造方法であって、そのｐ型の窒化物
半導体層の少なくとも１層を、その点欠陥濃度が１×１
０19cm-3以上のｐ型窒化物半導体として成長させる。
の製造方法は、Ｂp Ａｌq Ｇａr Ｉｎs Ｎ（０≦ｐ≦
１，０≦ｑ≦１，０≦ｒ≦１，０≦ｓ≦１，ｐ＋ｑ＋ｒ
＋ｓ＝１）によるｐ型の窒化物半導体層を有する窒化物
半導体発光装置の製造方法であって、そのｐ型の窒化物
半導体層の少なくとも１層を、その点欠陥濃度が１×１
０19cm-3以上のｐ型窒化物半導体として成長させる。
【００１１】また、本発明による窒化物半導体発光装置
の製造方法は、Ｂp Ａｌq Ｇａr Ｉｎs Ｎ（０≦ｐ≦
１，０≦ｑ≦１，０≦ｒ≦１，０≦ｓ≦１，ｐ＋ｑ＋ｒ
＋ｓ＝１）によるｐ型の窒化物半導体層を有する窒化物
半導体装置の製造方法であって、ｐ型の窒化物半導体層
の少なくとも１層を、そのＶ族原料と III族原料との供
給比Ｖ／ IIIを１０００〜５０００で成長させる。
の製造方法は、Ｂp Ａｌq Ｇａr Ｉｎs Ｎ（０≦ｐ≦
１，０≦ｑ≦１，０≦ｒ≦１，０≦ｓ≦１，ｐ＋ｑ＋ｒ
＋ｓ＝１）によるｐ型の窒化物半導体層を有する窒化物
半導体装置の製造方法であって、ｐ型の窒化物半導体層
の少なくとも１層を、そのＶ族原料と III族原料との供
給比Ｖ／ IIIを１０００〜５０００で成長させる。
【００１２】 また、本発明による窒化物半導体発光装
置の製造方法は、Ｂp Ａｌq Ｇａr Ｉｎs Ｎ（０≦ｐ≦
１，０≦ｑ≦１，０≦ｒ≦１，０≦ｓ≦１，ｐ＋ｑ＋ｒ
＋ｓ＝１）によるｐ型の窒化物半導体層を有する窒化物
半導体装置の製造方法であって、ｐ型の窒化物半導体層
の少なくとも１層を、４μｍ／hour以上の成長速度をも
って成長させる。
置の製造方法は、Ｂp Ａｌq Ｇａr Ｉｎs Ｎ（０≦ｐ≦
１，０≦ｑ≦１，０≦ｒ≦１，０≦ｓ≦１，ｐ＋ｑ＋ｒ
＋ｓ＝１）によるｐ型の窒化物半導体層を有する窒化物
半導体装置の製造方法であって、ｐ型の窒化物半導体層
の少なくとも１層を、４μｍ／hour以上の成長速度をも
って成長させる。
【００１３】また、本発明による窒化物半導体発光装置
の製造方法は、上述した各窒化物半導体発光装置の製造
方法を組み合わせることによることができる。
の製造方法は、上述した各窒化物半導体発光装置の製造
方法を組み合わせることによることができる。
【００１４】上述の本発明による窒化物半導体、あるい
は窒化物半導体発光装置において、そのｐ型のＢp Ａｌ
q Ｇａr Ｉｎs Ｎ（０≦ｐ≦１，０≦ｑ≦１，０≦ｒ≦
１，０≦ｓ≦１，ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ＝１）が、室温におい
て、高いキャリア密度を示すことが究明された。これ
は、ドーパントのＭｇのアクセプタ準位が浅くなった
か、もしくは新たに浅い準位が生じたかによる。そし
て、このことについては、温度可変ホール測定によって
明らかになった。
は窒化物半導体発光装置において、そのｐ型のＢp Ａｌ
q Ｇａr Ｉｎs Ｎ（０≦ｐ≦１，０≦ｑ≦１，０≦ｒ≦
１，０≦ｓ≦１，ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ＝１）が、室温におい
て、高いキャリア密度を示すことが究明された。これ
は、ドーパントのＭｇのアクセプタ準位が浅くなった
か、もしくは新たに浅い準位が生じたかによる。そし
て、このことについては、温度可変ホール測定によって
明らかになった。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明による窒化物半導体は、例
えばサファイア、ＳｉＣ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ス
ピネル、ＧａＮ等より成る基体上に、点欠陥濃度が、１
×１０19cm-3以上有するｐ型のＢp Ａｌq Ｇａr Ｉｎs
Ｎ（０≦ｐ≦１，０≦ｑ≦１，０≦ｒ≦１，０≦ｓ≦
１，ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ＝１）によって形成されて成る。
えばサファイア、ＳｉＣ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ス
ピネル、ＧａＮ等より成る基体上に、点欠陥濃度が、１
×１０19cm-3以上有するｐ型のＢp Ａｌq Ｇａr Ｉｎs
Ｎ（０≦ｐ≦１，０≦ｑ≦１，０≦ｒ≦１，０≦ｓ≦
１，ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ＝１）によって形成されて成る。
【００１６】本発明による窒化物半導体の一実施形態を
説明する。図１はその一例の概略断面図を示す。図１に
おいては、サファイア基体１上にＧａＮによるバッファ
層２と、ＧａＮによるアンドープ層３を介して、Ｍｇド
ープのｐ型のＢp Ａｌq Ｇａr Ｉｎs Ｎ（０≦ｐ≦１，
０≦ｑ≦１，０≦ｒ≦１，０≦ｓ≦１，ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ
＝１）が形成された構成とした場合である。
説明する。図１はその一例の概略断面図を示す。図１に
おいては、サファイア基体１上にＧａＮによるバッファ
層２と、ＧａＮによるアンドープ層３を介して、Ｍｇド
ープのｐ型のＢp Ａｌq Ｇａr Ｉｎs Ｎ（０≦ｐ≦１，
０≦ｑ≦１，０≦ｒ≦１，０≦ｓ≦１，ｐ＋ｑ＋ｒ＋ｓ
＝１）が形成された構成とした場合である。
【００１７】この窒化物半導体の、本発明による製造方
法の一例を説明する。先ず、例えばＣ面のサファイア基
体１を用意し、これを１０５０℃に加熱していわゆるサ
ーマルクリーニングを行う。その後、成長温度を５００
℃程度として、ＧａＮによるバッファ層２をエピタキシ
ャル成長する。更にその後基板温度を１０００℃程度に
昇温し、ＧａＮのアンドープ層３を厚さ１μｍ程度にエ
ピタキシャル成長した。このアンドープＧａＮ層３上
に、Ｍｇ添加のＧａＮ（ＧａＮ：Ｍｇ）によるｐ型の窒
化物半導体４をエピタキシャル成長した。
法の一例を説明する。先ず、例えばＣ面のサファイア基
体１を用意し、これを１０５０℃に加熱していわゆるサ
ーマルクリーニングを行う。その後、成長温度を５００
℃程度として、ＧａＮによるバッファ層２をエピタキシ
ャル成長する。更にその後基板温度を１０００℃程度に
昇温し、ＧａＮのアンドープ層３を厚さ１μｍ程度にエ
ピタキシャル成長した。このアンドープＧａＮ層３上
に、Ｍｇ添加のＧａＮ（ＧａＮ：Ｍｇ）によるｐ型の窒
化物半導体４をエピタキシャル成長した。
【００１８】各ＧａＮ層２〜４のエピタキシャル成長
は、ＭＯＣＶＤ（Metalorganic Chemical Vapor Deposi
tion: 有機金属気相成長）法によって行った。キャリア
ガスとしては水素を用いた。その後、アニールすること
により、半導体４のキャリア濃度を上昇させることがで
きる。
は、ＭＯＣＶＤ（Metalorganic Chemical Vapor Deposi
tion: 有機金属気相成長）法によって行った。キャリア
ガスとしては水素を用いた。その後、アニールすること
により、半導体４のキャリア濃度を上昇させることがで
きる。
【００１９】ここで、Ｇａの原料としてＴＭＧａ（トリ
・メチル・ガリウム：（ＣＨ3 ）3Ｇａ）を用い、窒素
（Ｎ）の原料としてＮＨ3 を用い、Ｍｇの原料として
（ＭｅＣｐ）2 Ｍｇ（ビス＝メチルシクロペンタジエニ
ルマグネシウム）を用いた。そして、成長温度を９９０
℃とし、Ｖ族原料のＮＨ3 ガスを１５ [ｓｌｍ] の流量
すなわち供給量に固定し、ＴＭＧａガスを３９．６〜１
５８ [μｍｏｌ／ｍｉｎ] の範囲で変化させ、（ＭｅＣ
ｐ）2 Ｍｇを０．３５〜１．３８ [μｍｏｌ／ｍｉｎ]
の範囲で変化させてＧａＮ：Ｍｇの窒化物半導体４を成
膜した試料を作製した。
・メチル・ガリウム：（ＣＨ3 ）3Ｇａ）を用い、窒素
（Ｎ）の原料としてＮＨ3 を用い、Ｍｇの原料として
（ＭｅＣｐ）2 Ｍｇ（ビス＝メチルシクロペンタジエニ
ルマグネシウム）を用いた。そして、成長温度を９９０
℃とし、Ｖ族原料のＮＨ3 ガスを１５ [ｓｌｍ] の流量
すなわち供給量に固定し、ＴＭＧａガスを３９．６〜１
５８ [μｍｏｌ／ｍｉｎ] の範囲で変化させ、（ＭｅＣ
ｐ）2 Ｍｇを０．３５〜１．３８ [μｍｏｌ／ｍｉｎ]
の範囲で変化させてＧａＮ：Ｍｇの窒化物半導体４を成
膜した試料を作製した。
【００２０】そして、この窒化物半導体４の成膜に際し
ては、図４にその成膜装置の概略図を示すように、反応
管３０内に、基体１を、例えば水平方向に角度θをもっ
て配置し、各原料ガスの供給口３１および３２から、原
料ガスとそのキャリアガスを例えば水平方向に供給する
ことによって基体１の半導体４の成膜面に対して所要の
角度θ、特に０°≦θ≦４５°をもって供給して、その
成膜を行う。
ては、図４にその成膜装置の概略図を示すように、反応
管３０内に、基体１を、例えば水平方向に角度θをもっ
て配置し、各原料ガスの供給口３１および３２から、原
料ガスとそのキャリアガスを例えば水平方向に供給する
ことによって基体１の半導体４の成膜面に対して所要の
角度θ、特に０°≦θ≦４５°をもって供給して、その
成膜を行う。
【００２１】図５は、上述したＶ/III比を変化して成膜
した半導体４におけるｐ型キャリア濃度（図中白丸印で
プロットして示した）と点欠陥濃度ｎD （図中黒丸印で
プロットして示した）の測定結果を示す。これによる
と、ｐ型キャリア濃度は、Ｖ/III比によって変化するも
のであり、Ｖ/III比が５０００以下でキャリア濃度が最
大になることがわかった。
した半導体４におけるｐ型キャリア濃度（図中白丸印で
プロットして示した）と点欠陥濃度ｎD （図中黒丸印で
プロットして示した）の測定結果を示す。これによる
と、ｐ型キャリア濃度は、Ｖ/III比によって変化するも
のであり、Ｖ/III比が５０００以下でキャリア濃度が最
大になることがわかった。
【００２２】そこで、高いｐ型キャリア濃度を得るに
は、供給比Ｖ/IIIが５０００以下とする。しかしなが
ら、供給比Ｖ/IIIが１０００未満となると、成長速度が
遅すぎて、工業的に問題があり、また、光学的特性が低
下するとからＶ/III比は１０００〜５０００とする。
は、供給比Ｖ/IIIが５０００以下とする。しかしなが
ら、供給比Ｖ/IIIが１０００未満となると、成長速度が
遅すぎて、工業的に問題があり、また、光学的特性が低
下するとからＶ/III比は１０００〜５０００とする。
【００２３】そして、上述した供給比Ｖ/IIIを変えた試
料について、Ｃ（容量）−Ｖ（電圧）測定により、アク
セプタ濃度ＮA −ドナー濃度ＮD を測定したところ、Ｎ
A −ＮD は、ほぼ同じになった。これにより、活性化エ
ネルギーの違いによってホール濃度の差ができることが
わかり、ホール測定を試みたところ、図６に示すの結果
が得られた。図６中、□印は、Ｖ/III＝４２２８とした
場合、黒塗り□印はＶ/III＝１６９１４とした場合、○
印は、Ｖ/III＝８４５７とした場合である。そして、供
給比Ｖ/IIIに対するアクセプタ準位を或る同一の仮定の
もとに求めてみると、図７に示す結果が得られた。
料について、Ｃ（容量）−Ｖ（電圧）測定により、アク
セプタ濃度ＮA −ドナー濃度ＮD を測定したところ、Ｎ
A −ＮD は、ほぼ同じになった。これにより、活性化エ
ネルギーの違いによってホール濃度の差ができることが
わかり、ホール測定を試みたところ、図６に示すの結果
が得られた。図６中、□印は、Ｖ/III＝４２２８とした
場合、黒塗り□印はＶ/III＝１６９１４とした場合、○
印は、Ｖ/III＝８４５７とした場合である。そして、供
給比Ｖ/IIIに対するアクセプタ準位を或る同一の仮定の
もとに求めてみると、図７に示す結果が得られた。
【００２４】図５と図７とを対比することにより明らか
なように、アクセプタ準位と、点欠陥とは相関関係を有
し、点欠陥増大により、アクセプタ準位が浅くなりホー
ル濃度が上昇することがわかり、また、その点欠陥濃度
は、１×１０19ｃｍ-3以上とすることが必要であること
がわかり、ここに、本発明構成において、点欠陥濃度を
１×１０19ｃｍ-3以上とする理由がある。そして、この
点欠陥濃度の上限は、母体の濃度と同程度になることか
ら、点欠陥濃度は、１×１０19ｃｍ-3〜１×１０22ｃｍ
-3に選定することになる。
なように、アクセプタ準位と、点欠陥とは相関関係を有
し、点欠陥増大により、アクセプタ準位が浅くなりホー
ル濃度が上昇することがわかり、また、その点欠陥濃度
は、１×１０19ｃｍ-3以上とすることが必要であること
がわかり、ここに、本発明構成において、点欠陥濃度を
１×１０19ｃｍ-3以上とする理由がある。そして、この
点欠陥濃度の上限は、母体の濃度と同程度になることか
ら、点欠陥濃度は、１×１０19ｃｍ-3〜１×１０22ｃｍ
-3に選定することになる。
【００２５】図５および図７に示すように、Ｖ/III比を
下げて行くと、活性化エネルギーが極端に低いアクセプ
タ準位があらわれ、キャリア濃度が上昇していくが、こ
の現象は、次のように考察することができる。まず、最
初の結晶成長時には、Ｖ族原料の供給量が不足すると良
質な結晶を成長することができないことは知られてい
て、比較的Ｖ族原子を減らすことによって結晶性の低下
によって成長膜には点欠陥が発生する。一方、点欠陥
は、一般にキャリアを補償するが、Ｍｇが導入されてい
る場合には、コンプレックスを形成してアクセプタの準
位の浅いものを作るのではないかと考えられる。とする
と、アクセプタ濃度と同等の欠陥が生じてキャリア濃度
に影響を与えることになるので、点欠陥濃度を１×１０
19ｃｍ-3程度以上においてキャリア濃度に影響を与える
ことができ、浅い準位を形成し、キャリア濃度が上昇す
ると考えることができる。
下げて行くと、活性化エネルギーが極端に低いアクセプ
タ準位があらわれ、キャリア濃度が上昇していくが、こ
の現象は、次のように考察することができる。まず、最
初の結晶成長時には、Ｖ族原料の供給量が不足すると良
質な結晶を成長することができないことは知られてい
て、比較的Ｖ族原子を減らすことによって結晶性の低下
によって成長膜には点欠陥が発生する。一方、点欠陥
は、一般にキャリアを補償するが、Ｍｇが導入されてい
る場合には、コンプレックスを形成してアクセプタの準
位の浅いものを作るのではないかと考えられる。とする
と、アクセプタ濃度と同等の欠陥が生じてキャリア濃度
に影響を与えることになるので、点欠陥濃度を１×１０
19ｃｍ-3程度以上においてキャリア濃度に影響を与える
ことができ、浅い準位を形成し、キャリア濃度が上昇す
ると考えることができる。
【００２６】このことから、結晶成長との関係を考える
と、 III族原子を多くして、 III族からの成長、あるい
は成長速度をかなり大きくすることにより、欠陥が導入
されやくなる。図８は、その成長速度（μｍ／hour）と
欠陥密度ｎD との関係の測定結果を示す。これにより成
長速度を上げることによって点欠陥濃度が上昇すること
がわかり、点欠陥度を１×１０19ｃｍ-3以上とするに
は、成長速度ＧＲは４μｍ／hour以上とすることにな
る。しかしながら、この成長速度が余り高くなるとＭＯ
ＣＶＤでは高品質結晶が得られなくなることから、この
成長速度は、４〜１０μｍ／hourに選定する。
と、 III族原子を多くして、 III族からの成長、あるい
は成長速度をかなり大きくすることにより、欠陥が導入
されやくなる。図８は、その成長速度（μｍ／hour）と
欠陥密度ｎD との関係の測定結果を示す。これにより成
長速度を上げることによって点欠陥濃度が上昇すること
がわかり、点欠陥度を１×１０19ｃｍ-3以上とするに
は、成長速度ＧＲは４μｍ／hour以上とすることにな
る。しかしながら、この成長速度が余り高くなるとＭＯ
ＣＶＤでは高品質結晶が得られなくなることから、この
成長速度は、４〜１０μｍ／hourに選定する。
【００２７】次に、本発明による窒化物半導体発光装置
の一実施形態を説明する。この実施形態においては、発
光ダイオードＬＥＤを構成した場合で、図２にその一例
の概略断面図を示す。この発光ダイオードにおいては、
基体１上に、バッファ層２、アンドープ層３、ｎ型のク
ラッド層５、活性層６、ｐ型の第１のクラッド層７、第
２のクラッド層８、コンタクト層９が順次積層されて成
る構成を有する。そして、この例においては、そのコン
タクト層９が、図１における窒化物半導体４と同様の構
成を有し、高いｐ型のキャリア濃度を有する層として構
成される。
の一実施形態を説明する。この実施形態においては、発
光ダイオードＬＥＤを構成した場合で、図２にその一例
の概略断面図を示す。この発光ダイオードにおいては、
基体１上に、バッファ層２、アンドープ層３、ｎ型のク
ラッド層５、活性層６、ｐ型の第１のクラッド層７、第
２のクラッド層８、コンタクト層９が順次積層されて成
る構成を有する。そして、この例においては、そのコン
タクト層９が、図１における窒化物半導体４と同様の構
成を有し、高いｐ型のキャリア濃度を有する層として構
成される。
【００２８】次に、この本発明による半導体発光装置を
製造する本発明による製造方法の一実施形態の一例を説
明する。この例においても、図１の例で説明したと同様
に、例えばＣ面のサファイア基体１を用意し、これを１
０５０℃に加熱していわゆるサーマルクリーニングを行
う。その後、成長温度を５００℃程度として、ＧａＮに
よるバッファ層２をエピタキシャル成長する。更にその
後基板温度を１０００℃程度に昇温し、ＧａＮのアンド
ープ層３を厚さ１μｍ程度にエピタキシャル成長する。
製造する本発明による製造方法の一実施形態の一例を説
明する。この例においても、図１の例で説明したと同様
に、例えばＣ面のサファイア基体１を用意し、これを１
０５０℃に加熱していわゆるサーマルクリーニングを行
う。その後、成長温度を５００℃程度として、ＧａＮに
よるバッファ層２をエピタキシャル成長する。更にその
後基板温度を１０００℃程度に昇温し、ＧａＮのアンド
ープ層３を厚さ１μｍ程度にエピタキシャル成長する。
【００２９】そして、このＧａＮアンドープ層３上に、
ｎ型不純物Ｓｉを添加したＧａＮ：Ｓｉによるｎ型のク
ラッド層５を例えば３μｍの厚さにエピタキシャル成長
し、その上にＩｎＧａＮ層とＧａＮ層との繰り返し積層
による多重量子井戸構造の活性層６をエピタキシャル成
長する。この際のＩｎの組成（Ｉｎx Ｇａ1-x Ｎとした
ときのｘ）は、発光波長によって相違するが、ｘ＝０．
０１〜０．４程度の範囲に選定する。また、この活性層
６上に、ｐ型不純物Ｍｇを添加した例えばＡｌ0.15Ｇａ
0.85Ｎ：Ｍｇによるｐ型の第１のクラッド層７をエピタ
キシャル成長し、更にこの上にＧａＮ：Ｍｇによるｐ型
の第２のクラッド層８をエピタキシャル成長する。更
に、この第２クラッド層８上に、ＧａＮ：Ｍｇによるコ
ンタクト層９をエピタキシャル成長する。
ｎ型不純物Ｓｉを添加したＧａＮ：Ｓｉによるｎ型のク
ラッド層５を例えば３μｍの厚さにエピタキシャル成長
し、その上にＩｎＧａＮ層とＧａＮ層との繰り返し積層
による多重量子井戸構造の活性層６をエピタキシャル成
長する。この際のＩｎの組成（Ｉｎx Ｇａ1-x Ｎとした
ときのｘ）は、発光波長によって相違するが、ｘ＝０．
０１〜０．４程度の範囲に選定する。また、この活性層
６上に、ｐ型不純物Ｍｇを添加した例えばＡｌ0.15Ｇａ
0.85Ｎ：Ｍｇによるｐ型の第１のクラッド層７をエピタ
キシャル成長し、更にこの上にＧａＮ：Ｍｇによるｐ型
の第２のクラッド層８をエピタキシャル成長する。更
に、この第２クラッド層８上に、ＧａＮ：Ｍｇによるコ
ンタクト層９をエピタキシャル成長する。
【００３０】これら各窒化物半導体層５〜９は、ＭＯＣ
ＶＤ法によってエピタキシャル成長することができ、そ
の原料ガスは、前述の実施形態におけると同様に、Ｇａ
の原料としてＴＭＧａを用い、窒素（Ｎ）の原料として
ＮＨ3 を用い、Ｍｇの原料として（ＭｅＣｐ）2 Ｍｇを
用いることができる。また、Ｓｉの原料ガスとしてＳｉ
Ｈ4 を用い、ＩｎおよびＡｌの原料ガスとしてＴＭＩｎ
（トリ・メチル・インジウム）およびＴＭＡｌ（トリ・
メチル・アルミニウム）を用いることができる。そし
て、窒化物半導体層５〜８に関しては、６００℃〜８０
０℃程度の比較的低温のＭＯＣＶＤによって成膜し、コ
ンタクト層９に関しては、１０００℃に昇温して、しか
もＭｇ濃度を上昇させる。このコンタクト層９の成長
は、前述した図１で示した実施形態の例で説明したよう
に、Ｖ/III比を、１０００〜５０００とし、成長速度を
４μｍ／hour〜１０μｍ／hourとし、点欠陥密度ｎD を
１×１０19ｃｍ-3〜１×１０22ｃｍ-3とする。この成膜
の後、アニールすることによって、ｐ型のキャリアを活
性化することができる。
ＶＤ法によってエピタキシャル成長することができ、そ
の原料ガスは、前述の実施形態におけると同様に、Ｇａ
の原料としてＴＭＧａを用い、窒素（Ｎ）の原料として
ＮＨ3 を用い、Ｍｇの原料として（ＭｅＣｐ）2 Ｍｇを
用いることができる。また、Ｓｉの原料ガスとしてＳｉ
Ｈ4 を用い、ＩｎおよびＡｌの原料ガスとしてＴＭＩｎ
（トリ・メチル・インジウム）およびＴＭＡｌ（トリ・
メチル・アルミニウム）を用いることができる。そし
て、窒化物半導体層５〜８に関しては、６００℃〜８０
０℃程度の比較的低温のＭＯＣＶＤによって成膜し、コ
ンタクト層９に関しては、１０００℃に昇温して、しか
もＭｇ濃度を上昇させる。このコンタクト層９の成長
は、前述した図１で示した実施形態の例で説明したよう
に、Ｖ/III比を、１０００〜５０００とし、成長速度を
４μｍ／hour〜１０μｍ／hourとし、点欠陥密度ｎD を
１×１０19ｃｍ-3〜１×１０22ｃｍ-3とする。この成膜
の後、アニールすることによって、ｐ型のキャリアを活
性化することができる。
【００３１】そして、コンタクト層９、クラッド層８お
よび７、活性層６を横切って、半導体レーザの動作部す
なわち活性層に対する通電がなされるストライプ部を残
してその外側に、溝を形成してクラッド層５の一部を外
部に露出して、此処に第１の電１１をオーミックにコン
タクトする。
よび７、活性層６を横切って、半導体レーザの動作部す
なわち活性層に対する通電がなされるストライプ部を残
してその外側に、溝を形成してクラッド層５の一部を外
部に露出して、此処に第１の電１１をオーミックにコン
タクトする。
【００３２】クラッド層５上には、例えばＴｉ、Ａｌ、
ＰｔおよびＡｕの各金属層を順次蒸着、スパッタリング
等によって第１の電極１１をオーミックにコンタクト
し、コンタクト層９上には、例えばＮｉ、ＰｔおよびＡ
ｕの各金属層を順次蒸着、スパッタリング等によって被
着してなる第２の電極１２をオーミックにコンタクトす
る。
ＰｔおよびＡｕの各金属層を順次蒸着、スパッタリング
等によって第１の電極１１をオーミックにコンタクト
し、コンタクト層９上には、例えばＮｉ、ＰｔおよびＡ
ｕの各金属層を順次蒸着、スパッタリング等によって被
着してなる第２の電極１２をオーミックにコンタクトす
る。
【００３３】この構成による窒化物半導体発光装置は、
第１および第２の電極１１および１２間に、順方向の通
電を行うことによって、エレクトロルミネセンスによる
発光がなされる。そして、この構成によるときは、その
コンタクト層９の抵抗を充分小さくすることができるこ
とによって、順方向抵抗の低減化が図られ、低電圧駆動
によって高い発光効率を得ることができる。
第１および第２の電極１１および１２間に、順方向の通
電を行うことによって、エレクトロルミネセンスによる
発光がなされる。そして、この構成によるときは、その
コンタクト層９の抵抗を充分小さくすることができるこ
とによって、順方向抵抗の低減化が図られ、低電圧駆動
によって高い発光効率を得ることができる。
【００３４】このように、本発明による半導体発光装置
は、そのｐ型のコンタクト層９において、その成膜に当
たり供給比Ｖ/IIIを、１０００〜５０００とするもので
あるが、発光動作部、すなわち活性層６の近傍における
第１および第２のクラッド層６および７においては、供
給比Ｖ/IIIを１００００以上に選定することが望まれ
る。すなわち、図９は、その供給比Ｖ/IIIと発光強度と
の関係の測定結果を示すもので、この場合、供給比Ｖ/I
IIが小さくなると発光強度が低下する。すなわち、点結
晶欠陥の増加によって、発光強度すなわち光学特性が低
下するが、本発明による窒化物半導体発光装置において
は、そのコンタクト層９についてのみ、点欠陥が多く発
生するようにしたことにより、発光強度の低下を来すこ
となく、直列抵抗の低減化を図ることができる。
は、そのｐ型のコンタクト層９において、その成膜に当
たり供給比Ｖ/IIIを、１０００〜５０００とするもので
あるが、発光動作部、すなわち活性層６の近傍における
第１および第２のクラッド層６および７においては、供
給比Ｖ/IIIを１００００以上に選定することが望まれ
る。すなわち、図９は、その供給比Ｖ/IIIと発光強度と
の関係の測定結果を示すもので、この場合、供給比Ｖ/I
IIが小さくなると発光強度が低下する。すなわち、点結
晶欠陥の増加によって、発光強度すなわち光学特性が低
下するが、本発明による窒化物半導体発光装置において
は、そのコンタクト層９についてのみ、点欠陥が多く発
生するようにしたことにより、発光強度の低下を来すこ
となく、直列抵抗の低減化を図ることができる。
【００３５】また、上述の本発明による窒化物半導体発
光装置における実施形態においては、発光ダイオードを
構成した場合であるが、半導体レーザを構成することが
できる。図３は、その一例の概略断面図である。この例
においては、ＳＣＨ−ＭＱＷ（Separate Confinement H
eterostructure-Multi Quantum Well)構造の半導体レー
ザを構成した場合である。
光装置における実施形態においては、発光ダイオードを
構成した場合であるが、半導体レーザを構成することが
できる。図３は、その一例の概略断面図である。この例
においては、ＳＣＨ−ＭＱＷ（Separate Confinement H
eterostructure-Multi Quantum Well)構造の半導体レー
ザを構成した場合である。
【００３６】この半導体レーザを、本発明製造方法の一
例と共に説明する。この例においても、例えばサファイ
アによる基体１が用意される。この基体１上に、例えば
ＧａＮバッファ層２を、例えば基体温度５００℃の低温
で、５０ｎｍの厚さにエピタキシャル成長し、続いて基
体温度を１０００℃に上昇させ、例えばシリコン（Ｓ
ｉ）ドープのＧａＮによるｎ型の第１コンタクト層１３
を５μｍの厚さに形成し、この上に、例えば厚さ２μｍ
のＡｌＧａＮ：Ｓｉによるｎ型のクラッド層１４、ＭＱ
Ｗ構造の活性層１６、例えば厚さ１００ｎｍのＧａＮに
よるｐ型の、第２のガイド層１７、例えば厚さ１μｍの
ＡｌＧａＮ：Ｍｇによるｐ型のクラッド層１８、例えば
厚さ１００ｎｍのｐ型のＧａＮ：Ｍｇによる第２コンタ
クト層１９を順次エピタキシャル成長する。
例と共に説明する。この例においても、例えばサファイ
アによる基体１が用意される。この基体１上に、例えば
ＧａＮバッファ層２を、例えば基体温度５００℃の低温
で、５０ｎｍの厚さにエピタキシャル成長し、続いて基
体温度を１０００℃に上昇させ、例えばシリコン（Ｓ
ｉ）ドープのＧａＮによるｎ型の第１コンタクト層１３
を５μｍの厚さに形成し、この上に、例えば厚さ２μｍ
のＡｌＧａＮ：Ｓｉによるｎ型のクラッド層１４、ＭＱ
Ｗ構造の活性層１６、例えば厚さ１００ｎｍのＧａＮに
よるｐ型の、第２のガイド層１７、例えば厚さ１μｍの
ＡｌＧａＮ：Ｍｇによるｐ型のクラッド層１８、例えば
厚さ１００ｎｍのｐ型のＧａＮ：Ｍｇによる第２コンタ
クト層１９を順次エピタキシャル成長する。
【００３７】この場合、半導体層１４〜１８は、通常の
例えばＭＯＣＶＤによって形成するが、第２のコンタク
ト１９は、図１および図２で説明した半導体４およびコ
ンタクト９と同様の構成および方法による。すなわち、
この第２のコンタクト層１９のエピタキシャル成長にお
いては、Ｖ/III比を、１０００〜５０００とし、成長速
度を４μｍ／hour〜１０μｍ／hourとし、点欠陥密度ｎ
D を１×１０19ｃｍ-3〜１×１０22ｃｍ-3とする。
例えばＭＯＣＶＤによって形成するが、第２のコンタク
ト１９は、図１および図２で説明した半導体４およびコ
ンタクト９と同様の構成および方法による。すなわち、
この第２のコンタクト層１９のエピタキシャル成長にお
いては、Ｖ/III比を、１０００〜５０００とし、成長速
度を４μｍ／hour〜１０μｍ／hourとし、点欠陥密度ｎ
D を１×１０19ｃｍ-3〜１×１０22ｃｍ-3とする。
【００３８】また、この場合においてもコンタクト層１
９、クラッド層１８、ガイド層１７、活性層１６、ガイ
ド層１５、クラッド層１４を横切って、半導体レーザの
動作部すなわち活性層に対する通電がなされるストライ
プ部を残してその外側に、溝を形成して、第１のコンタ
クト層１３の一部を外部に露出して、此処に第１の電１
１をオーミックにコンタクトする。この場合において
も、第１電極１１は、例えばＴｉ、Ｐｔ、Ａｕを順次ス
パッタリング等によって被着し、第２電極は１２は、例
えばＮｉ、Ｐｔ、Ａｕを順次スパッタリング等によって
被着形成することができる。
９、クラッド層１８、ガイド層１７、活性層１６、ガイ
ド層１５、クラッド層１４を横切って、半導体レーザの
動作部すなわち活性層に対する通電がなされるストライ
プ部を残してその外側に、溝を形成して、第１のコンタ
クト層１３の一部を外部に露出して、此処に第１の電１
１をオーミックにコンタクトする。この場合において
も、第１電極１１は、例えばＴｉ、Ｐｔ、Ａｕを順次ス
パッタリング等によって被着し、第２電極は１２は、例
えばＮｉ、Ｐｔ、Ａｕを順次スパッタリング等によって
被着形成することができる。
【００３９】また、第２のコンタクト層１９上には、例
えばＳｉＯ2 による絶縁層２３をＣＶＤ法等によって形
成し、これに、上記ストライプ方向に沿って延びるコン
タクト窓２３Ｗを開口し、このコンタクト窓２３Ｗを通
じて、第２電極１２をオーミックにコンタクトする。
えばＳｉＯ2 による絶縁層２３をＣＶＤ法等によって形
成し、これに、上記ストライプ方向に沿って延びるコン
タクト窓２３Ｗを開口し、このコンタクト窓２３Ｗを通
じて、第２電極１２をオーミックにコンタクトする。
【００４０】この方法および構造による半導体レーザに
おいても、そのｐ型のコンタクト層１９のキャリア濃度
を充分高めることができることによって抵抗の低減化が
図られ、しきい値電圧Ｖthの低減化、発光効率の向上等
の特性の向上を図ることができる。
おいても、そのｐ型のコンタクト層１９のキャリア濃度
を充分高めることができることによって抵抗の低減化が
図られ、しきい値電圧Ｖthの低減化、発光効率の向上等
の特性の向上を図ることができる。
【００４１】尚、本発明による窒化物半導体、窒化物半
導体発光装置は、上述した例に限られるものではなく、
各種構造の窒化物半導体に適用することができ、また半
導体発光装置においても、図２で説明した発光素子よう
な、ＳＣＨ−ＭＱＷ構造のレーザに限られるものではな
く、活性層が単層量子井戸構造によるとか、あるいはＤ
Ｈ（Double Hetero)構造によるとか、種々の構成による
半導体レーザ、発光ダイオード構成とすることができ
る。
導体発光装置は、上述した例に限られるものではなく、
各種構造の窒化物半導体に適用することができ、また半
導体発光装置においても、図２で説明した発光素子よう
な、ＳＣＨ−ＭＱＷ構造のレーザに限られるものではな
く、活性層が単層量子井戸構造によるとか、あるいはＤ
Ｈ（Double Hetero)構造によるとか、種々の構成による
半導体レーザ、発光ダイオード構成とすることができ
る。
【００４２】
【発明の効果】上述の本発明による窒化物半導体、窒化
物半導体発光装置において、またこれらの本発明製造方
法によれば、ドーパントのＭｇを添加した窒化物半導
体、窒化物半導体発光装置におけるコンタクト層におい
て、キャリアの高密度化、したがって、低抵抗化を図る
ことができる。したがって、例えば半導体発光装置にお
いて、直列抵抗の低減化が図られ、発光特性の向上と共
に、駆動電力の低減化、ひいては寿命の向上等をはかる
ことができる。
物半導体発光装置において、またこれらの本発明製造方
法によれば、ドーパントのＭｇを添加した窒化物半導
体、窒化物半導体発光装置におけるコンタクト層におい
て、キャリアの高密度化、したがって、低抵抗化を図る
ことができる。したがって、例えば半導体発光装置にお
いて、直列抵抗の低減化が図られ、発光特性の向上と共
に、駆動電力の低減化、ひいては寿命の向上等をはかる
ことができる。
【図１】本発明による半導体の一例の概略断面図であ
る。
る。
【図２】本発明による半導体装置の一例の概略断面図で
ある。
ある。
【図３】本発明による半導体装置の他の例の概略断面図
である。
である。
【図４】本発明による半導体成膜に用いる装置の概略断
面図である。
面図である。
【図５】ｐ型キャリア濃度と点欠陥濃度のそれぞれのＶ
/III比に対する依存性の測定結果を示す図である。
/III比に対する依存性の測定結果を示す図である。
【図６】Ｖ/III比をパラメータとするホール濃度のＶ/I
II比に対する依存性の測定結果を示す図である。
II比に対する依存性の測定結果を示す図である。
【図７】アクセプタ準位のＶ/III比に対する依存性を示
す図である。
す図である。
【図８】成長速度と点欠陥濃度との関係の測定結果を示
す図である。
す図である。
【図９】発光強度のＶ/III比に対する依存性を示す図で
ある。
ある。
１・・・基体、２・・・バッファ層、３・・・アンドー
プ層、４・・・窒化物半導体、５・・・クラッド層、６
・・・活性層、７・・・第１のクラッド層、８・・・第
２のクラッド層、９・・・コンタクト層、１１・・・第
１の電極、１２・・・第２の電極、１３・・・第１のコ
ンタクト層、１４・・・クラッド層、１５・・・ガイド
層、１６・・・活性層、１７・・・ガイド層、１８・・
・クラッド層、１９・・・第２のコンタクト層、２３・
・・絶縁層、２３Ｗ・・・コンタクト窓、３０・・・反
応管、３１，３２・・・原料ガスの供給口
プ層、４・・・窒化物半導体、５・・・クラッド層、６
・・・活性層、７・・・第１のクラッド層、８・・・第
２のクラッド層、９・・・コンタクト層、１１・・・第
１の電極、１２・・・第２の電極、１３・・・第１のコ
ンタクト層、１４・・・クラッド層、１５・・・ガイド
層、１６・・・活性層、１７・・・ガイド層、１８・・
・クラッド層、１９・・・第２のコンタクト層、２３・
・・絶縁層、２３Ｗ・・・コンタクト窓、３０・・・反
応管、３１，３２・・・原料ガスの供給口
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年４月２６日（１９９９．４．２
６）
６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２２】そこで、高いｐ型キャリア濃度を得るに
は、供給比Ｖ/IIIが５０００以下とする。しかしなが
ら、供給比Ｖ/IIIが１０００未満となると、成長速度が
速すぎて、工業的に問題があり、また、光学的特性が低
下することからＶ/III比は１０００〜５０００とする。
は、供給比Ｖ/IIIが５０００以下とする。しかしなが
ら、供給比Ｖ/IIIが１０００未満となると、成長速度が
速すぎて、工業的に問題があり、また、光学的特性が低
下することからＶ/III比は１０００〜５０００とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 文彦 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5F041 AA24 CA04 CA05 CA14 CA34 CA40 CA65 CA72 CA73 CA77 5F045 AA04 AB14 AB17 AB19 AC01 AC08 AC12 AC19 AD09 AD13 AD14 AF02 AF03 AF04 AF06 AF09 AF13 BB09 CA10 CA12 DA53 DA55 DA57 DP07 DQ06 EB13 EE12 HA16 HA19 5F073 AA04 AA73 AA74 CA07 CA20 CB05 DA05 DA16 DA35 EA29
Claims (24)
- 【請求項１】 ｐ型のＢp Ａｌq Ｇａr Ｉｎs Ｎ（０≦
ｐ≦１，０≦ｑ≦１，０≦ｒ≦１，０≦ｓ≦１，ｐ＋ｑ
＋ｒ＋ｓ＝１）による窒化物半導体であって、 点欠陥濃度が、１×１０19cm-3以上とされて高いキャリ
ア濃度を得ることができるようにしたことを特徴とする
窒化物半導体。 - 【請求項２】 ｐ型のＢp Ａｌq Ｇａr Ｉｎs Ｎ（０≦
ｐ≦１，０≦ｑ≦１，０≦ｒ≦１，０≦ｓ≦１，ｐ＋ｑ
＋ｒ＋ｓ＝１）による窒化物半導体層を有する半導体発
光装置であって、 上記ｐ型の窒化物半導体層の少なくとも１層を、その点
欠陥濃度が、１×１０ 19cm-3以上とされて高いキャリア
濃度を得ることができるようにしたことを特徴とする窒
化物半導体発光装置。 - 【請求項３】 Ｂp Ａｌq Ｇａr Ｉｎs Ｎ（０≦ｐ≦
１，０≦ｑ≦１，０≦ｒ≦１，０≦ｓ≦１，ｐ＋ｑ＋ｒ
＋ｓ＝１）によるｐ型の窒化物半導体の製造方法であっ
て、 その点欠陥濃度が１×１０19cm-3以上のｐ型の窒化物半
導体を成長させることを特徴とする窒化物半導体の製造
方法。 - 【請求項４】 Ｂp Ａｌq Ｇａr Ｉｎs Ｎ（０≦ｐ≦
１，０≦ｑ≦１，０≦ｒ≦１，０≦ｓ≦１，ｐ＋ｑ＋ｒ
＋ｓ＝１）によるｐ型の窒化物半導体層を有する窒化物
半導体発光装置の製造方法であって、 上記ｐ型の窒化物半導体層の少なくとも１層を、その点
欠陥濃度が１×１０19cm-3以上のｐ型窒化物半導体とし
て成長させることを特徴とする窒化物半導体発光装置の
製造方法。 - 【請求項５】 Ｂp Ａｌq Ｇａr Ｉｎs Ｎ（０≦ｐ≦
１，０≦ｑ≦１，０≦ｒ≦１，０≦ｓ≦１，ｐ＋ｑ＋ｒ
＋ｓ＝１）によるｐ型の窒化物半導体の製造方法であっ
て、 Ｖ族原料と III族原料との供給比Ｖ／ IIIを１０００〜
５０００にしてｐ型の窒化物半導体を成長させることを
特徴とする窒化物半導体の製造方法。 - 【請求項６】 Ｂp Ａｌq Ｇａr Ｉｎs Ｎ（０≦ｐ≦
１，０≦ｑ≦１，０≦ｒ≦１，０≦ｓ≦１，ｐ＋ｑ＋ｒ
＋ｓ＝１）によるｐ型の窒化物半導体層を有する窒化物
半導体発光装置の製造方法であって、 上記ｐ型の窒化物半導体層の少なくとも１層を、Ｖ族原
料と III族原料との供給比Ｖ／ IIIを１０００〜５００
０にしてｐ型の窒化物半導体層として成長させることを
特徴とする窒化物半導体発光装置の製造方法。 - 【請求項７】 Ｂp Ａｌq Ｇａr ＩｎS Ｎ（０≦ｐ≦
１，０≦ｑ≦１，０≦ｒ≦１，０≦ｓ≦１，ｐ＋ｑ＋ｒ
＋ｓ＝１）によるｐ型の窒化物半導体の製造方法であっ
て、 ４μｍ／hour以上の成長速度をもってｐ型窒化物半導体
を成長させることを特徴とする窒化物半導体の製造方
法。 - 【請求項８】 Ｂp Ａｌq Ｇａr Ｉｎs Ｎ（０≦ｐ≦
１，０≦ｑ≦１，０≦ｒ≦１，０≦ｓ≦１，ｐ＋ｑ＋ｒ
＋ｓ＝１）によるｐ型の窒化物半導体層を有する窒化物
半導体発光装置の製造方法であって、 上記ｐ型の窒化物半導体層の少なくとも１層を、４μｍ
／hour以上の成長速度をもって成長させることを特徴と
する窒化物半導体発光装置の製造方法。 - 【請求項９】 上記ｐ型窒化物半導体の成長にあたっ
て、Ｖ族原料と III族原料との供給比Ｖ／ IIIを１００
０〜５０００とすると共に、その成長速度を４μｍ／ho
ur以上としたことを特徴とする請求項５に記載の窒化物
半導体の製造方法。 - 【請求項１０】 上記ｐ型の窒化物半導体層の少なくと
も１層の成長にあたって、Ｖ族原料と III族原料との供
給比Ｖ／ IIIを１０００〜５０００とすると共に、その
成長速度を４μｍ／hour以上としたことを特徴とする請
求項６に記載の窒化物半導体発光装置の製造方法。 - 【請求項１１】 上記ｐ型窒化物半導体の成長にあたっ
て、Ｖ族原料と III族原料との供給比Ｖ／ IIIを１００
０〜５０００とすると共に、その成長速度を４μｍ／ho
ur以上として点欠陥濃度が、１×１０19cm-3以上のｐ型
窒化物半導体を成長させることを特徴とする請求項５に
記載の窒化物半導体の製造方法。 - 【請求項１２】 上記ｐ型の窒化物半導体層の少なくと
も１層の成長にあたって、Ｖ族原料と III族原料との供
給比Ｖ／ IIIを１０００〜５０００とすると共に、その
成長速度を４μｍ／hour以上として点欠陥濃度が、１×
１０19cm-3以上のｐ型窒化物半導体として成長させるこ
とを特徴とする請求項６に記載の窒化物半導体発光装置
の製造方法。 - 【請求項１３】 上記ｐ型半導体の成長後に、加熱また
は電子線照射による活性化処理を行うことを特徴とする
請求項３に記載の窒化物半導体の製造方法。 - 【請求項１４】 上記ｐ型半導体層の成長後に、加熱ま
たは電子線照射による活性化処理を行うことを特徴とす
る請求項４に記載の窒化物半導体の製造方法。 - 【請求項１５】 上記ｐ型半導体の成長後に、加熱また
は電子線照射による活性化処理を行うことを特徴とする
請求項５に記載の窒化物半導体の製造方法。 - 【請求項１６】 上記ｐ型半導体層の成長後に、加熱ま
たは電子線照射による活性化処理を行うことを特徴とす
る請求項６に記載の窒化物半導体の製造方法。 - 【請求項１７】 上記ｐ型半導体の成長後に、加熱また
は電子線照射による活性化処理を行うことを特徴とする
請求項７に記載の窒化物半導体の製造方法。 - 【請求項１８】 上記ｐ型半導体層の成長後に、加熱ま
たは電子線照射による活性化処理を行うことを特徴とす
る請求項８に記載の窒化物半導体の製造方法。 - 【請求項１９】 上記ｐ型半導体の成長後に、加熱また
は電子線照射による活性化処理を行うことを特徴とする
請求項９に記載の窒化物半導体の製造方法。 - 【請求項２０】 上記ｐ型半導体層の成長後に、加熱ま
たは電子線照射による活性化処理を行うことを特徴とす
る請求項１０に記載の窒化物半導体の製造方法。 - 【請求項２１】 上記ｐ型半導体の成長後に、加熱また
は電子線照射による活性化処理を行うことを特徴とする
請求項１１に記載の窒化物半導体の製造方法。 - 【請求項２２】 上記ｐ型半導体層の成長後に、加熱ま
たは電子線照射による活性化処理を行うことを特徴とす
る請求項１２に記載の窒化物半導体の製造方法。 - 【請求項２３】 請求項２に記載の窒化物半導体発光装
置において、 該窒化物半導体発光装置を構成する活性層、または該活
性層とこれに隣接する半導体層とが、点欠陥濃度が１×
１０19cm-3未満のＢp Ａｌq Ｇａr Ｉｎs Ｎ（０≦ｐ≦
１，０≦ｑ≦１，０≦ｒ≦１，０≦ｓ≦１，ｐ＋ｑ＋ｒ
＋ｓ＝１）による半導体層によって構成されたことを特
徴とする窒化物半導体発光装置。 - 【請求項２４】 請求項６に記載の窒化物半導体発光装
置の製造方法において、 上記ｐ型窒化物半導体層によって上記窒化物半導体発光
装置のコンタクト層を成長し、 上記窒化物半導体発光装置を構成する活性層、または該
活性層とこれに隣接する半導体層との成長におけるＶ族
原料と III族原料との供給比Ｖ／ IIIを５０００より大
とし、かつ上記コンタクト層の成長における上記供給比
Ｖ／ IIIと、上記活性層または該活性層とこれに隣接す
る半導体層の供給比Ｖ／ IIIとの相対的値を０．５：１
に選定したことを特徴とする窒化物半導体発光装置の製
造方法。
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