JP2000232239A - 窒化物半導体の成長方法及び窒化物半導体素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 保護膜上部に限らず窓部の結晶欠陥の転位を
減少させ、且つ保護膜上部で隣接するＧａＮ同士の接合
の際に空隙の生じない窒化物半導体の成長方法、及び前
記方法により得られる窒化物半導体を基板とし寿命特性
等の素子性能が良好で、量産性の良好な窒化物半導体素
子を提供することである。 【解決手段】 成長方法として、基板上に窒化物半導体
が成長しにくい材料からなる第１の保護膜を部分的に形
成する第１の工程と、この第１の工程後、形成させた第
１の保護膜上に第１の窒化物半導体の横方向の成長を利
用しながら第１の保護膜の上にまで成長させる第２の工
程とを少なくとも有する窒化物半導体の成長方法におい
て、前記第２の工程で第１の窒化物半導体の成長時に、
ｐ型不純物、又は、ｐ型不純物及びｎ型不純物をドープ
する。素子として前記方法により得られた窒化物半導体
を基板としこの上に素子構造を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は窒化物半導体（Ｉｎ
_XＡｌ_YＧａ_1-X-YＮ、０≦X、０≦Y、X＋Y≦１）の成長
方法に係り、特に窒化物半導体よりなる基板の成長方法
に関する。また、本発明は、前記窒化物半導体よりなる
基板を用い発光ダイオード、レーザダイオード等の発光
素子、あるいは太陽電池、光センサー等の受光素子に使
用される窒化物半導体（Ｉｎ_XＡｌ_YＧａ_1-X-YＮ、０≦
X、０≦Y、X＋Y≦１）よりなる窒化物半導体素子に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、窒化物半導体からなる青色、青緑
色の発光ダイオード、レーザダイオードが実用化された
り実用可能になっている。

【０００３】例えば、本発明者等は、Japanese Journal
of Aplide Physics. Vol.37(1998)pp.L309-L312 に、
サファイア上に成長させたＧａＮ層上に、ＳｉＯ₂より
なる保護膜を部分的に形成し、その保護膜上から再度Ｇ
ａＮを有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）等の気相成長
法により成長させることで、保護膜が形成されていない
部分（以下、窓部という）から成長が開始し、次第に保
護膜上部でＧａＮの横方向の成長が生じ、隣接する窓部
から横方向に成長したＧａＮ同士が保護膜上で接合して
成長を続け、結晶欠陥の極めて少ない窒化物半導体を得
ることができることを開示している。そして、得られる
結晶欠陥の少ない窒化物半導体を基板とし、この窒化物
半導体基板上に素子構造を形成してなる窒化物半導体レ
ーザ素子は、１万時間以上の連続発振を達成することが
できることが開示されている。

【０００４】このような保護膜を形成した後、窒化物半
導体の横方向の成長を利用して窒化物半導体を成長させ
る方法は、エピタキシャルラテラルオーバーグロウス
（Epitaxially lateral over growth : ＥＬＯＧ）と呼
ばれている。

【０００５】上記の方法は、サファイア基板上にＧａＮ
層をいったん２μｍ成長させた後で、３μｍの間隔（窓
部）をあけながら厚さ２μｍ、幅１３μｍのストライプ
状のＳｉＯ₂よりなる保護膜を形成し、その保護膜の上
からハライド気相成長法（ＨＶＰＥ）、有機金属気相成
長法（ＭＯＶＰＥ）等の気相成長法により、ＧａＮの横
方向への成長を利用し、再度ＧａＮ層を１０μｍほど成
長させることにより結晶欠陥の少ないＧａＮ基板が得ら
れる技術である。

【０００６】上記方法で得られたＧａＮ基板は、従来の
窒化物半導体の成長方法に比べ、全体的に結晶欠陥が著
しく減少するが、特にＳｉＯ₂の保護膜上部に位置する
窒化物半導体に特に結晶欠陥が少なくなる。しかも、本
発明者等が、Japanese Journal of Aplide Physics. Vo
l.36(1997)pp.L1568-L1571にて報告したＥＬＯＧ成長で
は、保護膜のほぼ中央部、隣接するＧａＮ同士が接合す
る部分に空隙が生じ、この空隙が表面まで伸びているの
に対し、上記の方法では保護膜のほぼ中央部に空隙が生
じてはいるが保護膜から約５μｍの膜厚付近で消滅して
いる。

【０００７】この結晶欠陥のより少ない保護膜上に、リ
ッジ形状のストライプのレーザ導波路が位置するように
形成されてなる窒化物半導体素子は、窓部上にリッジ形
状のストライプが形成されたものに比べ、良好な寿命特
性を有する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、寿命特
性の良好なレーザ素子を効率良く生産するには、窓部を
避けて、幅の狭い保護膜上に、数μｍのリッジ形状のス
トライプを効率良く形成することが必要であるが、幅の
狭い部分に正確に幅の狭いものを形成するのは困難であ
り、寿命特性の良好なレーザ素子を量産する場合に問題
となる。

【０００９】また更に、ＥＬＯＧ成長により得られた窒
化物半導体であって、表面透過型電子顕微鏡（表面ＴＥ
Ｍ）観測において結晶欠陥のほとんどない部分、つまり
保護膜上部に、リッジ形状のストライプを形成したにも
かかわらず、寿命特性が十分満足できないものが生じる
ことがわかった。この問題に対して、本発明者は種々検
討の結果、ＥＬＯＧ成長により窓部から成長し保護膜上
で横方向に成長する隣接のＧａＮ同士が保護膜のほぼ中
心部分で接合する際に生じ成長の途中で消滅している空
隙が寿命特性を劣化させている可能性が高いことが確認
された。つまり、空隙がレーザ素子の動作中にリッジ形
状のストライプ部分等の素子構造にまで広がったり、空
隙にエッチング液等が残留し、レーザ素子の動作中、該
残留物が素子性能に悪影響を及ぼしていることがわっか
った。

【００１０】これにより、リッジ形状のストライプの形
成される位置が、保護膜上であり且つ保護膜上の空隙の
上を避けてた箇所に限定され、極めて狭い範囲に形成し
なければならず量産がしにくくなる。保護膜上での空隙
の発生は、保護膜の幅を広くすると多くなる傾向があ
り、空隙の発生を防止するために保護膜の幅を狭める
と、リッジ形状のストライプを保護膜上に効率良く形成
することが一層困難となるといった問題が生じる。

【００１１】そこで、本発明の目的は、保護膜上部に限
らず窓部の結晶欠陥の転位を減少させ、且つ保護膜上部
で隣接するＧａＮ同士の接合の際に空隙の生じない窒化
物半導体の成長方法を提供することである。更に本発明
の目的は、結晶欠陥や空隙のない窒化物半導体を基板と
し、寿命特性等の素子性能が良好で、量産性の良好な窒
化物半導体素子を提供することである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】即ち、本発明の目的
は、下記構成（１）〜（１４）により達成することがで
きるものである。 （１） 基板上に、窒化物半導体が成長しにくい材料か
らなる第１の保護膜を部分的に形成する第１の工程と、
この第１の工程後、形成させた第１の保護膜上に第１の
窒化物半導体の横方向の成長を利用しながら第１の保護
膜の上にまで成長させる第２の工程とを少なくとも有す
る窒化物半導体の成長方法において、前記第２の工程で
第１の窒化物半導体の成長時に、ｐ型不純物をドープす
ることを特徴とする窒化物半導体の成長方法。

【００１３】（２） 前記第２の工程で第１の窒化物半
導体の成長時に、ｐ型不純物及びｎ型不純物をドープす
ることを特徴とする前記（１）に記載の窒化物半導体の
成長方法。 （３） 前記第２の工程で、不純物が、少なくとも第１
の窒化物半導体が第１の保護膜上に向かって横方向の成
長をしている時に、ドープされ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の成長方法。

【００１４】（４） 前記第２の工程で、不純物が、第
１の窒化物半導体の成長と同時に、又は成長の途中に１
回以上、ドープされることを特徴とする前記（１）〜
（３）のいずれかに記載の窒化物半導体の成長方法。 （５） 前記ｐ型不純物が、Ｂｅ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｃｒ、
及びＭｇのいずれか１種以上であることを特徴する前記
（１）〜（４）のいずれかに記載の窒化物半導体の成長
方法。

【００１５】（６） 前記ｎ型不純物が、Ｓｉ、Ｇｅ及
びＳｎのいずれか１種以上であることを特徴とする前記
（２）〜（５）のいずれかに記載の窒化物半導体の成長
方法。 （７） 前記第１の窒化物半導体にドープされる不純物
として、ｐ型不純物がＭｇであり、ｎ型不純物が、Ｓｉ
であることを特徴とする（６）に記載の窒化物半導体の
成長方法。

【００１６】（８） 前記不純物のドープ量が、１×１
０¹⁷／ｃｍ³〜１×１０¹⁹／ｃｍ³であることを特徴とす
る前記（１）〜（７）のいずれかに記載の窒化物半導体
の成長方法。 （９） 前記第１の保護膜が、第１の保護膜が形成され
ていない部分の表面積よりも大きい表面積を有して形成
されていることを特徴とする前記（１）〜（８）のいず
れかに記載の窒化物半導体の成長方法。

【００１７】（１０） 前記基板が、窒化物半導体と異
なる材料からなる異種基板と、この異種基板上に成長さ
れた第２の窒化物半導体とからなることを特徴とする前
記（１）〜（９）のいずれかに記載の窒化物半導体の成
長方法。 （１１） 前記異種基板と第２の窒化物半導体とからな
る基板が、前記第１の工程の前又は後に、第１の保護膜
の形成される部分以外の第２の窒化物半導体を部分的に
除去し表面に凹凸の形状を有していることを特徴とする
（１）〜（１０）のいずれかに記載の窒化物半導体の成
長方法。

【００１８】（１２） 前記第２の窒化物半導体の表面
に形成された凹部底部が、第２の保護膜で覆われている
ことを特徴とする（１１）に記載の窒化物半導体の成長
方法。 （１３） 前記第２の窒化物半導体の表面に形成された
凹部が、凹部上部から底部までの深さが０．５μｍ以上
であることを特徴とする前記（１１）又は（１２）に記
載の窒化物半導体の成長方法。

【００１９】（１４） 前記（１）〜（１３）のいずれ
かに記載の窒化物半導体の成長方法により得られる窒化
物半導体からなる基板上に、少なくともｎ型窒化物半導
体層、活性層、及びｐ型窒化物半導体層を有する素子構
造を有する窒化物半導体素子。

【００２０】つまり、本発明は、上記の如く、窒化物半
導体の横方向の成長を利用して第１の保護膜上部にまで
第１の窒化物半導体を成長（ＥＬＯＧ成長）させる際
に、ｐ型不純物をドープすることにより、保護膜上部に
限らず窓部上部も良好に結晶欠陥の伝播を抑制でき、結
晶欠陥の少ない領域がほぼ均一に得られ、しかも、第１
の保護膜間の保護膜の形成されていない部分（窓部）か
ら選択的に成長した隣接する第１の窒化物半導体同士
が、第１の保護膜のほぼ中央部で接合する接合部分に空
隙の発生が見られない良好な窒化物半導体を成長させる
ことができる。

【００２１】更に、本発明の成長方法では第１の窒化物
半導体の接合部分での空隙の発生を防止できることか
ら、第１の保護膜の幅を従来のものより広くしてＥＬＯ
Ｇ成長を行うことができ、表面透過型電子顕微鏡観察に
よると結晶欠陥のほとんど見られない第１の保護膜上
に、リッジ形状のストライプを形成し易くなり、良好な
素子特性を有する窒化物半導体素子を効率良く量産する
ことができる。

【００２２】また、本発明の成長方法により得られる窒
化物半導体を基板として素子を製造すると、リッジ形状
のストライプの位置を空隙や窓部を避けて形成する必要
がなくなり、良好な寿命特性を有する窒化物半導体素子
を効率良く量産することができる。

【００２３】一般に、窒化物半導体の成長時に、不純物
を添加すると結晶性が低下する傾向があることは知られ
ており、結晶性を良好とする場合には、不純物をドープ
しないで窒化物半導体を成長させる方法がとられる。

【００２４】これに対し、本発明は、結晶欠陥を減少さ
せるためのＥＬＯＧ成長と、結晶性を低下させる恐れが
ある不純物のドープといった一見作用が相対する構成を
組み合わせて行うことにより、予想外の効果、即ち異種
基板と窒化物半導体の界面で発生する結晶欠陥の伝播を
抑制し、第１の窒化物半導体の表面に現れる結晶欠陥を
従来のＥＬＯＧ成長によるものより更に減少させること
ができるものである。更に、本発明のＥＬＯＧ成長させ
た窒化物半導体は、従来のような空隙の発生が見られ
ず、空隙による素子の劣化を良好に防止することができ
る。

【００２５】このように、本発明の成長方法が結晶欠陥
の伝播の抑制と空隙の発生の防止を良好に行うことがで
きる理由は定かではないが、恐らく、ＥＬＯＧ成長を行
う際にｐ型不純物をドープすると、窒化物半導体の成長
方向、つまり縦方向の成長に対し、横方向の成長が促進
され、保護膜上に向かって横方向に成長し易くなったた
めではないかと考えられる。

【００２６】また、前記Ｊ．Ｊ．Ａ．Ｐ．では１００ｔ
ｏｒｒの減圧条件下で成長を行っているのに対し、本発
明は常気圧で行っても結晶欠陥の伝播を抑制できると共
に空隙の発生を防止できるので、反応条件の緩和及び製
造工程の簡易化が可能となる。また、保護膜上、あるい
は窓部上を問わず、リッジ形状のストライプをいずれに
形成しても良好な寿命特性の窒化物半導体素子を得るこ
とができ歩留まりが向上する。

【００２７】更に本発明において、第２の工程で第１の
窒化物半導体の成長時に、ｐ型不純物に加えて、ｎ型不
純物をもドープすることにより、結晶欠陥の低減及び空
隙の発生の防止がより良好となり好ましい。また、ｐ型
不純物と共にｎ型不純物がドープされていると、第１の
窒化物半導体を基板としてこの基板上にｎ型コンタクト
層を形成する場合、ｐ型不純物のみをドープした場合に
比べて、電気的な制御が容易となり、ｎ電極とのオーミ
ック接触が得られやすく好ましい。

【００２８】更に本発明は、第２の工程で、不純物が、
少なくとも第１の窒化物半導体が第１の保護膜上に向か
って横方向の成長をしている時に、ドープされると結晶
欠陥の伝播を抑制するのに好ましい。また更に本発明
は、第２の工程で、不純物が、第１の窒化物半導体の成
長と同時に、ドープされると窒化物半導体の横方向の成
長が促進され、保護膜の幅を広くしても、結晶欠陥が少
なく且つ表面が鏡面状の良好な窒化物半導体を得られ易
くなり好ましい。

【００２９】また更に本発明において、不純物を、成長
と同時にドープしたり、成長の途中にドープしたり、成
長の途中で一定の間隔毎にドープしたり、またはこれら
を組み合わせてドープすることにより、意図的に窒化物
半導体の成長方向、つまり横方向又は縦方向の成長速
度、を調整し結晶欠陥の伝播と空隙の発生とを良好に防
止することができ好ましい。

【００３０】更に、本発明において、ｐ型不純物が、Ｂ
ｅ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｃｒ、及びＭｇのいずれか１種以上、
また、ｎ型不純物が、Ｓｉ、Ｇｅ及びＳｎのいずれか１
種以上であると、結晶欠陥及び空隙の点で好ましい。ま
た更に、本発明において、ｐ型及びｎ型不純物をドープ
する場合、ｐ型不純物がＭｇであり、ｎ型不純物がＳｉ
であると、結晶欠陥の伝播を抑制し、空隙の発生を防止
するのにさらに好ましい。

【００３１】また更に本発明において、不純物のドープ
量が、１×１０¹⁷／ｃｍ³〜１×１０¹⁹／ｃｍ³である
と、結晶性の点で好ましい。不純物のドープ量が１×１
０¹⁷／ｃｍ³未満であるとＥＬＯＧ成長の際の窒化物半
導体の成長方向の調整が十分でなく結晶欠陥及び空隙の
発生の防止の点で十分満足できず、一方ドープ量が１×
１０¹⁹／ｃｍ³を超えると異常成長等が発生しやすくな
り結晶性が低下する傾向がある。

【００３２】また更に本発明において、第１の保護膜
が、第１の保護膜が形成されていない部分（窓部）の表
面積よりも大きい表面積を有して形成されていると、結
晶欠陥を減少させるのに好ましい。また更に本発明にお
いて、基板が、窒化物半導体と異なる材料からなる異種
基板と、この異種基板上に成長された第２の窒化物半導
体とからなると結晶欠陥を減少させるのに好ましい。

【００３３】また更に本発明において、異種基板と第２
の窒化物半導体とからなる基板が、第１の工程の前又は
後に、第１の保護膜の形成される部分以外の第２の窒化
物半導体を部分的に除去し表面に凹凸の形状を有してい
ると、縦方向の成長から成長が始まった窒化物半導体の
成長を凹部側面から横方向に成長した窒化物半導体の成
長により遮断することができ、結晶欠陥の伝播を防止す
るのに好ましい。

【００３４】また更に本発明において、第２の窒化物半
導体の表面に形成された凹部底部が、第２の保護膜で覆
われていると、縦方向の成長を一旦止めて、横方向の成
長のみから再度成長を開始することにより、成長初期の
成長方向の選択性が良好となり結晶欠陥の低減及び結晶
欠陥の伝播の抑制等の点で好ましい。また更に本発明に
おいて、第２の窒化物半導体の表面に形成された凹部
が、凹部上部から底部までの深さが０．５μｍ以上であ
ると、成長が安定に行われ、表面が鏡面状になり易く好
ましい。

【００３５】また更に本発明は、上記本発明の窒化物半
導体の成長方法により得られる結晶欠陥の伝播が抑制さ
れ表面領域に結晶欠陥の少ない第１の窒化物半導体を基
板とし、この窒化物半導体基板上に、少なくともｎ型窒
化物半導体層、活性層、及びｐ型窒化物半導体層を有す
る素子構造を有する窒化物半導体素子を製造すると、良
好な寿命特性が得られると共に、歩留まりを向上させる
ことができ好ましい。

【００３６】本発明において、表面領域とは、ＥＬＯＧ
成長により厚膜に成長させた第１の窒化物半導体の表面
から異種基板方向に一定の深さを持った領域［例えば図
７等の結晶欠陥の伝播が見られなくなった部分］を示
し、この表面領域には結晶欠陥がほとんど見られない部
分でり、また異種基板等を除去して、第１の窒化物半導
体５を単体とした場合の単体の厚み部分を指す場合もあ
る。

【００３７】上記のように、本発明の成長方法により得
られる窒化物半導体を基板とし、この基板上に窒化物半
導体素子を製造すると、従来のように４〜５μｍ程度の
保護膜上に数μｍのリッジ形状のストライプが形成され
なくても、基板となる窒化物半導体が良好な結晶性を有
しているので、寿命特性の良好な窒化物半導体素子を効
率良く量産することが可能となる。

【００３８】ここで、ＥＬＯＧ成長により得られる窒化
物半導体を素子の基板とする場合、異種基板や保護膜等
を除去してから、又は除去せずにＥＬＯＧ成長で得られ
た窒化物半導体上に素子構造を成長させてもよい。また
異種基板を除去してから素子構造を形成する場合は、除
去面とは反対の面に素子構造を形成することが好まし
い。

【００３９】また異種基板等を除去する場合、第１の窒
化物半導体を厚膜に成長させるので、成長初期には成長
速度をコントロールし易いＭＯＣＶＤ（有機金属化学気
相成長法）等で成長させ、その後成長速度の速いＨＶＰ
Ｅ（ハライド気相成長法）等で成長させてもよい。

【００４０】

【発明の実施の形態】本発明の窒化物半導体の成長方法
は、基板上に、窒化物半導体が成長しにくい材料からな
る第１の保護膜を部分的に形成する第１の工程と、第１
の保護膜上に窒化物半導体の横方向の成長を利用して第
１の窒化物半導体を成長させ、その際にｐ型不純物をド
ープして成長させ、好ましくはｐ型不純物に加えてｎ型
不純物をドープして成長させる第２の工程とを少なくと
も有する。

【００４１】このように成長させると、第１の窒化物半
導体は、基板の第１の保護膜の形成されていない部分
（窓部）から成長を始め、第１の保護膜の膜厚より厚く
成長すると、第１の保護膜を覆うように横方向にも成長
し、第１の保護膜上に成長したかのようになる。

【００４２】第２の工程で、不純物をドープする時期と
しては、好ましくは少なくとも第１の窒化物半導体が第
１の保護膜上に向かって横方向の成長をしている時に、
ｐ型不純物及びｎ型不純物、又は、ｐ型不純物がドープ
されていればよく、第１の保護膜上をほぼ覆う程度に第
１の窒化物半導体が成長した後は、アンドープでも、ｎ
型不純物のみのドープでもよい。

【００４３】上記不純物をドープする時期の一形態とし
ては、第１の窒化物半導体の成長の開始と同時に不純物
をドープすることができる。以下に、成長と同時に不純
物をドープする場合について説明する。第１の窒化物半
導体の成長の開始と同時に不純物をドープすると、窓部
から成長する第１の窒化物半導体は、縦方向の成長に対
し、横方向の成長が促進され、図１に示すように、第１
の保護膜上に垂直に成長してし易くなる。このように横
方向の成長が促進された状態で成長させると、図１に示
すように、窓部から伝播している結晶欠陥は、第１の窒
化物半導体の横方向の成長とともに横方向に伝播する傾
向がある。一旦横方向に伝播した結晶欠陥は、窒化物半
導体の成長が縦方向に促進されても、再び縦方向に伝播
しにくくなる。これによって第１の窒化物半導体を厚膜
に成長させた場合の表面領域には、断面及び表面透過型
電子顕微鏡などによる観察によると、第１の保護膜上部
はもちろんのこと、窓部上部も結晶欠陥が著しく減少す
る。

【００４４】前記従来技術であるＪ．Ｊ．Ａ．Ｐ．に記
載の技術では、ＥＬＯＧ成長の際に、１００ｔｏｒｒの
減圧条件下で成長させることにより、横方向の成長を促
進させて、保護膜上に垂直に横方へ成長をさせていた。
しかし、この方法では、保護膜上の窒化物半導体の接合
部分で空隙が生じる場合が観測されたり、保護膜上部の
結晶欠陥の数に対して、窓部上部での結晶欠陥の数が、
ほぼ１×１０¹⁷個／ｃｍ²と多い等の点がある。

【００４５】これに対し、第１の窒化物半導体の成長の
開始とともに不純物をドープして行う本発明の成長方法
では、接合部分での空隙の発生を良好に防止することが
できることから、恐らく減圧条件下にする場合に比べ、
縦方向の成長に比べて著しく横方向の成長が促進された
ために、接合部分での空隙の発生が抑制されたと考えら
れる。

【００４６】ここで、比較のために、ＥＬＯＧ成長の際
に不純物を添加せず、且つ減圧にしない場合の窒化物半
導体の成長の様子を図２に示すと、窓部から成長した窒
化物半導体が三角形のような状態で縦方向に成長すると
共に、保護膜上を横方向にも成長し続ける。この場合、
結晶欠陥は、その一部分が窒化物半導体の横方向の成長
により横方向に伝播するが、残りの結晶欠陥は、縦方向
の成長に支配され表面方向に伝播を続ける。その結果、
保護膜上の結晶欠陥の数はかなり減少するが、窓部の結
晶欠陥は、ＥＬＯＧ成長でない場合に比べれば少なくな
るものの、十分満足できる程度に欠陥を減少させること
ができ難い。このような結晶欠陥の伝播の傾向は、縦方
向の成長速度と横方向の成長速度との関係に起因すると
思われる。

【００４７】また、図２に示される方法では、窓部から
縦方向に伝播する結晶欠陥の伝播を、十分満足できる程
度に横方向に変更できないものの、保護膜上の窒化物半
導体の接合部分での空隙が発生しにくいという点もあ
る。

【００４８】また更に、本発明において、第１の窒化物
半導体の成長の際に不純物をドープするその他の形態と
しては、図３（ａ）に示すように、第１の窒化物半導体
の成長の開始と共に不純物をドープして成長させ、第１
の保護膜上での横方向の成長がある程度進行した状態
で、不純物のドープを中止し、図３（ｂ）に示すよう
に、アンドープで第１の窒化物半導体を成長させる。更
に第１の窒化物半導体が一定の膜厚になった時点で再び
不純物をドープしても、アンドープのまま厚膜に成長さ
せてもよい。このような不純物のドープの方法による
と、結晶欠陥の伝播を良好に防止できると共に、第１の
保護膜上の窒化物半導体同士の接合部分での空隙の発生
をより良好に防止することができる。

【００４９】このことは、恐らく、不純物をドープする
と図１に示すように成長した後、アンドープにすること
により図２に示されるように成長する傾向があるためと
推測される。つまり、第１の窒化物半導体の成長の開始
から初期にかけて、不純物を添加することにより、図３
（ａ）のようにすると、窓部から発生している結晶欠陥
のほとんどが、窒化物半導体の横方向の成長と共に横方
向に伝播し、そして再び縦方向に伝播しない状態、例え
ば第１の窒化物半導体が第１の保護膜をおよそ半分程度
（保護膜の幅によって適宜調節される。）覆った時点
で、不純物のドープを中止して成長させると、第１の保
護膜の第１の窒化物半導体の接合部分が前記した図２の
ような成長をし、保護膜上面部から徐々に接合され空隙
をより良好に防止することができるのではないかと考え
られる。

【００５０】結晶欠陥は、窒化物半導体の成長する方向
へ伝播する傾向があり、例えば、縦方向の成長時には縦
方向に伝播し、第１の保護膜上に横方向の成長をする時
には横方向へ伝播する。そして、結晶欠陥は、一旦横方
向に伝播すると再び縦方向に伝播しないかほとんど伝播
しないといった性質を有する。この横方向に伝播した結
晶欠陥は再び縦方向に伝播し難くいといった結晶欠陥の
伝播の性質から、第１の窒化物半導体の表面領域には結
晶欠陥の伝播が著しく減少する。

【００５１】また更に、本発明において、不純物をドー
プする時期の更にその他の形態としては、上記したよう
な不純物のドープと窒化物半導体の成長方向の関係を考
慮して、第１の窒化物半導体の成長の最中に、一定の間
隔毎または成長の進行程度毎に、不純物を１回以上、成
長の進行状況に応じた時間でドープしてもよい。この場
合、成長の進行状況（程度）に応じてとは、少なくとも
結晶欠陥の伝播を横方向に伝播させる際には不純物をド
ープし、第１の保護膜上で第１の窒化物半導体を接合さ
せる際にはアンドープまたは不純物の濃度を少なくする
等の調整をするなど、窒化物半導体の成長の進行状態と
不純物を添加することによる横方向成長の促進などを適
宜組み合わせて行うことを示す。

【００５２】本発明の成長方法において、第１の窒化物
半導体の成長の進行状況を確認する方法としては、ウエ
ハの大きさ、第１の保護膜の幅、窓部の幅、及び原料ガ
スの流量などから成長の速度を計算により導き出すこと
ができる。そして、計算により導き出された値に従っ
て、成長の途中等から不純物をドープする場合の目安に
する。

【００５３】本発明において、ｐ型不純物としては、特
に限定されないが、好ましくは、Ｂｅ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｃ
ｒ、及びＭｇのいずれか１種以上であり、また、ｐ型不
純物と共にドープされるｎ型不純物としては、特に限定
されないが、Ｓｉ、Ｇｅ及びＳｎのいずれか１種以上で
ある。上記のような不純物をドープすると、結晶欠陥及
び空隙の点で好ましい。

【００５４】また更に、本発明において、ｐ型及びｎ型
不純物をドープする場合、ｐ型不純物とｎ型不純物の組
み合わせは特に限定されず、上記の不純物を適宜１種以
上づつドープすることができる。特に好ましい組み合わ
せとしては、ｐ型不純物がＭｇであり、ｎ型不純物がＳ
ｉであると、結晶欠陥の伝播を抑制し、空隙の発生を防
止するのにさらに好ましい。

【００５５】本発明において、不純物のドープ量は、好
ましくは１×１０¹⁷／ｃｍ³〜１×１０²⁰／ｃｍ³、より
好ましくは１×１０¹⁷／ｃｍ³〜１×１０¹⁹／ｃｍ³、更
に好ましくは５×１０¹⁷／ｃｍ³〜５×１０¹⁹／ｃｍ³で
ある。不純物の濃度が上記範囲であると窒化物半導体の
横方向の成長を縦方向の成長に比べ良好に促進でき、結
晶欠陥の伝播の抑制及び空隙の発生の防止の点で好まし
い。不純物のドープ量が多すぎると異常成長等が発生し
結晶性が低下する傾向がある。また不純物のドープ量が
少なすぎると本発明の効果が得られ難くなる。また、ｐ
型不純物とｎ型不純物とをドープする場合は、両者の濃
度の和が上記範囲のドープ量となるように適宜調整して
ドープされる。この場合ｐ型不純物とｎ型不純物の濃度
の比は、用いる不純物の種類により、空隙や結晶欠陥の
防止が良好となるように適宜調整される。

【００５６】以上のように、第１の窒化物半導体の成長
の際に、特定濃度の不純物をドープすると、異種基板と
窒化物半導体との接触界面で発生する結晶欠陥の伝播の
抑制及び伝播の方向の調整をすることができ、厚膜に成
長させた第１の窒化物半導体の表面領域には、結晶欠陥
がほとんど見られなくなる。更に第１の保護膜上での第
１の窒化物半導体同士の接合部分での空隙の発生を良好
に抑制することができる。

【００５７】本発明の方法は、従来のＥＬＯＧ成長に比
べて、結晶欠陥の縦方向への伝播が良好に抑制できてい
るために第１の窒化物半導体層の表面領域での結晶欠陥
の密度が激減していると考えられる。このことから第１
の窒化物半導体の成長の段階で、窒化物半導体の縦方向
への成長速度に比べ、横方向への成長速度を著しく促進
させることができるため、窒化物半導体の横方向の成長
に伴う結晶欠陥の伝播が横方向に進行するように調整が
なされたと考えられる。このように、横方向の成長が促
進されることから、第１の窒化物半導体が良好に第１の
保護膜を覆うことができ、窓部から成長した第１の窒化
物半導体同士の接合部分に空隙が発生するのを良好に防
止することができると思われる。

【００５８】また、本発明において、ＥＬＯＧ成長時に
特定濃度の不純物をドープすることに加えて、反応条件
を減圧としたり、原料ガスとなるガス状窒素源とガス状
３族源とのモル比を調整する等の条件を組み合わせても
よい。

【００５９】本発明において、不純物をドープして行う
ＥＬＯＧ成長としては、窒化物半導体の横方向の成長を
利用して選択的に窒化物半導体を成長させる方法であれ
ば、特に限定されない。以下に、本発明の窒化物半導体
の成長方法の一実施の形態の具体例として、図４〜図１
１を用いて説明する。

【００６０】本発明において、基板としては、第１の工
程で第１の保護膜を形成でき、第２の工程で第１の窒化
物半導体を成長させることができる材料であれば特に限
定されず、例えば図４に示すように、窒化物半導体と異
なる材料からなる異種基板１［図４（ａ）］、前記異種
基板１上に第２の窒化物半導体２を成長させてなるもの
を［図４（ｂ）］を基板として用いることができる。

【００６１】本発明において、異種基板１は、窒化物半
導体と異なる材料よりなる基板であればどのようなもの
でも良く、例えば、Ｃ面、Ｒ面、又はＡ面を主面とする
サファイア、スピネル（ＭｇＡ１₂Ｏ₄）のような絶縁性
基板、ＳｉＣ（６Ｈ、４Ｈ、３Ｃを含む）、ＺｎＳ、Ｚ
ｎＯ、ＧａＡｓ、Ｓｉ、及び窒化物半導体と格子整合す
る酸化物基板等、従来知られている窒化物半導体を成長
させることができる基板材料を用いることができる。

【００６２】また、前記異種基板の主面をオフアングル
させた基板、さらに好ましくはステップ状にオフアング
ルさせた基板を用いることもできる。このように異種基
板の主面がオフアングルされていると結晶欠陥がより少
なくなる。

【００６３】本発明において、第２の窒化物半導体２と
しては、アンドープ（不純物をドープしない状態、undo
pe）のＧａＮ、ｎ型不純物としてＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎ及び
Ｓ等の少なくとも１種類をドープしたＧａＮを用いるこ
とができる。第２の窒化物半導体２は、高温、具体的に
は約９００℃程度〜１１００℃、好ましくは１０５０℃
で異種基板１上に成長される。第２の窒化物半導体２の
膜厚は特に限定しないが、段差を形成するためには１０
０オングストローム以上、好ましくは１〜１０μｍ程
度、好ましくは１〜５μｍの膜厚で形成することが望ま
しい。

【００６４】なお、本発明において、アンドープとは、
意図的に不純物をドープしないで形成した層を示し、隣
接する層からの不純物の拡散、原料又は装置からのコン
タミネーションにより不純物が混入した層であっても、
意図的に不純物をドープしていない場合はアンドープ層
とする。

【００６５】また、本発明において、図４に示すよう
に、上記異種基板１上に、第１の保護膜を形成させる
前、及び第２の窒化物半導体を成長させる前に、低温成
長バッファ層を成長させてもよい。バッファ層として
は、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ等が用い
られる。バッファ層は、９００℃以下３００℃以上の温
度で、膜厚０．５μｍ〜１０オングストロームで成長さ
れる。このように異種基板１上にバッファ層を９００℃
以下の温度で形成すると、異種基板１に接して成長され
る窒化物半導体と異種基板１との格子定数不正を緩和し
第１の窒化物半導体の結晶欠陥が少なくなる傾向にあ
る。

【００６６】次に、上記の異種基板１を基板とする第１
の形態、及び異種基板１と第２の窒化物半導体２とから
なるものを基板とする第２の形態について以下に更に詳
細に記載する。但し、第１の形態の方法は、第２の形態
の方法における第２の窒化物半導体を形成していない他
はほぼ同様であるので、第２の形態の方法について説明
する。

【００６７】図４（ｂ）に示される異種基板１上にバッ
ファ層及び第２の窒化物半導体２を成長させてなる基板
上に、図５に示すように、第１の工程において、第２の
窒化物半導体２の表面上に部分的に、第１の保護膜３を
形成する。

【００６８】第１の保護膜３の材料としては、保護膜表
面に窒化物半導体が成長しないか、若しくは成長しにく
い性質を有する材料を好ましく選択し、例えば酸化ケイ
素（ＳｉＯ_X）、窒化ケイ素（Ｓｉ_XＮ_Y）、酸化チタン
（ＴｉＯ_X）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_X）等の酸化
物、窒化物、またこれらの多層膜の他、１２００℃以上
の融点を有する金属等を用いることができる。これらの
保護膜材料は、窒化物半導体の成長温度６００℃〜１１
００℃の温度にも耐え、その表面に窒化物半導体が成長
しないか、成長しにくい性質を有している。保護膜材料
を窒化物半導体表面に形成するには、例えば蒸着、スパ
ッタ、ＣＶＤ等の気相製膜技術を用いることができる。

【００６９】また、第１の保護膜３を第２の窒化物半導
体２上に部分的（選択的）に形成するには、フォトリソ
グラフィー技術を用いて、所定の形状を有するフォトマ
スクを作製し、そのフォトマスクを介して、前記材料を
気相製膜することにより、所定の形状を有する第１の保
護膜３を形成できる。第１の保護膜３の形状は特に問う
ものではなく、例えばドット、ストライプ、碁盤目状の
形状で形成できる。

【００７０】また、第１の保護膜３は、第１の保護膜３
が形成されていない部分（窓部）の表面積より大きくな
るように、第１の保護膜３の表面積を調整して形成され
ることが好ましい。第１の保護膜３の表面積及び窓部の
表面積の調整は、保護膜の形状によっても異なるが、例
えば保護膜がストライプ状の形状の場合、保護膜のスト
ライプの幅と窓部の幅を調整することにより行うことが
できる。

【００７１】第１の保護膜３の大きさは、特に限定され
ないが、例えばストライプで形成した場合、好ましいス
トライプ幅は０．５〜１００μｍ、より好ましくは１μ
ｍ〜５０μｍ、更に好ましくは２〜２５μｍである。ま
た、ストライプピッチ（第１の保護膜３が形成されてい
ない窓部）は、ストライプ幅よりも狭くすることが望ま
しく、例えば具体的には５μｍ以下、好ましくは０．１
〜３μｍ、より好ましくは０．８〜２μｍである。

【００７２】上記範囲ように、第１の保護膜３の表面積
を大きくすると、異種基板１と窒化物半導体の界面で生
じる結晶欠陥の伝播が、第１の保護膜３により抑制さ
れ、更に窓部から伝播している結晶欠陥の伝播が横方向
に進行して再び縦方向に伝播しにくくなり、第１の保護
膜上部の第１の窒化物半導体の表面領域の結晶欠陥のほ
とんど見られない部分を広範囲で得ることができ好まし
い。更に第１の窒化物半導体の表面が鏡面状となり好ま
しい。

【００７３】また、第１の保護膜の膜厚は、特に限定さ
れないが、薄い方がより短時間で表面が鏡面状の結晶欠
陥の少ない第１の窒化物半導体が得られる傾向があり好
ましく、具体的には保護膜の材質にも左右されるが例え
ば０．０１〜５μｍであり、好ましくは０．０２〜３μ
ｍであり、より好ましくは０．０５〜２μｍである。こ
の範囲であると結晶欠陥の縦方向の伝播を良好に防止で
き結晶欠陥を低減できると共に、第１の窒化物半導体の
表面を鏡面状にするのに好ましい。また、保護膜の膜厚
は、保護膜の材質にもよるが、膜厚を薄くしてもピンホ
ール等の膜質むらが生じなければ、薄ければ薄いほど、
短時間で第１の窒化物半導体が保護膜を覆うことができ
鏡面状の第１の窒化物半導体を得るには好ましい。

【００７４】次に、第２の工程において、図６に示すよ
うに、第１の保護膜３を形成した第２の窒化物半導体２
上に第１の窒化物半導体５を成長させる。第１の保護膜
を形成された第２の窒化物半導体２の上に成長させる第
１の窒化物半導体５としては、特に限定されないが、Ｇ
ａＮよりなる窒化物半導体が挙げられる。この第１の窒
化物半導体の成長の際に、ｐ型不純物、又はｐ型不純物
とｎ型不純物をドープする。

【００７５】不純物をドープする時期としては、前記し
たように、少なくとも第１の窒化物半導体５が第１の保
護膜３上に向かって横方向の成長をしている時にドープ
されればよく、成長と同時に、成長の途中に、又は一定
の間隔をあけて１回以上ドープするなどの形態を挙げる
ことができる。不純物のドープの時期及びドープしてい
る時間等を適宜調整することにより、第１の保護膜の表
面積や膜厚等の変化、または量産するにあたって第１の
窒化物半導体の成長速度を速めた場合等に対応し、結晶
欠陥の伝播の抑制及び第１の保護膜上での空隙の発生の
防止が良好に行われる条件により行うことができる。

【００７６】不純物をドープされて成長する第１の窒化
物半導体５は、窓部から選択成長を始め第１の保護膜３
上に向かって成長を続け、隣接する窓部から成長した第
１の窒化物半導体５同士が第１の保護膜３上で接合し、
図７に示すように厚膜の第１の窒化物半導体５が得られ
る。図７のように厚膜に成長された第１の窒化物半導体
５は、その表面及び表面領域に、断面透過型電子顕微鏡
観察によると、ほとんど結晶欠陥が見られなくなる。

【００７７】表面透過型電子顕微鏡観察によると、第１
の保護膜３上部にはほとんど結晶欠陥が見られず、窓部
上部には保護膜上部に比べれば結晶欠陥はやや多めでは
あるが従来に比べ極めてい少なくなる。さらい第１の保
護膜上の空隙の発生も良好に防止することができる。

【００７８】結晶欠陥密度は、表面ＴＥＭより簡易な方
法であるカソードルミネッセンス（ＣＬ）による観測に
よると、第１の保護膜３上部でなほとんど結晶欠陥は観
測されず、一方窓部上部では第１の保護膜３上部に比べ
ればやや多く観測されるが、ほぼ１０⁶個／ｃｍ²以下で
あり、好ましい条件においては窓部上部の結晶欠陥は５
×１０⁴個／ｃｍ²以下となる。

【００７９】この程度の結晶欠陥密度であれば、リッジ
形状のストライプを窓部に形成したとしても、良好な寿
命特性の素子を得ることができ、平均して良好な素子を
量産することが可能となる。また寿命特性等の最も良好
な素子を形成するには、結晶欠陥のほとんどない第１の
保護膜上が好ましい。

【００８０】第１の窒化物半導体５の膜厚としては、先
に形成した第１の保護膜３の膜厚、大きさによっても異
なるが、保護膜の表面を覆うように第１の窒化物半導体
層５を成長させるために、保護膜の膜厚に対して少なく
とも１０倍以上の膜厚で成長させることが望ましい。ま
た更に、第１の窒化物半導体５は、この上に素子構造と
なる窒化物半導体を成長させるための基板となるが、素
子構造を形成するには異種基板や保護膜等を予め除去し
て第１の窒化物半導体５のみとしてから行う場合と、異
種基板等を残して行う場合がある。また異種基板などの
除去は素子構造を形成した後に除去してもよい。第１の
窒化物半導体上に素子構造を形成する際に、異種基板の
有無により第１の窒化物半導体の膜厚が素子構造の形成
のし易さに影響を与えることから、第１の窒化物半導体
の膜厚は、第１の保護膜を覆い、結晶欠陥の転位を減ら
すことに、さらに異種基板等を除去してまたは除去せず
に素子構造を形成する等の製造工程の違い等を加味して
調整されることが望ましい。

【００８１】異種基板や保護膜等を除去する場合、第１
の窒化物半導体５の膜厚は２０μｍより厚く１ｍｍ以下
程度の膜厚に成長され、例えば、好ましくは７０〜５０
０μｍ、より好ましくは１００〜３００μｍ、更に好ま
しくは１００〜２５０μｍである。この範囲であると素
子構造となる窒化物半導体の成長の点で好ましく、また
研磨して下地層及び保護膜を除去しても、第１の窒化物
半導体５にクラックが入りにくくハンドリングが容易と
なり好ましい。また、異種基板を除去すると、素子構造
を形成する際に窒化物半導体基板に反りがなくなり、結
晶性の良好な素子構造が得られ易くなり好ましい。

【００８２】また異種基板や保護膜等を残して行う場
合、第１の窒化物半導体５の膜厚は１〜５０μｍ、好ま
しくは２〜４０μｍ、より好ましくは５〜３０μｍ、も
っとも好ましくは７〜２０μｍである。この範囲である
と異種基板と窒化物半導体の熱膨張係数差によるウエハ
の反りが防止でき、更に素子基板となる第１の窒化物半
導体５の上に素子構造となる窒化物半導体を良好に成長
させることができる。

【００８３】また、その他の形態として、本発明は、第
１の工程で第１の保護膜３を形成するための基板とし
て、前記異種基板１上に成長された第２の窒化物半導体
２を、第１の工程の前又は後に、第１の保護膜の形成さ
れる部分以外の部分を除去し、その表面に凹凸の形状を
有している基板（凹凸を有する基板を第３の形態とす
る。）を用いることができる。

【００８４】このように第２の窒化物半導体２の表面に
凹凸の形状を形成した場合、図８に示すように、第１の
保護膜３は凸部上部に形成され、また凹部底部には、第
２の保護膜４を形成し、底部底面が第２の保護膜４で覆
われていてもよい。また凹部底部に第２の保護膜４を形
成しない場合は、凹部底部から縦方向の成長をする窒化
物半導体の成長を抑制できるように、凹部底部の深さ及
び凹部底部の幅を調整し、凹部側面から横方向の成長を
した第１の窒化物半導体のみが厚膜に成長していくよう
にする。

【００８５】この第３の形態の凹凸を有する基板を用い
て第１の窒化物半導体を成長させると、凹部の側面から
横方向の成長をした第１の窒化物半導体が第１の保護膜
上を覆って厚膜に成長する。つまり凹凸を形成して凹部
底部に第２の保護膜４を形成すると縦方向の成長を一旦
抑制することができるので、結晶欠陥の伝播の防止に好
ましい。また凹部底部に第２の保護膜４を形成しない場
合でも、凹部の深さと幅を調整することにより凹部底部
から縦方向に成長した窒化物半導体の成長を、凹部側面
から横方向に成長した窒化物半導体により遮ることによ
り、第１の保護膜３を覆うように成長する第１の窒化物
半導体５は凹部側面から成長開始時に横方向の成長から
始まったものとなり、結晶欠陥の伝播の抑制において好
ましい。更に凹凸を有する第３の形態の基板と、第１の
窒化物半導体５の成長の際に不純物をドープすることを
組み合わせて行うと、より良好に結晶欠陥の伝播が抑制
され、且つ第１の保護膜３や凹部の底部への空隙の発生
を良好に防止することができ好ましい。

【００８６】以下に、第２の窒化物半導体２に部分的に
凹凸を形成してなる第３の形態の基板を用い、第１の窒
化物半導体５を成長させる方法について説明する。図８
に示すように、異種基板１上に成長された第２の窒化物
半導体２の表面に、部分的に凹凸を形成する。凹凸の形
成は、第１の工程にて第１の保護膜３を形成する前、又
は後に行われる。

【００８７】第２の窒化物半導体２に部分的に凹凸を形
成するとは、少なくとも第２の窒化物半導体２の側面が
露出されるように、第２の窒化物半導体２の表面から異
種基板１方向に窪みを形成してあればよく、第２の窒化
物半導体２にいずれの形状で段差を設けてもよい。例え
ば、ランダムな窪み、ストライプ状、碁盤目状、ドット
状等の形成が挙げられる。

【００８８】第２の窒化物半導体２に部分的に設けられ
た凹凸は、第２の窒化物半導体２の途中まで、又は異種
基板１に達する深さで形成され、この凹凸の深さは、第
２の窒化物半導体２の膜厚や、第２の保護膜４を凹部底
部に形成する場合の第２の保護膜の膜厚等に左右された
り、また、第２の窒化物半導体２の凹部側面から横方向
に成長する第１の窒化物半導体５が成長し易いように凹
凸が形成されることが好ましい。

【００８９】第２の窒化物半導体２に凹凸の形状を設け
る方法としては、第２の窒化物半導体２を一部分取り除
くことができる方法であればいずれの方法でもよく、例
えばエッチング、ダイシング等が挙げられる。エッチン
グにより、第２の窒化物半導体２に部分的（選択的）に
凹凸を形成する場合は、フォトリソグラフィー技術にお
ける種々の形状のマスクパターンを用いて、ストライプ
状、碁盤目状等のフォトマスクを作製し、レジストパタ
ーンを第２の窒化物半導体２に形成してエッチングする
ことにより形成できる。

【００９０】また、ダイシングで行う場合は、例えば、
ストライプ状や碁盤目状に形成できる。

【００９１】第２の窒化物半導体に凹凸の形状をエッチ
ングにて行う場合のエッチング方法としては、ウエット
エッチング、ドライエッチング等の方法があり、平滑な
面を形成するには、好ましくはドライエッチングを用い
る。ドライエッチングには、例えば反応性イオンエッチ
ング（ＲＩＥ）、反応性イオンビームエッチング（ＲＩ
ＢＥ）、電子サイクロトロンエッチング（ＥＣＲ）、イ
オンビームエッチング等の装置があり、いずれもエッチ
ングガスを適宜選択することにより、窒化物半導体をエ
ッチングしてできる。例えば、本出願人が先に出願した
特開平８−１７８０３号公報記載の窒化物半導体の具体
的なエッチング手段を用いることができる。

【００９２】また、エッチングによって凹凸を形成する
場合、エッチング面が、図８に示すように異種基板１に
対して凹部側面がほぼ垂直となる形状、又は順メサ形状
や逆メサ形状でもよく、あるいは第２の窒化物半導体２
の凹部側面が階段状になるように形成された形状でもよ
い。

【００９３】凹凸の形状は、つまり凹部の深さや幅等
は、凹部底部に第２の保護膜４を形成する場合と、形成
しない場合で異なるので、まず以下に、凹凸形状の凸部
上部に第１の保護膜３が形成され、凹部底部に第２の保
護膜４が形成され、この上に第１の窒化物半導体５を成
長させる方法について説明する。凹部底部に第２の保護
膜４を形成する場合、凹部の深さは、第２の窒化物半導
体２が残る程度の深さが結晶欠陥の伝播を抑制する点で
好ましい。

【００９４】凹部の深さは、特に限定されないが、５０
０オングストローム以上、好ましくは０．５〜５μｍ程
度である。凹部の深さが上記範囲であると、ＥＬＯＧ成
長が安定し、第１の窒化物半導体の表面が鏡面状になり
易い。凹凸をストライプ状の形状とする場合、ストライ
プの形状として、例えば第１の保護膜３が形成されるス
トライプ幅は前記第１の形態及び第２の形態の基板を用
いる場合と同様であり、ストライプ間隔（凹部開口部：
窓部）は、特に限定されないが、２〜５μｍである。

【００９５】また、第１の保護膜３及び第２の保護膜４
の形成方法は、凹凸を第２の窒化物半導体２に形成する
方法がエッチングである場合とダイシングである場合と
で、多少異なる。まずエッチングで段差を形成する場
合、第２の窒化物半導体２上に保護膜材料を形成後、そ
の上にレジスト膜を形成しパターンを転写し露光、現像
して部分的に第１の保護膜３を形成した後、第２の窒化
物半導体２をエッチングすることで凹凸の形状を形成す
る。続いて凹凸を形成した第２の窒化物半導体２上、つ
まり第１の保護膜３上及び凹部底部等に更に保護膜を形
成し、ＣＦ₄とＯ₂ガスによるドライエッチングにより、
第２の窒化物半導体２の凹部側面の保護膜をエッチング
して除去して凹部側面を露出させ、図８に示すように第
２の保護膜４を形成する。このように形成すると、例え
ば図８では、第１の保護膜３は一層として図示されてい
るが、第１の保護膜３上に更に保護膜が形成され２層の
保護膜が積層されたような状態になっている。ここで第
２の保護膜４を形成する前に、第１の保護膜３を取り除
いてから、第１の保護膜３の形成されていた凸部上部と
凹部底部とに同時に保護膜材料を形成し、凸部上部に第
１の保護膜３及び凹部底部に第２の保護膜４を形成して
もよく、又は上記のように第１の保護膜３を取り除かず
に第２の保護膜４を形成してもよい。

【００９６】次に、ダイシングで凹凸を形成する場合、
第２の窒化物半導体２を上面からダイシング・ソーで第
２の窒化物半導体２に凹凸を形成し、その後、その上に
保護膜を形成し、ＣＦ₄とＯ₂ガスによるドライエッチン
グにより端面が露出されるように保護膜をエッチングに
より除去することで所望の形状及び位置に第１の保護膜
３及び第２の保護膜４を同時に形成する。

【００９７】凹凸の形状に形成される第１の保護膜３及
び第２の保護膜４の膜厚は、特に限定されないが、ドラ
イエッチングにより凹部側面の保護膜材料を除去して側
面を露出することのできる膜厚であり、且つ凹部底面を
被覆できる膜厚にすることが好ましい。また、第１の保
護膜３と第２の保護膜４の膜厚は、第２の窒化物半導体
５が横方向に成長し易いように調整されていることが好
ましく、場合によってはそれぞれの膜厚が異なってもよ
い。

【００９８】例えば、第１の保護膜３は、薄い方が短時
間で表面が鏡面状の第１の窒化物半導体が選られやすく
なり好ましく、また第２の保護膜４は、比較的厚く（但
し、第２の窒化物半導体２の凹部側面が第１の窒化物半
導体５が成長される程度に十分露出されている範囲）形
成された方が、第１の窒化物半導体５の成長初期におい
て、凹部底面（底面は第２の窒化物半導体２又は異種基
板面である。）を十分に覆うことができると共に熱によ
る第２の保護膜４へのピンホールの発生を防止できると
考えられる。ピンホールが保護膜に発生すると、ピンホ
ールから第１の窒化物半導体５が縦方向に成長する恐れ
があり、結晶欠陥の発生及び伝播の原因となると考えら
れる。

【００９９】凹凸を有する第３の形態の基板に第１及び
第２の保護膜を形成した場合の第１の窒化物半導体の成
長の様子を図８〜図１０を用いて説明すると、第１の窒
化物半導体５は、成長の初期においては、図８に示され
る保護膜の形成されていない第２の窒化物半導体２の凹
部側面に選択的に成長する。この第２の窒化物半導体２
の凹部側面から横方向に成長した第１の窒化物半導体５
は成長し続け、図９の示すように、第２の保護膜４の上
面を覆い、更に第１の保護膜３の上部に向かって横方向
に成長し、隣接している第１の窒化物半導体５同士でつ
ながり、図１０に示すように、第１の窒化物半導体５が
あたかも第１の保護膜３および第２の保護膜４上に成長
したかのような状態となる。

【０１００】第２の保護膜４の材料としては、前記第１
の保護膜の材料として挙げたものを適宜選択して用いる
ことができる。

【０１０１】次に、第２の窒化物半導体２に部分的に形
成された凹凸の形状の凸部上部に第１の保護膜３が形成
され、凹部底部及び凹部側面を露出させた状態で第１の
窒化物半導体５を成長させる場合について説明する。こ
の場合、凹凸の形成の方法は上記第１及び第２の保護膜
を形成してなる場合と同様に、ダイシング又はエッチン
グにより形成される。但し、凹凸の形状のサイズが異な
る。

【０１０２】図１１に示すように、第２の窒化物半導体
２に凹凸を形成することにより、成長可能な面として、
第２の窒化物半導体２の凹部側面と凹部底部が露出さ
れ、凸部上面には、第１の保護膜３が形成され凸部上部
からの窒化物半導体の成長を抑制している。このような
状態で第１の窒化物半導体５を成長させると、成長開始
時には、凹部側面と凹部底部とから成長が始まると考え
られる。しかし、成長するに従い、凹部側面から横方向
に成長した窒化物半導体により凹部底部から縦方向に成
長を始めた窒化物半導体の成長が遮られる。その結果、
第１の保護膜３上に横方向に成長し第１の保護膜３を覆
うのは、凹部側面から横方向に成長を開始した窒化物半
導体であり、図１０に示すのと同様に、厚膜の第１の窒
化物半導体５が得られる。得られる第１の窒化物半導体
５は、上記と同様に結晶欠陥の伝播が良好に抑制され、
空隙の発生が防止される。

【０１０３】基板に凹凸を有する場合は、凹凸を有して
いない第１及び第２の形態の基板に比べ、空隙の発生す
る可能性のある部分が第１の保護膜３上及び凹部の底部
とにやや増加するが、不純物をドープし、更にドープす
る時期を適宜調節することで、良好に空隙の発生を防止
することができる。

【０１０４】図１１に示す凹部底部に第２の保護膜５を
形成しない場合の凹凸の形状は、第２の窒化物半導体２
の凹部側面での窒化物半導体の成長が、凹部底部での成
長に対して優先されるように調整して形成されている。
具体的には、図１１に示されるように凸部上部のみに保
護膜を形成する場合の凹凸の形状は、特に限定されない
が、上記のように凹部底部に優先して凹部側面で優先し
て窒化物半導体が成長するように調整して形成されてい
ればよく、好ましい凹凸の形状としては、凹部側面であ
る第２の窒化物半導体２の側面の長さ［図１１のｄ］
と、凹部の開口部の幅［図１１のｗ］を調整して形成さ
れている。更に好ましくは、凹凸の形状が、露出された
第２の窒化物半導体２の凹部側面の長さ（ｄ）と凹部の
開口部の幅（ｗ）との関係、ｗ／ｄが、０＜ｗ／ｄ≦
５、好ましくは０＜ｗ／ｄ≦３、より好ましくは０＜ｗ
／ｄ≦１を示すように調整して形成されていると、成長
速度を良好にコントロールでき第２の窒化物半導体２の
凹部側面からの成長をより促進できる。

【０１０５】このように、第２の窒化物半導体２の凹部
側面からの成長を優先させることにより、凹部底部から
の窒化物半導体の成長を中断し易くなり好ましい。

【０１０６】また、形成された凹凸の凸部上部に形成さ
れる第１の保護膜３の形成面の形状は、特に限定されな
いが、例えば、上記ｗ／ｄの関係に加えて更に、凹凸を
形成された第２の窒化物半導体２を上から見た形状がラ
ンダムは窪み、ストライプ状、碁盤面状、ドット状等に
形成してもよい。例えば凹凸をストライプ状の形状とす
る場合、ストライプの形状として、例えばストライプ幅
を１０〜２０μｍ、ストライプ間隔（凹部の開口部）を
２〜５μｍとしてもよい。

【０１０７】また、凹部底部の露出面は、第２の窒化物
半導体２、または異種基板１のいずれでも良く、好まし
くは異種基板１である。凹部底部の露出面が異種基板１
であると、窒化物半導体の成長が、異種基板に対し窒化
物半導体に成長し易いことから、第２の窒化物半導体２
の凹部側面への成長を優先して行わせるのに好ましい。

【０１０８】上記のような複数種のＥＬＯＧ成長を含む
本発明の成長方法において、前記方法により得られた第
１の窒化物半導体５上に更に新たな保護膜を、前記方法
で形成された窓部上部、又は凹凸を有する場合の凹部上
部に形成し、この上に再びＥＬＯＧ成長によりＧａＮよ
りなる窒化物半導体を成長させてもよい。このようなＥ
ＬＯＧ成長の繰り返しは、２回以上行ってもよい。結晶
欠陥は、保護膜を形成して行うＥＬＯＧ成長を繰り返し
て行うことにより、より結晶欠陥の伝播を抑制できる傾
向がある。

【０１０９】また、本発明の窒化物半導体の成長方法、
つまり、窒化物半導体の横方向の成長と結晶欠陥の伝播
する傾向を調整するこの成長方法において、第２の窒化
物半導体２の縦方向の成長を抑制する実施の形態とし
て、保護膜を形成して行うことを挙げたが、本発明はこ
れに限定されず、また、縦方向の成長を抑え横方向のみ
から一旦第１の窒化物半導体５を成長させる実施の形態
として第２の窒化物半導体２に凹凸を形成して凹部側面
を設けることを挙げたが、本発明はこれに限定されな
い。本発明は、窒化物半導体が横方向に成長する際に不
純物をドープすることで、横方向の成長が促進され結晶
欠陥の伝播を良好に横方向に行うことが可能な成長方法
であり、窒化物半導体の成長方向の制御については特に
限定されない。

【０１１０】本発明の窒化物半導体の成長方法におい
て、第１の窒化物半導体５、及び第２の窒化物半導体２
等の窒化物半導体を成長させる方法としては、特に限定
されないが、ＭＯＶＰＥ（有機金属気相成長法）、ＨＶ
ＰＥ（ハライド気相成長法）、ＭＢＥ（分子線エピタキ
シー法）、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長法）等、
窒化物半導体を成長させるのに知られている全ての方法
を適用できる。好ましい成長方法としては、膜厚が１０
０μｍ以下ではＭＯＣＶＤ法を用いると成長速度をコン
トロールし易い。また膜厚が１００μｍ以下ではＨＶＰ
Ｅでは成長速度が速くてコントロールが難しい。

【０１１１】また本発明の成長方法において、前記異種
基板１となる材料の主面をオフアングルさせた基板、さ
らにステップ状にオフアングルさせた基板を用いること
もできる。更に好ましい異種基板としては、（０００
１）面[Ｃ面]を主面とするサファイア、（１１２−０）
面[Ａ面]を主面とするサファイア、又は（１１１）面を
主面とするスピネルである。ここで異種基板が、（００
０１）面[Ｃ面]を主面とするサファイアであるとき、前
記保護膜がそのサファイアの（１１２−０）面[Ａ面]に
対して垂直なストライプ形状を有していること［窒化物
半導体の（１０１−０）[Ｍ面]に平行方向にストライプ
を形成すること］が好ましく、また（１１２−０）面
[Ａ面]を主面とするサファイアであるとき、前記保護膜
はそのサファイアの（１１−０２）面[Ｒ面]に対して垂
直なストライプ形状を有していることが好ましく、また
（１１１）面を主面とするスピネルであるとき、前記保
護膜はそのスピネルの（１１０）面に対して垂直なスト
ライプ形状を有していることが好ましい。

【０１１２】ここでは、保護膜がストライプ形状の場合
について記載したが、本発明においてサファイアのＡ面
及びＲ面、スピネルの（１１０）面に窒化物半導体が横
方向に成長し易いので、これらの面に第１の窒化物半導
体の端面が形成されるように第１の窒化物半導体２に段
差を形成するために保護膜の形成を考慮することが好ま
しい。

【０１１３】本発明に用いられる異種基板について図を
用いて更に詳細に説明する。図１２は窒化物半導体の結
晶構造を示すユニットセル図である。窒化物半導体は正
確には菱面体構造であるが、このように六方晶系で近似
できる。まず本発明の方法において、Ｃ面を主面とする
サファイアを用い、保護膜はサファイアＡ面に対して垂
直なストライプ形状とする場合について説明する。例え
ば、図１３は主面側のサファイア基板の平面図である。
この図はサファイアＣ面を主面とし、オリエンテーショ
ンフラット（オリフラ）面をＡ面としている。この図に
示すように保護膜のストライプをＡ面に対して垂直方向
で、互いに平行なストライプを形成する。図１３に示す
ように、サファイアＣ面上に窒化物半導体を選択成長さ
せた場合、窒化物半導体は面内ではＡ面に対して平行な
方向で成長しやすく、垂直な方向では成長しにくい傾向
にある。従ってＡ面に対して垂直な方向でストライプを
設けると、ストライプとストライプの間の窒化物半導体
がつながって成長しやすい傾向がある。

【０１１４】次に、Ａ面を主面とするサファイア基板を
用いた場合、上記Ｃ面を主面とする場合と同様に、例え
ばオリフラ面をＲ面とすると、Ｒ面に対して垂直方向
に、互いに平行なストライプを形成することにより、ス
トライプ幅方向に対して窒化物半導体が成長しやすい傾
向にあるため、結晶欠陥の少ない窒化物半導体層を成長
させることができる。

【０１１５】また次に、スピネル（ＭｇＡｌ₂Ｏ₄）に対
しても、窒化物半導体の成長は異方性があり、窒化物半
導体の成長面を（１１１）面とし、オリフラ面を（１１
０）面とすると、窒化物半導体は（１１０）面に対して
平行方向に成長しやすい傾向がある。従って、（１１
０）面に対して垂直方向にストライプを形成すると窒化
物半導体層と隣接する窒化物半導体同士が保護膜の上部
でつながって、結晶欠陥の少ない結晶を成長できる。な
おスピネルは四方晶であるため特に図示していない。

【０１１６】次に、本発明の窒化物半導体素子について
説明する。本発明の窒化物半導体素子は、前記本発明の
窒化物半導体の成長方法により得られる窒化物半導体を
基板とし、その基板上に素子構造を形成してなるもので
ある。本発明の窒化物半導体素子は、前記本発明の成長
方法で用いられている異種基板、保護膜などを除去して
第１の窒化物半導体５上に素子構造を形成してなるも
の、又は除去せずそのまま残して素子構造を形成してな
るものでもよい。ここで異種基板を除去する場合、素子
構造は、第１の窒化物半導体５の除去面とは反対の成長
面に形成される。

【０１１７】また、本発明の窒化物半導体素子の素子構
造は、層構成、形状、電極等、特に限定されず、いずれ
のものを組み合わせて用いてもよい。素子構造のｎ側窒
化物半導体として超格子構造を有するｎ側窒化物半導体
が形成されていることが好ましい。このように超格子層
とすると、素子性能を向上させることができ好ましい。
また、ｎ電極を超格子層に形成することが好ましく、ｎ
電極との接触抵抗を低下させるために超格子層にｎ型不
純物をドープしても、超格子層とすると結晶性がよくな
る等の点で好ましい。

【０１１８】更に、窒化物半導体素子を構成する素子の
好ましい層構成として、例えばＩｎを含む量子井戸構造
の活性層、バンドギャップエネルギーの異なるクラッド
層に挟まれた活性層を有することが発光効率、寿命特性
など素子の性能を向上させる点で好ましい。このような
層構成を有する素子構造を、本発明の成長方法により得
られる結晶欠陥の少ない第１の窒化物半導体上に形成す
ると素子性能がより向上し好ましい。

【０１１９】本発明の窒化物半導体素子の一実施の形態
としては、実施例に具体的に示してある。しかし本発明
はこれに限定されない。また、本発明において、窒化物
半導体を成長させる方法は、特に限定されないがＭＯＶ
ＰＥ（有機金属気相成長法）、ＨＶＰＥ（ハライド気相
成長法）、ＭＢＥ（分子線気相成長法）、ＭＯＣＶＤ
（有機金属化学気相成長法）等、窒化物半導体を成長さ
せるのに知られている全ての方法を適用できる。好まし
い成長方法は、ＭＯＶＰＥ法であり、結晶をきれいに成
長させることができる。しかし、ＭＯＶＰＥ法は時間が
かかるため、膜厚が厚い場合には時間の短い方法で行う
ことが好ましい。

【０１２０】

【実施例】［実施例１］［図４（ｂ）に示される基板を
用いる］ 図４〜７は第１の形態を示す各工程のウェーハの模式断
面図である。Ｃ面を主面とし、オリフラ面をＡ面とする
サファイア基板１を反応容器内にセットし、温度を５１
０℃にして、キャリアガスに水素、原料ガスにアンモニ
アとＴＭＧ（トリメチルガリウム）とを用い、サファイ
ア基板１上に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。

【０１２１】バッファ層成長後、ＴＭＧのみ止めて、温
度を１０５０℃まで上昇させ、１０５０℃になったら、
原料ガスにＴＭＧ、アンモニア、シランガスを用い、ア
ンドープＧａＮよりなる第２の窒化物半導体２を５μｍ
の膜厚で成長させる。バッファ層と第２の窒化物半導体
２とを積層したウェーハの、その第２の窒化物半導体２
の上にストライプ状のフォトマスクを形成し、ＣＶＤ装
置によりストライプ幅１８μｍ、窓部２μｍのＳｉＯ₂
よりなる第１の保護膜３を０．５μｍの膜厚で形成する
（図５）。なお、第１の保護膜３のストライプ方向はサ
ファイアＡ面に対して垂直な方向とする。

【０１２２】第１の保護膜３形成後、ウェーハを反応容
器に移し、１０５０℃にて、原料ガスにＴＭＧ、アンモ
ニア、シランガス、Ｃｐ₂Ｍｇ（シクロペンタジエニル
マグネシウム）を用い、ＳｉとＭｇの不純物を５×１０
¹⁷／ｃｍ³ドープしたＧａＮよりなる第１の窒化物半導
体５を１５μｍの膜厚で成長させる（図６、図７）。Ｓ
ｉとＭｇの不純物は第１の窒化物半導体５の成長と同時
にドープされる。

【０１２３】得られた第１の窒化物半導体５の表面をＣ
Ｌにより観察すると、第１の保護膜上部はほとんど結晶
欠陥が見られず、窓部上部は４×１０⁴個／ｃｍ²程度観
測されたが、従来に比べ非常に結晶欠陥を低減すること
ができ、更に、第１の保護膜上の空隙の発生をも良好に
防止することができる。

【０１２４】［実施例２］実施例１において、ＧａＮよ
りなる第１の窒化物半導体５を成長させる際に、成長と
同時にＳｉとＭｇの不純物を３×１０¹⁸／ｃｍ³ドープ
して７μｍ成長させ、続いてアンドープで８μｍ成長さ
せ総膜厚１５μｍの膜厚で成長させる。得られた第１の
窒化物半導体５は、実施例１と同様に結晶欠陥の低減さ
れた窒化物半導体を得ることができ、また空隙の発生の
防止も良好である。

【０１２５】［実施例３］［図４（ａ）に示される基板
を用いる］ ２インチφ、Ｃ面を主面とし、オリフラ面をＡ面とする
サファイア基板１上にストライプ状のフォトマスクを形
成し、ＣＶＤ装置によりストライプ幅１８μｍ、ストラ
イプ間隔（窓部）５μｍのＳｉＯ₂よりなる第１の保護
膜３を０．５μｍの膜厚で形成する。なお、ストライプ
方向は図１３に示すように、オリフラ面に対して垂直な
方向で形成する。

【０１２６】保護膜形成後、基板を反応容器内にセット
し、温度を５１０℃にして、キャリアガスに水素、原料
ガスにアンモニアとＴＭＧ（トリメチルガリウム）とを
用い、第１の保護膜３を形成した上にＧａＮよりなるバ
ッファ層を約２００オングストロームの膜厚で成長させ
る。

【０１２７】バッファ層成長後、ＴＭＧのみ止めて、温
度を１０５０℃まで上昇させる。１０５０℃になった
ら、原料ガスにＴＭＧ、アンモニア、シランガス、Ｃｐ
₂Ｍｇを用い、成長と同時にＳｉとＭｇの不純物を５×
１０¹⁷／cm³ドープしたＧａＮよりなる第１の窒化物半
導体５を１５μｍの膜厚で成長させる。

【０１２８】得られた第１の窒化物半導体５の表面をＣ
Ｌにより観測すると、実施例１よりやや窓部上部に結晶
欠陥が多く見られたが、従来に比べ結晶欠陥を減少させ
ることができる。また保護膜上の空隙の発生の防止は、
実施例１と同様に良好である。

【０１２９】［実施例４］［図８に示されている基板を
用いる］ 実施例４における各工程を図８〜図１０を用いて示す。
異種基板１として、２インチφ、Ｃ面を主面とし、オリ
フラ面をＡ面とするサファイア基板１を反応容器内にセ
ットし、温度を５１０℃にして、キャリアガスに水素、
原料ガスにアンモニアとＴＭＧ（トリメチルガリウム）
とを用い、サファイア基板１上にＧａＮよりなるバッフ
ァ層（図示されていない）を約２００オングストローム
の膜厚で成長させる。

【０１３０】バッファ層を成長後、ＴＭＧのみ止めて、
温度を１０５０℃まで上昇させる。１０５０℃になった
ら、原料ガスにＴＭＧ、アンモニアを用い、アンドープ
のＧａＮよりなる第２の窒化物半導体２を２μｍの膜厚
で成長させる。（図８）

【０１３１】第２の窒化物半導体２を成長後、ストライ
プ状のフォトマスクを形成し、スパッタ装置によりスト
ライプ幅１５μｍ、ストライプ間隔（凹部の開口部）３
μｍのＳｉＯ₂よりなる第１の保護膜３を０．５μｍの
膜厚で形成し、続いて、ＲＩＥ装置により第２の窒化物
半導体２の途中までエッチングして凹凸を形成すること
により第２の窒化物半導体２の凹部側面を露出させる
（図８）。なお、ストライプ方向は、図１３に示すよう
に、オリフラ面に対して垂直な方向で形成する。

【０１３２】第２の窒化物半導体２に、図８のように凹
凸を形成した後、凹凸を形成した第２の窒化物半導体２
の表面にスパッタ装置により保護膜材料を形成し、ＣＦ
₄とＯ₂ガスにより、凹凸を形成したことにより形成され
た第２の窒化物半導体２の凹部側面の保護膜をエッチン
グにより除去して凹部側面を露出させ、第１の保護膜３
及び第２の保護膜４をそれぞれ形成する。

【０１３３】第１の保護膜３及び第２の保護膜４を形成
後、反応容器内にセットし、温度を１０５０℃で、原料
ガスにＴＭＧ、アンモニア、シランガス、Ｃｐ₂Ｍｇを
用い、成長と同時にＳｉとＭｇの不純物を５×１０¹⁷／
cm³ドープしたＧａＮよりなる第１の窒化物半導体５を
１５μｍの膜厚で成長させる（図９及び図１０）。

【０１３４】得られた第１の窒化物半導体５の表面をＣ
Ｌにより観測すると、第１の保護膜３及び第２の保護膜
４の上部共に結晶欠陥の伝播がほとんど見られなくなり
良好な鏡面状の第１の窒化物半導体５が得られ、また、
空隙の発生も良好に防止できる。

【０１３５】［実施例５］実施例４において、不純物と
して、ＧｅとＭｇの不純物を５×１０¹⁷／cm³ドープす
る他は同様にして第１の窒化物半導体５を成長させる。
得られた第１の窒化物半導体５は、実施例４と同様に良
好な結果が得られる。

【０１３６】［実施例６］［図１１に示される基板を用
いる］ 実施例６を図１１を用いて示す。実施例４において、以
下に示すように第２の窒化物半導体２に形成される凹凸
の形状及び第１の保護膜のみを形成する他は、同様に行
った。

【０１３７】実施例４と同様に形成された第２の窒化物
半導体２上に、ストライプ状のフォトマスクを形成し、
スパッタ装置によりストライプ幅１５μｍ、ストライプ
間隔（凹部の開口部の幅）２μｍのＳｉＯ₂よりなる保
護膜３を０．５μｍの膜厚で形成し、続いて、ＲＩＥ装
置によりサファイア基板１までエッチングしてサファイ
ア基板１を露出させて凹凸を形成することにより第２の
窒化物半導体２の凹部側面を露出させる（図１１）。な
お、ストライプ方向は、図１３に示すように、オリフラ
面に対して垂直な方向で形成する。

【０１３８】凹凸部を形成後、反応容器内にセットし、
温度を１０５０℃で、原料ガスにＴＭＧ、アンモニア、
シランガス、Ｃｐ₂Ｍｇを用い、成長と同時にＳｉとＭ
ｇの不純物を５×１０¹⁷／cm³ドープしたＧａＮよりな
る第１の窒化物半導体５を１５μｍの膜厚で成長させ
る。

【０１３９】第１の窒化物半導体５を成長後、ウェーハ
を反応容器から取り出し、ＳｉとＭｇの不純物をドープ
したＧａＮよりなる窒化物半導体基板を得る。

【０１４０】得られた第１の窒化物半導体５の表面をＣ
Ｌにより観察すると第１の保護膜上部及び凹部開口部上
部ともに結晶欠陥の伝播のほとんど見られない鏡面状の
第１の窒化物半導体５が得られる。また、凹部底部に保
護膜を形成せず、凸部上部のみに保護膜を有する場合、
反応条件によっては、凹部の底部にやや空隙の発生する
場合が見られるが、第１の窒化物半導体５を厚膜に成長
させ異種基板等を除去するれば、空隙の部分も同時に除
去される程度の小さい空隙であり、従来に比べ、空隙が
素子特性に悪影響を及ぼし難くなる。

【０１４１】［実施例７］実施例６において、不純物と
して、ＳｎとＭｇの不純物を５×１０¹⁷／cm³ドープド
ープする他は同様にして第１の窒化物半導体５を成長さ
せる。得られた第１の窒化物半導体５は、実施例６と同
様に良好な結果が得られた。

【０１４２】［実施例８］実施例６において、第２の窒
化物半導体２をエッチングする際に、第２の窒化物半導
体２が残る程度にエッチングし、凹部の側面（第２の窒
化物半導体の端面）の幅（ｄ）を１．５μｍとする他は
同様にして第１の窒化物半導体５を成長させる。

【０１４３】得られた第１の窒化物半導体５は、実施例
６と同様に良好な結果が得られる。

【０１４４】［実施例９］［ＳｉとＭｇの不純物を成長
の途中からドープする。図４（ｂ）に示される基板を用
いる。］ 実施例１において、第１の窒化物半導体５の成長初期は
アンドープで成長させ、第１の窒化物半導体が、例えば
図２のような状態で第１の保護膜３上に横方向に成長す
る際に、ＳｉとＭｇの不純物をドープする他は同様にし
て第１の窒化物半導体５を成長させる。ＳｉとＭｇの不
純物のドープの時期は、成長温度とＴＭＧの投入量によ
り成長速度を計算でき、この計算値をもとにＳｉとＭｇ
の不純物をドープするタイミングを調節する。

【０１４５】得られた第１の窒化物半導体５は、実施例
１と同様に結晶欠陥を良好に低減でき、更に保護膜上の
空隙の発生は、実施例１よりやや良好に防止することが
できる。

【０１４６】［実施例１０］［不純物の種類を変更して
実施例１と同様に行う。］ 実施例１において、不純物として、以下の表１のＮｏ．
１〜Ｎｏ．８に示すように不純物を変更する他は同様に
して第１の窒化物半導体５を成長させる。

【０１４７】

【表１】

【０１４８】上記Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８の不純物をそれぞ
れドープして得られる各第１の窒化物半導体５は、第１
の保護膜３上部の結晶欠陥はほとんど見られず、また窓
部上部には、不純物の種類及び組み合わせによって多少
結晶欠陥の数に差が見られるものの、実施例１とほぼ同
様に良好であり、更に空隙の発生も実施例１とほぼ同様
に良好に防止できる。

【０１４９】［実施例１１］［実施例１で得られた窒化
物半導体基板を有するＬＥＤ］ 図１４を元に実施例１１について説明する。実施例１で
得られた第１の窒化物半導体５を基板として、この上に
以下の素子構造を成長させてＬＥＤ素子を製造する。だ
たし、第１の窒化物半導体５は異種基板１を有する状態
で用いた。

【０１５０】（アンドープＧａＮ層１０３）第１の窒化
物半導体５上に、温度を１０５０℃とし、キャリアガス
に水素、原料ガスにＴＭＧ（トリメチルガリウム）、ア
ンモニアガスを用い、アンドープＧａＮ層１０３を１．
５μｍの膜厚で成長させる。

【０１５１】（ｎ側コンタクト層１０４）続いて１０５
０℃で、同じく原料ガスにＴＭＧ、アンモニアガス、不
純物ガスにシランガスを用い、Ｓｉを４．５×１０¹⁸／
cm³ドープしたＧａＮよりなるｎ側コンタクト層１０４
を２．２５μｍの膜厚で成長させる。

【０１５２】（ｎ側第１多層膜層１０５）次にシランガ
スのみを止め、１０５０℃で、ＴＭＧ、アンモニアガス
を用い、アンドープＧａＮからなる下層１０５ａを２０
００オングストロームの膜厚で成長させ、続いて同温度
にてシランガスを追加しＳｉを４．５×１０¹⁸／cm³ド
ープしたＧａＮからなる中間層１０５ｂを３００オング
ストロームの膜厚で成長させ、更に続いてシランガスの
みを止め、同温度にてアンドープＧａＮからなる上層１
０５ｃを５０オングストロームの膜厚で成長させ、３層
からなる総膜厚２３５０オングストロームの第１多層膜
層１０５を成長させる。

【０１５３】（ｎ側第２多層膜層１０６）次に、同様の
温度で、アンドープＧａＮよりなる窒化物半導体層
［Ａ］を４０オングストローム成長させ、次に温度を８
００℃にして、ＴＭＧ、ＴＭＩ、アンモニアを用い、ア
ンドープＩｎ_0.13Ｇａ_0.87Ｎよりなる窒化物半導体層
［Ｂ］を２０オングストローム成長させる。そしてこれ
らの操作を繰り返し、［Ａ］＋［Ｂ］の順で交互に１０
層づつ積層させ、最後にＧａＮよりなる窒化物半導体層
［Ａ］を４０オングストローム成長さた超格子構造の多
層膜よりなるｎ側第２多層膜層１０６を６４０オングス
トロームの膜厚で成長させる。

【０１５４】（活性層１０７）次に、アンドープＧａＮ
よりなる障壁層を２００オングストロームの膜厚で成長
させ、続いて温度を８００℃にして、ＴＭＧ、ＴＭＩ、
アンモニアを用いアンドープＩｎ_0.4Ｇａ_0.6Ｎよりなる
井戸層を３０オングストロームの膜厚で成長させる。そ
して障壁＋井戸＋障壁＋井戸・・・・＋障壁の順で障壁
層を５層、井戸層を４層、交互に積層して、総膜厚１１
２０オングストロームの多重量子井戸構造よりなる活性
層１０７を成長させる。

【０１５５】（ｐ側多層膜クラッド層１０８）次に、温
度１０５０℃でＴＭＧ、ＴＭＡ、アンモニア、Ｃｐ₂Ｍ
ｇ（シクロペンタジエニルマグネシウム）を用い、Ｍｇ
を１×１０²⁰／cm³ドープしたｐ型Ａｌ_0.2Ｇａ_0.8Ｎよ
りなる窒化物半導体層［Ｃ］を４０オングストロームの
膜厚で成長させ、続いて温度を８００℃にして、ＴＭ
Ｇ、ＴＭＩ、アンモニア、Ｃｐ₂Ｍｇを用いＭｇを１×
１０²⁰／cm³ドープしたＩｎ_0.03Ｇａ_0.97Ｎよりなる窒
化物半導体層［Ｄ］を２５オングストロームの膜厚で成
長させる。そしてこれらの操作を繰り返し、［Ｃ］＋
［Ｄ］の順で交互に５層ずつ積層し、最後に窒化物半導
体層［Ｃ］を４０オングストロームの膜厚で成長させた
超格子構造の多層膜よりなるｐ側多層膜クラッド層１０
８を３６５オングストロームの膜厚で成長させる。

【０１５６】（ｐ側ＧａＮコンタクト層１０９）続いて
１０５０℃で、ＴＭＧ、アンモニア、Ｃｐ₂Ｍｇを用
い、Ｍｇを１×１０²⁰／cm³ドープしたｐ型ＧａＮより
なるｐ側コンタクト層１０９を７００オングストローム
の膜厚で成長させる。

【０１５７】反応終了後、温度を室温まで下げ、さらに
窒素雰囲気中、ウェーハを反応容器内において、７００
℃でアニーリングを行い、ｐ型層をさらに低抵抗化す
る。

【０１５８】アニーリング後、ウェーハを反応容器から
取り出し、最上層のｐ側コンタクト層１０９の表面に所
定の形状のマスクを形成し、ＲＩＥ（反応性イオンエッ
チング）装置でｐ側コンタクト層側からエッチングを行
い、図１に示すようにｎ側コンタクト層１０４の表面を
露出させる。

【０１５９】エッチング後、最上層にあるｐ側コンタク
ト層１０９のほぼ全面に膜厚２００オングストロームの
ＮｉとＡｕを含む透光性のｐ電極１１０と、そのｐ電極
１１０の上にボンディング用のＡｕよりなるｐパッド電
極を０．５μｍの膜厚で形成する。一方、エッチングに
より露出させたｎ側コンタクト層４の表面にはＷとＡｌ
を含むｎ電極１１２を形成してＬＥＤ素子とした。

【０１６０】このＬＥＤ素子は順方向電流２０ｍＡにお
いて、５２０ｎｍの純緑色発光を示し、Ｖｆは３．５Ｖ
で、従来の多重量子井戸構造のＬＥＤ素子に比較して、
Ｖｆで１．０Ｖ近く低下し、出力は２．０倍以上に向上
する。そのため、１０ｍＡで従来のＬＥＤ素子とほぼ同
等の特性を有するＬＥＤが得られる。更に、得られたＬ
ＥＤ素子は、寿命特性が従来のものに比べ非常に良好と
なり、結晶欠陥の少ない第１の窒化物半導体５を用いる
ことにより、寿命をより良好にすることができる。更
に、結晶欠陥の伝播を良好に抑制でき且つ第１の保護膜
上の空隙の発生を良好に防止できるので、量産し易くな
る。また、静電耐圧も従来のものに比べて良好となる。

【０１６１】なお、従来のＬＥＤ素子の構成は、サファ
イア基板上に、ＧａＮよりなる第１のバッファ層、アン
ドープＧａＮよりなる第２のバッファ層、ＳｉドープＧ
ａＮよりなるｎ側コンタクト層、実施例１と同一の多重
量子井戸構造よりなる活性層、単一のＭｇドープＡｌ
_0.1Ｇａ_0.9Ｎ層、ＭｇドープＧａＮからなるｐ側コンタ
クト層を順に積層したものである。

【０１６２】［実施例１２］実施例１１において、ｎ側
第１多層膜層を以下のように変更する他は同様にしてＬ
ＥＤ素子を製造した。 （ｎ側第１多層膜層１０５）次にシランガスのみを止
め、１０５０℃で、ＴＭＧ、アンモニアガスを用い、ア
ンドープＧａＮ層を７５オングストロームの膜厚で成長
させ、続いて同温度にてシランガスを追加しＳｉを４．
５×１０¹⁸／cm³ドープしたＧａＮ層を２５オングスト
ロームの膜厚で成長させる。このようにして、７５オン
グストロームのアンドープＧａＮ層からなるＡ層と、Ｓ
ｉドープＧａＮ層を有する２５オングストロームのＢ層
とからなるペアを成長させる。そしてペアを２５層積層
して２５００オングストローム厚として、超格子構造の
多層膜よりなるｎ側第１多層膜層１０５を成長させる。

【０１６３】その結果、実施例１１と同様に良好な結果
が得られる。

【０１６４】［実施例１３］［実施例１で得られた窒化
物半導体基板を有するＬＤ］ 素子構造を形成する基板として、実施例１で得られた第
１の窒化物半導体５を用いて行った。素子構造として
は、J.J.A.P.Vol.37(1998)pp.L309-L312に記載されてい
るものと同様の構造を形成する。但し、異種基板等は除
去せずに第１の窒化物半導体５上に素子構造を形成す
る。

【０１６５】以下に、図１５に示されるＬＤ素子の素子
構造を示す。 （素子構造の概略）３μｍの膜厚のＳｉドープのＧａ
Ｎ、０．１μｍの膜厚のＳｉドープのＩｎ_{0. 1}Ｇａ
_0.9Ｎ、２５オングストロームの膜厚のＳｉドープＧａ
Ｎと２５オングストロームの膜厚のアンドープＡｌ_0.14
Ｇａ_0.86Ｎとのペアを２４０積層してなるｎ型超格子ク
ラッド層、０．１μｍの膜厚のＳｉドープＧａＮの光ガ
イド層、２０オングストロームの膜厚のＳｉドープのＩ
ｎ_0.15Ｇａ_0.85Ｎの井戸層と、５０オングストロームの
膜厚のＳｉドープのＩｎ_0.02Ｇａ_0.98Ｎの障壁層とから
ペアを４組形成してなる多重量子井戸構造の活性層、２
００オングストロームの膜厚のＭｇドープのＡｌ_0.2Ｇ
ａ_0.8Ｎ、０．１μｍの膜厚のＭｇドープのＧａＮの光
ガイド層、２５オングストロームのＭｇドープＧａＮ
と、２５オングストロームの膜厚のアンドープＡｌ_0.14
Ｇａ_0.86Ｎとからなるペアを１２０積層させてなるｐ型
超格子クラッド層、及び０．０５μｍの膜厚のＭｇドー
プＧａＮを積層成長させる。

【０１６６】図１５に示されるように、エッチングによ
り３μｍのリッジ形状、及びｎ電極の形成されるｎ型Ｇ
ａＮ層を露出させ、ｐ電極及びｎ電極をそれぞれ形成す
る。得られたＬＤ素子は、従来技術（例えば前記J.J.A.
P.に記載の技術）のものより、高温度及び高出力の条件
下でより長寿命となる。

【０１６７】［実施例１４］［実施例２〜１０で得られ
たＧａＮ基板を有するＬＤ］ 実施例１３において、第１の窒化物半導体５として実施
例２〜１０の各方法により得られた各々の窒化物半導体
基板を用いた他は同様にしてＬＤ素子を製造する。その
結果、実施例２〜１０のそれぞれの第１の窒化物半導体
５を用いて作成されたＬＤ素子は、第１の窒化物半導体
５の成長方法や不純物の種類により多少の差はあるもの
の、いずれも実施例１３とほぼ同様に良好な結果が得ら
れる。

【０１６８】［実施例１５］［異種基板を除去してなる
窒化物半導体基板を有するＬＤ］ 実施例１において、ＳｉとＭｇの不純物をドープしてな
る第１の窒化物半導体５を１５μｍ成長させた後（ＭＯ
ＣＶＤにより成長）、更に膜厚が１００μｍになるまで
成長させる他は同様にして第１の窒化物半導体５を得
る。その後、異種基板及び保護膜等を除去して８０μｍ
の膜厚の第１の窒化物半導体５を用い、異種基板等を除
去した除去面とは反対の面上に素子構造を成長させる。
図１６を用いて以下に素子構造を示す。

【０１６９】（ｎ側クラッド層４３）次に、Ｓｉを１×
１０¹⁹／cm³ドープしたｎ型Ａｌ_0.2Ｇａ_0.8Ｎよりなる
第１の層、２０オングストロームと、アンドープ（undo
pe）のＧａＮよりなる第２の層、２０オングストローム
とを交互に１００層積層してなる総膜厚０．４μｍの超
格子構造とする。

【０１７０】（ｎ側光ガイド層４４）続いて、Ｓｉを１
×１０¹⁷／cm³ドープしたｎ型ＧａＮよりなるｎ型光ガ
イド層４４を０．１μｍの膜厚で成長させる。

【０１７１】（活性層４５）次に、Ｓｉを１×１０¹⁷／
cm³ドープのＩｎ_0.2Ｇａ_0.8Ｎよりなる井戸層、２５オ
ングストロームと、Ｓｉを１×１０¹⁷／cm³ドープのＩ
ｎ_0.01Ｇａ_0.95Ｎよりなる障壁層、５０オングストロー
ムを交互に積層してなる総膜厚１７５オングストローム
の多重量子井戸構造（ＭＱＷ）の活性層４５を成長させ
る。

【０１７２】（ｐ側キャップ層４６）次に、バンドギャ
ップエネルギーがｐ側光ガイド層４７よりも大きく、か
つ活性層４５よりも大きい、Ｍｇを１×１０²⁰／cm³ド
ープしたｐ型Ａｌ_0.3Ｇａ_0.9Ｎよりなるｐ側キャップ層
４６を３００オングストロームの膜厚で成長させる。

【０１７３】（ｐ側光ガイド層４７）次に、バンドギャ
ップエネルギーがｐ側キャップ層４６より小さい、Ｍｇ
を１×１０¹⁸／cm³ドープしたｐ型ＧａＮよりなるｐ側
光ガイド層４７を０．１μｍの膜厚で成長させる。

【０１７４】（ｐ側クラッド層４８）次に、Ｍｇを１×
１０²⁰／cm³ドープしたｐ型Ａｌ_0.2Ｇａ_0.8Ｎよりなる
第１の層、２０オングストロームと、Ｍｇを１×１０²⁰
／cm³ドープしたｐ型ＧａＮよりなる第２の層、２０オ
ングストロームとを交互に積層してなる総膜厚０．４μ
ｍの超格子層よりなるｐ側クラッド層４８を形成する。

【０１７５】（ｐ側コンタクト層４９）最後に、Ｍｇを
２×１０²⁰／cm³ドープしたｐ型ＧａＮよりなるｐ側コ
ンタクト層４９を１５０オングストロームの膜厚で成長
させる。

【０１７６】反応終了後、反応容器内において、ウェー
ハを窒素雰囲気中、７００℃でアニーリングを行い、ｐ
型層をさらに低抵抗化する。アニーリング後、ウェーハ
を反応容器から取り出し、図１６に示すように、ＲＩＥ
装置により最上層のｐ型コンタクト層４９と、ｐ型クラ
ッド層４８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し、リッジ表面の全面にＮｉ／Ａ
ｕよりなるｐ電極５１を形成する。次に、図１６に示す
ようにｐ電極５１を除くｐ側クラッド層４８、コンタク
ト層４９の表面にＳｉＯ₂よりなる絶縁膜５０を形成
し、この絶縁膜５０を介してｐ電極５１と電気的に接続
したｐパッド電極５２を形成する。

【０１７７】ｐ側電極形成後、第２の窒化物半導体層５
の素子構造が形成されていない表面全面に、Ｔｉ／Ａｌ
よりなるｎ電極５３を０．５μｍの膜厚で形成し、その
上にヒートシンクとのメタライゼーション用にＡｕ／Ｓ
ｎよりなる薄膜を形成する。

【０１７８】その後、ｎ電極側５３からスクライブし、
第１の窒化物半導体５のＭ面（１１−００、図１２の六
角柱の側面に相当する面）で第１の窒化物半導体５を劈
開し、共振面を作製する。共振面の両方あるいはどちら
か一方に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
ザチップとした。次に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、ｐパッド電極５２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。

【０１７９】その結果、実施例１３のＬＤ素子と同様に
良好な寿命特性が得られた。

【０１８０】［実施例１６］実施例１５において、第１
の窒化物半導体５の成長方法を以下のように変更する他
は同様にして、ＬＤ素子を製造する。 （第１の窒化物半導体５の成長方法）実施例１におい
て、ＳｉとＭｇの不純物をドープしてなる第１の窒化物
半導体５を１５μｍ成長させた後（ＭＯＣＶＤにより成
長）、不純物をＳｉのみにして更に膜厚が１００μｍに
なるまで成長させる他は同様にして第１の窒化物半導体
５を成長させる。その後、異種基板及び保護膜等を除去
して８０μｍの膜厚の第１の窒化物半導体５を用いる。
但し、異種基板等を除去した除去面とは反対の面上に素
子構造を成長させる。

【０１８１】得られたＬＤ素子は、実施例１５と同様に
良好であり、更に第１の窒化物半導体５がｐ型不純物を
ほとんど含まないＳｉドープの窒化物半導体であるた
め、ｎ電極とのオーミック性が実施例１５よりやや良好
となる。

【０１８２】

【発明の効果】本発明は、保護膜上部に限らず窓部の結
晶欠陥の転位を減少させ、且つ保護膜上部で隣接するＧ
ａＮ同士の接合の際に空隙の生じない窒化物半導体の成
長方法を提供することができる。また更に、本発明は、
結晶欠陥や空隙のない窒化物半導体を基板とし、素子構
造を成長させると、寿命特性等の素子性能が良好な窒化
物半導体素子を提供することができる。さらに本発明
は、本発明の窒化物半導体の成長方法により結晶欠陥の
伝播を抑制できるとともに空隙の発生をも抑制できるこ
とから、素子特性の良好な窒化物半導体素子を量産し易
くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】窒化物半導体の成長と結晶欠陥の伝播の様子を
模式的に示した模式的断面図である。

【図２】窒化物半導体の成長と結晶欠陥の伝播の様子を
模式的に示した模式的断面図である。

【図３】窒化物半導体の成長と結晶欠陥の伝播の様子を
模式的に示した模式的断面図である。

【図４】本発明の成長方法の一実施の形態である各工程
を示す模式的断面図である。

【図５】本発明の成長方法の一実施の形態である各工程
を示す模式的断面図である。

【図６】本発明の成長方法の一実施の形態である各工程
を示す模式的断面図である。

【図７】本発明の成長方法の一実施の形態である各工程
を示す模式的断面図である。

【図８】本発明の成長方法の一実施の形態である各工程
を示す模式的断面図である。

【図９】本発明の成長方法の一実施の形態である各工程
を示す模式的断面図である。

【図１０】本発明の成長方法の一実施の形態である各工
程を示す模式的断面図である。

【図１１】本発明の成長方法の一実施の形態である各工
程を示す模式的断面図である。

【図１２】サファイアの面方位を示すユニットセル図で
ある。

【図１３】保護膜のストライプ方向を説明するための基
板主面側の模式的平面図である。

【図１４】本発明の窒化物半導体素子の一実施の形態を
示すＬＥＤ素子の模式的断面図である。

【図１５】本発明の窒化物半導体素子の一実施の形態を
示すＬＤ素子の模式的断面図である。

【図１６】本発明の窒化物半導体素子の一実施の形態を
示すＬＤ素子の模式的断面図である。

【符号の説明】

１・・・異種基板 ２・・・第２の窒化物半導体 ３・・・第１の保護膜 ４・・・第２の保護膜 ５・・・第１の窒化物半導体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F041 AA40 CA05 CA34 CA40 CA46 CA57 CA65 CA67 CA74 5F045 AA04 AB09 AB14 AB17 AB18 AB32 AC01 AC08 AC12 AC19 AD07 AD08 AD09 AD10 AD11 AD12 AD13 AD14 AD15 AF02 AF03 AF04 AF06 AF09 AF12 AF13 AF20 BB12 CA10 CA12 CA13 DA53 DA54 DA55 DA59 HA16 5F073 AA11 AA45 AA51 AA55 AA74 CA07 CB05 CB07 CB19 DA05 DA07 DA25 EA29

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に、窒化物半導体が成長しにくい
   材料からなる第１の保護膜を部分的に形成する第１の工
   程と、この第１の工程後、形成させた第１の保護膜上に
   第１の窒化物半導体の横方向の成長を利用しながら第１
   の保護膜の上にまで成長させる第２の工程とを少なくと
   も有する窒化物半導体の成長方法において、前記第２の
   工程で第１の窒化物半導体の成長時に、ｐ型不純物をド
   ープすることを特徴とする窒化物半導体の成長方法。
2. 【請求項２】 前記第２の工程で第１の窒化物半導体の
   成長時に、ｐ型不純物及びｎ型不純物をドープすること
   を特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体の成長方
   法。
3. 【請求項３】 前記第２の工程で、不純物が、少なくと
   も第１の窒化物半導体が第１の保護膜上に向かって横方
   向の成長をしている時に、ドープされることを特徴とす
   る請求項１又は２に記載の窒化物半導体の成長方法。
4. 【請求項４】 前記第２の工程で、不純物が、第１の窒
   化物半導体の成長と同時に、又は成長の途中に１回以
   上、ドープされることを特徴とする請求項１〜３のいず
   れかに記載の窒化物半導体の成長方法。
5. 【請求項５】 前記ｐ型不純物が、Ｂｅ、Ｚｎ、Ｍｎ、
   Ｃｒ、及びＭｇのいずれか１種以上であることを特徴す
   る請求項１〜４のいずれかに記載の窒化物半導体の成長
   方法。
6. 【請求項６】 前記ｎ型不純物が、Ｓｉ、Ｇｅ及びＳｎ
   のいずれか１種以上であることを特徴とする請求項２〜
   ５のいずれかに記載の窒化物半導体の成長方法。
7. 【請求項７】 前記第１の窒化物半導体にドープされる
   不純物として、ｐ型不純物がＭｇであり、ｎ型不純物
   が、Ｓｉであることを特徴とする請求項６に記載の窒化
   物半導体の成長方法。
8. 【請求項８】 前記不純物のドープ量が、１×１０¹⁷／
   ｃｍ³〜１×１０¹⁹／ｃｍ³であることを特徴とする請求
   項１〜７のいずれかに記載の窒化物半導体の成長方法。
9. 【請求項９】 前記第１の保護膜が、第１の保護膜が形
   成されていない部分の表面積よりも大きい表面積を有し
   て形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいず
   れかに記載の窒化物半導体の成長方法。
10. 【請求項１０】 前記基板が、窒化物半導体と異なる材
    料からなる異種基板と、この異種基板上に成長された第
    ２の窒化物半導体とからなることを特徴とする請求項１
    〜９のいずれかに記載の窒化物半導体の成長方法。
11. 【請求項１１】 前記異種基板と第２の窒化物半導体と
    からなる基板が、前記第１の工程の前又は後に、第１の
    保護膜の形成される部分以外の第２の窒化物半導体を部
    分的に除去し表面に凹凸の形状を有していることを特徴
    とする請求項１〜１０のいずれかに記載の窒化物半導体
    の成長方法。
12. 【請求項１２】 前記第２の窒化物半導体の表面に形成
    された凹部底部が、第２の保護膜で覆われていることを
    特徴とする請求項１１に記載の窒化物半導体の成長方
    法。
13. 【請求項１３】 前記第２の窒化物半導体の表面に形成
    された凹部が、凹部上部から底部までの深さが０．５μ
    ｍ以上であることを特徴とする請求項１１又は１２に記
    載の窒化物半導体の成長方法。
14. 【請求項１４】 前記請求項１〜１３のいずれかに記載
    の窒化物半導体の成長方法により得られる窒化物半導体
    からなる基板上に、少なくともｎ型窒化物半導体層、活
    性層、及びｐ型窒化物半導体層を有する素子構造を有す
    る窒化物半導体素子。