JP2000332293A - Ｉｉｉ−ｖ族窒化物半導体発光素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のＩＩＩ−Ｖ族窒化物系半導体発光素子
において、活性層を成長する前に成長させる膜の平坦性
および結晶性の良いものが得られず、発光素子の特性に
大きく影響を与えていた。 【解決手段】 上記問題を解決するために、本発明のＩ
ＩＩ−Ｖ族窒化物半導体発光素子は、Ｍｇ、Ｚｎを含有
しない膜厚１μｍ以上のＩＩＩ−Ｖ族窒化物層上に、Ｍ
ｇもしくはＺｎドープＩＩＩ−Ｖ族窒化物層を有し、前
記ＭｇもしくはＺｎドープＩＩＩ−Ｖ族窒化物層上に発
光素子構造を有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は窒素を主成分とする
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体発光素子及びその製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＧａＮ系化合物半導体によって高
輝度の青色発光ダイオードが商品化され、ＩＩＩ−Ｖ族
窒化物系半導体は発光デバイス材料として大きく期待さ
れている。従来から窒化物系半導体はハイドライド気相
成長法（以下、ＨＶＰＥ法）や有機金属気相成長法（以
下、ＭＯＣＶＤ法）や、分子線エピタキシー法（以下、
ＭＢＥ法）等により成長されている。

【０００３】その成長に用いる基板としては、本来、成
長膜と同種のものを使用することが理想的ではあるが、
ＩＩＩ−Ｖ族窒化物単結晶の基板は大きな物を得ること
が困難な為、代用としてＩＩＩ−Ｖ族窒化物以外のサフ
ァイア基板、ＳｉＣ基板等を用いてＩＩＩ−Ｖ族窒化物
系半導体の結晶成長が行われてきた。ＩＩＩ−Ｖ族窒化
物以外の基板、例えばサファイア及びＳｉＣ等の基板を
用いた場合、基板と成長するＩＩＩ−Ｖ族窒化物系半導
体の格子不整合が大きく、基板上に直接単結晶ＩＩＩ−
Ｖ族窒化物系半導体をうまく成長させることができず、
基板上にまず非単結晶バッファ層を成長させ（例えば、
Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ Ａｐｐｌｉｅｄ
Ｐｈｙｓｉｃｓ ｖｏｌ．３０ Ｌ１７０５）、その上
にＩＩＩ−Ｖ族窒化物系半導体単結晶を成長させてい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＩＩＩ−Ｖ
族窒化物系半導体は六方晶を有することから、バッファ
層上に成長したＩＩＩ−Ｖ族窒化物系半導体の成長初期
には、６角柱状の島が３次元成長し、その後、６角柱状
の島が合体して２次元成長を行う。このような成長形態
をとるため、成長したＩＩＩ−Ｖ族窒化物系半導体膜に
は成長方向に貫通転位とそれより大きい６角形のパイプ
状の穴構造が存在し、作製した素子の特性および歩留ま
りに悪影響をおよぼしていた。

【０００５】また、サファイア基板上に形成した窒化物
系化合物半導体を成長させるための結晶成長過程におけ
る問題点として、特に、Ｓｉドープされたｎ型結晶の成
長において、３次元膜から２次元膜への移行する時間が
長く平坦な膜を得るための時間がかかるという問題があ
った。そこで、３次元成長から２次元成長への変化を促
進させる為、特開平８−１４８７１８号公報ではｎ型も
しくはｉ型窒化物半導体層にＭｇもしくはＺｎを添加し
て２次元成長を速めることを行っているが、特開平８−
１４８７１８号公報では３次元成長から２次元成長を促
進することが目的の為、バッファ層上に直接上記Ｍｇも
しくはＺｎ添加層を成長させていた。

【０００６】しかし、この方法で成長した場合には、２
次元膜に移行したＳｉドープしたｎ型窒化物半導体と比
較して、ＭｇもしくはＺｎを添加した窒化物半導体層
は、Ｘ線回折におけるピークの半値幅が広くなり、結晶
性が悪化していた。また、２次元膜に移行した場合の表
面の平坦性を比較すると、Ｓｉドープした窒化物半導体
よりもＭｇもしくはＺｎを添加した窒化物半導体層の方
が平坦性が悪いという欠点がある。

【０００７】ＩＩＩ−Ｖ族窒化物系半導体発光素子の活
性層は１０ｎｍ以下の単層もしくは１０ｎｍ以下の膜の
多層構造であり、活性層を成長する前に成長させる膜の
平坦性が素子の特性の優劣に大きく影響し、当然、平坦
性の良い膜の素子特性の方が良い。つまり、バッファ層
上に直接上記ＭｇもしくはＺｎ添加した膜上に発光素子
構造を成長させることによって、素子特性に悪影響をお
よぼしていた。

【０００８】従って、本発明は従来の技術における、上
述の問題点を解消することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者が実験を行った
結果、２次元成長しているが貫通転位およびパイプ状の
穴構造を有するｎ型およびｉ型層上にＭｇもしくはＺｎ
ドープ層を成長させた場合、上記課題である６角形のパ
イプ状の穴構造を無くすことができ、貫通転位密度も低
減させる効果があることが判明した。

【００１０】よって本発明では基板上にバッファ層を成
長させ、その上にＭｇ、Ｚｎをドーピングしない、すな
わち、ｎ型もしくはｉ型のＩＩＩ−Ｖ族窒化物系半導体
層を２次元成長するまで成長させる。本層はｎ型もしく
はｉ型のＩＩＩ−Ｖ族窒化物系半導体の積層構造でも良
く、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物系半導体成長後、基板を剥離さ
せたＩＩＩ−Ｖ族窒化物系半導体基板でも良い。

【００１１】次に、Ｍｇ、Ｚｎを含有しないＩＩＩ−Ｖ
族窒化物系半導体層もしくはＩＩＩ−Ｖ族窒化物系半導
体基板上に、ＭｇもしくはＺｎドープさせたＩＩＩ−Ｖ
族窒化物系半導体層を成長させる。この層を成長させる
ことにより上記課題である６角形のパイプ状の穴を無く
すことができ、貫通転位密度も低減させることが可能で
ある。また、ＭｇもしくはＺｎドープさせたＩＩＩ−Ｖ
族窒化物系半導体層は、膜状のｎ型もしくはｉ型のＩＩ
Ｉ−Ｖ族窒化物系半導体層上に成長させる為、表面モホ
ロジーも良好であり、素子特性の向上と共に歩留まりも
向上させることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】これより、本発明を実施した形態
を具体的に挙げながら詳細に説明する。 （実施の形態１）図１は実施例１のＬＥＤ素子の断面図
である。サファイア（０００１面）基板１０上にＭＯＣ
ＶＤ法でＡｌＮバッファ層１１を基板温度５５０℃で成
長し、基板温度１１００℃でＧａＮ：Ｓｉ層１２を５μ
ｍ成長させ、その上に基板温度１１００℃でＧａＮ：Ｍ
ｇ層１３を０．５μｍ成長させた。本実施例では５５０
℃でバッファ層を形成したが、７００℃以下で形成して
も同様にバッファ層として機能する。

【００１３】その後、同温度でＧａＮ：Ｍｇ層１３上に
ｎ型ＧａＮ：Ｓｉコンタクト層１４を５μｍ成長させ
た。次に基板温度を７６０℃に下降させ、Ｉｎ_0.35Ｇａ
_0.65Ｎ活性層１５を２ｎｍ、その上に同温度でＡｌ_0.1
Ｇａ_0.9Ｎ：Ｍｇ蒸発防止層１６を１０ｎｍ成長させ
た。その後、基板温度を１０５０℃に上昇させ、ｐ型Ｇ
ａＮ：Ｍｇコンタクト層１７を０．４μｍ成長させた。
ｎ型コンタクト層１４からｐ型コンタクト層１７までの
積層構造を、本実施例では発光素子構造とする。

【００１４】得られた膜について透過電子顕微鏡（以
下、ＴＥＭ）解析を行い、貫通欠陥及び格子欠陥を測定
した結果、ｎ型コンタクト層１４より上の積層層には貫
通欠陥は発見されなかった。

【００１５】次に、ｐ型コンタクト層のドーパントであ
るＭｇ活性化のために窒素雰囲気中、８００℃で２０分
アニールを行い、その後、ｎ型コンタクト層１４が露出
するまでエッチングを行い、ｎ型コンタクト層１４の表
面にはＮ型電極１８を、ｐ型コンタクト層１７の表面に
はＰ型電極１９を形成する。

【００１６】本発明で得られたＬＥＤランプの輝度を測
定したところ、駆動電流２０ｍＡで発光波長４７０ｎ
ｍ、輝度３．５ｃｄで従来の１．５倍の輝度が得られ
た。またＬＥＤランプの発光パターンを顕微鏡で観察し
ても均一な面状の発光であることを確認した。

【００１７】一方、ＧａＮ：Ｍｇ層１３を成長しないで
作製したＬＥＤランプの発光パターンを顕微鏡観察した
ところ、輝点の集まりで発光していることが判明した。

【００１８】尚、ＧａＮ：Ｍｇ層１３の膜厚および不純
物濃度を変化させて図１に示すＬＥＤ構造を作製し、素
子化したＬＥＤランプの輝度を測定した。ＧａＮ：Ｍｇ
層１３（不純物濃度１×１０²⁰ｃｍ^-3）の膜厚に対する
発光輝度を調査した結果を図２に示す。ＧａＮ：Ｍｇ層
１３（膜厚１００ｎｍ）の不純物濃度に対する発光輝度
を調査した結果を図３に示す。図２に示すように、Ｍｇ
の不純物濃度が１×１０²⁰ｃｍ^-3ではＧａＮ：Ｍｇ層１
３の膜厚が１０ｎｍ以上、図３に示すようにＧａＮ：Ｍ
ｇ層１３の膜厚が１００ｎｍではＭｇの不純物濃度が１
×１０¹⁵≦不純物濃度≦１×１０²¹ｃｍ^-3で、ＧａＮ：
Ｍｇ層１３が無いものに比べ、ＬＥＤランプの輝度が強
くなった。またＧａＮ：Ｓｉ層１２の膜厚に対する発光
輝度を調査した結果を図４に示す。図４に示すようにＧ
ａＮ：Ｍｇ層１３が無いものに比べＬＥＤの輝度を強く
するには、１μｍ以上のＧａＮ：Ｓｉ層１２の膜厚が必
要であることが判明した。

【００１９】また、ＧａＮ：Ｍｇ層１３はＧａＮに限る
わけでは無くＩＩＩ−Ｖ族窒化物系半導体であればどれ
でもよく、混晶でもかまわない。またＧａＮ：Ｍｇ層１
２はＳｉドープである必要は無く、Ｍｇ、Ｚｎを含まな
い層で１μｍ以上の膜厚があれば、本発明の効果が得ら
れることを確認している。また、用いることが可能な成
長法は、ＭＯＣＶＤ法に限るわけでは無く、ＭＢＥ法、
ＨＰＥ法でもよい。

【００２０】本実施の形態において、ＭＯＣＶＤ法で成
長したＧａＮ：Ｍｇ層１３（０．５μｍ）をハイドライ
ドＶＰＥ法で成長したＧａＮ：Ｍｇ層（８０μｍ）に変
えても同様に六角形のパイプ穴構造の導入を防止する効
果が得られた。この場合、ＧａＮ：Ｓｉ層１２上に周期
的開口部を持つ格子状パターンのＳｉＯ₂膜を設けるこ
とにより、サファイア上にＧａＮ膜を厚く積層したこと
に伴うクラックの導入を防止できた。

【００２１】（実施の形態２）図５は実施の形態２のＬ
ＥＤ素子の断面図である。ＳｉＣ（０００１面）基板２
０上にＭＯＣＶＤ法でＧａＮバッファ層２１を成長温度
５５０℃で成長し、その上に基板温度１１００℃でＧａ
Ｎ：Ｓｉ層２２を３μｍ成長させ、基板温度１１００℃
でｐ型ＧａＮ：Ｍｇコンタクト層２３を２μｍ成長させ
た。次に基板温度を７６０℃に下降させ、Ｉｎ_0.35Ｇａ
_0.65Ｎ活性層２４を２ｎｍ、その上に同温度でＧａＮ：
Ｓｉ蒸発防止層２５を１０ｎｍ成長させた。その後、基
板温度を９００℃に上昇させ、ｎ型ＧａＮ：Ｓｉコンタ
クト層２６を１μｍ成長させた。

【００２２】得られた膜について透過電子顕微鏡（以
下、ＴＥＭ）解析を行い、貫通欠陥およじ格子欠陥を測
定した結果、ｐ型コンタクト層２３より上の層には貫通
欠陥は発見されなかった。

【００２３】次にｐ型コンタクト層２３が露出するまで
エッチングを行い、ｐ型コンタクト層２３のドーパント
であるＭｇ活性化のために窒素雰囲気中、８００℃で２
０分アニールを行った。その後、ｎ型コンタクト層２６
の表面にはＮ型電極１８を、ｐ型コンタクト層２３の表
面にはＰ型電極１９を形成する。

【００２４】本発明で得られたＬＥＤランプの輝度を測
定したところ、駆動電流２０ｍＡで発光波長４７０ｎ
ｍ、輝度３．５ｃｄで従来の１．５倍の輝度が得られ
た。またＬＥＤランプの発光パターンを顕微鏡で観察し
ても均一な面状の発光であることを確認した。

【００２５】（実施の形態３）図６は実施の形態３のＬ
ＥＤ素子の断面図である。サファイア（０００１面）基
板上にハイドライドＶＰＥ法で１００μｍ厚のｕｎ−ｄ
ｏｐｅ：ＧａＮ膜を成長させた後、研摩によりサファイ
ア基板を除去したＧａＮ（０００１面）基板３０上に、
基板温度１１００℃でＧａＮ：Ｚｎ層３１を０．３μｍ
成長させた。

【００２６】その後、同温度でＧａＮ：Ｚｎ層３１上
に、ｎ型ＧａＮ：Ｓｉコンタクト層３２を３μｍ成長
し、次に基板温度を７６０℃に下降させ、Ｉｎ_0.35Ｇａ
_0.65Ｎ活性層３３を２ｎｍ、その上に同温度でＡｌ_0.1
Ｇａ_0.9Ｎ：Ｍｇ蒸発防止層３４を１０ｎｍ成長させ
た。

【００２７】その後、基板温度を１０５０℃に上昇さ
せ、ｐ型コンタクト層３５を０．３μｍ成長させた。

【００２８】次に、ｐ型コンタクト層３５のドーパント
であるＭｇ活性化のために窒素雰囲気中、８００℃で２
０分アニールを行い、その後、ｎ型コンタクト層３２が
露出するまでエッチングを行い、ｎ型コンタクト層３２
の表面にはＮ型電極１８を、ｐ型コンタクト層３５の表
面にはＰ型電極１９を形成する。

【００２９】本発明で得られたＬＥＤランプの輝度を測
定したところ、駆動電流２０ｍＡで発光波長４７０ｎ
ｍ、輝度４．０ｃｄで従来の１．７倍の輝度が得られ
た。またＬＥＤランプの発光パターンを顕微鏡で観察し
ても均一な面状の発光であることを確認した。

【００３０】また、ＧａＮ基板３０はハイドライドＶＰ
Ｅ膜を用いたが、製法はハイドライドＶＰＥ法に限るも
のでは無く、ＭＯＣＶＤ法、ＬＰＥ法、ＭＢＥによるに
よるＧａＮ膜をＧａＮ基板３０として用いてもよく、Ｍ
ＯＣＶＤ膜をＧａＮ基板として用いた場合も、上述のＬ
ＥＤと同じ特性が得られるのを確認している。

【００３１】（実施の形態４）図７は実施の形態４のＬ
Ｄ素子の断面図である。サファイア（０００１面）基板
４０上にＭＯＣＶＤ法でＧａＮバッファ層４１を基板温
度５５０℃で成長させ、次に、基板温度１１００℃でＧ
ａＮ層４２を４μｍ成長させ、その上に基板温度１１０
０℃でＧａＮ：Ｚｎ層４３を０．２μｍ成長させた。

【００３２】その後、同温度でＧａＮ：Ｚｎ層４３上に
ｎ型ＧａＮ：Ｓｉコンタクト層（キャリア濃度：１×１
０¹⁸ｃｍ^-3）４４を５μｍ成長させ、ｎ型ＳｉドープＡ
ｌ_{0. 1}Ｇａ_0.9Ｎクラッド層４５を０．４μｍ、ｎ型Ｓｉ
ドープＧａＮガイド層４６（キャリア濃度：１×１０¹⁸
ｃｍ^-3）を０．１μｍ成長させた。

【００３３】その後、Ｉｎ_0.15Ｇａ_0.85Ｎ（２ｎｍ）／
Ｉｎ_0.05Ｇａ_0.95Ｎ（４ｎｍ）の１０周期の多重量子井
戸活性層４７、Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ蒸発防止層４８を１０
ｎｍ成長させる。そして、その上に、ｐ型ＭｇドープＧ
ａＮガイド層４９（キャリア濃度：１×１０¹⁸ｃｍ^-3）
を０．１μｍ成長させ、ｐ型ＭｇドープＡｌ_0.1Ｇａ_{0 .9}
Ｎクラッド層５０を０．４μｍ、ｐ型ＭｇドープＧａＮ
コンタクト層５１を０．５μｍ成長させた。

【００３４】次に、ｐ型ドーパントのＭｇ活性化のため
に窒素雰囲気中、８００℃で２０分アニールを行い、そ
の後、２００μｍ幅のストライプ状にｎ型コンタクト層
４４が露出するまでエッチングを行い、ｎ型コンタクト
層４４の表面にはＮ型電極５２を、ｐ型コンタクト層５
１の表面にはＰ型電極５３を１０μｍ幅のストライプ状
に形成する。

【００３５】この素子は、室温においてレーザー発振し
た。しきい電流、電圧は１３０ｍＡ、５．２Ｖであっ
た。一方、同条件でＧａＮ層４２の無いレーザー素子を
作製したが発振しなかった。

【００３６】（実施の形態５）図８は実施の形態５のＬ
Ｄ素子の断面図である。サファイア（０００１面）基板
６０上にＭＯＣＶＤ法でＧａＮバッファ層６１、基板温
度１１００℃でＧａＮ：Ｓｉ層６２を４μｍ成長させ、
基板温度１１００℃でＧａＮ：Ｍｇ層６３を２μｍ成長
させた。

【００３７】その後、基板温度を８００℃でｐ型Ｉｎ
_0.05Ｇａ_0.95Ｎ：Ｍｇコンタクト層６４を５０ｎｍ成長
させ、ｐ型ＭｇドープＡｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎクラッド層６５
を０．４μｍ、ｐ型ＭｇドープＧａＮガイド層６６（キ
ャリア濃度：１×１０¹⁸ｃｍ^-3）を０．１μｍ成長させ
た。その後、成長温度を７６０℃にしてＩｎ_0.15Ｇａ_0.
85Ｎ：Ｓｉ（２ｎｍ）／Ｉｎ_0.05Ｇａ_0.95Ｎ：Ｓｉ（４
ｎｍ）の１０周期の多重量子井戸活性層６７、Ａｌ_0.1
Ｇａ_0.9Ｎ：Ｓｉ蒸発防止層６８を１０ｎｍ成長させ
る。そしてその上に、成長温度１１００℃でｎ型Ｓｉド
ープＧａＮガイド層６９（キャリア濃度：１×１０¹⁸ｃ
ｍ^-3）を０．１μｍ、ｎ型ＳｉドープＡｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ
クラッド層７０を０．４μｍ、ｎ型ＧａＮ：Ｓｉコンタ
クト層（キャリア濃度：１×１０¹⁸ｃｍ^-3）７１を１μ
ｍ成長させた。

【００３８】次に、２００μｍ幅のストライプ状にｐ型
ＧａＮコンタクト層６４が露出するまでエッチングを行
い、ｐ型ドーパントのＭｇ活性化のために窒素雰囲気
中、８００℃で２０分アニールを行った。その後、ｎ型
ＧａＮ：Ｓｉコンタクト層７１の表面にはＮ型電極を１
０μｍ幅のストライプ状に、ＧａＮ：Ｍｇ層６３の表面
にはＰ型電極を形成する。

【００３９】この素子は、室温においてレーザー発振し
た。しきい電流、電圧は１６０ｍＡ、５．８Ｖであっ
た。

【００４０】（実施の形態６）図９は実施の形態６のＬ
Ｄ素子の断面図である。サファイア（０００１面）基板
上にハイドライドＶＰＥ法で１００μｍ厚のｕｎ−ｄｏ
ｐｅ：ＧａＮ膜を成長させた後、研摩によりサファイア
基板を除去したＧａＮ（０００１面）基板８０上に、基
板温度１１００℃でＧａＮ層８１を４μｍ成長させ、同
温度でＧａＮ：Ｍｇ層８２を０．２μｍ成長させた。

【００４１】その後、同温度でＧａＮ：Ｍｇ層８２上に
ｎ型ＧａＮ：Ｓｉコンタクト層（キャリア濃度：１×１
０¹⁸ｃｍ^-3）８３を４μｍ成長させた後、基板温度を８
００℃でＩｎ_0.05Ｇａ_0.95Ｎ：Ｓｉクラック防止層８４
を５０ｎｍ成長させ、ｎ型ＳｉドープＡｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ
クラッド層８５を０．４５μｍ、ｎ型ＳｉドープＧａＮ
ガイド層８６（キャリア濃度：１×１０¹⁸ｃｍ^-3）を
０．１μｍ成長させた。その後、Ｉｎ_0.15Ｇａ_0.85Ｎ
（２ｎｍ）／Ｉｎ_0.05Ｇａ_0.95Ｎ（４ｎｍ）の５周期の
多重量子井戸活性層８７、Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ蒸発防止層
８８を１０ｎｍ成長させる。そしてその上に、ｐ型Ｍｇ
ドープＧａＮガイド層８９（キャリア濃度：１×１０¹⁸
ｃｍ^-3）を０．１μｍ成長させ、ｐ型ＭｇドープＡｌ
_0.1Ｇａ_0.9Ｎクラッド層９０を０．４５μｍ、ｐ型Ｍｇ
ドープＧａＮコンタクト層９１を０．５μｍ成長させ
た。

【００４２】次に、ｐ型ドーパントのＭｇ活性化のため
に窒素雰囲気中、７００℃で２０分アニールを行い、そ
の後、２００μｍ幅のストライプ状にｎ型ＧａＮコンタ
クト層８３が露出するまでエッチングを行い、ｎ型Ｇａ
Ｎコンタクト層８３の表面にはＮ型電極９２を、ｐ型Ｇ
ａＮコンタクト層９１の表面にはＰ型電極９３を５μｍ
幅のストライプ状に形成する。なおこのＬＤ素子の共振
器長は５００μｍである。

【００４３】この素子は、室温においてレーザー発振し
た。しきい電流、電圧は１００ｍＡ、５．０Ｖであっ
た。一方、同条件でＧａＮ：Ｍｇ層８２の無いレーザー
素子のしきい値電流、電圧は１５０ｍＡ、５．５Ｖであ
った。

【００４４】また、ＧａＮ基板８０はハイドライドＶＰ
Ｅ膜を用いたが、製法はハイドライドＶＰＥ法に限るも
のでは無く、Ｚｎ、Ｍｇが含有されていない膜であれ
ば、ＭＯＣＶＤ法、ＬＰＥ法、ＭＢＥ法によるによるＧ
ａＮ膜をＧａＮ基板として用いてもよく、上述のＬＤと
同じ特性が得られている。

【００４５】また、本実施の形態ではＧａＮ基板上にＧ
ａＮ膜８１を成長させたが、ＧａＮ膜８１はＺｎ、Ｍｇ
を含有しないＧａＮ系膜であれってもよい。またＧａＮ
膜８１は必ずしも必要では無く、Ｚｎ、Ｍｇを含有しな
いＧａＮ基板上に直接、ＧａＮ：ＭｇもしくはＧａＮ：
Ｚｎ層８２を成長させてもかまわない。

【００４６】

【発明の効果】上記のように、ｎもしくはｉ型ＧａＮ上
にＧａＮ：ＭｇもしくはＧａＮ：Ｚｎ層を成長すること
で、６角形のパイプ状の穴を無くすことができ、貫通転
位密度も低減させることが可能になった。

【００４７】また、本発明の方法で歩留まり、再現よ
く、高品質、高信頼性および面上発光のデバイスを作製
することができた。また、平坦な膜を形成するまでの膜
厚を薄くすることができ、発光素子の製造時間を短縮で
きるので、スループットを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１におけるＬＥＤ素子の断
面図である。

【図２】本発明の実施の形態１におけるＧａＮ：Ｍｇ層
１３の膜厚に対するＬＥＤ素子の輝度の依存性を示す図
である。

【図３】本発明の実施の形態１におけるＧａＮ：Ｍｇ層
１３のＭｇの不純物濃度に対するＬＥＤ素子の輝度の依
存性を示す図である。

【図４】本発明の実施の形態１におけるＧａＮ：Ｓｉ層
１２の膜厚に対するＬＥＤ素子の輝度の依存性を示す図
である。

【図５】本発明の実施の形態２におけるＬＥＤ素子の断
面図である。

【図６】本発明の実施の形態３におけるＬＥＤ素子の断
面図である。

【図７】本発明の実施の形態４におけるレーザ素子の断
面図である。

【図８】本発明の実施の形態５におけるレーザ素子の断
面図である。

【図９】本発明の実施の形態６におけるレーザ素子の断
面図である。

【符号の説明】

１０、４０、６０ サファイア基板 ２０ ＳｉＣ基板 ３０、８０ ＧａＮ基板 １１、２１、４１、６１ バッファ層 １２、２２、３２、４４、６２、８３ ＧａＮ：Ｓｉ層 ４２、８１ ＧａＮ層 １３、６３、８２ ＧａＮ：Ｍｇ層 ３１、４３ ＧａＮ：Ｚｎ層 １４、２６、３２、４４、７１、８３ ｎ型コンタクト
層 １５、２４、３３、４７、６７、８７ 活性層 １６、２５、３４、４８、６８、８８ 蒸発防止層 １７、２３、３５、５１、６４、９１ ｐ型コンタクト
層 ４５、７０、８５ ｎ型クラッド層 ４６、６８、８６ 型ガイド層 ４９、６６、８９ ｐ型ガイド層 ５０、６５、９０ ｐ型クラッド層 ８４ クラック防止層 １８、５２、７２、９２ Ｎ型電極 １９、５３、７３、９３ Ｐ型電極

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｍｇ、Ｚｎを含有しない膜厚１μｍ以上
   のＩＩＩ−Ｖ族窒化物層上に、ＭｇもしくはＺｎドープ
   ＩＩＩ−Ｖ族窒化物層を有し、前記ＭｇもしくはＺｎド
   ープＩＩＩ−Ｖ族窒化物層上に発光素子構造を有するこ
   とを特徴とするＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体発光素子。
2. 【請求項２】 ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体発光素子の製
   造方法において、 基板上に基板温度７００℃以下のバッファ層を成長さ
   せ、前記バッファ層上にＭｇ、Ｚｎを含有しない１μｍ
   以上のＩＩＩ−Ｖ族窒化物層、ＭｇもしくはＺｎドープ
   ＩＩＩ−Ｖ族窒化物層を順次成長させ、前記Ｍｇもしく
   はＺｎドープＩＩＩ−Ｖ族窒化物層上に素子構造を成長
   させることを特徴とするＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体発光
   素子の製造方法。