JP2002353144A - p-TYPE III NITRIDE SEMICONDUCTOR, ITS PRODUCING METHOD AND SEMICONDUCTOR DEVICE - Google Patents

p-TYPE III NITRIDE SEMICONDUCTOR, ITS PRODUCING METHOD AND SEMICONDUCTOR DEVICE

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JP2002353144A
JP2002353144A JP2001153583A JP2001153583A JP2002353144A JP 2002353144 A JP2002353144 A JP 2002353144A JP 2001153583 A JP2001153583 A JP 2001153583A JP 2001153583 A JP2001153583 A JP 2001153583A JP 2002353144 A JP2002353144 A JP 2002353144A
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JP
Japan
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type
iii nitride
nitride semiconductor
group iii
semiconductor
Prior art date
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Application number
JP2001153583A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirokazu Iwata
浩和 岩田
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low resistance p-type III nitride semiconductor, and its producing method, in which a mother crystal can be doped efficiently and heavily with three atom complex dopant. SOLUTION: A low temperature GaN buffer layer 11 and a p-type GaN layer 12 are formed sequentially on a sapphire substrate 10. The p-type GaN layer 12 is doped with p-type impurities, i.e., Mg (magnesium) and O (oxygen), by about 1×10<20> cm<-3> and 3×10<19> cm<-3> , respectively.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、DVDやCD等の
光ピックアップ用光源,電子写真用の書き込み光源,光
通信用光源,ディスプレイパネル,照明器具,紫外線セ
ンサー,高温動作トランジスター等に利用されるp型II
I族窒化物半導体およびその作製方法および半導体装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is applied to a light source for an optical pickup such as a DVD or a CD, a writing light source for an electrophotograph, a light source for an optical communication, a display panel, a lighting fixture, an ultraviolet sensor, a high-temperature operating transistor, and the like. p-type II
The present invention relates to a group I nitride semiconductor, a manufacturing method thereof, and a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、GaNで代表されるIII族窒化物
半導体を利用した高輝度青色LEDや30mW程度の出
力で発振する紫色LDが実用化されている。また、紫外
線センサー,高温動作トランジスター等も開発されてい
る。さらに、これらの半導体素子を利用して、フルカラ
ーディスプレイ,白色光源,信号機,照明器具,光記録
メディアの書き込み/読み取り装置,レーザー顕微鏡等
が開発されている。これらのIII族窒化物半導体を利用
した半導体装置の実用化には、p型III族窒化物半導体
の作製技術が重要な基本技術となっている。
2. Description of the Related Art In recent years, a high-intensity blue LED using a group III nitride semiconductor represented by GaN and a purple LD oscillating at an output of about 30 mW have been put to practical use. Also, ultraviolet sensors, high-temperature operation transistors, and the like have been developed. Further, utilizing these semiconductor elements, a full-color display, a white light source, a traffic light, a lighting device, an optical recording medium writing / reading device, a laser microscope, and the like have been developed. For the practical use of a semiconductor device using these group III nitride semiconductors, a technique for manufacturing a p-type group III nitride semiconductor is an important basic technique.

【0003】例えば、高い電流密度を必要とする発光素
子等の半導体装置に使用されるp型III族窒化物半導体
には高いキャリア濃度が要求される。しかしながら、バ
ンドギャップの広いIII族窒化物半導体は、キャリア濃
度の高いp型のものは得られない。例えば、半導体レー
ザーのクラッド層に使用されるAlGaNでは、キャリ
ア濃度が1018cm-3を超えるものを作製することは困
難である。この原因は、III族窒化物半導体のアクセプ
ター準位が深いことにある。AlGaNではそのバンド
ギャップが大きくなればなるほどアクセプター準位が深
くなるため、室温でのアクセプターの活性化率が小さく
なる。例えばAlを含まないGaNであっても、室温で
のアクセプターの活性化率は1%以下である。従って、
1020cm-3程度のアクセプター性不純物をGaNにド
ーピングしてもキャリア濃度は1018cm-3程度にしか
ならない。アクセプター準位がGaNよりも深いAlG
aNでは、さらに活性化率は小さくなるので、キャリア
濃度もさらに小さくなる。キャリア濃度を増加するため
に、アクセプター性不純物のドーピング量を増加して
も、ドーピング量が1020cm-3を超えるとアクセプタ
ー性不純物は格子間位置に入り、ドナーとして働く。そ
のためキャリア濃度は逆に減少してしまう。従って、ド
ーピング量を増加してもキャリア濃度には上限が有る。
例えばGaNで1018cm-3程度である。
For example, a p-type group III nitride semiconductor used for a semiconductor device such as a light emitting element requiring a high current density requires a high carrier concentration. However, a group III nitride semiconductor having a wide band gap cannot be a p-type one having a high carrier concentration. For example, in AlGaN used for a cladding layer of a semiconductor laser, it is difficult to produce AlGaN having a carrier concentration exceeding 10 18 cm −3 . This is because the acceptor level of the group III nitride semiconductor is deep. In AlGaN, as the band gap increases, the acceptor level becomes deeper, so that the activation rate of the acceptor at room temperature decreases. For example, even if GaN does not contain Al, the activation rate of the acceptor at room temperature is 1% or less. Therefore,
Even if GaN is doped with an acceptor impurity of about 10 20 cm −3, the carrier concentration is only about 10 18 cm −3 . AlG with acceptor level deeper than GaN
In the case of aN, the activation rate is further reduced, so that the carrier concentration is further reduced. Even if the doping amount of the acceptor impurity is increased to increase the carrier concentration, if the doping amount exceeds 10 20 cm −3 , the acceptor impurity enters the interstitial position and functions as a donor. As a result, the carrier concentration decreases. Therefore, even if the doping amount is increased, the carrier concentration has an upper limit.
For example, it is about 10 18 cm -3 in GaN.

【0004】これを解決する方法として、特開平10−
101496号(以下、従来技術1という)には、Mg
とSiを2:1、あるいは、MgとOを2:1、あるい
は、BeとSiを2:1、あるいは、BeとOを2:1
の比率で、GaNに1018cm-3〜1020cm-3程度同
時ドーピングすることにより、キャリア濃度を増加させ
る方法が示されている。この方法では、母体結晶(この
場合は、GaN)中にアクセプター性不純物2原子とド
ナー性不純物1原子からなる複合体が形成されること
で、不純物準位(アクセプター準位)が浅くなるととも
に、アクセプター性不純物の固容限が上昇するため、高
キャリア濃度のp型GaNが作製できる。
As a method for solving this problem, Japanese Patent Laid-Open No.
No. 101496 (hereinafter referred to as prior art 1) discloses Mg
And Si at a ratio of 2: 1, Mg and O at a ratio of 2: 1, Be and Si at a ratio of 2: 1, or Be and O at a ratio of 2: 1.
A method of increasing the carrier concentration by simultaneously doping GaN at about 10 18 cm −3 to about 10 20 cm −3 at a ratio of 1 to 10 cm 3 is disclosed. In this method, a complex composed of two atoms of an acceptor impurity and one atom of a donor impurity is formed in a host crystal (GaN in this case), so that the impurity level (acceptor level) becomes shallower, Since the solid capacity of the acceptor impurity is increased, p-type GaN having a high carrier concentration can be manufactured.

【0005】また、特開平10−144960号(以
下、従来技術2という)には、SiとMgを1/10以
上1/1以下のSi/Mg比でドーピングすることで、
従来技術1と同様の効果が得られることが示されてい
る。また、特開平10−154829号(以下、従来技
術3という)には、OとMgを1/10以上1/1以下
のO/Mg比でドーピングすることで、従来技術1と同
様の効果が得られることが示されている。また、特開2
000−294880号(以下、従来技術4という)に
は、OとZnを1/5以上1/2以下のO/Zn比でド
ーピングすることで、従来技術1と同様の効果が得られ
ることが示されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-144960 (hereinafter referred to as prior art 2) discloses that by doping Si and Mg at a Si / Mg ratio of 1/10 or more and 1/1 or less,
It is shown that the same effect as that of the prior art 1 can be obtained. Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-154829 (hereinafter referred to as “prior art 3”) discloses that the same effect as in prior art 1 can be obtained by doping O and Mg at an O / Mg ratio of 1/10 or more and 1/1 or less. It is shown that it can be obtained. In addition, JP
000-294880 (hereinafter referred to as prior art 4) discloses that the same effect as in prior art 1 can be obtained by doping O and Zn at an O / Zn ratio of 1/5 or more and 1/2 or less. It is shown.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】前述したように、キャ
リア濃度の高い低抵抗のp型III族窒化物半導体を作製
することは難しい。そのため、p型III族窒化物半導体
を使用した半導体装置の動作電圧は高く、消費電力の増
加の原因となっている。また、半導体レーザーの場合に
は、p型クラッド層の抵抗やp側オーミック電極の接触
抵抗が高いことは、高出力動作時の動作電圧を増大させ
るため、発熱を招き、寿命を短くする。
As described above, it is difficult to produce a low-resistance p-type group III nitride semiconductor having a high carrier concentration and a low resistance. Therefore, the operating voltage of a semiconductor device using a p-type group III nitride semiconductor is high, which causes an increase in power consumption. In the case of a semiconductor laser, a high resistance of the p-type cladding layer and a high contact resistance of the p-side ohmic electrode increase the operating voltage during high-power operation, thereby causing heat generation and shortening the life.

【0007】従来技術1〜従来技術4に示されているア
クセプター2原子とドナー1原子の複合体を母体結晶に
形成し、低抵抗のp型半導体を作製する方法では、母体
結晶の結晶成長中にアクセプター性不純物とドナー性不
純物をそれぞれ別々のドーパント原料ガスとして供給す
るものであるため、成長母体結晶中にドーパントが取り
込まれる際に複合体が形成される確率が低く、多くは単
独のドーパントとしてもしくは2原子複合体として母体
結晶中に取り込まれてしまう。そして、アクセプター性
不純物であるMg原子あるいはZn原子が深い準位を形
成してしまい、これらのドーパントが目的の複合体ドー
パントの機能を妨げるので、キャリア濃度の高いp型II
I族窒化物半導体を容易に結晶成長することは困難であ
った。
In the method of forming a complex of two acceptor atoms and one donor atom in a host crystal and producing a low-resistance p-type semiconductor shown in Prior Art 1 to Prior Art 4, the crystal of the host crystal is grown. Since the acceptor impurity and the donor impurity are supplied as separate dopant source gases, the probability that a complex is formed when the dopant is incorporated into the growth host crystal is low, and most of them are used as a single dopant. Alternatively, it is taken into the base crystal as a diatomic complex. Then, Mg atoms or Zn atoms, which are acceptor impurities, form deep levels, and these dopants hinder the function of the target composite dopant.
It has been difficult to easily grow a group I nitride semiconductor crystal.

【0008】本発明は、上述した従来技術の問題点を解
決するものであって、効率よく高濃度に3原子複合体ド
ーパントを母体結晶中にドーピングできる低抵抗のp型
III族窒化物半導体およびその作製方法および半導体装
置を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and provides a low-resistance p-type capable of efficiently and efficiently doping a three-atom complex dopant into a host crystal.
It is an object to provide a group III nitride semiconductor, a manufacturing method thereof, and a semiconductor device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、アクセプター性不純物とド
ナー性不純物の複合体を含むp型III族窒化物半導体の
作製方法において、アクセプター性不純物元素とドナー
性不純物元素との結合を有する化合物をドーパント原料
に使用してp型III族窒化物半導体を作製することを特
徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a p-type group III nitride semiconductor including a complex of an acceptor impurity and a donor impurity. A p-type group III nitride semiconductor is manufactured using a compound having a bond between a sexual impurity element and a donor impurity element as a dopant material.

【0010】また請求項2記載の発明は、請求項1記載
のp型III族窒化物半導体の作製方法において、アクセ
プター性不純物元素とドナー性不純物元素の結合を有す
る化合物ドーパントの他に、アクセプター性不純物原料
を同時にドーピングしてp型III族窒化物半導体を作製
することを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a p-type group III nitride semiconductor according to the first aspect, wherein the compound dopant having an acceptor impurity element and a donor impurity element has a bond with an acceptor impurity element. A feature is that a p-type group III nitride semiconductor is manufactured by simultaneously doping impurity materials.

【0011】また請求項3記載の発明は、請求項1また
は請求項2記載のp型III族窒化物半導体の作製方法で
作製されたp型III族窒化物半導体である。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a p-type group III nitride semiconductor manufactured by the method for manufacturing a p-type group III nitride semiconductor according to the first or second aspect.

【0012】また請求項4記載の発明は、請求項3記載
のp型III族窒化物半導体を含む半導体積層構造を有し
ている半導体装置である。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device having a semiconductor laminated structure including the p-type group III nitride semiconductor according to the third aspect.

【0013】また請求項5記載の発明は、請求項4記載
の半導体装置において、前記p型III族窒化物半導体に
オーミック電極が形成されていることを特徴としてい
る。
According to a fifth aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the fourth aspect, an ohmic electrode is formed on the p-type group III nitride semiconductor.

【0014】また請求項6記載の発明は、請求項4また
は請求項5記載の半導体装置において、該半導体装置
は、p型半導体とn型半導体とに挟まれた発光領域を有
する発光素子であることを特徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, in the semiconductor device of the fourth or fifth aspect, the semiconductor device is a light emitting element having a light emitting region sandwiched between a p-type semiconductor and an n-type semiconductor. It is characterized by:

【0015】また請求項7記載の発明は、請求項6記載
の半導体装置において、前記発光素子は半導体レーザー
であることを特徴としている。
According to a seventh aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the sixth aspect, the light emitting element is a semiconductor laser.

【0016】また請求項8記載の発明は、請求項7記載
の半導体装置において、前記半導体レーザーを構成する
p型III族窒化物半導体層の全ての層が請求項3記載の
p型III族窒化物半導体で形成されていることを特徴と
している。
According to an eighth aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the seventh aspect, all the p-type group III nitride semiconductor layers constituting the semiconductor laser are p-type group III nitride semiconductor layers according to the third aspect. It is characterized by being formed of a semiconductor.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0018】第1の実施形態 本発明の第1の実施形態は、アクセプター性不純物とド
ナー性不純物の複合体を含むp型III族窒化物半導体の
作製方法において、アクセプター性不純物元素とドナー
性不純物元素との結合を有する化合物をドーパント原料
に使用してp型III族窒化物半導体を作製することを特
徴としている。
First Embodiment A first embodiment of the present invention relates to a method of manufacturing a p-type group III nitride semiconductor containing a complex of an acceptor impurity and a donor impurity, the method comprising the steps of: A p-type group III nitride semiconductor is manufactured using a compound having a bond with an element as a dopant material.

【0019】ここで、III族窒化物半導体とは、Ga
N,AlN,InN,BNの2元化合物や、これら2元
化合物の混晶である3元系、4元系、5元系混晶半導体
を意味するものである。
Here, the group III nitride semiconductor is Ga
The term means a binary compound of N, AlN, InN, and BN, or a ternary, quaternary, or ternary mixed crystal semiconductor that is a mixed crystal of these binary compounds.

【0020】また、アクセプター性不純物元素とドナー
性不純物元素との結合を有する化合物とは、化合物の構
成元素にアクセプター性不純物元素とドナー性不純物元
素を含み、アクセプター性不純物元素とドナー性不純物
元素との結合が一対以上ある化合物である。
A compound having a bond between an acceptor impurity element and a donor impurity element includes an acceptor impurity element and a donor impurity element as constituent elements of the compound, and includes an acceptor impurity element and a donor impurity element. Is a compound having one or more bonds.

【0021】具体的には、アクセプター性不純物元素と
ドナー性不純物元素との結合を有する化合物とは、III
族窒化物結晶中でIII族原子と置換して格子位置に入り
アクセプターになるMg,Zn,Cd,Be,その他の
アクセプターになり得る元素と、窒素原子と置換して格
子位置に入りドナーになるO(酸素),Se,S,T
e,その他のドナーになり得る元素とを構成元素に含
み、例えば、MgとO、MgとSe、ZnとO、Znと
Se等の結合を有する化合物である。
Specifically, a compound having a bond between an acceptor impurity element and a donor impurity element is represented by III
In group III nitride crystals, Mg, Zn, Cd, Be, and other elements that can become acceptors by substituting with group III atoms to enter the lattice position and replace with nitrogen atoms and become donors by substituting with nitrogen atoms O (oxygen), Se, S, T
e, and other elements that can serve as donors are included in the constituent elements, and examples thereof include compounds having a bond such as Mg and O, Mg and Se, Zn and O, and Zn and Se.

【0022】例えば、ZnあるいはMgとO(酸素)と
の結合を有する化合物では、Mg(C5722(ビス
アセチルアセトナートマグネシウム)、Mg(C1119
22(ビスジピバロイルメタナートマグネシウム)、
Zn(C5722(ビスアセチルアセトナートジン
ク)、Zn(C111922(ビスジピバロイルメタナ
ートジンク)等のアセチルアセトンやジピロイルメタン
のβ−ジケトン化合物がある。
For example, Zn or a compound having a bond between Mg and O (oxygen) includes Mg (C 5 H 7 O 2 ) 2 (magnesium bisacetylacetonate) and Mg (C 11 H 19).
O 2 ) 2 (magnesium bisdipivaloyl methanate),
There are β-diketone compounds of acetylacetone and dipyrroylmethane such as Zn (C 5 H 7 O 2 ) 2 (bisacetylacetonate zinc) and Zn (C 11 H 19 O 2 ) 2 (bis dipivaloyl methanate zinc). .

【0023】この第1の実施形態の作製方法では、G
a,Al,In,BなどのIII族元素原料と窒素原料と
前記ドーパント原料(アクセプター性不純物元素とドナ
ー性不純物元素との結合を有する化合物)とを、加熱し
た基板表面に輸送して、基板上にIII族窒化物半導体を
結晶成長し、p型III族窒化物半導体を作製することが
できる。ここで、アクセプター性不純物は1019cm-3
〜1020cm-3程度、ドナー性不純物は、アクセプター
性不純物の量の1/10〜1/2程度の量をドーピング
する。なお、結晶成長法に関しては特に限定されるもの
ではない。また、III族原料や窒素原料も特に限定され
るものではない。例えば、MOCVD法では、III族原
料として、TMGa,DEGa,TMAl,TMIn,
TEBを使用することができ、窒素原料として、NH3
を使用できる。
In the manufacturing method of the first embodiment, G
a, a group III element material such as Al, In, and B, a nitrogen material, and the dopant material (compound having a bond between an acceptor impurity element and a donor impurity element) are transported to a heated substrate surface; A group III nitride semiconductor can be crystal-grown thereon to produce a p-type group III nitride semiconductor. Here, the acceptor impurity is 10 19 cm −3.
To 10 20 cm -3 or so, donor impurities may be doped with an amount of about 1 / 10-1 / 2 of the amount of acceptor impurity. The crystal growth method is not particularly limited. Further, the group III raw material and the nitrogen raw material are not particularly limited. For example, in the MOCVD method, TMGa, DEGa, TMAl, TMIn,
TEB can be used, and NH 3 is used as a nitrogen raw material.
Can be used.

【0024】この第1の実施形態によれば、アクセプタ
ー性不純物元素とドナー性不純物元素とが結合している
化合物をドーパント原料に使用するので、ドーパント原
料中のドナー性不純物元素の一部がアクセプター性不純
物元素と結合した状態で、III族窒化物母体結晶中に取
り込まれる。そして、アクセプターとドナーとの対を形
成し、静電エネルギーが安定化する。安定化したIII族
窒化物結晶に新たにアクセプター性不純物(II族原子)
が1原子付け加えられると、安定にIII族原子位置を置
換し、高濃度のアクセプター性不純物(II族原子)がド
ーピング可能になるとともに、アクセプター2原子とド
ナー1原子の3原子複合体が形成される。その結果、ア
クセプター準位が浅くなり、低抵抗のp型III族窒化物
半導体結晶が作製できる。
According to the first embodiment, since a compound in which an acceptor impurity element and a donor impurity element are combined is used as a dopant raw material, a part of the donor impurity element in the dopant raw material is used as the acceptor impurity element. In the state of being bonded to the impurity element, it is taken into the group III nitride host crystal. Then, a pair of an acceptor and a donor is formed, and the electrostatic energy is stabilized. New acceptor impurities (Group II atoms) in stabilized Group III nitride crystals
When one atom is added, the position of the group III atom is stably substituted, a high concentration of acceptor impurities (group II atom) can be doped, and a three-atom complex of two acceptor atoms and one donor atom is formed. You. As a result, the acceptor level becomes shallow and a low-resistance p-type group III nitride semiconductor crystal can be manufactured.

【0025】従来では、アクセプター性不純物とドナー
性不純物とをそれぞれ別々のドーパント材料としてドー
ピングしていたので、3原子複合体が形成されにくかっ
たが、本発明では、効率よく高濃度に3原子複合体ドー
パントが母体結晶中にドーピングされるので、従来より
も低抵抗のp型III族窒化物半導体結晶が作製できる。
Conventionally, since the acceptor impurity and the donor impurity were doped as separate dopant materials, it was difficult to form a three-atom complex. Since the base dopant is doped into the base crystal, a p-type group III nitride semiconductor crystal having lower resistance than before can be manufactured.

【0026】第2の実施形態 また、本発明の第2の実施形態は、上述した本発明の第
1の実施形態のp型III族窒化物半導体の作製方法にお
いて、アクセプター性不純物元素とドナー性不純物元素
の結合を有する化合物ドーパントの他に、アクセプター
性不純物原料を同時にドーピングすることを特徴として
いる。
Second Embodiment According to a second embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a p-type group III nitride semiconductor according to the first embodiment of the present invention, wherein the acceptor impurity element and the donor In addition to a compound dopant having a bond of an impurity element, an acceptor impurity material is simultaneously doped.

【0027】この第2の実施形態の作製方法では、結晶
成長時に、III族原料と窒素原料とアクセプター性不純
物元素とドナー性不純物元素との結合を有する化合物ド
ーパント原料と同時に、MgやZn等のアクセプター性
不純物のドーパント原料を、加熱した基板表面に輸送し
て、基板上にIII族窒化物半導体を結晶成長し、p型III
族窒化物半導体を作製することができる。ここで、アク
セプター性不純物は1019cm-3〜1020cm-3程度、
ドナー性不純物は、アクセプター性不純物の量の1/1
0〜1/2程度の量をドーピングする。なお、MgやZ
n等のアクセプター性不純物のドーパント原料は、特に
限定されるものではない。例えば、MOCVD法では、
Cp2Mgや(EtCp)2Mg,DEZnが使用でき
る。
According to the fabrication method of the second embodiment, during the crystal growth, a compound dopant material having a bond of a group III material, a nitrogen material, an acceptor impurity element and a donor impurity element and a compound dopant material such as Mg or Zn at the same time. The dopant raw material of the acceptor impurity is transported to the heated substrate surface, and a group III nitride semiconductor is crystal-grown on the substrate.
A group nitride semiconductor can be manufactured. Here, acceptor impurities 10 19 cm -3 ~10 20 cm -3 or so,
The donor impurity is 1/1 of the amount of the acceptor impurity.
Doping is performed in an amount of about 0 to 1/2. In addition, Mg or Z
The dopant raw material of the acceptor impurity such as n is not particularly limited. For example, in the MOCVD method,
Cp 2 Mg, (EtCp) 2 Mg, and DEZn can be used.

【0028】この第2の実施形態によれば、アクセプタ
ー性不純物元素とドナー性不純物元素の結合を有する化
合物ドーパントの他に、アクセプター性不純物のドーパ
ント原料を同時にドーピングするので、アクセプター性
不純物とドナー性不純物のドーピング濃度と量比を精度
良く制御することがでる。その結果、より一層効率よく
高濃度に3原子複合体ドーパントを母体結晶中に形成で
きるようになり、低抵抗のp型III族窒化物半導体結晶
を作製することができる。
According to the second embodiment, in addition to the compound dopant having the bond between the acceptor impurity element and the donor impurity element, the dopant material of the acceptor impurity is simultaneously doped. It is possible to precisely control the doping concentration and the amount ratio of the impurity. As a result, the triatomic complex dopant can be more efficiently formed in the host crystal at a high concentration, and a low-resistance p-type group III nitride semiconductor crystal can be manufactured.

【0029】上述した第1または第2の実施形態の作製
方法で作製されたp型III族窒化物半導体は、III族窒化
物半導体母体結晶中に、1019cm-3〜1020cm-3
度のアクセプター性不純物と、アクセプター性不純物の
1/10〜1/2程度の量のドナー性不純物とがドーピ
ングされており、アクセプター2原子とドナー1原子と
が結合した複合体が形成されている。なお、このように
作製されたp型III族窒化物半導体結晶は、単結晶であ
っても多結晶であっても良く、特に限定されるものでは
ない。
The p-type group III nitride semiconductor manufactured by the manufacturing method according to the first or second embodiment described above contains 10 19 cm −3 to 10 20 cm −3 in the group III nitride semiconductor host crystal. About 1/10 to 1/2 of the acceptor impurity and about 1/10 to 1/2 of the acceptor impurity are doped to form a complex in which two acceptors and one donor are bonded. . The p-type group III nitride semiconductor crystal thus manufactured may be a single crystal or a polycrystal, and is not particularly limited.

【0030】このように第1または第2の実施形態のp
型III族窒化物半導体の作製方法で作製されたp型III族
窒化物半導体は、高濃度に3原子複合体ドーパントが母
体結晶中にドーピングされており、従来よりも低抵抗の
p型III族窒化物半導体となる。
As described above, p of the first or second embodiment is
A p-type group III nitride semiconductor manufactured by the method of manufacturing a type-III group nitride semiconductor has a high concentration of a three-atom complex dopant doped in a host crystal, and has a lower resistance than a conventional p-type group III nitride semiconductor. It becomes a nitride semiconductor.

【0031】また、上述した第1または第2の実施形態
の作製方法で作製されたp型III族窒化物半導体を含む
半導体積層構造を有している半導体装置を構成すること
ができる。上述した第1または第2の実施形態の作製方
法で作製されたp型III族窒化物半導体は、半導体装置
を構成する半導体積層構造のどの部分にあっても良く、
特に限定されるものではない。また、積層構造は、単結
晶であっても多結晶であっても良く、特に限定されるも
のではない。また、このような半導体装置は、上述した
第1または第2の実施形態の作製方法で作製されたp型
III族窒化物半導体の特性を用いて機能するものであれ
ば、発光素子,受光素子,電子デバイス等、その形態は
限定されるものではない。
Further, a semiconductor device having a semiconductor multilayer structure including a p-type group III nitride semiconductor manufactured by the manufacturing method of the first or second embodiment can be formed. The p-type group III nitride semiconductor manufactured by the manufacturing method according to the first or second embodiment described above may be present in any part of the semiconductor multilayer structure constituting the semiconductor device,
There is no particular limitation. Further, the laminated structure may be a single crystal or a polycrystal, and is not particularly limited. Further, such a semiconductor device is a p-type semiconductor device manufactured by the manufacturing method of the first or second embodiment described above.
The form of the light emitting element, the light receiving element, the electronic device, and the like is not limited as long as it functions using the characteristics of the group III nitride semiconductor.

【0032】この半導体装置は、従来高い素子抵抗の原
因の1つであったp型III族窒化物半導体層に抵抗の低
いp型III族窒化物半導体(上述した第1または第2の
実施形態の作製方法で作製されたp型III族窒化物半導
体)を使用しているので、従来のIII族窒化物半導体装
置よりも素子抵抗が低く、従って、従来よりも動作電圧
を低くすることができる。
In this semiconductor device, a p-type group III nitride semiconductor layer having a low resistance (the first or second embodiment described above) is formed on a p-type group III nitride semiconductor layer which has conventionally been one of the causes of high element resistance. ), The element resistance is lower than that of the conventional group III nitride semiconductor device, and therefore, the operating voltage can be lower than that of the conventional device. .

【0033】また、上記半導体装置において、上述した
第1または第2の実施形態の作製方法で作製されたp型
III族窒化物半導体にオーミック電極を形成することが
できる。このような半導体装置は、上述した第1または
第2の実施形態の作製方法で作製されたp型III族窒化
物半導体にp側オーミック電極が形成され、電流を注入
することにより機能するものであれば、発光素子,受光
素子,電子デバイス等、その形態は限定するものではな
い。また、上述した第1または第2の実施形態の作製方
法で作製されたp型III族窒化物半導体は、積層構造の
最表面である必要はなく、例えば最下層であっても良
い。また、積層構造は、単結晶であっても多結晶であっ
ても良く、特に限定されるものではない。
Further, in the above semiconductor device, the p-type semiconductor device manufactured by the manufacturing method of the first or second embodiment described above is used.
An ohmic electrode can be formed on a group III nitride semiconductor. Such a semiconductor device functions by forming a p-side ohmic electrode on the p-type group III nitride semiconductor manufactured by the manufacturing method of the above-described first or second embodiment and injecting a current. If so, the form of the light emitting element, the light receiving element, the electronic device, etc. is not limited. Further, the p-type group III nitride semiconductor manufactured by the manufacturing method of the first or second embodiment described above does not need to be the outermost surface of the stacked structure, and may be, for example, the lowermost layer. Further, the laminated structure may be a single crystal or a polycrystal, and is not particularly limited.

【0034】この半導体装置では、キャリア濃度の高い
p型III族窒化物半導体(上述した第1または第2の実
施形態の作製方法で作製されたp型III族窒化物半導
体)にオーミック電極が形成されているので、p側オー
ミック電極の接触抵抗率が従来のものよりも低い。従っ
て、III族窒化物半導体を利用した装置の動作電圧が高
いことの原因の1つであったp側オーミック電極の接触
抵抗を低くすることができ、従来のものよりも動作電圧
が低い半導体装置を提供できる。
In this semiconductor device, an ohmic electrode is formed on a p-type group III nitride semiconductor having a high carrier concentration (p-type group III nitride semiconductor manufactured by the manufacturing method of the first or second embodiment described above). Therefore, the contact resistivity of the p-side ohmic electrode is lower than that of the conventional one. Therefore, the contact resistance of the p-side ohmic electrode, which is one of the causes of the high operating voltage of the device using the group III nitride semiconductor, can be reduced, and the operating voltage is lower than that of the conventional device. Can be provided.

【0035】また、上述した半導体装置は、p型半導体
とn型半導体とに挟まれた発光領域を有する発光素子の
形態をとることができる。すなわち、この発光素子は、
p型の半導体層とn型の半導体層が積層された積層構造
からなり、p型半導体の一部あるいは全部が、上述した
第1または第2の実施形態の作製方法で作製されたp型
III族窒化物半導体層となっている。そして、上述した
第1または第2の実施形態の作製方法で作製されたp型
III族窒化物半導体にオーミック電極を形成することが
できる。
The semiconductor device described above can take the form of a light emitting element having a light emitting region sandwiched between a p-type semiconductor and an n-type semiconductor. That is, this light emitting element
It has a laminated structure in which a p-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer are laminated, and a part or all of the p-type semiconductor is a p-type semiconductor produced by the production method of the above-described first or second embodiment.
It is a group III nitride semiconductor layer. Then, the p-type manufactured by the manufacturing method of the first or second embodiment described above.
An ohmic electrode can be formed on a group III nitride semiconductor.

【0036】このような発光素子において、発光部は、
n型半導体とp型半導体とに挟まれた領域にある。この
発光部は、電流が注入されキャリアの再結合によって発
光する構造であれば、ホモ接合(p−n接合),シング
ルヘテロ接合,ダブルヘテロ接合,量子井戸構造,多重
量子井戸構造、その他どのような構造であっても差し支
えない。また、この発光素子は、p型半導体とn型半導
体から発光領域に電流が注入されキャリアの再結合によ
って発光するものであれば、その形態は特に限定される
ものではない。すなわち,発光素子としては、発光ダイ
オード,半導体レーザー,スーパールミネッセントダイ
オード等の形態をとることができる。また、積層構造
も、単結晶,多結晶いずれの構造であっても良い。
In such a light emitting element, the light emitting section is
It is located in a region between the n-type semiconductor and the p-type semiconductor. This light emitting portion has a homojunction (pn junction), a single heterojunction, a double heterojunction, a quantum well structure, a multiple quantum well structure, or any other structure as long as it emits light by current injection and carrier recombination. A simple structure is acceptable. The form of the light emitting element is not particularly limited as long as a current is injected into the light emitting region from the p-type semiconductor and the n-type semiconductor and light is emitted by recombination of carriers. That is, the light emitting element can take the form of a light emitting diode, a semiconductor laser, a super luminescent diode, or the like. Further, the laminated structure may be a single crystal or polycrystal structure.

【0037】具体的に、上記発光素子が半導体レーザー
である場合、半導体レーザーの構造は特に限定されるも
のではない。すなわち、p型III族窒化物半導体の積層
構造を有する半導体レーザーであって、活性層にキャリ
アが注入され、レーザー光が外部に取り出されるもので
あればよく、端面発光型,面発光型のどちらの構造であ
っても良い。
Specifically, when the light emitting element is a semiconductor laser, the structure of the semiconductor laser is not particularly limited. That is, a semiconductor laser having a stacked structure of a p-type group III nitride semiconductor may be used as long as carriers are injected into the active layer and laser light is extracted to the outside. The structure may be as follows.

【0038】このような発光素子においては、p型III
族窒化物半導体層に抵抗の低いp型III族窒化物半導体
(上述した第1または第2の実施形態の作製方法で作製
されたp型III族窒化物半導体)を使用しているので、
素子抵抗が従来のものよりも低く、従って、動作電圧が
従来のものよりも低い。また、素子抵抗が低いので、大
電流動作時においても発熱が少なく、発熱による欠陥の
発生や増殖が抑制され、素子の劣化が少ない。そのた
め、高出力動作が可能である。従って、従来のIII族窒
化物半導体発光素子よりも動作電圧が低く、高出力,長
寿命,高信頼性の発光素子を提供できる。
In such a light emitting device, a p-type III
Since a low-resistance p-type group III nitride semiconductor (a p-type group III nitride semiconductor manufactured by the manufacturing method of the above-described first or second embodiment) is used for the group-III nitride semiconductor layer,
The element resistance is lower than the conventional one, and therefore, the operating voltage is lower than the conventional one. In addition, since the element resistance is low, heat generation is small even at the time of a large current operation, generation and growth of defects due to heat generation are suppressed, and deterioration of the element is small. Therefore, high output operation is possible. Therefore, an operating voltage lower than that of a conventional group III nitride semiconductor light emitting device, and a high output, long life, and highly reliable light emitting device can be provided.

【0039】また、上記発光素子が半導体レーザーであ
る場合、半導体レーザーを構成する半導体積層構造のp
型III族窒化物半導体層のうちのいずれかに、上述した
第1または第2の実施形態の作製方法で作製されたp型
III族窒化物半導体層を使用することで、素子抵抗を低
くすることができる。また、上述した第1または第2の
実施形態の作製方法で作製されたp型III族窒化物半導
体層にp側オーミック電極を形成した場合には、オーミ
ック電極の接触抵抗を低くすることができる。従って、
本発明の半導体レーザーでは、動作電圧を従来のものよ
りも低くすることができる。また、素子抵抗が低いの
で、大電流動作時においても発熱が少なく、発熱による
欠陥の発生や増殖が抑制され、レーザー素子の劣化が少
ない。そのため、高出力動作が可能である。従って、従
来のIII族窒化物半導体レーザーよりも動作電圧が低
く、高出力,長寿命,高信頼性の半導体レーザーを提供
できる。
In the case where the light emitting element is a semiconductor laser, the p of the semiconductor multilayer structure constituting the semiconductor laser is
Any one of the type III group nitride semiconductor layers may be formed by using the p-type formed by the manufacturing method of the first or second embodiment described above.
By using a group III nitride semiconductor layer, device resistance can be reduced. Further, when the p-side ohmic electrode is formed on the p-type group III nitride semiconductor layer manufactured by the manufacturing method of the first or second embodiment described above, the contact resistance of the ohmic electrode can be reduced. . Therefore,
In the semiconductor laser of the present invention, the operating voltage can be made lower than that of the conventional one. Further, since the element resistance is low, heat generation is small even at the time of a large current operation, generation and growth of defects due to heat generation are suppressed, and deterioration of the laser element is small. Therefore, high output operation is possible. Therefore, it is possible to provide a semiconductor laser having a lower operating voltage than the conventional group III nitride semiconductor laser, and having high output, long life and high reliability.

【0040】また、上記半導体レーザーにおいて、半導
体レーザーを構成するp型III族窒化物半導体層の全て
の層を、上述した第1または第2の実施形態の作製方法
で作製されたp型III族窒化物半導体にすることができ
る。すなわち、半導体レーザーを構成する全てのp型II
I族窒化物半導体を、上述した第1または第2の実施形
態の作製方法で作製されたp型III族窒化物半導体にす
ることができる。
In the above-described semiconductor laser, all of the p-type group III nitride semiconductor layers constituting the semiconductor laser are replaced with the p-type group III nitride semiconductor layer manufactured by the manufacturing method of the first or second embodiment. It can be a nitride semiconductor. That is, all the p-type IIs that constitute the semiconductor laser
The group I nitride semiconductor can be a p-type group III nitride semiconductor manufactured by the manufacturing method of the first or second embodiment described above.

【0041】半導体レーザーを構成する全てのp型III
族窒化物半導体層を上述した第1または第2の実施形態
の作製方法で作製された低抵抗のp型III族窒化物半導
体にする場合には、素子半導体層部分の抵抗とp側オー
ミック電極の接触抵抗が低い。すなわち素子抵抗が低
い。従って、この半導体レーザーでは、動作電圧をより
一層低くすることができる。また、素子抵抗が低いの
で、大電流動作時においても発熱が少なく、発熱による
欠陥の発生や増殖が抑制され、レーザー素子の劣化が少
ない。そのため、高出力動作が可能である。従って、従
来のIII族窒化物半導体レーザーよりも動作電圧が低
く、高出力,長寿命,高信頼性の半導体レーザーを提供
できる。
All the p-type IIIs constituting the semiconductor laser
In the case where the group III nitride semiconductor layer is a low-resistance p-type group III nitride semiconductor manufactured by the manufacturing method of the first or second embodiment described above, the resistance of the element semiconductor layer portion and the p-side ohmic electrode Has low contact resistance. That is, the element resistance is low. Therefore, in this semiconductor laser, the operating voltage can be further reduced. Further, since the element resistance is low, heat generation is small even at the time of a large current operation, generation and growth of defects due to heat generation are suppressed, and deterioration of the laser element is small. Therefore, high output operation is possible. Therefore, it is possible to provide a semiconductor laser having a lower operating voltage than the conventional group III nitride semiconductor laser, and having high output, long life and high reliability.

【0042】[0042]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。Embodiments of the present invention will be described below.

【0043】実施例1 実施例1では、第1の実施形態の作製方法でp型III族
窒化物半導体を作製した。なお、作製したp型III族窒
化物半導体はp型GaNである。
Example 1 In Example 1, a p-type group III nitride semiconductor was manufactured by the manufacturing method of the first embodiment. The fabricated p-type group III nitride semiconductor is p-type GaN.

【0044】図1は作製された実施例1のp型III族窒
化物半導体(p型GaN層)を示す図である。図1を参
照すると、サファイア基板10上に、低温GaNバッフ
ァー層11、p型GaN層12が順次に形成されてい
る。ここで、p型GaN層12は、p型不純物のMg
(マグネシウム)とO(酸素)が、それぞれ、Mgは1
×1020cm-3程度、O(酸素)は3×1019cm-3
度ドーピングされている。
FIG. 1 is a view showing a fabricated p-type group III nitride semiconductor (p-type GaN layer) of Example 1. Referring to FIG. 1, a low-temperature GaN buffer layer 11 and a p-type GaN layer 12 are sequentially formed on a sapphire substrate 10. Here, the p-type GaN layer 12 is made of p-type impurity Mg.
(Magnesium) and O (oxygen), respectively, Mg is 1
× 10 20 cm -3 approximately, O (oxygen) is doped about 3 × 10 19 cm -3.

【0045】次に、実施例1のp型III族窒化物半導体
(p型GaN層12)の作製方法を説明する。実施例1
のp型GaN層12は、MOCVD法で結晶成長して作
製することができる。このとき、ドーパント原料とし
て、Mg(C5722(ビスアセチルアセトナートマ
グネシウム)を使用することができる。
Next, a method of manufacturing the p-type group III nitride semiconductor (p-type GaN layer 12) of the first embodiment will be described. Example 1
The p-type GaN layer 12 can be manufactured by crystal growth by MOCVD. At this time, as the dopant material, Mg (C 5 H 7 O 2) it can be used 2 (magnesium bis acetylacetonate).

【0046】すなわち、まず、サファイア基板10を反
応管にセットし、水素ガス中、1120℃で加熱し、基
板10の表面をクリーニングした。次いで、温度を52
0℃に下げ、成長雰囲気をNH3と窒素の混合ガス雰囲
気にし、TMGを流し、低温GaNバッファー層11を
堆積した。
That is, first, the sapphire substrate 10 was set in a reaction tube, and heated at 1120 ° C. in a hydrogen gas to clean the surface of the substrate 10. Then, the temperature is set to 52
The temperature was lowered to 0 ° C., the growth atmosphere was changed to a mixed gas atmosphere of NH 3 and nitrogen, and TMG was flowed to deposit a low-temperature GaN buffer layer 11.

【0047】次いで、温度を1050℃に上げ、窒素を
キャリアガスとして、TMG,Mg(C5722(ビ
スアセチルアセトナートマグネシウム)を供給し、p型
GaN層12を積層した。
Next, the temperature was raised to 1050 ° C., and TMG and Mg (C 5 H 7 O 2 ) 2 (bisacetylacetonate magnesium) were supplied using nitrogen as a carrier gas, and the p-type GaN layer 12 was laminated.

【0048】p型GaN層12は、キャリア濃度が2×
1018cm-3以上で、従来のものよりも低抵抗のp型を
示した。なお、MgとO(酸素)を別々のドーパント原
料でドーピングしたものは、キャリア濃度は2×1017
cm-3であった。
The p-type GaN layer 12 has a carrier concentration of 2 ×
At 10 18 cm -3 or more, a p-type having lower resistance than the conventional one was exhibited. In the case where Mg and O (oxygen) are doped with different dopant materials, the carrier concentration is 2 × 10 17
cm -3 .

【0049】実施例2 実施例2では、第2の実施形態の作製方法でp型III族
窒化物半導体を作製した。なお、作製したp型III族窒
化物半導体はp型GaNである。
Example 2 In Example 2, a p-type group III nitride semiconductor was manufactured by the manufacturing method of the second embodiment. The fabricated p-type group III nitride semiconductor is p-type GaN.

【0050】図2は作製された実施例2のp型III族窒
化物半導体(p型GaN層)を示す図である。図2を参
照すると、サファイア基板20上に、低温GaNバッフ
ァー層21、p型GaN層22が順次に形成されてい
る。ここで、p型GaN層22は、p型不純物のZnと
O(酸素)が、それぞれ、Znは1×1020cm-3
度、O(酸素)は2×1019cm-3程度ドーピングされ
ている。
FIG. 2 is a view showing a manufactured p-type group III nitride semiconductor (p-type GaN layer) of Example 2. Referring to FIG. 2, a low-temperature GaN buffer layer 21 and a p-type GaN layer 22 are sequentially formed on a sapphire substrate 20. Here, the p-type GaN layer 22 is doped with p-type impurities Zn and O (oxygen), where Zn is doped at about 1 × 10 20 cm −3 and O (oxygen) is doped at about 2 × 10 19 cm −3. ing.

【0051】次に、実施例2のp型III族窒化物半導体
(p型GaN層22)の作製方法を説明する。実施例2
のp型GaN層22は、MOCVD法で結晶成長して作
製することができる。このとき、ドーパント原料とし
て、Zn(C5722(ビスアセチルアセトナートジ
ンク)とDEZnを使用することができる。
Next, a method of manufacturing the p-type group III nitride semiconductor (p-type GaN layer 22) of the second embodiment will be described. Example 2
The p-type GaN layer 22 can be manufactured by crystal growth by MOCVD. At this time, Zn (C 5 H 7 O 2 ) 2 (bisacetylacetonate zinc) and DEZn can be used as dopant raw materials.

【0052】すなわち、まず、サファイア基板20を反
応管にセットし、水素ガス中、1120℃で加熱し、基
板20の表面をクリーニングした。次いで、温度を52
0℃に下げ、成長雰囲気をNH3と窒素の混合ガス雰囲
気にし、TMGを流し、低温GaNバッファー層21を
堆積した。
That is, first, the sapphire substrate 20 was set in a reaction tube and heated in a hydrogen gas at 1120 ° C. to clean the surface of the substrate 20. Then, the temperature is set to 52
The temperature was lowered to 0 ° C., the growth atmosphere was changed to a mixed gas atmosphere of NH 3 and nitrogen, TMG was flowed, and the low-temperature GaN buffer layer 21 was deposited.

【0053】次いで、温度を1050℃に上げ、窒素を
キャリアガスとして、TMG,Zn(C5722(ビ
スアセチルアセトナートジンク)とDEZnを供給し、
p型GaN層22を積層した。
Then, the temperature was raised to 1050 ° C., and TMG, Zn (C 5 H 7 O 2 ) 2 (bisacetylacetonate zinc) and DEZn were supplied using nitrogen as a carrier gas.
A p-type GaN layer 22 was stacked.

【0054】p型GaN層22は、キャリア濃度が2×
1018cm-3以上で、従来のものよりも低抵抗のp型を
示した。なお、Zn(C5722(ビスアセチルアセ
トナートジンク)を使用せずに、ZnとO(酸素)を別
々のドーパント原料でドーピングしたものは、キャリア
濃度は5×1016cm-3であった。
The p-type GaN layer 22 has a carrier concentration of 2 ×
At 10 18 cm -3 or more, a p-type having lower resistance than the conventional one was exhibited. Note that Zn and O (oxygen) doped with different dopant materials without using Zn (C 5 H 7 O 2 ) 2 (bisacetylacetonate zinc) have a carrier concentration of 5 × 10 16 cm. Was -3 .

【0055】実施例3 実施例3は、第1または第2の実施形態の作製方法で作
製されたp型III族窒化物半導体を含む半導体積層構造
を有している半導体装置である。具体的に、実施例3の
半導体装置は、端面発光型発光ダイオードと端面受光型
フォトダイオードとがモノリシックに集積化された受発
光素子として構成されている。
Example 3 Example 3 is a semiconductor device having a semiconductor laminated structure including a p-type group III nitride semiconductor manufactured by the manufacturing method of the first or second embodiment. Specifically, the semiconductor device according to the third embodiment is configured as a light receiving / emitting element in which an edge emitting light emitting diode and an edge receiving light receiving photodiode are monolithically integrated.

【0056】図3,図4は実施例3の半導体装置(受発
光素子)を示す図である。なお、図3は受発光素子の発
光ダイオードの光出射端面に垂直な面での断面図であ
り、また、図4は発光ダイオードの光出射端面に平行な
面での断面図である。
FIGS. 3 and 4 are views showing a semiconductor device (light receiving / emitting element) according to the third embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view of the light emitting and receiving element in a plane perpendicular to the light emitting end face of the light emitting diode, and FIG. 4 is a cross sectional view of the light emitting diode in a plane parallel to the light emitting end face.

【0057】図3,図4の例では、発光ダイオードとフ
ォトダイオードとは、概ね直方体の形状をしており、発
光ダイオードの1つの光出射端面とフォトダイオードの
受光端面とが向き合うように、空間的に分離されて形成
されている。
In the examples shown in FIGS. 3 and 4, the light emitting diode and the photodiode have a substantially rectangular parallelepiped shape, and a space is formed so that one light emitting end face of the light emitting diode faces the light receiving end face of the photodiode. It is formed so as to be separated from each other.

【0058】そして、発光ダイオードとフォトダイオー
ドとは、同一の積層構造からなってる。その積層構造
は、サファイア基板30上に、AlN低温バッファー層
31、n型Al0.03Ga0.97Nコンタクト層32、n型
Al0.07Ga0.93Nクラッド層33、In0.17Ga0.83
N活性層34、p型Al0.07Ga0.93Nクラッド層3
5、p型GaNコンタクト層36が順次に積層されて形
成されている。
The light emitting diode and the photodiode have the same laminated structure. The laminated structure is such that an AlN low-temperature buffer layer 31, an n-type Al 0.03 Ga 0.97 N contact layer 32, an n-type Al 0.07 Ga 0.93 N cladding layer 33, an In 0.17 Ga 0.83 are formed on a sapphire substrate 30.
N active layer 34, p-type Al 0.07 Ga 0.93 N clad layer 3
5. The p-type GaN contact layer 36 is formed by sequentially laminating.

【0059】ここで、p型Al0.07Ga0.93Nクラッド
層35,p型GaNコンタクト層36には、MgとO
(酸素)がドーピングされている。
Here, the p-type Al 0.07 Ga 0.93 N cladding layer 35 and the p-type GaN contact layer 36 have Mg and O
(Oxygen) is doped.

【0060】そして、発光ダイオードとフォトダイオー
ドの上記積層構造は、p型GaNコンタクト層36の表
面からn型Al0.03Ga0.97Nコンタクト層32までエ
ッチングされ、n型Al0.03Ga0.97Nコンタクト層3
2の表面が露出している。発光ダイオードとフォトダイ
オードのp型GaNコンタクト層36上には、Ni/A
uからなるp側オーミック電極38が形成されている。
また、露出したn型Al0.03Ga0.97Nコンタクト層3
2上には、Ti/Alからなるn側オーミック電極39
が形成されている。さらに、オーミック電極以外の部分
には、SiO2からなる絶縁保護膜37が堆積されてい
る。そして、絶縁保護膜37上に、Ti/Alからなる
配線電極40が形成されている。配線電極40は、発光
ダイオードとフォトダイオードのそれぞれのp側オーミ
ック電極38と電気的に接続されている。
The stacked structure of the light emitting diode and the photodiode is etched from the surface of the p-type GaN contact layer 36 to the n-type Al 0.03 Ga 0.97 N contact layer 32 to form the n-type Al 0.03 Ga 0.97 N contact layer 3.
The surface of No. 2 is exposed. On the p-type GaN contact layer 36 of the light emitting diode and the photodiode, Ni / A
A p-side ohmic electrode 38 made of u is formed.
In addition, the exposed n-type Al 0.03 Ga 0.97 N contact layer 3
2, an n-side ohmic electrode 39 made of Ti / Al
Are formed. Further, an insulating protective film 37 made of SiO 2 is deposited on portions other than the ohmic electrode. Then, a wiring electrode 40 made of Ti / Al is formed on the insulating protection film 37. The wiring electrode 40 is electrically connected to the respective p-side ohmic electrodes 38 of the light emitting diode and the photodiode.

【0061】また、発光ダイオードとフォトダイオード
の側面は、基板30に対して概ね垂直に形成されてい
る。そして、発光ダイオードとフォトダイオードの溝を
介して向き合う側面が、それぞれ、光出射端面102と
受光面103になる。また、発光ダイオードのフォトダ
イオードと向き合う側面と反対側の端面が外部へ光を出
射する光出射端面101となる。
The side surfaces of the light emitting diode and the photodiode are formed substantially perpendicular to the substrate 30. The side faces of the light emitting diode and the photodiode that face each other via the groove become the light emitting end face 102 and the light receiving face 103, respectively. The end face of the light emitting diode opposite to the side face facing the photodiode is a light emitting end face 101 for emitting light to the outside.

【0062】次に、図3,図4の集積型受発光素子の作
製方法を説明する。図3,図4の集積型受発光素子の積
層構造は、MOCVD法で結晶成長して作製することが
できる。
Next, a method of manufacturing the integrated type light receiving / emitting element shown in FIGS. 3 and 4 will be described. The stacked structure of the integrated light emitting and receiving device shown in FIGS. 3 and 4 can be manufactured by crystal growth by MOCVD.

【0063】すなわち、まず、サファイア基板30を反
応管にセットし、水素ガス中、1120℃で加熱し、基
板30の表面をクリーニングした。次いで、温度を52
0℃に下げ、成長雰囲気をNH3と窒素と水素の混合ガ
ス雰囲気にし、TMAを流し、低温AlNバッファー層
31を堆積した。
That is, first, the sapphire substrate 30 was set in a reaction tube and heated in a hydrogen gas at 1120 ° C. to clean the surface of the substrate 30. Then, the temperature is set to 52
The temperature was lowered to 0 ° C., the growth atmosphere was a mixed gas atmosphere of NH 3 , nitrogen and hydrogen, TMA was flowed, and a low-temperature AlN buffer layer 31 was deposited.

【0064】次いで、温度を1070℃に上げ、水素を
キャリアガスとして、TMG,TMA,SiH4を組成
にあわせて供給し、n型Al0.03Ga0.97Nコンタクト
層32を3μmの厚さに、また、n型Al0.07Ga0.93
Nクラッド層33を0.5μmの厚さに順次積層した。
次いで、水素ガスの供給を止め、雰囲気をNH3と窒素
の混合ガス雰囲気にし、温度を810℃に下げ、水素を
キャリアガスとして、TMG,TMIを供給し、In
0.17Ga0.83N活性層34を50nmの厚さに成長し
た。次いで、温度を1070℃に上げ、窒素をキャリア
ガスとして、TMG,TMA,Mg(C5722
(EtCp)2Mgを組成にあわせて供給し、p型Al
0.07Ga0.93Nクラッド層35を0.5μmの厚さに、
また、p型GaNコンタクト層36を0.2μmの厚さ
に順次積層した。
Next, the temperature is raised to 1070 ° C., TMG, TMA, and SiH 4 are supplied in accordance with the composition using hydrogen as a carrier gas, and the n-type Al 0.03 Ga 0.97 N contact layer 32 is formed to a thickness of 3 μm. , N-type Al 0.07 Ga 0.93
The N cladding layers 33 were sequentially laminated to a thickness of 0.5 μm.
Next, the supply of hydrogen gas was stopped, the atmosphere was changed to a mixed gas atmosphere of NH 3 and nitrogen, the temperature was lowered to 810 ° C., TMG and TMI were supplied using hydrogen as a carrier gas, and
A 0.17 Ga 0.83 N active layer 34 was grown to a thickness of 50 nm. Next, the temperature was increased to 1070 ° C., and nitrogen was used as a carrier gas, and TMG, TMA, Mg (C 5 H 7 O 2 ) 2 ,
(EtCp) 2 Mg is supplied according to the composition, and p-type Al
The thickness of the 0.07 Ga 0.93 N cladding layer 35 is set to 0.5 μm,
Further, the p-type GaN contact layer 36 was sequentially laminated to a thickness of 0.2 μm.

【0065】次に、幅30μm,長さ50μmの矩形パ
ターンを長さ方向に5μm離して2つ並べたパターンを
レジストで形成した。このレジストパターンをマスクと
して、ドライエッチングを行い、発光ダイオードとフォ
トダイオードになる高さ約1.5μmの直方体形状を形
成するとともに、n型Al0.03Ga0.97Nコンタクト層
32を露出させた。次いで、絶縁保護膜37となるSi
2を積層構造の表面に約0.5μmの厚さに堆積し
た。次いで、p側オーミック電極38を形成した。
Next, a pattern in which two rectangular patterns each having a width of 30 μm and a length of 50 μm were arranged at a distance of 5 μm in the length direction and formed side by side was formed with a resist. Using this resist pattern as a mask, dry etching was performed to form a rectangular parallelepiped having a height of about 1.5 μm to become a light emitting diode and a photodiode, and the n-type Al 0.03 Ga 0.97 N contact layer 32 was exposed. Next, Si to be the insulating protective film 37
O 2 was deposited to a thickness of about 0.5 μm on the surface of the laminated structure. Next, a p-side ohmic electrode 38 was formed.

【0066】p側オーミック電極38の形成工程は次の
通りである。すなわち、まず、発光ダイオードとフォト
ダイオードの上部に、レジストでヌキストライプパター
ンを形成した後、SiO2膜37をエッチングしてリッ
ジ上のp型GaNコンタクト層36を露出させる。次い
で、p側オーミック電極材料であるNi/Auを蒸着し
た。その後、ウエハーを有機溶剤に浸し、レジストを溶
かしてレジスト上に蒸着された電極材をリフトオフし
て、発光ダイオードとフォトダイオードの上部にp側オ
ーミック電極パターンを形成した。その後、窒素雰囲気
中、600℃で熱処理し、p型GaNコンタクト層36
上にp側オーミック電極38を形成した。
The process for forming the p-side ohmic electrode 38 is as follows. That is, first, after forming a nuclei stripe pattern with a resist on the light emitting diode and the photodiode, the p-type GaN contact layer 36 on the ridge is exposed by etching the SiO 2 film 37. Next, Ni / Au as a p-side ohmic electrode material was deposited. Thereafter, the wafer was immersed in an organic solvent to dissolve the resist and lift off the electrode material deposited on the resist, thereby forming a p-side ohmic electrode pattern on the light emitting diode and the photodiode. Thereafter, heat treatment is performed at 600 ° C. in a nitrogen atmosphere to form a p-type GaN contact layer 36.
A p-side ohmic electrode 38 was formed thereon.

【0067】次いで、n側オーミック電極39と配線電
極40を形成した。n側オーミック電極39と配線電極
40の形成工程は次の通りである。すなわち、まず、n
型Al0.03Ga0.97Nコンタクト層32上部のSiO2
膜37上に、レジストで約100μm幅のヌキストライ
プパターンを形成した後、SiO2膜37をエッチング
してn型Al0.03Ga0.97Nコンタクト層32を露出さ
せる。次に、レジストを除去し、再度レジストで、配線
電極40とn側電極39のリフトオフパターンを形成す
る。次いで、n側オーミック電極と配線電極材料である
Ti/Alを蒸着した。その後、ウエハを有機溶剤中に
浸し、レジストを溶かしてレジスト上に蒸着された電極
材料をリフトオフし、n側オーミック電極と配線電極パ
ターンを形成した。その後、窒素雰囲気で450℃で熱
処理し、n側オーミック電極39を形成した。次いで、
ダイシングを行い、集積型受発光素子をチップに分離し
た。
Next, an n-side ohmic electrode 39 and a wiring electrode 40 were formed. The steps for forming the n-side ohmic electrode 39 and the wiring electrode 40 are as follows. That is, first, n
Type Al 0.03 Ga 0.97 N SiO 2 on contact layer 32
After a nuclei stripe pattern having a width of about 100 μm is formed on the film 37 with a resist, the SiO 2 film 37 is etched to expose the n-type Al 0.03 Ga 0.97 N contact layer 32. Next, the resist is removed, and a lift-off pattern of the wiring electrode 40 and the n-side electrode 39 is formed again with the resist. Next, Ti / Al as an n-side ohmic electrode and a wiring electrode material was deposited. Thereafter, the wafer was immersed in an organic solvent to dissolve the resist and lift off the electrode material deposited on the resist, thereby forming an n-side ohmic electrode and a wiring electrode pattern. Thereafter, heat treatment was performed at 450 ° C. in a nitrogen atmosphere to form an n-side ohmic electrode 39. Then
Dicing was performed to separate the integrated light emitting and receiving elements into chips.

【0068】図3,図4の集積型受発光素子は、発光ダ
イオードに順方向電流を注入し、フォトダイオードに逆
バイアスを印加することによって動作する。すなわち、
それぞれの素子のp側オーミック電極,n側オーミック
電極に順方向あるいは逆方向にバイアスを印加すると、
発光ダイオードは2つの光出射端面101,102から
光を出射する。そして、フォトダイオードに向いた光出
射端面102から出射した光がフォトダイオードの受光
面103に入射し、その強度に対応した光起電力がフォ
トダイオードで発生し、外部に光電流として取り出され
る。フォトダイオードの光電流をモニターすることによ
って、発光ダイオードに注入する電流を調整し、光出力
を制御することができる。なお、発光ダイオードに電流
を注入して発光させたところ、発光のピーク波長は、約
412nmであった。
The integrated light emitting and receiving device shown in FIGS. 3 and 4 operates by injecting a forward current into the light emitting diode and applying a reverse bias to the photodiode. That is,
When a bias is applied in the forward or reverse direction to the p-side ohmic electrode and the n-side ohmic electrode of each element,
The light emitting diode emits light from two light emitting end faces 101 and 102. Then, light emitted from the light emitting end face 102 facing the photodiode is incident on the light receiving surface 103 of the photodiode, and a photoelectromotive force corresponding to the intensity is generated in the photodiode, and is extracted to the outside as a photocurrent. By monitoring the photocurrent of the photodiode, the current injected into the light emitting diode can be adjusted to control the light output. When light was emitted by injecting a current into the light emitting diode, the peak wavelength of the light emission was about 412 nm.

【0069】実施例4 実施例4は第1または第2の実施形態の作製方法で作製
されたp型III族窒化物半導体を含む半導体積層構造を
有している半導体装置である。具体的に、実施例4の半
導体装置は、端面発光型発光ダイオードとして構成され
ている。図5は実施例4の半導体装置(端面発光型発光
ダイオード)を示す図である。図5の例では、発光ダイ
オードは、概ね直方体の形状をしており、発光ダイオー
ドの1つの側面200が光出射端面となっている。
Example 4 Example 4 is a semiconductor device having a semiconductor laminated structure including a p-type group III nitride semiconductor manufactured by the manufacturing method of the first or second embodiment. Specifically, the semiconductor device of the fourth embodiment is configured as an edge emitting light emitting diode. FIG. 5 is a diagram illustrating a semiconductor device (edge-emitting light emitting diode) according to a fourth embodiment. In the example of FIG. 5, the light emitting diode has a substantially rectangular parallelepiped shape, and one side surface 200 of the light emitting diode is a light emitting end face.

【0070】図5を参照すると、実施例4の発光ダイオ
ードは、n型GaN基板50上に、n型Al0.07Ga
0.93N低温バッファー層51、n型Al0.2Ga0.8Nク
ラッド層52、Al0.07Ga0.93N活性層53、p型A
0.2Ga0.8Nクラッド層54、p型GaNコンタクト
層55が順次に積層された積層構造を有している。
Referring to FIG. 5, the light emitting diode of the fourth embodiment has an n-type Al 0.07 Ga
0.93 N low temperature buffer layer 51, n-type Al 0.2 Ga 0.8 N clad layer 52, Al 0.07 Ga 0.93 N active layer 53, p-type A
It has a laminated structure in which a l 0.2 Ga 0.8 N clad layer 54 and a p-type GaN contact layer 55 are sequentially laminated.

【0071】ここで、p型Al0.2Ga0.8Nクラッド層
54,p型GaNコンタクト層55には、それぞれ、Z
nとO(酸素)が同時に添加されている。
Here, the p-type Al 0.2 Ga 0.8 N cladding layer 54 and the p-type GaN contact layer 55
n and O (oxygen) are added simultaneously.

【0072】そして、発光ダイオードのp型GaNコン
タクト層55上には、Ni/Auからなるp側オーミッ
ク電極56が形成されている。また、基板50の裏面の
積層構造が形成されていない側には、Ti/Alからな
るn側オーミック電極57が形成されている。また、発
光ダイオードの側面200は基板に対して垂直に形成さ
れている。
A p-side ohmic electrode 56 made of Ni / Au is formed on the p-type GaN contact layer 55 of the light emitting diode. An n-side ohmic electrode 57 made of Ti / Al is formed on the back surface of the substrate 50 where the laminated structure is not formed. The side surface 200 of the light emitting diode is formed perpendicular to the substrate.

【0073】次に、図5の発光ダイオードの作製方法を
説明する。図5の発光ダイオードの積層構造は、MOC
VD法で結晶成長して作製することができる。
Next, a method for manufacturing the light emitting diode shown in FIG. 5 will be described. The stacked structure of the light emitting diode of FIG.
It can be manufactured by crystal growth by the VD method.

【0074】すなわち、まず、n型GaN基板50を反
応管にセットし、アンモニアガス中、1120℃で加熱
し、基板50の表面をクリーニングした。次いで、温度
を600℃に下げ、雰囲気をNH3と窒素と水素の混合
ガス雰囲気にし、TMAとTMGおよびn型ドーパント
ガスであるSiH4ガスを流し、n型低温Al0.07Ga
0.93Nバッファー層51を堆積した。
That is, first, the n-type GaN substrate 50 was set in a reaction tube and heated in an ammonia gas at 1120 ° C. to clean the surface of the substrate 50. Next, the temperature was lowered to 600 ° C., the atmosphere was changed to a mixed gas atmosphere of NH 3 , nitrogen, and hydrogen, and TMA, TMG, and SiH 4 gas as an n-type dopant gas were flowed, and n-type low-temperature Al 0.07 Ga
A 0.93 N buffer layer 51 was deposited.

【0075】次いで、温度を1070℃に上げ、TM
G,TMAおよびn型不純物ガスとしてSiH4を組成
にあわせて供給し、n型Al0.2Ga0.8Nクラッド層5
2を0.3μmの厚さに、また、Al0.07Ga0.93N活
性層53を0.05μmの厚さに順次積層した。次い
で、n型不純物原料の代わりに、Zn(C5722
それと同時にDEZnを組成にあわせて供給し、p型A
0.2Ga0.8Nクラッド層54を0.3μmの厚さに、
また、p型GaNコンタクト層55を0.2μmの厚さ
に順次積層した。次いで、p側オーミック電極材料であ
るNi/Auを積層構造の上面に蒸着した。その後、窒
素雰囲気中、600℃で熱処理し、p型GaNコンタク
ト層55上にp側オーミック電極56を形成した。次い
で、GaN基板50の裏面を研磨し、約100μmの厚
さにした。次いで、n側オーミック電極材料であるTi
/Alを蒸着し、窒素雰囲気で450℃で熱処理して、
n側オーミック電極57を形成した。次いで、基板をへ
き開して、出射端面200の形成と、チップ分離を行っ
た。
Next, the temperature was raised to 1070 ° C. and TM
G, TMA and SiH 4 as an n-type impurity gas are supplied according to the composition, and the n-type Al 0.2 Ga 0.8 N clad layer 5 is supplied.
2 and an Al 0.07 Ga 0.93 N active layer 53 were sequentially laminated to a thickness of 0.3 μm and a thickness of 0.05 μm. Next, instead of the n-type impurity raw material, Zn (C 5 H 7 O 2 ) 2 and, at the same time, DEZn are supplied according to the composition, and p-type A
l 0.2 Ga 0.8 N cladding layer 54 to a thickness of 0.3 μm,
Further, a p-type GaN contact layer 55 was sequentially laminated to a thickness of 0.2 μm. Next, Ni / Au as a p-side ohmic electrode material was deposited on the upper surface of the stacked structure. Thereafter, heat treatment was performed at 600 ° C. in a nitrogen atmosphere to form a p-side ohmic electrode 56 on the p-type GaN contact layer 55. Next, the back surface of the GaN substrate 50 was polished to a thickness of about 100 μm. Next, an n-side ohmic electrode material Ti
/ Al deposited and heat treated at 450 ° C. in a nitrogen atmosphere,
An n-side ohmic electrode 57 was formed. Next, the substrate was cleaved to form the emission end face 200 and perform chip separation.

【0076】図5の発光ダイオードは、p側オーミック
電極56,n側オーミック電極57に順方向のバイアス
を印加すると動作する。すなわち、p側オーミック電極
56,n側オーミック電極57に順方向のバイアスを印
加すると、発光ダイオードの1つの側面である光出射端
面200から光が外部に出射される。この発光ダイオー
ドの発光のピーク波長は、約350nmであった。
The light emitting diode shown in FIG. 5 operates when a forward bias is applied to the p-side ohmic electrode 56 and the n-side ohmic electrode 57. That is, when a forward bias is applied to the p-side ohmic electrode 56 and the n-side ohmic electrode 57, light is emitted to the outside from the light emitting end face 200 which is one side surface of the light emitting diode. The peak wavelength of light emission of this light emitting diode was about 350 nm.

【0077】実施例5 実施例5は、第1または第2の実施形態の作製方法で作
製されたp型III族窒化物半導体を含む半導体積層構造
を有している半導体装置である。具体的に、実施例5の
半導体装置は半導体レーザーとして構成されている。
Example 5 Example 5 is a semiconductor device having a semiconductor laminated structure including a p-type group III nitride semiconductor manufactured by the manufacturing method of the first or second embodiment. Specifically, the semiconductor device of the fifth embodiment is configured as a semiconductor laser.

【0078】図6は実施例5の半導体装置(半導体レー
ザー)を示す図である。図6の例では、半導体レーザー
は、サファイア基板60上に、AlGaN低温バッファ
ー層61、n型Al0.03Ga0.97Nコンタクト層62、
n型Al0.08Ga0.92Nクラッド層63、n型GaNガ
イド層64、In0.15Ga0.85N/In0.02Ga0.98
多重量子井戸活性層(2ペア)65、p型Al0.2Ga
0.8N層66、p型GaNガイド層67、p型Al0.08
Ga0.92Nクラッド層68、p型GaNコンタクト層6
9が順次積層されて積層構造として形成されている。
FIG. 6 is a view showing a semiconductor device (semiconductor laser) according to the fifth embodiment. In the example of FIG. 6, the semiconductor laser includes an AlGaN low-temperature buffer layer 61, an n-type Al 0.03 Ga 0.97 N contact layer 62 on a sapphire substrate 60,
n-type Al 0.08 Ga 0.92 N clad layer 63, n-type GaN guide layer 64, In 0.15 Ga 0.85 N / In 0.02 Ga 0.98 N
Multiple quantum well active layer (2 pairs) 65, p-type Al 0.2 Ga
0.8 N layer 66, p-type GaN guide layer 67, p-type Al 0.08
Ga 0.92 N cladding layer 68, p-type GaN contact layer 6
9 are sequentially laminated to form a laminated structure.

【0079】ここで、p型Al0.2Ga0.8N層66,p
型GaNガイド層67,p型Al0. 08Ga0.92Nクラッ
ド層68,p型GaNコンタクト層69には、MgとO
(酸素)がドーピングされている。
Here, p-type Al0.2Ga0.8N layer 66, p
-Type GaN guide layer 67, p-type Al0. 08Ga0.92N crush
Layer 68 and p-type GaN contact layer 69 include Mg and O
(Oxygen) is doped.

【0080】そして、上記積層構造は、p型GaNコン
タクト層69の表面からn型Al0. 03Ga0.97Nコンタ
クト層62までエッチングされ、n型Al0.03Ga0.97
Nコンタクト層62の表面が露出している。露出したn
型Al0.03Ga0.97Nコンタクト層62上には、Ti/
Alからなるn側オーミック電極72が形成されてい
る。また、p型GaNコンタクト層69の表面からp型
Al0.08Ga0.92Nクラッド層68の途中までエッチン
グされ、電流狭窄リッジ構造400が形成されている。
リッジ400最表面のp型GaNコンタクト層69上
に、Ni/Auからなるp側オーミック電極71が形成
されている。また、電極形成部以外は絶縁保護膜70と
してSiO2が堆積されており、絶縁保護膜70上には
p側電極71から引き出された配線電極73が形成され
ている。そして、積層構造と電流狭窄リッジ構造と概ね
垂直に光共振器端面が形成されている。
The above laminated structure has a p-type GaN capacitor.
N-type Al from the surface of the tact layer 690. 03Ga0.97N contour
Is etched to the contact layer 62, and n-type Al0.03Ga0.97
The surface of N contact layer 62 is exposed. Exposed n
Type Al0.03Ga0.97On the N contact layer 62, Ti /
An n-side ohmic electrode 72 made of Al is formed.
You. Also, the p-type GaN contact layer 69 has a p-type
Al0.08Ga0.92Etching to the middle of N cladding layer 68
The current constriction ridge structure 400 is formed.
On the p-type GaN contact layer 69 on the outermost surface of the ridge 400
Formed a p-side ohmic electrode 71 made of Ni / Au
Have been. In addition, except for the electrode forming portion, the insulating protective film 70
And SiOTwoIs deposited on the insulating protective film 70.
A wiring electrode 73 extended from the p-side electrode 71 is formed.
ing. And the laminated structure and the current constriction ridge structure
An optical resonator end face is formed vertically.

【0081】次に、図6の半導体レーザーの作製方法を
説明する。図6の半導体レーザーの積層構造の結晶成長
はMOCVD法で行った。すなわち、まず、サファイア
基板60を反応管にセットし、水素ガス中、1120℃
で加熱し、基板60の表面をクリーニングした。次い
で、温度を520℃に下げ、雰囲気をNH3と窒素と水
素の混合ガス雰囲気にし、TMGとTMAを流し、低温
AlGaNバッファー層61を堆積した。次いで、温度
を1050℃に上げ、水素をキャリアガスとして、TM
G,TMI,SiH4を組成にあわせて供給し、n型A
0.03Ga0.97Nコンタクト層62を2μmの厚さに、
また、n型Al0.08Ga0.92Nクラッド層63を0.7
μmの厚さに、また、n型GaNガイド層64を0.1
μmの厚さに順次積層した。次いで、水素ガスの供給を
止め、雰囲気をNH3と窒素の混合ガス雰囲気にし、温
度を810℃に下げ、水素をキャリアガスとしてTM
G,TMIを供給し、In0.15Ga0.85N/In0.02
0.98N多重量子井戸活性層65(2ペア)を成長し
た。
Next, a method of manufacturing the semiconductor laser shown in FIG. 6 will be described. The crystal growth of the laminated structure of the semiconductor laser of FIG. 6 was performed by the MOCVD method. That is, first, the sapphire substrate 60 is set in a reaction tube, and is placed in a hydrogen gas at 1120 ° C.
To clean the surface of the substrate 60. Next, the temperature was lowered to 520 ° C., the atmosphere was changed to a mixed gas atmosphere of NH 3 , nitrogen and hydrogen, TMG and TMA were flowed, and a low-temperature AlGaN buffer layer 61 was deposited. Next, the temperature was raised to 1050 ° C., and hydrogen was used as a carrier gas, and TM was used.
G, TMI and SiH 4 are supplied according to the composition, and n-type A
l 0.03 Ga 0.97 N contact layer 62 to a thickness of 2 μm,
Further, the n-type Al 0.08 Ga 0.92 N clad layer 63 is
μm and the n-type GaN guide layer 64 is 0.1 μm thick.
The layers were sequentially laminated to a thickness of μm. Next, the supply of hydrogen gas was stopped, the atmosphere was changed to a mixed gas atmosphere of NH 3 and nitrogen, the temperature was lowered to 810 ° C., and TM was used as a carrier gas with hydrogen.
G, TMI and supply In 0.15 Ga 0.85 N / In 0.02 G
a 0.98 N multiple quantum well active layer 65 (two pairs) was grown.

【0082】次いで、成長雰囲気をNH3と窒素と水素
の混合ガス雰囲気にし、温度を1070℃に上げ、水素
をキャリアガスとして、TMG,TMA,Mg(C57
22,(EtCp)2Mgを組成にあわせて供給し、
p型Al0.2Ga0.8N層66を20nmの厚さに、ま
た、p型GaNガイド層67を0.1μmの厚さに、ま
た、p型Al0.08Ga0.92Nクラッド層68を0.7μ
mの厚さに、また、p型GaNコンタクト層69を0.
2μmの厚さに順次積層した。
Next, the growth atmosphere is a mixed gas atmosphere of NH 3 , nitrogen and hydrogen, the temperature is raised to 1070 ° C., and TMG, TMA, Mg (C 5 H 7
O 2 ) 2 and (EtCp) 2 Mg are supplied according to the composition.
The p-type Al 0.2 Ga 0.8 N layer 66 has a thickness of 20 nm, the p-type GaN guide layer 67 has a thickness of 0.1 μm, and the p-type Al 0.08 Ga 0.92 N cladding layer 68 has a thickness of 0.7 μm.
m and a p-type GaN contact layer 69 having a thickness of 0.1 mm.
The layers were sequentially laminated to a thickness of 2 μm.

【0083】次いで、レジストで幅4μmのストライプ
パターンを繰り返しピッチ1mmで形成した。このレジ
ストパターンをマスクとして、約0.7μmの深さをド
ライエッチングして、リッジ400を形成した。レジス
トマスクを除去した後に、さらにレジストでリッジ40
0を覆う幅500μmのストライプパターンを繰り返し
ピッチ1mmで形成した。このレジストパターンをマス
クとして、約1.5μmの深さにドライエッチングし
て、n型Al0.03Ga0.97Nコンタクト層62を露出さ
せた。次いで、絶縁保護膜70となるSiO2膜を積層
構造の表面に約0.5μmの厚さに堆積した。
Next, a stripe pattern having a width of 4 μm was formed at a pitch of 1 mm by using a resist. Using this resist pattern as a mask, a ridge 400 was formed by dry etching to a depth of about 0.7 μm. After removing the resist mask, the ridge 40 is further applied with resist.
A stripe pattern of 500 μm width covering 0 was repeatedly formed at a pitch of 1 mm. Using this resist pattern as a mask, dry etching was performed to a depth of about 1.5 μm to expose the n-type Al 0.03 Ga 0.97 N contact layer 62. Next, an SiO 2 film serving as an insulating protective film 70 was deposited on the surface of the laminated structure to a thickness of about 0.5 μm.

【0084】次いで、p側オーミック電極71を形成し
た。p側オーミック電極71の形成工程は次の通りであ
る。まず、リッジ400上部に、レジストでヌキストラ
イプパターンを形成した後、SiO2膜70をエッチン
グしてリッジ400上のp型GaNコンタクト層69を
露出させる。次いでレジストを除去し、再度レジストで
約450μm幅のヌキストライプパターンを形成し、リ
ッジ400上にp側オーミック電極材料であるNi/A
uを蒸着した。その後、ウエハーを有機溶剤に浸し、レ
ジストを溶かしてレジスト上に蒸着された電極材をリフ
トオフして、半導体レーザーの積層構造上にのみp側オ
ーミック電極パターンを形成した。その後、窒素雰囲気
中、600℃で熱処理し、p型GaNコンタクト層69
上にp側オーミック電極71を形成した。
Next, a p-side ohmic electrode 71 was formed. The process for forming the p-side ohmic electrode 71 is as follows. First, after forming a nuclei stripe pattern with a resist on the ridge 400, the SiO 2 film 70 is etched to expose the p-type GaN contact layer 69 on the ridge 400. Next, the resist is removed, and a Nuki stripe pattern having a width of about 450 μm is formed again with the resist, and Ni / A, which is a p-side ohmic electrode material, is formed on the ridge 400.
u was deposited. Thereafter, the wafer was immersed in an organic solvent, the resist was dissolved, and the electrode material deposited on the resist was lifted off to form a p-side ohmic electrode pattern only on the laminated structure of the semiconductor laser. Thereafter, heat treatment is performed at 600 ° C. in a nitrogen atmosphere to form a p-type GaN contact layer 69.
A p-side ohmic electrode 71 was formed thereon.

【0085】次いで、n側オーミック電極72と配線電
極73を形成した。n側オーミック電極72と配線電極
73の形成工程は次の通りである。すなわち、まず、n
型Al0.03Ga0.97Nコンタクト層62上部のSiO2
膜70上に、レジストで約100μm幅のヌキストライ
プパターンを形成した後、SiO2膜70をエッチング
してn型Al0.03Ga0.97Nコンタクト層62を露出さ
せる。レジストを除去した後、再びレジストを塗布し
て、p側電極上とn側オーミック電極を形成する部分に
リフトオフ用の電極パターンを形成する。次いで、n側
オーミック電極材料と配線電極材料であるTi/Alの
蒸着を行い、ウエハーを有機溶剤中に浸し、レジストを
溶かしてレジスト上に蒸着された電極材料をリフトオフ
し、n側オーミック電極パターンと配線電極パターンを
形成した。その後、窒素雰囲気中、450℃で熱処理
し、n側オーミック電極72を形成した。
Next, an n-side ohmic electrode 72 and a wiring electrode 73 were formed. The steps of forming the n-side ohmic electrode 72 and the wiring electrode 73 are as follows. That is, first, n
Type Al 0.03 Ga 0.97 N SiO 2 on contact layer 62
After a nuclei stripe pattern having a width of about 100 μm is formed on the film 70 with a resist, the SiO 2 film 70 is etched to expose the n-type Al 0.03 Ga 0.97 N contact layer 62. After removing the resist, the resist is applied again to form a lift-off electrode pattern on the p-side electrode and on the portion where the n-side ohmic electrode is to be formed. Next, an n-side ohmic electrode material and Ti / Al as a wiring electrode material are deposited, the wafer is immersed in an organic solvent, the resist is dissolved, and the electrode material deposited on the resist is lifted off to form an n-side ohmic electrode pattern. And a wiring electrode pattern were formed. Thereafter, heat treatment was performed at 450 ° C. in a nitrogen atmosphere to form an n-side ohmic electrode 72.

【0086】次いで、サファイア基板60を薄く研磨
し、リッジ400に概ね垂直になるように割り、光共振
器端面を形成した。
Next, the sapphire substrate 60 was polished thinly and divided so as to be substantially perpendicular to the ridge 400 to form an optical resonator end face.

【0087】図6の半導体レーザーは、電極71,72
に順方向に電流を注入すると発光し、さらに電流を増加
させるとレーザー発振する。発振波長は約409nmで
あった。
The semiconductor laser shown in FIG.
When a current is injected in the forward direction, light is emitted, and when the current is further increased, laser oscillation occurs. The oscillation wavelength was about 409 nm.

【0088】実施例6 実施例6は第1または第2の実施形態の作製方法で作製
されたp型III族窒化物半導体を含む半導体積層構造を
有している半導体装置である。具体的に、実施例6の半
導体装置は半導体レーザーとして構成されている。図7
は実施例6の半導体レーザーの斜視図である。また、図
8は実施例6の半導体レーザーの光出射方向に垂直な面
での断面図である。
Example 6 Example 6 is a semiconductor device having a semiconductor laminated structure including a p-type group III nitride semiconductor manufactured by the manufacturing method of the first or second embodiment. Specifically, the semiconductor device of the sixth embodiment is configured as a semiconductor laser. FIG.
14 is a perspective view of a semiconductor laser according to a sixth embodiment. FIG. 8 is a cross-sectional view taken along a plane perpendicular to the light emitting direction of the semiconductor laser of the sixth embodiment.

【0089】図7,図8を参照すると、半導体レーザー
の積層構造2000は、n型GaN基板120上に、n
型AlGaN低温バッファー層121、n型Al0.03
0. 97N高温バッファー層122、Al0.15Ga0.85
層123aとGaN層123bとの超格子からなるn型
クラッド層123、n型GaNガイド層124、In
0.15Ga0.85N/In0.02Ga0.98N多重量子井戸活性
層125、p型Al0.2Ga0.8N層126、p型GaN
ガイド層127、Al0.15Ga0.85N層128aとGa
N層128bとの超格子からなるp型クラッド層12
8、p型GaNコンタクト層129が順次に積層されて
形成されている。
Referring to FIGS. 7 and 8, a semiconductor laser
Has a stacked structure 2000 on an n-type GaN substrate 120.
-Type AlGaN low-temperature buffer layer 121, n-type Al0.03G
a0. 97N high temperature buffer layer 122, Al0.15Ga0.85N
N-type consisting of a superlattice of layer 123a and GaN layer 123b
Clad layer 123, n-type GaN guide layer 124, In
0.15Ga0.85N / In0.02Ga0.98N multiple quantum well activity
Layer 125, p-type Al0.2Ga0.8N layer 126, p-type GaN
Guide layer 127, Al0.15Ga0.85N layer 128a and Ga
P-type cladding layer 12 composed of superlattice with N layer 128b
8. The p-type GaN contact layer 129 is sequentially stacked
Is formed.

【0090】ここで、p型Al0.2Ga0.8N層126,
p型GaNガイド層127,p型クラッド層128,p
型GaNコンタクト層129には、ZnとO(酸素)が
ドーピングされている。
Here, the p-type Al 0.2 Ga 0.8 N layer 126,
p-type GaN guide layer 127, p-type cladding layer 128, p-type
The type GaN contact layer 129 is doped with Zn and O (oxygen).

【0091】そして、積層構造2000は、p型GaN
コンタクト層129の表面からp型クラッド層128の
途中までエッチングされ、電流狭窄リッジ構造900が
形成されている。そして、リッジ900最表面のp型G
aNコンタクト層129上には、Ni/Auからなるp
側オーミック電極131が形成されている。また、p側
電極形成部以外は絶縁保護膜130としてSiO2膜が
堆積されている。
Then, the laminated structure 2000 is composed of p-type GaN
The current confinement ridge structure 900 is formed by etching from the surface of the contact layer 129 to the middle of the p-type cladding layer 128. And the p-type G on the outermost surface of the ridge 900
On the aN contact layer 129, a p of Ni / Au
A side ohmic electrode 131 is formed. In addition, an SiO 2 film is deposited as the insulating protective film 130 except for the p-side electrode forming portion.

【0092】そして、積層構造2000と電流狭窄リッ
ジ構造900と概ね垂直に光共振器端面901,902
が形成されている。そして、GaN基板120の裏面に
は、Ti/Alからなるn側オーミック電極132が形
成されている。
Then, the optical resonator end faces 901 and 902 are substantially perpendicular to the laminated structure 2000 and the current confinement ridge structure 900.
Are formed. On the back surface of the GaN substrate 120, an n-side ohmic electrode 132 made of Ti / Al is formed.

【0093】次に、図7,図8の半導体レーザーの作製
方法を説明する。図7,図8の半導体レーザーの積層構
造2000の結晶成長はMOCVD法で行った。すなわ
ち、まず、n型GaN基板120を反応管にセットし、
水素と窒素とアンモニアガスの混合ガス中、1120℃
に加熱し、基板120の表面をクリーニングした。次い
で、温度を600℃に下げ、NH3と窒素と水素の混合
ガス雰囲気で、TMAとTMGおよびn型ドーパントガ
スであるSiH4ガスを流し、n型低温AlGaNバッ
ファー層121を堆積した。次いで、温度を1070℃
に上げ、水素をキャリアガスとしてTMG,TMA,n
型不純物ガスとしてSiH4を組成にあわせて供給し、
n型Al0.03Ga0.97N高温バッファー層122を1μ
mの厚さに積層した。次いで、TMG,TMA,n型不
純物ガスとしてSiH4を組成にあわせて供給し、Al
0.15Ga0.85N層123aとGaN層123bとの超格
子からなるn型クラッド層123を約0.6μmの厚さ
に積層した。ここで、各層の厚さは、Al0.15Ga0.85
N層123aが7nm、GaN層123bが7nmで、
43周期成長した。
Next, a method of manufacturing the semiconductor laser shown in FIGS. 7 and 8 will be described. The crystal growth of the laminated structure 2000 of the semiconductor laser shown in FIGS. 7 and 8 was performed by the MOCVD method. That is, first, the n-type GaN substrate 120 is set in a reaction tube,
1120 ° C in a mixed gas of hydrogen, nitrogen and ammonia gas
To clean the surface of the substrate 120. Next, the temperature was lowered to 600 ° C., and in a mixed gas atmosphere of NH 3 , nitrogen and hydrogen, TMA, TMG and SiH 4 gas as an n-type dopant gas were flown to deposit an n-type low-temperature AlGaN buffer layer 121. Then, the temperature was set to 1070 ° C
To TMG, TMA, n using hydrogen as carrier gas
Supply SiH 4 as the type impurity gas according to the composition,
n-type Al 0.03 Ga 0.97 N high-temperature buffer layer 122
m. Next, TMG, TMA, and SiH 4 as an n-type impurity gas are supplied according to the composition, and Al
An n-type clad layer 123 composed of a superlattice of a 0.15 Ga 0.85 N layer 123a and a GaN layer 123b was laminated to a thickness of about 0.6 μm. Here, the thickness of each layer is Al 0.15 Ga 0.85
The N layer 123a has a thickness of 7 nm, the GaN layer 123b has a thickness of 7 nm,
It grew for 43 cycles.

【0094】次いで、温度を1050℃に下げ、n型G
aNガイド層124を0.1μmの厚さに積層した。次
いで、水素ガスの供給を止め、雰囲気をNH3と窒素の
混合ガス雰囲気にし、温度を810℃に下げ、水素をキ
ャリアガスとして、TMG,TMIを供給し、In0.15
Ga0.85N/In0.02Ga0.98N多重量子井戸活性層1
25(2ペア)を成長した。次いで、成長雰囲気をNH
3と窒素と水素の混合ガス雰囲気にし、温度を1070
℃に上げ、TMG,TMA,Zn(C5722,DE
Znを組成にあわせて供給し、p型Al0.2Ga0.8N層
126を20nmの厚さに、また、p型GaNガイド層
127を0.1μmの厚さに順次積層した。次いで、A
0.15Ga0.85N層128aとGaN層128bとの超
格子からなるn型クラッド層128を約0.6μmの厚
さに積層した。ここで、各層の厚さは、Al0.15Ga
0.85N層128aが7nm、GaN層128bが7nm
で、43周期成長した。次いで、p型GaNコンタクト
層129を0.2μmの厚さに積層した。
Next, the temperature was lowered to 1050 ° C.
The aN guide layer 124 was laminated to a thickness of 0.1 μm. Next, the supply of hydrogen gas was stopped, the atmosphere was changed to a mixed gas atmosphere of NH 3 and nitrogen, the temperature was lowered to 810 ° C., TMG and TMI were supplied using hydrogen as a carrier gas, and In 0.15
Ga 0.85 N / In 0.02 Ga 0.98 N multiple quantum well active layer 1
Grew 25 (2 pairs). Then, the growth atmosphere was changed to NH
3 and a mixed gas atmosphere of nitrogen and hydrogen.
℃, TMG, TMA, Zn (C 5 H 7 O 2 ) 2 , DE
Zn was supplied according to the composition, and the p-type Al 0.2 Ga 0.8 N layer 126 was sequentially laminated to a thickness of 20 nm, and the p-type GaN guide layer 127 was laminated to a thickness of 0.1 μm. Then A
An n-type cladding layer 128 comprising a superlattice of l 0.15 Ga 0.85 N layer 128a and GaN layer 128b was laminated to a thickness of about 0.6 μm. Here, the thickness of each layer is Al 0.15 Ga
0.85 N layer 128a is 7 nm, GaN layer 128b is 7 nm
Thus, 43 cycles were grown. Next, a p-type GaN contact layer 129 was laminated to a thickness of 0.2 μm.

【0095】次いで、レジストで幅4μmのストライプ
パターンを繰り返しピッチ300μmで形成した。この
レジストパターンをマスクとして、約0.7μmの深さ
をドライエッチングして、リッジ900を形成した。レ
ジストマスクを除去した後、絶縁保護膜130となるS
iO2膜を積層構造の表面に約0.5μmの厚さに堆積
した。
Next, a stripe pattern having a width of 4 μm was formed of a resist at a repetition pitch of 300 μm. Using this resist pattern as a mask, a ridge 900 was formed by dry etching to a depth of about 0.7 μm. After removing the resist mask, the S
An iO 2 film was deposited to a thickness of about 0.5 μm on the surface of the laminated structure.

【0096】次いで、p側オーミック電極131を形成
した。p側オーミック電極131の形成工程は次の通り
である。すなわち、まず、リッジ900上部に、レジス
トでヌキストライプパターンを形成した後、SiO2
縁保護膜130をエッチングしてリッジ上のp型GaN
コンタクト層129を露出させる。次いで、レジストを
除去し、ウエハー表面に、p側オーミック電極材料であ
るNi/Auを蒸着した。その後、窒素雰囲気中、60
0℃で熱処理し、p型GaNコンタクト層129上にp
側オーミック電極131を形成した。
Next, a p-side ohmic electrode 131 was formed. The process for forming the p-side ohmic electrode 131 is as follows. That is, first, a nuclei stripe pattern is formed with a resist on the ridge 900, and then the SiO 2 insulating protective film 130 is etched to form p-type GaN on the ridge.
The contact layer 129 is exposed. Next, the resist was removed, and Ni / Au as a p-side ohmic electrode material was deposited on the wafer surface. Then, in a nitrogen atmosphere, 60
Heat treatment at 0 ° C. to form a p-type GaN contact layer 129
A side ohmic electrode 131 was formed.

【0097】次いで、基板120の裏面を研磨し、厚さ
を約100μmにした後、n側オーミック電極材料であ
るTi/Alを蒸着した。その後、窒素雰囲気で450
℃で熱処理し、n側オーミック電極132を形成した。
次いで、半導体レーザー構造が形成されたウエハーをリ
ッジ900に概ね垂直になるようにへき開し、光共振器
端面901,902を形成した。
Next, after the back surface of the substrate 120 was polished to a thickness of about 100 μm, Ti / Al as an n-side ohmic electrode material was deposited. Then, in a nitrogen atmosphere, 450
C. to form an n-side ohmic electrode 132.
Next, the wafer on which the semiconductor laser structure was formed was cleaved so as to be substantially perpendicular to the ridge 900, and optical resonator end faces 901 and 902 were formed.

【0098】この半導体レーザーは、電極131,13
2に順方向に電流を注入すると発光し、さらに電流を増
加させるとレーザー発振した。発振波長は約403nm
であった。
This semiconductor laser has electrodes 131 and 13
Light emission occurred when a current was injected in the forward direction into No. 2, and laser oscillation occurred when the current was further increased. Oscillation wavelength is about 403nm
Met.

【0099】[0099]

【発明の効果】以上に説明したように、請求項1,請求
項2記載の発明によれば、アクセプター性不純物とドナ
ー性不純物の複合体を含むp型III族窒化物半導体の作
製方法において、アクセプター性不純物元素とドナー性
不純物元素との結合を有する化合物をドーパント原料に
使用してp型III族窒化物半導体を作製するので、効率
よく高濃度に3原子複合体ドーパントを母体結晶中にド
ーピングできるようにし、低抵抗のp型III族窒化物半
導体を作製することができる。
As described above, according to the first and second aspects of the present invention, there is provided a method of manufacturing a p-type group III nitride semiconductor including a complex of an acceptor impurity and a donor impurity. Since a p-type group III nitride semiconductor is manufactured by using a compound having a bond between an acceptor impurity element and a donor impurity element as a dopant material, a three-atom complex dopant is efficiently doped into a host crystal at a high concentration. As a result, a low-resistance p-type group III nitride semiconductor can be manufactured.

【0100】また、請求項3記載の発明によれば、請求
項1または請求項2記載のp型III族窒化物半導体の作
製方法で作製されたことを特徴とするp型III族窒化物
半導体であるので、高濃度に3原子複合体ドーパントが
母体結晶中にドーピングされた低抵抗のp型III族窒化
物半導体を提供することができる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a p-type group III nitride semiconductor manufactured by the method for manufacturing a p-type group III nitride semiconductor according to the first or second aspect. Therefore, it is possible to provide a low-resistance p-type group III nitride semiconductor in which a host crystal is doped with a triatomic complex dopant at a high concentration.

【0101】また、請求項4,請求項5記載の発明によ
れば、請求項3記載のp型III族窒化物半導体を含む半
導体積層構造を有していることを特徴とする半導体装置
であるので、従来のIII族窒化物半導体装置よりも動作
電圧の低い半導体装置を提供することができる。
According to a fourth and fifth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device having a semiconductor laminated structure including the p-type group III nitride semiconductor according to the third aspect. Therefore, a semiconductor device having an operating voltage lower than that of a conventional group III nitride semiconductor device can be provided.

【0102】また、請求項6乃至請求項8記載の発明に
よれば、請求項4または請求項5記載の半導体装置にお
いて、該半導体装置は、p型半導体とn型半導体とに挟
まれた発光領域を有するので、従来のIII族窒化物半導
体発光素子よりも動作電圧が低く、高出力,長寿命,高
信頼性の発光素子を提供することができる。
According to the invention described in claim 6 to claim 8, in the semiconductor device according to claim 4 or claim 5, the semiconductor device includes a light emitting device sandwiched between a p-type semiconductor and an n-type semiconductor. Since the light emitting device has the region, the operating voltage is lower than that of the conventional group III nitride semiconductor light emitting device, and a light emitting device having high output, long life, and high reliability can be provided.

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

【図1】本発明の実施例1のp型III族窒化物半導体を
示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a p-type group III nitride semiconductor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例2のp型III族窒化物半導体を
示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a p-type group III nitride semiconductor according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例3の半導体装置を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram illustrating a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例3の半導体装置を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram illustrating a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例4の半導体装置を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram illustrating a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例5の半導体装置を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram illustrating a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例6の半導体装置を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram illustrating a semiconductor device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施例6の半導体装置を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing a semiconductor device according to a sixth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,20,60 サファイア基板 11,21 低温GaNバッファー層 12,22 p型GaN層 31 AlN低温バッファー層 32 n型Al0.03Ga0.97Nコンタクト層 33 n型Al0.07Ga0.93Nクラッド層 34 In0.17Ga0.83N活性層 35 p型Al0.07Ga0.93Nクラッド層 36,129,55,69 p型GaNコンタク
ト層 37,70,130 絶縁保護膜 38,56,71,131 p側オーミック電極 37,57,72,132 n側オーミック電極 40,73 配線電極 50,120 n型GaN基板 51 n型 Al0.07Ga0.93N低温バッファー
層 52 n型Al0.2Ga0.8Nクラッド層 53 Al0.07Ga0.93N活性層 54 p型Al0.2Ga0.8Nクラッド層 61 AlGaN低温バッファー層 62 n型Al0.03Ga0.97Nコンタクト層 63 n型Al0.08Ga0.92Nクラッド層 64,124 n型GaNガイド層 65,125 In0.15Ga0.85N/In0.02
0.98N多重量子井戸活性層 66,126 p型Al0.2Ga0.8N層 67,127 p型GaNガイド層 68 p型Al0.08Ga0.92Nクラッド層 101,102,200 光出射端面 103 受光面 121 n型AlGaN低温バッファー層 122 n型Al0.03Ga0.97N高温バッファー
層 123 超格子からなるn型クラッド層 123a Al0.15Ga0.85N層 123b GaN層 128 超格子からなるp型クラッド層 128a Al0.15Ga0.85N層 128b GaN層 400,900 電流狭窄リッジ構造 901,902 光共振器端面 2000 半導体レーザーの積層構造
10, 20, 60 Sapphire substrate 11, 21 Low-temperature GaN buffer layer 12, 22 p-type GaN layer 31 AlN low-temperature buffer layer 32 n-type Al 0.03 Ga 0.97 N contact layer 33 n-type Al 0.07 Ga 0.93 N cladding layer 34 In 0.17 Ga 0.83 N active layer 35 p-type Al 0.07 Ga 0.93 N cladding layer 36, 129, 55, 69 p-type GaN contact layer 37, 70, 130 Insulating protective film 38, 56, 71, 131 p-side ohmic electrode 37, 57, 72 , 132 n-side ohmic electrode 40, 73 wiring electrode 50, 120 n-type GaN substrate 51 n-type Al 0.07 Ga 0.93 N low-temperature buffer layer 52 n-type Al 0.2 Ga 0.8 N cladding layer 53 Al 0.07 Ga 0.93 N active layer 54 p-type Al 0.2 Ga 0.8 N clad layer 61 AlGaN low temperature buffer layer 62 n-type Al 0.03 Ga 0.97 N contact layer 63 n-type Al 0.08 Ga 0.92 N cladding layer 64,124 n-type GaN guide layer 65,125 In 0.15 Ga 0.85 N / In 0.02 G
a 0.98 N multiple quantum well active layer 66, 126 p-type Al 0.2 Ga 0.8 N layer 67, 127 p-type GaN guide layer 68 p-type Al 0.08 Ga 0.92 N cladding layer 101, 102, 200 Light emitting end face 103 Light receiving face 121 n -Type AlGaN low-temperature buffer layer 122 n-type Al 0.03 Ga 0.97 N high-temperature buffer layer 123 n-type cladding layer made of super lattice 123a Al 0.15 Ga 0.85 N layer 123b GaN layer 128 p-type cladding layer made of super lattice 128a Al 0.15 Ga 0.85 N Layer 128b GaN layer 400,900 Current confinement ridge structure 901,902 Optical cavity facet 2000 Stacked structure of semiconductor laser

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F041 AA08 CA04 CA14 CA34 CA49 CA53 CA54 CA57 CA65 CA84 CB03 CB11 CB32 FF01 FF13 5F045 AA04 AB09 AB14 AB17 AC08 AC09 AC11 AC12 AC19 AD12 AD14 AF04 AF05 AF09 BB16 CA11 CA12 CA13 CB01 CB02 DA53 DA63 5F073 AA11 AA45 AA74 AA77 BA01 BA04 CA07 CB03 CB16 CB22 DA05 DA24 DA30 DA32 EA23 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5F041 AA08 CA04 CA14 CA34 CA49 CA53 CA54 CA57 CA65 CA84 CB03 CB11 CB32 FF01 FF13 5F045 AA04 AB09 AB14 AB17 AC08 AC09 AC11 AC12 AC19 AD12 AD14 AF04 AF05 AF09 BB16 CA11 CA12 CA13 CB01 DA63 5F073 AA11 AA45 AA74 AA77 BA01 BA04 CA07 CB03 CB16 CB22 DA05 DA24 DA30 DA32 EA23

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アクセプター性不純物とドナー性不純物
の複合体を含むp型III族窒化物半導体の作製方法にお
いて、アクセプター性不純物元素とドナー性不純物元素
との結合を有する化合物をドーパント原料に使用してp
型III族窒化物半導体を作製することを特徴とするp型I
II族窒化物半導体の作製方法。
In a method for manufacturing a p-type group III nitride semiconductor including a complex of an acceptor impurity and a donor impurity, a compound having a bond between an acceptor impurity element and a donor impurity element is used as a dopant material. P
P-type I characterized by producing a type III nitride semiconductor
A method for manufacturing a group II nitride semiconductor.
【請求項2】 請求項1記載のp型III族窒化物半導体
の作製方法において、アクセプター性不純物元素とドナ
ー性不純物元素の結合を有する化合物ドーパントの他
に、アクセプター性不純物原料を同時にドーピングして
p型III族窒化物半導体を作製することを特徴とするp
型III族窒化物半導体の作製方法。
2. The method for producing a p-type group III nitride semiconductor according to claim 1, wherein an acceptor impurity material is simultaneously doped with a compound dopant having a bond between an acceptor impurity element and a donor impurity element. p characterized by producing a p-type group III nitride semiconductor
A method for manufacturing a type III nitride semiconductor.
【請求項3】 請求項1または請求項2記載のp型III
族窒化物半導体の作製方法で作製されたことを特徴とす
るp型III族窒化物半導体。
3. The p-type III according to claim 1 or claim 2.
A p-type group III nitride semiconductor manufactured by a method for manufacturing a group III nitride semiconductor.
【請求項4】 請求項3記載のp型III族窒化物半導体
を含む半導体積層構造を有していることを特徴とする半
導体装置。
4. A semiconductor device having a semiconductor multilayer structure including the p-type group III nitride semiconductor according to claim 3.
【請求項5】 請求項4記載の半導体装置において、前
記p型III族窒化物半導体にオーミック電極が形成され
ていることを特徴とする半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 4, wherein an ohmic electrode is formed on said p-type group III nitride semiconductor.
【請求項6】 請求項4または請求項5記載の半導体装
置において、該半導体装置は、p型半導体とn型半導体
とに挟まれた発光領域を有する発光素子であることを特
徴とする半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 4, wherein said semiconductor device is a light-emitting element having a light-emitting region sandwiched between a p-type semiconductor and an n-type semiconductor. .
【請求項7】 請求項6記載の半導体装置において、前
記発光素子は半導体レーザーであることを特徴とする半
導体装置。
7. The semiconductor device according to claim 6, wherein said light emitting element is a semiconductor laser.
【請求項8】 請求項7記載の半導体装置において、前
記半導体レーザーを構成するp型III族窒化物半導体層
の全ての層が請求項3記載のp型III族窒化物半導体で
形成されていることを特徴とする半導体装置。
8. The semiconductor device according to claim 7, wherein all the p-type group III nitride semiconductor layers constituting the semiconductor laser are formed of the p-type group III nitride semiconductor according to claim 3. A semiconductor device characterized by the above-mentioned.
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