JP2010093275A - p型窒化ガリウム系半導体を作製する方法、窒化物系半導体素子を作製する方法、及びエピタキシャルウエハを作製する方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】支持体13上に、p型ドーパントを含むGaN系半導体領域17を成長炉10で形成する。有機金属原料及びアンモニアを成長炉10に供給して、GaN系半導体層15上にGaN系半導体層17を成長する。このGaN系半導体にはp型ドーパントが添加されており、p型ドーパントとしては例えばマグネシウムである。GaN系半導体領域15、17の形成の後に、モノメチルアミン及びモノエチルアミンの少なくともいずれかを含む雰囲気19を成長炉10に形成する。雰囲気19が提供された後に、GaN系半導体領域17の成長温度から基板温度を下げる。成膜を完了して、基板温度を室温近傍まで低下させたとき、p型GaN系半導体17a及びエピタキシャルウエハEの作製は完了している。
【選択図】図2
Description
リウム系半導体を成長するときに生じる。本実施例では、トリメチルガリウム(TMG)、アンモニア(NH3)及びシクロペンタ・ジエニルマグネシウム(Cp2Mg)を含む原料ガスG2を成長炉10に供給して、p型GaN層を成長する。p型GaN層は、単一のp型ドーパント(例えばマグネシウム)だけでなく、他のp型ドーパント(例えば亜鉛)を含むことができる。
本実施例では、サファイア基板を準備する。有機金属気相成長炉を100kPaの圧力に保った。水素(H2)及び窒素(N2)を成長炉に供給しながら、サファイア基板の表面を摂氏1000度で熱処理した。このクリーニング時間は、例えば約10分であった。クリーニングの後に、サファイア基板上に低温バッファ層を成長した。このバッファ層はGaNである。成長のために、摂氏470度の基板温度で、水素、窒素、アンモニア及びTMGを成長炉に供給した。GaN層の厚みは25ナノメートルであった。
図7及び図8を参照しながら、半導体レーザを作製する方法を説明する。図8に示されるように、GaNウエハ31を準備した。工程S201でGaNウエハ31を成長炉に配置した後に、アンモニア及び水素の雰囲気中で熱処理を行った。熱処理温度は摂氏1100度であり、熱処理時間は約10分であった。
極を形成できる。
Claims (20)
- p型窒化ガリウム系半導体を作製する方法であって、
p型ドーパントを含む窒化ガリウム系半導体領域を形成する工程と、
前記窒化ガリウム系半導体領域の形成の後に、モノメチルアミン及びモノエチルアミンの少なくともいずれかを含む雰囲気で前記窒化ガリウム系半導体領域の成長温度から基板温度を下げる工程と
を備える、ことを特徴とする方法。 - 前記基板温度を下げる前記工程では、水素ガスを供給しない、ことを特徴とする請求項1に記載された方法。
- 前記基板温度を下げる前記工程では、NH3を供給しない、ことを特徴とする、請求項1または請求項2に記載された方法。
- 前記基板温度を下げる前記工程では、総流量に対するモノメチルアミン及びモノエチルアミンのモル供給量の比率は3%以下である、ことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記基板温度を下げる前記工程では、総流量に対するモノメチルアミン及びモノエチルアミンのモル供給量の比率は0.00001%以上である、ことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の方法。
- モノメチルアミン及びモノエチルアミンのモル供給分圧は3キロパスカル以下であることを特徴とする、請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の方法。
- モノメチルアミン及びモノエチルアミンのモル供給分圧は0.01パスカル以上である、ことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の方法。
- モノメチルアミン及びモノエチルアミンにおける水分含有量は50ppm以下である、ことを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記p型ドーパントはマグネシウム及び亜鉛の少なくともいずれかを含む、ことを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記窒化ガリウム系半導体領域の成長は有機金属気相成長法で行われる、ことを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記基板温度を下げる前記工程では、前記雰囲気はさらに窒素を含む、ことを特徴とする請求項1〜請求項10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記窒化ガリウム系半導体領域は、GaN、AlGaN、InGaN、及びInAlGaNの少なくともいずれかを含む、ことを特徴とする請求項1〜請求項11のいずれか一項に記載の方法。
- 窒化物系半導体素子を作製する方法であって、
p型ドーパントを含む窒化ガリウム系半導体領域を基板上に成長炉で形成する工程と、
窒化ガリウム系半導体領域の形成の後に、モノメチルアミン及びモノエチルアミンの少なくともいずれかを含むガスを前記成長炉に供給しながら前記成長炉において基板温度を下げる工程と
を備える、ことを特徴とする方法。 - 前記窒化ガリウム系半導体領域は、窒素源としてアンモニアを用いると共に、III族原料として有機金属原料を用いて形成され、
前記窒化物系半導体素子の窒化ガリウム系半導体表面が前記雰囲気にさらされている、ことを特徴とする請求項13に記載された方法。 - 前記基板温度を下げる前記工程の後に、モノメチルアミン及びモノエチルアミンのいずれも供給することなく、窒素を前記成長炉に供給しながら前記成長炉の温度を下げる工程と、
前記成長炉の温度を下げる前記工程の後に、前記成長炉から基板を取り出す工程と
を更に備える、ことを特徴とする請求項13または請求項14に記載の方法。 - 前記成長炉の温度を下げる前記工程は、前記基板温度が摂氏500度に到達した後に行われる、ことを特徴とする請求項15に記載の方法。
- 前記窒化ガリウム系半導体領域の成長に先だって、窒化ガリウム系半導体からなる活性層を成長する工程を更に備え、
前記活性層は、前記窒化ガリウム系半導体領域とn型窒化ガリウム系半導体領域との間に設けられており、
前記活性層は、前記窒化ガリウム系半導体領域及び前記n型窒化ガリウム系半導体領域からの電荷の注入に応答して光を発生し、
前記活性層は井戸層を含み、
前記井戸層の成長温度は、摂氏700度〜摂氏750度である、ことを特徴とする請求項16に記載された方法。 - 前記窒化ガリウム系半導体領域の表面は前記ガスの雰囲気にさらされており、
当該方法は、前記窒化ガリウム系半導体領域の前記表面に接触する電極を形成する工程を更に備える、ことを特徴とする請求項13〜請求項17のいずれか一項に記載された方法。 - 窒化物系半導体素子のためのエピタキシャルウエハを作製する方法であって、
一または複数の窒化ガリウム系半導体層を含む半導体領域を基板上に成長炉で形成する工程と、
窒化ガリウム系半導体領域の形成の後に、モノメチルアミン及びモノエチルアミンの少なくともいずれかを含むガスを前記成長炉に供給しながら基板温度を下げる工程と
を備え、
前記半導体領域は、p型ドーパントを含む窒化ガリウム系半導体領域を含む、ことを特徴とする方法。 - 前記窒化物系半導体素子は半導体光素子を含み、
前記半導体領域は当該半導体光素子の活性層を含む、ことを特徴とする請求項19に記載された方法。
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