JP2011023539A5 - - Google Patents
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バリア層２９は、少なくとも井戸層２８の下部界面２８Ｓｄと接する上部界面近傍領域２９ｕにおいて、酸素以外のｎ型不純物を１×１０１７ｃｍ−３以上１×１０１９ｃｍ−３以下の濃度で含む。酸素以外のｎ型不純物としては、例えば、IV族元素を用いることができる。IV族元素としては、例えば、シリコン、ゲルマニウム（Ｇｅ）、及び、スズ（Ｓｎ）のうちの少なくとも１つを用いることができる。ｎ型ドーパントがシリコンである場合、ドーピングガスとして、モノメチルシラン（ＣＨ ３ ＳｉＨ ３ ）、モノシラン、ジシラン、テトラエチルシラン等を用いることができる。ｎ型ドーパントがゲルマニウムである場合、ドーピングガスとして、モノゲルマン、テトラエチルゲルマニウム等を用いることができる。ｎ型ドーパントがスズである場合、ドーピングガスとして、テトラエチルスズ、テトラメチルスズ等を用いることができる。
また、活性層６９が１×１０１７ｃｍ−３以上８×１０１７ｃｍ−３以下の酸素濃度を有するように、ｎ型Ｉｎ０．０３Ａｌ０．１４Ｇａ０．８３Ｎクラッド層６３、ｎ型ＧａＮガイド層６５、ｎ型Ｉｎ０．０３Ｇａ０．９７Ｎガイド層６７、及び、活性層６９の各層の成長時に、含有水分濃度を適宜調節したアンモニア（ＮＨ３）を窒素原料として供給した。また、バリア層の成長時に、シリコン（Ｓｉ）をドープするために、水素（Ｈ２）で希釈したモノメチルシラン（ＣＨ ３ ＳｉＨ ３ ）ガスを供給した。実施例１、実施例２、比較例１、及び、比較例２のそれぞれについて、モノメチルシラン（ＣＨ ３ ＳｉＨ ３ ）ガスの供給量を変え、バリア層中のシリコン濃度を変化させた。シリコン濃度は、ＳＩＭＳ（２次イオン質量分析法）で分析した。
また、活性層７５における酸素濃度が１×１０１７ｃｍ−３以上８×１０１７ｃｍ−３以下となるように、ｎ型Ｉｎ０．０３Ａｌ０．１４Ｇａ０．８３Ｎクラッド層７２からｐ型ＧａＮコンタクト層８０までの各層の成長時に、含有水分濃度を適宜調節したアンモニア（ＮＨ３）を窒素原料として供給した。また、バリア層の成長時に、シリコン（Ｓｉ）をドープするために、水素（Ｈ２）で希釈したモノメチルシラン（ＣＨ ３ ＳｉＨ ３ ）ガスを供給した。実施例３、実施例４、実施例５、比較例３、及び、比較例４のそれぞれについて、モノメチルシラン（ＣＨ ３ ＳｉＨ ３ ）ガスの供給量を変え、バリア層中のシリコン濃度を変化させた。シリコン濃度は、ＳＩＭＳ（２次イオン質量分析法）で分析した。
また、活性層９４における酸素濃度が１×１０１７ｃｍ−３以上８×１０１７ｃｍ−３以下となるように、ｎ型ＧａＮバッファ層９２からｐ型ＧａＮコンタクト層９６までの各層の成長時に、含有水分濃度を適宜調節したアンモニア（ＮＨ３）を窒素原料として供給した。また、バリア層の成長時に、シリコン（Ｓｉ）をドープするために、水素（Ｈ２）で希釈したモノメチルシラン（ＣＨ ３ ＳｉＨ ３ ）ガスを供給した。実施例６、実施例７、及び、比較例５のそれぞれについて、モノメチルシラン（ＣＨ ３ ＳｉＨ ３ ）ガスの供給量を変え、バリア層中のシリコン濃度を変化させた。シリコン濃度は、ＳＩＭＳ（２次イオン質量分析法）で分析した。また、カソードルミネッセンス法（ＣＬ）によって、貫通転位密度と対応する暗点密度を測定した。
図１１は、実施例６、実施例７、及び、比較例５における、バリア層成長時のモノメチルシランガスの流量、バリア層中のＳｉ濃度、暗点密度、及び、ＬＥＤ出力を示す図である。ＬＥＤ出力の測定は、室温においてパルス駆動で行った。図１１に示すように、バリア層成長時のモノメチルシランガスの流量（ｓｃｃｍ）は、比較例５、実施例６、実施例７、の順に、それぞれ０、１、５とした。バリア層中のＳｉ濃度（ｃｍ−３）は、比較例５、実施例６、実施例７の順に、それぞれ検出限界以下、１．２×１０１８、６．１×１０１８となった。暗点密度（ｃｍ−２）は、比較例５、実施例６、実施例７、の順に、それぞれ２．０×１０６、３．０×１０５、８．０×１０４となった。駆動電流５００ｍＡにおけるＬＥＤ出力（ｍＷ）は、比較例５、実施例６、実施例７、の順に、それぞれ１１、１４、１５であった。また、実施例６、実施例７、及び、比較例５の発光波長は、全て５２０ｎｍ〜５３０ｎｍの範囲であった。
また、バリア層の成長時に、シリコン（Ｓｉ）をドープするために、水素（Ｈ２）で希釈したモノメチルシラン（ＣＨ ３ ＳｉＨ ３ ）ガスを供給した。比較例６及び比較例７のそれぞれについて、モノメチルシラン（ＣＨ ３ ＳｉＨ ３ ）ガスの供給量を変え、バリア層中のシリコン濃度を変化させた。シリコン濃度は、ＳＩＭＳ（２次イオン質量分析法）で分析した。また、カソードルミネッセンス法（ＣＬ）によって、発光像を測定し、フォトルミネッセンス法（ＰＬ）によって、発光波長と発光強度を測定した。
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