JP2015173228A - 窒化物半導体、窒化物半導体のテクスチャ構造形成方法、及び窒化物半導体のテクスチャ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ＧａＮ層を成膜する成膜装置内でテクスチャ構造が形成される窒化物半導体、窒化物半導体のテクスチャ構造形成方法、及び窒化物半導体のテクスチャ構造を提供する。【解決手段】窒化物半導体１０は、ｐ−ＧａＮ層１６の表面に散在した窒化ボロンを成長させてＢＮ１８を形成し、ｐ−ＧａＮ層１６を再成長させることで、ＢＮ１８がない領域（窒化ボロン不在部）に凸部が形成されてテクスチャ構造１６ｂとなる。【選択図】図１

Description

本発明は、窒化物半導体、窒化物半導体のテクスチャ構造形成方法、及び窒化物半導体のテクスチャ構造に関し、特に、窒化ガリウム系化合物半導体を用いて形成された、発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）の光取り出し面上にテクスチャ構造を形成する窒化物半導体、窒化物半導体のテクスチャ構造形成方法、及び窒化物半導体のテクスチャ構造に関する。

近年、ＧａＮ系窒化物半導体は、発光ダイオード、ＬＤ（Laser Diode）や高周波・高出力ＨＥＭＴ（High Electron Mobility Transistor）等への応用が成功して以来、研究が盛んになっている。特に、発光ダイオードは、光量増加を目的として、基板面方位や成膜方法の工夫等内部量子効率向上の方法が試みられてきた。
しかしながら、発光ダイオードの外部量子効率は、内部量子効率と光取り出し効率との掛け算であるため、内部量子効率向上とは別に光取り出し効率の改善も素子性能向上に結びつく。そこで各機関は、素子表面や基板と薄膜界面を粗面化するテクスチャ構造を開発・採用している。ここで、内部量子効率は、発光層に注入された電子のうちホールと結合して光エネルギーを発した電子の割合である。光取り出し効率は、発光層で発した光エネルギーのうち発光ダイオードの外部に取り出せた光エネルギーの割合である。

例えば、特許文献１は、テクスチャ構造を有する発光素子の作製方法が記載されている。具体的には、基板と、ｐ型ＧａＮ系半導体と、ｎ型ＧａＮ系半導体と、これらにはさまれた発光層とを少なくとも有し、前記基板の表面側に、無機物から成るテクスチャ構造を設けた半導体発光素子が記載されている。また、このテクスチャ構造は、常圧化学気相蒸着によりＧａＮ基板表面側に堆積することで形成されることが記載されている。
また、特許文献２は、発光ダイオードの外部発光効率を向上する方法が記載されている。具体的には、発光ダイオードのｎ型層の外面をエッチングして表面テクスチャ加工部を形成する工程を備え、その表面テクスチャ加工部が内部反射を低減して光出力を増大することが記載されている。さらに、特許文献２には、具体的な作製方法として、ウェットエッチング、及びドライエッチングの何れかで実現することが記載されている。

特開２０１２−２２７１４６号公報 特表２０１０−５００７７４号公報

このように、特許文献１，２には、テクスチャ構造を得るために、さまざまな手法が提案されている。しかしながら、テクスチャ構造を形成するために、窒化物層の表面に窒化物以外の別組成の薄膜を堆積する方法の場合、成膜装置（成長装置）とは別に堆積装置が必要であった。成膜装置から堆積装置に移動する際に、薄膜を堆積した基板を成膜装置から取り出して一度大気に曝すことで、膜表面を汚染あるいは酸化させてしまうという問題があった。

また、ドライエッチングを行う方法の場合、成膜装置とは別にエッチング装置が必要であり、このエッチング装置により、膜表面に過剰にダメージを与えてしまうという問題があった。さらに、ドライエッチングの場合、複数の装置を用いてテクスチャ構造を形成するため、製造コストが増加してしまうという問題もあった。

一方、ウェットエッチングを行う方法の場合、（例えば、アルカリ水溶液を用いて）ウェットエッチングでテクスチャ構造を形成するパターンは、テクスチャ構造を有さないパターンと比較して製造工程数が増える上に、ウェットエッチングの精度が良いためにテクスチャのサイズが揃いすぎてしまうという無駄があった。そのため、ウェットエッチングでテクスチャ構造を形成する場合には、テクスチャの適切なサイズを得る実験（シミュレーション）、及び製造工程の厳密な制御・管理しなければならないという問題があった。

すなわち、特許文献１，２に記載の技術は、電気特性を考えた場合、テクスチャサイズの制御は勿論、薄膜の表面汚染やダメージに対する検討も必要であり、その結果、素子の製造コストが高くなるという問題があった。

そこで、本発明は、ＧａＮ層を成膜する成膜装置内でテクスチャ構造が形成される窒化物半導体、窒化物半導体のテクスチャ構造形成方法、及び窒化物半導体のテクスチャ構造を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明の窒化物半導体は、ＧａＮ層（１６）と、該ＧａＮ層に積層された透明導電膜（１７）とを備えた窒化物半導体において、前記ＧａＮ層の前記透明導電膜側（支持基板反対側表面）に、窒化ボロンが散在して形成された窒化ボロン極薄膜（１８）と、前記透明導電膜側の窒化ボロン不在部にて、再成長して形成されたＧａＮテクスチャ構造（１６ｂ）とを備える構成とした。なお、（ ）内の文字、記号は例示である。

この粗面化された表面は、ＧａＮ層の結晶成長後、その結晶成長温度で、極めて薄い窒化ボロン（ＢＮ）膜をＧａＮ層表面に形成し、さらにＧａＮ層を再び結晶成長（再成長）させることにより得られる。この方法によれば、同一の成膜装置で、ＧａＮ層の結晶成長後に、有機ボロンを導入する工程を加えるだけで、その後のＧａＮ層を再成長させる工程でＧａＮ層の表面にテクスチャ構造を形成することができる。

本発明によれば、ＧａＮ層を成膜する成膜装置内でテクスチャ構造を形成することができる。

本実施形態である発光ダイオードの構造図である。 Ｘ線反射率法によるＢＮ薄膜測定結果である。 ｐ−ＧａＮ層の表面上でＢＮを成長させた電子顕微鏡写真である。 発光ダイオードの製造工程を説明するための構造断面図である。 図４から続く発光ダイオードの製造工程を説明するための構造断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態（以下、「本実施形態」と称する）につき詳細に説明する。なお、各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。また、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。

図１は、本発明の実施形態の発光ダイオードの構成図である。
図１において、窒化物半導体発光素子としての発光ダイオード１０は、結晶面方位が（０００１）面であるサファイア基板１１の表面にバッファ層１２が積層されている。バッファ層１２の表面（基板反対側の面）には、ＧａＮエピタキシャル層１３が積層され、ＧａＮエピタキシャル層１３の表面（基板反対側の面）にｎ−ＧａＮ層１４が積層され、ｎ−ＧａＮ層１４の表面（基板反対側の面）には、発光層１５が積層され、発光層１５の表面（基板反対側の面）にはｐ−ＧａＮ層１６が積層され、ｐ−ＧａＮ層１６の表面（基板反対側の面）には透明導電膜としてのＩＴＯ膜１７が積層されている。なお、ｐ−ＧａＮ層１６には、ＩＴＯ膜１７を挟んで金属電極（ｐ側電極１９）が接続され、ｎ−ＧａＮ層１４には、金属電極（ｎ側電極２０）が接続される。この金属電極には例えばＴｉ／Ａｌが用いられる。

（サファイア基板１１）
サファイア基板１１は、支持基板として使用され、近似的にＧａＮと同様の六方晶系で表されるが、格子定数（単位：１０^−１０ｍ）が４．７５８であり、ＧａＮの格子定数３．１８と比較して、格子定数差が１４％と大きい。支持基板としては、（０００１）面ＳｉＣ基板や、Ｓｉ（１１１）基板が用いられることもある。

（バッファ層１２）
バッファ層１２は、例えば、膜厚５０ｎｍに堆積されたＡｌＮ層であり、サファイア基板１１とＧａＮエピタキシャル層１３との間の格子定数及び熱膨張係数の差分を緩和するために積層される。なお、室温での熱膨張係数（単位：１０^−６／Ｋ）は、サファイアが７．５であり、ＧａＮが５．５９であり、ＡｌＮが４．１５である。

（ＧａＮ層１３，１４，１６）
ＧａＮエピタキシャル層１３は、バッファ層１２の表面に膜厚１０００ｎｍに成長させたノンドープＧａＮ層である。
ｎ−ＧａＮ層１４は、膜厚２０００ｎｍに成長させたケイ素（Ｓｉ）ドープのＧａＮ層であり、ｎ型クラッド層ともいう。
また、ｐ−ＧａＮ層１６は、マグネシウム（Ｍｇ）ドープのＧａＮ層であり、ｐ型クラッド層ともいう。ＧａＮは、通常、ウルツ鉱型（Wurtzite）結晶構造をとり、六角柱の結晶格子で表現される。

ｎ−ＧａＮ層１４及びｐ−ＧａＮ層１６は、ドーパントガスと、例えば、原料ガスとしてトリメチルガリウム（ＴＭＧ：Ｇａ(ＣＨ_３)_３）及びアンモニア（ＮＨ_３）を用い、キャリアガスとして窒素（Ｎ_２）や水素（Ｈ_２）を用いて、エピタキシャル成長させることで形成される。このとき、ｎ−ＧａＮ層１４は、例えば、ドーパントガスとしてシラン（ＳｉＨ_４）を用い、ｐ−ＧａＮ層１６は、例えば、ドーパントガスとしてシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ_２Ｍｇ）を用いたものである。
また、ｐ−ＧａＮ層１６と発光層１５との間には、さらにＡｌＧａＮ層が積層されることもある。

（発光層１５）
発光層１５は、量子井戸層を複数持つ多重量子井戸構造の活性層であり、ｐｎ接合型やダブルヘテロ型よりも明るく鮮やかな発光が可能である。発光層１５は、膜厚２ｎｍのＩｎＧａＮウェル層、膜厚１５ｎｍのＧａＮバリア層を５回繰り返して形成されている。なお、量子井戸（ＭＱＷ：Multi Quantum Well）構造においては、電子やホールが閉じ込められるバンドギャップの小さい材料の層を井戸層と呼び、電子やホールに対して壁の役割をするバンドギャップの大きい材料の層をバリア層と呼ぶ。

ここで、ＧａＮエピタキシャル層１３は、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法、またはＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）法で成長する。基板温度は、バッファ層１２が４７５℃であり、ＧａＮ層（１３，１４，１６）が１０７０℃であり、発光層１５が７８０℃である。

（ＢＮ１８）
ＢＮ１８は、窒化ボロン（ＢＮ）が散在して形成された極めて薄い膜であり、ｐ−ＧａＮ層１６の再成長を妨げるマスクとして機能する。
ＢＮ１８は、Ｍｇドープのｐ−ＧａＮ層１６を成長させた後に、その結晶成長温度（ここでは、ｐ−ＧａＮ層１６の成長温度１０７０℃）で有機ボロン（例えば、ＴＥＢ（トリエチルボロン、(ＣＨ_３ＣＨ_２)_３Ｂ）やＴＭＢ（トリメチルボロン、(ＣＨ_３)_３Ｂ））を導入することで、ｐ−ＧａＮ層１６の表面に極めて薄く形成される。このＢＮ１８は、膜厚が０．１ｎｍ以下で形成されることが好ましい。
例えば、２インチの基板に対し、ＴＥＢを１７μｍｏｌ導入し、同時に１００％アンモニアガスを０．５リットル導入する。キャリアガスには水素を用い、成長時間を１０秒とする。これにより、ｐ−ＧａＮ層１６の表面にて窒化ボロンが散在して複数の領域が形成される。それら窒化ボロンを１０秒成長させることで、ＢＮ１８は膜となる。ＢＮ１８の平均膜厚は０．０２ｎｍ（＝０．２Å）であるが、窒化ボロンの成長にばらつき（特に成長方向）があるため、ＢＮ１８の平均膜厚は０．０１〜０．０３ｎｍの場合もある。

このＢＮ１８の厚さは、ｐ側電極１９とｎ側電極２０との間で電圧をかけたときに、ＢＮ１８にてトンネル電流が流れる程度であることが好ましい。これにより、ＢＮ１８を（絶縁層としては考えず）無視することができ、ｐ−ＧａＮ層１６（テクスチャ構造１６ｂ）と金属電極（ｐ側電極１９）とは電気的に良好な接触を保てる。
また、窒化ボロンの成長次第でＢＮ１８は、例えば、ｐ−ＧａＮ層１６の表面にて放射状に広がった膜であったり、複数の放射状が複雑に重なり合った網状の膜であったりする。また、ＧａＮのキンクに窒化ボロンがＧａＮ原子１０個に１個の割合で付着する状態の場合もある。これらの形状や状態であっても、ＢＮ１８の厚さは、ｐ側電極１９とｎ側電極２０との間で電圧をかけたときに、ＢＮ１８にてトンネル電流が流れる程度であることが好ましい。

（テクスチャ構造１６ｂ）
テクスチャ構造１６ｂは、Ｍｇドープのｐ−ＧａＮ層１６を再成長させた結果である。
例えば、ｐ−ＧａＮ層１６の表面にてＢＮ１８が散在している状態において、ｐ−ＧａＮ層１６を成長させるトリメチルガリウム（ＴＭＧ）を気相拡散法で供給する。これにより、ＢＮ１８がない領域（窒化ボロン不在部）、すなわち、ｐ−ＧａＮ層１６がむき出しとなっている領域では、ＴＭＧが供給されてその領域のｐ−ＧａＮ層１６が再成長（選択成長）する。一方、ＢＮ１８の領域では、ＴＭＧが安定して存在できないため、横滑りしたり、跳ね返されたりする。その結果、ＴＭＧは、マスクとして機能するＢＮ１８の領域から転々と移動して、ｐ−ＧａＮ層１６がむき出しとなっている領域（窒化ボロン不在部）に供給される。

以上により、ｐ−ＧａＮ層１６の表面において、ＢＮ１８が成長した場所（領域）ではｐ−ＧａＮ層１６の再成長が阻害される。一方、ＢＮ１８がない領域ではｐ−ＧａＮ層１６が再成長するため、ｐ−ＧａＮ層１６の表面にはテクスチャ構造１６ｂが形成される。
さらに、テクスチャ構造１６ｂが形成されたｐ−ＧａＮ層１６には、低温かつ窒素雰囲気中で、アクセプタ（Ｍｇ）を活性化させる活性化アニールが必要である。この活性化アニールは、テクスチャ構造を形成した後で行うことが好ましい。活性化アニールとは、原料ガスのアンモニア（ＮＨ_３）に含まれる水素、またはキャリアガスの水素との結合により不活性化されたアクセプタを、窒素雰囲気中の熱処理により、水素原子を乖離させ、アクセプタを活性化させることである。

（ＩＴＯ膜１７）
ＩＴＯ膜１７は、透明導電膜であり、仕事関数はＧａＮよりも低いものの、透光性を有する導電膜である。ＩＴＯ膜１７の屈折率ｎ２は２．２であり、ＧａＮの屈折率ｎ１は２．３８である（測定波長λ＝６３３ｎｍ）。ｐ−ＧａＮ層１６とＩＴＯ膜１７との間の臨界角θは、
θ＝ｓｉｎ^−１（ｎ２／ｎ１）＝６７．６°
である。ここで、発光ダイオード１０は、発光層１５が出射する光の配向特性が広角度であるので、ｐ−ＧａＮ層１６とＩＴＯ膜１７との界面が平行だと入射角が臨界角以上になり、界面で全反射する光が相当程度存在してしまう。そこで、本実施形態の発光ダイオード１０は、ｐ−ＧａＮ層１６とＩＴＯ膜１７との界面をテクスチャ構造１６ｂにして、界面で全反射する光を低減している。また、このテクスチャ構造１６ｂは、ｐ−ＧａＮ層１６とＩＴＯ膜１７との間の接合面積を増加させるので、接触抵抗を低減させる効果がある。

≪シミュレーション結果≫
サファイア基板上で窒化ボロン（ＢＮ）の膜厚を求めるシミュレーションを行った。
図２は、ＢＮの成長レートを確認するため、Ｘ線反射率法（ＸＲＲ：X-ray Reflectometer）を行った結果（反射率プロファイル）である。縦軸はＸ線強度［a.u.］（arbitrary unit）、横軸は回折角２θ［degree］を示す（θはブラッグ角（Bragg angle））。回折角２θは、入射Ｘ線方向と回折Ｘ線方向とのなす角度である。
また、Raw curveは、３０分成長させたＢＮに対する反射率の実測データである。一方、Sim curveは、ウルツ鉱型窒化ボロン（ｗ−ＢＮ）の厚さを３．３ｎｍとして反射率のシミュレーションを行ったシミュレーションデータである。様々な厚さでシミュレーションを行った結果、厚さが３．３ｎｍの場合のときに図２のように実測データと近似したことから、ＢＮは３．３ｎｍ／３０ｍｉｎの成長レートであることがわかった。
また、配向性を確認するために、２θ−ω法を行ったが、ピークが得られなかった（不図示）。
以上より、本成長条件によれば、ＢＮが多結晶成長していることがわかる。また、ＧａＮ層上でＢＮを成長させてからＧａＮ層を再成長させるとテクスチャ構造となることがわかる。

≪実験結果≫
図３は、ｐ−ＧａＮ層１６の表面上で窒化ボロン（ＢＮ）を成長させた電子顕微鏡写真である。比較のために、ＢＮを成長せず、しかし、アンモニアを導入したまま成長中断した場合のＧｐ−ＧａＮ層１６表面の電子顕微鏡写真も示している。つまり、図２（ａ）は「ＢＮ成長なしで成長中断５秒のみ」の場合である。図２（ｂ）は「ＢＮを５秒成長」させた（成長レートから平均膜厚０．０１ｎｍと見積もれる）場合である。図２（ｃ）は「ＢＮを１０秒成長」させた（成長レートから平均膜厚０．０２ｎｍと見積もれる）場合である。

「ＢＮ成長なしで成長中断５秒のみ」の場合、図２（ａ）のように鏡面であった。また、平均膜厚０．０１ｎｍの場合、図２（ｂ）のように表面が荒れていることを確認できたものの、ほぼ鏡面であった。そして、平均膜厚０．０２ｎｍの場合、図２（ｃ）のようにテクスチャ構造１６ｂが形成されていることを確認できた。以上の結果を踏まえて、図２（ａ）〜（ｃ）を比較すると、表面の粗面化は、ＢＮ１８を導入した場合で、成長時間が長くなるほど顕著となる。

ここで、「ＢＮを１０秒成長」させた場合において、ＢＮ１８の平均膜厚は０．０２ｎｍとなるが、このとき、ｐ−ＧａＮ層１６は、表面全体がＢＮ１８に覆われている状態ではなく、約１０％がＢＮ１８に覆われている状態である。
このように、ＢＮ１８が、平均膜厚０．０２ｎｍでｐ−ＧａＮ層１６の表面を約１０％覆っている状態であれば、一般的にＢＮは絶縁層であるが、極薄であるために、ｐ側電極１９とｎ側電極２０との間で電圧をかけたときに、ＢＮ１８にはトンネル電流が流れる。

≪製造方法≫
図４、図５は、発光ダイオードの製造工程を説明するための構造断面図である。
発光ダイオード１０（図１）は、まず、ＬＥＤ構造基板（積層基板）を作成し（図４（ａ））、窒化ボロン（ＢＮ）を成長させてＢＮ１８を形成し（図４（ｂ））、ｐ−ＧａＮ層１６を再成長させてテクスチャ構造１６ｂを形成し（図４（ｃ））、活性化アニールを行い、ドライエッチングを行い（図５（ｄ））、ＩＴＯ膜１７を形成し（図５（ｅ））、ｐ側電極１９及びｎ側電極２０を形成する（図５（ｆ））ことにより作成される。

（ａ）ＬＥＤ構造基板作成
図４（ａ）に示すように、発光ダイオード１０（窒化物半導体発光素子）は、支持基板としての（０００１）面のサファイア基板１１と、その表面にＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）により積層されたバッファ層１２と、その表面にＧａＮエピタキシャル層１３と、その表面に積層されたｎ−ＧａＮ層１４と、その表面に積層された発光層１５と、その表面に積層されたｐ−ＧａＮ層１６とから構成されている。

（ｂ）ＢＮ成長
Ｍｇドープして成長させたｐ−ＧａＮ層１６の表面に、その結晶成長温度（ここでは、ｐ−ＧａＮ層１６の成長温度１０７０℃）で、ＢＮ１８を極めて薄く形成する。これにより、図４（ｂ）に示すように、ＢＮ１８の平均膜厚は０．０２ｎｍになる。

（ｃ）テクスチャ構造形成
そして、再度Ｍｇドープのｐ−ＧａＮ層１６を再成長させる。このとき、ＢＮ１８がない領域ではｐ−ＧａＮ層１６が再成長するため、図４（ｃ）に示すように、ｐ−ＧａＮ層１６の表面上にはテクスチャ構造１６ｂが形成される。

そして、テクスチャ構造１６ｂが形成されたｐ−ＧａＮ層１６は、活性化アニールが行われる。つまり、窒素雰囲気中で、熱処理が行われ、アクセプタ（Ｍｇ）が活性化される。

（ｄ）ドライエッチング
図５（ｄ）に示すように、ｎ側電極２０を形成するために、テクスチャ構造１６ｂが形成されたｐ−ＧａＮ層１６の一部領域がｎ−ＧａＮ層１４に至るまで、誘導結合プラズマ反応性イオンエッチング法（ＩＣＰ−ＲＩＥ：Inductive Coupled Plasma Reactive Ion Etching）等のドライエッチング法によって不要な部分が除かれる。

（ｅ）ＩＴＯ膜形成
図５（ｅ）に示すように、ｐ−ＧａＮ層１６の表面（基板反対側の面）に、透明導電膜としてのＩＴＯ膜１７を、蒸着法またはスパッタリングによって約３００ｎｍ堆積する。なお、透明導電膜は、ＩＴＯ膜１７の代わりに、ＺｎＯ、ＡＺＯ（アルミニウムドープ酸化亜鉛）、ＧＺＯ（ガリウムドープ酸化亜鉛）、ＩＺＯ（登録商標）（インジウムドープ酸化亜鉛）、ＴｉＯ_２（二酸化チタン）等であっても、同様の効果が得られる。

（ｆ）電極形成
図５（ｆ）に示すように、ｐ側電極１９及びｎ側電極２０が形成される。ｐ側電極１９はＩＴＯ膜１７を挟んでｐ−ＧａＮ層１６の上に形成され、ｎ側電極２０はｎ−ＧａＮ層１４の上に形成される。

なお、金属電極が形成された発光ダイオード１０は、ＲＴＡ（Rapid Thermal Annealing：急速アニール装置）を用いて、４５０〜７００℃のＮ_２雰囲気で３分間アニールが行われる。また、ＩＴＯ膜１７の成膜時に、例えば、２５０℃程度で成膜する場合は、アニールが必要ないこともある。

以上のように、本実施形態によれば、テクスチャ構造を１つの成膜装置で形成することができるため、薄膜を堆積した基板を成膜装置から取り出す工程がない。つまり、大気に曝すことがないため、膜表面を汚染させたり、酸化させたりせずに、テクスチャ構造を有する窒化物半導体を製造することができる。
また、複数の装置を用いずに１つの成膜装置で、テクスチャ構造を有する窒化物半導体を製造することができるため、製造コストを抑えることができる。

（変形例）
本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような種々の変形が可能である。
（１）前記実施形態は、発光ダイオード単体について説明したが、Ｓｉ基板（不図示）に複数の発光ダイオード１０を二次元配列して、表示装置とすることができる。
（２）前記実施形態は、本発明の透明電極構造を、発光ダイオードに適用したが、発光ダイオード以外のＧａＮを適用した窒化物半導体発光素子（例えば、レーザダイオード）にも適用することができる。

１０ 発光ダイオード（窒化物半導体発光素子）
１１ サファイア基板（支持基板）
１２ バッファ層
１３ ＧａＮエピタキシャル層（ＧａＮ層）
１４ ｎ−ＧａＮ層（ＧａＮ層）
１５ 発光層
１６ ｐ−ＧａＮ層（ＧａＮ層）
１６ｂ テクスチャ構造（ＧａＮ層）
１７ ＩＴＯ膜（透明導電膜）
１８ ＢＮ（窒化ボロン極薄膜）
１９ ｐ側電極（金属電極）
２０ ｎ側電極（金属電極）

Claims (14)

1. ＧａＮ層と、該ＧａＮ層に積層された透明導電膜とを備えた窒化物半導体において、
   前記ＧａＮ層の前記透明導電膜側に、窒化ボロンが散在して形成された窒化ボロン極薄膜と、
   前記透明導電膜側の窒化ボロン不在部にて、再成長して形成されたＧａＮテクスチャ構造と
   を備えることを特徴とする窒化物半導体。
2. 請求項１に記載の窒化物半導体において、
   前記窒化ボロン極薄膜の平均膜厚は０．０２ｎｍであることを特徴とする窒化物半導体。
3. 請求項１または請求項２に記載の窒化物半導体において、
   前記窒化ボロン極薄膜の総面積は、前記ＧａＮ層の前記透明導電膜反対側面積の１０％を占めることを特徴とする窒化物半導体。
4. 請求項１に記載の窒化物半導体において、
   前記窒化ボロン極薄膜は、有機ボロンと、アンモニアガスと、キャリアガスとを導入し、前記ＧａＮ層の結晶成長温度で所定時間待機することで形成されていることを特徴とする窒化物半導体。
5. 請求項４に記載の窒化物半導体において、
   前記ＧａＮ層の結晶成長温度は１０７０℃であり、前記所定時間は前記窒化ボロン極薄膜の平均膜厚が０．０２ｎｍとなる時間であることを特徴とする窒化物半導体。
6. 請求項４または請求項５に記載の窒化物半導体において、
   前記有機ボロンは、ＴＥＢ（トリエチルボロン）またはＴＭＢ（トリメチルボロン）であることを特徴とする窒化物半導体。
7. 請求項１に記載の窒化物半導体において、
   支持基板と、該支持基板の表面に少なくともｎ−ＧａＮ層と、発光層と、前記ＧａＮ層とがこの順に積層され、
   前記ＧａＮ層がｐ−ＧａＮ層であることを特徴とする窒化物半導体。
8. 請求項７に記載の窒化物半導体において、
   前記支持基板は、その材料が、サファイア、シリコン、シリコンカーバイドのいずれかであることを特徴とする窒化物半導体。
9. 窒化物半導体のテクスチャ構造形成方法において、
   ＧａＮ層表面に、有機ボロンと、アンモニアガスと、キャリアガスとを導入し、所定時間を待機する第１ステップ、
   前記ＧａＮ層表面に、ＴＭＧ（トリメチルガリウム）と、アンモニアガスと、キャリアガスとを導入する第２ステップ
   を有し、
   前記ＧａＮ層は、表面上に散在して形成された窒化ボロン極薄膜のない領域で、再成長することを特徴とする窒化物半導体のテクスチャ構造形成方法。
10. 請求項９に記載の窒化物半導体のテクスチャ構造形成方法において、
    前記第１ステップは、前記ＧａＮ層の結晶成長温度で実行され、
    前記所定時間は、前記窒化ボロン極薄膜の平均膜厚が０．０２ｎｍとなる時間であることを特徴とする窒化物半導体のテクスチャ構造形成方法。
11. 請求項１０に記載の窒化物半導体のテクスチャ構造形成方法において、
    前記ＧａＮ層の結晶成長温度が１０７０℃であることを特徴とする窒化物半導体のテクスチャ構造形成方法。
12. 請求項９に記載の窒化物半導体のテクスチャ構造形成方法において、
    前記ＧａＮ層は、ＭｇドープしたＧａＮ層であり、
    前記ＧａＮ層が再成長した後で、窒素雰囲気中でＭｇ活性化アニールが行う第３ステップを有することを特徴とする窒化物半導体のテクスチャ構造形成方法。
13. 請求項１２に記載の窒化物半導体のテクスチャ構造形成方法において、
    前記第１ステップ、前記第２ステップ、及び前記第３ステップは、同一成膜装置内で行われることを特徴とする窒化物半導体のテクスチャ構造形成方法。
14. ＧａＮ層と、該ＧａＮ層に積層された透明導電膜とを備えた窒化物半導体のテクスチャ構造において、
    前記ＧａＮ層の前記透明導電膜側の面上で、窒化ボロンが散在して形成された窒化ボロン極薄膜のない領域に凸部が形成されていることを特徴とする窒化物半導体のテクスチャ構造。