JP2023039861A - 半導体発光デバイス、半導体発光デバイスを作製する方法、コンタクト構造 - Google Patents

Abstract

【課題】広いＡｌ組成範囲で良好な電気的特性を提供できるｎ側コンタクト構造を有する発光デバイスを提供する。【解決手段】発光デバイスは、ＩＩＩ族構成元素としてＡｌを含むＩＩＩ族窒化物を備えるｎ型半導体層、ＩＩＩ族窒化物を含み深紫外光を発生可能な活性層、ＩＩＩ族構成元素としてＧａを含むＩＩＩ族窒化物のｎ型コンタクト層、ＩＩＩ族構成元素としてＧａ及びＡｌを含むＩＩＩ族窒化物のｎ型中間領域、並びに金属を含むｎ－電極を備え、ｎ型中間領域はｎ型コンタクト層とｎ型半導体層との間に設けられ、ｎ型コンタクト層はｎ型中間領域とｎ－電極との間に設けられ、ｎ型中間領域はｎ型半導体層からｎ型コンタクト層への方向に単調に変化するＡｌ組成Ｘを有し、ｎ型中間領域のＡｌ組成Ｘはｎ型コンタクト層のＡｌ組成Ｙ以上であり、ｎ型コンタクト層のＡｌ組成Ｙは、ゼロ以上であり、ｎ型中間領域のＡｌ組成Ｘはｎ型半導体層のＡｌ組成Ｚ以下である。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体発光デバイス、半導体発光デバイスを作製する方法、及びコンタクト構造に関する。

特許文献１は、光半導体素子を開示する。この光半導体素子は、エッチングにより露出された組成傾斜層と、該組成傾斜層に直接に接触を成すｎ側電極とを備える。

特許文献２は、窒化物半導体発光素子を開示する。この窒化物半導体発光素子は、ｎ－コンタクト層と、該ｎ－コンタクト層上に設けられたＡｌ_ｙＧａ_１－ｙＮ材料層（０≦ｙ≦０．５、固定のＡｌ組成）と、Ａｌ_ｙＧａ_１－ｙＮ材料層に直接に接触を成すｎ側電極とを備える。

特許文献３は、窒化物半導体紫外線発光素子を開示する。この窒化物半導体紫外線発光素子は、ｎ型クラッド層より小さいＡｌＮモル分率を有しｎ型クラッド層とｎ電極の間に設けられたｎ型コンタクト層を有する。

特許文献４は、電子ブロック層からｐ型コンタクト層に向かって漸減するＡｌ組成を有するｐ型クラッド層を開示する。

特許文献５は、窒化物半導体発光素子を開示する。この窒化物半導体発光素子は、キャリア防壁層に接する面から第二ＩＩＩ族窒化物半導体層に接する面に向けて減少するＡｌ組成ｙを有する組成傾斜層を備える。

特開２０１９－１１０１６８号公報 特開２０１０－１６１３１１号公報 特開２０１２－０８９７５４号公報 特開２０１６－１７１１２７号公報 特開２０１９－１１０１９５号公報

ＩＩＩ族窒化物を用いる半導体発光デバイスは、青色の波長及びこれより長い波長領域では、ＧａＮ（窒化ガリウム）バリア層及びＩｎＧａＮ井戸層を含む活性層を有し、またサファイア基板上のＧａＮテンプレート層又はＧａＮ基板上に作製される。これに対して、紫外線の波長領域では、半導体発光デバイスは、例えばＡｌＧａＮバリア層及びＡｌＧａＮ井戸層を含む活性層を有し、またサファイア基板上のＡｌＮ（窒化アルミニウム）テンプレート層又はＡｌＮ基板上に作製される。

例えば青色半導体レーザを電気的な側面から検討すると、ｎ型半導体には、シリコンを添加したＧａＮによる低抵抗が提供される。一方で、ｐ型半導体には、マグネシウムドーパント及びＡｌＧａＮを用いることに起因して、ｎ型半導体に比べて高い電気抵抗が提供される。

紫外線、例えば深紫外波長領域の発光を提供する半導体発光デバイスを電気的な側面から検討すると、ｐ型半導体には、青色半導体レーザのＡｌＧａＮに比べて大きなＡｌ組成のＡｌＧａＮにマグネシウムを添加する。ｎ型半導体には、ドーパントとしてシリコンを引き続き利用できるけれども、ＡｌＮテンプレート層又はＡｌＮ基板を用いることに起因して、ベースとなる半導体は、高いＡｌ組成のＡｌＧａＮ又はＡｌＮにＧａＮから変更される。

ｎ型半導体の観点で青色発光デバイス及び紫外線発光デバイスを比較すると、青色発光デバイス、特に半導体レーザでは、キャリア閉じ込めを達成するために、基板のＧａＮ半導体から活性層に向けてＡｌ組成を高めている。一方、紫外線発光デバイス、例えば深紫外発光ダイオードでは、活性層の発光波長を可能にするＡｌ組成のために、基板のＡｌＮ半導体から活性層に向けてＡｌ組成を下げていく。

このように、深紫外波長の半導体発光デバイスは、長波長の青色発光デバイスとは異なる材料環境において開発されている。

特許文献１は、組成傾斜層に直接に接触を成すｎ側金属電極を形成することを開示する。特許文献１の光半導体素子では、ｎ側電極が接触を成す組成傾斜層表面は、エッチングにより形成される。エッチング量の製造ばらつきは、ｎ側金属電極が接触を成す組成傾斜層表面のＡｌ組成を面内及びロット毎に変化させる。

特許文献２は、ｎ－コンタクト層上に設けられた固定Ａｌ組成のＡｌＧａＮ材料層に直接に接触を成すようにｎ側電極を形成することを開示する。特許文献３は、ｎ型クラッド層上に設けられｎ型クラッド層より小さいＡｌＮモル分率を有するｎ型コンタクト層に直接に接触を成すようにｎ側電極を形成することを開示する。特許文献４は、素子寿命の改善のために、ｐ型クラッド層のＡｌ組成を漸減することを教示する。特許文献２から特許文献４のいずれも、ｎ側の組成傾斜層を教示しない。

本発明は、上述した課題に鑑み、広いＡｌ組成の範囲において良好な電気的特性を提供できるｎ側コンタクト構造を有する半導体発光デバイス、半導体発光デバイスを作製する方法、コンタクト構造を提供することを目的とする。

本発明の第一側面は、半導体発光デバイスであって、該半導体発光デバイスは、ＩＩＩ族構成元素としてアルミニウムを含むＩＩＩ族窒化物半導体を備えるｎ型半導体層と、前記ｎ型半導体層の上に設けられたｐ型半導体層と、前記ｎ型半導体層の上に設けられたＩＩＩ族窒化物半導体を含み深紫外光を発生可能な活性層と、前記ｎ型半導体層の上に設けられＩＩＩ族構成元素としてガリウムを含むＩＩＩ族窒化物半導体のｎ型コンタクト層と、前記ｎ型半導体層の上に設けられＩＩＩ族構成元素としてガリウム及びアルミニウムを含むＩＩＩ族窒化物半導体のｎ型中間領域と、金属を含むｎ－電極と、を備え、前記ｎ型中間領域は、前記ｎ型コンタクト層と前記ｎ型半導体層との間に設けられ、前記ｎ型コンタクト層は、前記ｎ型中間領域と前記ｎ－電極との間に設けられ、前記ｎ型中間領域は、前記ｎ型半導体層から前記ｎ型コンタクト層への方向に単調に変化する（階段状に同じ方向に変化することも含む）Ａｌ組成Ｘを有し、前記ｎ型中間領域の前記Ａｌ組成Ｘは、前記ｎ型コンタクト層の前記ＩＩＩ族窒化物半導体のＡｌ組成Ｙに等しい又はＹより大きく、前記ｎ型コンタクト層の前記Ａｌ組成Ｙは、ゼロに等しい又はゼロより大きく、前記ｎ型中間領域の前記Ａｌ組成Ｘは、前記ｎ型半導体層のＡｌ組成Ｚに等しい又はＺより小さく、前記ｎ型半導体層、前記活性層、前記ｐ型半導体層は、前記ｎ型中間領域から前記ｎ－電極へ向かう軸の方向に順に配列される。

本発明に係る第二側面は、半導体発光デバイスを作製する方法であって、前記半導体発光デバイスは、ｎ型半導体層、活性層、及びｐ型半導体層を含み、前記活性層は、深紫外光を発生可能なＩＩＩ族窒化物半導体を含み、前記方法は、基板の上に、ＩＩＩ族構成元素としてガリウム及びアルミニウムを含みｎ型中間領域のための第１ＩＩＩ族窒化物半導体層を成長することと、前記第１ＩＩＩ族窒化物半導体層を成長した後に、前記基板の上に、ＩＩＩ族構成元素としてガリウムを含みｎ型コンタクト層のための第２ＩＩＩ族窒化物半導体層を成長することと、前記第２ＩＩＩ族窒化物半導体層を成長した後に、前記基板の上に、金属を含むｎ－電極を形成することと、を備え、前記ｎ型半導体層は、ＩＩＩ族構成元素としてアルミニウムを含み、前記ｎ型中間領域は、前記ｎ型コンタクト層と前記ｎ型半導体層との間に設けられ、前記ｎ型コンタクト層は、前記ｎ型中間領域と前記ｎ－電極との間に設けられ、前記ｎ型中間領域は、前記ｎ型半導体層から前記ｎ型コンタクト層への方向に単調に変化するＡｌ組成Ｘを有し、前記ｎ型中間領域の前記Ａｌ組成Ｘは、前記ｎ型コンタクト層の前記ＩＩＩ族窒化物半導体のＡｌ組成Ｙに等しい又はＹより大きく、前記ｎ型コンタクト層の前記Ａｌ組成Ｙは、ゼロに等しい又はゼロより大きく、前記ｎ型中間領域の前記Ａｌ組成Ｘは、前記ｎ型半導体層のＡｌ組成Ｚに等しい又はＺより小さく、前記ｎ型半導体層、前記活性層、前記ｐ型半導体層は、前記ｎ型中間領域から前記ｎ－電極へ向かう軸の方向に前記基板の上において順に配列される。

本発明に係る第三側面は、ＩＩＩ族窒化物半導体デバイスのためのコンタクト構造であって、該コンタクト構造は、ＩＩＩ族構成元素としてアルミニウムを含むＩＩＩ族窒化物主面を提供する基板と、前記ＩＩＩ族窒化物主面に接触を成し一又は複数のＩＩＩ族窒化物半導体層を含む半導体領域と、前記半導体領域に接触を成すＩＩＩ族窒化物半導体のｎ型半導体層と、前記ｎ型半導体層の上に設けられＩＩＩ族構成元素としてガリウムを含むＩＩＩ族窒化物半導体のｎ型コンタクト層と、前記ｎ型半導体層の上に設けられＩＩＩ族構成元素としてガリウム及びアルミニウムを含むＩＩＩ族窒化物半導体のｎ型中間領域と、金属を含むｎ－電極と、を備え、前記ｎ型半導体層の前記ＩＩＩ族窒化物半導体は、ＩＩＩ族構成元素としてアルミニウムを含み、前記ｎ型半導体層は、前記基板と前記ｎ型中間領域との間に設けられ、前記ｎ型中間領域は、前記ｎ型コンタクト層と前記ｎ型半導体層との間に設けられ、前記ｎ型コンタクト層は、前記ｎ型中間領域と前記ｎ－電極との間に設けられ、前記ｎ型中間領域の前記ＩＩＩ族窒化物半導体は、前記ｎ型半導体層から前記ｎ－電極への方向に単調に変化するＡｌ組成Ｘを有し、前記ｎ型中間領域の前記Ａｌ組成Ｘは、前記ｎ型コンタクト層の前記ＩＩＩ族窒化物半導体のＡｌ組成Ｙに等しい又はＹより大きく、前記ｎ型コンタクト層の前記Ａｌ組成Ｙは、ゼロ以上であり、前記ｎ型中間領域の前記Ａｌ組成Ｘは、前記ｎ型半導体層のＡｌ組成Ｚに等しい又はＺより小さい。

本発明の上記の側面によれば、広いＡｌ組成の範囲において良好な電気的特性を提供できるｎ側コンタクト構造を有する半導体発光デバイス、半導体発光デバイスを作製する方法、コンタクト構造を提供できる。

図１は、本発明の一実施の形態に係る窒化物デバイスを模式的に示す図面である。 図２は、本実施の形態に係る窒化物デバイスの一実施例を示す図面である。 図３は、本実施の形態に係るコンタクト構造を示す図面である。 図４は、本実施の形態に係る窒化物デバイスを作製する方法の主要な工程を示す図面である。 図５は、本実施の形態に係る窒化物デバイスを作製する方法の主要な工程を示す図面である。 図６は、本実施の形態に係る窒化物デバイスを作製する方法の主要な工程を示す図面である。 図７は、本実施の形態に係る窒化物デバイスを作製する方法の主要な工程を示す図面である。 図８（ａ）は、直接接触構造のコンタクト構造を有する素子構造（基準構造）を模式的に示す図面である。図８（ｂ）は、実験例に係るシミュレーションモデルを模式的に示す図面である。 図９（ａ）及び図９（ｂ）は、実験例に係るシミュレーションモデルを模式的に示す図面である。 図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、図９（ａ）のシミュレーションモデル（ｎ型半導体層のＡｌ組成：７５％）を用いた計算結果を示すグラフである。 図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、図８（ｂ）のシミュレーションモデル（ｎ型半導体層のＡｌ組成：７５％）を用いた計算結果を示すグラフである。 図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、それぞれ、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）のシミュレーションにおいて、膜厚５０ｎｍの中間層における電圧上昇を示す図面である。 図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、それぞれ、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）のシミュレーションにおいて、膜厚５０ｎｍの中間層における電圧上昇を示す図面である。 図１４（ａ）は、厚さ１０ｎｍの傾斜Ａｌ組成の中間層を含むコンタクト構造における電子濃度を示す図面である。図１４（ｂ）は、厚さ２０ｎｍの傾斜Ａｌ組成の中間層を含むコンタクト構造における電子濃度を示す図面である。図１４（ｃ）は、厚さ３０ｎｍの傾斜Ａｌ組成の中間層を含むコンタクト構造における電子濃度を示す図面である。図１４（ｄ）は、厚さ５０ｎｍの傾斜Ａｌ組成の中間層を含むコンタクト構造における電子濃度を示す図面である。 図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は、図９（ｂ）のシミュレーションモデル（ｎ型半導体層のＡｌ組成：９０％）を用いた計算結果を示すグラフである。 図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、図８（ｂ）のシミュレーションモデル（ｎ型半導体層のＡｌ組成：９０％）を用いた計算結果を示すグラフである。 図１７（ａ）及び図１７（ｂ）は、それぞれ、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）のシミュレーションにおいて、膜厚５０ｎｍの中間層における電圧上昇を示す図面である。図１７（ｃ）及び図１７（ｃ）は、それぞれ、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）のシミュレーションにおいて、膜厚５０ｎｍの中間層における電圧上昇を示す図面である。 図１８は、図９（ｂ）のシミュレーションモデルを用いた計算結果を示すグラフである。 図１９（ａ）及び図１９（ｂ）は、共に、コンタクト構造のエピ構造及び電気的測定のためのコンタクト構造を示す図面である。図１９（ｃ）及び図１９（ｄ）は、電気的測定のためのコンタクト構造を示す図面である。 図２０（ａ）及び図２０（ｂ）は、図１９（ｂ）に示されたコンタクト構造（中間層無し）の電気的測定の結果を示す図面である。 図２１（ａ）及び図２１（ｂ）は、図１９（ｄ）に示されたコンタクト構造（溝有り）の電気的測定の結果を示す図面である。 図２２（ａ）及び図２２（ｂ）は、図１９（ａ）に示されたコンタクト構造（中間層有り）の電気的測定の結果を示す図面である。 図２３（ａ）及び図２３（ｂ）は、図１９（ｃ）に示されたコンタクト構造（溝有り）の電気的測定の結果を示す図面である。 図２４は、傾斜Ａｌ組成中間層のＡｌ組成に対する特性接触抵抗の依存性をいくつかの中間層膜厚について示すグラフである。 図２５は、図１９（ａ）に示されたエピ構造（電極を含まず）のＸ線回折逆格子空間マッピング（ＸＲＤ－ＲＳＭ）の測定結果を示す図面である。 図２６（ａ）～図２６（ｆ）は、図１９（ａ）に示されたエピ構造の微分干渉顕微鏡像を示す図面である。 図２７は、深紫外発光ダイオードの電流－電圧特性を示す図面である。

以下、図面を参照して本発明を実施するための各実施の形態について説明する。同一及類似のものは、同一又は類似の符号を付して、重複的な記述を省略する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る窒化物デバイスを模式的に示す図面である。図２は、本発明の一実施の形態に係る窒化物デバイスの一実施例を示す図面である。図２には、図１のデバイス断面を示す断面線Ｉ－Ｉが描かれている。図３は、本発明の一実施の形態に係るコンタクト構造を模式的に示す図面である。

窒化物デバイスは、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード（ＬＤ）、電子線励起による光源といった、発光のための活性層がＩＩＩ族窒化物を備える発光デバイスであって、ｎ型半導体層がＩＩＩ族窒化物を備えることができ、更には、必要な場合にはｐ型半導体層がＩＩＩ族窒化物を備えることができる。しかしながら、窒化物デバイスは、発光デバイスに限定されることなく、例えば高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）、フォトディテクタ（ＰＤ）、表面弾性波素子、圧電素子といった、発光に関連しない電子デバイスを含むことができる。ＩＩＩ族構成元素は、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、及びインジウム（Ｉｎ）を包含する。ＩＩＩ族窒化物は、一又は複数のＩＩＩ族構成元素（Ａｌ、Ｇａ、及びＩｎの少なくとも１つ）と窒素（Ｎ）との化合物である。

引き続く説明では、窒化物デバイス１１０は、限定ではなく例示として発光ダイオードの構造を有し、発光ダイオードは、半導体発光デバイスとして動作する。

窒化物デバイス１１０は、コンタクト構造１１１を有しており、コンタクト構造１１１は、ｎ型半導体層１２５、ｎ型コンタクト層１２７、ｎ型中間領域１２９、及びｎ－電極１３１を備える。

ｎ型半導体層１２５は、ＩＩＩ族窒化物半導体を含む。ｎ型半導体層１２５のＩＩＩ族窒化物半導体は、ＩＩＩ族構成元素としてアルミニウムを含む。ｎ型コンタクト層１２７は、ｎ型半導体層１２５上に設けられ、またＩＩＩ族構成元素としてガリウムを含むＩＩＩ族窒化物半導体を備える。ｎ型中間領域１２９は、ｎ型半導体層１２５上に設けられ、またＩＩＩ族構成元素としてガリウム及びアルミニウムを含むＩＩＩ族窒化物半導体を備える。ｎ－電極１３１は、ｎ型半導体層１２５、ｎ型中間領域１２９、及びｎ型コンタクト層１２７上に設けられた金属を含む。

ｎ型中間領域１２９は、ｎ型コンタクト層１２７とｎ型半導体層１２５との間に設けられる。ｎ型コンタクト層１２７は、ｎ型中間領域１２９とｎ－電極１３１との間に設けられる。

ｎ型中間領域１２９のＩＩＩ族窒化物半導体は、ｎ型半導体層１２５からｎ－電極１３１への方向への軸Ａｘ１の方向に単調に変化するＡｌ組成Ｘを有することができる。単調に変化するＡｌ組成は、ｎ型半導体層１２５からｎ型コンタクト層１２７への方向に増加しない。ｎ型中間領域１２９のＡｌ組成Ｘは、ｎ型コンタクト層１２７のＩＩＩ族窒化物半導体のＡｌ組成Ｙ以上であり、ｎ型コンタクト層１２７のＡｌ組成Ｙは、ゼロ以上である。ｎ型中間領域１２９のＡｌ組成Ｘはｎ型半導体層１２５のＡｌ組成Ｚ以下である。

窒化物デバイス１１０によれば、ｎ型半導体層１２５からｎ－電極１３１への方向に単調に変化するＡｌ組成Ｘを有するｎ型中間領域１２９が、ｎ型半導体層１２５にキャリアを提供するためのコンタクト構造１１１に良好な電気的特性を与える。コンタクト構造１１１では、ｎ型中間領域１２９、ｎ型コンタクト層１２７及びｎ－電極１３１の順に配列される。ｎ型コンタクト層１２７のＡｌ組成Ｙは、ｎ型中間領域１２９のいずれのエリアのＡｌ組成Ｘ以下である。また、ｎ型半導体層１２５のＡｌ組成Ｚは、ｎ型中間領域１２９のいずれのエリアのＡｌ組成Ｘ以上である。

ｎ型中間領域１２９は、図１のＡｌ組成プロファイルＡｌ－Ｐに示されるように、傾斜組成ＧＲ及び階段組成ＳＴの少なくともいずれか一方を有することができる。ｎ型中間領域１２９は、傾斜組成ＧＲ及び階段組成ＳＴを組み合わせたＡｌ組成プロファイルを有していてもよい。傾斜組成ＧＲ及び階段組成ＳＴでは、ｎ型中間領域１２９のＡｌ組成Ｘがｎ型中間領域１２９の少なくとも一部分において、ｎ型半導体層１２５からｎ型コンタクト層１２７への方向に減少する。窒化物デバイス１１０によれば、ｎ型中間領域１２９において単調に変化するＡｌ組成Ｘが、傾斜組成ＧＲ及び階段組成ＳＴによって提供される。

限定ではなく例示として、ｎ型中間領域１２９のＡｌ組成Ｘは、ｎ型中間領域１２９の全体にわたって、ｎ型半導体層１２５からｎ－電極１３１への方向に単調に減少することができる。

具体的には、ｎ型中間領域１２９は、例えばＡｌ_ＸＧａ_１－ＸＮを含むことができ、更に、ＩＩＩ族構成元素としてインジウムを含むことができる。ｎ型中間領域１２９のＡｌ組成Ｘは、ｎ型中間領域１２９の全体にわたってｎ型半導体層１２５からｎ型コンタクト層１２７への方向に減少する。窒化物デバイス１１０によれば、ｎ型中間領域１２９は、ｎ型半導体層１２５に関連する界面及びｎ型コンタクト層１２７に関連する界面を有しており、これらの界面のうち一方の界面から他方の界面に向けてＡｌ組成Ｘが減少する。

ｎ型中間領域１２９のＡｌ組成Ｘは、ｎ型コンタクト層１２７に関連する界面において終端Ａｌ組成を有する。終端Ａｌ組成は、ｎ型コンタクト層１２７のＡｌ組成（Ａｌ組成がゼロを含む）に等しい又はより大きくすることができる。限定ではなく例示として、この界面におけるＡｌ組成差、例えば３０％以下の組成差は、該界面における電圧上昇がほぼ０に抑えられるとい点で許容可能である。また、ｎ型中間領域１２９の終端Ａｌ組成は、例えば２０％以上であることができる。

ｎ型中間領域１２９のＡｌ組成Ｘは、ｎ型半導体層１２５に関連する界面において、出発Ａｌ組成を有する。出発Ａｌ組成は、ｎ型半導体層１２５のＡｌ組成に等しい又はより小さくすることができる。限定ではなく例示として、ｎ型中間領域１２９の出発Ａｌ組成は、ｎ型半導体層１２５の上面のＡｌ組成に等しいことがよく、これにより、ｎ型半導体層１２５に関連する界面付近における電子濃度の変化を小さくできる。限定ではなく例示として、この界面におけるＡｌ組成差、例えば３０％以下の組成差は、該界面における電圧上昇がほぼ０に抑えられるとい点で許容可能である。以下「限定ではなく例示として」と記載しない場合も数値は通常一定の範囲を許容するものであり、限定ではなく例示として示すものである。

ｎ型コンタクト層１２７は、ｎ型ＧａＮ、ｎ型ＡｌＧａＮ、及びｎ型ＩｎＡｌＧａＮの少なくとも１つを含むことができる。窒化物デバイス１１０によれば、ｎ型コンタクト層１２７には、ｎ型ＧａＮ、ｎ型ＡｌＧａＮ、又はｎ型ＩｎＡｌＧａＮといった窒化ガリウム系半導体が提供されることができる。本実施例では、ｎ型コンタクト層１２７は、ｎ型ＧａＮ及び／又はｎ型ＡｌＧａＮであることができ、そのＡｌ組成は０％～４０％であることができる。限定ではなく例示として、ｎ型コンタクト層１２７は、例えば１０～１０００ｎｍの厚さを有することができる。

ｎ型半導体層１２５のＩＩＩ族窒化物半導体は、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ及びＩｎＡｌＧａＮの少なくともいずれか一つを含むことができる。窒化物デバイス１１０によれば、ｎ型コンタクト層１２７及びｎ型中間領域１２９の下地として、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ又はＩｎＡｌＧａＮを用いることができる。本実施例は、ｎ型半導体層１２５はｎ型ＡｌＧａＮを含み、そのＡｌ組成は６０％～９０％の範囲であることができる。また、ｎ型半導体層１２５の上面のＡｌ組成は６０％～９０％の範囲であることができる。ｎ型半導体層１２５は、例えば１００～５０００ｎｍの厚さを有することができる。

限定ではなく例示として、窒化物デバイス１１０は、活性層１１４及びｐ型半導体層１２１を更に備えることができる。活性層１１４及びｐ型半導体層１２１は、ｎ型半導体層１２５及び基板１３３上に設けられる。

活性層１１４は、深紫外光を発生可能であって、基板１３３上に設けられたＩＩＩ族窒化物半導体を含む。深紫外光の波長は２８５ｎｍ以下の範囲にあることができ、例えば２００ｎｍ以上であることができる。

具体的には、活性層１１４は、単一層のＡｌＧａＮからなることができ、或いは単一又は多重の量子井戸構造１１４ａを有することができる。具体的には、井戸層１１４ｂは、アンドープＡｌＧａＮを含むことができバリア層１１４ｃは、アンドープＡｌＧａＮを含むことができる。井戸層１１４ｂとバリア層１１４ｃのいずれか一方または両方にＳｉがドーピングされていてもよい。バリア層１１４ｃのＡｌＧａＮは、井戸層１１４ｂのＡｌＧａＮより大きなバンドギャップを有する。バリア層１１４ｃは、必要な場合には、ＡｌＮを含むことができる。

窒化物デバイス１１０によれば、２８５ｎｍ以下の波長の深紫外光では、高いＡｌ組成の活性層１１４が必要であり、活性層１１４への電流経路も高いＡｌ組成のＩＩＩ族窒化物により形成される。高いＡｌ組成のＩＩＩ族窒化物への良好なｎ型のコンタクト構造１１１は、ｎ型中間領域１２９、ｎ型コンタクト層１２７及びｎ－電極１３１の組み合わせにより提供される。

また、ｎ型半導体層１２５から活性層１１４への方向に単調に変化するＡｌ組成Ｘを有するｎ型中間領域１２９が、ｎ型半導体層１２５を介して活性層１１４にキャリアを提供するためのコンタクト構造１１１に良好な電気的特性を与える。ｎ型コンタクト層１２７のＡｌ組成Ｙは、ｎ型中間領域１２９のいずれのエリアのＡｌ組成Ｘ以下である。また、ｎ型半導体層１２５のＡｌ組成Ｚは、ｎ型中間領域１２９のいずれのエリアのＡｌ組成Ｘ以上である。

必要な場合には、窒化物デバイス１１０は、さらに、基板１３３を備え，基板１３３は、ＩＩＩ族構成元素としてアルミニウムを含むＩＩＩ族窒化物主面１３３ａを提供する。ｎ型半導体層１２５は、基板１３３とｎ型中間領域１２９との間に設けられる。

ｎ型半導体層１２５は、基板１３３からｎ型コンタクト層１２７への方向（又はｎ型コンタクト層１２７からｎ－電極１３１への方向）に単調に変化する傾斜組成（ＧＲと同一又は類似の構造）及び階段組成（ＳＴと同一又は類似の構造）の層の少なくともいずれか一方を有することができる。コンタクト構造１１１によれば、ｎ型半導体層１２５は、単調に変化するＡｌ組成を有することができ、単調に変化するＡｌ組成は、基板１３３からｎ型コンタクト層１２７への方向に増加しない。また、単調に変化するＡｌ組成は、ｎ型半導体層１２５において、Ａｌ組成Ｘの最大値以上のＡｌ組成を有する傾斜組成及び階段組成によって提供される。限定ではなく例示として、ｎ型半導体層１２５は、基板１３３からｎ型コンタクト層１２７への方向（又はｎ型コンタクト層１２７からｎ－電極１３１への方向）に単調に減少するＡｌ組成を有することができる。

限定ではなく例示として、コンタクト構造１１１によれば、ｎ型半導体層１２５が単一Ａｌ組成を有すことができる。本件において「単一Ａｌ組成」の技術的意味は、Ａｌ組成の測定のばらつきを考慮して決定されるべきであって、Ａｌ組成の測定のばらつきは、例えばオージェ電子分光法において５％以下であることができる。或いは、窒化物デバイス１１０は、一又は複数のＩＩＩ族窒化物半導体層を含む半導体領域１３５を含み、半導体領域１３５は、ＩＩＩ族窒化物主面１３３ａに接触を成す。ｎ型半導体層１２５のＩＩＩ族窒化物半導体は、半導体領域１３５の主面１３５ａに接触を成す。

窒化物デバイス１１０によれば、上記のような基板１３３上に活性層１１４が提供される。ｎ型半導体層１２５、活性層１１４、及びｐ型半導体層１２１は、ｎ型中間領域１２９からｎ－電極１３１へ向かう軸の方向に順に配列される。

基板１３３、ｎ型半導体層１２５、活性層１１４及びｐ型半導体層１２１は、ｎ型コンタクト層１２７からｎ－電極１３１への方向に延在する軸Ａｘ１の方向に順に配列される。コンタクト構造１１１では、ｎ型中間領域１２９、ｎ型コンタクト層１２７及びｎ－電極１３１の順に配列される。コンタクト構造１１１によれば、ｐ型半導体層１２１より基板１３３に近いｎ型半導体層１２５を有する窒化物デバイス１１０に良好な電気的特性を与える。

基板１３３は、ｎ型半導体層１２５、活性層１１４、ｐ型半導体層１２１、ｎ型コンタクト層１２７、ｎ型中間領域１２９を搭載する。

窒化物デバイス１１０では、ｎ型コンタクト層１２７は、ｎ型中間領域１２９の面内方向の格子定数に等しい又はｎ型中間領域１２９の面内方向の格子定数よりも大きい面内方向の格子定数を有することができる。この窒化物デバイス１１０によれば、ｎ型コンタクト層１２７には、ｎ型中間領域１２９に対して格子緩和しているＩＩＩ族窒化物が提供される。また、ｎ型中間領域１２９に対して格子緩和しているｎ型コンタクト層１２７は、該ｎ型コンタクト層１２７とｎ型中間領域１２９との界面における電気抵抗を低下させることができる。

ｎ型コンタクト層１２７の面内方向の格子定数がｎ型中間領域１２９の面内方向の格子定数より大きいと、ｎ型コンタクト層１２７とｎ型中間領域１２９との界面におけるキャリア濃度が変化する。より厳格には、ｎ型中間領域１２９からｎ－電極１３１へ向かう軸と垂直な面内方向において、ｎ型コンタクト層１２７の格子定数は、ｎ型中間領域１２９の格子定数よりも大きい。

ｎ型コンタクト層１２７は、ｎ型半導体層１２５に対して０．５以上（５０％以上）の格子緩和率を有することができる。窒化物デバイス１１０によれば、ｎ型コンタクト層１２７には、ｎ型半導体層１２５に対して０．５以上の格子緩和率を有するＩＩＩ族窒化物が提供されることができる。ｎ型コンタクト層１２７の格子緩和率の大きさは、ｎ型コンタクト層１２７とｎ型中間領域１２９との界面におけるキャリア濃度を変化させることができる。また、ｎ型半導体層１２５に対するｎ型コンタクト層１２７の格子緩和率は、ｎ型半導体層１２５に対するｎ型中間領域１２９の格子緩和率より大きくてもよい。

基板１３３は、ＩＩＩ族構成元素としてアルミニウムを含むＩＩＩ族窒化物を含む基板であることができ、この基板は、例えば単結晶の窒化アルミニウム基板であることができる。或いは、基板１３３は、支持体１１８、及びテンプレート層１２０を含む。支持体１１８は、ＩＩＩ族窒化物と異なる材料からなる主面１１８ａを有する。テンプレート層１２０は、ＩＩＩ族窒化物からなり、該支持体１１８の主面１１８ａ上に設けられる。テンプレート層１２０は、例えばＡｌＮテンプレート層又はＡｌＧａＮテンプレート層であることができる。テンプレート層１２０は、支持体１１８の主面１１８ａを覆って、圧縮歪を内包することができる。この圧縮歪は、コンタクト構造１１１に加わる歪みの源になることがある。テンプレート層１２０は、例えば２０００ｎｍ以下であることができ、例えば５００ｎｍである。

限定ではなく例示として、支持体１１８は、シリコン、炭素、窒化ホウ素（ＢＮ）、酸化アルミニウム（サファイア）、セラミック、炭化ケイ素、高融点金属、ジルコニア、炭化タンタル（ＴａＣ）、ＳｃＡｌＭｇＯ_４の少なくとも一つの材料を含むことができる。例えば、支持体１１８は、六方晶系の結晶構造を有することができる。

活性層１１４は、２８５ｎｍ以下の深紫外波長領域にピーク波長を有する光を発生するように基板１３３上に設けられ、また圧縮歪を内包するＡｌＧａＮを含むことができる。

窒化物デバイス１１０は、更に、窒化物半導体領域１１６を含むことができる。窒化物半導体領域１１６は、基板１３３と活性層１１４との間に設けられ、またＩＩＩ族構成元素としてＡｌを含む。窒化物半導体領域１１６は、一又は複数のｎ型ＩＩＩ族窒化物半導体層を備えることができ、具体的にはｎ型半導体層１２５を含む。

本実施例では、窒化物半導体領域１１６は、第１ｎ型半導体層１２２及び第２ｎ型半導体層１２４を含むことができる。第１ｎ型半導体層１２２は、基板１３３と活性層１１４との間に設けられ、第２ｎ型半導体層１２４は、第１ｎ型半導体層１２２と活性層１１４との間に設けられる。ｎ型半導体層１２５は、第１ｎ型半導体層１２２若しくは第２ｎ型半導体層１２４のいずれか一方、又は第１ｎ型半導体層１２２及び第２ｎ型半導体層１２４の両方であることができる。例えば、第１ｎ型半導体層１２２は、基板１３３とｎ型コンタクト層１２７との間に設けられることができ、第１ｎ型半導体層１２２は、基板１３３とｎ型中間領域１２９との間に設けられることができる。

限定ではなく例示として、第１ｎ型半導体層１２２は、ＡｌＧａＮ又はＩｎＡｌＧａＮといったＩＩＩ族窒化物を含むことができ、第２ｎ型半導体層１２４は、ＡｌＧａＮ又はＩｎＡｌＧａＮといったＩＩＩ族窒化物を含むことができる。

限定ではなく例示として、第１ｎ型半導体層１２２は、第２ｎ型半導体層１２４の第２Ａｌ組成に実質的に等しい第１Ａｌ組成を有することができる。或いは、第１ｎ型半導体層１２２は、第２ｎ型半導体層１２４の第２Ａｌ組成より大きな第１Ａｌ組成を有することができる。

限定ではなく例示として、第１ｎ型半導体層１２２の厚さは、第２ｎ型半導体層１２４の厚さより大きくてもよい。窒化物半導体領域１１６の厚さは、例えば２００～３０００ｎｍであることができる。第２ｎ型半導体層１２４の膜厚は、１０～２００ｎｍであることができ、よく好ましくは５０～１５０ｎｍであることができる。

窒化物デバイス１１０は、活性層１１４と基板１３３との間に位置する下側ＩＩＩ族窒化物積層体１１３と、活性層１１４の上に位置する上側ＩＩＩ族窒化物積層体１１５とを有する。

本実施例では、下側ＩＩＩ族窒化物積層体１１３は、基板１３３に接合１１９ａを成し、基板１３３のＩＩＩ族窒化物が内包する圧縮歪みと、基板１３３のＩＩＩ族窒化物と下側ＩＩＩ族窒化物積層体１１３の格子定数差の、両方又は少なくとも一方に起因する圧縮歪みを内包することができる。また、下側ＩＩＩ族窒化物積層体１１３は、活性層１１４に接合１１９ｂを成す。活性層１１４は、基板１３３のＩＩＩ族窒化物が内包する圧縮歪みと、基板１３３のＩＩＩ族窒化物と活性層１１４の格子定数差の、両方又は少なくとも一方に起因する圧縮歪を内包することができる。一方、上側ＩＩＩ族窒化物積層体１１５の一部又は全部は、格子緩和していてもよい。上側ＩＩＩ族窒化物積層体１１５は、活性層１１４上に設けられ、活性層１１４にキャリアを供給する。

下側ＩＩＩ族窒化物積層体１１３は、窒化物半導体領域１１６に加えて、一又は複数のＩＩＩ族窒化物半導体層を含むことができる。具体的には、下側ＩＩＩ族窒化物積層体１１３は、半導体領域１３５を含むことができる。半導体領域１３５は、下地層、具体的にはＡｌ_ＵＧａ_１－ＵＮ層１３０（Ｕは、ゼロより大きくＸ以上であり、１以下）を含むことができる。Ａｌ_ＵＧａ_１－ＵＮ層１３０は、例えばアンドープであることができ、基板１３３を覆うように設けることができる。

下側ＩＩＩ族窒化物積層体１１３（及び半導体領域１３５）は、別の下地層、具体的には別のＡｌ_ＶＧａ_１－ＶＮ層１３２（Ｖは１より小さく、０．８より大きい。Ｖは、Ｕより小さい）を含むことができる。Ａｌ_ＶＧａ_１－ＶＮ層１３２は、例えばアンドープであることができ、具体的には、Ａｌ_ＵＧａ_１－ＵＮ層１３０上に設けられることができる。

本実施例では、窒化物半導体領域１１６は、Ａｌ_ＶＧａ_１－ＶＮ層１３２（半導体領域１３５の主面１３５ａ）に接合１１９ｃを成す。Ａｌ_ＶＧａ_１－ＶＮ層１３２は、Ａｌ_ＵＧａ_１－ＵＮ層１３０に接合１１９ｄを成す。下側ＩＩＩ族窒化物積層体１１３には、窒化物半導体領域１１６に加えて、Ａｌ_ＵＧａ_１－ＵＮ層１３０及びＡｌ_ＶＧａ_１－ＶＮ層１３２が提供される。窒化物半導体領域１１６は、Ａｌ_ＶＧａ_１－ＶＮ層１３２のＡｌ組成より小さいＡｌ組成を有し、また井戸層１１４ｂのＡｌ組成より大きなＡｌ組成を有する。

下側ＩＩＩ族窒化物積層体１１３は、基板１３３からｎ－電極１３１への方向に単調に変化するＡｌ組成プロファイルＡｌ－Ｐを有する。単調に変化するＡｌ組成プロファイルＡｌ－Ｐは、基板１３３の主面のＡｌ組成が井戸層１１４ｂのＡｌ組成より大きい場合において、下側ＩＩＩ族窒化物積層体１１３のＡｌ組成が基板１３３から活性層１１４へ増加しない、ことを意味する。

引き続き、上側ＩＩＩ族窒化物積層体１１５を説明する。上側ＩＩＩ族窒化物積層体１１５は、例えば、電子ブロック層１３４、ｐ型傾斜組成層１３６、及びｐ型コンタクト層１３８を含むことができる。電子ブロック層１３４、ｐ型傾斜組成層１３６、及びｐ型コンタクト層１３８（１３８ａ、１３８ｂ）が、活性層１１４上に順に設けられることができる。電子ブロック層１３４がアンドープである場合、ｐ型傾斜組成層１３６及びｐ型コンタクト層１３８がｐ型半導体層１２１として働く。

限定ではなく例示として、上側ＩＩＩ族窒化物積層体１１５は、以下の構成を有することができる。
電子ブロック層１３４：アンドープ又はＭｇドープのＡｌＮ、厚さ７ｎｍ。
ｐ型傾斜組成層１３６：アンドープ又はＭｇドープの傾斜組成ＡｌＧａＮ（Ａｌ組成：０．９から０．４）、厚さ１５ｎｍ。
ｐ型コンタクト層１３８ａ（第１層）：ＭｇドープのＧａＮ、厚さ１２０ｎｍ。
ｐ型コンタクト層１３８ｂ（第２層）：高濃度ＭｇドープのＧａＮ、厚さ３０ｎｍ。

窒化物デバイス１１０は、エッチングによる加工領域１４２を有する。エッチングによる加工領域１４２は、上側ＩＩＩ族窒化物積層体１１５、活性層１１４、及び窒化物半導体領域１１６の上側（具体的には、第２ｎ型半導体層１２４の上側又は第２ｎ型半導体層１２４及び第１ｎ型半導体層１２２の上側）を含むことができる。本実施例では、図２に示されるように、エッチングによる加工領域１４２の上面は、櫛形を有することができる。

窒化物デバイス１１０は、パッシベーション膜１４４を更に含むことができ、パッシベーション膜１４４は、エッチングによる加工領域１４２及び窒化物半導体領域１１６を覆う。パッシベーション膜１４４は、エッチングによる加工領域１４２の上面に位置する第１開口１４４ａ、及びｎ型コンタクト層１２７の上面に位置する第２開口１４４ｂを有する。パッシベーション膜１４４は、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、ＡｌＳｉＯ、又はシリコン系無機絶縁体を含む。シリコン系無機絶縁体は、例えばシリコン酸化物（例えばＳｉＯ_２）、シリコン窒化物（例えばＳｉ_３Ｎ_４）、又はシリコン酸窒化物（例えばＳｉＯＮ）を含むことができる。

窒化物デバイス１１０は、ｐ－電極１４６を有することができる。ｐ－電極１４６は、第１開口１４４ａ内に設けられると共に、ｎ－電極１３１は第２開口１４４ｂ内に設けられる。ｐ－電極１４６は、ｐ型コンタクト層１３８の上面に接触を成す。ｎ－電極１３１は、ｎ型コンタクト層１２７の上面に接触を成す。限定ではなく例示として、ｎ－電極１３１はＴｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕ（Ｔｉ、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｕをこの順に積層することを意味する）を含み、ｐ－電極１４６はＮｉ／Ａｕ（Ｎｉの上にＡｕを積層することを意味する）を含むことができる。本実施例では、図２に示されるように、ｎ－電極１３１の上面は、櫛形を有することができ、ｐ－電極１４６の上面は、櫛形を有することができる。

ｎ型半導体層１２５は、第１領域１２５ａ及び第２領域１２５ｂを含む。第１領域１２５ａ及び第２領域１２５ｂは、ｎ型中間領域１２９からｎ型コンタクト層１２７へ向かう軸Ａｘ１に交差する基準面Ｒｅｆに沿って配置される。活性層１１４、及びｐ型半導体層１２１は、第１領域１２５ａ上に設けられることなく、第２領域１２５ｂ上に設けられる。ｎ－電極１３１、ｎ型コンタクト層１２７、及びｎ型中間領域１２９は、第２領域１２５ｂ上に設けられることなく、第１領域１２５ａ上の一部に設けられる。窒化物デバイス１１０によれば、ｎ型コンタクト層１２７及びｎ型中間領域１２９が、選択的に第１領域１２５ａ上に設けられて、ｎ－電極１３１へのコンタクトのために、ｎ型コンタクト層１２７及びｎ型中間領域１２９が利用される。

図４（ａ）、図４（ｂ）、図５（ａ）、図５（ｂ）、図６（ａ）、図６（ｂ）、図７（ａ）、及び図７（ｂ）は、本実施の形態に係る窒化物デバイス１１０を作製する方法の主要な工程を示す図面である。引き続く作製方法の説明では、窒化物デバイス１１０として発光ダイオード構造が作製される。窒化物デバイス１１０の発光ダイオード構造は、ｎ型半導体層１２５、活性層１１４、及びｐ型半導体層１２１を含み、活性層１１４は、深紫外光を発生可能なＩＩＩ族窒化物半導体を含む。ｎ型半導体層１２５、活性層１１４、及びｐ型半導体層１２１は、ｎ型中間領域１２９からｎ－電極１３１へ向かう軸Ａｘの方向に基板１３３上において順に配列される。

図４（ａ）の工程に示されるように、エピタキシャルウエハ１６２を準備する。エピタキシャルウエハ１６２を準備することは、例えば、エピタキシャルウエハ１６２を作製すること、又は作製以外の方法によりエピタキシャルウエハ１６２を入手することを含む。

エピタキシャルウエハ１６２を作製することは、以下の工程を有することができる。

図４（ａ）の工程では、エピタキシャルウエハ１６２を作製する。エピタキシャルウエハ１６２を作製するための基板１５０を準備する。基板１５０は、例えば２インチのサファイア基板を含むＡｌＮテンプレートであることができる。エピタキシャルウエハ１６２を作製するために、複数のＩＩＩ族窒化物膜を含むＩＩＩ族窒化物積層体１６４を基板１５０上に成長する。この成長は、例えば有機金属気相成長（Ｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ：ＭＯＶＰＥ）法、又は分子線エピタキシー（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ：ＭＢＥ）法によって実行されることができる。引き続く説明では、ＭＯＶＰＥ反応炉１５５ａが採用され、ガリウム前駆体及びアルミニウム前駆体として、それぞれ、トリメチルガリウム（ＴＭＧａ）及びトリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）が用いられる。窒素源としてＮＨ_３が用いられる。

ＩＩＩ族窒化物積層体１６４は、下側ＩＩＩ族窒化物積層体１１３及び活性層１１４のための半導体膜を含む。具体的には、ＩＩＩ族窒化物積層体１６４は、窒化物半導体領域１６６と、活性層１６８とを有する。

窒化物半導体領域１６６が、基板１５０上に成長される。窒化物半導体領域１６６は、圧縮歪を内包するＩＩＩ族窒化物半導体を含む。具体的には、第１ｎ型半導体層１６５が、基板１５０上に成長され、また第２ｎ型半導体層１６７が、第１ｎ型半導体層１６５上に成長される。第１ｎ型半導体層１６５及び第２ｎ型半導体層１６７の各々は、本実施例ではｎ型ドーパント（例えば、シリコン）を含む。本実施例では、第１ｎ型半導体層１６５が、ｎ型半導体層１２５のための半導体膜として準備される。

窒化物半導体領域１６６の成長の後に、活性層１６８が成長される。具体的には、活性層１６８は、ＡｌＧａＮを含むことができる。活性層１６８は、２８５ｎｍ以下の深紫外波長領域にピーク波長を有する光を発生するように構成されることができる。限定ではなく例示として、活性層１６８は、例えば深紫外光の波長領域２００ｎｍ程度まで光を生成できる。限定ではなく例示として、活性層１６８は、深紫外波長の光を発生できるＩｎＡｌＧａＮを含むことができる。

窒化物半導体領域１６６及び活性層１６８が以下の構造を形成するように基板１５０上に成長される。窒化物半導体領域１６６は第１ｎ型半導体層１６５及び第２ｎ型半導体層１６７を含む。第１ｎ型半導体層１６５は基板１５０と活性層１６８との間に設けられ、第２ｎ型半導体層１６７は第１ｎ型半導体層１６５と活性層１６８との間に設けられる。限定ではなく例示として、第２ｎ型半導体層１６７は、第１ｎ型半導体層１６５の厚さより小さい厚さを有することができる。

活性層１６８は、既に説明されたように、量子井戸構造１６８ａを有することができる。活性層１６８の量子井戸構造１６８ａは、１又は複数の井戸層１６８ｂ及び１又は複数のバリア層１６８ｃを含む。

活性層１６８が、窒化物半導体領域１６６上に成長される。具体的には、活性層１６８は、交互に積層されたＡｌＧａＮ井戸層１６８ｂとＡｌＧａＮバリア層１６８ｃを有する構造を備える。ＡｌＧａＮ井戸層１６８ｂ及びＡｌＧａＮバリア層１６８ｃは、それぞれのＡｌ組成を持つＡｌＧａＮを含む。具体的には、ＡｌＧａＮ井戸層１６８ｂのＡｌ組成は、ＡｌＧａＮバリア層１６８ｃのＡｌ組成より小さい。ＡｌＧａＮ井戸層１６８ｂの膜厚は０．５～３．０ｎｍであってもよく、より好ましくは１．０～２．５ｎｍであってもよい。ＡｌＧａＮ井戸層１６８ｂの層数は、例えば３層であってもよい。活性層１６８の最上層が、ＡｌＧａＮ井戸層１６８ｂであってもよく、従って活性層１６８上には電子ブロック層１７４が接していてもよい。また、複数のＡｌＧａＮ井戸層１６８ｂは、互いに等しい膜厚及びＡｌ組成を有することができ、又は互いに異なる膜厚及びＡｌ組成を有することもできる。例えば、活性層１６８の最上層のＡｌＧａＮ井戸層１６８ｂは電子ブロック層１７４に接しており、このＡｌＧａＮ井戸層１６８ｂが他のＡｌＧａＮ井戸層１６８ｂに比べて薄い膜厚を有することができる。活性層１６８の発光波長は２００～２８５ｎｍであってもよく、より好ましくは２５５～２８５ｎｍであってもよい。ＡｌＧａＮ井戸層１６８ｂの膜厚は２ｎｍであってもよく、Ａｌ組成は０．４２であってもよく、Ｓｉドーパント濃度は３×１０^１７ｃｍ^－３であってもよい。また、ＡｌＧａＮバリア層１６８ｃの膜厚は３ｎｍであってもよく、Ａｌ組成は０．６６であってもよく、Ｓｉドーパント濃度は５×１０^１７ｃｍ^－３であってもよい。
活性層１６８のＡｌＧａＮの成長条件の例示：
成長圧力：４０ｋＰａ
基板温度：摂氏１０５０度

限定ではなく例示として、第１ｎ型半導体層１６５の膜厚は、８００ｎｍ以上であることができ、第２ｎ型半導体層１６７の膜厚は、２００ｎｍ未満であることができる。窒化物半導体領域１６６が、活性層１６８の成長に、基板１５０に由来する低転位密度及び良好な平坦性を提供する。

本実施例では、窒化物半導体領域１６６及び活性層１６８の成長に先立って、一又は複数のＩＩＩ族窒化物半導体層を成長することができる。ＩＩＩ族窒化物積層体１６４では、具体的には、下側ＩＩＩ族窒化物積層体１１３のための半導体領域１７１は、窒化物半導体領域１６６に加えて、以下の半導体層を含むことができる。

具体的には、基板１５０を覆うように、Ａｌ_ＵＧａ_１－ＵＮ層１７０（Ｕは、ゼロより大きくＸ以上であり、１以下）を成長することができる。Ａｌ_ＵＧａ_１－ＵＮ層１７０は、窒化物半導体領域１６６のＡｌ組成より大きなＡｌ組成を有する。限定ではなく例示として、Ａｌ_ＵＧａ_１－ＵＮ層１７０は、アンドープであることができる。また、Ａｌ_ＵＧａ_１－ＵＮ層１７０は、圧縮歪みを内包することができる。

具体的には、Ａｌ_ＵＧａ_１－ＵＮ層１７０上に別のＡｌ_ＶＧａ_１－ＶＮ層１７２（Ｖは１より小さく、０．８より大きい。ＶはＵより小さい）を成長することができる。Ａｌ_ＶＧａ_１－ＶＮ層１７２は、窒化物半導体領域１６６のＡｌ組成より大きなＡｌ組成を有する。Ａｌ_ＶＧａ_１－ＶＮ層１７２は、圧縮歪みを内包することができる。

ＩＩＩ族窒化物積層体１６４は、窒化物半導体領域１６６及び活性層１６８に加えて、アンドープＡｌ_ＵＧａ_１－ＵＮ層１７０及びアンドープＡｌ_ＶＧａ_１－ＶＮ層１７２を有することができる。

引き続き、上側ＩＩＩ族窒化物積層体１１５のための複数のＩＩＩ族窒化物半導体層１６３を活性層１６８上に成長する。具体的には、電子ブロック層１７４、ｐ型傾斜組成層１７６、及びｐ型コンタクト層１７８が、順に、活性層１６８上に成長されることができる。ＩＩＩ族窒化物積層体１６４は、電子ブロック層１７４、ｐ型傾斜組成層１７６、及びｐ型コンタクト層１７８を含むことができる。

この成長によって、エピタキシャルウエハ１６２が作製された。

図４（ｂ）の工程では、必要な場合には、当該発光デバイスの素子の外縁を規定する溝１８０ａをフォトリソグラフィ及びエッチングによりエピタキシャルウエハ１６２に形成する。エッチングは、ＩＩＩ族窒化物積層体１６４の上面から基板１５０に到達するように行われて、溝１８０ａが形成される。

図５（ａ）の工程では、エッチングによる加工領域１８２をフォトリソグラフィ及びエッチングによりエピタキシャルウエハ１６２に形成して、基板生産物ＳＰ１を作製する。エッチングは、活性層１６８を分離するようにＩＩＩ族窒化物積層体１６４の上面から窒化物半導体領域１６６（ｎ型半導体層１２５、又は第１ｎ型半導体層１６５、又は第２ｎ型半導体層１６７）に到達するように行われる。エッチングによる加工領域１８２は、溝１８０ｂによって規定される。溝１８０ｂは、上側ＩＩＩ族窒化物積層体１１５のための複数のＩＩＩ族窒化物半導体層１６３及び活性層１６８を分離する。限定ではなく例示として、溝１８０ｂの底には、第１ｎ型半導体層１６５が現れていてもよい。溝１８０ｂの底に、第１ｎ型半導体層１６５に替えて、第２ｎ型半導体層１６７が現れていてもよい。

本実施例では、第１ｎ型半導体層１６５又は第２ｎ型半導体層１６７上にｎ型中間領域１６９及びｎ型コンタクト層１７１のためのＩＩＩ族窒化物半導体膜を成長する。具体的には、ｎ型中間領域１６９及びｎ型コンタクト層１７１のＩＩＩ族窒化物半導体膜は、選択成長により形成される。引き続く説明では、ＭＯＶＰＥ反応炉１５５ｂを用いる結晶成長が採用される。

図５（ｂ）の工程では、選択成長のためのハードマスク１７３を基板生産物ＳＰ１上に形成する。ハードマスク１７３は、誘電体膜を含み、誘電体膜は、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、又はスパッタリングといった堆積法により形成される。誘電体膜は、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、ＡｌＳｉＯ、又はシリコン系無機絶縁体を含む。シリコン系無機絶縁体は、例えばシリコン酸化物（例えばＳｉＯ_２）、シリコン窒化物（例えばＳｉ_３Ｎ_４）、又はシリコン酸窒化物（例えばＳｉＯＮ）を含むことができる。ハードマスク１７３は、溝１８０ｂの底に位置する開口１７３ａを有する。例えば、ハードマスク１７３は、無機膜の堆積、並びにフォトリソグラフィ及びエッチングによる無機膜の加工、により作製される。

図５（ｂ）の工程では、ハードマスク１７３を形成した後に、ＭＯＶＰＥ反応炉１５５ｂ内に基板生産物ＳＰ１を配置して、傾斜Ａｌ組成のｎ型中間領域１６９のための成長を行う。ｎ型中間領域１６９が、ハードマスク１７３の開口１７３ａにおけるＩＩＩ族窒化物表面上に堆積する。この堆積により、ｎ型中間領域１６９は、下地の第１ｎ型半導体層１６５又は第２ｎ型半導体層１６７に接合を成す。この成長では、ガリウム前駆体及びアルミニウム前駆体の供給量が変更される。具体的には、ガリウム前駆体、例えばトリメチルガリウムを徐々に増加させる；アルミニウム前駆体、例えばトリメチルアルミニウムを徐々に減少させる；又はその両方。ｎ型中間領域１６９のＡｌ組成は、窒化物半導体領域１６６から活性層１６８への方向（図１に示される軸Ａｘ１の方向）に減少する。成長に際してｎ型ドーパントが添加される。

図６（ａ）の工程では、ハードマスク１７３を形成した後に、本実施例ではｎ型中間領域１６９の成長に連続して、ｎ型コンタクト層１７１のための成長を行う。ｎ型コンタクト層１７１が、ハードマスク１７３の開口１７３ａにおけるｎ型中間領域１６９上に堆積する。この堆積により、ｎ型コンタクト層１７１は、ｎ型中間領域１６９に接合を成す。ｎ型コンタクト層１７１は、典型的には、ｎ型ＧａＮ又はｎ型ＡｌＧａＮである。ｎ型コンタクト層１７１のＡｌ組成はゼロ以上であり、ｎ型中間領域１６９の最小Ａｌ組成以下である。成長に際してｎ型ドーパントが添加される。

図６（ｂ）の工程では、ｎ型中間領域１６９及びｎ型コンタクト層１７１の選択成長が完了した後にＭＯＶＰＥ反応炉１５５ｂから取り出される。ウエットエッチングによりハードマスク１７３は除去される。溝１８０ｂの底には、ｎ型中間領域１６９及びｎ型コンタクト層１７１の積層１７５が残される。この積層１７５は、エッチングによる加工領域１８２から離れており、第１ｎ型半導体層１６５又は第２ｎ型半導体層１６７に接合Ｊ１を成している。積層１７５内では、ｎ型コンタクト層１７１がｎ型中間領域１６９に接合Ｊ２を成している。

図７（ａ）の工程では、必要な場合には、パッシベーション膜１８４が、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、又はスパッタリングといった堆積法により形成される。パッシベーション膜１８４は、無機膜の堆積、並びにフォトリソグラフィ及びエッチングによる無機膜の加工、により作製される。パッシベーション膜１８４は、エッチングによる加工領域１８２の上面に位置する第１開口１８４ａ、及びｎ型中間領域１６９及びｎ型コンタクト層１７１の積層１７５の上面、つまりｎ型コンタクト層１７１の上面に位置する第２開口１８４ｂを有する。パッシベーション膜１８４は、例えばシリコン系無機絶縁体を含むことができる。

図７（ｂ）の工程では、選択成長の後に、電極、具体的にはｐ－電極１８６及びｎ－電極１８８を形成する。ｐ－電極１８６を第１開口１８４ａ内に形成し、形成後に熱処理を行う。ｎ－電極１８８を第２開口１８４ｂ内に形成し、形成後に熱処理を行う。ｐ－電極１８６の作製に引き続きｎ－電極１８８が作製されることができ、或いはｎ－電極１８８の作製に引き続きｐ－電極１８６が作製されることができる。ｎ－電極１８８は、ｎ型中間領域１６９及びｎ型コンタクト層１７１の積層１７５の上面、つまりｎ型コンタクト層１７１に接触を成す。ｎ－電極１８８は、Ｔｉ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕ、Ｖ／Ａｌ／Ｖ／Ａｕ、又はＶ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕといった積層構造を含むことができる。ｐ－電極は、例えばＮｉ／Ａｕ、ＩＴＯといった材料を含むことができる。

これらの工程により、窒化物デバイス１１０の一例が作製される。

この作製方法によれば、単調に変化するＡｌ組成Ｘを有するｎ型中間領域１６９が、ｎ型半導体層１２５のための窒化物半導体領域１６６を介して活性層１６８にキャリアを提供するためのコンタクト構造に良好な電気的特性を与える。

ｎ型コンタクト層１７１のＡｌ組成Ｙは、ｎ型中間領域１６９のいずれのエリアのＡｌ組成Ｘ以下である。また、ｎ型半導体層１２５のための窒化物半導体領域１６６のＡｌ組成Ｚは、ｎ型中間領域１６９のいずれのエリアのＡｌ組成Ｘ以上である。

（実施例１）
コンタクト構造１１１に係るシミュレーションを説明する。

図８（ａ）は、直接接触構造のコンタクト構造を有する素子構造（基準構造）を模式的に示す図面である。図８（ｂ）は、実験例に係るシミュレーションモデルを模式的示す図面である。図９（ａ）は、実験例に係るシミュレーションモデルを模式的示す図面である。図９（ａ）に示した実験例に係るシミュレーションモデルは、ｎ型コンタクト層がＧａＮである点で、図９（ｂ）のシミュレーションモデルと異なる。

図９（ａ）のシミュレーションモデルの素子構造は、ｎ－電極と下地ｎ型ＡｌＧａＮ（Ａｌ組成：７５％又は９０％）との間にコンタクト層（ｎ－ＧａＮ）及び傾斜Ａｌ組成の中間層（ｎ型ＡｌＧａＮ、Ａｌ組成：０％～７５％又は０％～９０％）を配置している点で、図８（ａ）に示された素子構造と異なる。図８（ｂ）のシミュレーションモデルの素子構造は、傾斜Ａｌ組成の中間層（ｎ型ＡｌＧａＮ、Ａｌ組成：０％～７５％又は０％～９０％）に替えて一定Ａｌ組成の中間層（ｎ型ＡｌＧａＮ、Ａｌ組成：０％～７０％又は０％～８０％）を配置している点で、図９（ａ）に示された素子構造と異なる。傾斜Ａｌ組成の中間層は、下地ｎ型ＡｌＧａＮの界面において出発Ａｌ組成値と、コンタクト層の界面において終端Ａｌ組成値とを有する。この中間層の傾斜Ａｌ組成は、出発Ａｌ組成値から終端Ａｌ組成値に線形に低くなる。図９（ａ）のシミュレーションモデルの素子構造において、ｎ－電極はコンタクト層（ｎ－ＧａＮ）に接触を成す。このコンタクト層は、傾斜Ａｌ組成の中間層（ｎ型ＡｌＧａＮ、Ａｌ組成：０％～７５％又は０％～９０％）に接触を成す。この中間層は、下地ｎ型ＡｌＧａＮ（Ａｌ組成：７５％又は９０％）に接触を成す。

引き続き示される結果は、図８（ｂ）、図９（ａ）、および図９（ｂ）に示した各シミュレーションモデルの素子構造のｎ－電極とｐ－電極の間に１００Ａ／ｃｍ２の電流を流すために必要な電圧と、図８（ａ）に示した直接接触構造のコンタクト構造を有する素子構造（基準構造）のｎ－電極とｐ－電極の間に１００Ａ／ｃｍ２の電流を流すために必要な電圧と、の電圧差分である。図８（ａ）に示した直接接触構造のコンタクト構造を有する素子構造（基準構造）では、電流はｐ－電極から注入され、ｐ型層、活性層、下地ｎ型ＡｌＧａＮを介してｎ－電極へ流入する。図８（ｂ）、図９（ａ）、および図９（ｂ）に示した各シミュレーションモデルの素子構造では、電流はｐ－電極から注入され、ｐ型層、活性層、下地ｎ型ＡｌＧａＮを介し、さらに、傾斜Ａｌ組成あるいは一定Ａｌ組成の中間層とコンタクト層を介してｎ－電極へ流入する。従って、図８（ｂ）、図９（ａ）、および図９（ｂ）に示した各シミュレーションモデルの素子構造では、下地ｎ型ＡｌＧａＮと傾斜Ａｌ組成あるいは一定Ａｌ組成の中間層との界面における接触抵抗、傾斜Ａｌ組成あるいは一定Ａｌ組成の中間層における抵抗、傾斜Ａｌ組成あるいは一定Ａｌ組成の中間層とコンタクト層との界面における接触抵抗、コンタクト層における抵抗の存在により、図８（ａ）に示した直接接触構造のコンタクト構造を有する素子構造（基準構造）よりも、ｎ－電極とｐ－電極の間に１００Ａ／ｃｍ^２の電流を流すために必要な電圧が上昇する。この電圧の上昇が、すなわちシミュレーションモデルの計算結果として示す電圧差分である。基準構造とシミュレーションモデルの素子構造のいずれにおいても、ｎ－電極と下地ｎ型ＡｌＧａＮとの接触抵抗、ｎ－電極とコンタクト層との接触抵抗、及びｐ－電極とｐ型層との接触抵抗はゼロと置く。

図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、図９（ａ）のシミュレーションモデルの計算結果を示すグラフである。下地のｎ型ＡｌＧａＮのＡｌ組成は７５％である。図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、図８（ｂ）のシミュレーションモデルの計算結果を示すグラフである。下地のｎ型ＡｌＧａＮのＡｌ組成は７５％である。図１０（ａ）及び図１１（ａ）のシミュレーションは、中間層が下地ｎ型ＡｌＧａＮに対してコヒーレントに成長されているモデルを用いる。図１０（ｂ）及び図１１（ｂ）のシミュレーションは、中間層が下地ｎ型ＡｌＧａＮに対して完全緩和（格子緩和率１００％）で成長されているモデルを用いる。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）において、グラフの縦軸は、中間層の終端Ａｌ組成値を示し、横軸は中間層の膜厚を示す。シミュレーションモデルにおいて、出発Ａｌ組成値は７５％である。図１１（ａ）及び図１１（ｂ）において、グラフの縦軸は、中間層の一定Ａｌ組成を示し、横軸は中間層の膜厚を示す。図１０（ａ）～図１１（ｂ）のグラフには、複数の実線が、数字と共に描かれている。数字は、電圧差分を表す。

図１０（ａ）及び図１０（ｂ）をそれぞれ図１１（ａ）及び図１１（ｂ）と比較すると、中間層が傾斜Ａｌ組成を有する実施例に係るコンタクト構造は、傾斜Ａｌ組成中間層の終端Ａｌ組成がゼロから広いＡｌ組成範囲において、低い電圧上昇を示す。具体的には、図１１（ａ）の結果では、電圧０．５ボルト以下のエリアは生じない。図１１（ｂ）の結果では、電圧０．５ボルト以下のエリアは、一定Ａｌ組成の中間層が薄い膜厚であって狭いＡｌ組成範囲においてのみ生じる。

傾斜Ａｌ組成の中間層が下地ｎ型ＡｌＧａＮに対してコヒーレントに成長している構造を示す図１０（ａ）によれば、コンタクト層がｎ－ＧａＮである構造では、実施例に係るコンタクト構造は、傾斜Ａｌ組成中間層の終端Ａｌ組成がゼロから広いＡｌ組成範囲において、低い電圧上昇を示す。限定ではなく例示として、電圧上昇３．０ボルト以下の範囲は、中間層の膜厚に関して１５ｎｍ以上である。また、中間層のＡｌ組成の終端値は、ゼロ以上６０％までの範囲である。電圧上昇０．５ボルト以下の範囲は、中間層の膜厚に関して３０ｎｍ以上である。また、中間層のＡｌ組成の終端値は、ゼロ以上４０％までの範囲である。

傾斜Ａｌ組成の中間層が下地ｎ型ＡｌＧａＮに対して完全緩和で成長している構造を示す図１０（ｂ）によれば、同様に、コンタクト層がｎ－ＧａＮである構造では、実施例に係るコンタクト構造は、傾斜Ａｌ組成中間層の終端Ａｌ組成がゼロから広いＡｌ組成範囲において、低い電圧上昇を示す。限定ではなく例示として、電圧上昇３．０ボルト以下の範囲は、中間層の膜厚に関して５ｎｍ以上である。また、中間層のＡｌ組成の終端値は、ゼロ以上４５％までの範囲である。電圧上昇０．５ボルト以下の範囲は、中間層の膜厚に関して２０ｎｍ以上である。また、中間層のＡｌ組成の終端値は、ゼロ以上２０％までの範囲である。

図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、それぞれ、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）のシミュレーションにおいて、膜厚５０ｎｍの中間層における電圧上昇を示す。図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、それぞれ、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）のシミュレーションにおいて、膜厚５０ｎｍの中間層における電圧上昇を示す。図１２（ａ）及び図１２（ｂ）において、グラフの縦軸は、電圧上昇の値を示し、横軸は傾斜Ａｌ組成中間層の終端Ａｌ組成値を示す。図１３（ａ）及び図１３（ｂ）において、グラフの縦軸は、電圧上昇の値を示し、横軸は中間層の一定Ａｌ組成を示す。

図１２（ａ）及び図１２（ｂ）において、電圧上昇の最小値は、それぞれ、０．０１４ボルト及び０．０１５ボルトであり、低い終端Ａｌ組成値の範囲（図１２（ａ）における４０％以下及び図１２（ｂ）における２０％以下）において、ほぼ一定値である。一方、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）において、電圧上昇の最小値は、それぞれ、０．７８８ボルト及び０．７６７ボルトである。一定Ａｌ組成の中間層では、電圧上昇のグラフは、下に凸形状を有する。

図１４（ａ）、図１４（ｂ）、図１４（ｃ）及び図１４（ｄ）は、それぞれ、図１０（ａ）のモデルにおいて厚さ１０ｎｍ、２０ｎｍ、３０ｎｍ及び５０ｎｍの傾斜Ａｌ組成の中間層を含むコンタクト構造におけるキャリア（電子）濃度を示す図面である。外部印加電圧はゼロであり、従って、ｎ－電極とｐ－電極の間に流れる電流は０Ａ／ｃｍ^２である。いずれのグラフにおいても、Ａｌ組成の終端値は、ゼロである。図１４（ａ）では、傾斜Ａｌ組成の中間層の領域において、エネルギー換算で１．３ｅＶ程度に対応する電子空乏化が生じている。図１４（ｂ）では、傾斜Ａｌ組成の中間層の領域において、エネルギー換算で０．８ｅＶ程度に対応する電子空乏化が生じている。図１４（ｃ）では、傾斜Ａｌ組成の中間層の領域において、わずかな電子空乏化が生じている。図１４（ｄ）では、傾斜Ａｌ組成の中間層の領域において、電子空乏化が実質的に生じていない。

図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は、図９（ａ）のシミュレーションモデルの計算結果を示すグラフである。下地のｎ型ＡｌＧａＮのＡｌ組成は９０％である。図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、図８（ｂ）のシミュレーションモデルの計算結果を示すグラフである。下地のｎ型ＡｌＧａＮのＡｌ組成は９０％である。図１５（ａ）及び図１６（ａ）のシミュレーションは、中間層が下地ｎ型ＡｌＧａＮに対してコヒーレントに成長されているモデルを用いる。図１５（ｂ）及び図１６（ｂ）のシミュレーションは、中間層が下地ｎ型ＡｌＧａＮに対して完全緩和（格子緩和率１００％）で成長されているモデルを用いる。図１５（ａ）及び図１５（ｂ）において、グラフの縦軸は、中間層の終端Ａｌ組成値を示し、横軸は中間層の膜厚を示す。シミュレーションモデルにおいて、出発Ａｌ組成値は９０％である。図１６（ａ）及び図１６（ｂ）において、グラフの縦軸は、中間層の一定Ａｌ組成を示し、横軸は中間層の膜厚を示す。図１５（ａ）～図１６（ｂ）のグラフには、複数の実線が、数字と共に描かれている。数字は、電圧差分を表す。

図１５（ａ）及び図１５（ｂ）をそれぞれ図１６（ａ）及び図１６（ｂ）と比較すると、実施例に係るコンタクト構造は、Ａｌ組成ゼロから広いＡｌ組成範囲において、低い電圧上昇を示す。具体的には、図１６（ａ）の結果では、電圧上昇２．５ボルト以下のエリアは生じない。図１６（ｂ）の結果では、電圧２．５ボルト以下のエリアは、一定Ａｌ組成の中間層が薄い膜厚であって狭いＡｌ組成範囲においてのみ生じる。

傾斜Ａｌ組成の中間層が下地ｎ型ＡｌＧａＮに対してコヒーレントに成長している構造を示す図１５（ａ）によれば、コンタクト層がｎ－ＧａＮである構造では、実施例に係るコンタクト構造は、傾斜Ａｌ組成中間層の終端Ａｌ組成がゼロから広いＡｌ組成範囲において、低い電圧上昇を示す。限定ではなく例示として、電圧上昇３．０ボルト以下の範囲は、中間層の膜厚に関して３０ｎｍ以上である、また中間層のＡｌ組成の終端値は、ゼロ％以上５５％までの範囲である。電圧上昇１．０ボルト以下の範囲は、中間層の膜厚に関して３５ｎｍ以上である。また、中間層のＡｌ組成の終端値は、ゼロ以上４５％までの範囲である。

傾斜Ａｌ組成の中間層が下地ｎ型ＡｌＧａＮに対して完全緩和して成長している構造を示す図１５（ｂ）によれば、同様に、コンタクト層がｎ－ＧａＮである構造では、実施例に係るコンタクト構造は、傾斜Ａｌ組成中間層の終端Ａｌ組成がゼロから広いＡｌ組成範囲において、低い電圧上昇を示す。限定ではなく例示として、電圧上昇３．０ボルト以下の範囲は、中間層の膜厚に関して１０ｎｍ以上である。また中間層のＡｌ組成の終端値は、ゼロ％以上３０％までの範囲である。電圧上昇１．０ボルト以下の範囲は、中間層の膜厚に関して２５ｎｍ以上である。また、中間層のＡｌ組成の終端値は、ゼロ以上２０％までの範囲である。

図１０（ａ）に示されたグラフ上のいくつかの膜厚におけるコンタクト構造（コヒーレント成長）のキャリア濃度（図示されていない）を調べた。厚さ２０ｎｍ及び終端Ａｌ組成０％の傾斜Ａｌ組成の中間層を含むコンタクト構造では、傾斜Ａｌ組成の中間層の領域において、エネルギー換算で０．８ｅＶを超える値に対応する電子濃度の低下が生じている。厚さ２０ｎｍ及び終端Ａｌ組成２０％の傾斜Ａｌ組成の中間層を含むコンタクト構造では、傾斜Ａｌ組成の中間層の領域において、エネルギー換算で０．４ｅＶ程度に対応するわずかな電子濃度の低下が生じている。

図１０（ｂ）に示されたグラフ上のいくつかの膜厚におけるコンタクト構造（完全緩和成長）のキャリア濃度（図示されていない）を調べた。厚さ２０ｎｍ及び終端Ａｌ組成０％の傾斜Ａｌ組成の中間層を含むコンタクト構造では、傾斜Ａｌ組成の中間層の領域において、エネルギー換算で０．２ｅＶ程度に対応する電子濃度の変化であって、電子濃度の減少が実質的に生じていない（電子空乏化がほとんど生じていない）。厚さ２０ｎｍ及び終端Ａｌ組成２０％の傾斜Ａｌ組成の中間層を含むコンタクト構造では、傾斜Ａｌ組成の中間層の領域において、エネルギー換算で０．４ｅＶ程度に対応するわずかな電子空乏化が生じている。

図１７（ａ）及び図１７（ｂ）は、それぞれ、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）のシミュレーションにおいて、膜厚５０ｎｍの中間層における電圧上昇を示す。図１７（ｃ）及び図１７（ｄ）は、それぞれ、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）のシミュレーションにおいて、膜厚５０ｎｍの中間層における電圧上昇を示す。図１７（ａ）及び図１７（ｂ）において、グラフの縦軸は、電圧上昇の値を示し、横軸は傾斜Ａｌ組成中間層の終端Ａｌ組成値を示す。図１７（ｃ）及び図１７（ｄ）において、グラフの縦軸は、電圧上昇の値を示し、横軸は中間層の一定Ａｌ組成を示す。

図１７（ａ）及び図１７（ｂ）において、電圧上昇の最小値は、共に、それぞれ、０ボルトであり、低い終端Ａｌ組成値の範囲（図１７（ａ）における４０％以下及び図１７（ｂ）における２０％以下）において、ほぼ一定値である。一方、図１７（ｃ）及び図１７（ｄ）において、電圧上昇の最小値は、それぞれ、２．７０ボルト及び２．５２ボルトである。一定Ａｌ組成の中間層では、電圧上昇のグラフは、下に凸形状を有する。

図９（ｂ）は、実験例に係るシミュレーションモデルを模式的示す図面である。図９（ｂ）のシミュレーションモデルの素子構造は、コンタクト層がＡｌＧａＮである点で、図９（ａ）に示された素子構造と異なる。この入れ替えに応じて、傾斜Ａｌ組成の中間層（ｎ型ＡｌＧａＮ）は４０％～７５％のＡｌ組成範囲を有する。この中間層の傾斜Ａｌ組成は、出発Ａｌ組成値から終端Ａｌ組成値に線形に低くなる。コンタクト層のＡｌ組成は、４０％である。図９（ｂ）のシミュレーションモデルの素子構造において、ｎ－電極はコンタクト層（ｎ－ＡｌＧａＮ）に接触を成す。このコンタクト層は傾斜Ａｌ組成の中間層に接触を成す。この中間層は下地ｎ型ＡｌＧａＮ（Ａｌ組成：７５％）に接触を成す。

図１８は、図９（ｂ）のシミュレーションモデルの計算結果を示すグラフである。図１８のシミュレーションは、中間層及びコンタクト層が下地ｎ型ＡｌＧａＮに対してコヒーレントに成長されているモデルを用いる。図１８において、グラフの縦軸は、中間層のＡｌ組成の終端値を示し、横軸は中間層の膜厚を示す。図１８のグラフには、複数の実線が、数字と共に描かれている。数字は、電圧差分を表す。シミュレーションモデルにおいて、出発Ａｌ組成値は７５％である。下地のｎ型ＡｌＧａＮのＡｌ組成は７５％である。

傾斜Ａｌ組成の中間層が下地ｎ型ＡｌＧａＮに対してコヒーレントに成長している構造を示す図１８のグラフによれば、コンタクト層がｎ－ＡｌＧａＮである構造では、実施例に係るコンタクト構造は、Ａｌ組成４０％から広いＡｌ組成範囲において、低い電圧上昇を示す。限定ではなく例示として、電圧上昇１ボルト以下の範囲は、中間層の膜厚に関して３ｎｍ以上である。また、中間層のＡｌ組成の終端値は、４０％以上６０％までの範囲である。傾斜組成の中間層の厚さが１５ｎｍ以上であると、電圧上層はほぼゼロである。参考のための値として、Ａｌ組成４０％のＡｌＧａＮコンタクト層がＡｌ組成７５％の下地ｎ型ＡｌＧａＮにコヒーレントに成長して直接に接合を成す構造では、１．３ボルト程度の電圧上昇が生じる。限定ではなく例示として、コンタクト層がｎ型ＡｌＧａＮである構造では、中間層のＡｌ組成の終端値は、コンタクト層のＡｌ組成値と同じ値であることができ、コンタクト層のＡｌ組成値より大きな値であることができる。また、中間層のＡｌ組成の出発値は、下地ｎ型ＡｌＧａＮのＡｌ組成値と同じ値であることができ、又は下地ｎ型ＡｌＧａＮのＡｌ組成値より小さなＡｌ組成値であることができる。

図９（ｂ）のシミュレーションモデルの構造では、活性層の発光波長が、例えば２８０ｎｍである。ｎ－電極は、深紫外光に対して高い反射率を示すＡｌがコンタクト層に直接触する構造を用いる。コンタクト層のＡｌ組成が４０％であるので、コンタクト層は波長２８０ｎｍの光に対して透明である。活性層から出た深紫外光の一部は、コンタクト層を透過して、ｎ－電極で反射される。この反射光は、デバイスの外部に取り出される。この構造は、高い外部量子効率を示す。

図１０、図１２、図１４，図１５，図１７（ａ）、図１７（ｂ）、図１８に示した結果は、図９（ａ）および図９（ｂ）に示したシミュレーションモデル中の傾斜Ａｌ組成中間層のＡｌ組成が線形ではなく階段状に変化した場合であっても、中間層内におけるＡｌ組成の不連続性が十分に小さければ実質的に同様の結果となる。

（実施例２）
コンタクト構造に関する測定結果を説明する。図１９は、コンタクト構造に係る実験のためのデバイス構造を示す図面である。

図１９（ａ）及び図１９（ｂ）は、共に、コンタクト構造のエピ構造及び電気的測定のためのコンタクト構造を示す。エピ構造は、以下の手順で作製される。ＭＯＶＰＥ法により、ＡｌＮテンプレート（図では省略）上に、下地ｎ型ＡｌＧａＮ、傾斜Ａｌ組成中間層（ｎ型ＡｌＧａＮ）、ｎ－ＧａＮコンタクト層を順に連続して成長する。下地ｎ型ＡｌＧａＮのＡｌ組成は７５％であり、膜厚は５００ｎｍである。傾斜Ａｌ組成の中間層の出発Ａｌ組成は７５％（固定）であり、終端Ａｌ組成は、０％、２０％、及び４０％を用いて３種類のエピ構造を作製した。また、傾斜Ａｌ組成の中間層の膜厚は、２０ｎｍ及び５０ｎｍを用いて２種類のエピ構造を作製した。いずれのエピ構造においても、コンタクト層の膜厚は２００ｎｍである。参照のためのエピ構造は、図１９（ｂ）に示されるように、傾斜Ａｌ組成中間層を含まず、下地ｎ型ＡｌＧａＮ上に直接に成長されたｎ－ＧａＮコンタクト層を含む。

図１９（ａ）及び図１９（ｂ）に示されるように、エピ構造の表面に真空蒸着法を用いて電極を形成する。エピ構造物上に、Ｔｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕ（厚さ：３０／１００／７０／１５０ｎｍ）の電極のための金属膜を堆積する。これらの金属膜を堆積した後に、Ｎ_２雰囲気において、摂氏８００度、２分間の熱処理を施した。

電極とコンタクト層との接触抵抗を評価するために、電極は、円形の電極（内側電極）と、それを取り囲む円環状の電極（外側電極）を含む。内側電極及び外側電極は、これらの間の距離が２～４８μｍの範囲においていくつかの値にあるように形成される。ｃＴＬＭ（ｃｉｒｃｕｌａｒ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｌｅｎｇｔｈ ｍｅｔｈｏｄ：ｃＴＬＭ）法を用いて、電気的測定が行われた。

図１９（ｃ）及び図１９（ｄ）は、電気的測定のためのコンタクト構造を示す。内側電極及び外側電極を備える電極エピ構造物に、内側電極と外側電極の間のエリアにドライエッチングを用いて下地ｎ型ＡｌＧａＮに到達する溝を形成する。

図２０（ａ）及び図２０（ｂ）は、図１９（ｂ）に示されたコンタクト構造の電気的測定の結果を示す。図２０（ａ）は、図１９（ｂ）に示されたコンタクト構造の内側電極と外側電極の２端子間の電流電圧（Ｉ－Ｖ）特性である。Ｉ－Ｖ曲線が直線に近いので、電極とコンタクト層とは良好なオーミック接触を成すことがわかる。図２０（ｂ）は、図２０（ａ）から求めた２端子間の抵抗値を、電極間隔に対してプロットしたグラフである。グラフ中の黒点（Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ）は測定値を示し、破線（Ｆｉｔｔｉｎｇ）は、以下の式（１）を用いて実験値から最小二乗近似により求められたフィッティング曲線を示す。
式（１）：Ｒ＝Ｒｓｈ／２π｛ｌｎ（ｒ１／ｒ２）＋Ｌｔ（１／ｒ１＋１／ｒ２）｝
Ｒ：２端子間の抵抗値
ｒ１：内側電極の半径
ｒ２：外側電極の半径
Ｒｓｈ：半導体層のシート抵抗
Ｌｔ：伝送長
ｌｎ：自然対数
Ｒｓｈ及びＬｔがフィッティングパラメータである。
電極とコンタクト層の特性接触抵抗ρｃは以下の式（２）で求められる。
式（２）：ρｃ＝Ｒｓｈ×Ｌｔ^２
フィッティングにより導出した特性接触抵抗ρｃはρｃ＝２．２×１０^－４Ω・ｃｍ^２であり、この実験により、電極とコンタクト層の接触抵抗が低いことが示される。

図２１（ａ）及び図２１（ｂ）は、図１９（ｄ）に示されたコンタクト構造の電気的測定の結果を示す。図２１（ａ）は、図１９（ｄ）に示されたコンタクト構造の内側電極と外側電極の２端子間のＩ－Ｖ特性である。図２１（ｂ）は、図２１（ａ）から求めた２端子間の抵抗値を、電極間隔に対してプロットしたグラフである。図２１（ａ）のＩ－Ｖ特性は整流性を示している。これを図２０（ａ）に示された直線的なＩ－Ｖ特性と比較すると、この整流特性はコンタクト層と下地ｎ型ＡｌＧａＮとの界面で生じていると推測される。図２１（ｂ）に示された破線は、式（１）を用いて計算された。図２１（ｂ）に示された抵抗値（縦軸）は、１０ｍＡの２端子間電流における抵抗値である。このグラフから式（２）を用いて導出されたコンタクト抵抗は、ρｃ＝６．９×１０^－２Ω・ｃｍ^２である。この特性接触抵抗ρｃは電極－コンタクト層の界面の接触抵抗と、コンタクト層の抵抗と、コンタクト層－下地ｎ型ＡｌＧａＮの界面の接触抵抗との和であると推測される。

既に説明したように、電極－コンタクト層の界面の接触抵抗は小さい。また、コンタクト層の抵抗も小さい。従って、特性接触抵抗ρｃの大きさは、コンタクト層－下地ｎ型ＡｌＧａＮ界面の接触抵抗が大きいことを示す。コンタクト層－下地ｎ型ＡｌＧａＮの界面の接触抵抗が大きいことは、コンタクト層－下地ｎ型ＡｌＧａＮの界面における電圧上昇が大きいことを意味する。

図２２（ａ）及び図２２（ｂ）は、図１９（ａ）に示されたコンタクト構造の電気的測定の結果を示す。このコンタクト構造では、傾斜Ａｌ組成中間層の膜厚は５０ｎｍであり、終端Ａｌ組成は０％である。図２２（ａ）は、図１９（ａ）に示されたコンタクト構造の内側電極と外側電極の２端子間のＩ－Ｖ特性である。Ｉ－Ｖ曲線が直線的であるので、図２２（ａ）のＩ－Ｖ特性は良好なオーミック接触を示している。図２１（ｂ）は、図２２（ａ）から求めた２端子間の抵抗値を、電極間隔に対してプロットしたグラフである。破線は、フィッティングにより導出された。フィッティングによる特性接触抵抗ρｃは、ρｃ＝２．６×１０^－４Ω・ｃｍ^２であり、この値は、電極とコンタクト層との接触抵抗が低いことを示す。

図２３（ａ）及び図２３（ｂ）は、図１９（ｃ）に示されたコンタクト構造の電気的測定の結果を示す。このコンタクト構造では、傾斜Ａｌ組成中間層の膜厚は５０ｎｍであり、終端Ａｌ組成は０％である。図２３（ａ）は、図１９（ｃ）に示されたコンタクト構造の内側電極と外側電極の２端子間のＩ－Ｖ特性である。Ｉ－Ｖ曲線が直線的であるので、図２３（ａ）のＩ－Ｖ特性は整流性を示さない。図２３（ｂ）は、図２３（ａ）から求めた２端子間の抵抗値を、電極間隔に対してプロットしたグラフである。破線は、フィッティングにより導出された。フィッティングによる特性接触抵抗ρｃは、ρｃ＝２．９×１０^－４Ω・ｃｍ^２である。この特性接触抵抗ρｃは、電極－コンタクト層の界面における接触抵抗と、コンタクト層の抵抗と、コンタクト層と傾斜Ａｌ組成の中間層の界面における接触抵抗と、傾斜Ａｌ組成の中間層の抵抗と、傾斜Ａｌ組成の中間層と下地ｎ型ＡｌＧａＮの界面における接触抵抗との和であると推測される。図２２（ｂ）に示された電極－コンタクト層の界面の接触抵抗と、図２３（ｂ）に示された電極－コンタクト層の界面の接触抵抗およびコンタクト層－下地ｎ型ＡｌＧａＮの各層および各界面の接触抵抗の和が非常に近いので、コンタクト層－下地ｎ型ＡｌＧａＮの各層および各界面の接触抵抗は小さい。すなわち、この傾斜Ａｌ組成の中間層を導入すると、コンタクト層から下地ｎ型ＡｌＧａＮに電流が流れる際に生じる電圧上昇が非常に小さい。

図２４は、傾斜Ａｌ組成の中間層のＡｌ組成に対する特性接触抵抗の依存性をいくつかの膜厚について示すグラフである。縦軸は、特性接触抵抗を示し、横軸は傾斜Ａｌ組成の中間層のＡｌ組成を示す。特性接触抵抗は、電極－コンタクトの層界面の接触抵抗およびコンタクト層－下地ｎ型ＡｌＧａＮの各層および各界面の接触抵抗の和を指す。グラフに示された特性を有するいずれのコンタクト構造も、実質的に同じ電極－コンタクト層の界面の接触抵抗と、コンタクト層の抵抗と、傾斜Ａｌ組成中間層の抵抗を有するので、グラフにおける特性接触抵抗の違いは、コンタクト層－傾斜Ａｌ組成中間層の界面の接触抵抗と、傾斜Ａｌ組成中間層－下地ｎ型ＡｌＧａＮの界面の接触抵抗の和の違いを反映していると考えられる。これらの界面の接触抵抗が小さいことは、コンタクト層から下地ｎ型ＡｌＧａＮに電流が流れる際に生じる電圧上昇が小さいことを意味する。

図２４の結果によれば、以下のことが示される。まず、傾斜Ａｌ組成の中間層の薄い膜厚（２０ｎｍ）よりも厚い膜厚（５０ｎｍ）が、特性接触抵抗の低減に寄与できる。つぎに、膜厚が薄い場合（２０ｎｍ）に、特性接触抵抗のＡｌ組成依存性が大きくなって、傾斜Ａｌ組成の中間層の終端Ａｌ組成が２０％の時に最小値となる。また、膜厚が厚い場合（５０ｎｍ）に、特性接触抵抗のＡｌ組成依存性が小さくなって、傾斜Ａｌ組成の中間層の終端Ａｌ組成が２０％の時に最小値になる。これらの傾向は、図１０（ａ）に示した、傾斜Ａｌ組成の中間層が下地ｎ型ＡｌＧａＮに対してコヒーレントに成長する構造においてシミュレーションによって導出した結果も同様である。

実施例２の実験によれば、実施例１におけるシミュレーションの結果が支持される。

（実施例３）
図２５は、図１９（ａ）に示されたエピ構造（電極を含まず）のＸ線回折逆格子空間マッピング（ＸＲＤ－ＲＳＭ）の測定結果を示す図面である。エピ構造は、出発Ａｌ組成７５％、終端Ａｌ組成２０％、及び膜厚５０ｎｍの傾斜Ａｌ組成の中間層を含む。ＸＲＤ－ＲＳＭ測定は、（１０－１５）回折で行なわれた。このマッピング測定から、エピ構造内の個々の半導体層の面内方向の格子定数及び面内方向に垂直方向の格子定数が導出される。個々の半導体層に対応するピークｑｃ及びピークｑｍが、それぞれ、ｃ軸方向の格子定数の逆数及びｍ軸方向の格子定数の逆数に対応する。例えば、ＡｌＮ及びＡｌＧａＮ緩衝層が、図１９（ａ）では省略されており、エピ構造では下地ｎ型ＡｌＧａＮはこれらを下地として成長される。ＡｌＮ及びＡｌＧａＮ緩衝層のピークｑｃ値が、下地ｎ型ＡｌＧａＮのピークｑｃ値より大きいので、ＡｌＮホモエピ層及びＡｌＧａＮ緩衝層のｃ軸方向の格子定数が下地ｎ型ＡｌＧａＮのｃ軸方向の格子定数小さい。一方で、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ緩衝層、下地ｎ－ＡｌＧａＮのいずれも、ほぼ等しいピークｑｍ値を有するので、これらの層の面内方向の格子定数はほぼ等しい。これは、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ緩衝層、及び下地ｎ型ＡｌＧａＮが、コヒーレントに成長していることを示す。

図２５において、傾斜Ａｌ組成の中間層に対応するピークのｑｍはほぼ一定の値を保っており、かつ、下地ｎ型ＡｌＧａＮに対応するピークのｑｍとほぼ同じ値である。これは、傾斜Ａｌ組成の中間層が下地ｎ型ＡｌＧａＮにコヒーレントに成長していることを示す。一方で、傾斜Ａｌ組成の中間層に対応するピークは、下地ｎ型ＡｌＧａＮのピークｑｍ値と同じ位置に、ｑｃ方向に広がった測定値として示されている。これは、傾斜Ａｌ組成の中間層のＡｌ組成が７５％から２０％まで連続的に変化することに応じて、ｃ軸方向の格子定数が連続的に変化していることを反映している。

コンタクト層（ｎ－ＧａＮ）に対応するピークのｑｍの絶対値は、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ緩衝層、下地ｎ型ＡｌＧａＮ、傾斜Ａｌ組成の中間層のｑｍの絶対値よりも小さい。これは、コンタクト層（ｎ－ＧａＮ）の面内方向の格子定数が他の半導体層の面内方向の格子定数よりも大きく、コンタクト層（ｎ－ＧａＮ）は格子緩和していることを示す。図２５において、格子緩和率は約８０％と見積もられる。

（実施例４）
図２６（ａ）～図２６（ｆ）は、図１９（ａ）に示されたエピ構造の表面の微分干渉顕微鏡像を示す図面である。具体的には、図２６（ａ）から図２６（ｃ）は、厚さ２０ｎｍの傾斜Ａｌ組成中間層を有するコンタクト構造の表面モフォロジを示し、図２６（ｄ）から図２６（ｆ）は、厚さ５０ｎｍの傾斜Ａｌ組成中間層を有するコンタクト構造の表面モフォロジを示す。図２６（ａ）及び図２６（ｄ）は、出発Ａｌ組成及び終端Ａｌ組成がそれぞれ７５％及び０％の傾斜Ａｌ組成中間層を有するコンタクト構造の表面モフォロジを示す。図２６（ｂ）及び図２６（ｅ）は、出発Ａｌ組成及び終端Ａｌ組成がそれぞれ７５％及び２０％の傾斜Ａｌ組成中間層を有するコンタクト構造の表面モフォロジを示す。図２６（ｃ）及び図２６（ｆ）は、出発Ａｌ組成及び終端Ａｌ組成がそれぞれ７５％及び４０％の傾斜Ａｌ組成中間層を有するコンタクト構造の表面モフォロジを示す。

図２６（ｂ）、図２６（ｃ）、図２６（ｅ）及び図２６（ｆ）の表面モフォロジは、図２６（ａ）及び図２６（ｄ）の表面モフォロジより平坦である。これによれば、Ａｌ組成が２０％以上のＡｌＧａＮの成長では、傾斜Ａｌ組成中間層の格子緩和が抑制されていると推測される。コンタクト層の良好な表面平坦性は、その上への電極形成、及びその他のプロセスに対して好ましい。これ故に、傾斜Ａｌ組成中間層の終端Ａｌ組成値は、良好な表面平坦性を提供できる２０％以上であることが望ましい。

図２７は、深紫外発光ダイオードのＩ－Ｖ特性を示す図面である。破線の「Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ」は、図８（ａ）に示された構造の特性を示し、実線の「Ｎｏｖｅｌ」は、図９（ａ）に示された構造、つまり図８（ａ）の構造において、ｎ－電極と下地ｎ型ＡｌＧａＮとの間に傾斜Ａｌ組成のｎ型ＡｌＧａＮ中間層、及びｎ型ＧａＮコンタクト層を含む選択成長の積層を設けた構造の特性を示す。傾斜Ａｌ組成のｎ型ＡｌＧａＮ中間層の出発Ａｌ組成は７５％であり、終端Ａｌ組成は２０％である。傾斜Ａｌ組成ｎ型ＡｌＧａＮ中間層の厚さは、５０ｎｍである。下地ｎ型ＡｌＧａＮのＡｌ組成は７５％である。コンタクト層及び傾斜Ａｌ組成の中間層を用いるコンタクト構造は、ｎ－電極から下地ｎ型ＡｌＧａＮまでの抵抗が低い。「Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ」と「Ｎｏｖｅｌ」とを比較すると、１００Ａ／ｃｍ^２において、約４Ｖの動作電圧が低減される。

（実施例５）
コンタクト構造に係る技術背景について説明する。深紫外発光ダイオードの下地ｎ型ＡｌＧａＮのＡｌ組成には、以下の技術的事項が求められる。

第１に、活性層からの深紫外光が下地のｎ型ＡｌＧａＮを透過可能であること。
具体的には、発光波長が２８５ｎｍであれば、下地ｎ型ＡｌＧａＮが４０％以上のＡｌ組成を有することが求められる。発光波長が２６５ｎｍであれば、下地ｎ型ＡｌＧａＮは、６０％以上のＡｌ組成を有することが求められる。発光波長が２２０ｎｍであれば、下地ｎ型ＡｌＧａＮは、９０％以上Ａｌ組成を有することが求められる。

第２に、下地ｎ型ＡｌＧａＮは下地の半導体に対してコヒーレントに成長されること。
下地ｎ型ＡｌＧａＮが格子緩和してミスフィット転位が発生すると、活性層の結晶品質を低下させ、発光効率が低下する。下地ｎ型ＡｌＧａＮの格子緩和を抑制するために、下地ｎ型ＡｌＧａＮを下地のＡｌＮテンプレート又はＡｌＮ基板に対してコヒーレントに成長させる。このためには、典型的には、下地ｎ型ＡｌＧａＮのＡｌ組成は５０％以上であることが望ましく、６０％以上であることがさらに望ましい。ＡｌＮへのコヒーレント成長の観点では、下地ｎ型ＡｌＧａＮは、より大きなＡｌ組成を有することがよい。ＡｌＮテンプレートが圧縮歪みを内包している場合は、ＡｌＮテンプレートが無歪みあるいは引っ張り歪みを内包している場合よりも、ＡｌＮテンプレートへコヒーレントに成長できる下地ｎ型ＡｌＧａＮのＡｌ組成の範囲が狭い範囲、すなわち、高いＡｌ組成に限定される。

第３に、下地ｎ型ＡｌＧａＮにおいてその面内方向に電子をドリフトさせて広げられること。
下地ｎ型ＡｌＧａＮには、電極からの電子を面内にわたって広げるために、高い導電性が求められる。下地ｎ型ＡｌＧａＮのＡｌ組成が８０％を超えると、その導電性が急激に低下する。下地ｎ型ＡｌＧａＮのＡｌ組成は８０％以下であることが望ましい。電子を面内に広げるという観点からは、下地ｎ－ＡｌＧａＮのＡｌ組成は低いことが良い。

第４に、下地ｎ型ＡｌＧａＮとｎ－電極との接合はオーミック性を示す低い接触抵抗であること。
下地ｎ型ＡｌＧａＮとｎ－電極との接触が高い接触抵抗を示す場合、又は該接触がショットキー特性を示す場合、この接触における電圧降下が大きくなり、ウォールプラグ効率の低下及び発熱の増大を引き起こす。下地ｎ型ＡｌＧａＮのＡｌ組成が高いと、接触抵抗が高くなり、またオーミック接触を形成することが困難になる。このため、下地ｎ型ＡｌＧａＮのＡｌ組成は６０％以下が望ましい。良好なコンタクト特性の観点からは、下地ｎ型ＡｌＧａＮのＡｌ組成は低いことが良い。

上記の第２項目と第４項目を同時に満足する下地ｎ型ＡｌＧａＮのＡｌ組成はごく狭い範囲に限られる。従って、活性層の結晶品質の低下に伴う発光効率の低下を抑制しつつ、低いｎ－電極との接触抵抗を実現できる下地ｎ型ＡｌＧａＮを形成することは困難である。加えて、短い発光波長のデバイスでは、下地ｎ型ＡｌＧａＮのＡｌ組成に対して、第１項目が第２項目よりも厳しい要求を課す。この場合、第１項目がコンタクト特性に関連するようになる。

図２７に示した深紫外発光ダイオードは、ＡｌＮから構成されるテンプレート層１２０とＡｌＧａＮから構成されるｎ型半導体層１２５を含む。Ｘ線回折測定により評価したＡｌＮからなるテンプレート層１２０の（０００２）ロッキングカーブ半値全幅（ＸＲＣ－ＦＷＨＭ）は２９ａｒｃｓｅｃであり、同じく（１０－１２）ＸＲＣ－ＦＷＨＭは２６２ａｒｃｓｅｃである。ＡｌＧａＮからなるｎ型半導体層１２５の（０００２）ＸＲＣ－ＦＷＨＭは４９ａｒｃｓｅｃであり、同じく（１０－１２）ＸＲＣ－ＦＷＨＭは２５１ａｒｃｓｅｃである。

本実施の形態における典型的な形態を以下に示す。

実施例に係る第一形態は、半導体発光デバイスであって、該半導体発光デバイスは、ＩＩＩ族構成元素としてアルミニウムを含むＩＩＩ族窒化物半導体を備えるｎ型半導体層と、前記ｎ型半導体層上に設けられたｐ型半導体層と、前記ｎ型半導体層上に設けられたＩＩＩ族窒化物半導体を含み深紫外光を発生可能な活性層と、前記ｎ型半導体層上に設けられＩＩＩ族構成元素としてガリウムを含むＩＩＩ族窒化物半導体のｎ型コンタクト層と、前記ｎ型半導体層上に設けられＩＩＩ族構成元素としてガリウム及びアルミニウムを含むＩＩＩ族窒化物半導体のｎ型中間領域と、金属を含むｎ－電極と、を備え、前記ｎ型中間領域は、前記ｎ型コンタクト層と前記ｎ型半導体層との間に設けられ、前記ｎ型コンタクト層は、前記ｎ型中間領域と前記ｎ－電極との間に設けられ、前記ｎ型中間領域のＡｌ組成Ｘは、前記ｎ型コンタクト層のＡｌ組成Ｙ以上であり、前記ｎ型コンタクト層の前記Ａｌ組成Ｙは、ゼロ以上であり、前記ｎ型中間領域の前記Ａｌ組成Ｘは、前記ｎ型半導体層のＡｌ組成Ｚ以下であり、前記ｎ型中間領域の前記Ａｌ組成Ｘは、前記ｎ型半導体層から前記ｎ型コンタクト層への方向に単調に変化し、前記ｎ型中間領域は、前記ｎ型中間領域の前記Ａｌ組成Ｘが前記ｎ型中間領域の少なくとも一部分において前記ｎ型半導体層から前記ｎ型コンタクト層への方向に減少する傾斜組成及び階段組成の少なくともいずれか一方を有し、前記ｎ型半導体層、前記活性層、前記ｐ型半導体層は、前記ｎ型中間領域から前記ｎ－電極へ向かう軸の方向に順に配列される。

半導体発光デバイスによれば、ｎ型半導体層からｎ型コンタクト層への方向に単調に変化するＡｌ組成Ｘを有するｎ型中間領域が、ｎ型半導体層を介して活性層にキャリアを提供するためのコンタクト構造に良好な電気的特性を与える。

ｎ型コンタクト層のＡｌ組成Ｙは、ｎ型中間領域のいずれのエリアのＡｌ組成Ｘ以下である。また、ｎ型半導体層のＡｌ組成Ｚは、ｎ型中間領域のいずれのエリアのＡｌ組成Ｘ以上である。

第一形態に係る半導体発光デバイスでは、前記ｎ型中間領域は、前記ｎ型中間領域の前記Ａｌ組成Ｘが前記ｎ型中間領域の少なくとも一部分において前記ｎ型半導体層から前記ｎ型コンタクト層への方向に減少する傾斜組成及び階段組成の少なくともいずれか一方を有する。

半導体発光デバイスによれば、ｎ型中間領域において単調に変化するＡｌ組成は、傾斜組成及び階段組成によって提供される。

第一形態に係る半導体発光デバイスでは、前記ｎ型中間領域は、Ａｌ_ＸＧａ_１－ＸＮを含み、前記ｎ型中間領域の前記Ａｌ組成Ｘは、前記ｎ型中間領域の全体にわたって前記ｎ型半導体層から前記ｎ型コンタクト層への方向に減少する。

半導体発光デバイスによれば、ｎ型中間領域は、ｎ型半導体層に関連する界面及びｎ型コンタクト層に関連する界面を有しており、一方の界面から他方の界面に向けてＡｌ組成Ｘが減少する。

第一形態に係る半導体発光デバイスでは、前記ｎ型コンタクト層は、ｎ型ＧａＮ、ｎ型ＡｌＧａＮ、又はｎ型ＩｎＡｌＧａＮのいずれか１つを含む。

半導体発光デバイスによれば、ｎ型コンタクト層には、窒化ガリウム系半導体のｎ型ＧａＮ、ｎ型ＡｌＧａＮ、又はｎ型ＩｎＡｌＧａＮが提供されることができる。

第一形態に係る半導体発光デバイスでは、前記ｎ型コンタクト層の面内方向の格子定数は、前記ｎ型中間領域の面内方向の格子定数に等しい又は前記ｎ型中間領域の面内方向の格子定数よりも大きい。

半導体発光デバイスによれば、ｎ型コンタクト層には、ｎ型中間領域に対して格子緩和しているＩＩＩ族窒化物が提供される。ｎ型中間領域に対して格子緩和しているｎ型コンタクト層は、該ｎ型コンタクト層とｎ型中間領域との界面における電気抵抗を低下させることができる。

第一形態に係る半導体発光デバイスでは、前記ｎ型コンタクト層は、前記ｎ型半導体層に対して０．５以上の格子緩和率を有する。

半導体発光デバイスによれば、ｎ型コンタクト層には、ｎ型半導体層に対して０．５以上の格子緩和率を有するＩＩＩ族窒化物が提供されることができる。

第一形態に係る半導体発光デバイスでは、ｎ型半導体層の前記ＩＩＩ族窒化物半導体は、ＡｌＮ及びＡｌＧａＮのいずれか一方を含む。

半導体発光デバイスによれば、ｎ型コンタクト層及びｎ型中間領域の下地として、ＡｌＮ又はＡｌＧａＮを用いることができる。

第一形態に係る半導体発光デバイスでは、深紫外光の波長は２８５ｎｍ以下の範囲にある。

半導体発光デバイスによれば、２８５ｎｍ以下の波長の深紫外光では、高いＡｌ組成の活性層が必要であり、活性層への電流経路も高いＡｌ組成のＩＩＩ族窒化物により形成される。高いＡｌ組成のＩＩＩ族窒化物への良好なｎ側コンタクト構造は、ｎ型中間領域、ｎ型コンタクト層及びｎ－電極の組み合わせにより提供される。

第一形態に係る半導体発光デバイスは、ＩＩＩ族構成元素としてアルミニウムを含むＩＩＩ族窒化物主面を提供する基板を更に備え、前記基板は、前記ｎ型半導体層、前記活性層、前記ｐ型半導体層、前記ｎ型コンタクト層、前記ｎ型中間領域を搭載し、前記基板は、ＩＩＩ族構成元素としてアルミニウムを含むＩＩＩ族窒化物を含む基板、又はＩＩＩ族窒化物と異なる材料からなる支持体と、該支持体の主面上に設けられたＡｌＮテンプレート層又はＡｌＧａＮテンプレート層とを含む基板を備える。

半導体発光デバイスによれば、上記のような基板上に活性層が提供される。

第一形態に係る半導体発光デバイスでは、前記ｎ型コンタクト層の前記Ａｌ組成Ｙと前記ｎ型中間領域の前記Ａｌ組成Ｘの差は、前記ｎ型コンタクト層と前記ｎ型中間領域との界面において０．３以下であり、前記ｎ型中間領域の前記Ａｌ組成Ｘと前記ｎ型半導体層の前記Ａｌ組成Ｚの差は、前記ｎ型中間領域と前記ｎ型半導体層との界面において０．３以下であることができる。

半導体発光デバイスによれば、上記のようなＡｌ組成差は、半導体発光デバイスに良好な電気的特性を提供できる。

実施例に係る第二形態は、半導体発光デバイスを作製する方法であって、前記半導体発光デバイスは、ｎ型半導体層、活性層、及びｐ型半導体層を含み、前記活性層は、深紫外光を発生可能なＩＩＩ族窒化物半導体を含み、前記方法は、基板上に、ＩＩＩ族構成元素としてガリウム及びアルミニウムを含むｎ型中間領域のための第１ＩＩＩ族窒化物半導体層を成長することと、前記第１ＩＩＩ族窒化物半導体層を成長した後に、前記基板上に、ＩＩＩ族構成元素としてガリウムを含むｎ型コンタクト層のための第２ＩＩＩ族窒化物半導体層を成長することと、前記第２ＩＩＩ族窒化物半導体層を成長した後に、前記基板上に、金属を含むｎ－電極を形成することと、を備え、前記ｎ型半導体層は、ＩＩＩ族構成元素としてアルミニウムを含み、前記ｎ型中間領域は、前記ｎ型コンタクト層と前記ｎ型半導体層との間に設けられ、前記ｎ型コンタクト層は、前記ｎ型中間領域と前記ｎ－電極との間に設けられ、前記ｎ型中間領域のＡｌ組成Ｘは、前記ｎ型コンタクト層のＡｌ組成Ｙ以上であり、前記ｎ型コンタクト層の前記Ａｌ組成Ｙは、ゼロ以上であり、前記ｎ型中間領域の前記Ａｌ組成Ｘは、前記ｎ型半導体層のＡｌ組成Ｚ以下であり、前記ｎ型中間領域の前記Ａｌ組成Ｘは、前記ｎ型半導体層から前記ｎ型コンタクト層への方向に単調に変化し、前記ｎ型中間領域は、前記ｎ型中間領域の前記Ａｌ組成Ｘが前記ｎ型中間領域の少なくとも一部分において前記ｎ型半導体層から前記ｎ型コンタクト層への方向に減少する傾斜組成及び階段組成の少なくともいずれか一方を有し、前記ｎ型半導体層、前記活性層、前記ｐ型半導体層は、前記ｎ型中間領域から前記ｎ－電極へ向かう軸の方向に前記基板上において順に配列される。

この作製方法によれば、ｎ型半導体層からｎ型コンタクト層への方向に単調に変化するＡｌ組成Ｘを有するｎ型中間領域が、ｎ型半導体層を介して活性層にキャリアを提供するためのコンタクト構造に良好な電気的特性をもたらす。ｎ型コンタクト層のＡｌ組成Ｙは、ｎ型中間領域のいずれのエリアのＡｌ組成Ｘ以下である。また、ｎ型半導体層のＡｌ組成Ｚは、ｎ型中間領域のいずれのエリアのＡｌ組成Ｘ以上である。

第二形態に係る半導体発光デバイスを作製する方法では、前記ｎ型中間領域は、Ａｌ_ＸＧａ_１－ＸＮを含み、前記ｎ型中間領域の前記Ａｌ組成Ｘは、前記ｎ型中間領域の全体にわたって前記ｎ型半導体層から前記ｎ型コンタクト層への方向に減少する。

この作製方法によれば、ｎ型中間領域は、ｎ型半導体層に関連する界面及びｎ型コンタクト層に関連する界面を有しており、これらの界面のうち一方の界面から他方の界面に向けてＡｌ組成Ｘが減少する。

第二形態に係る半導体発光デバイスを作製する方法では、前記ｎ型コンタクト層の面内方向の格子定数は、前記ｎ型中間領域の面内方向の格子定数に等しい又は前記ｎ型中間領域の面内方向の格子定数よりも大きい。

この作製方法によれば、ｎ型コンタクト層には、ｎ型中間領域に対して格子緩和しているＩＩＩ族窒化物が提供されることができる。

第二形態に係る半導体発光デバイスを作製する方法では、前記ｎ型コンタクト層は、前記ｎ型半導体層に対して０．５以上の格子緩和率を有する。

この作製方法によれば、ｎ型コンタクト層には、ｎ型半導体層に対して０．５以上の格子緩和率を有するＩＩＩ族窒化物が提供されることができる。

第二形態に係る半導体発光デバイスを作製する方法では、前記ｎ型コンタクト層は、ｎ型ＧａＮ、ｎ型ＡｌＧａＮ、又はｎ型ＩｎＡｌＧａＮのいずれか１つを含む。

この作製方法によれば、ｎ型コンタクト層には、窒化ガリウム系半導体のｎ型ＧａＮ、ｎ型ＡｌＧａＮ、又はｎ型ＩｎＡｌＧａＮが提供されることができる。

第二形態に係る半導体発光デバイスを作製する方法では、前記ｎ型中間領域は、前記ｎ型中間領域の前記Ａｌ組成Ｘが前記ｎ型中間領域の少なくとも一部分において前記ｎ型半導体層から前記ｎ型コンタクト層への方向に減少する傾斜組成及び階段構造を有する。

製造方法によれば、ｎ型中間領域において単調に変化するＡｌ組成は、傾斜組成及び階段構造によって提供される。

第二形態に係る半導体発光デバイスを作製する方法では、前記深紫外光の波長は２８５ｎｍ以下の範囲にある。

製造方法によれば、２８５ｎｍ以下の波長の深紫外光では、高いＡｌ組成の活性層が必要であり、活性層への電流経路も高いＡｌ組成のＩＩＩ族窒化物により形成される。高いＡｌ組成のＩＩＩ族窒化物への良好なｎ側コンタクト構造は、ｎ型中間領域、ｎ型コンタクト層及びｎ－電極の組み合わせにより提供される。

第二形態に係る半導体発光デバイスを作製する方法では、前記基板は、ＩＩＩ族構成元素としてアルミニウムを含むＩＩＩ族窒化物主面を提供し、前記基板は、前記ｎ型半導体層、前記活性層、前記ｐ型半導体層、前記ｎ型コンタクト層、前記ｎ型中間領域を搭載し、前記基板は、ＩＩＩ族構成元素としてアルミニウムを含むＩＩＩ族窒化物を含む基板、又はＩＩＩ族窒化物と異なる材料からなる支持体と、該支持体の主面上に設けられたＡｌＮのテンプレート層又はＡｌＧａＮのテンプレート層とを含む基板を備える。

製造方法によれば、上記のような基板上に活性層が提供される。

実施例に係る第三形態は、コンタクト構造であって、該コンタクト構造は、ＩＩＩ族窒化物半導体デバイスのためのコンタクト構造であって、ＩＩＩ族構成元素としてアルミニウムを含むＩＩＩ族窒化物主面を提供する基板と、前記ＩＩＩ族窒化物主面に接触を成し一又は複数のＩＩＩ族窒化物半導体層を含む半導体領域と、前記半導体領域に接触を成すＩＩＩ族窒化物半導体のｎ型半導体層と、前記ｎ型半導体層上に設けられＩＩＩ族構成元素としてガリウムを含むＩＩＩ族窒化物半導体のｎ型コンタクト層と、前記ｎ型半導体層上に設けられＩＩＩ族構成元素としてガリウム及びアルミニウムを含むＩＩＩ族窒化物半導体のｎ型中間領域と、金属を含むｎ－電極と、を備え、前記ｎ型半導体層の前記ＩＩＩ族窒化物半導体は、ＩＩＩ族構成元素としてアルミニウムを含み、前記ｎ型半導体層は、前記基板と前記ｎ型中間領域との間に設けられ、前記ｎ型中間領域は、前記ｎ型コンタクト層と前記ｎ型半導体層との間に設けられ、前記ｎ型コンタクト層は、前記ｎ型中間領域と前記ｎ－電極との間に設けられ、前記ｎ型中間領域のＡｌ組成Ｘは、前記ｎ型コンタクト層のＡｌ組成Ｙ以上であり、前記ｎ型コンタクト層の前記Ａｌ組成Ｙは、ゼロ以上であり、前記ｎ型中間領域の前記Ａｌ組成Ｘは、前記ｎ型半導体層のＡｌ組成Ｚ以下であり、前記ｎ型中間領域の前記Ａｌ組成Ｘは、前記ｎ型半導体層から前記ｎ型コンタクト層への方向に単調に変化し、前記ｎ型中間領域は、前記ｎ型中間領域の前記Ａｌ組成Ｘが前記ｎ型中間領域の少なくとも一部分において前記ｎ型半導体層から前記ｎ型コンタクト層への方向に減少する傾斜組成及び階段組成の少なくともいずれか一方を有する。

コンタクト構造によれば、ｎ型半導体層からｎ－電極への方向に単調に変化するＡｌ組成Ｘを有するｎ型中間領域が、ｎ型半導体層にキャリアを提供するためのコンタクト構造に良好な電気的特性を与える。コンタクト構造では、ｎ型中間領域、ｎ型コンタクト層及びｎ－電極の順に配列される。ｎ型コンタクト層のＡｌ組成Ｙは、ｎ型中間領域のいずれのエリアのＡｌ組成Ｘ以下である。また、ｎ型半導体層のＡｌ組成Ｚは、ｎ型中間領域のいずれのエリアのＡｌ組成Ｘ以上である。

第三形態に係るコンタクト構造は、前記基板上に設けられたｐ型半導体層と、前記基板上に設けられたＩＩＩ族窒化物半導体を含み深紫外光を発生可能な活性層と、を更に備え、前記基板、前記ｎ型半導体層、前記活性層及び前記ｐ型半導体層は、前記ｎ型コンタクト層から前記ｎ－電極への方向に延在する軸の方向に順に配列される。

コンタクト構造によれば、ｐ型半導体層より基板に近いｎ型半導体層を有する半導体デバイスに良好な電気的特性を与える。コンタクト構造では、ｎ型中間領域、ｎ型コンタクト層及びｎ－電極の順に配列される。

第三形態に係るコンタクト構造では、前記ｎ型半導体層は、前記基板から前記ｎ型コンタクト層への方向に単調に変化する傾斜組成及び階段構造の少なくともいずれか一方を有する。

コンタクト構造によれば、ｎ型半導体層は、単調に変化するＡｌ組成を有することができ、単調に変化するＡｌ組成は、Ａｌ組成Ｘの最大値以下のＡｌ組成を有する傾斜組成及び階段構造によって提供される。

第三形態に係るコンタクト構造では、前記ｎ型半導体層は、単一Ａｌ組成を有する。

コンタクト構造によれば、ｎ型半導体層は、単一Ａｌ組成を有すことができる。「単一Ａｌ組成」の技術的意味は、Ａｌ組成の測定のばらつきを考慮して決定される。

本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。そして、それらはすべて、本発明の技術思想に含まれるものである。

１１０・・・窒化物デバイス、１１１・・・コンタクト構造、１１３・・・下側ＩＩＩ族窒化物積層体、１１４・・・活性層、１１４ａ・・・量子井戸構造、１１４ｂ・・・井戸層、１１４ｃ・・・障壁層、１１５・・・上側ＩＩＩ族窒化物積層体、１１６・・・窒化物半導体領域、１１８・・・支持体、１１８ａ・・・主面、１１９ａ、１１９ｂ、１１９ｃ、１１９ｄ・・・接合、１２０・・・テンプレート層、１２１・・・ｐ型半導体層、１２２・・・第１ｎ型半導体層、１２４・・・第２ｎ型半導体層、１２５・・・ｎ型半導体層、１２５ａ・・・第１領域、１２５ｂ・・・第２領域、１２７・・・ｎ型コンタクト層、１２９・・・ｎ型中間領域、１３０・・・Ａｌ_ＵＧａ_１－ＵＮ層、１３１・・・ｎ－電極、１３２・・・Ａｌ_ＶＧａ_１－ＶＮ層、１３３・・・基板、１３３ａ・・・ＩＩＩ族窒化物主面、１３４・・・電子ブロック層、１３５・・・半導体領域、１３５ａ・・・主面、１３６・・・ｐ型傾斜組成層、１３８、１３８ａ、１３８ｂ・・・ｐ型コンタクト層、１４２・・・エッチングによる加工領域、１４４・・・パッシベーション膜、１４４ａ、１４４ｂ・・・開口、１４６・・・ｐ－電極、１５０・・・基板、１５５ａ、１５５ｂ・・・ＭＯＶＰＥ反応炉、１６２・・・エピタキシャルウエハ、１６３・・・ＩＩＩ族窒化物半導体層、１６４・・・ＩＩＩ族窒化物積層体、１６５・・・第１ｎ型半導体層、１６６・・・窒化物半導体領域、１６７・・・第２ｎ型半導体層、１６８・・・活性層、１６８ａ・・・量子井戸構造、１６８ｂ・・・井戸層、１６８ｃ・・・障壁層、１６９・・・ｎ型中間領域、１７０・・・Ａｌ_ＵＧａ_１－ＵＮ層、１７１・・・ｎ型コンタクト層、１７２・・・Ａｌ_ＶＧａ_１－ＶＮ層、１７３・・・ハードマスク、１７３ａ・・・開口、１７４・・・電子ブロック層、１７５・・・コンタクト積層、１７６・・・ｐ型傾斜組成層、１７８・・・ｐ型コンタクト層、１８０ａ、１８０ｂ・・・溝、１８２・・・エッチングによる加工領域、１８４・・・パッシベーション膜、１８４ａ、１８４ｂ・・・開口、１８６・・・ｐ－電極、１８８・・・ｎ－電極、ρｃ・・・特性接触抵抗。

Claims (16)

1. 半導体発光デバイスであって、
   ＩＩＩ族構成元素としてアルミニウムを含むＩＩＩ族窒化物半導体を備えるｎ型半導体層と、
   前記ｎ型半導体層の上に設けられたｐ型半導体層と、
   前記ｎ型半導体層の上に設けられたＩＩＩ族窒化物半導体を含み深紫外光を発生可能な活性層と、
   前記ｎ型半導体層の上に設けられＩＩＩ族構成元素としてガリウムを含むＩＩＩ族窒化物半導体のｎ型コンタクト層と、
   前記ｎ型半導体層の上に設けられＩＩＩ族構成元素としてガリウム及びアルミニウムを含むＩＩＩ族窒化物半導体のｎ型中間領域と、
   金属を含むｎ－電極と、
   を備え、
   前記ｎ型中間領域は、前記ｎ型コンタクト層と前記ｎ型半導体層との間に設けられ、
   前記ｎ型コンタクト層は、前記ｎ型中間領域と前記ｎ－電極との間に設けられ、
   前記ｎ型中間領域のＡｌ組成Ｘは、前記ｎ型コンタクト層のＡｌ組成Ｙに等しい又はＹより大きく、前記ｎ型コンタクト層の前記Ａｌ組成Ｙは、ゼロに等しい又はゼロより大きく、
   前記ｎ型中間領域の前記Ａｌ組成Ｘは、前記ｎ型半導体層のＡｌ組成Ｚに等しい又はＺより小さく、
   前記ｎ型中間領域の前記Ａｌ組成Ｘは、前記ｎ型半導体層から前記ｎ型コンタクト層への方向に単調に変化し、
   前記ｎ型中間領域は、前記ｎ型中間領域の前記Ａｌ組成Ｘが前記ｎ型中間領域の少なくとも一部分において前記ｎ型半導体層から前記ｎ型コンタクト層への方向に減少する傾斜組成及び階段組成の少なくともいずれか一方を有し、
   前記ｎ型半導体層、前記活性層、前記ｐ型半導体層は、前記ｎ型中間領域から前記ｎ－電極へ向かう軸の方向に順に配列される、
   半導体発光デバイス。
2. 前記ｎ型中間領域は、Ａｌ_ＸＧａ_１－ＸＮを含み、
   前記ｎ型中間領域の前記Ａｌ組成Ｘは、前記ｎ型中間領域の全体にわたって前記ｎ型半導体層から前記ｎ型コンタクト層への方向に減少する、
   請求項１に記載された半導体発光デバイス。
3. 前記ｎ型コンタクト層は、ｎ型ＧａＮ、ｎ型ＡｌＧａＮ又はｎ型ＩｎＡｌＧａＮのいずれか１つを含む、
   請求項１又は請求項２に記載された半導体発光デバイス。
4. 前記ｎ型コンタクト層の面内方向の格子定数は、前記ｎ型中間領域の面内方向の格子定数に等しい又は前記ｎ型中間領域の面内方向の格子定数よりも大きい、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載された半導体発光デバイス。
5. 前記ｎ型コンタクト層は、前記ｎ型半導体層に対して０．５以上の格子緩和率を有する、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載された半導体発光デバイス。
6. 前記深紫外光の波長は２８５ｎｍ以下の範囲にある、
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載された半導体発光デバイス。
7. ＩＩＩ族構成元素としてアルミニウムを含むＩＩＩ族窒化物主面を提供する基板を更に備え、
   前記基板は、前記ｎ型半導体層、前記活性層、前記ｐ型半導体層、前記ｎ型コンタクト層、前記ｎ型中間領域を搭載し、
   前記基板は、ＩＩＩ族構成元素としてアルミニウムを有するＩＩＩ族窒化物を含む基板、又はＩＩＩ族窒化物と異なる材料からなる支持体と、該支持体の主面上に設けられたＡｌＮテンプレート層若しくはＡｌＧａＮのテンプレート層とを含む基板である、
   請求項１から請求項６のいずれか一項に記載された半導体発光デバイス。
8. 前記ｎ型コンタクト層の前記Ａｌ組成Ｙと前記ｎ型中間領域の前記Ａｌ組成Ｘの差は、前記ｎ型コンタクト層と前記ｎ型中間領域との界面において０．３以下であり、
   前記ｎ型中間領域の前記Ａｌ組成Ｘと前記ｎ型半導体層の前記Ａｌ組成Ｚの差は、前記ｎ型中間領域と前記ｎ型半導体層との界面において０．３以下である、
   請求項１から請求項７のいずれか一項に記載された半導体発光デバイス。
9. 半導体発光デバイスを作製する方法であって、前記半導体発光デバイスは、ｎ型半導体層、活性層、及びｐ型半導体層を含み、前記活性層は、深紫外光を発生可能なＩＩＩ族窒化物半導体を含み、前記方法は、
   基板の上に、ＩＩＩ族構成元素としてガリウム及びアルミニウムを含みｎ型中間領域のための第１ＩＩＩ族窒化物半導体層を成長することと、
   前記第１ＩＩＩ族窒化物半導体層を成長した後に、前記基板の上に、ＩＩＩ族構成元素としてガリウムを含みｎ型コンタクト層のための第２ＩＩＩ族窒化物半導体層を成長することと、
   前記第２ＩＩＩ族窒化物半導体層を成長した後に、前記基板の上に、金属を含むｎ－電極を形成することと、
   を備え、
   前記ｎ型半導体層は、ＩＩＩ族構成元素としてアルミニウムを含み、
   前記ｎ型中間領域は、前記ｎ型コンタクト層と前記ｎ型半導体層との間に設けられ、
   前記ｎ型コンタクト層は、前記ｎ型中間領域と前記ｎ－電極との間に設けられ、
   前記ｎ型中間領域のＡｌ組成Ｘは、前記ｎ型コンタクト層のＡｌ組成Ｙに等しい又はＹより大きく、前記ｎ型コンタクト層の前記Ａｌ組成Ｙは、ゼロに等しい又はゼロより大きく、
   前記ｎ型中間領域の前記Ａｌ組成Ｘは、前記ｎ型半導体層のＡｌ組成Ｚに等しい又はＺより小さく、
   前記ｎ型中間領域の前記Ａｌ組成Ｘは、前記ｎ型半導体層から前記ｎ型コンタクト層への方向に単調に変化し、
   前記ｎ型中間領域は、前記ｎ型中間領域の前記Ａｌ組成Ｘが前記ｎ型中間領域の少なくとも一部分において前記ｎ型半導体層から前記ｎ型コンタクト層への方向に減少する傾斜組成及び階段組成の少なくともいずれか一方を有し、
   前記ｎ型半導体層、前記活性層、前記ｐ型半導体層は、前記ｎ型中間領域から前記ｎ－電極へ向かう軸の方向に前記基板の上において順に配列される、
   半導体発光デバイスを作製する方法。
10. 前記ｎ型中間領域は、Ａｌ_ＸＧａ_１－ＸＮを含み、
    前記ｎ型中間領域の前記Ａｌ組成Ｘは、前記ｎ型中間領域の全体にわたって前記ｎ型半導体層から前記ｎ型コンタクト層への方向に減少する、
    請求項９に記載された半導体発光デバイスを作製する方法。
11. 前記ｎ型コンタクト層の面内方向の格子定数は、前記ｎ型中間領域の面内方向の格子定数に等しい又は前記ｎ型中間領域の面内方向の格子定数よりも大きい、請求項９又は請求項１０に記載された半導体発光デバイスを作製する方法。
12. 前記ｎ型コンタクト層は、前記ｎ型半導体層に対して０．５以上の格子緩和率を有する、
    請求項９から請求項１１のいずれか一項に記載された半導体発光デバイスを作製する方法。
13. 前記ｎ型コンタクト層は、ｎ型ＧａＮ、ｎ型ＡｌＧａＮ、又はｎ型ＩｎＡｌＧａＮのいずれか１つを含む、
    請求項９から請求項１２のいずれか一項に記載された半導体発光デバイスを作製する方法。
14. 前記深紫外光の波長は２８５ｎｍ以下の範囲にある、
    請求項９から請求項１３のいずれか一項に記載された半導体発光デバイスを作製する方法。
15. 前記基板は、ＩＩＩ族構成元素としてアルミニウムを含むＩＩＩ族窒化物主面を提供し、
    前記基板は、前記ｎ型半導体層、前記活性層、前記ｐ型半導体層、前記ｎ型コンタクト層、前記ｎ型中間領域を搭載し、
    前記基板は、ＩＩＩ族構成元素としてアルミニウムを含むＩＩＩ族窒化物を含む基板、又はＩＩＩ族窒化物と異なる材料からなる支持体と、該支持体の主面上に設けられたＡｌＮテンプレート層若しくはＡｌＧａＮのテンプレート層とを含む基板を備える、
    請求項９から請求項１４のいずれか一項に記載された半導体発光デバイスを作製する方法。
16. ＩＩＩ族窒化物半導体デバイスのためのコンタクト構造であって、
    ＩＩＩ族構成元素としてアルミニウムを含むＩＩＩ族窒化物主面を提供する基板と、
    前記ＩＩＩ族窒化物主面に接触を成し一又は複数のＩＩＩ族窒化物半導体層を含む半導体領域と、
    前記半導体領域に接触を成すＩＩＩ族窒化物半導体のｎ型半導体層と、
    前記ｎ型半導体層の上に設けられＩＩＩ族構成元素としてガリウムを含むＩＩＩ族窒化物半導体のｎ型コンタクト層と、
    前記ｎ型半導体層の上に設けられＩＩＩ族構成元素としてガリウム及びアルミニウムを含むＩＩＩ族窒化物半導体のｎ型中間領域と、
    金属を含むｎ－電極と、
    を備え、
    前記ｎ型半導体層の前記ＩＩＩ族窒化物半導体は、ＩＩＩ族構成元素としてアルミニウムを含み、
    前記ｎ型半導体層は、前記基板と前記ｎ型中間領域との間に設けられ、
    前記ｎ型中間領域は、前記ｎ型コンタクト層と前記ｎ型半導体層との間に設けられ、
    前記ｎ型コンタクト層は、前記ｎ型中間領域と前記ｎ－電極との間に設けられ、
    前記ｎ型中間領域のＡｌ組成Ｘは、前記ｎ型コンタクト層のＡｌ組成Ｙに等しい又はＹより大きく、前記ｎ型コンタクト層の前記Ａｌ組成Ｙは、ゼロに等しい又はゼロより大きく、
    前記ｎ型中間領域の前記Ａｌ組成Ｘは、前記ｎ型半導体層のＡｌ組成Ｚに等しい又はＺより小さく、
    前記ｎ型中間領域の前記Ａｌ組成Ｘは、前記ｎ型半導体層から前記ｎ型コンタクト層への方向に単調に変化し、
    前記ｎ型中間領域は、前記ｎ型中間領域の前記Ａｌ組成Ｘが前記ｎ型中間領域の少なくとも一部分において前記ｎ型半導体層から前記ｎ型コンタクト層への方向に減少する傾斜組成及び階段組成の少なくともいずれか一方を有する、
    コンタクト構造。
    

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