JP2785253B2 - 窒化ガリウム系化合物半導体のｐ型化方法 - Google Patents
窒化ガリウム系化合物半導体のｐ型化方法Info
- Publication number
- JP2785253B2 JP2785253B2 JP8549193A JP8549193A JP2785253B2 JP 2785253 B2 JP2785253 B2 JP 2785253B2 JP 8549193 A JP8549193 A JP 8549193A JP 8549193 A JP8549193 A JP 8549193A JP 2785253 B2 JP2785253 B2 JP 2785253B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gallium nitride
- compound semiconductor
- based compound
- type
- doped
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Led Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はｐ型ドーパントがドープ
された窒化ガリウム系化合物半導体を低抵抗なｐ型にす
る方法に関する。
された窒化ガリウム系化合物半導体を低抵抗なｐ型にす
る方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＧａＮ、ＧａＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、Ｉｎ
ＡｌＧａＮ等の窒化ガリウム系化合物半導体は直接遷移
を有し、バンドギャップが１．９５ｅＶ〜６ｅＶまで変
化するため、発光ダイオード、レーザダイオード等、発
光素子の材料として有望視されている。現在、この材料
を用いた発光素子には、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導
体の上に、ｐ型ドーパント（ｐ型不純物）をドープした
高抵抗なｉ（insulator）型の窒化ガリウム系化合物半
導体を積層したいわゆるＭＩＳ構造の青色発光ダイオー
ドが知られている。
ＡｌＧａＮ等の窒化ガリウム系化合物半導体は直接遷移
を有し、バンドギャップが１．９５ｅＶ〜６ｅＶまで変
化するため、発光ダイオード、レーザダイオード等、発
光素子の材料として有望視されている。現在、この材料
を用いた発光素子には、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導
体の上に、ｐ型ドーパント（ｐ型不純物）をドープした
高抵抗なｉ（insulator）型の窒化ガリウム系化合物半
導体を積層したいわゆるＭＩＳ構造の青色発光ダイオー
ドが知られている。
【０００３】ＭＩＳ構造の発光素子は、一般に発光出力
が非常に低く、実用化するには未だ不十分であった。高
抵抗なｉ型を低抵抗なｐ型とし、発光出力を向上させた
ｐ−ｎ接合の発光素子を実現するための技術として、例
えば特開平２−２５７６７９号公報、特開平３−２１８
３２５号公報において、ｉ型窒化ガリウム系化合物半導
体層に電子線を照射する技術が開示されている。しかし
ながら、この方法では電子線の侵入深さのみ、即ち極表
面しか低抵抗化できず、また電子線を走査しながらウエ
ハー全体を照射しなければならないため面内均一に低抵
抗化できないという問題があった。この問題を解決する
ため、我々は、特願平３−３５７０４６号でｉ型窒化ガ
リウム系化合物半導体層を４００℃以上でアニーリング
することにより低抵抗なｐ型とする技術を提案した。
が非常に低く、実用化するには未だ不十分であった。高
抵抗なｉ型を低抵抗なｐ型とし、発光出力を向上させた
ｐ−ｎ接合の発光素子を実現するための技術として、例
えば特開平２−２５７６７９号公報、特開平３−２１８
３２５号公報において、ｉ型窒化ガリウム系化合物半導
体層に電子線を照射する技術が開示されている。しかし
ながら、この方法では電子線の侵入深さのみ、即ち極表
面しか低抵抗化できず、また電子線を走査しながらウエ
ハー全体を照射しなければならないため面内均一に低抵
抗化できないという問題があった。この問題を解決する
ため、我々は、特願平３−３５７０４６号でｉ型窒化ガ
リウム系化合物半導体層を４００℃以上でアニーリング
することにより低抵抗なｐ型とする技術を提案した。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ｐ型ドーパントがドー
プされた窒化ガリウム系化合物半導体を、より低抵抗な
ｐ型にすることができれば高発光出力のホモ構造、また
はダブルへテロ、シングルへテロ等のヘテロ構造の発光
素子が実現可能となり、発光素子が実用化できるため、
その低抵抗化技術が求められている
プされた窒化ガリウム系化合物半導体を、より低抵抗な
ｐ型にすることができれば高発光出力のホモ構造、また
はダブルへテロ、シングルへテロ等のヘテロ構造の発光
素子が実現可能となり、発光素子が実用化できるため、
その低抵抗化技術が求められている
【０００５】従って、本発明の目的は、ｐ型ドーパント
をドープした窒化ガリウム系化合物半導体を、より低抵
抗なｐ型とすると共に、膜厚によらず抵抗値がウエハー
全体に均一にすることにより、ｐ−ｎ接合を実現できる
窒化ガリウム系化合物半導体のｐ型化方法を提供するこ
とにある。
をドープした窒化ガリウム系化合物半導体を、より低抵
抗なｐ型とすると共に、膜厚によらず抵抗値がウエハー
全体に均一にすることにより、ｐ−ｎ接合を実現できる
窒化ガリウム系化合物半導体のｐ型化方法を提供するこ
とにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】 本発明の窒化ガリウム
系化合物半導体のｐ型化方法は、水素が含まれ、かつｐ
型ドーパントがドープされた窒化ガリウム系化合物半導
体をエッチングして、その表面に凹凸を形成する工程
と、凹凸を形成した後、その窒化ガリウム系化合物半導
体を４００℃以上でアニーリングすることにより、その
窒化ガリウム系化合物半導体から水素を出す工程とを具
備することを特徴とする。
系化合物半導体のｐ型化方法は、水素が含まれ、かつｐ
型ドーパントがドープされた窒化ガリウム系化合物半導
体をエッチングして、その表面に凹凸を形成する工程
と、凹凸を形成した後、その窒化ガリウム系化合物半導
体を４００℃以上でアニーリングすることにより、その
窒化ガリウム系化合物半導体から水素を出す工程とを具
備することを特徴とする。
【０００７】本発明の方法において、ｐ型ドーパントが
ドープされた窒化ガリウム系化合物半導体には、例えば
Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｄ、Ｂｅ、Ｃａ等のｐ型ドーパントが、
ＧａＮ、ＧａＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ等、
一般式ＩｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ（０≦X＜１、０≦Y＜
１）で表される公知の窒化ガリウム系化合物半導体にド
ープされたものを用いることができる。また、前記窒化
ガリウム系化合物半導体は有機金属気相成長法、分子線
気相成長法等の気相成長法で成長させることができる。
ドープされた窒化ガリウム系化合物半導体には、例えば
Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｄ、Ｂｅ、Ｃａ等のｐ型ドーパントが、
ＧａＮ、ＧａＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ等、
一般式ＩｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ（０≦X＜１、０≦Y＜
１）で表される公知の窒化ガリウム系化合物半導体にド
ープされたものを用いることができる。また、前記窒化
ガリウム系化合物半導体は有機金属気相成長法、分子線
気相成長法等の気相成長法で成長させることができる。
【０００８】前記窒化ガリウム系化合物半導体をエッチ
ングするには、ドライエッチング、ウエットエッチング
いずれを用いてもよく、ドライエッチングには例えばリ
アクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）装置が使用で
き、ウエットエッチングでは例えばリン酸と硫酸の混酸
を用いることができる。これらのエッチングを行うこと
により窒化ガリウム系化合物半導体に凹凸を形成して表
面積を広げることができる。エッチング深さは特に問う
ものではないが、好ましく０．１μｍ以上エッチングす
ることにより、好ましい凹凸を設けることができる。
ングするには、ドライエッチング、ウエットエッチング
いずれを用いてもよく、ドライエッチングには例えばリ
アクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）装置が使用で
き、ウエットエッチングでは例えばリン酸と硫酸の混酸
を用いることができる。これらのエッチングを行うこと
により窒化ガリウム系化合物半導体に凹凸を形成して表
面積を広げることができる。エッチング深さは特に問う
ものではないが、好ましく０．１μｍ以上エッチングす
ることにより、好ましい凹凸を設けることができる。
【０００９】アニーリング（Annealing：焼きなまし）
はエッチング終了後、アニーリング装置を用いて行うこ
とができる。アニーリング雰囲気は真空中、Ｎ2、Ｈ
ｅ、Ｎｅ、Ａｒ等の不活性ガス、またはこれらの混合ガ
ス雰囲気中で行うことが好ましく、最も好ましくは、ア
ニーリング温度における窒化ガリウム系化合物半導体の
分解圧以上で加圧した窒素雰囲気中で行うことが好まし
い。なぜなら、窒素雰囲気として加圧することにより、
アニーリング中に、ＧａＮ、ＧａＡｌＮ等の窒化ガリウ
ム系化合物半導体中のＮが分解して出て行くのを防止す
る作用があるからである。例えば、ＧａＮの場合、Ｇａ
Ｎの分解圧は８００℃で約０．０１気圧、１０００℃で
約１気圧、１１００℃で約１０気圧程である。このた
め、窒化ガリウム系化合物半導体を４００℃以上でアニ
ーリングする際、多かれ少なかれ窒化ガリウム系化合物
半導体の分解が発生し、その結晶性が悪くなる傾向にあ
る。従って前記のように窒素で加圧することによりその
分解を防止できる。
はエッチング終了後、アニーリング装置を用いて行うこ
とができる。アニーリング雰囲気は真空中、Ｎ2、Ｈ
ｅ、Ｎｅ、Ａｒ等の不活性ガス、またはこれらの混合ガ
ス雰囲気中で行うことが好ましく、最も好ましくは、ア
ニーリング温度における窒化ガリウム系化合物半導体の
分解圧以上で加圧した窒素雰囲気中で行うことが好まし
い。なぜなら、窒素雰囲気として加圧することにより、
アニーリング中に、ＧａＮ、ＧａＡｌＮ等の窒化ガリウ
ム系化合物半導体中のＮが分解して出て行くのを防止す
る作用があるからである。例えば、ＧａＮの場合、Ｇａ
Ｎの分解圧は８００℃で約０．０１気圧、１０００℃で
約１気圧、１１００℃で約１０気圧程である。このた
め、窒化ガリウム系化合物半導体を４００℃以上でアニ
ーリングする際、多かれ少なかれ窒化ガリウム系化合物
半導体の分解が発生し、その結晶性が悪くなる傾向にあ
る。従って前記のように窒素で加圧することによりその
分解を防止できる。
【００１０】アニーリング温度は４００℃以上、好まし
くは６００℃以上で、１分以上保持、好ましくは１０分
以上保持して行うことができる。１０００℃以上で行っ
ても、前記したように窒素で加圧することにより分解を
防止することができる。
くは６００℃以上で、１分以上保持、好ましくは１０分
以上保持して行うことができる。１０００℃以上で行っ
ても、前記したように窒素で加圧することにより分解を
防止することができる。
【００１１】
【作用】アニーリングにより、高抵抗な窒化ガリウム系
化合物半導体が低抵抗化する理由は以下のとおりである
と推察される。即ち、窒化ガリウム系化合物半導体層の
成長においてＮ源として、一般にＮＨ3が用いられてい
る。ＮＨ3は成長中に分解して原子状水素ができ、この
原子状水素がアクセプター不純物としてドープされたＭ
ｇ、Ｚｎ等と結合することにより、Ｍｇ、Ｚｎ等のｐ型
ドーパントがアクセプターとして働くのを妨げていると
考えられる。このため、従来のようにｐ型ドーパントを
ドープした窒化ガリウム系化合物半導体は高抵抗なｉ型
を示す。ところが、成長後アニーリングを行うことによ
り、Ｍｇ−Ｈ、Ｚｎ−Ｈ等の形で結合している水素が熱
的に解離されて、ｉ型窒化ガリウム系化合物半導体層か
ら出て行き、正常にｐ型ドーパントがアクセプターとし
て働くようになるため、窒化ガリウム系化合物半導体は
低抵抗化しｐ型となる。
化合物半導体が低抵抗化する理由は以下のとおりである
と推察される。即ち、窒化ガリウム系化合物半導体層の
成長においてＮ源として、一般にＮＨ3が用いられてい
る。ＮＨ3は成長中に分解して原子状水素ができ、この
原子状水素がアクセプター不純物としてドープされたＭ
ｇ、Ｚｎ等と結合することにより、Ｍｇ、Ｚｎ等のｐ型
ドーパントがアクセプターとして働くのを妨げていると
考えられる。このため、従来のようにｐ型ドーパントを
ドープした窒化ガリウム系化合物半導体は高抵抗なｉ型
を示す。ところが、成長後アニーリングを行うことによ
り、Ｍｇ−Ｈ、Ｚｎ−Ｈ等の形で結合している水素が熱
的に解離されて、ｉ型窒化ガリウム系化合物半導体層か
ら出て行き、正常にｐ型ドーパントがアクセプターとし
て働くようになるため、窒化ガリウム系化合物半導体は
低抵抗化しｐ型となる。
【００１２】従って、本発明のように従来の高抵抗なｉ
型の窒化ガリウム系化合物半導体をエッチングし、その
表面に凹凸を設けて表面積を広げることにより、水素が
出て行く面積を広げることができ、より容易に低抵抗な
ｐ型が得られるのである。
型の窒化ガリウム系化合物半導体をエッチングし、その
表面に凹凸を設けて表面積を広げることにより、水素が
出て行く面積を広げることができ、より容易に低抵抗な
ｐ型が得られるのである。
【００１３】図１は、エッチングによりｐ型ドーパント
がドープされた窒化ガリウム系化合物半導体１に形成し
た凹凸の断面形状を示す模式断面図である。また、図２
は図１に示す凹凸をさらに進めて、その窒化ガリウム系
化合物半導体１の表面積を広げるため、その側面までエ
ッチングした断面形状を示す模式断面図である。即ち、
図１ではミクロで見た窒化ガリウム系化合物半導体１の
凹凸、図２ではマクロで見た窒化ガリウム系化合物半導
体１の凹凸を示しており、両方とも本発明の範囲内であ
る。図２〜図５において、２は例えばｎ型窒化ガリウム
系化合物半導体、基板等のｐ型ドーパントがドープされ
た窒化ガリウム系化合物半導体を成長させるための材料
である。
がドープされた窒化ガリウム系化合物半導体１に形成し
た凹凸の断面形状を示す模式断面図である。また、図２
は図１に示す凹凸をさらに進めて、その窒化ガリウム系
化合物半導体１の表面積を広げるため、その側面までエ
ッチングした断面形状を示す模式断面図である。即ち、
図１ではミクロで見た窒化ガリウム系化合物半導体１の
凹凸、図２ではマクロで見た窒化ガリウム系化合物半導
体１の凹凸を示しており、両方とも本発明の範囲内であ
る。図２〜図５において、２は例えばｎ型窒化ガリウム
系化合物半導体、基板等のｐ型ドーパントがドープされ
た窒化ガリウム系化合物半導体を成長させるための材料
である。
【００１４】また、図３に示すように、図２の凹部をさ
らにエッチングし、窒化ガリウム系化合物半導体１を貫
通するようにしてもよく、このように貫通するようにエ
ッチングして凹部を形成することにより、窒化ガリウム
系化合物半導体１の側面積を最大限露出させることがで
きる。また、図４は図３の斜視図であるが、このよう
に、凹部を貫通させてエッチングする場合、図４に示す
ように窒化ガリウム系化合物半導体１の凸部の形状をＨ
形とすれば、凸部の上に電極を形成しやすく、また電極
が一体となって形成できるため、発光素子を作成する場
合に特に好ましい。さらにまた、低抵抗なｐ型窒化ガリ
ウム系化合物半導体を用いて発光素子とする場合、ｐ型
ドーパントがドープされた窒化ガリウム系化合物半導体
の膜厚は通常２μｍ以下の非常に薄い膜厚で形成され、
その膜厚を制御しながらエッチングを行い、図２のよう
な凹部を形成するのは非常に細かい注意を必要とするた
め、図３のように最初から貫通させる目的でエッチング
を行う方が生産性にも優れている。なお、図２および図
３に示すような凹凸形状を形成する場合、凸部となる部
分には、予めシリカ、窒化ケイ素等の保護膜を設け、凹
部と共にエッチングされないようにすることはいうまで
もない。また、貫通してエッチングを行う場合、凸部の
大きさは幅２０μｍ以下の大きさで形成することが好ま
しい。２０μｍ以下の幅にすることにより、凸部の最上
端、つまり保護膜によりエッチングされていない部分の
面積が少なくとも、アニーリングにより十分低抵抗化で
きる。
らにエッチングし、窒化ガリウム系化合物半導体１を貫
通するようにしてもよく、このように貫通するようにエ
ッチングして凹部を形成することにより、窒化ガリウム
系化合物半導体１の側面積を最大限露出させることがで
きる。また、図４は図３の斜視図であるが、このよう
に、凹部を貫通させてエッチングする場合、図４に示す
ように窒化ガリウム系化合物半導体１の凸部の形状をＨ
形とすれば、凸部の上に電極を形成しやすく、また電極
が一体となって形成できるため、発光素子を作成する場
合に特に好ましい。さらにまた、低抵抗なｐ型窒化ガリ
ウム系化合物半導体を用いて発光素子とする場合、ｐ型
ドーパントがドープされた窒化ガリウム系化合物半導体
の膜厚は通常２μｍ以下の非常に薄い膜厚で形成され、
その膜厚を制御しながらエッチングを行い、図２のよう
な凹部を形成するのは非常に細かい注意を必要とするた
め、図３のように最初から貫通させる目的でエッチング
を行う方が生産性にも優れている。なお、図２および図
３に示すような凹凸形状を形成する場合、凸部となる部
分には、予めシリカ、窒化ケイ素等の保護膜を設け、凹
部と共にエッチングされないようにすることはいうまで
もない。また、貫通してエッチングを行う場合、凸部の
大きさは幅２０μｍ以下の大きさで形成することが好ま
しい。２０μｍ以下の幅にすることにより、凸部の最上
端、つまり保護膜によりエッチングされていない部分の
面積が少なくとも、アニーリングにより十分低抵抗化で
きる。
【００１５】図６は、ｐ型ドーパントがドープされた窒
化ガリウム系化合物半導体をアニーリングした場合、横
軸にアニーリング温度（℃）、縦軸にその温度における
窒化ガリウム系化合物半導体の抵抗率（Ω・cm）をと
り、エッチングしたもの（ａ）と、エッチングしていな
いもの（ｂ）との抵抗率の変化を比較して示す図であ
る。なお、ｐ型ドーパントがドープされた窒化ガリウム
系化合物半導体には、サファイア基板の上にＧａＮバッ
ファ層を成長し、そのバッファ層の上にＭｇドープＧａ
Ｎを４μｍ成長したものを用い、エッチングは図２の断
面形状に示すようなストライプ形状でストライプ幅１０
μｍ、ピッチ１０μｍとし、深さ０．５μｍでエッチン
グし凹凸を形成した。
化ガリウム系化合物半導体をアニーリングした場合、横
軸にアニーリング温度（℃）、縦軸にその温度における
窒化ガリウム系化合物半導体の抵抗率（Ω・cm）をと
り、エッチングしたもの（ａ）と、エッチングしていな
いもの（ｂ）との抵抗率の変化を比較して示す図であ
る。なお、ｐ型ドーパントがドープされた窒化ガリウム
系化合物半導体には、サファイア基板の上にＧａＮバッ
ファ層を成長し、そのバッファ層の上にＭｇドープＧａ
Ｎを４μｍ成長したものを用い、エッチングは図２の断
面形状に示すようなストライプ形状でストライプ幅１０
μｍ、ピッチ１０μｍとし、深さ０．５μｍでエッチン
グし凹凸を形成した。
【００１６】この図に示すように、両方とも４００℃以
上の温度でアニーリングすることにより、ＭｇドープＧ
ａＮの抵抗率が急激に減少する。しかし、エッチングし
たもの（ａ）と、していないもの（ｂ）とを比較する
と、最終的な抵抗率の値がエッチングしたもの（ａ）の
方が一桁も低くなり、また（ａ）は６００℃のアニーリ
ング温度で、すでに（ｂ）の抵抗率の値にまで達してい
る。このように、ｐ型ドーパントをドープした窒化ガリ
ウム系化合物半導体をエッチングして、表面積を大きく
することにより、アニーリングの効果が一段と高められ
る。
上の温度でアニーリングすることにより、ＭｇドープＧ
ａＮの抵抗率が急激に減少する。しかし、エッチングし
たもの（ａ）と、していないもの（ｂ）とを比較する
と、最終的な抵抗率の値がエッチングしたもの（ａ）の
方が一桁も低くなり、また（ａ）は６００℃のアニーリ
ング温度で、すでに（ｂ）の抵抗率の値にまで達してい
る。このように、ｐ型ドーパントをドープした窒化ガリ
ウム系化合物半導体をエッチングして、表面積を大きく
することにより、アニーリングの効果が一段と高められ
る。
【００１７】
【実施例】以下実施例で本発明を詳述する。 ［実施例１］サファイア基板を反応容器内に配置し、サ
ファイア基板のクリーニングを行った後、成長温度を５
１０℃にセットし、キャリアガスとして水素、原料ガス
としてアンモニアとＴＭＧ（トリメチルガリウム）とを
用い、サファイア基板上にＧａＮバッファ層を約２００
オングストロームの膜厚で成長させる。
ファイア基板のクリーニングを行った後、成長温度を５
１０℃にセットし、キャリアガスとして水素、原料ガス
としてアンモニアとＴＭＧ（トリメチルガリウム）とを
用い、サファイア基板上にＧａＮバッファ層を約２００
オングストロームの膜厚で成長させる。
【００１８】バッファ層成長後、ＴＭＧのみ止めて、温
度を１０３０℃まで上昇させる。１０３０℃になった
ら、同じく原料ガスにＴＭＧとアンモニアガス、ドーパ
ントガスにシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ2
Ｍｇ）を用い、ＭｇをドープしたＧａＮ層を４μｍ成長
させる。
度を１０３０℃まで上昇させる。１０３０℃になった
ら、同じく原料ガスにＴＭＧとアンモニアガス、ドーパ
ントガスにシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ2
Ｍｇ）を用い、ＭｇをドープしたＧａＮ層を４μｍ成長
させる。
【００１９】成長後、ウエハーを反応容器から取り出
し、ＲＩＥでおよそ０．５μｍＭｇドープＧａＮ層をエ
ッチングする。
し、ＲＩＥでおよそ０．５μｍＭｇドープＧａＮ層をエ
ッチングする。
【００２０】エッチング終了後、アニーリング装置に入
れ、常圧、窒素雰囲気中で７００℃で２０分間保持して
アニーリングを行う。
れ、常圧、窒素雰囲気中で７００℃で２０分間保持して
アニーリングを行う。
【００２１】以上のようにして得られたｐ型ＧａＮ層の
ホール測定を行った結果、抵抗率１Ω・cm、ホールキャ
リア濃度２×１０18／cm3と優れたｐ型特性を示した。
ホール測定を行った結果、抵抗率１Ω・cm、ホールキャ
リア濃度２×１０18／cm3と優れたｐ型特性を示した。
【００２２】［実施例２］実施例１において、Ｍｇドー
プＧａＮ層を成長させる工程において、新たに原料ガス
にＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）を加えて、Ｍｇド
ープＧａ0.9Ａｌ0.1Ｎ層を４μｍの膜厚で成長させる他
は、実施例１と同様にしてｐ型化したところ、実施例１
と同様に、抵抗率１Ω・cm、ホールキャリア濃度２×１
０18／cm3と優れたｐ型特性を示した。
プＧａＮ層を成長させる工程において、新たに原料ガス
にＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）を加えて、Ｍｇド
ープＧａ0.9Ａｌ0.1Ｎ層を４μｍの膜厚で成長させる他
は、実施例１と同様にしてｐ型化したところ、実施例１
と同様に、抵抗率１Ω・cm、ホールキャリア濃度２×１
０18／cm3と優れたｐ型特性を示した。
【００２３】［実施例３］実施例１において、Ｍｇドー
プＧａＮ層を成長させた後、フォトレジストで４μｍピ
ッチのストライプを全面に形成する。フォトレジスト形
成後、フォトレジストの上からシリカ膜を０．２μｍの
膜厚で形成する。シリカ膜を形成後、ウエハーを溶剤に
浸漬して、フォトレジストを剥離することにより、Ｍｇ
ドープＧａＮ層の上に１０μｍ幅、１０μｍピッチのシ
リカ膜のストライプが形成されたウエハーを得る。
プＧａＮ層を成長させた後、フォトレジストで４μｍピ
ッチのストライプを全面に形成する。フォトレジスト形
成後、フォトレジストの上からシリカ膜を０．２μｍの
膜厚で形成する。シリカ膜を形成後、ウエハーを溶剤に
浸漬して、フォトレジストを剥離することにより、Ｍｇ
ドープＧａＮ層の上に１０μｍ幅、１０μｍピッチのシ
リカ膜のストライプが形成されたウエハーを得る。
【００２４】このウエハーのＭｇドープＧａＮ層を、リ
ン酸と硫酸の混酸でおよそ１μｍの深さでエッチングし
た後、フッ酸に浸漬してシリカ膜を除去する。
ン酸と硫酸の混酸でおよそ１μｍの深さでエッチングし
た後、フッ酸に浸漬してシリカ膜を除去する。
【００２５】以上の工程により図２に示すような形状の
凹凸が得られたウエハーを、実施例１と同様にしてアニ
ーリングしたところ、抵抗率０．５Ω・cm、ホールキャ
リア濃度８×１０18／cm3と優れたｐ型特性を示した。
凹凸が得られたウエハーを、実施例１と同様にしてアニ
ーリングしたところ、抵抗率０．５Ω・cm、ホールキャ
リア濃度８×１０18／cm3と優れたｐ型特性を示した。
【００２６】［実施例４］図５の断面図をもとにして説
明する。サファイア基板１１の上に実施例１と同様にし
て、ＧａＮよりなるバッファ層１２を成長させ、その上
に原料ガスしてＴＭＡ、アンモニア、ドーパントガスと
してシランガスを用い、Ｓｉをドープしたｎ型ＧａＮ層
１３を４μｍの膜厚で成長させる。その上にＭｇドープ
ＧａＮ１５を実施例１と同様にして１μｍの膜厚で成長
させることにより、ホモ接合の発光素子ウエハーを得
る。
明する。サファイア基板１１の上に実施例１と同様にし
て、ＧａＮよりなるバッファ層１２を成長させ、その上
に原料ガスしてＴＭＡ、アンモニア、ドーパントガスと
してシランガスを用い、Ｓｉをドープしたｎ型ＧａＮ層
１３を４μｍの膜厚で成長させる。その上にＭｇドープ
ＧａＮ１５を実施例１と同様にして１μｍの膜厚で成長
させることにより、ホモ接合の発光素子ウエハーを得
る。
【００２７】ウエハーのＭｇドープＧａＮ層の上に、実
施例３と同様にしてシリカ膜を１０μｍ幅、１０μｍピ
ッチのストライプ形状で形成する。なおこの形状は、図
４に示すように各ストライプ間をＭｇドープＧａＮ層１
５で接続した形状とする。
施例３と同様にしてシリカ膜を１０μｍ幅、１０μｍピ
ッチのストライプ形状で形成する。なおこの形状は、図
４に示すように各ストライプ間をＭｇドープＧａＮ層１
５で接続した形状とする。
【００２８】シリカ保護膜を形成後、実施例１と同様に
してＲＩＥでおよそ１μｍの深さでエッチングする。こ
のエッチングにより図５に示すようにＭｇドープＧａＮ
層はほぼ貫通され、一部ｎ型ＧａＮ層１３までエッチン
グされているが、発光特性に何等悪影響を及ぼすもので
はない。後は実施例３と同様にしてシリカ膜をフッ酸で
除去する。
してＲＩＥでおよそ１μｍの深さでエッチングする。こ
のエッチングにより図５に示すようにＭｇドープＧａＮ
層はほぼ貫通され、一部ｎ型ＧａＮ層１３までエッチン
グされているが、発光特性に何等悪影響を及ぼすもので
はない。後は実施例３と同様にしてシリカ膜をフッ酸で
除去する。
【００２９】シリカ膜除去後、ＭｇドープＧａＮ層１４
の凸部のほぼ全面と、Ｓｉドープｎ型ＧａＮ層１３の所
定の位置に電極１５を蒸着した後、アニーリング装置に
入れ、実施例１と同様にしてアニーリングを行う。
の凸部のほぼ全面と、Ｓｉドープｎ型ＧａＮ層１３の所
定の位置に電極１５を蒸着した後、アニーリング装置に
入れ、実施例１と同様にしてアニーリングを行う。
【００３０】以上のようにして得られたウエハーをチッ
プ状に加工して、ホモ構造の発光ダイオードとして発光
させたところ、順方向電流２０ｍＡで、順方向電圧５
Ｖ、発光出力７０μＷであった。
プ状に加工して、ホモ構造の発光ダイオードとして発光
させたところ、順方向電流２０ｍＡで、順方向電圧５
Ｖ、発光出力７０μＷであった。
【００３１】
【発明の効果】以上述べたように本発明の方法による
と、従来ｐ型ドーパントをドープしても高抵抗であった
窒化ガリウム系化合物半導体を、４００℃以上のアニー
リングにより低抵抗なｐ型とすることができるため、数
々の構造の素子を製造することができる。さらに、エッ
チングによりｐ型ドーパントがドープされた窒化ガリウ
ム系化合物半導体表面に凹凸を設け表面積を大きくして
さらに低抵抗なｐ型とすることができる。また、従来の
電子線照射による方法では最上層の極表面しか低抵抗化
できなかったが、本発明ではアニーリングによってｐ型
不純物がドープされた窒化ガリウム系化合物半導体層を
全体をｐ型化できるため、面内均一にしかも深さ方向均
一にｐ型化でき、しかもどこの層にでもｐ型層を形成で
きる。
と、従来ｐ型ドーパントをドープしても高抵抗であった
窒化ガリウム系化合物半導体を、４００℃以上のアニー
リングにより低抵抗なｐ型とすることができるため、数
々の構造の素子を製造することができる。さらに、エッ
チングによりｐ型ドーパントがドープされた窒化ガリウ
ム系化合物半導体表面に凹凸を設け表面積を大きくして
さらに低抵抗なｐ型とすることができる。また、従来の
電子線照射による方法では最上層の極表面しか低抵抗化
できなかったが、本発明ではアニーリングによってｐ型
不純物がドープされた窒化ガリウム系化合物半導体層を
全体をｐ型化できるため、面内均一にしかも深さ方向均
一にｐ型化でき、しかもどこの層にでもｐ型層を形成で
きる。
【図１】 本発明の一実施例による窒化ガリウム系化合
物半導体の凹凸形状を示す模式断面図。
物半導体の凹凸形状を示す模式断面図。
【図２】 本発明の一実施例による窒化ガリウム系化合
物半導体の凹凸形状を示す断面図。
物半導体の凹凸形状を示す断面図。
【図３】 本発明の一実施例による窒化ガリウム系化合
物半導体の凹凸形状を示す断面図。
物半導体の凹凸形状を示す断面図。
【図４】 図３の斜視図。
【図５】 本発明の一実施例により低抵抗化されたｐ型
窒化ガリウム系化合物半導体を有する発光素子の構造を
示す断面図。
窒化ガリウム系化合物半導体を有する発光素子の構造を
示す断面図。
【図６】 ｐ型ドーパントがドープされた窒化ガリウム
系化合物半導体のアニーリング温度と、抵抗率との関係
を示す図。
系化合物半導体のアニーリング温度と、抵抗率との関係
を示す図。
１・・・・ｐ型ドーパントがドープされた窒化ガリウム
系化合物半導体 １１・・・・サファイア基板 １２・・・・ＧａＮバッファ層 １３・・・・Ｓｉドープｎ型ＧａＮ層 １４・・・・ＭｇドープＧａＮ層 １５・・・・電極
系化合物半導体 １１・・・・サファイア基板 １２・・・・ＧａＮバッファ層 １３・・・・Ｓｉドープｎ型ＧａＮ層 １４・・・・ＭｇドープＧａＮ層 １５・・・・電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 33/00 H01L 21/324 H01S 3/18 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (2)
- 【請求項１】 水素が含まれ、かつｐ型ドーパントがド
ープされた窒化ガリウム系化合物半導体をエッチングし
て、その表面に凹凸を形成する工程と、凹凸を形成した
後、その窒化ガリウム系化合物半導体を４００℃以上で
アニーリングすることにより、その窒化ガリウム系化合
物半導体から水素を出す工程とを具備することを特徴と
する窒化ガリウム系化合物半導体のｐ型化方法。 - 【請求項２】 前記凹凸はその凹部が前記ｐ型ドーパン
トがドープされた窒化ガリウム系化合物半導体を貫通す
るように形成することを特徴とする請求項１に記載の窒
化ガリウム系化合物半導体のｐ型化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8549193A JP2785253B2 (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 窒化ガリウム系化合物半導体のｐ型化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8549193A JP2785253B2 (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 窒化ガリウム系化合物半導体のｐ型化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06275867A JPH06275867A (ja) | 1994-09-30 |
| JP2785253B2 true JP2785253B2 (ja) | 1998-08-13 |
Family
ID=13860407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8549193A Expired - Lifetime JP2785253B2 (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 窒化ガリウム系化合物半導体のｐ型化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2785253B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8513694B2 (en) | 2009-03-04 | 2013-08-20 | Panasonic Corporation | Nitride semiconductor device and manufacturing method of the device |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6996150B1 (en) | 1994-09-14 | 2006-02-07 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device and manufacturing method therefor |
| KR100700530B1 (ko) * | 2005-10-28 | 2007-03-28 | 엘지전자 주식회사 | 요철 구조를 가진 발광 다이오드 및 그 제조 방법 |
| JP5036840B2 (ja) * | 2010-03-25 | 2012-09-26 | 株式会社東芝 | 発光素子 |
| JP5054221B1 (ja) * | 2011-08-26 | 2012-10-24 | 住友電気工業株式会社 | Ｉｉｉ族窒化物半導体レーザ素子 |
-
1993
- 1993-03-19 JP JP8549193A patent/JP2785253B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8513694B2 (en) | 2009-03-04 | 2013-08-20 | Panasonic Corporation | Nitride semiconductor device and manufacturing method of the device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06275867A (ja) | 1994-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7760785B2 (en) | Group-III nitride semiconductor device | |
| JP2540791B2 (ja) | ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法。 | |
| JP3909811B2 (ja) | 窒化物半導体素子及びその製造方法 | |
| JP3517091B2 (ja) | 窒化ガリウム系半導体発光素子およびその製造方法 | |
| JP3864735B2 (ja) | 半導体発光素子およびその製造方法 | |
| JP3453558B2 (ja) | 窒化物半導体素子 | |
| US6284559B1 (en) | Gallium nitride group compound semiconductor light-emitting device and method for fabricating the same | |
| JP2002016000A (ja) | 窒化物系半導体素子および窒化物系半導体基板 | |
| JP2800666B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体レーザ素子 | |
| EP0929109B1 (en) | Method for manufacturing a semiconductor light emitting device | |
| JP2785253B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体のｐ型化方法 | |
| JP2790235B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体のｐ型化方法 | |
| JP3209233B2 (ja) | 青色発光ダイオードおよびその製造方法 | |
| JP3546634B2 (ja) | 窒化物系化合物半導体の選択エッチング方法および半導体装置の製造方法 | |
| JP3403665B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 | |
| JP5874689B2 (ja) | 半導体発光素子およびその製造方法 | |
| JP3180710B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法 | |
| JPH09298311A (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 | |
| JP3301345B2 (ja) | ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層の形成方法 | |
| JPH08213656A (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 | |
| JP3025760B2 (ja) | 窒化ガリウム系半導体レーザ素子およびその製造方法 | |
| JPH05198841A (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体のｐ型化方法 | |
| JP3038806U (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 | |
| JP4969210B2 (ja) | 半導体レーザおよびその製造方法 | |
| JP3780984B2 (ja) | 窒化物半導体の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080529 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090529 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090529 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090529 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100529 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100529 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110529 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110529 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120529 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120529 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130529 Year of fee payment: 15 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |