JP2884083B1 - 金属層上にエピタキシャル成長した半導体層を形成する方法及びこの方法を用いて製造した光放出半導体デバイス - Google Patents

金属層上にエピタキシャル成長した半導体層を形成する方法及びこの方法を用いて製造した光放出半導体デバイス

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Abstract

【要約】 【課題】 絶縁性基板上に形成した金属層上に単結晶構
造の半導体層を直接形成できる金属層上に単結晶の半導
体層を形成する方法を提供する。 【解決手段】 本発明による金属層上に単結晶の半導体
層を形成する方法においては、層形成されるべき表面を
有する絶縁性基板上に金属層を形成し、この金属層(1
1)上に単結晶構造の半導体層を形成するに当たり、単
結晶の結晶構造を有する絶縁性基板(10)上に、エピ
タキシャル成長した金属層(11)を形成し、この金属
層上に、エピタキシャル成長法により単結晶の結晶構造
を有する半導体層(12)を形成することを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁性基板上に金
属−半導体の層構造体を形成する方法及びこの方法によ
り製造した光放出半導体デバイスに関するものである。
【0002】
【従来の技術】窒化ガリウム(GaN)をベース材料と
する青色半導体レーザの実用化が強く要請されている。
図1は従来の窒化ガリウムをベース材料と半導体レーザ
の構造を示す線図である。窒化ガリウムは単結晶のウエ
ハを製造することができないため、基板材料としてサフ
ァイア基板1が用いられ、このサファイア基板1上に窒
化ガリウムのバッファ層2が形成され、このバッファ層
2上に例えば3μmの厚い厚さのn型の窒化ガリウムの
第1のクラッド層3が形成されている。そして、このク
ラッド層3上に活性層4が形成され、活性層上にp型の
第2のクラッド層5が形成され、この第2のクラッド層
上にp−電極6が形成されている。n−電極を形成する
ため、パターニング処理を行って第1のクラッド層3の
側部が部分的に除去され、第1のクラッド層3の側部に
n−電極7が形成されている。
【0003】この半導体レーザの電流通路は、n−電極
7、第1のクラッド層3、活性層4、第2のクラッド層
5及びp−電極6に沿って形成される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の半導体
レーザは、第1のクラッド層の側部にn−電極が形成さ
れた構造とされているため、n−電極から供給されたキ
ャリアは第1のクラッド層を横方向に沿って走行して活
性層に供給される。このため、第1のクラッド層の電気
抵抗が大きくなり、この結果消費電力が大きくなるばか
りでなく、動作電圧も高くなる不都合が生じている。
【0005】さらに、n−電極を形成するためにパター
ニング等の種々の処理が必要となるため、製造工程が複
雑になる欠点もあった。
【0006】一方、これらの欠点は、絶縁性の基板上に
電極を構成する金属層を形成し、この金属層上に半導体
材料の単結晶層が直接形成できれば全て解消することが
できる。すなわち、サファイア基板上に電極を構成する
金属層を直接形成し、この金属層上に窒化ガリウムの単
結晶層が形成できれば、電極から供給されたキャリアは
薄い厚さのクラッド層を経て活性層内に供給されるの
で、クラッド層の電気抵抗を大幅に減少させることがで
きる。
【0007】また、太陽電池や光センサのように、絶縁
性基板上に種々の半導体材料層を形成することにより半
導体デバイス又はデバイスアレイが形成される場合に
も、絶縁性基板上に形成した金属層上に半導体材料の単
結晶層が直接形成できれば、デバイスの効率及び製造工
程を大幅に改善することができる。
【0008】従って、本発明の目的は、絶縁性基板上に
形成した金属層上に単結晶構造の半導体層を直接又は薄
いバッファ層を介して形成できる金属層上に単結晶の半
導体層を形成する方法を提供することにある。
【0009】さらに、本発明の別の目的は、消費電力が
少なく且つ動作電圧が一層低い光放出半導体デバイスを
提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明による金属層上に
エピタキシャル成長した半導体層を形成する方法は、層
形成されるべき表面を有する絶縁性基板上に金属層を形
成し、この金属層上にエピタキシャル成長した半導体層
を形成するに当たり、単結晶の結晶構造を有する絶縁性
基板上に、エピタキシャル成長した金属層を形成し、こ
の金属層上に、エピタキシャル成長法によりエピタキシ
ャル成長した半導体層を形成することを特徴とする。
【0011】本発明者が金属−半導体層構造について種
々の実験及び解析を行った結果、単結晶構造の絶縁性基
板を特定の結晶面を層形成すべき面とし、この特定の面
上に金属膜を特定の結晶軸方向に堆積させることにより
エピタキシャル成長した金属層が形成できることが判明
した。そして、このエピタキシャル成長した金属層上
に、エピタキシャル成長法により半導体層を成長させれ
ば、エピタキシャル成長した単結晶の半導体層が形成で
きることも判明した。本発明はこのような実験及び解析
結果に基づくものであり、絶縁性の単結晶基板上にエピ
タキシャル成長した金属層を形成し、この金属層上にエ
ピタキシャル成長法により単結晶の半導体層を形成す
る。この単結晶半導体層の形成方法を利用することによ
り、金属層上に単結晶の半導体層を直接形成できるの
で、絶縁性基板上に電極を構成する金属層を形成し、こ
の金属層上に半導体層構造を形成することにより半導体
デバイスが完成する用途に極めて有益である。特に、電
極を構成する金属層上に単結晶半導体層が直接又は薄い
バッファ層を介して形成できるので、窒化ガリウムのよ
うにウェハが得られない半導体材料をベース材料とする
半導体デバイスの製造に極めて有益である。尚、本発明
は、半導体レーザやLEDのような光放出半導体デバイ
スだけでなく、太陽電池や光センサのように絶縁性基板
上に金属層及び半導体層を積層することにより構成され
る種々の半導体デバイスにも適用することができる。半
導体層をエピタキシャル成長させる方法として、有機金
属気相成長法、液層エピタキシャル成長法、気相エピタ
キシャル成長法、分子線エピタキシャル成長法等の種々
のエピタキシャル成長法を用いることができる。
【0012】本発明による金属層上にエピタキシャル成
長した半導体層を形成する方法の好適実施例は、絶縁性
基板をサファイア基板で構成し、このサファイア基板の
層形成されるべき面をc面とし、このサファイア基板の
c面上に白金の層を(111)方向に形成し、形成され
た白金層上にIII 族の窒化物半導体材料層をエピタキシ
ャル成長法により形成することを特徴とする。本発明者
が、サファイア基板について種々の解析を行った結果、
サファイア基板のc面上にスパッタリング処理により白
金の層を(111)方向に堆積することにより全体とし
て結晶方位が一様な単結晶の金属膜が形成できることが
判明した。この理由として、スパッタリング処理は比較
的膜厚の制御がし易いため、白金の原子又は分子が下地
のサファイア基板又は白金層の安定なサイトを見つけて
ゆっくりと堆積するからであると考えられる。このよう
な観点より、白金の堆積方法として液相エピタキシィー
のような一層平衡で熱的に安定な状態でエピタキシャル
成長が行われる堆積方法も利用することができる。この
ような認識に基づき、本発明の好適実施例では絶縁性基
板としてサファイア基板を用い、このサファイア基板の
c面上にスパッタリング処理により白金層を(111)
方向に堆積する。
【0013】本発明による方法の好適実施例は、スパッ
タリング工程において、サファイア基板を400℃〜7
00℃の温度範囲に維持しながら白金層をエピタキシャ
ル成長させることを特徴とする。本発明者がスパッタリ
ング処理について種々の実験を行った結果、400℃か
ら700℃の温度範囲に基板を維持しながらスパッタリ
ングを行った場合、良好にエピタキシャル成長した白金
層が形成できることを見出した。特に、サファイア基板
をほぼ500℃に維持しながらスパッタリングを行うこ
とにより、結晶方位のバラツキの少ない良好な白金のエ
ピタキシャル層を形成することができることが判明し
た。尚、スパッタリング処理として、D.C.スパッタ
リング、マグネトロンスパッタリング、リアクティブス
パッタリング等の種々のスパッタリング処理を用いるこ
とができる。
【0014】本発明による方法の好適実施例は、白金の
エピタキシャル層を成長した後、不活性ガス雰囲気下に
おいて600〜900℃の温度範囲でアニール処理を行
い、その後半導体層をエピタキシャル成長させることを
特徴とする。このアニール処理を行うことにより、エピ
タキシャル成長した白金層の表面を一層平坦化すること
ができる。この平坦化処理を行ってから半導体層をエピ
タキシャル成長させることにより、下地の白金層と上側
の半導体層との間で合金化することを防止できる利点も
考えられる。このアニール処理の温度範囲として、90
0℃を超える温度でアニール処理すると一旦堆積した白
金が脱着するおそれがある。一方、600℃以下の温度
では十分な平坦化を行うことができない。従って、アニ
ール処理の温度は600〜900℃の範囲が好ましい。
【0015】本発明による方法の好適実施例は、半導体
層のエピタキシャル成長工程を、低温エピタキシャル成
長工程と高温エピタキシャル成長工程との2段階により
行うことを特徴とする。金属層上に半導体層をエピタキ
シャル成長させる場合、下側の金属と半導体とが合金化
するおそれがある。このような場合、半導体層のエピタ
キシャル成長を低温エピタキシャルと高温エピタキシャ
ルの2段階に分けて行うことにより、合金化が生ずるの
を有効に防止できることが考えられる。この2段階エピ
タキシャル成長工程において、低温エピタキシャル成長
工程中において基板をほぼ600℃維持し、高温エピタ
キシャル成長工程において基板をほぼ1000℃に維持
することが好ましい。このように温度設定することによ
り、合金化を有効に防止することができる。
【0016】下側の白金層と上側の窒化ガリウム層との
間で合金化が生ずるのを防止する観点より、これらの層
間にバッファ層を介在させることも有益である。このバ
ッファ層として、例えば500℃〜800℃の比較的低
温度で堆積した窒化ガリウムや窒化アルミニウム層を用
いることができる。このバッファ層の材料としては、下
側の白金層と合金化しにくく、しかも上側に堆積される
窒化ガリウムと格子定数差が小さい材料が好ましい。
【0017】本発明による光放出半導体デバイスは、層
形成されるべき表面を有する単結晶構造の絶縁性基板
と、この絶縁性基板上にエピタキシャル成長形成され、
第1の電極を構成する第1の金属層と、この第1の金属
層上にエピタキシャル成長法により形成した第1導電型
の第1のクラッド層と、この第1のクラッド層上に形成
した活性層と、この活性層上に形成され、前記第1導電
型とは反対の第2導電型の第2のクラッド層と、この第
2クラッド層上に形成した第2の電極とを具えることを
特徴とする。本発明の半導体レーザは、絶縁性基板上に
第1の電極を構成する金属層が形成され、この金属層上
にレーザダイオードを構成する半導体層が順次形成され
ているので、電極から活性層に供給されるキャリアの走
行距離が一層短くでき、この結果消費電力が少なく且つ
動作電圧が一層低い半導体レーザ及び発光ダイオード
(LED)を実現することができる。
【0018】本発明による半導体レーザの好適実施例
は、絶縁性基板をサファイア基板で構成し、前記第1の
金属層をサファイア基板のc面上に(111)方向の結
晶方位に沿って形成した白金層とし、前記第1及び第2
のクラッド層を有機金属気相成長法により堆積した窒化
ガリウム層で構成したことを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】図2は本発明による金属層上に単
結晶の半導体層を形成する方法を説明するための線図的
断面図である。本例では、窒化ガリウムをベース材料と
する半導体レーザを製造するための層構造を形成する場
合について説明する。絶縁性基板として単結晶構造を有
するサファイア基板10を用いる。このサファイア基板
10は層構造体を形成すべき表面10aを有し、この表
面10a上に金属層及び半導体層を順次形成する。本例
では、層構造を形成すべき表面10aとしてc面を用い
る。尚、サファイア基板10の層形成すべき面10a
は、通常の鏡面研磨した表面でもよく、或いは高温アニ
ール処理により超平坦化処理をした表面でもよく、いず
れの表面でも上側に金属層をエピタキシャル成長させる
ことができる。
【0020】このサファイア基板のc面上に、電極を構
成する金属層11を堆積する。本例では、スパッタリン
グ処理により白金を(111)方向に沿って堆積し、結
晶方位の揃った白金層11を形成する。この白金層11
の厚さは、例えば100〜1000オングストロームす
ることができる。この白金層の堆積方法として、スパッ
タリング以外の方法としてLPE(液層エピタキシャ
ル)のような結晶方位の揃った金属層を堆積できる種々
の堆積方法を用いることができる。尚、金属層11はオ
ーミック電極を構成するため、上側に形成される半導体
層の材料の仕事関数を考慮して適切なオーミック電極が
形成できるように材料を選択する必要がある。
【0021】次に、必要に応じて、不活性ガスの雰囲気
下において高温アニール処理を行って白金層11の表面
を平坦化処理を行う。このアニール処理により、上側に
成長される半導体と白金との間で合金化が生じにくくす
る作用が期待できる。尚、このアニール処理の温度とし
て600〜900℃の温度範囲で行うことができる。
【0022】次に、白金層11上に窒化ガリウム層12
を有機金属気相エピタキシャル成長法により形成する。
この窒化ガリウム12は、エピタキシャル成長時の温度
及び成長条件を最初から終了時まで一定に維持しながら
1段階で行うことができ、或いはエピタキシャル成長温
度を低温エピタキシャル成長と高温エピタキシャル成長
の2段階に分けて行うこともできる。或いは、低温から
高温度まで温度を時間的に連続して変化させるように、
エピタキシャル成長条件を時間的に連続して変えながら
エピタキシャル成長させることもできる。
【0023】本例では、低温エピタキシャル成長と高温
エピタキシャル成長の2段階で行い、低温エピタキシャ
ル成長により形成した半導体層をバッファ層12aとし
て利用する。このバッファ層12aは、下地の金属層と
上側の半導体層との間の格子定数の差が大きい場合に格
子定数の差を緩和するために有用である。また、このバ
ッファ層12aは、下側の白金層11と上側の窒化ガリ
ウム層12との間で合金化が生ずるのを防止する有用な
作用も果たすことができる。
【0024】本例では、バッファ層12aとしてGaN
層を用いる。このバッファ層の成長条件一例を以下に示
す。原料ガスとしてトリメチルガリウム(TMGa)を
用いた。 TMGaの供給量:2.86×10-6mol/min TMGaの流量:1.3ccm H2 (MO)流量:500ccm H2 (NH3 )流量:500〜1250ccm NH3 の供給量:1.12〜4.46×10-2mol/
min NH3 の流量:250〜1000ccm V/III 比:4000〜15000 基板温度:600℃
【0025】尚、バッファ層12aとしてGaN層以外
の層としてAlN層を用いることができ、このAlNバ
ッファ層のエピタキシャル成長条件の一例を以下に示
す。尚、原料ガスとしてトリメチルアルミニウム(TM
Al)を用いた。 TMAlの供給量:2.45〜4.9×10-6mol/
min TMAlの流量:5〜10ccm H2 (MO)流量:500ccm H2 (NH3 )流量:1430〜500ccm NH3 の供給量:0.31〜4.46×10-2mol/
min NH3 の流量:70〜1000ccm V/III 比:1100〜18000 基板温度:500〜800℃
【0026】次に、同一の有機金属気相エピタキシャル
成長装置を用いてデバイスの有用な構成層となる窒化ガ
リウム層12をエピタキシャル成長させる。この窒化ガ
リウム層12のエピタキシャル成長条件の一例を以下に
示す。 TMGaの供給量:2.86×10-6mol/min TMGaの流量:1.3ccm H2 (MO)流量:500ccm H2 (NH3 )流量:750ccm NH3 の供給量:3.35×10-2mol/min NH3 の流量:750ccm V/III 比:12000 基板温度:1040℃
【0027】次に、必要に応じて例えば900℃程度の
温度でアニール処理を行い、窒化ガリウム層12の表面
を平坦化することができる。この平坦化処理は、窒化ガ
リウム層12の表面に凹凸が生じた場合に特に有用であ
る。
【0028】次に、上述した製造方法に基づき実際にサ
ンプルを作成し、単結晶の窒化ガリウム層が白金層上に
直接堆積できるかについて確認実験を行った。サンプル
の製造条件は以下の通りである。 (1)絶縁性基板 材料:サファイア、 層形成すべき面:c面 (2)白金層 厚さ:100nm 結晶方位: (111)方向 形成方法:DCスパッタリング(Arガス:20scc
m、圧力:1mTorr) (3)窒化ガリウム層 窒化ガリウム層の形成に際し、低温エピタキシャル成長
と高温エピタキシャル成長の2段階で行い、低温エピタ
キシャル成長層をバッファ層とした。 (低温エピタキシャル成長層) 厚さ:20nm TMGaの供給量:2.86×10-6mol/min TMGaの流量:1.3ccm H2 (MO)流量:500ccm H2 (NH3 )流量:1250ccm NH3 の供給量:1.12〜4.46×10-2mol/
min NH3 の流量:250ccm V/III 比:4000〜15000 基板温度:600℃ (高温エピタキシャル成長層) 厚さ:1.2μm TMGaの供給量:2.86×10-6mol/min TMGaの流量:1.3ccm H2 (MO)流量:500ccm H2 (NH3 )流量:750ccm NH3 の供給量:3.35×10-2mol/min NH3 の流量:750ccm V/III 比:12000 基板温度:1040℃ 成長時間:60分
【0029】上述した条件で作成したサンプルについて
X線回折法により回折パターンを観測した。この回折パ
ターンを図3に示す。図3から明かなように、サファイ
アのc面及び白金の(111)面に対応した回折ピーク
に加えて、c軸方向に成長した窒化ガリウムのピークだ
けが観測された。また、銅から発生する2個のX線(C
u(銅)Kα1 及びKα2 )に対する回折ピークの分離
がGaN(0004)面からの回折について見られた。
このX線回折の実験結果から、サファイア基板上にエピ
タキシャル成長した白金層及び窒化ガリウム層が形成さ
れているのが確認された。
【0030】さらに、上記サンプルについて電子線回折
パターンの測定を行った。撮影した電子線回折像の写真
を忠実に図面とし再現したものを図4に示す。(11−
20)入射電子線に対してストリーク状の回折パターン
が明瞭に観測された。この電子線回折の結果からも白金
層上に窒化ガリウム層の単結晶膜が形成されていること
が確認された。
【0031】次に、本発明により作成した金属−半導体
層構造を有する窒化ガリウムをベース材料とする半導体
レーザについて説明にする。絶縁性基板としてサファイ
ア基板20を用いる。このサファイア基板20のc面上
に第1の電極を構成する白金層21を形成する。この白
金層21はエピタキシャル成長により形成し、その厚さ
は500〜2000Åとする。白金層21上に、有機金
属気相エピタキシャル成長法により半導体レーザを構成
する層構造体を順次積層形成する。初めに、トリメチル
ガリウムを原料ガスとしてGaNのバッファ層22を成
長形成する。このバッファ層22の厚さは、例えば10
0〜500Åとすることができる。バッファ層22上に
p形のクラッド層となるp−GaN層23をエピタキシ
ャル成長させる。このp−GaN層23はMgをドーパ
ントとし、その不純物濃度は2×1020原子/cmとす
る。また、その厚さは0.2〜0.5μmとする。この
p−GaN層23上にp形の組成変調層24を形成す
る。本例では、組成変調層24は、p−Al0.2 Ga
0.8 N:Mg、p−GaN:Mg、及びp−Al0.7
0.3 N:Mgの3層で構成する。このp形の組成変調
層24上に活性層25を形成する。この活性層25は、
例えばInGaNの多重量子井戸構造で構成することが
できる。
【0032】活性層25上にn形の組成変調層26を形
成する。このn形の組成変調層26はSiをドーパント
とし、n−In0.05Ga0.95N:Si、n−Al0.07
0. 93N:Si、n−GaN:Siの3層で構成する。
次に、n形の組成変調層26上にn形のGaN層27を
形成する。このGaN層27は、その厚さは0.2〜
0.5μmとし、不純物濃度は例えば2×1019原子/
cm2 とする。さらに、n形のGaN層27上にp−電
極を構成する第2の電極28を形成する。この第2の電
極28は、Ni層とAu層とで構成することができる。
【0033】図6は本発明による金属層上に単結晶の半
導体層を形成する方法により製造される面発光形のレー
ザの構成を示す線図的断面図である。面発光形のレーザ
は既に実用化されているため、本発明と関連する部分に
ついて説明することにする。サファイア基板30上に白
金層31を形成する。この白金層31は電極として及び
反射鏡として機能する。この白金層31上にp形GaN
の第1のクラッド層32をエピタキシャル成長法により
形成する。この第1のクラッド層32上に活性領域33
を形成する。この活性領域33上にn形のGaNの第2
のクラッド層34を形成する。この第2のクラッド層の
活性層と対応する部分に第2の反射鏡35を形成し、こ
の第2の反射鏡のまわりにNi層とAu層とから構成さ
れる第2の電極を形成する。この面発光レーザ素子にお
いても、基板上に形成した白金層上に直接半導体層を形
成できるので、この白金層を電極及び反射鏡の両方とし
て機能させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のGaNをベース材料とする半導体レーザ
の構成を示す線図的断面図である。
【図2】本発明による金属層上に単結晶の半導体層を形
成する方法を説明するための金属−半導体層構造を示す
線図的断面図である。
【図3】本発明による方法により作成したサンプルのX
線回折パターンを示すグラフである。
【図4】本発明による方法により作成したサンプルの電
子線回折パターンを示すグラフである。
【図5】本発明による方法を用いて作成した半導体レー
ザの一例の構成を示す線図的断面図である。
【図6】本発明による方法を用いて作成した面発光レー
ザ素子の一例の構成を示す線図的断面図である。
【符号の説明】
10 基板 11 白金層 12 窒化ガリウム層 12a バッファ層 20 サファイア基板 21 白金層 22 バッファ層 23 第1のクラッド層 24 第1の組成変調層 25 活性層 26 第2の組成変調層 27 第2のクラッド層 28 第2の電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−125298(JP,A) 応用物理学会関係連合講演会講演予稿 集,Vol.45th,No.1,PAG E.299,1998 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 33/00 H01L 21/203

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 層形成されるべき表面を有する絶縁性基
    板上に金属層を形成し、この金属層上にエピタキシャル
    成長した半導体層を形成するに当たり、 単結晶の結晶構造を有する絶縁性基板上に、エピタキシ
    ャル成長した金属層を形成し、この金属層上に、エピタ
    キシャル成長法により単結晶の結晶構造を有する半導体
    層を形成することを特徴とする金属層上にエピタキシャ
    ル成長した半導体層を形成する方法。
  2. 【請求項2】 前記絶縁性基板をサファイア基板で構成
    し、このサファイア基板の層形成されるべき面をc面と
    し、このサファイア基板のc面上に白金の層を(11
    1)方向に堆積し、形成された白金層上にIII 族の窒化
    物半導体材料層をエピタキシャル成長法により形成する
    ことを特徴とする請求項1に記載の金属層上にエピタキ
    シャル成長した半導体層を形成する方法。
  3. 【請求項3】 前記白金層をスパッタリング処理により
    堆積することを特徴とする請求項2に記載の金属層上に
    エピタキシャル成長した半導体層を形成する方法。
  4. 【請求項4】 前記スパッタリング工程において、サフ
    ァイア基板を400℃〜700℃の温度範囲に維持しな
    がら白金層をエピタキシャル成長させることを特徴とす
    る請求項3に記載の金属層上にエピタキシャル成長した
    半導体層を形成する方法。
  5. 【請求項5】 前記基板の温度をほぼ500℃としたこ
    とを特徴とする請求項4に記載の金属層上にエピタキシ
    ャル成長した半導体層を形成する方法。
  6. 【請求項6】 前記白金のエピタキシャル層を成長した
    後、不活性ガス雰囲気下において600〜900℃の温
    度範囲でアニール処理を行い、その後半導体層をエピタ
    キシャル成長させることを特徴とする請求項2に記載の
    金属層上にエピタキシャル成長した半導体層を形成する
    方法。
  7. 【請求項7】 前記半導体層のエピタキシャル成長工程
    を、低温エピタキシャル成長工程と高温エピタキシャル
    成長工程との2段階により行うことを特徴とする請求項
    2に記載の金属層上にエピタキシャル成長した半導体層
    を形成する方法。
  8. 【請求項8】 前記低温エピタキシャル成長工程中にお
    いて基板をほぼ600℃維持し、高温エピタキシャル成
    長工程において基板をほぼ1000℃に維持することを
    特徴とする請求項7に記載の金属層上にエピタキシャル
    成長した単結晶の半導体層を形成する方法。
  9. 【請求項9】 前記窒化物半導体材料を窒化ガリウムと
    し、有機金属気相成長法により単結晶の窒化ガリウム層
    を形成することを特徴とする請求項2に記載の金属層上
    に単結晶の半導体層を形成する方法。
  10. 【請求項10】 層形成されるべき表面を有する絶縁性
    基板上に金属層を形成し、この金属層上にエピタキシャ
    ル成長した半導体層を形成するに当たり、 層形成すべき面としてc面を有するサファイア基板を用
    意し、このサファイア基板のc面上に、スパッタリング
    処理により白金層を(111)方向に堆積し、堆積した
    白金層上にエピタキシャル成長法により窒化ガリウム層
    を堆積することを特徴とすることを特徴とする金属層上
    にエピタキシャル成長した半導体層を形成する方法。
  11. 【請求項11】 前記窒化ガリウム層を堆積する際、前
    記基板を第1の温度に維持しながら第1の窒化ガリウム
    層を形成し、その後基板を前記第1の温度よりも高い第
    2の温度に維持しながら前記第1の窒化ガリウム層より
    も厚い第2の窒化ガリウム層を堆積することを特徴とす
    る請求項10に記載の金属層上に単結晶の半導体層を形
    成する方法。
  12. 【請求項12】 前記第1の温度をほぼ600℃とし、
    前記第2の温度をほぼ1000℃としたことを特徴とす
    る請求項11に記載の金属層上にエピタキシャル成長し
    た半導体層を形成する方法。
  13. 【請求項13】 層形成されるべき表面を有する絶縁性
    基板上に金属層を形成し、この金属層上にエピタキシャ
    ル成長した半導体層を形成するに当たり、 層形成すべき面としてc面を有するサファイア基板を用
    意し、このサファイア基板のc面上に、スパッタリング
    処理により白金層を(111)方向に堆積し、堆積した
    白金層上にエピタキシャル成長法により窒化アルミニウ
    ムのバッファ層を形成し、このバッファ層上にエピタキ
    シャル成長法により窒化ガリウム層を堆積することを特
    徴とする金属層上にエピタキシャル成長した半導体層を
    形成する方法。
  14. 【請求項14】 層形成されるべき表面を有する単結晶
    構造の絶縁性基板と、この絶縁性基板上に形成され、単
    結晶構造を有し第1の電極を構成する第1の金属層と、
    この第1の金属層上にエピタキシャル成長法により形成
    した第1導電型の第1のクラッド層と、この第1のクラ
    ッド層上に形成した活性層と、この活性層上に形成さ
    れ、前記第1導電型とは反対の第2導電型の第2のクラ
    ッド層と、この第2クラッド層上に形成した第2の電極
    とを具えることを特徴とする光放出半導体デバイス。
  15. 【請求項15】 前記絶縁性基板をサファイア基板で構
    成し、このサファイア基板の層形成されるべき面をc面
    とし、前記第1の金属層を、スパッタリング処理により
    サファイア基板のc面上に(111)方向に形成した白
    金層とし、前記第1及び第2のクラッド層を有機金属気
    相成長法により堆積した窒化ガリウム層で構成したこと
    を特徴とする請求項14に記載の光放出半導体デバイ
    ス。
  16. 【請求項16】 前記第1の金属層と第1のクラッド層
    との間に窒化ガリウム又は窒化アルミニウムのバッファ
    層が介在することを特徴とする請求項15に記載の光放
    出半導体デバイス。
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