JP2918517B2 - ＧａＮ系化合物半導体素子の製造方法 - Google Patents
ＧａＮ系化合物半導体素子の製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体発光素子の
製造方法に関し、特に紫外から緑色までの発光素子に用
いられるＩｎＧａＡｌＮ系ヘテロ構造ＬＥＤ、ＬＤ等の
製造方法に関するものである。
製造方法に関し、特に紫外から緑色までの発光素子に用
いられるＩｎＧａＡｌＮ系ヘテロ構造ＬＥＤ、ＬＤ等の
製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】表示
等やフルカラー式ディスプレイ等に使用されるＧａＮ系
発光素子を例にとって、従来提案されている製造例に基
づいて、ＧａＮ系半導体素子の製造方法について説明す
る。
等やフルカラー式ディスプレイ等に使用されるＧａＮ系
発光素子を例にとって、従来提案されている製造例に基
づいて、ＧａＮ系半導体素子の製造方法について説明す
る。
【０００３】図１は、ＧａＮ系発光素子一構造例を概略
的に示す断面図である。図９は、処理温度と時間経過を
示すタイムチャートである。各層の成長方法としては、
有機金属気相成長法（以下、ＭＯＣＶＤ法という）が用
いられる。
的に示す断面図である。図９は、処理温度と時間経過を
示すタイムチャートである。各層の成長方法としては、
有機金属気相成長法（以下、ＭＯＣＶＤ法という）が用
いられる。
【０００４】まず、バッファ層の成長の前にサファイア
基板１に対して、水素キャリアガスだけでサーマルクリ
ーニングを行う。その後、キャリアガスはそのままで５
２０℃まで降温し、次いで、キャリアガスを次のように
切り替える。即ち、窒素と水素の割合が、１：３になる
ようにキャリアガスを切り替え、Ｖ族原料であるＮＨ3
とIII 族原料であるＴＭＧとを一定量供給し、厚さ５０
ｎｍのＧａＮバッファ層２を成長させる。Ｖ族原料であ
るＮＨ3 は、これ以降のプロセスにおいては成長中はも
ちろんのこと、成長中断中においても常に供給されるよ
うに設定されている。
基板１に対して、水素キャリアガスだけでサーマルクリ
ーニングを行う。その後、キャリアガスはそのままで５
２０℃まで降温し、次いで、キャリアガスを次のように
切り替える。即ち、窒素と水素の割合が、１：３になる
ようにキャリアガスを切り替え、Ｖ族原料であるＮＨ3
とIII 族原料であるＴＭＧとを一定量供給し、厚さ５０
ｎｍのＧａＮバッファ層２を成長させる。Ｖ族原料であ
るＮＨ3 は、これ以降のプロセスにおいては成長中はも
ちろんのこと、成長中断中においても常に供給されるよ
うに設定されている。
【０００５】その後、キャリアガスは切り替えずに１１
００℃まで昇温し、ＴＭＧおよびＳｉＨ4 を供給し、厚
さ４μｍのＳｉドープｎ型ＧａＮクラッド層３を成長さ
せる。このＳｉドープｎ型ＧａＮクラッド層３の成長
後、キャリアガスはそのままとして８００℃まで降温す
る。温度が８００℃で一定になった状態で、キャリアガ
スである窒素と水素の割合を１：１に切り替え、成長層
原料であるＴＭＩとＴＭＧと発光中心原料であるＳｉＨ
4 とＤＭＺｎとを供給し、厚さ０．２μｍのＺｎ、Ｓｉ
ドープＩｎＧａＮ発光層４を成長させる。ここで、本明
細書においては、窒素：水素の割合が１：１の場合も窒
素リッチ状態と定義するものとする。
００℃まで昇温し、ＴＭＧおよびＳｉＨ4 を供給し、厚
さ４μｍのＳｉドープｎ型ＧａＮクラッド層３を成長さ
せる。このＳｉドープｎ型ＧａＮクラッド層３の成長
後、キャリアガスはそのままとして８００℃まで降温す
る。温度が８００℃で一定になった状態で、キャリアガ
スである窒素と水素の割合を１：１に切り替え、成長層
原料であるＴＭＩとＴＭＧと発光中心原料であるＳｉＨ
4 とＤＭＺｎとを供給し、厚さ０．２μｍのＺｎ、Ｓｉ
ドープＩｎＧａＮ発光層４を成長させる。ここで、本明
細書においては、窒素：水素の割合が１：１の場合も窒
素リッチ状態と定義するものとする。
【０００６】このＳｉドープＩｎＧａＮ発光層４の成長
後、キャリアガスである窒素と水素の比を１：３に戻し
（すなわち水素リッチの状態にし）、１１００℃まで昇
温する。１１００℃に昇温後においては、キャリアガス
はそのままとし、ＴＭＡとＴＭＧおよびドーパントであ
るＣｐ2 Ｍｇを供給し、厚さ０．２μｍのＭｇドープｐ
型ＡｌＧａＮ層５を成長させる。最後に、ＴＭＧとＣｐ
2 Ｍｇを供給して、厚さ０．３μｍのｐ型ＧａＮ層６を
成長させる。さらに、キャリアガスはそのままで、成長
を中断させたままの状態で室温まで降温することによっ
て、図１に示すようなＧａＮ系発光素子が得られる。
後、キャリアガスである窒素と水素の比を１：３に戻し
（すなわち水素リッチの状態にし）、１１００℃まで昇
温する。１１００℃に昇温後においては、キャリアガス
はそのままとし、ＴＭＡとＴＭＧおよびドーパントであ
るＣｐ2 Ｍｇを供給し、厚さ０．２μｍのＭｇドープｐ
型ＡｌＧａＮ層５を成長させる。最後に、ＴＭＧとＣｐ
2 Ｍｇを供給して、厚さ０．３μｍのｐ型ＧａＮ層６を
成長させる。さらに、キャリアガスはそのままで、成長
を中断させたままの状態で室温まで降温することによっ
て、図１に示すようなＧａＮ系発光素子が得られる。
【０００７】このようにして得られるＩｎＧａＮ発光層
は、ＩｎＮの窒素の平衡圧がＧａＮに比べて２桁ほど高
く、また、ＧａＮより２００℃ほど低温度で成長するた
め、従来の方法でＩｎＧａＮ発光層の上層にＡｌＧａＮ
層を成長させる場合には、一旦成長を中断し、さらに昇
温してＩｎＧａＮ層上にＡｌＧａＮ層を成長させなけれ
ばならなかった。
は、ＩｎＮの窒素の平衡圧がＧａＮに比べて２桁ほど高
く、また、ＧａＮより２００℃ほど低温度で成長するた
め、従来の方法でＩｎＧａＮ発光層の上層にＡｌＧａＮ
層を成長させる場合には、一旦成長を中断し、さらに昇
温してＩｎＧａＮ層上にＡｌＧａＮ層を成長させなけれ
ばならなかった。
【０００８】そのため、ＩｎＧａＮ発光層は高温状態
（すなわち、８００℃から１１００℃への昇温時）にお
いて安定に保持する必要があった。しかしながら、本発
明者の知見によれば、上述した従来の方法においては、
昇温過程におけるキャリアガスとして、窒素と水素の割
合が１：３の水素リッチなガスを使用していたため、Ｉ
ｎＧａＮ発光層を安定に保持することができないことが
判明している。すなわち、ＮＨ3 は、水素雰囲気中にお
いては窒素の２倍以上の大きな拡散係数を有しているた
め、水素リッチである前記の条件下においては、基板近
傍のＮＨ3 濃度が低くなってしまうという現象が生じ、
このため、ＩｎＧａＮ発光層のＮが解離しやすくなり、
ＩｎＧａＮ発光層の分解による結晶の劣化あるいは厚さ
の減少・消失を招くという問題があった。したがって、
上述した方法で得られる発光素子は、極端な場合にはＩ
ｎＧａＮ発光層のない、あるいはこの層が残っていたと
しても結晶性の著しく低下した層として残存しているた
め、発光効率および信頼性の低下したものであった。
（すなわち、８００℃から１１００℃への昇温時）にお
いて安定に保持する必要があった。しかしながら、本発
明者の知見によれば、上述した従来の方法においては、
昇温過程におけるキャリアガスとして、窒素と水素の割
合が１：３の水素リッチなガスを使用していたため、Ｉ
ｎＧａＮ発光層を安定に保持することができないことが
判明している。すなわち、ＮＨ3 は、水素雰囲気中にお
いては窒素の２倍以上の大きな拡散係数を有しているた
め、水素リッチである前記の条件下においては、基板近
傍のＮＨ3 濃度が低くなってしまうという現象が生じ、
このため、ＩｎＧａＮ発光層のＮが解離しやすくなり、
ＩｎＧａＮ発光層の分解による結晶の劣化あるいは厚さ
の減少・消失を招くという問題があった。したがって、
上述した方法で得られる発光素子は、極端な場合にはＩ
ｎＧａＮ発光層のない、あるいはこの層が残っていたと
しても結晶性の著しく低下した層として残存しているた
め、発光効率および信頼性の低下したものであった。
【０００９】したがって、本発明は、上述した従来提案
されている方法に伴う問題点を解消することに向けられ
たものであって、高品質で結晶性にすぐれたＩｎＧａＡ
ｌＮ発光層を形成し得る、高品質ＧａＮ系化合物半導体
素子の製造方法を提供することを目的とするものであ
る。
されている方法に伴う問題点を解消することに向けられ
たものであって、高品質で結晶性にすぐれたＩｎＧａＡ
ｌＮ発光層を形成し得る、高品質ＧａＮ系化合物半導体
素子の製造方法を提供することを目的とするものであ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上述したように、ＧａＮ
系化合物半導体を１０００℃程度の高い温度で気相成長
する場合、もしくはＩｎＧａＡｌＮ層のように熱的に不
安定なＩｎを含む混晶を８００℃前後の温度で成長させ
る場合、成長中断プロセスにおいてはＩｎＧａＡｌＮ層
からのＮの解離やＨ２キャリアガスによる還元作用によ
り、一旦形成された成長層が、成長中断工程での著しい
昇華作用により結晶の劣化や膜厚の変動にさらされ、こ
のため素子特性（発光効率や光出力）を低下させるとい
う問題があった。
系化合物半導体を１０００℃程度の高い温度で気相成長
する場合、もしくはＩｎＧａＡｌＮ層のように熱的に不
安定なＩｎを含む混晶を８００℃前後の温度で成長させ
る場合、成長中断プロセスにおいてはＩｎＧａＡｌＮ層
からのＮの解離やＨ２キャリアガスによる還元作用によ
り、一旦形成された成長層が、成長中断工程での著しい
昇華作用により結晶の劣化や膜厚の変動にさらされ、こ
のため素子特性（発光効率や光出力）を低下させるとい
う問題があった。
【００１１】本発明においては、積極的にこの成長中断
工程に着目し、特に昇温、降温および流量変更に伴うす
べての成長中断工程における工程条件を最適状態に制御
することによって上記問題を解決しようとするものであ
る。
工程に着目し、特に昇温、降温および流量変更に伴うす
べての成長中断工程における工程条件を最適状態に制御
することによって上記問題を解決しようとするものであ
る。
【００１２】すなわち、本発明によるＧａＮ系化合物半
導体素子の製造方法は、（Ｇａ１−ｘＡｌｘ）１−ｙＩ
ｎｙＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１）系結晶材料からなる
複数の層を気相成長させるに際し、形成する層と層との
間において成長を中断する成長中断工程の少なくとも一
つの成長中断工程における雰囲気として、Ｖ族原料ガス
を含む雰囲気であり、かつ、Ｖ族原料ガス以外のキャリ
アガスとして水素ガスと不活性ガスとの混合ガスであっ
て水素ガスの流量に対する不活性ガスの流量の比率が１
以上である混合ガスを用いることによって、前記成長中
断工程において露出している層の分解を防止するように
したことを特徴とするものである。または、本発明によ
るＧａＮ系化合物半導体素子の製造方法は、（Ｇａ
１−ｘＡｌｘ）１−ｙＩｎｙＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦
１）系結晶材料を気相成長させるに際し、最終層の成長
の終了後の降温過程において、Ｖ族原料ガスを含む雰囲
気であり、かつ、Ｖ族原料ガス以外のキャリアガスとし
て不活性ガスを含んだ雰囲気中で室温まで冷却すること
によって、前記降温過程において露出している層の分解
を防止するようにしたことを特徴とするものである。ま
たは、本発明のＧａＮ系化合物半導体素子の製造方法
は、ＩｎｘＧａ１−ｘＮ（０＜ｘ≦１）／ＡｌｙＧａ
１−ｙＮ（０≦ｙ≦１）系結晶材料を気相成長させる工
程において、ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層を温度Ｔ０で成長さ
せた後、Ｖ族原料ガスを含む所定雰囲気の下、温度Ｔ１
（ただし、Ｔ０≦Ｔ１）でＡｌｙＧａ１−ｙＮ層を成長
させるまでの温度保持過程または昇温過程を含む成長中
断工程の間、前記Ｖ族原料ガスのキャリアガスとして水
素ガスと不活性ガスとの混合ガスであって水素ガスの流
量に対する不活性ガスの流量の比率が１以上である混合
ガスを用いることによって、前記ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層
表面近傍から前記雰囲気中へのＶ族原料ガスの拡散を抑
制し、かつ、ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層表面近傍のＶ族原料
の蒸気圧を実質的に高めてＩｎｘＧａ１−ｘＮ層の昇華
を防止するようにしたことを特徴とするものである。
導体素子の製造方法は、（Ｇａ１−ｘＡｌｘ）１−ｙＩ
ｎｙＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１）系結晶材料からなる
複数の層を気相成長させるに際し、形成する層と層との
間において成長を中断する成長中断工程の少なくとも一
つの成長中断工程における雰囲気として、Ｖ族原料ガス
を含む雰囲気であり、かつ、Ｖ族原料ガス以外のキャリ
アガスとして水素ガスと不活性ガスとの混合ガスであっ
て水素ガスの流量に対する不活性ガスの流量の比率が１
以上である混合ガスを用いることによって、前記成長中
断工程において露出している層の分解を防止するように
したことを特徴とするものである。または、本発明によ
るＧａＮ系化合物半導体素子の製造方法は、（Ｇａ
１−ｘＡｌｘ）１−ｙＩｎｙＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦
１）系結晶材料を気相成長させるに際し、最終層の成長
の終了後の降温過程において、Ｖ族原料ガスを含む雰囲
気であり、かつ、Ｖ族原料ガス以外のキャリアガスとし
て不活性ガスを含んだ雰囲気中で室温まで冷却すること
によって、前記降温過程において露出している層の分解
を防止するようにしたことを特徴とするものである。ま
たは、本発明のＧａＮ系化合物半導体素子の製造方法
は、ＩｎｘＧａ１−ｘＮ（０＜ｘ≦１）／ＡｌｙＧａ
１−ｙＮ（０≦ｙ≦１）系結晶材料を気相成長させる工
程において、ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層を温度Ｔ０で成長さ
せた後、Ｖ族原料ガスを含む所定雰囲気の下、温度Ｔ１
（ただし、Ｔ０≦Ｔ１）でＡｌｙＧａ１−ｙＮ層を成長
させるまでの温度保持過程または昇温過程を含む成長中
断工程の間、前記Ｖ族原料ガスのキャリアガスとして水
素ガスと不活性ガスとの混合ガスであって水素ガスの流
量に対する不活性ガスの流量の比率が１以上である混合
ガスを用いることによって、前記ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層
表面近傍から前記雰囲気中へのＶ族原料ガスの拡散を抑
制し、かつ、ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層表面近傍のＶ族原料
の蒸気圧を実質的に高めてＩｎｘＧａ１−ｘＮ層の昇華
を防止するようにしたことを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明によるＧａＮ系半導体素子
の製造方法の具体的態様について、表示等やフルカラー
式ディスプレイ等に使用されるＧａＮ系発光素子を例に
とって説明する。
の製造方法の具体的態様について、表示等やフルカラー
式ディスプレイ等に使用されるＧａＮ系発光素子を例に
とって説明する。
【００１４】図１は、ＧａＮ系発光素子の一構造例を概
略的に示す断面図である。図２は、処理温度と時間経過
を示すタイムチャートである。この例においては、各層
の成長方法として、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法
という）が用いられる。
略的に示す断面図である。図２は、処理温度と時間経過
を示すタイムチャートである。この例においては、各層
の成長方法として、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法
という）が用いられる。
【００１５】まず、バッファ層の成長の前にサファイア
基板１に対して、水素キャリアガスだけでサーマルクリ
ーニングを行う。その後、キャリアガスはそのままで５
２０℃まで降温し、次いで、キャリアガスを次のように
切り替える。即ち、窒素と水素の割合が、１：３になる
ようにキャリアガスを切り替え、Ｖ族原料であるＮＨ3
とIII 族原料であるＴＭＧとを一定量供給し、厚さ５０
ｎｍのＧａＮバッファ層２を成長させる。Ｖ族原料であ
るＮＨ3 は、これ以降のプロセスにおいては成長中はも
ちろんのこと、成長中断中においても常に供給されるよ
うに設定されている。
基板１に対して、水素キャリアガスだけでサーマルクリ
ーニングを行う。その後、キャリアガスはそのままで５
２０℃まで降温し、次いで、キャリアガスを次のように
切り替える。即ち、窒素と水素の割合が、１：３になる
ようにキャリアガスを切り替え、Ｖ族原料であるＮＨ3
とIII 族原料であるＴＭＧとを一定量供給し、厚さ５０
ｎｍのＧａＮバッファ層２を成長させる。Ｖ族原料であ
るＮＨ3 は、これ以降のプロセスにおいては成長中はも
ちろんのこと、成長中断中においても常に供給されるよ
うに設定されている。
【００１６】その後、キャリアガスは切り替えずに１１
００℃まで昇温し、ＴＭＧおよびＳｉＨ4 を供給し、厚
さ４μｍのＳｉドープｎ型ＧａＮクラッド層３を成長さ
せる。このＳｉ−ＧａＮ層の成長後、キャリアガスはそ
のままとして８００℃まで降温する。温度が８００℃で
一定になった状態で、キャリアガスである窒素と水素の
割合を１：１に切り替え、成長層原料であるＴＭＩとＴ
ＭＧと発光中心原料であるＳｉＨ4 とＤＭＺｎとを供給
し、厚さ０．２μｍのＺｎ、ＳｉドープＩｎＧａＮ発光
層４を成長させる。
００℃まで昇温し、ＴＭＧおよびＳｉＨ4 を供給し、厚
さ４μｍのＳｉドープｎ型ＧａＮクラッド層３を成長さ
せる。このＳｉ−ＧａＮ層の成長後、キャリアガスはそ
のままとして８００℃まで降温する。温度が８００℃で
一定になった状態で、キャリアガスである窒素と水素の
割合を１：１に切り替え、成長層原料であるＴＭＩとＴ
ＭＧと発光中心原料であるＳｉＨ4 とＤＭＺｎとを供給
し、厚さ０．２μｍのＺｎ、ＳｉドープＩｎＧａＮ発光
層４を成長させる。
【００１７】このＩｎＧａＮ層の成長後、キャリアガス
である窒素と水素の比を３：１にし、１１００℃まで昇
温する。１１００℃に昇温した後においては、キャリア
ガスである窒素と水素の比を１：３に戻し、ＴＭＡとＴ
ＭＧおよびドーパントであるＣｐ2 Ｍｇを供給し、厚さ
０．２μｍのＭｇドープｐ型ＡｌＧａＮ層５を成長させ
る。最後に、ＴＭＧとＣｐ2 Ｍｇを供給して、厚さ０．
３μｍのｐ型ＧａＮ層６を成長させる。さらに、キャリ
アガスはそのままで、成長を中断させたままの状態で室
温まで降温することによって、図１に示すようなＧａＮ
系発光素子が得られる。
である窒素と水素の比を３：１にし、１１００℃まで昇
温する。１１００℃に昇温した後においては、キャリア
ガスである窒素と水素の比を１：３に戻し、ＴＭＡとＴ
ＭＧおよびドーパントであるＣｐ2 Ｍｇを供給し、厚さ
０．２μｍのＭｇドープｐ型ＡｌＧａＮ層５を成長させ
る。最後に、ＴＭＧとＣｐ2 Ｍｇを供給して、厚さ０．
３μｍのｐ型ＧａＮ層６を成長させる。さらに、キャリ
アガスはそのままで、成長を中断させたままの状態で室
温まで降温することによって、図１に示すようなＧａＮ
系発光素子が得られる。
【００１８】また、付加的効果として、室温まで降温す
る間に不活性ガス雰囲気を用いることで、ＭｇドープＧ
ａＮ層がａｓ−ｇｒｏｗｎでｐ型化することもできる。
る間に不活性ガス雰囲気を用いることで、ＭｇドープＧ
ａＮ層がａｓ−ｇｒｏｗｎでｐ型化することもできる。
【００１９】上記の実施例においては、Ｖ族原料ガスと
してＮＨ3 をキャリアガスとして窒素リッチの窒素と水
素の混合ガスを用いたが、前述したように、窒素以外の
Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、ＸｅおよびＳＦ6 などの不活性ガス
も同様に用いることができる。
してＮＨ3 をキャリアガスとして窒素リッチの窒素と水
素の混合ガスを用いたが、前述したように、窒素以外の
Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、ＸｅおよびＳＦ6 などの不活性ガス
も同様に用いることができる。
【００２０】前述したように、ＩｎＧａＮ層を発光層、
ＡｌＧａＮ層をクラッド層とするダブルヘテロ構造デバ
イスの製作においては、ＩｎＧａＮ層成長後の昇温過程
で用いるキャリアガスとしては、窒素と水素の割合が
１：３であるような水素リッチのガスが使用されてい
た。このように水素リッチのガスを使用する理由は、水
素の方が窒素よりも高純度のキャリアガスが精製できる
ためである。
ＡｌＧａＮ層をクラッド層とするダブルヘテロ構造デバ
イスの製作においては、ＩｎＧａＮ層成長後の昇温過程
で用いるキャリアガスとしては、窒素と水素の割合が
１：３であるような水素リッチのガスが使用されてい
た。このように水素リッチのガスを使用する理由は、水
素の方が窒素よりも高純度のキャリアガスが精製できる
ためである。
【００２１】しかしながら、上述したように、このよう
な条件では、ＩｎＧａＮ層が分解して膜の消失や減少あ
るいは結晶性低下が発生するという問題があった。これ
は、ＮＨ3 の拡散係数は、窒素ガス中より水素ガス中の
ほうがはるかに大きく、従来技術のようにキャリアガス
が水素リッチでは、ＮＨ3 が拡散してＮＨ3 濃度が低く
なるため、ＩｎＧａＮ層の“Ｎ”の分解を抑制する効果
低下するためであると考えられる。
な条件では、ＩｎＧａＮ層が分解して膜の消失や減少あ
るいは結晶性低下が発生するという問題があった。これ
は、ＮＨ3 の拡散係数は、窒素ガス中より水素ガス中の
ほうがはるかに大きく、従来技術のようにキャリアガス
が水素リッチでは、ＮＨ3 が拡散してＮＨ3 濃度が低く
なるため、ＩｎＧａＮ層の“Ｎ”の分解を抑制する効果
低下するためであると考えられる。
【００２２】本発明にように、キャリアガスとして上記
のような不活性ガスを用いることによって、ＮＨ3 濃度
を高く維持することができ、ＩｎＧａＮ発光層の昇温過
程での分解を有意に抑制することができる。
のような不活性ガスを用いることによって、ＮＨ3 濃度
を高く維持することができ、ＩｎＧａＮ発光層の昇温過
程での分解を有意に抑制することができる。
【００２３】次に、本発明の上述した実施例および冒頭
で述べた比較例で得られた素子について、アニールによ
るＩｎＧａＮ層表面が受ける変化について説明する。
で述べた比較例で得られた素子について、アニールによ
るＩｎＧａＮ層表面が受ける変化について説明する。
【００２４】まず、各々、ＩｎＧａＮ層成長後の同一の
ウェーハについて、図３に示す温度プロファイルに従っ
て、窒素リッチ条件（実施例）と水素リッチ条件（比較
例）で、室温から１１００℃まで昇温し、アニールを実
施し、ＩｎＧａＮ層の表面のＳＥＭ写真を撮影した。図
４は、アニール前のＩｎＧａＮ層の表面のＳＥＭ写真で
ある。図５（比較例）は、水素リッチ雰囲気でのアニー
ル処理後の表面状態を示し、図６（実施例）は、窒素リ
ッチ雰囲気でのアニール処理後の表面状態を示す。これ
らから、ＩｎＧａＮ層の表面は、水素リッチの場合は著
しい劣化があるのに対し、窒素リッチの場合はほとんど
変化はみられないことが分かる。
ウェーハについて、図３に示す温度プロファイルに従っ
て、窒素リッチ条件（実施例）と水素リッチ条件（比較
例）で、室温から１１００℃まで昇温し、アニールを実
施し、ＩｎＧａＮ層の表面のＳＥＭ写真を撮影した。図
４は、アニール前のＩｎＧａＮ層の表面のＳＥＭ写真で
ある。図５（比較例）は、水素リッチ雰囲気でのアニー
ル処理後の表面状態を示し、図６（実施例）は、窒素リ
ッチ雰囲気でのアニール処理後の表面状態を示す。これ
らから、ＩｎＧａＮ層の表面は、水素リッチの場合は著
しい劣化があるのに対し、窒素リッチの場合はほとんど
変化はみられないことが分かる。
【００２５】図７は、ＩｎＧａＮ層のアニールの時間に
よるＸ線強度の変化を示すグラフである。Ｘ線強度にお
いても、比較例のように水素リッチガスを使用した場合
は、７０％程度強度低下するのに対して、窒素リッチガ
スを使用した実施例の場合においては、Ｘ線強度は実質
的に低下しないことが確認された。
よるＸ線強度の変化を示すグラフである。Ｘ線強度にお
いても、比較例のように水素リッチガスを使用した場合
は、７０％程度強度低下するのに対して、窒素リッチガ
スを使用した実施例の場合においては、Ｘ線強度は実質
的に低下しないことが確認された。
【００２６】さらに、図８にＬＥＤ相対輝度の測定値を
示す。このグラフから、本発明の実施例に係る発光素子
の輝度は、比較例のものに比べて１０倍以上に及ぶ輝度
の向上が認められる。
示す。このグラフから、本発明の実施例に係る発光素子
の輝度は、比較例のものに比べて１０倍以上に及ぶ輝度
の向上が認められる。
【００２７】図１０は、ＧａＮ系ＭＱＷ構造青色レーザ
素子の一構造例を概略的に示す断面図である。
素子の一構造例を概略的に示す断面図である。
【００２８】図１１は、処理温度と時間経過を示すタイ
ムチャートである。この例においても、各層の成長方法
としては、有機金属気相成長法が用いられる。
ムチャートである。この例においても、各層の成長方法
としては、有機金属気相成長法が用いられる。
【００２９】まず、バッファ層の成長の前にサファイア
基板に対し、水素キャリアガスだけでサーマルクリーニ
ングを行う。その後、キャリアガスはそのままで、５２
０℃まで降温し、次いでキャリアガスを次の様に切り替
える。即ち、窒素と水素の割合が、例えば１：３になる
ようにキャリアガスを切り替え、Ｖ族原料であるＮＨ３
とＩＩＩ族原料であるＴＭＧとを一定量供給し、厚さ５
０ｎｍのＧａＮバッファ層を成長させる。ここで、Ｖ族
原料であるＮＨ３は、これ以降のプロセスにおいては成
長中はもちろんのこと、成長中断中においても常に供給
されるように設定されている。
基板に対し、水素キャリアガスだけでサーマルクリーニ
ングを行う。その後、キャリアガスはそのままで、５２
０℃まで降温し、次いでキャリアガスを次の様に切り替
える。即ち、窒素と水素の割合が、例えば１：３になる
ようにキャリアガスを切り替え、Ｖ族原料であるＮＨ３
とＩＩＩ族原料であるＴＭＧとを一定量供給し、厚さ５
０ｎｍのＧａＮバッファ層を成長させる。ここで、Ｖ族
原料であるＮＨ３は、これ以降のプロセスにおいては成
長中はもちろんのこと、成長中断中においても常に供給
されるように設定されている。
【００３０】その後、１０５０℃まで昇温するが、昇温
前にキャリアガスを窒素と水素の比率を例えば３：１に
切り替える。昇温後、ＴＭＧ及びＳｉＨ４を供給し、厚
さ４μｍのＳｉドープのｎ型ＧａＮ層を成長させる。こ
の後、ＡｌＧａＮクラッド層を成長するが、ＮＨ３とＴ
ＭＡとの中間反応がおきやすいため、総流量を変える必
要がある。そこで、成長を中断してキャリアガスの組成
比を窒素と水素の比率を３：１にしたまま、総流量を例
えば１．５倍にする。
前にキャリアガスを窒素と水素の比率を例えば３：１に
切り替える。昇温後、ＴＭＧ及びＳｉＨ４を供給し、厚
さ４μｍのＳｉドープのｎ型ＧａＮ層を成長させる。こ
の後、ＡｌＧａＮクラッド層を成長するが、ＮＨ３とＴ
ＭＡとの中間反応がおきやすいため、総流量を変える必
要がある。そこで、成長を中断してキャリアガスの組成
比を窒素と水素の比率を３：１にしたまま、総流量を例
えば１．５倍にする。
【００３１】その後、ＴＭＧ、ＴＭＡ及びＳｉＨ４を供
給し、０．２５μｍのＳｉドープのｎ型Ａｌ0.15Ｇａ
0.85Ｎクラッド層を成長させる。
給し、０．２５μｍのＳｉドープのｎ型Ａｌ0.15Ｇａ
0.85Ｎクラッド層を成長させる。
【００３２】次いで、窒素と水素の比率は３：１のまま
キャリアガス総流量を元に戻し、温度を７００℃まで降
温する。その後、０．１μｍのアンドープＧａＮ層を成
長させる。
キャリアガス総流量を元に戻し、温度を７００℃まで降
温する。その後、０．１μｍのアンドープＧａＮ層を成
長させる。
【００３３】その後、一定時間のインタバルを入れてＴ
ＭＧ、ＴＭＩをウエル層とバリア層それぞれのＩｎ組成
に応じて供給し、２０ＡのアンドープＩｎ0.20Ｇａ0.80
Ｎウエル層と４０ＡのアンドープＩｎ0.05Ｇａ0.95Ｎバ
リア層の交互に１０ペア成長させる。
ＭＧ、ＴＭＩをウエル層とバリア層それぞれのＩｎ組成
に応じて供給し、２０ＡのアンドープＩｎ0.20Ｇａ0.80
Ｎウエル層と４０ＡのアンドープＩｎ0.05Ｇａ0.95Ｎバ
リア層の交互に１０ペア成長させる。
【００３４】次いで、窒素と水素の比率を３：１にして
１０５０℃まで昇温する。その後、窒素と水素の比率は
そのままにして総流量を１．５倍にする。さらに、ＴＭ
Ｇ、ＴＭＡ及びＣｐ２Ｍｇを供給しＭｇドープｐ型Ａｌ
０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層クラッド層を成長させる。
１０５０℃まで昇温する。その後、窒素と水素の比率は
そのままにして総流量を１．５倍にする。さらに、ＴＭ
Ｇ、ＴＭＡ及びＣｐ２Ｍｇを供給しＭｇドープｐ型Ａｌ
０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層クラッド層を成長させる。
【００３５】さらにその後、成長中断して、総流量を元
に戻しかつキャリアガスである窒素と水素の比率を３：
１として、厚さ０．１μｍのＭｇドープＧａＮ層を成長
させる。成長層終了後、窒素と水素キャリアガス割合を
３：１にしたまま室温まで降温する。このようにして、
ＧａＮ系ＭＱＷ構造青色レーザダイオードが形成され
る。
に戻しかつキャリアガスである窒素と水素の比率を３：
１として、厚さ０．１μｍのＭｇドープＧａＮ層を成長
させる。成長層終了後、窒素と水素キャリアガス割合を
３：１にしたまま室温まで降温する。このようにして、
ＧａＮ系ＭＱＷ構造青色レーザダイオードが形成され
る。
【００３６】また、付加的効果として、降温中に不活性
ガス雰囲気を用いることで、ＭｇドーブＧａＮ層がａｓ
−ｇｒｏｗｎでＰ型化することもできる。
ガス雰囲気を用いることで、ＭｇドーブＧａＮ層がａｓ
−ｇｒｏｗｎでＰ型化することもできる。
【００３７】上記の実施例においては、Ｖ族原料ガスと
してＮＨ３をキャリアガスとして窒素リッチと水素リッ
チの混合ガスを用いたが、前述したように、窒素以外の
Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、ＸｅおよびＳＦ６などの不活
性ガスも同様に用いることができる。また、Ｖ族原料ガ
スとしてＮＨ３、Ｎ２Ｈ４、Ｎ２Ｈ３ＣＨ３およびＮ２
Ｈ２（ＣＨ３）２からなる群から選ばれた原料を用いる
ことができる。
してＮＨ３をキャリアガスとして窒素リッチと水素リッ
チの混合ガスを用いたが、前述したように、窒素以外の
Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、ＸｅおよびＳＦ６などの不活
性ガスも同様に用いることができる。また、Ｖ族原料ガ
スとしてＮＨ３、Ｎ２Ｈ４、Ｎ２Ｈ３ＣＨ３およびＮ２
Ｈ２（ＣＨ３）２からなる群から選ばれた原料を用いる
ことができる。
【００３８】従来の方法においては、同温度であっても
成長を中断してＧａＮ成長からＡｌＧａＮ層成長への移
行の際にあるいはＩｎＧａＮ系ＭＱＷ層からＡｌＧａＮ
層成長への移行の際に総流量を増大させるような場合、
キャリアガスとしては窒素と水素の割合が１：３である
ような水素リッチのガスが使用されていた。これは、水
素のほうが窒素よりも高純度のキャリアガスが精製でき
るためである。
成長を中断してＧａＮ成長からＡｌＧａＮ層成長への移
行の際にあるいはＩｎＧａＮ系ＭＱＷ層からＡｌＧａＮ
層成長への移行の際に総流量を増大させるような場合、
キャリアガスとしては窒素と水素の割合が１：３である
ような水素リッチのガスが使用されていた。これは、水
素のほうが窒素よりも高純度のキャリアガスが精製でき
るためである。
【００３９】しかしながら、上述したように、このよう
な条件下では、ＧａＮ層が分解して膜の減少や結晶性が
低下するなどの問題があった。これは、ＮＨ３の拡散係
数は、窒素ガス中より水素ガス中のほうがはるかに大き
く、従来技術のようにキャリアガスが水素キャリアガス
では、ＮＨ３が拡散してＮＨ３濃度が低くなるため、Ｇ
ａＮ層やＩｎＧａＮ系ＭＱＷ層やＡｌＧａＮ層の“Ｎ”
（窒素）の分解を抑制する効果が低下するためであると
考えられる。
な条件下では、ＧａＮ層が分解して膜の減少や結晶性が
低下するなどの問題があった。これは、ＮＨ３の拡散係
数は、窒素ガス中より水素ガス中のほうがはるかに大き
く、従来技術のようにキャリアガスが水素キャリアガス
では、ＮＨ３が拡散してＮＨ３濃度が低くなるため、Ｇ
ａＮ層やＩｎＧａＮ系ＭＱＷ層やＡｌＧａＮ層の“Ｎ”
（窒素）の分解を抑制する効果が低下するためであると
考えられる。
【００４０】また、水素ガスはＧａＮ層、ＩｎＧａＮ
層、ＡｌＧａＮ層を化学的に還元してしまう作用があ
り、この点からも膜の減少や結晶性の低下が発生すると
いう問題があった。
層、ＡｌＧａＮ層を化学的に還元してしまう作用があ
り、この点からも膜の減少や結晶性の低下が発生すると
いう問題があった。
【００４１】本発明の方法においては、キャリアガスと
して上記のような不活性ガスを用いることによって、系
内のＮＨ３濃度を高く維持し、“Ｎ”の抜けを抑制する
のみならず、キャリアガス水素ガスによる還元作用を抑
制することが可能となる。
して上記のような不活性ガスを用いることによって、系
内のＮＨ３濃度を高く維持し、“Ｎ”の抜けを抑制する
のみならず、キャリアガス水素ガスによる還元作用を抑
制することが可能となる。
【００４２】次に、発光層をＧａＮ層とする紫外光ＬＥ
Ｄ発光素子を例にとって、本発明の別の好ましい実施例
について説明する。
Ｄ発光素子を例にとって、本発明の別の好ましい実施例
について説明する。
【００４３】図１２は、ＧａＮ系紫外発光素子の一構造
例を概略的に示す断面図である。また図１３は、処理時
間と時間経過を示すタイムチャートである。この例にお
いては、各層の成長方法として、前記と同様の有機金属
気相成長法（ＭＯＣＶＤ）が用いられる。
例を概略的に示す断面図である。また図１３は、処理時
間と時間経過を示すタイムチャートである。この例にお
いては、各層の成長方法として、前記と同様の有機金属
気相成長法（ＭＯＣＶＤ）が用いられる。
【００４４】まず、バッファ層成長の前にサファイア基
板に対して、水素キャリアガスだけでサーマルクリーニ
ングを行なう。その後、キャリアガスはそのままで５２
０℃まで降温し、次いで、キャリアガスを次のように切
り替える。即ち、窒素と水素の割合が、例えば１：３に
なるようにキャリアガスを切り替え、Ｖ族原料ガスであ
るＮＨ３と III族原料であるＴＭＧを一定量供給し、５
０nmのＧａＮバッファ層を成長させる。ここで、Ｖ族原
料ガスであるＮＨ３は、これ以降のプロセスにおいては
成長中は勿論のこと、成長中断においても常に供給され
るようになっている。
板に対して、水素キャリアガスだけでサーマルクリーニ
ングを行なう。その後、キャリアガスはそのままで５２
０℃まで降温し、次いで、キャリアガスを次のように切
り替える。即ち、窒素と水素の割合が、例えば１：３に
なるようにキャリアガスを切り替え、Ｖ族原料ガスであ
るＮＨ３と III族原料であるＴＭＧを一定量供給し、５
０nmのＧａＮバッファ層を成長させる。ここで、Ｖ族原
料ガスであるＮＨ３は、これ以降のプロセスにおいては
成長中は勿論のこと、成長中断においても常に供給され
るようになっている。
【００４５】その後、成長を中断してキャリアガス窒素
と水素の割合を、例えば３：１にするようにする。その
後１１００℃まで昇温する。
と水素の割合を、例えば３：１にするようにする。その
後１１００℃まで昇温する。
【００４６】その後、ＴＭＧ及びＳｉＨ４を供給し、厚
さ４μｍのＳｉドープｎ型ＧａＮ層を成長させる。この
Ｓｉ−ＧａＮ成長を中断し、キャリアガスの比率はその
ままとして総流量を１．５倍まで増大させる。
さ４μｍのＳｉドープｎ型ＧａＮ層を成長させる。この
Ｓｉ−ＧａＮ成長を中断し、キャリアガスの比率はその
ままとして総流量を１．５倍まで増大させる。
【００４７】その後、ＴＭＧ，ＴＭＡ及びＳｉＨ４を供
給し、厚さ０．２μｍのＳｉドープｎ型ＡｌｚＧａ
１−ｚＮ層（０＜ｚ≦１）を成長させる。このＳｉ−Ａ
ｌｚＧａ１−ｚＮ層（０＜ｚ≦１）を成長させた後、成
長を中断しキャリアガス流量の比率はそのままとして総
流量をもとの流量にもどす。
給し、厚さ０．２μｍのＳｉドープｎ型ＡｌｚＧａ
１−ｚＮ層（０＜ｚ≦１）を成長させる。このＳｉ−Ａ
ｌｚＧａ１−ｚＮ層（０＜ｚ≦１）を成長させた後、成
長を中断しキャリアガス流量の比率はそのままとして総
流量をもとの流量にもどす。
【００４８】その後、ＴＭＧとＳｉＨ４を供給し、厚さ
０．１μｍのＧａＮ活性層を成長させ。再び、成長を中
断し、キャリアガスの比率はそのままにして総流量を
１．５倍まで増大する。
０．１μｍのＧａＮ活性層を成長させ。再び、成長を中
断し、キャリアガスの比率はそのままにして総流量を
１．５倍まで増大する。
【００４９】その後、ＴＭＧ，ＴＭＡ及びＣＰ２Ｍｇを
供給し、厚さ０．２μｍのＭｇドープｐ型ＡｌｚＧａ
１−ｚＮ層（０＜ｚ≦１）を成長させる。再び、成長中
断して、キャリアガス流量の比率はそのままにして総流
量をもとの流量に戻す。
供給し、厚さ０．２μｍのＭｇドープｐ型ＡｌｚＧａ
１−ｚＮ層（０＜ｚ≦１）を成長させる。再び、成長中
断して、キャリアガス流量の比率はそのままにして総流
量をもとの流量に戻す。
【００５０】その後、ＴＭＧ及びＣＰ２Ｍｇを所定量供
給じ、厚さ０．１μｍのＭｇドープＧａＮ層を成長させ
る。その後、キャリアガスはそのままで、成長中断させ
たまま降温させることによって、図１２に示すＧａＮ系
紫外発光素子が得られる。
給じ、厚さ０．１μｍのＭｇドープＧａＮ層を成長させ
る。その後、キャリアガスはそのままで、成長中断させ
たまま降温させることによって、図１２に示すＧａＮ系
紫外発光素子が得られる。
【００５１】また、付加的効果として、降温中に不活性
ガス雰囲気を用いることで、ＭｇドーブＧａＮ層がａｓ
−ｇｒｏｗｎでＰ型化することもできる。
ガス雰囲気を用いることで、ＭｇドーブＧａＮ層がａｓ
−ｇｒｏｗｎでＰ型化することもできる。
【００５２】上述した実施例においては、成長中断にお
ける不活性ガスとＨ２ガスとの比率としたが、その比率
は１：１以上であればよく、特に３：１に限定すること
を意図するものではない。また、上記実施例において成
長中断工程をおきそのキャリアガス雰囲気を規定した
が、成長層の働きによっては、必ずしもすべての中断工
程に本発明を適用する必要はなく、目的に応じて、少な
くとも１以上の成長中断工程に適用することで足りる。
ける不活性ガスとＨ２ガスとの比率としたが、その比率
は１：１以上であればよく、特に３：１に限定すること
を意図するものではない。また、上記実施例において成
長中断工程をおきそのキャリアガス雰囲気を規定した
が、成長層の働きによっては、必ずしもすべての中断工
程に本発明を適用する必要はなく、目的に応じて、少な
くとも１以上の成長中断工程に適用することで足りる。
【００５３】また、得られる各形成層の結晶状態に着目
すると、本発明による形成層においてはいずれも明瞭な
ピークを有するＸ線回折パターンがえられ、ピークのな
まりならびに結晶劣化のない良好な高品質結晶層を得る
ことができる。
すると、本発明による形成層においてはいずれも明瞭な
ピークを有するＸ線回折パターンがえられ、ピークのな
まりならびに結晶劣化のない良好な高品質結晶層を得る
ことができる。
【００５４】とりわけ、図１４に示すように、従来の方
法で得られたＩｎＧａＮ系ＭＱＷ層の結晶パターンには
なまりが見られるのに対して、上述した本発明の方法で
形成されたＩｎＧａＮ系ＭＱＷ層は、高品質結晶が形成
されたことを示すサテライトピークを有するＸ線回折パ
ターンを有している。
法で得られたＩｎＧａＮ系ＭＱＷ層の結晶パターンには
なまりが見られるのに対して、上述した本発明の方法で
形成されたＩｎＧａＮ系ＭＱＷ層は、高品質結晶が形成
されたことを示すサテライトピークを有するＸ線回折パ
ターンを有している。
【００５５】
【発明の効果】本発明によれば、高品質で結晶性にすぐ
れたＩｎＧａＮ発光層を形成し得る、高品質ＧａＮ系化
合物半導体素子の製造方法が提供される。
れたＩｎＧａＮ発光層を形成し得る、高品質ＧａＮ系化
合物半導体素子の製造方法が提供される。
【図１】ＧａＮ系発光素子一構造例を概略的に示す断面
図。
図。
【図２】本発明の実施例における処理温度と時間経過を
示すタイムチャート。
示すタイムチャート。
【図３】アニール処理条件を示す温度プロファイル。
【図４】アニール前のＩｎＧａＮ層の表面の結晶状態を
示すＳＥＭ写真。
示すＳＥＭ写真。
【図５】比較例におけるアニール処理後のＩｎＧａＮ層
の表面の結晶状態を示すＳＥＭ写真。
の表面の結晶状態を示すＳＥＭ写真。
【図６】実施例におけるアニール処理後のＩｎＧａＮ層
の表面の結晶状態を示すＳＥＭ写真。
の表面の結晶状態を示すＳＥＭ写真。
【図７】ＩｎＧａＮ層のアニールの時間によるＸ線強度
の変化を示すグラフ。
の変化を示すグラフ。
【図８】ＬＥＤ相対輝度の測定値を示すグラフ。
【図９】従来例における処理温度と時間経過を示すタイ
ムチャート。
ムチャート。
【図１０】ＧａＮ系ＭＱＷ構造青色レーザ素子の一構造
例を概略的に示す断面図。
例を概略的に示す断面図。
【図１１】本発明の実施例における処理温度と時間経過
を示すタイムチャート。
を示すタイムチャート。
【図１２】ＧａＮ系紫外発光素子の一構造例を概略的に
示す断面図。
示す断面図。
【図１３】本発明の実施例における処理温度と時間経過
を示すタイムチャート。
を示すタイムチャート。
【図１４】従来の方法ならびに本発明の方法で得られた
ＧａＮ系ＭＱＷ構造のＸ線回折パターンを示すグラフ。
ＧａＮ系ＭＱＷ構造のＸ線回折パターンを示すグラフ。
１ サファイア基板 ２ バッファ層 ３ Ｓｉ−ＧａＮ層 ４ Ｚｎ，Ｓｉ−ＩｎＧａＮ層 ５ Ｍｇ−ＡｌＧａＮ層 ６ Ｍｇ−ＧａＮ層
Claims (10)
- 【請求項１】（Ｇａ１−ｘＡｌｘ）１−ｙＩｎｙＮ（０
≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１）系結晶材料からなる複数の層を
気相成長させるに際し、形成する層と層との間において
成長を中断する成長中断工程の少なくとも一つの成長中
断工程における雰囲気として、Ｖ族原料ガスを含む雰囲
気であり、かつ、Ｖ族原料ガス以外のキャリアガスとし
て水素ガスと不活性ガスとの混合ガスであって水素ガス
の流量に対する不活性ガスの流量の比率が１以上である
混合ガスを用いることによって、前記成長中断工程にお
いて露出している層の分解を防止するようにしたことを
特徴とする、ＧａＮ系化合物半導体素子の製造方法。 - 【請求項２】前記少なくとも一つの成長中断工程は、昇
温または降温を伴う工程を含むことを特徴とする請求項
１に記載の方法。 - 【請求項３】（Ｇａ１−ｘＡｌｘ）１−ｙＩｎｙＮ（０
≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１）系結晶材料を気相成長させるに
際し、最終層の成長の終了後の降温過程において、Ｖ族
原料ガスを含む雰囲気であり、かつ、Ｖ族原料ガス以外
のキャリアガスとして不活性ガスを含んだ雰囲気中で室
温まで冷却することによって、前記降温過程において露
出している層の分解を防止するようにしたことを特徴と
する、ＧａＮ系化合物半導体素子の製造方法。 - 【請求項４】前記キャリアガスが、所定量内の水素ガス
を含む、請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】水素ガスの流量に対する前記不活性ガスの
流量の比率が、１以上であることを特徴とする請求項４
に記載の方法。 - 【請求項６】ＩｎｘＧａ１−ｘＮ（０＜ｘ≦１）／Ａｌ
ｙＧａ１−ｙＮ（０≦ｙ≦１）系結晶材料を気相成長さ
せる工程において、ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層を温度Ｔ０で
成長させた後、Ｖ族原料ガスを含む所定雰囲気の下、温
度Ｔ１（ただし、Ｔ０≦Ｔ１）でＡｌｙＧａ１−ｙＮ層
を成長させるまでの温度保持過程または昇温過程を含む
成長中断工程の間、前記Ｖ族原料ガスのキャリアガスと
して水素ガスと不活性ガスとの混合ガスであって水素ガ
スの流量に対する不活性ガスの流量の比率が１以上であ
る混合ガスを用いることによって、前記ＩｎｘＧａ
１−ｘＮ層表面近傍から前記雰囲気中へのＶ族原料ガス
の拡散を抑制し、かつ、ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層表面近傍
のＶ族原料の蒸気圧を実質的に高めてＩｎｘＧａ１−ｘ
Ｎ層の昇華を防止するようにした、ＧａＮ系化合物半導
体素子の製造方法。 - 【請求項７】温度Ｔ０と温度Ｔ１が下記の範囲条件を満
足する、請求項６に記載の方法。 ４００℃≦Ｔ０≦９５０℃ ６００℃≦Ｔ１≦１３００℃ - 【請求項８】前記Ｖ族原料ガスが、ＮＨ３、Ｎ２Ｈ４、
Ｎ２Ｈ３ＣＨ３およびＮ２Ｈ２（ＣＨ３）２からなる群
から選ばれた少なくとも１種を含み、前記不活性ガス
が、Ｎ２、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、ＸｅおよびＳＦ６
からなる群から選ばれた少なくとも１種を含む、請求項
１〜７のいずれか１つに記載の方法。 - 【請求項９】前記Ｖ族原料ガスの前記キャリアガスに対
する拡散係数が、水素ガスに対する拡散係数より小さ
い、請求項１〜８のいずれか１つに記載の方法。 - 【請求項１０】当該方法によって形成されるＩｎＧａＮ
系ＭＱＷ層が、サテライトピークを有するＸ線回折パタ
ーンを有する、請求項１〜９のいずれか１つに記載の方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18586497A JP2918517B2 (ja) | 1996-06-28 | 1997-06-26 | ＧａＮ系化合物半導体素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-188835 | 1996-06-28 | ||
| JP18883596 | 1996-06-28 | ||
| JP18586497A JP2918517B2 (ja) | 1996-06-28 | 1997-06-26 | ＧａＮ系化合物半導体素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1075019A JPH1075019A (ja) | 1998-03-17 |
| JP2918517B2 true JP2918517B2 (ja) | 1999-07-12 |
Family
ID=26503373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18586497A Expired - Fee Related JP2918517B2 (ja) | 1996-06-28 | 1997-06-26 | ＧａＮ系化合物半導体素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2918517B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2006237539A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-07 | Toyoda Gosei Co Ltd | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子の製造方法 |
| JP2006344930A (ja) * | 2005-04-07 | 2006-12-21 | Showa Denko Kk | Ｉｉｉ族窒化物半導体素子の製造方法 |
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| JP2006229253A (ja) * | 2006-05-19 | 2006-08-31 | Sharp Corp | 窒化物系化合物半導体発光およびその製造方法 |
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| CN106848025B (zh) * | 2016-12-13 | 2019-04-12 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种发光二极管外延片的生长方法 |
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-
1997
- 1997-06-26 JP JP18586497A patent/JP2918517B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH1075019A (ja) | 1998-03-17 |
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