JP3434162B2 - Nitride semiconductor device - Google Patents

Nitride semiconductor device

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JP3434162B2
JP3434162B2 JP05123297A JP5123297A JP3434162B2 JP 3434162 B2 JP3434162 B2 JP 3434162B2 JP 05123297 A JP05123297 A JP 05123297A JP 5123297 A JP5123297 A JP 5123297A JP 3434162 B2 JP3434162 B2 JP 3434162B2
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nitride semiconductor
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慎一 長濱
一幸 蝶々
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はLED(発光ダイオー
ド)、LD(レーザダイオード)等の発光素子、あるい
は太陽電池、光センサー等の受光素子、あるいはトラン
ジスタ、集積回路等に使用される窒化物半導体(InX
AlYGa1−X−YN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)素
子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting element such as an LED (light emitting diode) or an LD (laser diode), a light receiving element such as a solar cell or an optical sensor, or a nitride semiconductor used for a transistor, an integrated circuit or the like. (InX
AlYGa1-X-YN, 0≤X, 0≤Y, X + Y≤1) element.

【0002】[0002]

【従来の技術】窒化物半導体は高輝度青色LED、純緑
色LEDの材料として、フルカラーLEDディスプレ
イ、交通信号等で最近実用化されたばかりである。これ
らの各種デバイスに使用されるLEDは、n型窒化物半
導体層とp型窒化物半導体層との間に、単一量子井戸構
造(SQW:Single-Quantum- Well)のInGaNより
なる活性層を有するダブルへテロ構造を有している。青
色、緑色等の波長はInGaN活性層のIn組成比を増
減することで決定されている。
2. Description of the Related Art Nitride semiconductors have recently been put into practical use as materials for high-intensity blue LEDs and pure green LEDs in full-color LED displays, traffic signals and the like. LEDs used for these various devices have an active layer made of InGaN having a single quantum well structure (SQW: Single-Quantum-Well) between an n-type nitride semiconductor layer and a p-type nitride semiconductor layer. It has a double hetero structure. Wavelengths such as blue and green are determined by increasing or decreasing the In composition ratio of the InGaN active layer.

【0003】また、本出願人は、最近この材料を用いて
パルス電流において、室温での410nmのレーザ発振
を発表した(例えば、Jpn.J.Appl.Phys. Vol35 (1996)
L74-76)。このレーザ素子はパルス電流(パルス幅2μ
s、パルス周期2ms)、閾値電流610mA、閾値電
流密度8.7kA/cm2、閾値電圧21Vにおいて41
0nmのレーザ発振を示す。
Further, the present applicant recently announced a laser oscillation of 410 nm at room temperature in pulse current using this material (for example, Jpn. J. Appl. Phys. Vol35 (1996).
L74-76). This laser element has a pulse current (pulse width 2μ
s, pulse period 2 ms), threshold current 610 mA, threshold current density 8.7 kA / cm 2, threshold voltage 21 V 41
The laser oscillation of 0 nm is shown.

【0004】例えば、InGaNを活性層とするダブル
へテロ構造のLED素子では、活性層はAlGaNより
なるn型、p型のクラッド層と、GaNよりなるn型、
p型のコンタクト層とで挟まれている(例えば、特開平
8−83929号参照)。n型コンタクト層、n側クラ
ッド層等のn型層には、Si、Ge等のn型不純物がド
ープされ、p側コンタクト層、p側クラッド層等のp型
層には、Mg、Zn等のp型不純物がドープされてい
る。通常このような構造の場合、n電極が形成されるn
型コンタクト層およびp電極が形成されるp側コンタク
ト層のキャリア濃度は、それぞれのコンタクト層が接す
るクラッド層と同一か、若しくは高キャリア濃度とされ
る。つまり基板から順に、高キャリア濃度のn+層、次
に低キャリア濃度のn−層、活性層、低キャリア濃度の
p−層、高キャリア濃度のp+層の順に積層されるのが
通常であった。(ダブルへテロ構造ではないが、例えば
特開平6−151963号、特開平6−151964号
参照)
For example, in an LED element having a double hetero structure having InGaN as an active layer, the active layer has an n-type and p-type clad layer made of AlGaN and an n-type made of GaN.
It is sandwiched between p-type contact layers (see, for example, JP-A-8-83929). The n-type layers such as the n-type contact layer and the n-side cladding layer are doped with n-type impurities such as Si and Ge, and the p-type layers such as the p-side contact layer and the p-side cladding layer are Mg, Zn and the like. P-type impurities are doped. Usually, in the case of such a structure, the n electrode is formed.
The carrier concentration of the p-side contact layer on which the mold contact layer and the p-electrode are formed is the same as or higher than that of the clad layer in contact with each contact layer. That is, it was usual that the n + layer having a high carrier concentration, the n− layer having a low carrier concentration, the active layer, the p− layer having a low carrier concentration, and the p + layer having a high carrier concentration were laminated in this order from the substrate. . (Although it does not have a double hetero structure, see, for example, JP-A-6-151963 and JP-A-6-151964)

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】確かに、電極と接触す
るコンタクト層のキャリア濃度が大きくなると、電極材
料との接触抵抗が小さくなって、良好なオーミック性が
得られやすい。電極とコンタクト層とのオーミック性が
良くなると、LEDではVf(順方向電圧)、LDでは
閾値電流が低下しやすくなる。しかしながら、窒化物半
導体は結晶欠陥の多い材料であり、このような材料に高
キャリア濃度を得るために、高濃度にn型不純物、p型
不純物をドープすると、結晶性が悪くなって素子自体の
出力が低下しやすい傾向にある。
Certainly, when the carrier concentration of the contact layer in contact with the electrode is large, the contact resistance with the electrode material is small, and good ohmic characteristics are likely to be obtained. When the ohmic contact between the electrode and the contact layer is improved, the Vf (forward voltage) of the LED and the threshold current of the LD are likely to decrease. However, the nitride semiconductor is a material having many crystal defects, and if n-type impurities or p-type impurities are doped at a high concentration in order to obtain a high carrier concentration in such a material, the crystallinity deteriorates and the device itself becomes poor. The output tends to decrease.

【0006】従って本発明はこのような事情を鑑みて成
されたものであって、その目的とするところは、さらに
結晶性が良く、高出力、高効率の窒化物半導体よりなる
素子を提供することにあり、具体的には低閾値電流で連
続発振するレーザ素子、及び高効率なLED素子を実現
することにある。
Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an element made of a nitride semiconductor which has better crystallinity, high output and high efficiency. In particular, it is to realize a laser element that continuously oscillates with a low threshold current and a highly efficient LED element.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】我々はLD、LED等の
窒化物半導体素子について、まず、基板の上に成長させ
るn型層を改良することにより、前記課題が解決できる
ことを新規に見いだし、本発明を成すに至った。即ち本
発明に係る請求項1記載の窒化物半導体素子は、GaN
基板と、該GaN基板上に、n型不純物がドープされて
いない膜厚0.1μm以上のアンドープGaNよりなる
第1の層とを有し、さらに該第1の層上に、n型不純物
が1×1017/cm〜1×1021/cmドープ
され膜厚が0.2μm以上4μm以下の窒化物半導体よ
りなり、負電極が形成される第2の層を有することを特
徴とする。
With respect to nitride semiconductor devices such as LDs and LEDs, we have newly found that the above problems can be solved by improving the n-type layer grown on the substrate. Invented the invention. That is, the nitride semiconductor device according to claim 1 of the present invention is GaN
A substrate and a first layer made of undoped GaN with a film thickness of 0.1 μm or more, which is not doped with n-type impurities, are provided on the GaN substrate, and n-type impurities are further provided on the first layer. 1 × 10 17 / cm 3 ~1 × 10 21 / cm 3 doped film thickness becomes from the following nitride semiconductor 4μm or 0.2 [mu] m, and having a second layer negative electrode is formed .

【0008】また、本発明に係る請求項2記載の窒化物
半導体素子は、GaN基板と、該GaN基板上に、n型
不純物がドープされ、そのn型不純物濃度が小さい膜厚
0.1μm以上のGaNよりなる第1の層とを有し、さ
らに該第1の層上に、前記第1の層よりn型不純物濃度
が大きい窒化物半導体よりなり膜厚が0.2μm以上4
μm以下の第2の層を有し、その第2の層に負電極が形
成されたことを特徴とする。
A nitride semiconductor device according to a second aspect of the present invention is a GaN substrate, and an n-type impurity is doped on the GaN substrate, and the n-type impurity concentration is small and the film thickness is 0.1 μm or more. And a first layer of GaN, further comprising a nitride semiconductor having a higher n-type impurity concentration than the first layer and having a film thickness of 0.2 μm or more.
It is characterized in that it has a second layer having a thickness of less than or equal to μm, and a negative electrode is formed on the second layer.

【0009】なお、請求項1、2において、基板と第1
の層と第2の層とは必ずしも接して形成されていること
を示すものではなく、基板と第1の層、若しくは第1の
層と第2の層との間に、バッファ層等の他の窒化物半導
体層が挿入されていても、本発明の範囲内である。
In the first and second aspects, the substrate and the first
Does not necessarily indicate that the layer of the second layer is in contact with the layer of the second layer, and it may be formed between the substrate and the first layer, or between the first layer and the second layer. Even if the nitride semiconductor layer is inserted, it is within the scope of the present invention.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】図1は本発明の窒化物半導体素子
の一構造を示す模式的な断面図であり、具体的にはLE
D素子の構造を示している。基本的な構造としては、例
えばサファイアよりなる基板10の上に、例えばノンド
ープGaNよりなる低温成長バッファ層11、例えばノ
ンドープGaNよりなる低キャリア濃度の第1の層1
2、例えばSiドープGaNよりなる高キャリア濃度の
第2の層13、例えば単一量子井戸構造のInGaNよ
りなる活性層14、例えばMgドープAlGaNよりな
るp側クラッド層15、例えばMgドープGaNよりな
るp側コンタクト層16が順に積層された構造を有して
いる。最上層のp側コンタクト層16のほぼ全面には透
光性の正電極17(以下、正電極をp電極という。)が
形成され、そのp電極17の表面にはボンディング用の
パッド電極18が形成されている。本発明の素子におい
てn電極19は、n型不純物濃度が小さいか、あるいは
n型不純物がドープされていない第1の層12の上に成
長された、n型不純物が多くドープされた、キャリア濃
度の大きい第2の層13の表面に形成される。つまり、
第2の層13が電流注入層としてのn側コンタクト層と
して作用する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing one structure of the nitride semiconductor device of the present invention, specifically LE.
The structure of a D element is shown. As a basic structure, a low-temperature growth buffer layer 11 made of, for example, non-doped GaN, for example, a low carrier concentration first layer 1 made of non-doped GaN is provided on a substrate 10 made of, for example, sapphire.
2, a high carrier concentration second layer 13 made of, for example, Si-doped GaN, an active layer 14 made of InGaN having a single quantum well structure, a p-side clad layer 15 made of Mg-doped AlGaN, for example Mg-doped GaN. It has a structure in which the p-side contact layer 16 is sequentially stacked. A light-transmitting positive electrode 17 (hereinafter, the positive electrode is referred to as a p-electrode) is formed on almost the entire surface of the uppermost p-side contact layer 16, and a pad electrode 18 for bonding is formed on the surface of the p-electrode 17. Has been formed. In the device of the present invention, the n-electrode 19 has a low n-type impurity concentration, or is grown on the first layer 12 that is not doped with n-type impurities. Formed on the surface of the second layer 13. That is,
The second layer 13 acts as an n-side contact layer as a current injection layer.

【0011】一方、不純物濃度が小さい第1の層12
は、負電極が形成されるコンタクト層としてではなく、
コンタクト層として作用する第2の層を成長させるため
の基礎層として作用している。従来のように電流注入層
となるn側コンタクト層を数μm以上の膜厚で、高キャ
リア濃度の単一の窒化物半導体層で構成しようとする
と、n型不純物濃度の大きい層を成長させる必要があ
る。不純物濃度の大きい厚膜の層は結晶性が悪くなる傾
向にある。このため結晶性の悪い層の上に、活性層等の
他の窒化物半導体を成長させても、結晶欠陥を他の層が
引き継ぐことになって結晶性の向上が望めない。そこで
本発明では、まずコンタクト層とすべき第2の層を成長
させる前に、不純物濃度が小さい、結晶性の良い第1の
層を成長させることにより、キャリア濃度が大きく結晶
性の良い第2の層を成長させるのである。一般にn型不
純物が含まれていないか、あるいはn型不純物濃度が小
さい第1の層のキャリア濃度は、第2の層よりも小さい
傾向にある。
On the other hand, the first layer 12 having a low impurity concentration
Is not as a contact layer where the negative electrode is formed,
It acts as a base layer for growing the second layer, which acts as a contact layer. If it is attempted to form the n-side contact layer, which becomes the current injection layer, with a film thickness of several μm or more and a single nitride semiconductor layer with a high carrier concentration as in the conventional case, it is necessary to grow a layer with a high n-type impurity concentration. There is. A thick film layer having a high impurity concentration tends to have poor crystallinity. Therefore, even if another nitride semiconductor such as an active layer is grown on the layer having poor crystallinity, the crystal defects are taken over by the other layer, and the crystallinity cannot be improved. Therefore, in the present invention, first, the first layer having a low impurity concentration and good crystallinity is grown before growing the second layer to be a contact layer, so that the second layer having a high carrier concentration and good crystallinity is grown. To grow the layers of. Generally, the carrier concentration of the first layer that does not contain n-type impurities or has a low n-type impurity concentration tends to be lower than that of the second layer.

【0012】本発明において、第1の層、第2の層にド
ープされるn型不純物としては、例えばSi、Ge、S
n、C、Tiのように周期律表第IV族元素を挙げるこ
とができ、その中でもSi、Geは窒化物半導体にドー
プしてキャリア濃度、抵抗率等を調整するのに常用され
る。また窒化物半導体層の場合は半導体層中にできる窒
素空孔のためにノンドープ(不純物をドープしない状
態)でもn型を示す傾向にあるが、結晶性が良くなると
キャリア濃度の小さい高抵抗な層となる可能性もある。
そのため本発明の第1の層の導電型は規定しない。
In the present invention, examples of the n-type impurity doped in the first layer and the second layer include Si, Ge and S.
Examples of the periodic table group IV elements such as n, C, and Ti are mentioned. Among them, Si and Ge are commonly used for doping a nitride semiconductor to adjust carrier concentration, resistivity, and the like. Further, in the case of a nitride semiconductor layer, it tends to show n-type even in non-doped state (without being doped with impurities) due to nitrogen vacancies formed in the semiconductor layer, but when the crystallinity is improved, a high resistance layer with a small carrier concentration is obtained. There is a possibility that
Therefore, the conductivity type of the first layer of the present invention is not specified.

【0013】第1の層のn型不純物濃度は、第2の層よ
りも小さければ良いが、最も好ましくはn型不純物をド
ープしない状態(以下ノンドープという。)が望まし
い。ノンドープのものが最も結晶性が良い窒化物半導体
が得られるからである。本発明の場合、むしろ第2の層
の不純物濃度の方が重要であり、その範囲は1×101
7/cm3〜1×1021/cm3の範囲、さらに好ましく
は、1×1018/cm3〜1×1019/cm3に調整す
ることが望ましい。1×1017/cm3よりも小さいと
n電極の材料と好ましいオーミックが得られにくくなる
ので、レーザ素子では閾値電流、電圧の低下が望めず、
1×1021/cm3よりも大きいと、素子自体のリーク
電流が多くなったり、また結晶性も悪くなるため、素子
の寿命が短くなる傾向にある。
The n-type impurity concentration of the first layer may be lower than that of the second layer, but most preferably, the n-type impurity is not doped (hereinafter referred to as non-doped). This is because a non-doped nitride semiconductor having the best crystallinity can be obtained. In the case of the present invention, the impurity concentration of the second layer is more important, and the range is 1 × 10 1.
It is desirable to adjust to a range of 7 / cm3 to 1 × 1021 / cm3, and more preferably 1 × 1018 / cm3 to 1 × 1019 / cm3. If it is smaller than 1 × 1017 / cm3, it becomes difficult to obtain a preferable ohmic contact with the material of the n-electrode, so that it is not possible to expect a decrease in threshold current and voltage in the laser device.
If it is larger than 1 × 10 2 / cm 3, the leak current of the element itself increases and the crystallinity deteriorates, so that the life of the element tends to be shortened.

【0014】第1の層にn型不純物をドープする場合に
は第2の層よりも不純物量を少なくすることによりキャ
リア濃度の小さい層を形成できる。また、活性化率の小
さい(つまり不純物をドープしてもキャリア濃度があま
り大きくならない)n型不純物をドープしても良い。し
かし、本発明では不純物をドープしないで第1の層を形
成する方が結晶性の良いものが得られるため、好ましく
はノンドープの状態で第1の層を形成することが望まし
い。
When the first layer is doped with an n-type impurity, a layer having a smaller carrier concentration can be formed by making the amount of impurities smaller than that of the second layer. Further, an n-type impurity having a low activation rate (that is, the carrier concentration does not increase so much even if the impurity is doped) may be doped. However, in the present invention, it is preferable to form the first layer in a non-doped state because it is preferable to form the first layer without doping impurities so that the first layer has better crystallinity.

【0015】ここで、バッファ層11について説明す
る。バッファ層11は、通常0.1μm未満の膜厚で第
1の層を成長させる前に、第1の層の成長温度よりも低
温で成長される窒化物半導体層である。具体的にはノン
ドープのGaN、AlN、AlGaN層が挙げられる。
この層は第1の層の結晶性を良くするために成長される
層であり、また基板の上にバッファ層を成長させると、
基板と窒化物半導体との格子不整合を緩和する作用があ
る。このバッファ層は通常、多結晶を含む層であるた
め、キャリア濃度を測定することはほとんど不可能であ
るか、仮に測定できたとしても、例えば1×1021/
cm3以上と非常に大きく、移動度が非常に小さい層であ
る。従って、本発明では基板の上、若しくは第1の層を
成長させる前に単一の組成で成長される膜厚0.1μm
未満の低温成長バッファ層は、本発明の第1の層には含
まれない。
Now, the buffer layer 11 will be described. The buffer layer 11 is a nitride semiconductor layer that is grown at a temperature lower than the growth temperature of the first layer before growing the first layer with a thickness of usually less than 0.1 μm. Specific examples include non-doped GaN, AlN, and AlGaN layers.
This layer is a layer grown to improve the crystallinity of the first layer, and when a buffer layer is grown on the substrate,
It has a function of relaxing lattice mismatch between the substrate and the nitride semiconductor. Since this buffer layer is usually a layer containing polycrystals, it is almost impossible to measure the carrier concentration, or even if it can be measured, for example, 1 × 1021 /
It is a very large layer with cm3 or more and very low mobility. Therefore, in the present invention, a film thickness of 0.1 μm grown on a substrate or with a single composition before growing the first layer.
Below low temperature growth buffer layer is not included in the first layer of the present invention.

【0016】さらに、第1の層、及び第2の層の内の少
なくとも一方の層を、膜厚100オングストローム以下
の互いに組成が異なる窒化物半導体層が積層された歪み
超格子層とすることもできる。超格子層とすると、この
層が超格子構造となって窒化物半導体層の結晶性が飛躍
的に良くなり、閾値電流が低下する。つまり、超格子層
を構成する各窒化物半導体層の膜厚を100オングスト
ローム以下として、弾性歪み限界以下の膜厚としてい
る。このように超格子層を構成する窒化物半導体層の膜
厚を弾性歪み限界以下の膜厚とすると、結晶中に微細な
クラック、結晶欠陥が入りにくくなり、結晶性の良い窒
化物半導体を成長できる。そのため、この超格子層の上
に他の窒化物半導体層を成長させても、超格子層が結晶
性が良いために他の窒化物半導体層の結晶性も良くな
る。従って全体の窒化物半導体に結晶欠陥が少なくなっ
て結晶性が向上するので、閾値電流が低下して、レーザ
素子の寿命が向上する。
Further, at least one of the first layer and the second layer may be a strained superlattice layer in which nitride semiconductor layers having a film thickness of 100 Å or less and different in composition are laminated. it can. When a superlattice layer is formed, this layer has a superlattice structure, which dramatically improves the crystallinity of the nitride semiconductor layer and reduces the threshold current. That is, the film thickness of each nitride semiconductor layer forming the superlattice layer is set to 100 angstroms or less, and the film thickness is set to the elastic strain limit or less. When the thickness of the nitride semiconductor layer forming the superlattice layer is set to be equal to or less than the elastic strain limit in this way, it becomes difficult for fine cracks and crystal defects to enter the crystal, and a nitride semiconductor with good crystallinity is grown. it can. Therefore, even if another nitride semiconductor layer is grown on this superlattice layer, the crystallinity of the other nitride semiconductor layer is improved because the superlattice layer has good crystallinity. Therefore, since crystal defects are reduced and crystallinity is improved in the entire nitride semiconductor, the threshold current is reduced and the life of the laser device is improved.

【0017】超格子層を構成する窒化物半導体層は互い
に組成が異なる窒化物半導体で構成されていれば良く、
バンドギャップエネルギーが異なっていても、同一でも
かまわない。例えば超格子層を構成する最初の層(A
層)をInXGa1−XN(0≦X≦1)で構成し、次
の層(B層)をAlYGa1−YN(0<Y≦1)で構
成すると、B層のバンドギャップエネルギーが必ずA層
よりも大きくなるが、A層をInXGa1−XN(0≦
X≦1)で構成し、B層をInZAl1−ZN(0<Z≦
1)で構成すれば、A層とB層とは組成が異なるが、バ
ンドギャップエネルギーが同一の場合もあり得る。また
A層をAlYGa1−YN(0≦Y≦1)で構成し、B
層をInZAl1−ZN(0<Z≦1)で構成すれば、
同様に第1の層と第2の層とは組成が異なるがバンドギ
ャップエネルギーが同一の場合もあり得る。本発明の超
格子層はこのような組成が異なってバンドギャップエネ
ルギーが同じ構成でも良い。
The nitride semiconductor layers forming the superlattice layer may be made of nitride semiconductors having different compositions,
The band gap energies may be different or the same. For example, the first layer (A
When the layer) is composed of InXGa1-XN (0 ≦ X ≦ 1) and the next layer (B layer) is composed of AlYGa1-YN (0 <Y ≦ 1), the band gap energy of the B layer is always higher than that of the A layer. However, the A layer is formed of InXGa1-XN (0 ≦
X ≦ 1), and the B layer is InZAl1-ZN (0 <Z ≦
According to the constitution of 1), the A layer and the B layer have different compositions but may have the same band gap energy. In addition, the A layer is made of AlYGa1-YN (0≤Y≤1), and B
If the layer is made of InZAl1-ZN (0 <Z ≦ 1),
Similarly, the first layer and the second layer may have different compositions but have the same band gap energy. The superlattice layer of the present invention may have the same composition but different bandgap energies.

【0018】好ましくは超格子層を構成するA層、B層
の窒化物半導体はバンドギャップエネルギーが異なるも
のを積層することが望ましく、超格子層を構成する窒化
物半導体の平均バンドギャップエネルギーを活性層より
も大きくするように調整することが望ましい。好ましく
は一方の層をInXGa1−XN(0≦X≦1)とし、
もう一方の層をAlYGa1−YN(0≦Y≦1、X≠Y
=0)で構成することにより、結晶性のよい超格子層を
形成することができる。また、AlGaNは結晶成長中
にクラックが入りやすい性質を有している。そこで、超
格子層を構成するA層を膜厚100オングストローム以
下のAlを含まない窒化物半導体層とすると、Alを含
む窒化物半導体よりなるもう一方のB層を成長させる際
のバッファ層として作用し、B層にクラックが入りにく
くなる。そのため超格子層を積層してもクラックのない
超格子を形成できるので、結晶性が良くなり、素子の寿
命が向上する。これもまた一方の層をInXGa1−X
N(0≦X≦1)とし、もう一方の層をAlYGa1−
YN(0≦Y≦1、X≠Y=0)とした場合の利点であ
る。
Preferably, the nitride semiconductors of the A layer and the B layer forming the superlattice layer have different bandgap energies, and the average bandgap energy of the nitride semiconductor forming the superlattice layer is activated. It is desirable to adjust so that it is larger than the layer. Preferably, one layer is made of InXGa1-XN (0 ≦ X ≦ 1),
The other layer is AlYGa1-YN (0≤Y≤1, X ≠ Y
= 0), a superlattice layer having good crystallinity can be formed. Further, AlGaN has a property that cracks easily occur during crystal growth. Therefore, if the A layer constituting the superlattice layer is a nitride semiconductor layer containing no Al and having a film thickness of 100 angstroms or less, it acts as a buffer layer when the other B layer made of the nitride semiconductor containing Al is grown. However, the B layer is less likely to be cracked. Therefore, even if superlattice layers are laminated, a crack-free superlattice can be formed, so that the crystallinity is improved and the life of the device is improved. This also uses one layer of InXGa1-X
N (0 ≦ X ≦ 1) and the other layer is AlYGa1-
This is an advantage when YN (0≤Y≤1, X ≠ Y = 0).

【0019】超格子層を構成する各窒化物半導体層の膜
厚は100オングストローム以下、さらに好ましくは7
0オングストローム以下、最も好ましくは10オングス
トローム以上、40オングストローム以下の範囲に調整
する。100オングストロームよりも厚いと弾性歪み限
界以上の膜厚となり、膜中に微少なクラック、あるいは
結晶欠陥が入りやすい傾向にある。井戸層、障壁層の膜
厚の下限は特に限定せず1原子層以上であればよいが1
0オングストローム以上に調整することが望ましい。但
し、膜厚の厚い第1の層を超格子層で構成する場合には
70オングストローム以下、膜厚が薄く、n型不純物が
含まれる第2の層を超格子層とする場合には40オング
ストローム以下にすることが望ましい。
The thickness of each nitride semiconductor layer constituting the superlattice layer is 100 angstroms or less, and more preferably 7 Å.
It is adjusted to 0 angstroms or less, most preferably 10 angstroms or more and 40 angstroms or less. If it is thicker than 100 Å, the film thickness exceeds the elastic strain limit, and minute cracks or crystal defects are likely to occur in the film. The lower limit of the film thickness of the well layer and the barrier layer is not particularly limited as long as it is one atomic layer or more.
It is desirable to adjust it to 0 angstrom or more. However, when the first layer having a large film thickness is composed of a superlattice layer, it is 70 angstroms or less, and when the second layer having a small film thickness and containing n-type impurities is a superlattice layer, it is 40 angstroms. The following is desirable.

【0020】超格子層を構成する窒化物半導体層のバン
ドギャップエネルギーが互いに異なる場合、n型不純物
はバンドギャップエネルギーの大きな方の層に多くドー
プするか、またはバンドギャップエネルギーの小さな方
をノンドープとして、バンドギャップエネルギーの大き
な方にn型不純物をドープする方が、閾値電圧、閾値電
流が低下しやすい傾向にある。
When the bandgap energies of the nitride semiconductor layers forming the superlattice layer are different from each other, the n-type impurity is doped in a layer having a larger bandgap energy or a layer having a smaller bandgap energy is undoped. The threshold voltage and the threshold current tend to decrease when the n-type impurity is doped into the one having a larger band gap energy.

【0021】重要なことに、第2の層よりも第1の層を
厚く成長させ、第1の層は0.1μm以上、さらに好ま
しくは0.5μm以上、最も好ましくは1μm以上、2
0μm以下に調整することが望ましい。第1の層が0.
1μmよりも薄いと、不純物濃度の大きい第2の層を厚
く成長させなければならず、コンタクト層としての第2
の層の結晶性の向上があまり望めない傾向にある。また
20μmよりも厚いと、第1の層自体に結晶欠陥が多く
なりやすい傾向にある。また第1の層を厚く成長させる
利点として、放熱性の向上が挙げられる。つまりレーザ
素子を作製した場合に、第1の層で熱が広がりやすくレ
ーザ素子の寿命が向上する。さらにレーザ光の漏れ光が
第1の層内で広がって、楕円形に近いレーザ光が得やす
くなる。
Importantly, the first layer is grown thicker than the second layer, the first layer having a thickness of 0.1 μm or more, more preferably 0.5 μm or more, most preferably 1 μm or more, 2
It is desirable to adjust it to 0 μm or less. The first layer is 0.
If the thickness is less than 1 μm, the second layer having a high impurity concentration must be grown thick and the second layer as a contact layer must be grown.
There is a tendency that improvement in the crystallinity of the layer cannot be expected so much. If the thickness is more than 20 μm, the first layer itself tends to have many crystal defects. Further, as an advantage of growing the first layer thickly, there is an improvement in heat dissipation. That is, when a laser element is manufactured, heat is likely to spread in the first layer, which improves the life of the laser element. Further, the leaked light of the laser light spreads in the first layer, and it becomes easy to obtain a laser light having an elliptical shape.

【0022】一方、第2の層は0.2μm以上、4μm
以下に調整することが望ましい。0.2よりも薄いと、
後で負電極を形成する際に、第2の層を露出させるよう
にエッチングレートを制御するのが難しく、一方、4μ
m以上にすると不純物の影響で結晶性が悪くなる傾向に
ある。これは、第1の層、第2の層を超格子層で構成す
る場合も同様である。超格子層で第1の層、第2の層を
構成する場合には、それぞれの超格子層全体の層の膜厚
を指すことは言うまでもない。第1の層を超格子で20
μm以上積むことは、非常に手間がかかり製造工程上不
向きである。但し、第2の層を超格子層で形成する場合
では4μm以上の膜厚で形成しても良いが、第1の層と
同様に厚膜で成長させると非常に手間が係る。
On the other hand, the second layer has a thickness of 0.2 μm or more and 4 μm or more.
The following adjustments are desirable. If it is thinner than 0.2,
When forming the negative electrode later, it is difficult to control the etching rate so as to expose the second layer.
If it is more than m, crystallinity tends to deteriorate due to the influence of impurities. This is the same when the first layer and the second layer are composed of superlattice layers. Needless to say, when the first layer and the second layer are composed of superlattice layers, the layer thicknesses of the entire superlattice layers are indicated. First layer is superlattice 20
Stacking more than μm is very troublesome and unsuitable for the manufacturing process. However, when the second layer is formed of a superlattice layer, it may be formed to have a film thickness of 4 μm or more, but it is very time-consuming to grow it with a thick film similarly to the first layer.

【0023】[0023]

【実施例】以下実施例において本発明を詳説する。図2
は本発明の一実施例のレーザ素子の構造を示す模式的な
断面図であり、レーザ光の共振方向に垂直な方向で素子
を切断した際の構造を示すものである。以下この図面を
元に本発明の素子を説明する。なお、本明細書において
示す一般式InXAlYGa1−X−YNは単に窒化物
半導体の組成比を示すものであって、例えば異なる層が
同一の一般式で示されていても、それらの層のX値、Y値
等が一致しているものではない。
The present invention will be described in detail in the following examples. Figure 2
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a laser device according to an embodiment of the present invention, showing the structure when the device is cut in a direction perpendicular to the resonance direction of laser light. The device of the present invention will be described below with reference to this drawing. Note that the general formula InXAlYGa1-X-YN shown in the present specification merely indicates the composition ratio of the nitride semiconductor, and even if different layers are represented by the same general formula, the X value of those layers is shown. , Y values, etc. do not match.

【0024】[実施例1] サファイア(C面)よりなる基板20を反応容器内にセ
ットし、容器内を水素で十分置換した後、水素を流しな
がら、基板の温度を1050℃まで上昇させ、基板のク
リーニングを行う。基板20にはサファイアC面の他、
R面、A面を主面とするサファイア、その他、スピネル
(MgA12O4)のような絶縁性の基板の他、SiC
(6H、4H、3Cを含む)、ZnS、ZnO、GaA
s、GaN等の半導体基板を用いることができる。
Example 1 A substrate 20 made of sapphire (C surface) was set in a reaction vessel, the inside of the vessel was sufficiently replaced with hydrogen, and the temperature of the substrate was raised to 1050 ° C. while flowing hydrogen. Clean the substrate. In addition to the sapphire C surface on the substrate 20,
In addition to sapphire having R-face and A-face as main faces, other insulating substrates such as spinel (MgA12O4), SiC
(Including 6H, 4H, 3C), ZnS, ZnO, GaA
A semiconductor substrate such as s or GaN can be used.

【0025】(バッファ層21) 続いて、温度を510℃まで下げ、キャリアガスに水
素、原料ガスにアンモニアとTMG(トリメチルガリウ
ム)とを用い、基板1上にGaNよりなるバッファ層2
を約200オングストロームの膜厚で成長させる。バッ
ファ層20、AlN、GaN、AlGaN等が、900
℃以下の温度で、0.1μm未満、好ましくは数十オン
グストローム〜数百オングストロームで形成できる。こ
のバッファ層は基板と窒化物半導体との格子定数不正を
緩和するために形成されるが、窒化物半導体の成長方
法、基板の種類等によっては省略することも可能であ
る。
(Buffer Layer 21) Subsequently, the temperature is lowered to 510 ° C., hydrogen is used as a carrier gas, ammonia and TMG (trimethylgallium) are used as source gases, and a buffer layer 2 made of GaN is formed on the substrate 1.
Is grown to a film thickness of about 200 Å. The buffer layer 20, AlN, GaN, AlGaN, etc. is 900
It can be formed at a temperature of not higher than 0.1 ° C. and a thickness of less than 0.1 μm, preferably several tens to several hundreds of angstroms. This buffer layer is formed in order to mitigate the lattice constant irregularity between the substrate and the nitride semiconductor, but it may be omitted depending on the growth method of the nitride semiconductor, the type of the substrate, and the like.

【0026】(第1の層22) バッファ層20成長後、TMGのみ止めて、温度を10
50℃まで上昇させる。1050℃になったら、同じく
原料ガスにTMG、アンモニアガスを用い、キャリア濃
度1×1018/cm3のノンドープGaNよりなる第1
の層22を5μmの膜厚で成長させる。第1の層はIn
XAlYGa1−X−YN(0≦X、0≦Y、X+Y≦1)
で構成でき、その組成は特に問うものではない。
(First Layer 22) After growing the buffer layer 20, only TMG is stopped and the temperature is raised to 10
Raise to 50 ° C. When the temperature reaches 1050 ° C., TMG and ammonia gas are also used as the source gas, and the first layer is made of non-doped GaN with a carrier concentration of 1 × 10 18 / cm 3.
Layer 22 is grown to a thickness of 5 μm. The first layer is In
XAlYGa1-X-YN (0≤X, 0≤Y, X + Y≤1)
The composition is not particularly limited.

【0027】(第2の層23) 続いて、1050℃でTMG、アンモニア、不純物ガス
にシランガスを用い、Siを1×1019/cm3ドープ
したn型GaNよりなる第2の層23を1μmの膜厚で
成長させる。この第2の層23のキャリア濃度はドープ
量と同じ1×1019/cm3であった。特にSiのよう
な活性化率の高いn型不純物はドープした不純物量とほ
ぼ同じだけのキャリア濃度が得られるため、以下の説明
においてSiがドープされたn型窒化物半導体はSiの
ドープ量でもって、キャリア濃度が示されているものと
する。第2の層の組成もInXAlYGa1−X−YN
(0≦X、0≦Y、X+Y≦1)で構成でき、その組成は特
に問うものではなく、第1の層22、第2の層23を異
なる組成の窒化物半導体で構成しても良い。
(Second Layer 23) Next, a 1 μm thick second layer 23 made of n-type GaN doped with 1 × 10 19 / cm 3 of Si using TMG, ammonia, and silane gas as an impurity gas at 1050 ° C. Grow thick. The carrier concentration of the second layer 23 was 1 × 1019 / cm3, which was the same as the doping amount. In particular, since an n-type impurity having a high activation rate such as Si can obtain a carrier concentration almost the same as the amount of the doped impurity, the n-type nitride semiconductor doped with Si will be referred to as the Si-doped amount in the following description. Therefore, it is assumed that the carrier concentration is shown. The composition of the second layer is also InXAlYGa1-X-YN.
(0 ≦ X, 0 ≦ Y, X + Y ≦ 1), and the composition thereof is not particularly limited, and the first layer 22 and the second layer 23 may be composed of nitride semiconductors having different compositions. .

【0028】(クラック防止層24) 次に、温度を800℃にして、原料ガスにTMG、TM
I(トリメチルインジウム)、アンモニア、シランガス
を用い、Siを1×1019/cm3ドープしたIn0.1
Ga0.9Nよりなるクラック防止層24を500オング
ストロームの膜厚で成長させる。このクラック防止層1
0はInを含むn型の窒化物半導体、好ましくはInG
aNで成長させることにより、Alを含む窒化物半導体
層中にクラックが入るのを防止することができる。なお
このクラック防止層は100オングストローム以上、
0.5μm以下の膜厚で成長させることが好ましい。1
00オングストロームよりも薄いと前記のようにクラッ
ク防止として作用しにくく、0.5μmよりも厚いと、
結晶自体が黒変する傾向にある。なお、このクラック防
止層24は成長方法、成長装置等の条件によっては省略
することもでき、特に第2の層23を超格子構造とした
場合には省略できる。
(Crack prevention layer 24) Next, the temperature is set to 800 ° C. and TMG and TM are added to the source gas.
In 0.1 doped with Si (1 × 10 19 / cm 3) using I (trimethylindium), ammonia, and silane gas
A crack prevention layer 24 of Ga0.9N is grown to a film thickness of 500 angstrom. This crack prevention layer 1
0 is an n-type nitride semiconductor containing In, preferably InG
Growing with aN can prevent cracks from entering the nitride semiconductor layer containing Al. This crack prevention layer is 100 angstroms or more,
It is preferable to grow the film with a thickness of 0.5 μm or less. 1
If it is thinner than 00 angstrom, it is difficult to act as a crack preventive as described above, and if it is thicker than 0.5 μm,
The crystals themselves tend to turn black. The crack prevention layer 24 may be omitted depending on the conditions such as the growth method and the growth apparatus, and particularly when the second layer 23 has a superlattice structure.

【0029】(n側クラッド層25) 次に温度を1050℃にして、原料ガスにTMA(トリ
メチルアルミニウム)、TMG、NH3、SiH4を用
い、Siを1×1019/cm3ドープしたn型Al0.25
Ga0.75Nよりなるn側クラッド層25を0.5μmの
膜厚で成長させる。このn側クラッド層25はキャリア
閉じ込め層、及び光閉じ込め層として作用し、Alを含
む窒化物半導体、好ましくはAlGaNを成長させるこ
とが望ましく、100オングストローム以上、2μm以
下、さらに好ましくは500オングストローム以上、1
μm以下で成長させることにより、結晶性の良いクラッ
ド層が形成できる。
(N-side clad layer 25) Next, the temperature is set to 1050 ° C., TMA (trimethylaluminum), TMG, NH3, and SiH4 are used as source gases, and n-type Al0.25 doped with Si at 1 × 10 19 / cm 3 is used.
An n-side cladding layer 25 made of Ga0.75N is grown to a film thickness of 0.5 μm. The n-side clad layer 25 acts as a carrier confinement layer and an optical confinement layer, and it is desirable to grow a nitride semiconductor containing Al, preferably AlGaN, 100 angstroms or more, 2 μm or less, and more preferably 500 angstroms or more, 1
A clad layer having good crystallinity can be formed by growing the layer with a thickness of less than μm.

【0030】(n側光ガイド層26) 続いて、1050℃でSiを1×1019/cm3ドープ
したn型GaNよりなるn側光ガイド層26を0.2μ
mの膜厚で成長させる。このn側光ガイド層26は、活
性層の光ガイド層として作用し、GaN、InGaNを
成長させることが望ましく、通常100オングストロー
ム〜5μm、さらに好ましくは200オングストローム
〜1μmの膜厚で成長させることが望ましい。このn側
の光ガイド層はノンドープでも良い。
(N-Side Light Guide Layer 26) Subsequently, 0.2 μ of an n-side light guide layer 26 made of n-type GaN doped with Si at 1 × 10 19 / cm 3 at 1050 ° C.
Grow with a film thickness of m. This n-side light guide layer 26 acts as a light guide layer of an active layer, and it is desirable to grow GaN and InGaN, and it is usually grown to a film thickness of 100 angstroms to 5 μm, and more preferably 200 angstroms to 1 μm. desirable. The n-side light guide layer may be non-doped.

【0031】(活性層27) 次に、原料ガスにTMG、TMI、アンモニア、シラン
ガスを用いて活性層27を成長させる。活性層27は温
度を800℃に保持して、まずSiを8×1018/cm
3でドープしたIn0.2Ga0.8Nよりなる井戸層を25
オングストロームの膜厚で成長させる。次にTMIのモ
ル比を変化させるのみで同一温度で、Siを8×101
8/cm3ドープしたIn0.01Ga0.95Nよりなる障壁層
を50オングストロームの膜厚で成長させる。この操作
を2回繰り返し、最後に井戸層を積層した多重量子井戸
構造とする。活性層にドープする不純物は本実施例のよ
うに井戸層、障壁層両方にドープしても良く、いずれか
一方にドープしてもよい。なおn型不純物をドープする
と閾値が低下する傾向にある。
(Active layer 27) Next, the active layer 27 is grown by using TMG, TMI, ammonia and silane gas as source gases. The temperature of the active layer 27 is kept at 800 ° C., and Si is initially 8 × 10 18 / cm 2.
25 well layers of In0.2Ga0.8N doped with 3
It is grown to a film thickness of angstrom. Next, Si is changed to 8 × 101 at the same temperature only by changing the TMI molar ratio.
A barrier layer of 8 / cm3 doped In0.01Ga0.95N is grown to a thickness of 50 Angstroms. This operation is repeated twice to finally form a multiple quantum well structure in which well layers are stacked. Impurities with which the active layer is doped may be doped into both the well layer and the barrier layer as in this embodiment, or may be doped into either one. The threshold value tends to decrease when the n-type impurity is doped.

【0032】(p側キャップ層28) 次に、温度を1050℃に上げ、TMG、TMA、アン
モニア、Cp2Mg(シクロペンタジエニルマグネシウ
ム)を用い、活性層よりもバンドギャップエネルギーが
大きい、Mgを1×1020/cm3ドープしたAl0.1
Ga0.9Nよりなるp側キャップ層28を300オング
ストロームの膜厚で成長させる。このp側キャップ層2
8は好ましくはp型とするが、膜厚が薄いため、n型不
純物をドープしてキャリアが補償されたi型としても良
い。p側キャップ層28の膜厚は0.1μm以下、さら
に好ましくは500オングストローム以下、最も好まし
くは300オングストローム以下に調整する。0.1μ
mより厚い膜厚で成長させると、p側キャップ層28中
にクラックが入りやすくなり、結晶性の良い窒化物半導
体層が成長しにくいからである。またキャリアがこのエ
ネルギーバリアをトンネル効果により通過できなくな
る。Alの組成比が大きいAlGaN程薄く形成すると
LD素子は発振しやすくなる。例えば、Y値が0.2以
上のAlYGa1−YNであれば500オングストロー
ム以下に調整することが望ましい。p側キャップ層28
の膜厚の下限は特に限定しないが、10オングストロー
ム以上の膜厚で形成することが望ましい。
(P-side cap layer 28) Next, the temperature is raised to 1050 ° C., and TMG, TMA, ammonia, and Cp 2 Mg (cyclopentadienyl magnesium) are used. × 1020 / cm3 Doped Al0.1
A p-side cap layer 28 made of Ga0.9N is grown to a film thickness of 300 angstrom. This p-side cap layer 2
8 is preferably p-type, but since it is thin, it may be i-type in which carriers are compensated by doping with n-type impurities. The thickness of the p-side cap layer 28 is adjusted to 0.1 μm or less, more preferably 500 angstroms or less, and most preferably 300 angstroms or less. 0.1μ
This is because when the film is grown to have a film thickness larger than m, cracks are likely to occur in the p-side cap layer 28, and a nitride semiconductor layer having good crystallinity is difficult to grow. Also, carriers cannot pass through this energy barrier due to the tunnel effect. If the AlGaN having a higher Al composition ratio is formed thinner, the LD element is likely to oscillate. For example, if the Y value is AlYGa1-YN of 0.2 or more, it is desirable to adjust it to 500 angstroms or less. p-side cap layer 28
The lower limit of the film thickness is not particularly limited, but it is desirable to form the film with a film thickness of 10 angstroms or more.

【0033】(p側光ガイド層29) 続いて、1050℃で、Mgを1×1020/cm3ドー
プしたGaNよりなるp側光ガイド層26を0.2μm
の膜厚で成長させる。このp側光ガイド層29は、n側
光ガイド層26と同じく、活性層の光ガイド層として作
用し、GaN、InGaNを成長させることが望まし
く、通常100オングストローム〜5μm、さらに好ま
しくは200オングストローム〜1μmの膜厚で成長さ
せることが望ましい。なおこのp側光ガイド層は、p型
不純物をドープしたが、ノンドープの窒化物半導体で構
成することもできる。
(P-side light guide layer 29) Subsequently, at 1050 ° C., a p-side light guide layer 26 made of GaN doped with Mg at 1 × 10 20 / cm 3 is 0.2 μm.
To grow. Like the n-side light guide layer 26, it is desirable that the p-side light guide layer 29 act as an optical guide layer of an active layer to grow GaN and InGaN. Usually, 100 angstrom to 5 μm, and more preferably 200 angstrom to. It is desirable to grow the film with a thickness of 1 μm. Although the p-side light guide layer is doped with p-type impurities, it may be composed of a non-doped nitride semiconductor.

【0034】(p側クラッド層30) 続いて1050℃で、Mgを1×1020/cm3ドープ
したAl0.25Ga0.75Nよりなるp側クラッド層30を
0.5μmの膜厚で成長させる。この層はn側クラッド
層25と同じく、キャリア閉じ込め層、及び光閉じ込め
層として作用し、Alを含む窒化物半導体、好ましくは
AlGaNを成長させることが望ましく、100オング
ストローム以上、2μm以下、さらに好ましくは500
オングストローム以上、1μm以下で成長させると結晶
性の良いクラッド層が成長できる。
(P-side clad layer 30) Subsequently, at 1050 ° C., a p-side clad layer 30 made of Al 0.25 Ga 0.75 N doped with 1 × 10 20 / cm 3 of Mg is grown to a thickness of 0.5 μm. Like the n-side clad layer 25, this layer acts as a carrier confinement layer and an optical confinement layer, and it is desirable to grow a nitride semiconductor containing Al, preferably AlGaN, and 100 angstroms or more and 2 μm or less, and more preferably 500
When grown to a thickness of angstrom or more and 1 μm or less, a clad layer having good crystallinity can be grown.

【0035】本実施例のように量子構造の井戸層を有す
る活性層を有するダブルへテロ構造の半導体素子の場
合、その活性層27に接して、活性層よりもバンドギャ
ップエネルギーが大きい膜厚0.1μm以下の窒化物半
導体よりなるキャップ層、好ましくはAlを含む窒化物
半導体よりなるp側キャップ層28を設け、そのp側キ
ャップ層28よりも活性層から離れた位置に、p側キャ
ップ層28よりもバンドギャップエネルギーが小さいp
側光ガイド層29を設け、そのp側光ガイド層29より
も活性層から離れた位置に、p側光ガイド層29よりも
バンドギャップが大きい窒化物半導体、好ましくはAl
を含む窒化物半導体よりなるp側クラッド層30を設け
ることは非常に好ましい。しかもp側キャップ層28の
膜厚を0.1μm以下と薄く設定してあるため、キャリ
アのバリアとして作用することはなく、p層から注入さ
れた正孔が、トンネル効果によりキャップ層28を通り
抜けることができて、活性層で効率よく再結合し、LD
の出力が向上する。つまり、注入されたキャリアは、キ
ャップ層28のバンドギャップエネルギーが大きいた
め、半導体素子の温度が上昇しても、あるいは注入電流
密度が増えても、キャリアは活性層をオーバーフローせ
ず、キャップ層28で阻止されるため、キャリアが活性
層に貯まり、効率よく発光することが可能となる。
In the case of the semiconductor element having the double hetero structure having the active layer having the quantum well layer as in this embodiment, the film thickness 0 which is in contact with the active layer 27 and has a band gap energy larger than that of the active layer is obtained. A cap layer made of a nitride semiconductor having a thickness of 1 μm or less, preferably a p-side cap layer 28 made of a nitride semiconductor containing Al is provided, and the p-side cap layer is located farther from the active layer than the p-side cap layer 28 is. P with a smaller bandgap energy than 28
A side light guide layer 29 is provided, and a nitride semiconductor having a band gap larger than that of the p side light guide layer 29, preferably Al, is provided at a position farther from the active layer than the p side light guide layer 29.
It is very preferable to provide the p-side clad layer 30 made of a nitride semiconductor containing a. Moreover, since the thickness of the p-side cap layer 28 is set as thin as 0.1 μm or less, it does not act as a carrier barrier, and holes injected from the p layer pass through the cap layer 28 due to the tunnel effect. LDs that can be recombined efficiently in the active layer
Output is improved. In other words, the injected carriers have a large band gap energy in the cap layer 28, so that even if the temperature of the semiconductor element rises or the injection current density increases, the carriers do not overflow into the active layer, and the cap layer 28 does not overflow. Since it is blocked by, the carriers are accumulated in the active layer and it is possible to efficiently emit light.

【0036】(p側コンタクト層31) 最後に、p側クラッド層30の上に、1050℃でMg
を2×1020/cm3ドープしたGaNよりなるp側コ
ンタクト層31を150オングストロームの膜厚で成長
させる。p側コンタクト層31はp型のInXAlYG
a1−X−YN(0≦X、0≦Y、X+Y≦1)で構成する
ことができ、好ましくはMgをドープしたGaNとすれ
ば、p電極32と最も好ましいオーミック接触が得られ
る。なお、p側コンタクト層と好ましいオーミックが得
られるp電極32の材料としては、例えばNi、Pd、
Ag、Ni/Au等を挙げることができる。さらに、p
側コンタクト層31の膜厚は500オングストローム以
下、さらに好ましくは300オングストローム以下、最
も好ましくは200オングストローム以下に調整するこ
とが望ましい。なぜなら、抵抗率が高いp型窒化物半導
体層の膜厚を500オングストローム以下に調整するこ
とにより、さらに抵抗率が低下するため、閾値での電
流、電圧が低下する。またp型層から除去される水素が
多くなって抵抗率が低下しやすい傾向にある。さらに、
このコンタクト層31を薄くする効果には、次のような
ことがある。例えば、p型AlGaNよりなるp側クラ
ッド層に、膜厚が500オングストロームより厚いp型
GaNよりなるp側コンタクト層が接して形成されてお
り、仮にクラッド層とコンタクト層の不純物濃度が同じ
で、キャリア濃度が同じである場合、p側コンタクト層
の膜厚を500オングストロームよりも薄くすると、ク
ラッド層側のキャリアがコンタクト層側に移動しやすく
なって、p側コンタクト層のキャリア濃度が高くなる傾
向にある。そのためキャリア濃度の高いコンタクト層に
電極を形成すると良好なオーミックが得られる。
(P-side contact layer 31) Finally, Mg is deposited on the p-side cladding layer 30 at 1050 ° C.
A p-side contact layer 31 made of GaN doped with 2 × 10 20 / cm 3 is grown to a film thickness of 150 Å. The p-side contact layer 31 is a p-type InXAlYG
a1-X-YN (0≤X, 0≤Y, X + Y≤1), preferably Mg-doped GaN, the most preferable ohmic contact with the p-electrode 32 is obtained. The material of the p-electrode 32 that can obtain a preferable ohmic contact with the p-side contact layer is, for example, Ni, Pd,
Examples thereof include Ag and Ni / Au. Furthermore, p
The thickness of the side contact layer 31 is preferably adjusted to 500 angstroms or less, more preferably 300 angstroms or less, and most preferably 200 angstroms or less. This is because the resistivity is further reduced by adjusting the film thickness of the p-type nitride semiconductor layer having a high resistivity to 500 angstroms or less, so that the current and voltage at the threshold value are reduced. In addition, the amount of hydrogen removed from the p-type layer tends to increase, and the resistivity tends to decrease. further,
The effect of thinning the contact layer 31 is as follows. For example, a p-side clad layer made of p-type AlGaN is formed in contact with a p-side contact layer made of p-type GaN having a thickness of more than 500 Å, and the impurity concentration of the clad layer is the same as that of the contact layer. When the carrier concentration is the same, if the film thickness of the p-side contact layer is smaller than 500 angstroms, the carriers on the cladding layer side are likely to move to the contact layer side, and the carrier concentration on the p-side contact layer tends to increase. It is in. Therefore, if an electrode is formed on the contact layer having a high carrier concentration, good ohmic contact can be obtained.

【0037】反応終了後、温度を室温まで下げ、さらに
窒素雰囲気中、ウェーハを反応容器内において、700
℃でアニーリングを行い、p型不純物がドープされた層
をさらに低抵抗化する。
After the reaction is completed, the temperature is lowered to room temperature, and the wafer is further heated to 700 ° C. in a reaction vessel in a nitrogen atmosphere.
Annealing is performed at 0 ° C. to further reduce the resistance of the p-type impurity-doped layer.

【0038】アニーリング後、ウェーハを反応容器から
取り出し、図2に示すように、RIE装置で最上層のp
側コンタクト層31と、p側クラッド層30とをエッチ
ングして、4μmのストライプ幅を有するリッジ形状と
する。特に活性層よりも上にあるAlを含む窒化物半導
体層以上の層をリッジ形状とすることにより、活性層の
発光がリッジ下部に集中して、横モードが単一化しやす
く、閾値が低下しやすい。リッジ形成後、リッジ表面に
マスクを形成し、図2に示すように、ストライプ状のリ
ッジに対して左右対称にして、n電極33を形成すべき
第2の層23の表面を露出させる。n電極33の材料と
してはAl、Ti、W、Cu、Zn、Sn、In等の金
属若しくは合金が好ましいオーミックが得られる。
After the annealing, the wafer was taken out from the reaction vessel and, as shown in FIG.
The side contact layer 31 and the p-side cladding layer 30 are etched into a ridge shape having a stripe width of 4 μm. In particular, by forming a layer of a nitride semiconductor layer or more containing Al above the active layer into a ridge shape, the light emission of the active layer is concentrated in the lower part of the ridge, the transverse mode is easily unified, and the threshold value is lowered. Cheap. After forming the ridge, a mask is formed on the surface of the ridge, and as shown in FIG. 2, the surface of the second layer 23 on which the n-electrode 33 is to be formed is exposed by making the stripe ridge symmetrical. As a material of the n-electrode 33, a metal or an alloy such as Al, Ti, W, Cu, Zn, Sn, or In can obtain a preferable ohmic property.

【0039】次にp側コンタクト層31の表面にNiと
Auよりなるp電極32をストライプ状に形成する。一
方、TiとAlよりなるn電極33をストライプ状の第
2の層23のほぼ全面に形成する。なおほぼ全面とは8
0%以上の面積をいう。このようにp電極32に対して
左右対称に第2の層23を露出させて、その第2の層2
3のほぼ全面にn電極を設けることも、閾値を低下させ
る上で非常に有利である。
Next, p electrodes 32 made of Ni and Au are formed in stripes on the surface of the p-side contact layer 31. On the other hand, an n electrode 33 made of Ti and Al is formed on almost the entire surface of the stripe-shaped second layer 23. It should be noted that the almost entire surface is 8
An area of 0% or more. In this way, the second layer 23 is exposed symmetrically with respect to the p-electrode 32, and the second layer 2 is exposed.
Providing the n electrode on almost the entire surface of 3 is also very advantageous in reducing the threshold value.

【0040】以上のようにして、n電極とp電極とを形
成したウェーハを研磨装置に移送し、ダイヤモンド研磨
剤を用いて、窒化物半導体を形成していない側のサファ
イア基板20をラッピングし、基板の厚さを50μmと
する。ラッピング後、さらに細かい研磨剤で1μmポリ
シングして基板表面を鏡面状とする。
As described above, the wafer on which the n-electrode and the p-electrode are formed is transferred to the polishing apparatus, and the sapphire substrate 20 on the side where the nitride semiconductor is not formed is lapped by using the diamond abrasive. The thickness of the substrate is 50 μm. After lapping, the substrate surface is mirror-finished by polishing with 1 μm with a finer polishing agent.

【0041】基板研磨後、研磨面側をスクライブして、
ストライプ状の電極に垂直な方向でバー状に劈開し、劈
開面に共振器を作製する。共振器面にSiO2とTiO
2よりなる誘電体超格子を形成し、最後にp電極32に
平行な方向で、バーを切断してレーザチップとした。次
にチップをフェースアップ(基板とヒートシンクとが対
向した状態)でヒートシンクに設置し、それぞれの電極
をボンディングして、室温でレーザ発振を試みたとこ
ろ、室温において、閾値電流密度3.0kA/cm2、閾
値電圧4.5Vで、発振波長405nmの連続発振が確
認され、30時間以上の寿命を示した。
After polishing the substrate, scribe the polishing surface side,
Cleavage is performed in a bar shape in a direction perpendicular to the striped electrode, and a resonator is formed on the cleaved surface. SiO2 and TiO on the cavity surface
A dielectric superlattice made of 2 was formed, and finally the bar was cut in a direction parallel to the p-electrode 32 to obtain a laser chip. Next, when the chip was placed face up (the substrate and the heat sink faced each other) on the heat sink, each electrode was bonded, and laser oscillation was attempted at room temperature. At room temperature, the threshold current density was 3.0 kA / cm2. At a threshold voltage of 4.5 V, continuous oscillation with an oscillation wavelength of 405 nm was confirmed, and a life of 30 hours or more was shown.

【0042】[実施例2] 実施例1において、第2の層23成長時に、Siを1×
1019/cm3ドープしたAl0.1Ga0.9Nよりなる層
を20オングストローム成長させ、続いてSiを同量で
ドープしたn型GaNよりなる層を20オングストロー
ム成長させる。そして、この操作をそれぞれ200回繰
り返し、キャリア濃度1×1019/cm3の総膜厚0.
8μmの超格子層よりなる第2の層23を形成する。
Example 2 In Example 1, when the second layer 23 was grown, Si was added to 1 ×.
A layer of Al0.1Ga0.9N doped with 1019 / cm3 is grown to 20 angstroms, and then a layer of n-type GaN doped with the same amount of Si is grown to 20 angstroms. Then, this operation was repeated 200 times, and the total film thickness of the carrier concentration was 1.times.10.sup.19 / cm.sup.3.
A second layer 23 consisting of a 8 μm superlattice layer is formed.

【0043】次に、クラック防止層24を成長させず
に、実施例1と同様にして第2の層23の上に直接n側
クラッド層25を成長させ、後は同様にして図2のレー
ザ素子の構造となるように窒化物半導体を積層する。
Next, without growing the crack prevention layer 24, the n-side cladding layer 25 is grown directly on the second layer 23 in the same manner as in Example 1, and thereafter the laser of FIG. Nitride semiconductors are laminated so as to form a device structure.

【0044】成長後、リッジを形成した後、第2の層2
3の表面をエッチングして露出させる。なお第2の層2
3の表面にはSiドープGaNよりなる井戸層が露出し
た。後は実施例1と同様にして電極を形成してレーザ素
子としたところ、室温において、閾値電流密度2.8k
A/cm2、閾値電圧4.3Vで、発振波長405nmの
連続発振が確認され、40時間以上の寿命を示した。
After the growth, the ridge is formed, and then the second layer 2 is formed.
The surface of 3 is exposed by etching. The second layer 2
On the surface of No. 3, a well layer made of Si-doped GaN was exposed. After that, an electrode was formed in the same manner as in Example 1 to obtain a laser element, and the threshold current density was 2.8 k at room temperature.
Continuous oscillation with an oscillation wavelength of 405 nm was confirmed at A / cm 2 and a threshold voltage of 4.3 V, and a life of 40 hours or more was shown.

【0045】[実施例3] 実施例2において、第2の層23成長時に、Siを2×
1019/cm3ドープしたAl0.1Ga0.9Nよりなる層
を30オングストローム成長させ、続いてノンドープの
GaNよりなる層を30オングストローム成長させる。
この操作をそれぞれ200回繰り返し、総膜厚1.2μ
mの超格子層よりなる第2の層23を形成する。後は実
施例2と同様にレーザ素子を作製したところ、閾値電流
密度2.7kA/cm2、閾値電圧4.1Vで、発振波長
405nmの連続発振が確認され、50時間以上の寿命
を示した。
Example 3 In Example 2, when the second layer 23 was grown, Si was 2 ×.
A layer of 1019 / cm3 doped Al0.1Ga0.9N is grown to 30 Å, followed by a layer of undoped GaN to 30 Å.
This operation was repeated 200 times to obtain a total film thickness of 1.2μ.
A second layer 23 of m superlattice layers is formed. After that, when a laser device was manufactured in the same manner as in Example 2, continuous oscillation with an oscillation wavelength of 405 nm was confirmed with a threshold current density of 2.7 kA / cm 2, a threshold voltage of 4.1 V, and a lifetime of 50 hours or more was shown.

【0046】このように超格子層を第2の層23とし
て、n電極を形成する層とすると閾値電圧が低下する傾
向にある。これはHEMTに類似した効果が現れたので
はないかと推察される。例えば、n型不純物がドープさ
れたバンドギャップの大きい窒化物半導体層と、バンド
ギャップが小さいノンドープの窒化物半導体層とを積層
した超格子層では、n型不純物を添加した層と、ノンド
ープの層とのヘテロ接合界面で、障壁層側が空乏化し、
バンドギャップの小さい層側の厚さ前後の界面に電子
(二次元電子ガス)が蓄積する。この二次元電子ガスが
バンドギャップの小さい側にできるので、電子が走行す
るときに不純物による散乱を受けないため、超格子の電
子の移動度が高くなり、抵抗率が低下する。従って超格
子を電極形成時のコンタクト層とすると、移動度が大き
くなって素子の電圧が低下すると推察されるが詳しいこ
とは不明である。
As described above, when the superlattice layer is used as the second layer 23 and the n-electrode is formed, the threshold voltage tends to decrease. It is speculated that this may have had a similar effect to HEMT. For example, in a superlattice layer in which a nitride semiconductor layer having a large bandgap doped with an n-type impurity and a non-doped nitride semiconductor layer having a small bandgap are stacked, a layer doped with an n-type impurity and a non-doped layer At the heterojunction interface with, the barrier layer side is depleted,
Electrons (two-dimensional electron gas) accumulate at the interface before and after the thickness on the layer side with a small band gap. Since this two-dimensional electron gas is formed on the side with a small band gap, electrons are not scattered by impurities when traveling, so that the mobility of electrons in the superlattice is increased and the resistivity is lowered. Therefore, if the superlattice is used as a contact layer at the time of electrode formation, it is presumed that the mobility is increased and the voltage of the device is lowered, but the details are unknown.

【0047】[実施例4] 実施例1において、第1の層22成長時に、ノンドープ
のn型GaNよりなる井戸層を40オングストローム、
次にノンドープのn型Al0.1Ga0.9Nよりなる障壁層
を60オングストローム成長させる。この操作をそれぞ
れ200回繰り返し、平均キャリア濃度5×1017/
cm3の総膜厚2μmの超格子層よりなる第1の層22を
形成する。
Example 4 In Example 1, when the first layer 22 was grown, a well layer made of non-doped n-type GaN was formed to have a thickness of 40 Å.
Next, a barrier layer made of non-doped n-type Al0.1Ga0.9N is grown to 60 Å. This operation was repeated 200 times, and the average carrier concentration was 5 × 1017 /
A first layer 22 made of a superlattice layer having a total film thickness of 2 μm and having a cm 3 is formed.

【0048】次に実施例1と同様にして、Siを1×1
019/cm3ドープしたn型GaNよりなる第2の層2
3を1μmの膜厚で成長させ、その上にクラック防止層
24を成長させ、後は実施例1と同様にしてレーザ素子
を作製したところ、実施例2とほぼ同等の特性を有する
レーザ素子が作製できた。
Then, in the same manner as in Example 1, 1 × 1 of Si was added.
Second layer 2 made of n-type GaN doped with 019 / cm3
3 was grown to a film thickness of 1 μm, a crack prevention layer 24 was grown thereon, and then a laser element was manufactured in the same manner as in Example 1. As a result, a laser element having substantially the same characteristics as in Example 2 was obtained. I was able to make it.

【0049】[実施例5] 実施例1において、第1の層成長時に、Siを1×10
18/cm3ドープしたn型GaNとする他は実施例1と
同様にしてレーザ素子を作製したところ、同じく室温に
おいて、閾値電流密度3.1kA/cm2、閾値電圧4.
6Vで、発振波長405nmの連続発振が確認され、2
5時間以上の寿命を示した。
[Embodiment 5] In Embodiment 1, Si was added in an amount of 1 × 10 5 when growing the first layer.
A laser device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that n-type GaN doped with 18 / cm3 was used, and the threshold current density was 3.1 kA / cm2 and the threshold voltage was 4.
At 6 V, continuous oscillation with an oscillation wavelength of 405 nm was confirmed, and 2
It showed a life of 5 hours or more.

【0050】[実施例6] この実施例は図1のLED素子を元に説明する。実施例
1と同様にしてサファイアよりなる基板10の上に、ノ
ンドープGaNよりなるバッファ層11を600℃で成
長させた後、バッファ層11の上にキャリア濃度1×1
018/cm3のノンドープn型GaNよりなる第1の層
12を4μm成長させ、次にSiを1×1019/cm3
ドープしたn型GaNよりなる第2の層13を1μm成
長させる。
[Embodiment 6] This embodiment will be described based on the LED element shown in FIG. After growing the buffer layer 11 made of non-doped GaN at 600 ° C. on the substrate 10 made of sapphire in the same manner as in Example 1, a carrier concentration of 1 × 1 was formed on the buffer layer 11.
A first layer 12 of 018 / cm3 of undoped n-type GaN was grown to 4 μm, and then Si was added at 1 × 1019 / cm3.
A second layer 13 of doped n-type GaN is grown to 1 μm.

【0051】次にIn0.4Ga0.6Nよりなる膜厚30オ
ングストロームの単一量子井戸構造よりなる活性層14
を成長させ、さらに、Mgを5×1019/cm3ドープ
したMgドープp型Al0.2Ga0.9Nよりなるp側クラ
ッド層15を0.5μm成長させ、その上に、Mgを5
×1019/cm3ドープしたMgドープp型GaNより
なるp側コンタクト層16を0.2μm成長させる。
Next, an active layer 14 made of In0.4Ga0.6N and having a film thickness of 30 angstrom and having a single quantum well structure is formed.
And a p-side cladding layer 15 made of Mg-doped p-type Al0.2Ga0.9N doped with Mg of 5 × 1019 / cm3 is grown to 0.5 μm, and Mg
A p-side contact layer 16 made of Mg-doped p-type GaN doped with 1019 / cm3 is grown to 0.2 μm.

【0052】成長後、ウェーハを反応容器から取り出し
実施例1と同様にして、アニーリングを行った後、p方
コンタクト層16側からエッチングを行いn電極19を
形成すべき第2の層13の表面を露出させる。最上層の
p側コンタクト層16のほぼ全面に膜厚200オングス
トロームのNi−Auよりなる透光性のp電極17を形
成し、そのp電極17の上にAuよりなるパッド電極1
8を形成する。露出した第2の層の表面にもTi−Al
よりなるn電極19を形成する。
After the growth, the wafer is taken out of the reaction container, annealed in the same manner as in Example 1, and then etched from the p-side contact layer 16 side to form the n-electrode 19 on the surface of the second layer 13. Expose. A translucent p-electrode 17 made of Ni-Au having a film thickness of 200 angstrom is formed on almost the entire surface of the p-side contact layer 16 as the uppermost layer, and the pad electrode 1 made of Au is formed on the p-electrode 17.
8 is formed. Ti-Al is also formed on the exposed surface of the second layer.
Then, the n-electrode 19 is formed.

【0053】以上のようにして電極を形成したウェーハ
を350μm角のチップに分離してLED素子としたと
ころ、If20mAにおいて520nmの緑色発光を示
し、Vfは3.1Vであった。これに対し、第1の層
と、第2の層を単一のSiドープGaN(Si:1×1
019/cm3)で構成したLED素子のVfは3.4V
であった。
When the wafer on which the electrodes were formed as described above was separated into chips of 350 μm square and used as an LED element, green emission of 520 nm was emitted at If 20 mA, and Vf was 3.1 V. On the other hand, the first layer and the second layer are formed of a single Si-doped GaN (Si: 1 × 1).
Vf of LED element composed of 019 / cm3) is 3.4V
Met.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
ますノンドープの窒化物半導体よりなる第1の層の上
に、n型不純物をドープした第2の層を形成して、その
第2の層に負電極を形成すると、結晶性が良くキャリア
濃度の高い第2の層が形成できるために、閾値電流、電
圧が低下し、非常の効率の良い素子を実現できる。さら
に本発明の素子をレーザ素子に適用することにより、閾
値電流、閾値電圧が低い、室温で連続発振する短波長の
レーザ素子を得ることができる。このようなレーザ素子
が得られたことにより、CVD、光ファイバー等の光通
信用の光源として、非常に有意義である。さらにまた本
発明は窒化物半導体を用いたLED、受光素子等の他の
光デバイスにも適用可能である。例えばLED素子に本
発明を適用すると、Vf(順方向電圧)が低下した非常
に効率の高いLEDを得ることができる。
As described above, according to the present invention,
When a second layer doped with an n-type impurity is formed on the first layer made of an undoped nitride semiconductor and a negative electrode is formed on the second layer, the crystallinity is good and the carrier concentration is high. Since the high second layer can be formed, the threshold current and the voltage are lowered, and an extremely efficient element can be realized. Further, by applying the element of the present invention to a laser element, a laser element having a low threshold current and a low threshold voltage and continuously oscillating at room temperature can be obtained. Obtaining such a laser device is very significant as a light source for optical communication such as CVD and optical fibers. Furthermore, the present invention can be applied to other optical devices such as LEDs and light receiving elements using nitride semiconductors. For example, when the present invention is applied to an LED element, it is possible to obtain an extremely highly efficient LED with a reduced Vf (forward voltage).

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の一実施例に係るLED素子の構造を
示す模式断面図。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of an LED element according to an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の他の実施例に係るレーザ素子の構造
を示す模式断面図。
FIG. 2 is a schematic sectional view showing the structure of a laser device according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、20・・・・基板 11、21・・・・バッファ層 12、22・・・・第1の層 13、23・・・・第2の層 14、27・・・・活性層 15、30・・・・p側クラッド層 16、31・・・・p側コンタクト層 17、32・・・・p電極 19、33・・・・n電極 Substrate Buffer layers 12, 22, ... First layer 13, 23 ... 2nd layer 14, 27 ... Active layer 15, 30 ... P-side cladding layer 16, 31 ... P-side contact layer 17, 32 ... P-electrode 19, 33 ... N-electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蝶々 一幸 徳島県阿南市上中町岡491番地100 日亜 化学工業株式会社内 (72)発明者 中村 修二 徳島県阿南市上中町岡491番地100 日亜 化学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平10−215034(JP,A) 特開 平9−293897(JP,A) 特開 平7−302929(JP,A) 特開 平7−321374(JP,A) 特開 平7−94784(JP,A)   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Kazuyuki Butterfly               491, Oka, Kaminaka-cho, Anan City, Tokushima Prefecture 100 Nichia               Chemical Industry Co., Ltd. (72) Inventor Shuji Nakamura               491, Oka, Kaminaka-cho, Anan City, Tokushima Prefecture 100 Nichia               Chemical Industry Co., Ltd.                (56) References Japanese Patent Laid-Open No. 10-215034 (JP, A)                 JP-A-9-293897 (JP, A)                 Japanese Patent Laid-Open No. 7-302929 (JP, A)                 JP-A-7-321374 (JP, A)                 JP-A-7-94784 (JP, A)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 GaN基板と、該GaN基板上に、n型
不純物がドープされていない膜厚0.1μm以上のアン
ドープGaNよりなる第1の層とを有し、さらに該第1
の層上に、n型不純物が1×1017/cm〜1×1
21/cmドープされ膜厚が0.2μm以上4μm
以下の窒化物半導体よりなり、負電極が形成される第2
の層を有することを特徴とする窒化物半導体素子。
1. A GaN substrate, and a first layer made of undoped GaN not doped with n-type impurities and having a film thickness of 0.1 μm or more on the GaN substrate.
Of n-type impurities on the layer of 1 × 10 17 / cm 3 to 1 × 1.
0 21 / cm 3 Doped film thickness 0.2 μm or more 4 μm
The second nitride semiconductor which is formed of a negative electrode and has a negative electrode
A semiconductor device having the following layers.
【請求項2】 GaN基板と、該GaN基板上に、n型
不純物がドープされ、そのn型不純物濃度が小さい膜厚
0.1μm以上のGaNよりなる第1の層とを有し、さ
らに該第1の層上に、前記第1の層よりn型不純物濃度
が大きい窒化物半導体よりなり膜厚が0.2μm以上4
μm以下の第2の層を有し、その第2の層に負電極が形
成されたことを特徴とする窒化物半導体素子。
2. A GaN substrate, and a GaN substrate, and a first layer of GaN doped with an n-type impurity and having a low concentration of the n-type impurity and having a film thickness of 0.1 μm or more. On the first layer, a nitride semiconductor having an n-type impurity concentration higher than that of the first layer and having a film thickness of 0.2 μm or more 4
A nitride semiconductor device comprising a second layer having a thickness of not more than μm, and a negative electrode being formed on the second layer.
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