JP4576674B2

JP4576674B2 - Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子

Info

Publication number: JP4576674B2
Application number: JP2000191780A
Authority: JP
Inventors: 直樹柴田; 敏明千代; 昌伸千田; 潤伊藤; 大志渡邉; 慎也浅見; 静代浅見
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2000-06-26
Filing date: 2000-06-26
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2020-06-26
Also published as: JP2002009341A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はIII族窒化物系化合物半導体素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
III族窒化物系化合物半導体素子は発光ダイオード等の発光素子に用いられる。かかる発光素子では、例えばサファイア製の基板表面に素子機能を有するIII族窒化物系化合物半導体層をエピタキシャル成長させた構成である。
【０００３】
しかしながら、サファイア基板とIII族窒化物系化合物半導体層では熱膨張係数や格子定数が異なるので、サファイア基板とIII族窒化物系化合物半導体層との間に歪みが生じる。この歪みの為に生ずる現象として、サファイア基板とIII族窒化物系化合物半導体層の積層体にそりが発生する。このそりがあまりにも大きくなると、半導体の結晶性が損なわれたり半導体層にクラックが入るおそれのあることはもとより、素子作製時のアライメント調整にも不具合が生じる。
そのため、従来ではいわゆる低温堆積層を基板とIII族窒化物系化合物半導体層との間に形成して上記の歪みを緩和していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般的な有機金属気相成長法（以下、「ＭＯＣＶＤ」法という）を採用して素子を形成するときのIII族窒化物系化合物半導体層の成長温度は１０００℃以上である。一方、低温堆積層の成長温度は４００〜５００℃程度であるため、１０００℃程度で行われる基板クリーニングからIII族窒化物系化合物半導体層までの温度履歴をみると、高温（１０００℃）→低温（４００〜５００℃）→高温（１０００℃）となり、温度調整が困難なばかりでなく、熱効率も悪い。
そこで、堆積層を高温で形成することが考えられるが、基板上に直接１０００℃前後の高温でIII族窒化物系化合物半導体（例えば低温堆積層と同じＡｌＮ層）を成長させると、そりの問題が再び浮上する。
【０００５】
本発明者らは、上記そりの問題を解決すべく検討を重ねてきた結果、特願平2000-41222号（出願人整理番号：990438、代理人整理番号：P0149-01）において下記構成の発明を提案している。即ち
素子機能を有するIII族窒化物系化合物半導体層をその表面上に形成可能な下地層を有し、該下地層の表面には傾斜が形成されており、前記下地層の表面において該傾斜面の占める面積割合が、平面投影面上で、５〜１００％である、ことを特徴とするIII族窒化物系化合物半導体素子。
【０００６】
また、他の見方をすれば、下地層をテクスチャー構造とする。ここにテクスチャー構造とは、任意の断面をみたとき下地層表面がノコギリ歯状に、即ち傾斜面を介して谷と山とが繰返している構造を指す。この山部は、独立した多角錐形（円錐形も含む）の場合と山脈状に連なっている場合の両方を含む。
また、上記発明において、断面台形状とは山部頂上における平坦領域が多くなったものを指し、更に平坦領域が多くなったものをピット状と呼ぶ。
上記発明では斜面領域の占める割合が平面投影面上で７０〜１００％をテクスチャー構造、３０〜７０％を断面台形状、５〜３０％をピット状と呼ぶ。
【０００７】
このような下地層を用いることによりIII族窒化物系化合物半導体層と下地層を含めた基板との間の歪みが緩和される。これは、ヘテロ界面に傾斜面が存在することによりヘテロ界面にかかる応力が当該傾斜面と平行に加わることとなって分散され、もって応力が緩和されることによると考えられる。このようにして歪みが緩和されると、そりの問題が低減される。その結果、III族窒化物系化合物半導体層へクラックが入ることを未然に防止できることはもとよりその結晶性が向上し、さらには素子作製時のアライメントも取り易くなる。
【０００８】
本願発明者らは上記表面構造を有する下地層についてさらに検討を重ねてきたところ、下記の課題を見出すに至った。
上記提案の発明の実施例では、下地層の材料として専らＡｌＮを選択して検討をしている。ＡｌＮを用いてテクスチャー構造等を有する下地層をＭＯＣＶＤ法で形成しようとすると、反応容器内の圧力をIII族窒化物系化合物半導体層成長時よりも低くする必要があった。具体的には、下地層の成長時には反応容器内の圧力を５０〜３００Ｐａとすることが好ましく、他方下地層の上に形成されるIII族窒化物系化合物半導体層（通常ｎ型ＧａＮからなるｎコンタクト層）を成長させるときの反応容器内の圧力は１気圧であった。
このように成膜プロセス中に圧力変動があると、圧力変動前後の界面が荒れ易く、当該界面をきれいにするには厳しい条件制御が要求されることとなる。また、成膜装置にも圧力変動を可能にするための機構が要求され、その結果装置が大型化・高額化する。これは素子の製造コストを引き上げる原因となる。
【０００９】
この発明はかかる課題を解決し、素子機能を有するIII族窒化物系化合物半導体層と実質的に同一の製造条件（圧力条件）で下地層を断面台形状、より具体的には六角錐台形状の凸部を有する下地層を形成できるようにすることを一つの目的とする。
この発明は新規な構成を有する、特に新規構成の下地層を有するIII族窒化物系化合物半導体素子を提供することを他の目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記目的の少なくとも１つを達成すべくなされたものであり、その構成は次の通りである。
基板と、
該基板の上に形成され、表面に六角錐台形の凸部を有する下地層と、
該下地層の上に形成され、素子機能を有するIII族窒化物系化合物半導体層と、
を備えてなるIII族窒化物系化合物半導体素子。
【００１１】
このように構成されたIII族窒化物系化合物半導体素子によれば、その表面が六角錐台の凸部を有する形状とされることにより、III族窒化物系化合物半導体層と下地層を含めた基板との間の歪みが緩和される。これは、III族窒化物系化合物半導体層−下地層間のヘテロ界面に傾斜面（六角錐台の斜面が該当）が存在することにより当該ヘテロ界面にかかる応力が当該傾斜面と平行に加わることとなって分散され、もって応力が緩和されることによると考えられる。このようにして歪みが緩和されると、そりの問題が低減される。その結果、III族窒化物系化合物半導体層へクラックが入ることを未然に防止できることはもとよりその結晶性が向上し、さらには素子作製時のアライメントも取り易くなる。
【００１２】
【発明の実施の態様】
以下、この発明の各要素について詳細に説明する。
基板
基板はその上に下地層を形成できるものであれば特に限定されないが、III族窒化物系化合物半導体で形成された下地層を用いる場合基板はサファイア、ＳｉＣ（炭化シリコン）及びＧａＮ（窒化ガリウム）等の六方晶材料、Ｓｉ（シリコン）やＧａＰ（リン化ガリウム）、ＧａＡｓ（砒化ガリウム）などの立方晶材料を用いることが出来る。
【００１３】
III族窒化物系化合物半導体層
III族窒化物系化合物半導体は、一般式としてＡｌ_ＸＧａ_ＹＩｎ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、０≦Ｘ＋Ｙ≦１）で表され、ＡｌＮ、ＧａＮ及びＩｎＮのいわゆる２元系、Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ、Ａｌ_ｘＩｎ_１−ｘＮ及びＧａ_ｘＩｎ_１−ｘＮ（以上において０＜ｘ＜１）のいわゆる３元系及びＡｌ_ＸＧａ_ＹＩｎ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ（０＜Ｘ＜１、０＜Ｙ＜１）の４元系を包含する。III族元素の一部をボロン（Ｂ）、タリウム（Ｔｌ）等で置換しても良く、また、窒素（Ｎ）の一部もリン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）等で置換できる。
発光素子や受光素子の素子機能部分は上記２元系若しくは３元系のIII族窒化物系化合物半導体より構成することが好ましい。
III族窒化物系化合物半導体は任意のドーパントを含むものであっても良い。ｎ型不純物として、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃ等を用いることができる。ｐ型不純物として、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等を用いることができる。
なお、ｐ型不純物をドープした後にIII族窒化物系化合物半導体をさらに低抵抗化するために電子線照射、プラズマ照射若しくは炉による加熱することも可能である。
III族窒化物系化合物半導体は、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）のほか、周知の分子線結晶成長法（ＭＢＥ法）、ハライド系気相成長法（ＨＶＰＥ法）、スパッタ法、イオンプレーティング法、電子シャワー法等によっても形成することができる。
【００１４】
素子には、発光ダイオード、受光ダイオード、レーザダイオード、太陽電池等の光素子の他、整流器、サイリスタ及びトランジスタ等のバイポーラ素子、ＦＥＴ等のユニポーラ素子並びにマイクロウェーブ素子などの電子デバイスを挙げられる。また、これらの素子の中間体としての積層体にも本発明は適用されるものである。
なお、発光素子の構成としては、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合やｐｎ接合を有したものや、ホモ構造、ヘテロ構造若しくはダブルへテロ構造のものを用いることができる。発光層として量子井戸構造（単一量子井戸構造若しくは多重量子井戸構造）を採用することもできる。
【００１５】
上で説明したIII族窒化物系化合物半導体により下地層も形成される。即ち、ＡｌＸＧａＹＩｎ１ーＸーＹＮ（０＜Ｘ＜１、０＜Ｙ＜１、０＜Ｘ＋Ｙ＜１）で表現される四元系の化合物半導体、Ａｌ_ＸＧａ_１−ＸＮ（０＜Ｘ＜１）で表現される三元系の化合物半導体、並びにＡｌＮ、ＧａＮ及びＩｎＮが含まれる。
【００１６】
下地層の表面には六角錐台形状の凸部が形成されている。凸部の形成方法は特に限定されるものではないが、実施例では特定の材料を特定の条件で成長させる方法を採った。当該凸部をエッチングなどの方法で形成することも可能である。
【００１７】
ＭＯＣＶＤ法により六角錐台形状の凸部を有する下地層を形成するには、下地層の材料をＧａＮとしてそこに高濃度にマグネシウム（Ｍｇ）をドープする。Ｍｇのドープ量は１０^２０／ｃｍ^３以上とすることが好ましい。この範囲未満であると、ＧａＮを成長させたときに六角錐台形状の凸部が生じないか、生じるにしてもそのためには厳しい条件制御が要求される。更に好ましいＭｇのドープ量は３×１０^２０／ｃｍ^３以上であり、更に更に好ましくは１×１０^２１／ｃｍ^３である。
Ｍｇドーパントの原料としては、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム、ビスメチルシクロペンタジエニルマグネシウム、ビスエチルシクロペンタジエニルマグネシウム、ビス−ｎ−プロピルシクロペンタジエニルマグネシウム、ビス−ｉ−プロピルシクロペンタジエニルマグネシウム等の一般式ＣＰ_２Ｍｇ（ここで、ＣＰはＲＣ_５Ｈ_４を示す。ただし、Ｒは水素又は炭素数１以上４以下の低級アルキル基を示す。）で表される有機金属化合物が適当な蒸気圧を有するために好適に用いられる。
【００１８】
下地層の材料であるＧａＮのIII族元素（Ｇａ）の一部をアルミニウム（Ａｌ）、インジウム（Ｉｎ）、ボロン（Ｂ）、タリウム（Ｔｌ）等で置換しても良く、また、窒素（Ｎ）の一部もリン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）等で置換できる。ただし、六角錐台形の凸部の形成を阻害しない置換量範囲内においてである。
Ｍｇにより形成されるホール濃度を超えるｎ型ドーパントを加えることにより、下地層をｎ型にすることができる。シリコン（１１１）基板などの導電性基板を用いるときには下地層にも導電性を帯びさせることが好ましい。
【００１９】
下地層の成長温度は特に限定されないが、III族窒化物系化合物半導体層の成長温度と実質同一とすることが製造条件管理を容易にする見地から好ましい。
下地層を成長させるときの容器内圧力は素子機能を有するIII族窒化物系化合物半導体層と実質同一である。発光素子を例にとれば下地層の上にＧａＮからなるｎ型コンタクト層が形成されることとなるが、実施例においては下地層とｎ型コンタクト層とが同一のＧａＮ材料製となるので、下地層形成時の容器内圧力はｎ型コンタクト層形成時においてもそのまま維持される。この場合、基板温度も同様に維持される。
六角錐台形状の凸部を有する下地層の上にIII族窒化物系化合物半導体層を成長させた場合、III族窒化物系化合物半導体には横方向の成長速度が充分確保されているので（特開平１０−３１２９７１号公報参照）、III族窒化物系化合物半導体層（好ましくは、下地層上の第１層目の層）に１〜２μｍの厚さがあれば、その表面はフラットになる。
【００２０】
基板と下地層との間に堆積層を形成することが好ましい。
下地層がIII族窒化物系化合物半導体からなる場合、堆積層も同じくIII族窒化物系化合物半導体で形成するか或いは金属窒化物系化合物半導体で形成することが好ましい。堆積層はIII族窒化物系化合物半導体のなかでもＡｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ（０≦ｘ≦１）からなるものとすることが好ましく、更に好ましくはＡｌＮである。金属窒化物系化合物半導体のなかでは窒化チタン、窒化ハフニウム、窒化ジルコニウム及び窒化タンタルから選ばれる１種又は２種以上からなるものとすることが好ましい。更に好ましくは窒化チタンである。このとき基板はサファイア製とすることが好ましく、更に好ましくはサファイア基板のａ面に堆積層を形成する。
かかる堆積層の形成方法として周知のIII族窒化物系化合物半導体及び金属窒化物系化合物半導体の形成方法（ＭＯＣＶＤ法やスパッタ法等）が採用できる。
堆積層の膜厚はとくに限定されるものではないが、数〜数１００ｎｍ（数１０〜数１０００Å）とする。
本発明者らの検討によれば、基板と下地層（歪緩和層）との間に堆積層を介在させることにより、下地層表面の形状を制御し易くなる。即ち、所望の構造の六角錐台表面を形成するための条件の幅が広くなり、当該所望の構造の表面の形成が容易になる。これにより、かかる下地層を有する素子を歩留りよく製造できる。
【００２１】
堆積層はこれを二層以上設けることができる。
基板の上に接して形成される第１の堆積層の上にIII族窒化物系化合物半導体、好ましくはＡｌＮ又はＧａＮからなる中間層を形成し、この中間層の上に第２の堆積層を形成し（これを繰返すことも可能）、この第２の堆積層の上に下地層を形成する。
第１の堆積層と第２の堆積層とは同一の組成であっても、異なる組成であってもよい。
中間層の厚さも特に限定されるものではない。
複数の堆積層が形成される例として、特開平７−２６７７９６号公報及び特開平９−１９９７５９号公報を参照されたい。
【００２２】
下地層のIII族窒化物系化合物半導体層との間に反射層を形成することもできる。この反射層の形成材料には窒化チタン、窒化ハフニウム、窒化ジルコニウム若しくは窒化タンタルの１種又は２種以上が選ばれる。中でも窒化チタンが好ましい。これらの金属窒化物の成長方法は特に限定されないが、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、光ＣＶＤ等のＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｕｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、スパッタ、リアクティブスパッタ、レーザアブレーション、イオンプレーティング、蒸着、ＥＣＲ法等の（ＰｈｙｓｉｃａｌＶａｐｏｕｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等の方法を利用できる。
反射層の膜厚は０．１〜５．０μｍとすることが好ましい。反射層の膜厚が上限値を超えると、下地層の表面の凹凸が埋められて、反射層の表面がフラットになる惧れがあり、そうすると反射面とIII族窒化物系化合物半導体層とのヘテロ界面における応力緩和が期待できなくなる。他方、下限値を下回る膜厚では光の反射が不充分となる。反射層の更に好ましい膜厚は０．１〜１．０μｍであり、更に更に好ましくは０．２〜０．５μｍである。
【００２３】
以上説明した例では、六角錐台形状の凸部をもつ下地層の上にIII族窒化物系化合物半導体層を成長させ、このIII族窒化物系化合物半導体層をそのまま素子機能層とする場合を想定して説明してきた。なお、このIII族窒化物系化合物半導体層を中間層としてさらにその表面に歪緩和のために同様な凸部を有する第２の下地層を形成することも可能である（さらにこれを繰返すことも可能である）。これにより、素子機能を有するIII族窒化物系化合物半導体層の歪が更に緩和され、その結晶性が向上する。
この中間層は、下地層の表面構造が反映された凸部のある表面を有するものであっても、フラットな表面を有するものであってもよい。
【００２４】
【実施例】
次にこの発明の実施例について説明する。
実施例は発光ダイオード１０であり、その構成を図１に示す。
各層のスペックは次の通りである。
層：組成：ドーパント（膜厚）
透光性電極１９
ｐ型クラッド層（兼コンタクト層）１８：ｐ−ＧａＮ:Ｍｇ（0.3μm）
発光層１７：多重量子井戸構造
量子井戸層：Ｉｎ_０．１５Ｇａ_０．８５Ｎ（3.5nm)
バリア層：ＧａＮ（3.5nm）
量子井戸層とバリア層の繰り返し数：1〜10
ｎ型クラッド層（兼コンタクト層）１６：ｎ−ＧａＮ：Ｓｉ（4μm）
下地層１５：ＧａＮ：Ｍｇ（1.5μm）
基板１１：サファイア（ａ面）（350μm）
【００２５】
ｎ型クラッド層１６は発光層１７側の低電子濃度ｎ-層と下地層１５側の高電子濃度ｎ＋層とからなる２層構造とすることができる。後者はｎコンタクト層と呼ばれる。
発光層１７は多重量子構造のものに限定されない。発光素子の構成としてはシングルへテロ型、ダブルへテロ型及びホモ接合型のものなどを用いることができる。発光層として単一量子井戸構造のものを用いることもできる。
発光層１７とｐ型クラッド層１８との間にマグネシウム等のアクセプタをドープしたバンドギャップの広いIII族窒化物系化合物半導体層を介在させることができる。これは発光層１７中に注入された電子がｐ型クラッド層１８に拡散するのを防止するためである。
ｐ型クラッド層１８を発光層１７側の低ホール濃度ｐ−層と電極側の高ホール濃度ｐ＋層とからなる２層構造とすることができる。後者はｐコンタクト層と呼ばれる。
量子井戸層はＩｎＮ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ及びＩｎＡｌＮを含むＩｎＧａＡｌＮであれば良く、バリア層は量子井戸層よりエネルギーギャップが大きいＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＡｌＮ、ＡｌＧａＮを含むＩｎＧａＡｌＮであればよい。
【００２６】
上記構成の発光ダイオードは次のようにして製造される。
まず、ＭＯＣＶＤ装置の反応装置内へ水素ガスを流通させながら当該サファイア基板を１１３０℃まで昇温して表面をクリーニングする。
その後、その基板温度においてＴＭＧ及びＮＨ_３並びＣＰ_２Ｍｇを導入してＭｇ：ＧａＮ製の下地層１５をＭＯＣＶＤ法で成長させる。このとき、ＴＭＧ：４７μｍｏｌ／分、ＮＨ_３：１０ＳＬＭ、Ｃｐ_２Ｍｇ＞３μｍｏｌ／分、反応器内圧力：大気圧の条件で流し、所定の膜厚を成長させることでＧａＮ下地層１５の表面は六角錐台形の凸部を有するものとなる（図２参照）。
六角錐台形状の凸部が形成される理由は、Ｍｇが多量に入ることによってＭｇが成長の核となってそこを起点に六角形にＧａＮ結晶が成長することによると考えられる。
【００２７】
次に、基板温度及び反応容器内圧力を維持したままｎ型クラッド層１６を形成し、それ以降のIII族窒化物系化合物半導体層１７、１８を常法（ＭＯＣＶＤ法）に従い形成する。この成長法においては、アンモニアガスとIII族元素のアルキル化合物ガス、例えばトリメチルガリウム（ＴＭＧ)、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）やトリメチルインジウム（ＴＭＩ）とを適当な温度に加熱された基板上に供給して熱分解反応させ、もって所望の結晶を基板の上に成長させる。
【００２８】
次に、Ｔｉ／Ｎｉをマスクとしてｐ型クラッド層１８、活性層１７及びｎ型クラッド層１６の一部を反応性イオンエッチングにより除去し、ｎ電極パッド２１を形成すべきｎ型クラッド層１６を表出させる。
【００２９】
半導体表面上にフォトレジストを一様に塗布して、フォトリソグラフィにより、ｐ型クラッド層１８の上の電極形成部分のフォトレジストを除去して、その部分のｐ型クラッド層１８を露出させる。蒸着装置にて、露出させたｐ型クラッド層１８の上に、Ａｕ−Ｃｏ透光性電極層１９を形成する。
次に、同様にしてｐ電極パッド２０、ｎ電極パッド２１を蒸着する。
【００３０】
図３に他の実施例の発光ダイオード３０を示す。図１の例と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
この実施例の発光ダイオード３０では、サファイア基板１１と下地層１５との間にＡｌＮ製の堆積層３１が介在されている。
各層のスペックは次の通りである。
層：組成：ドーパント（膜厚）
透光性電極１９
ｐ型クラッド層（兼コンタクト層）１８：ｐ−ＧａＮ:Ｍｇ（0.3μm）
発光層１７：多重量子井戸構造
量子井戸層：Ｉｎ_０．１５Ｇａ_０．８５Ｎ（3.5nm)
バリア層：ＧａＮ（3.5nm）
量子井戸層とバリア層の繰り返し数：1〜10
ｎ型クラッド層（兼コンタクト層）１６：ｎ−ＧａＮ：Ｓｉ（4μm）
下地層３５：ＧａＮ：Ｍｇ（0.2μm）
堆積層３１：ＡｌＮ（15nm）
基板１１：サファイア（ａ面）（350μm）
【００３１】
上記構成の発光ダイオード３０は次のようにして製造される。
まず、アルゴンガスのスパッタ装置によりサファイア基板温度３００〜５００℃で窒素ガス導入のアルミニウムターゲットによる反応性スパッタを行う。このようにしてＡｌＮを堆積させたサファイア基板をＭＯＣＶＤ装置へセットし、水素ガス、アンモニアガスを流通させながら当該基板を１１３０℃まで昇温する。
下地層３５以降の層の形成方法は図１のものと同様である。
【００３２】
この発明は、上記発明の実施の形態及び実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。
【００３３】
以下、次の事項を開示する。
１１表面に六角錐台形の凸部を有する下地層を基板の上に形成し、
該下地層の上に素子機能を有するIII族窒化物系化合物半導体層を形成する、ことを特徴とするIII族窒化物系化合物半導体素子の製造方法。
１２前記下地層はマグネシウムがドープされたＧａＮからなる、ことを特徴とする１１に記載のIII族窒化物系化合物半導体素子の製造方法。
１３前記下地層にけるマグネシウムの濃度は１０^２０／ｃｍ^３以上である、ことを特徴とする１２に記載のIII族窒化物系化合物半導体素子の製造方法。
１４前記下地層はｎ型ドーパントがドープされており、全体としてｎ型である、ことを特徴とする１２又は１３に記載のIII族窒化物系化合物半導体素子の製造方法。
１５前記基板はサファイア製若しくはシリコン単結晶製である、ことを特徴とする１１〜１４のいずれかに記載のIII族窒化物系化合物半導体素子の製造方法。
１６前記下地層と前記基板との間に堆積層が介在される、ことを特徴とする１１〜１５のいずれかに記載のIII族窒化物系化合物半導体素子の製造方法。
１７前記III族窒化物系化合物半導体層は発光素子又は受光素子の機能を有する、ことを特徴とする１１〜１６のいずれかに記載のIII族窒化物系化合物半導体素子の製造方法。
１８前記下地層と前記III族窒化物系化合物半導体層とはＭＯＣＶＤ法により実質的に同一の圧力の下で形成される、ことを特徴とする１１〜１７のいずれかに記載のIII族窒化物系化合物半導体素子の製造方法。
２１基板と、
該基板の上に形成され、表面が六角錐台形の凸部を有する下地層と、
該下地層の上に形成され、III族窒化物系化合物半導体層と、
を備えてなる積層体。
２２前記下地層はマグネシウムがドープされたＧａＮからなる、ことを特徴とする２１に記載の積層体。
２３前記下地層にけるマグネシウムの濃度は１０^２０／ｃｍ^３以上である、ことを特徴とする２２に記載の積層体。
２４前記下地層はｎ型ドーパントがドープされており、全体としてｎ型である、ことを特徴とする２２又は２３に記載の積層体。
２５前記基板はサファイア製若しくはシリコン単結晶製である、ことを特徴とする２１〜２４のいずれかに記載の積層体。
２６前記下地層と前記基板との間に堆積層が介在される、ことを特徴とする２１〜２５のいずれかに記載の積層体。
２７前記III族窒化物系化合物半導体層は発光素子又は受光素子の機能を有する、ことを特徴とする２１〜２６のいずれかに記載の積層体。
３１表面が六角錐台形の凸部を有する下地層を基板の上に形成し、
該下地層の上にIII族窒化物系化合物半導体層を形成する、ことを特徴とする積層体の製造方法。
３２前記下地層はマグネシウムがドープされたＧａＮからなる、ことを特徴とする３１に記載の積層体の製造方法。
３３前記下地層にけるマグネシウムの濃度は１０^２０／ｃｍ^３以上である、ことを特徴とする３２に記載の積層体の製造方法。
３４前記下地層はｎ型ドーパントがドープされており、全体としてｎ型である、ことを特徴とする３２又は３３に記載の積層体の製造方法。
３５前記基板はサファイア製若しくはシリコン単結晶製である、ことを特徴とする３１〜３４のいずれかに記載の積層体の製造方法。
３６前記下地層と前記基板との間に堆積層が介在される、ことを特徴とする３１〜３５のいずれかに記載の積層体の製造方法。
３７前記III族窒化物系化合物半導体層は発光素子又は受光素子の機能を有する、ことを特徴とする３１〜３６のいずれかに記載の積層体の製造方法。
４１基板と素子機能を有するIII族窒化物系化合物半導体層との間に下地層を有するIII族窒化物系化合物半導体素子であって、前記下地層はその表面に六角錐台形の凸部が形成されるように成長されたものである、ことを特徴とするIII族窒化物系化合物半導体素子。
４２前記下地層はマグネシウムがドープされたＧａＮからなる、ことを特徴とする４１に記載のIII族窒化物系化合物半導体素子。
４３前記下地層にけるマグネシウムの濃度は１０^２０／ｃｍ^３以上である、ことを特徴とする４２に記載のIII族窒化物系化合物半導体素子。
４４前記下地層はｎ型ドーパントがドープされており、全体としてｎ型である、ことを特徴とする４２又は４３に記載のIII族窒化物系化合物半導体素子。
４５前記基板はサファイア製若しくはシリコン単結晶製である、ことを特徴とする４１〜４４のいずれかに記載のIII族窒化物系化合物半導体素子。
４６前記下地層と前記基板との間に堆積層が介在される、ことを特徴とする４１〜４５のいずれかに記載のIII族窒化物系化合物半導体素子。
４７前記III族窒化物系化合物半導体層は発光素子又は受光素子の機能を有する、ことを特徴とする４１〜４６のいずれかに記載のIII族窒化物系化合物半導体素子。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の実施例の発光ダイオードを示す。
【図２】図２は六角錐台形の下地層を示す部分拡大図である。
【図３】図３はこの発明の他の実施例の発光ダイオードを示す。
【符号の説明】
１０、３０発光ダイオード
１５、３５下地層
１６ｎ型クラッド層
１７発光層
１８ｐ型クラッド層
２５反射層

Claims

サファイア、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＧａＰ若しくはＧａＡsからなる基板の上に、ＭｇをドープしたIII族窒化物系化合物半導体層からなる下地層を成長させることによりその上面に六角錐台形状の凸部を生じさせ、
前記下地層の上に素子機能を有するIII族窒化物系化合物半導体層を形成する、
ことを特徴とするIII族窒化物系化合物半導体素子の製造方法。
前記下地層を形成する際に、前記Ｍｇにより形成されるホール濃度を超えるｎ型ドーパントを加えることにより、該下地層をｎ型にする、ことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
前記基板の上に堆積層を形成し、該堆積層の上に前記下地層を形成する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の製造方法。
前記基板はサファイアからなり、前記下地層はＭｇを１０ ^２０／ｃｍ ^３以上ドープしたＧａＮからなりＭＯＣＶＤ法により成長される、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法。