JPH10135516A - 半導体積層構造 - Google Patents
半導体積層構造Info
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- JPH10135516A JPH10135516A JP9332546A JP33254697A JPH10135516A JP H10135516 A JPH10135516 A JP H10135516A JP 9332546 A JP9332546 A JP 9332546A JP 33254697 A JP33254697 A JP 33254697A JP H10135516 A JPH10135516 A JP H10135516A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高品質で結晶性に優れたＩｎＧａＮを有する
半導体積層構造を提供する。 【構成】 サファイア基板上に、次に成長させる窒化ガ
リウム層または窒化ガリウムアルミニウム層よりも低温
で成長させるバッファ層と、バッファ層よりも高温で成
長させた窒化ガリウム層または窒化ガリウムアルミニウ
ム層と、その窒化ガリウム層又は窒化ガリウムアルミニ
ウム層よりも低温で成長させた窒化インジウムガリウム
半導体とが積層されてなる、青色発光デバイスに使用さ
れる半導体積層構造。
半導体積層構造を提供する。 【構成】 サファイア基板上に、次に成長させる窒化ガ
リウム層または窒化ガリウムアルミニウム層よりも低温
で成長させるバッファ層と、バッファ層よりも高温で成
長させた窒化ガリウム層または窒化ガリウムアルミニウ
ム層と、その窒化ガリウム層又は窒化ガリウムアルミニ
ウム層よりも低温で成長させた窒化インジウムガリウム
半導体とが積層されてなる、青色発光デバイスに使用さ
れる半導体積層構造。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は青色発光ダイオード、青
色レーザーダイオードに使用される窒化インジウムガリ
ウム半導体を有する半導体積層構造に関する。
色レーザーダイオードに使用される窒化インジウムガリ
ウム半導体を有する半導体積層構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】青色ダイオード、青色レーザーダイオー
ド等に使用される実用的な半導体材料として窒化ガリウ
ム（ＧａＮ、以下ＧａＮと記す。）、窒化インジウムガ
リウム（ＩｎXＧａ1-XＮ、０＜X＜１、以下ＩｎＧａＮ
と記す。）、窒化ガリウムアルミニウム（ＡｌYＧａ1-Y
Ｎ、０＜Y＜１、以下ＡｌＧａＮと記す。）等の窒化ガ
リウム系化合物半導体が注目されており、その中でもＩ
ｎＧａＮはバンドギャップが２ｅＶ〜３．４ｅＶまであ
るため非常に有望視されている。
ド等に使用される実用的な半導体材料として窒化ガリウ
ム（ＧａＮ、以下ＧａＮと記す。）、窒化インジウムガ
リウム（ＩｎXＧａ1-XＮ、０＜X＜１、以下ＩｎＧａＮ
と記す。）、窒化ガリウムアルミニウム（ＡｌYＧａ1-Y
Ｎ、０＜Y＜１、以下ＡｌＧａＮと記す。）等の窒化ガ
リウム系化合物半導体が注目されており、その中でもＩ
ｎＧａＮはバンドギャップが２ｅＶ〜３．４ｅＶまであ
るため非常に有望視されている。
【０００３】従来、有機金属気相成長法（以下ＭＯＣＶ
Ｄ法という。）によりＩｎＧａＮを成長させる場合、成
長温度５００℃〜６００℃の低温で、サファイア基板上
に成長されていた。なぜなら、ＩｎＮの融点はおよそ５
００℃、ＧａＮの融点はおよそ１０００℃であるため、
６００℃以上の高温でＩｎＧａＮを成長させると、Ｉｎ
ＧａＮ中のＩｎＮの分解圧がおよそ１０気圧以上とな
り、ＩｎＧａＮがほとんど分解してしまい、形成される
ものはＧａのメタルとＩｎのメタルの堆積物のみとなっ
てしまうからである。従って、従来ＩｎＧａＮを成長さ
せようとする場合は成長温度を低温に保持しなければな
らなかった。
Ｄ法という。）によりＩｎＧａＮを成長させる場合、成
長温度５００℃〜６００℃の低温で、サファイア基板上
に成長されていた。なぜなら、ＩｎＮの融点はおよそ５
００℃、ＧａＮの融点はおよそ１０００℃であるため、
６００℃以上の高温でＩｎＧａＮを成長させると、Ｉｎ
ＧａＮ中のＩｎＮの分解圧がおよそ１０気圧以上とな
り、ＩｎＧａＮがほとんど分解してしまい、形成される
ものはＧａのメタルとＩｎのメタルの堆積物のみとなっ
てしまうからである。従って、従来ＩｎＧａＮを成長さ
せようとする場合は成長温度を低温に保持しなければな
らなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような条件の下で
成長されたＩｎＧａＮの結晶性は非常に悪く、例えば室
温でフォトルミネッセンス測定を行っても、バンド間発
光はほとんど見られず、深い準位からの発光がわずかに
観測されるのみであり、青色発光が観測されたことはな
かった。しかも、Ｘ線回折でＩｎＧａＮのピークを検出
しようとしてもほとんどピークは検出されず、その結晶
性は、単結晶というよりも、アモルファス状結晶に近い
のが実状であった。
成長されたＩｎＧａＮの結晶性は非常に悪く、例えば室
温でフォトルミネッセンス測定を行っても、バンド間発
光はほとんど見られず、深い準位からの発光がわずかに
観測されるのみであり、青色発光が観測されたことはな
かった。しかも、Ｘ線回折でＩｎＧａＮのピークを検出
しようとしてもほとんどピークは検出されず、その結晶
性は、単結晶というよりも、アモルファス状結晶に近い
のが実状であった。
【０００５】青色発光ダイオード、青色レーザーダイオ
ード等の青色発光デバイスを実現するためには、高品質
で、かつ優れた結晶性を有するＩｎＧａＮの実現が強く
望まれている。よって、本発明はこの問題を解決するべ
くなされたものであり、その目的とするところは、高品
質で結晶性に優れたＩｎＧａＮを有する半導体積層構造
を提供するものである。
ード等の青色発光デバイスを実現するためには、高品質
で、かつ優れた結晶性を有するＩｎＧａＮの実現が強く
望まれている。よって、本発明はこの問題を解決するべ
くなされたものであり、その目的とするところは、高品
質で結晶性に優れたＩｎＧａＮを有する半導体積層構造
を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】我々は、ＩｎＧａＮをＭ
ＯＣＶＤ法で成長するにあたり、従来のようにサファイ
ア基板の上に成長させず、低温で成長させたバッファ層
の上に成長させたＧａＮ層若しくはＡｌＧａＮ層の上に
成長させることにより、その結晶性が格段に向上するこ
とを新規に見出した。
ＯＣＶＤ法で成長するにあたり、従来のようにサファイ
ア基板の上に成長させず、低温で成長させたバッファ層
の上に成長させたＧａＮ層若しくはＡｌＧａＮ層の上に
成長させることにより、その結晶性が格段に向上するこ
とを新規に見出した。
【０００７】本発明の半導体積層構造は、サファイア基
板上に、次に成長させる窒化ガリウム層または窒化ガリ
ウムアルミニウム層よりも低温で成長させるバッファ層
と、バッファ層よりも高温で成長させた窒化ガリウム層
または窒化ガリウムアルミニウム層と、その窒化ガリウ
ム層又は窒化ガリウムアルミニウム層よりも低温で成長
させた窒化インジウムガリウム半導体とを積層してい
る。
板上に、次に成長させる窒化ガリウム層または窒化ガリ
ウムアルミニウム層よりも低温で成長させるバッファ層
と、バッファ層よりも高温で成長させた窒化ガリウム層
または窒化ガリウムアルミニウム層と、その窒化ガリウ
ム層又は窒化ガリウムアルミニウム層よりも低温で成長
させた窒化インジウムガリウム半導体とを積層してい
る。
【０００８】本発明の請求項２の半導体積層構造は、窒
化インジウムガリウム半導体層が６００ないし９００℃
で成長されている。
化インジウムガリウム半導体層が６００ないし９００℃
で成長されている。
【０００９】半導体積層構造を成長させる原料ガスに
は、Ｇａ源としてトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリ
エチルガリウム（ＴＥＧ）、窒素源としてアンモニア
（ＮＨ3）、ヒドラジン（Ｎ2Ｈ4）、インジウム源とし
てトリメチルインジウム（ＴＭＩ）、トリエチルインジ
ウム（ＴＥＩ）等を好ましく用いることができる。
は、Ｇａ源としてトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリ
エチルガリウム（ＴＥＧ）、窒素源としてアンモニア
（ＮＨ3）、ヒドラジン（Ｎ2Ｈ4）、インジウム源とし
てトリメチルインジウム（ＴＭＩ）、トリエチルインジ
ウム（ＴＥＩ）等を好ましく用いることができる。
【００１０】ＩｎＧａＮ成長中に供給する原料ガス中の
インジウム源のガスのインジウムのモル比は、ガリウム
１に対し、好ましくは０．１以上、さらに好ましくは
１．０以上に調整する。インジウムのモル比が０．１よ
り少ないと、ＩｎＧａＮの混晶が得にくく、また結晶性
が悪くなる傾向にある。なぜなら、６００℃より高い温
度でＩｎＧａＮを成長させるため、多少なりともＩｎＮ
の分解が発生する。従ってＩｎＮがＧａＮ結晶中に入り
にくくなるため、好ましくその分解分よりもインジウム
を多く供給することによって、ＩｎＮをＧａＮの結晶中
に入れることができる。従って、インジウムのモル比は
高温で成長するほど多くする方が好ましく、例えば、９
００℃前後の成長温度では、インジウムをガリウムの１
０〜５０倍程度供給することにより、X値を０．５未満
とするＩｎXＧａ1-XＮを得ることができる。
インジウム源のガスのインジウムのモル比は、ガリウム
１に対し、好ましくは０．１以上、さらに好ましくは
１．０以上に調整する。インジウムのモル比が０．１よ
り少ないと、ＩｎＧａＮの混晶が得にくく、また結晶性
が悪くなる傾向にある。なぜなら、６００℃より高い温
度でＩｎＧａＮを成長させるため、多少なりともＩｎＮ
の分解が発生する。従ってＩｎＮがＧａＮ結晶中に入り
にくくなるため、好ましくその分解分よりもインジウム
を多く供給することによって、ＩｎＮをＧａＮの結晶中
に入れることができる。従って、インジウムのモル比は
高温で成長するほど多くする方が好ましく、例えば、９
００℃前後の成長温度では、インジウムをガリウムの１
０〜５０倍程度供給することにより、X値を０．５未満
とするＩｎXＧａ1-XＮを得ることができる。
【００１１】さらにまた、これらの原料ガスのキャリア
ガスとして窒素を使用することにより、ＩｎＧａＮ中の
ＩｎＮが分解して結晶格子中から出ていくのを抑制する
ことができる。
ガスとして窒素を使用することにより、ＩｎＧａＮ中の
ＩｎＮが分解して結晶格子中から出ていくのを抑制する
ことができる。
【００１２】成長温度は６００℃より高い温度が好まし
く、さらに好ましくは７００℃以上、９００℃以下の範
囲に調整する。６００℃以下であると、ＧａＮの結晶が
成長しにくいため、結晶性の良いＩｎＧａＮができにく
くなる傾向にある。９００℃より高い温度であるとＩｎ
Ｎが分解しやすくなるため、ＩｎＧａＮがＧａＮになり
やすい傾向にある。
く、さらに好ましくは７００℃以上、９００℃以下の範
囲に調整する。６００℃以下であると、ＧａＮの結晶が
成長しにくいため、結晶性の良いＩｎＧａＮができにく
くなる傾向にある。９００℃より高い温度であるとＩｎ
Ｎが分解しやすくなるため、ＩｎＧａＮがＧａＮになり
やすい傾向にある。
【００１３】インジウムガスのモル比、成長温度は目的
とするＩｎＧａＮのインジウムのモル比によって適宜変
更できる。例えばＩｎを多くしようとすれば６５０℃前
後の低温で成長させるか、または原料ガスのＩｎのモル
比を多くすればよい、一方Ｇａを多くしようとするなら
ば９００℃前後の高温で成長させればよい。
とするＩｎＧａＮのインジウムのモル比によって適宜変
更できる。例えばＩｎを多くしようとすれば６５０℃前
後の低温で成長させるか、または原料ガスのＩｎのモル
比を多くすればよい、一方Ｇａを多くしようとするなら
ば９００℃前後の高温で成長させればよい。
【００１４】
【作用】最も好ましい本発明の成長方法によると、原料
ガスのキャリアガスを窒素とすることにより、６００℃
より高い成長温度において、ＩｎＧａＮの分解を抑制す
ることができ、またＩｎＮが多少分解しても、原料ガス
中のインジウムを多く供給することにより高品質なＩｎ
ＧａＮを得ることができる。
ガスのキャリアガスを窒素とすることにより、６００℃
より高い成長温度において、ＩｎＧａＮの分解を抑制す
ることができ、またＩｎＮが多少分解しても、原料ガス
中のインジウムを多く供給することにより高品質なＩｎ
ＧａＮを得ることができる。
【００１５】さらに、従来ではサファイア基板の上にＩ
ｎＧａＮ層を成長させていたが、サファイアとＩｎＧａ
Ｎとでは格子定数不整がおよそ１５％以上もあるため、
得られた結晶の結晶性が悪くなると考えられる。一方、
本発明ではＧａＮ層の上に成長させることにより、その
格子定数不整を５％以下と小さくすることができるた
め、結晶性に優れたＩｎＧａＮを形成することができ
る。図２は本発明の一実施例により得られたＩｎＧａＮ
のフォトルミネッセンスのスペクトルであるが、それを
顕著に表している。従来法では、ＩｎＧａＮのフォトル
ミネッセンスの青色のスペクトルは全く測定できなかっ
たが、本発明では明らかに結晶性が向上しているために
４５０ｎｍの青色領域に発光ピークが現れている。ま
た、本発明の半導体積層構造は、このＧａＮのＧａの一
部をＡｌで置換してもよく、技術範囲内である。
ｎＧａＮ層を成長させていたが、サファイアとＩｎＧａ
Ｎとでは格子定数不整がおよそ１５％以上もあるため、
得られた結晶の結晶性が悪くなると考えられる。一方、
本発明ではＧａＮ層の上に成長させることにより、その
格子定数不整を５％以下と小さくすることができるた
め、結晶性に優れたＩｎＧａＮを形成することができ
る。図２は本発明の一実施例により得られたＩｎＧａＮ
のフォトルミネッセンスのスペクトルであるが、それを
顕著に表している。従来法では、ＩｎＧａＮのフォトル
ミネッセンスの青色のスペクトルは全く測定できなかっ
たが、本発明では明らかに結晶性が向上しているために
４５０ｎｍの青色領域に発光ピークが現れている。ま
た、本発明の半導体積層構造は、このＧａＮのＧａの一
部をＡｌで置換してもよく、技術範囲内である。
【００１６】
【実施例】以下、図面を元に実施例で本発明を詳説す
る。図１は本発明の半導体積層構造の成長方法に使用す
るＭＯＣＶＤ装置の主要部の構成を示す概略断面図であ
り、反応部の構造、およびその反応部と通じるガス系統
図を示している。１は真空ポンプおよび排気装置と接続
された反応容器、２は基板を載置するサセプター、３は
サセプターを加熱するヒーター、４はサセプターを回
転、上下移動させる制御軸、５は基板に向かって斜め、
または水平に原料ガスを供給する石英ノズル、６は不活
性ガスを基板に向かって垂直に供給することにより、原
料ガスを基板面に押圧して、原料ガスを基板に接触させ
る作用のあるコニカル石英チューブ、７は基板である。
ＴＭＧ、ＴＭＩ等の有機金属化合物ソースは微量のバブ
リングガスによって気化され、メインガスであるキャリ
アガスによって反応容器内に供給される。
る。図１は本発明の半導体積層構造の成長方法に使用す
るＭＯＣＶＤ装置の主要部の構成を示す概略断面図であ
り、反応部の構造、およびその反応部と通じるガス系統
図を示している。１は真空ポンプおよび排気装置と接続
された反応容器、２は基板を載置するサセプター、３は
サセプターを加熱するヒーター、４はサセプターを回
転、上下移動させる制御軸、５は基板に向かって斜め、
または水平に原料ガスを供給する石英ノズル、６は不活
性ガスを基板に向かって垂直に供給することにより、原
料ガスを基板面に押圧して、原料ガスを基板に接触させ
る作用のあるコニカル石英チューブ、７は基板である。
ＴＭＧ、ＴＭＩ等の有機金属化合物ソースは微量のバブ
リングガスによって気化され、メインガスであるキャリ
アガスによって反応容器内に供給される。
【００１７】［実施例１］まず、よく洗浄したサファイ
ア基板７をサセプター２にセットし、反応容器内を水素
で十分置換する。
ア基板７をサセプター２にセットし、反応容器内を水素
で十分置換する。
【００１８】次に、石英ノズル５から水素を流しながら
ヒーター３で温度を１０５０℃まで上昇させ、２０分間
保持しサファイア基板７のクリーニングを行う。
ヒーター３で温度を１０５０℃まで上昇させ、２０分間
保持しサファイア基板７のクリーニングを行う。
【００１９】続いて、温度を５１０℃まで下げ、石英ノ
ズル５からアンモニア（ＮＨ3）４リットル／分と、キ
ャリアガスとして水素を２リットル／分で流しながら、
ＴＭＧを２７×１０ー6モル／分流して１分間保持してＧ
ａＮバッファー層を約２００オングストローム成長す
る。この間、コニカル石英チューブ７からは水素を５リ
ットル／分と、窒素を５リットル／分で流し続け、サセ
プター２をゆっくりと回転させる。
ズル５からアンモニア（ＮＨ3）４リットル／分と、キ
ャリアガスとして水素を２リットル／分で流しながら、
ＴＭＧを２７×１０ー6モル／分流して１分間保持してＧ
ａＮバッファー層を約２００オングストローム成長す
る。この間、コニカル石英チューブ７からは水素を５リ
ットル／分と、窒素を５リットル／分で流し続け、サセ
プター２をゆっくりと回転させる。
【００２０】バッファ層成長後、ＴＭＧのみ止めて、温
度を１０３０℃まで上昇させる。温度が１０３０℃にな
ったら、同じく水素をキャリアガスとしてＴＭＧを５４
×１０ー6モル／分で流して３０分間成長させ、ＧａＮ層
を２μｍ成長させる。
度を１０３０℃まで上昇させる。温度が１０３０℃にな
ったら、同じく水素をキャリアガスとしてＴＭＧを５４
×１０ー6モル／分で流して３０分間成長させ、ＧａＮ層
を２μｍ成長させる。
【００２１】ＧａＮ層成長後、温度を８００℃にして、
キャリアガスを窒素に切り替え、窒素を２リットル／
分、ＴＭＧを２×１０-6モル／分、ＴＭＩを２０×１０
-6モル／分、アンモニアを４リットル／分で流しなが
ら、ＩｎＧａＮを６０分間成長させる。なお、この間、
コニカル石英チューブ７から供給するガスも窒素のみと
し、１０リットル／分で流し続ける。
キャリアガスを窒素に切り替え、窒素を２リットル／
分、ＴＭＧを２×１０-6モル／分、ＴＭＩを２０×１０
-6モル／分、アンモニアを４リットル／分で流しなが
ら、ＩｎＧａＮを６０分間成長させる。なお、この間、
コニカル石英チューブ７から供給するガスも窒素のみと
し、１０リットル／分で流し続ける。
【００２２】成長後、反応容器からウエハーを取り出
し、ＩｎＧａＮ層に１０ｍＷのＨｅ−Ｃｄレーザーを照
射して室温でフォトルミネッセンス測定を行うと、図２
に示すように４５０ｎｍにピークのある強い青色発光を
示した。
し、ＩｎＧａＮ層に１０ｍＷのＨｅ−Ｃｄレーザーを照
射して室温でフォトルミネッセンス測定を行うと、図２
に示すように４５０ｎｍにピークのある強い青色発光を
示した。
【００２３】さらに、ＩｎＧａＮ層のＸ線ロッキングカ
ーブを取ると、Ｉｎ0.25Ｇａ0.75Ｎの組成を示すところ
にピークを有しており、その半値幅は８分であった。こ
の８分という値は従来報告されている中では最小値であ
り、このＩｎＧａＮの結晶性が非常に優れていることを
示している。
ーブを取ると、Ｉｎ0.25Ｇａ0.75Ｎの組成を示すところ
にピークを有しており、その半値幅は８分であった。こ
の８分という値は従来報告されている中では最小値であ
り、このＩｎＧａＮの結晶性が非常に優れていることを
示している。
【００２４】［実施例２］実施例１において、ＧａＮ層
成長後、ＩｎＧａＮを成長させる際に、ＴＭＩの流量を
２×１０-7モル／分にする他は同様にして、ＩｎＧａＮ
を成長させる。このＩｎＧａＮのＸ線ロッキングカーブ
を測定すると、Ｉｎ0.08Ｇａ0.92Ｎの組成のところにピ
ークが現れ、その半値幅は６分であった。
成長後、ＩｎＧａＮを成長させる際に、ＴＭＩの流量を
２×１０-7モル／分にする他は同様にして、ＩｎＧａＮ
を成長させる。このＩｎＧａＮのＸ線ロッキングカーブ
を測定すると、Ｉｎ0.08Ｇａ0.92Ｎの組成のところにピ
ークが現れ、その半値幅は６分であった。
【００２５】［実施例３］実施例１のバッファ層成長
後、ＴＭＧのみ止めて、温度を１０３０℃まで上昇させ
る。温度が１０３０℃になったら、同じく水素をキャリ
アガスとしてＴＭＧを５４×１０ー6モル／分、ＴＭＡを
６×１０-6モル／分で流して３０分間成長させ、Ｇａ0.
9Ａｌ0.1Ｎ層を２μｍ成長させる他は実施例１と同様に
してＧａ0.9Ａｌ0.1Ｎ層の上にＩｎＧａＮ層を成長させ
た。その結果、得られたＩｎＧａＮ層のＸ線ロッキング
カーブは、同じくＩｎ0.25Ｇａ0.75Ｎの組成を示すとこ
ろにピークを有しており、その半値幅は８分であった。
後、ＴＭＧのみ止めて、温度を１０３０℃まで上昇させ
る。温度が１０３０℃になったら、同じく水素をキャリ
アガスとしてＴＭＧを５４×１０ー6モル／分、ＴＭＡを
６×１０-6モル／分で流して３０分間成長させ、Ｇａ0.
9Ａｌ0.1Ｎ層を２μｍ成長させる他は実施例１と同様に
してＧａ0.9Ａｌ0.1Ｎ層の上にＩｎＧａＮ層を成長させ
た。その結果、得られたＩｎＧａＮ層のＸ線ロッキング
カーブは、同じくＩｎ0.25Ｇａ0.75Ｎの組成を示すとこ
ろにピークを有しており、その半値幅は８分であった。
【００２６】［比較例］実施例と同様にして、サファイ
ア基板をクリーニングした後、８００℃にして、キャリ
アガスとして水素を２リットル／分、ＴＭＧを２×１０
-6モル／分、ＴＭＩを２０×１０-6モル／分、アンモニ
アを４リットル／分で流しながら、ＩｎＧａＮをサファ
イア基板の上に６０分間成長させる。なお、この間、コ
ニカル石英チューブ７からは窒素５リットル／分、水素
５リットル／分で流し続ける。
ア基板をクリーニングした後、８００℃にして、キャリ
アガスとして水素を２リットル／分、ＴＭＧを２×１０
-6モル／分、ＴＭＩを２０×１０-6モル／分、アンモニ
アを４リットル／分で流しながら、ＩｎＧａＮをサファ
イア基板の上に６０分間成長させる。なお、この間、コ
ニカル石英チューブ７からは窒素５リットル／分、水素
５リットル／分で流し続ける。
【００２７】以上のようにして成長したＩｎＧａＮのフ
ォトルミネッセンス測定を同様にして行った結果を図３
に示す。この図を見ても分かるように、このＩｎＧａＮ
の結晶は５５０ｎｍの深い準位の発光が支配的である。
しかも、この発光センターは一般に窒素の空孔と考えら
れており、ＩｎＧａＮは成長していないことが明らかで
ある。従って、この結果を見る限り、成長中にＩｎＮの
形でほとんどのＩｎＧａＮが分解し、ＧａＮの形で少し
だけ成長しているように見受けられる。
ォトルミネッセンス測定を同様にして行った結果を図３
に示す。この図を見ても分かるように、このＩｎＧａＮ
の結晶は５５０ｎｍの深い準位の発光が支配的である。
しかも、この発光センターは一般に窒素の空孔と考えら
れており、ＩｎＧａＮは成長していないことが明らかで
ある。従って、この結果を見る限り、成長中にＩｎＮの
形でほとんどのＩｎＧａＮが分解し、ＧａＮの形で少し
だけ成長しているように見受けられる。
【００２８】このことを確かめるために同様にしてＸ線
ロッキングカーブを測定したところ、その半値幅は約１
度近くあり、またピーク位置はＧａＮの所にあり、結晶
はＩｎＧａＮではなく、ＧａＮがアモルファス状になっ
ていることが判明した。
ロッキングカーブを測定したところ、その半値幅は約１
度近くあり、またピーク位置はＧａＮの所にあり、結晶
はＩｎＧａＮではなく、ＧａＮがアモルファス状になっ
ていることが判明した。
【００２９】
【発明の効果】本発明の半導体積層構造は、従来では不
可能であったＩｎＧａＮ層の単結晶となる。また、Ｇａ
Ｎ層を成長させる前にサファイア基板上に低温でバッフ
ァ層を成長させることにより、その上に成長させるＧａ
Ｎ層の結晶性がさらに向上するため、ＩｎＧａＮの結晶
性もよくすることができる。
可能であったＩｎＧａＮ層の単結晶となる。また、Ｇａ
Ｎ層を成長させる前にサファイア基板上に低温でバッフ
ァ層を成長させることにより、その上に成長させるＧａ
Ｎ層の結晶性がさらに向上するため、ＩｎＧａＮの結晶
性もよくすることができる。
【００３０】このように本発明は、将来開発される青色
発光デバイスに積層される半導体材料をダブルへテロ構
造にできるため、青色レーザーダイオードが実現可能と
なり、その産業上の利用価値は大きい。
発光デバイスに積層される半導体材料をダブルへテロ構
造にできるため、青色レーザーダイオードが実現可能と
なり、その産業上の利用価値は大きい。
【図１】 本発明の一実施例に使用したＭＯＣＶＤ装置
の主要部の構成を示す概略断面図。
の主要部の構成を示す概略断面図。
【図２】 本発明の一実施例のＩｎＧａＮのフォトルミ
ネッセンスを測定した図。
ネッセンスを測定した図。
【図３】 従来法により形成されたＩｎＧａＮのフォト
ルミネッセンスを測定した図。
ルミネッセンスを測定した図。
１・・・・・・・・反応容器 ２・・・・・・・・サセプター ３・・・・・・・・ヒーター ４・・・・・・・・制御軸 ５・・・・・・・・石英ノズル ６・・・・・・・・コニカル石英
チューブ ７・・・・・・・・基板
チューブ ７・・・・・・・・基板
Claims (2)
- 【請求項１】 サファイア基板上に、次に成長させる窒
化ガリウム層または窒化ガリウムアルミニウム層よりも
低温で成長させるバッファ層と、バッファ層よりも高温
で成長させた窒化ガリウム層または窒化ガリウムアルミ
ニウム層と、その窒化ガリウム層または窒化ガリウムア
ルミニウム層よりも低温で成長させた窒化インジウムガ
リウム半導体とが積層されてなる、青色発光デバイスに
使用される半導体積層構造。 - 【請求項２】 前記窒化インジウムガリウム半導体層が
６００ないし９００℃で成長された層である請求項１に
記載される半導体積層構造。
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