JPH10270755A - Nitride semiconductor device - Google Patents

Nitride semiconductor device

Info

Publication number
JPH10270755A
JPH10270755A JP6987997A JP6987997A JPH10270755A JP H10270755 A JPH10270755 A JP H10270755A JP 6987997 A JP6987997 A JP 6987997A JP 6987997 A JP6987997 A JP 6987997A JP H10270755 A JPH10270755 A JP H10270755A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
nitride semiconductor
type
positive electrode
thickness
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6987997A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Sano
雅彦 佐野
Shuji Nakamura
修二 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nichia Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Nichia Chemical Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nichia Chemical Industries Ltd filed Critical Nichia Chemical Industries Ltd
Priority to JP6987997A priority Critical patent/JPH10270755A/en
Publication of JPH10270755A publication Critical patent/JPH10270755A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain superior ohmic contact of low Mg concentration by forming a positive electrode, containing at least Ru and Ni, on the surface of a p-type nitride semiconductor layer doped with p-type impurities. SOLUTION: A buffer layer 2, an n-side contact layer 3, an anti-crack layer 4, an n-side clad layer 5, an n-side optical guide layer 6, an active layer 7, a p-type cap layer 8, a p-side optical guide layer 9 and a p-side clad layer 10 are laminated on a sapphire substrate 1 in this order, and after this, a p-side contact layer 11 comprising p-type GaN doped with Mg is formed, and then a positive electrode 20 comprising an alloy containing Ru and Ni by 50% each is formed on the entire surface of the uppermost layer. When Mg concentration becomes 1×10<18> cm<3> , superior ohmic is obtained with Ru/Ni, and by using such a positive electrode containing Ru and Ni as this, superior ohmic contact of low Mg concentration is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は発光ダイオード(LE
D)、レーザダイオード(LD)等の発光素子、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等
の電子デバイスに使用される窒化物半導体(InXAlY
Ga1-X-YN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)よりなる素子
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting diode (LE).
D), a light emitting element such as a laser diode (LD), a light receiving element such as a solar cell or an optical sensor, or a nitride semiconductor (In X Al Y ) used for an electronic device such as a transistor.
Ga 1-XY N, 0 ≦ X, 0 ≦ Y, X + Y ≦ 1).

【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 just recently been put to practical use in full-color LED displays, traffic signals and the like as materials for high-brightness blue LEDs and pure green LEDs. LEDs used in these various devices include 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 heterostructure. 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、Appl.Phys.Lett.,Vol.69,No.1
0,2Sep. 1996,p.1477-1479)。このレーザ素子はサフ
ァイアA面上に、n型窒化物半導体層、活性層、p型窒
化物半導体層が順に形成され、そのp型窒化物半導体層
の一部にリッジストライプが形成された構造を有してお
り、例えばパルス電流(パルス幅1μs、パルス周期1
ms、デューティー比0.1%)で、閾値電流187m
A、閾値電流密度3kA/cm2において、410nmの
レーザ光を発振する。
In addition, the present applicant has recently published a laser oscillation of 410 nm at room temperature under pulse current using this material (for example, Appl. Phys. Lett., Vol. 69, No. 1).
0, 2 Sep. 1996, p. 1477-1479). This laser device has a structure in which an n-type nitride semiconductor layer, an active layer, and a p-type nitride semiconductor layer are sequentially formed on a sapphire A surface, and a ridge stripe is formed in part of the p-type nitride semiconductor layer. For example, a pulse current (pulse width 1 μs, pulse cycle 1
ms, duty ratio 0.1%) and threshold current 187m
A: A laser beam of 410 nm is oscillated at a threshold current density of 3 kA / cm 2 .

【0004】これらの発光素子はいずれもp型層とn型
層との間に発光する活性層が挟まれたダブルへテロ構造
を有しており、最上層のp層にはNi合金よりなる正電
極が設けられている。Ni合金の正電極はp型窒化物半
導体と良好なオーミック接触が得られ、さらに窒化物半
導体との接着性にも優れており、現在、有用な電極とな
っている。
Each of these light-emitting elements has a double hetero structure in which an active layer emitting light is sandwiched between a p-type layer and an n-type layer, and the uppermost p-layer is made of a Ni alloy. A positive electrode is provided. The positive electrode of the Ni alloy has good ohmic contact with the p-type nitride semiconductor and has excellent adhesiveness with the nitride semiconductor, and is currently a useful electrode.

【0005】Ni合金の正電極の他にも、p型窒化物半
導体の電極材料が提案されている。例えば特開平8−3
2115号公報には金属性窒化物と、金属性水素化物
(水素貯蔵金属)とを含む電極が示されており、具体的
には金属性水素化物にはPd、金属性窒化物にはTi、
Hf、Nb等が示されている。また、特開平7−249
797号公報にはCrとAuよりなる電極が示されてい
る。さらに特開平5−315647号公報にはAg、A
u、Pt、Ir、Pd、Rh等の金属単体、あるいは合
金が用いられることが示されている。
In addition to the Ni alloy positive electrode, a p-type nitride semiconductor electrode material has been proposed. For example, JP-A-8-3
No. 2115 discloses an electrode containing a metal nitride and a metal hydride (hydrogen storage metal). Specifically, Pd is used for a metal hydride, Ti is used for a metal nitride,
Hf, Nb, etc. are shown. Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-249
No. 797 discloses an electrode made of Cr and Au. JP-A-5-315647 discloses Ag, A
It is shown that simple metals or alloys such as u, Pt, Ir, Pd, and Rh are used.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】p型窒化物半導体はア
ニール、電子線照射等の技術により得られることが知ら
れているが、p型が得られたと言ってもその抵抗率は数
十Ω・cm〜数百Ω・cmと非常に高い。しかも、p型不純
物を高濃度にドープしても実際にキャリアとして働くp
型不純物はドープ量の1/100程度に過ぎず、実際の
キャリア濃度は1017〜1018/cm3しかないため、p
型窒化物半導体と良好なオーミック接触が得られる金属
は数少ない。さらに窒化物半導体にp型不純物を高濃度
にドープするとp型窒化物半導体の結晶性が悪くなっ
て、電気的特性も悪くなり、なおオーミックが取りにく
いという欠点もある。
It is known that a p-type nitride semiconductor can be obtained by techniques such as annealing and electron beam irradiation. However, even if a p-type nitride semiconductor is obtained, its resistivity is several tens Ω. -Very high from cm to several hundred ohm-cm. Moreover, even if p-type impurities are doped at a high concentration,
Since the type impurity is only about 1/100 of the doping amount and the actual carrier concentration is only 10 17 to 10 18 / cm 3 ,
There are few metals that can obtain good ohmic contact with the type nitride semiconductor. Further, when a p-type impurity is doped at a high concentration in the nitride semiconductor, the crystallinity of the p-type nitride semiconductor is deteriorated, the electric characteristics are also deteriorated, and there is a disadvantage that it is still difficult to obtain ohmic.

【0007】低不純物濃度のp型窒化物半導体と好まし
いオーミックを得ることができれば、電流注入層として
のコンタクト層であるp型窒化物半導体の結晶性が良い
ため、長寿命の素子が実現できることが期待される。従
って、本発明の目的とするところは、p型不純物のドー
プ量が少ない範囲でもp型窒化物半導体と安定して好ま
しいオーミック接触が得られた正電極を有する窒化物半
導体素子を提供することにある。
If a p-type nitride semiconductor having a low impurity concentration and a preferable ohmic can be obtained, a p-type nitride semiconductor serving as a contact layer as a current injection layer has good crystallinity, so that a long-life element can be realized. Be expected. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a nitride semiconductor device having a positive electrode capable of stably obtaining a favorable ohmic contact with a p-type nitride semiconductor even in a range where the doping amount of a p-type impurity is small. is there.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の窒化物半導体素
子は、p型不純物がドープされたp型窒化物半導体層表
面に、少なくともRuとNiとを含む正電極が形成され
ていることを特徴とする。
The nitride semiconductor device of the present invention is characterized in that a positive electrode containing at least Ru and Ni is formed on the surface of a p-type nitride semiconductor layer doped with a p-type impurity. Features.

【0009】正電極が形成されるp型窒化物半導体は、
Mgが5×1017/cm3以上、2×1020/cm3以下ドー
プされていることを特徴とする。Mgが5×1017/cm
3よりも少ないと十分なキャリア濃度が得られず、オー
ミック接触を得ることが難しい傾向にあり、2×1020
/cm3よりも多いと、p型窒化物半導体層の結晶性が悪
くなり、素子寿命が短くなる傾向にある。
The p-type nitride semiconductor on which the positive electrode is formed is
It is characterized in that Mg is doped at 5 × 10 17 / cm 3 or more and 2 × 10 20 / cm 3 or less. Mg is 5 × 10 17 / cm
3 small, no sufficient carrier concentration is obtained than tends it is difficult to obtain an ohmic contact, 2 × 10 20
If it is more than / cm 3, the crystallinity of the p-type nitride semiconductor layer deteriorates, and the device life tends to be shortened.

【0010】さらに、前記p型窒化物半導体層の膜厚が
400オングストローム以下であることを特徴とする。
正電極を形成するp型窒化物半導体層の膜厚を薄くする
ことにより、p型窒化部物半導体自体の直列バルク抵抗
が下がり、コンタクト層均一に電流が広がりやすくな
る。
[0010] Further, the semiconductor device is characterized in that the thickness of the p-type nitride semiconductor layer is 400 Å or less.
By reducing the thickness of the p-type nitride semiconductor layer forming the positive electrode, the series bulk resistance of the p-type nitride semiconductor itself is reduced, and the current is easily spread uniformly in the contact layer.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図1はp型GaNに形成された電
極の電流電圧特性を示す図であり、具体的にはMgがド
ープされたp型GaNに対して、本発明のRuとNiと
を含む電極(α)と、従来のNiとAuを含む電極
(β)との電流電圧特性を比較して示す図である。これ
はMgドープGaN層の表面にそれぞれの合金よりなる
電極を少なくとも2箇所蒸着した後、不活性ガス雰囲気
中、400℃以上で、5分間アニーリングしてから、同
一種類の電極間の電流電圧特性を測定したものである。
この図において(a)はMgを5×1017/cm3含み、
(b)は1×1018/cm3、(c)は1×1019/cm3
(d)は2×1020/cm3含んでいる。
FIG. 1 is a diagram showing current-voltage characteristics of an electrode formed on p-type GaN. Specifically, Ru and Ni of the present invention are applied to p-type GaN doped with Mg. FIG. 6 is a diagram showing a comparison between current-voltage characteristics of an electrode (α) containing the same and a conventional electrode (β) containing Ni and Au. This is because at least two electrodes made of each alloy are deposited on the surface of the Mg-doped GaN layer, annealed in an inert gas atmosphere at 400 ° C. or more for 5 minutes, and then the current-voltage characteristics between the same type of electrodes are obtained. Is measured.
In this figure, (a) contains 5 × 10 17 / cm 3 of Mg,
(B) is 1 × 10 18 / cm 3 , (c) is 1 × 10 19 / cm 3 ,
(D) contains 2 × 10 20 / cm 3 .

【0012】この図に示すようにMg濃度が5×1017
/cm3では未だp型GaNのキャリア濃度が低いために
Ni/Au電極ではショットキーバリアに近くなってい
る。一方、Ni/RuはNi/Auに比べて接触抵抗が
低く、オーミックにより近くなっている傾向が見られ
る。次にMgが1×1018/cm3になるとRu/Niで
既に良好なオーミックが得られていることが分かる。こ
のようにRuとNiを含む正電極を用いることにより、
従来のNi/Auの電極に比較して、低いMg濃度で良
好なオーミックが得られる。
As shown in this figure, when the Mg concentration is 5 × 10 17
At / cm 3 , the carrier concentration of p-type GaN is still low, so that the Ni / Au electrode is close to a Schottky barrier. On the other hand, Ni / Ru has a lower contact resistance than Ni / Au and tends to be closer to ohmic. Next, when Mg becomes 1 × 10 18 / cm 3 , it can be seen that a good ohmic has already been obtained with Ru / Ni. By using a positive electrode containing Ru and Ni in this way,
As compared with the conventional Ni / Au electrode, a good ohmic is obtained at a low Mg concentration.

【0013】正電極の材料としてはRuとNiとを含む
金属であれば良く、Pt、Au、Ti、Pd等の他の金
属を含んでいても良い。RuとNiとをそれぞれ単独で
形成しても良いし、最初から合金の形として形成しても
良い。それぞれ単独で形成する場合、積層順序は特に問
うものではないが、好ましくはNiをGaN層と接する
側とすることが望ましい。さらにRuとNiとの比はR
uをNiに対して0.1重量%以上、さらに好ましくは
1重量%以上とすることが望ましい。0.1重量%以下
であると低Mg濃度での好ましいオーミックが得られに
くい。上限については特に限定しないが、Niに対して
95重量%以下、さらに好ましくは90重量%以下に調
整する。95重量%よりも多いと、p型GaN層との密
着性が悪くなって、電極が剥がれやすい傾向にある。こ
のような組成構成は正電極を層構造とした場合、若しく
は合金とした場合でも同様である。
The material of the positive electrode may be any metal containing Ru and Ni, and may contain other metals such as Pt, Au, Ti, and Pd. Ru and Ni may be formed independently, or may be formed in the form of an alloy from the beginning. When each is formed alone, the order of lamination is not particularly limited, but it is preferable that Ni is on the side in contact with the GaN layer. Further, the ratio of Ru to Ni is R
It is desirable that u be 0.1% by weight or more, more preferably 1% by weight or more, based on Ni. If the content is less than 0.1% by weight, it is difficult to obtain a preferable ohmic at a low Mg concentration. The upper limit is not particularly limited, but is adjusted to 95% by weight or less, more preferably 90% by weight or less based on Ni. If the content is more than 95% by weight, the adhesion to the p-type GaN layer is deteriorated, and the electrode tends to peel off. Such a composition is the same even when the positive electrode has a layered structure or an alloy.

【0014】[0014]

【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、ストライプ状の正電極に垂直な方向、即
ち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. FIG.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a laser device according to one embodiment of the present invention, and shows a structure when the device is cut in a direction perpendicular to a stripe-shaped positive electrode, that is, a direction perpendicular to a resonance direction of laser light. It shows. Hereinafter, the device of the present invention will be described with reference to this drawing. Note that the general formula In x Al Y Ga 1 -XYN shown in the present specification simply indicates the composition ratio of a nitride semiconductor. For example, even if different layers are represented by the same general formula, the The X and Y values of the layers do not match.

【0015】[実施例1]サファイア(C面)よりなる
基板1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1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(MgA124)のような絶縁性
の基板の他、SiC(6H、4H、3Cを含む)、S
i、ZnO、GaAs、GaN等の半導体基板を用いる
ことができる。
Example 1 A substrate 1 made of sapphire (C-plane) was set in a reaction vessel, and after sufficiently replacing the inside of the vessel with hydrogen, the temperature of the substrate was increased to 1050 ° C. while flowing hydrogen.
To clean the substrate. Another sapphire C face substrate 1, a sapphire having the principal R-plane, A plane, other, including other insulating substrate such as spinel (MgA1 2 O 4), SiC (6H, 4H, and 3C ), S
A semiconductor substrate of i, ZnO, GaAs, GaN, or the like can be used.

【0016】(バッファ層2)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2はAlN、Ga
N、AlGaN等が、900℃以下の温度で、0.1μ
m以下、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 2) Subsequently, the temperature is set to 510 ° C.
The buffer layer 2 made of GaN is grown on the substrate 1 to a thickness of about 200 angstroms using hydrogen as a carrier gas and ammonia and TMG (trimethylgallium) as a source gas. The buffer layer 2 is made of AlN, Ga
N, AlGaN, etc., at a temperature of 900 ° C. or less,
m, preferably several tens to several hundreds of angstroms. This buffer layer is formed in order to alleviate the lattice constant mismatch between the substrate and the nitride semiconductor, but may be omitted depending on the growth method of the nitride semiconductor, the type of the substrate, and the like.

【0017】(n側コンタクト層3)バッファ層2成長
後、TMGのみ止めて、温度を1050℃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、不純物ガスとしてシランガスを用い、
Siを1×1019/cm3ドープしたn型GaNよりなる
n側コンタクト層3を6μmの膜厚で成長させる。n側
コンタクト層3はn型のInXAlYGa1-X-YN(0≦
X、0≦Y、X+Y≦1)で構成でき、その組成は特に問う
ものではないが、好ましくはn型GaN、Y値が0.1
以下のAlXGa 1-XNとすると負電極22と良好なオー
ミックが得られやすい。
(N-side contact layer 3) Growth of buffer layer 2
After that, only TMG was stopped and the temperature was raised to 1050 ° C.
You. When the temperature reaches 1050 ° C, TMG is also used as the raw material gas.
Using silane gas as ammonia gas and impurity gas,
1 × 10 Si19/cmThreeConsisting of doped n-type GaN
The n-side contact layer 3 is grown to a thickness of 6 μm. n side
The contact layer 3 is an n-type InXAlYGa1-XYN (0 ≦
X, 0 ≦ Y, X + Y ≦ 1), whose composition is particularly important
However, it is preferable that the n-type GaN has a Y value of 0.1
The following AlXGa 1-XIf N, a good oh
Mick is easy to obtain.

【0018】(クラック防止層4)次に、温度を800
℃にして、原料ガスにTMG、TMI(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In0.1Ga0.9Nよりなるクラ
ック防止層4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4はInを含むn型の窒化物
半導体、好ましくはInGaN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10
0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。100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4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る。
(Crack prevention layer 4) Next, the temperature was set to 800
° C, and using TMG, TMI (trimethylindium), ammonia and silane gas as raw material gases,
A crack preventing layer 4 of In 19 Ga 0.9 N doped with 10 19 / cm 3 is grown to a thickness of 500 Å. The crack prevention layer 4 is made of an n-type nitride semiconductor containing In, preferably InGaN, so that cracks can be prevented from entering the nitride semiconductor layer containing Al. This crack prevention layer is 10
It is preferable to grow the film with a thickness of 0 Å to 0.5 μm. If it is thinner than 100 Å, it is difficult to act as a crack prevention as described above,
If it is thicker than 0.5 μm, the crystals themselves tend to turn black. The crack preventing layer 4 may be omitted depending on conditions such as a growth method and a growth apparatus.

【0019】(n側クラッド層5)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1×10
19/cm3ドープしたn型Al0.20Ga0.80Nよりなる第
1の層を20オングストロームとSiを1×1019/cm
3ドープしたn型GaNよりなる第2の層を20オング
ストローム成長させる。そしてこのペアを125回成長
させ、総膜厚0.5μm(5000オングストローム)
の多層膜よりなるn側クラッド層5を成長させる。この
n側クラッド層5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、若しくはGaNまたはInGaNを含む
第1の層と、第1の層と組成の異なる窒化物半導体より
なる第2の層との積層構造からなる多層膜層を成長させ
ることが望ましい。このように単一膜厚が100オング
ストローム以下、さらに好ましくは70オングストロー
ム以下、最も好ましくは50オングストローム以下の互
いに組成の異なる窒化物半導体層を積層成長させた超格
子構造とすると、単一の窒化物半導体層の膜厚が臨界限
界膜厚以下となって、結晶性が非常に良くなり、容易に
室温で連続発振する。このクラッド層としての超格子層
は、活性層よりも外側にあるn型窒化物半導体層、若し
くはp型窒化物半導体層の内の少なくとも一方の層に存
在させ、好ましくは両方の層に存在させることが望まし
い。n側クラッド層5全体の膜厚は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以下で成長させることが望まし
い。
(N-side cladding layer 5)
C., and using TMA (trimethylaluminum), TMG, NH 3 , and SiH 4 as raw material gases,
19 / cm 3 doped with n-type Al0.20Ga0.80N made of a first layer of 20 angstroms and Si to 1 × 10 19 / cm
A second layer of 3- doped n-type GaN is grown to 20 Å. Then, this pair is grown 125 times, and the total film thickness is 0.5 μm (5000 Å).
Is grown on the n-side cladding layer 5 composed of the multi-layer film. The n-side cladding layer 5 functions as a carrier confinement layer and a light confinement layer, and has a different composition from the first layer containing a nitride semiconductor containing Al, preferably AlGaN, or GaN or InGaN, and the first layer. It is desirable to grow a multilayer film layer having a laminated structure with a second layer made of a nitride semiconductor. As described above, when a superlattice structure in which nitride semiconductor layers having different compositions with a single film thickness of 100 Å or less, more preferably 70 Å or less, and most preferably 50 Å or less are laminated and grown, a single nitride When the thickness of the semiconductor layer becomes less than the critical limit thickness, the crystallinity becomes very good and continuous oscillation easily occurs at room temperature. The superlattice layer as the cladding layer is present in at least one of the n-type nitride semiconductor layer or the p-type nitride semiconductor layer outside the active layer, and is preferably present in both layers. It is desirable. It is desirable that the entire n-side cladding layer 5 be grown with a thickness of 100 Å or more and 2 μm or less, more preferably 500 Å or more and 1 μm or less.

【0020】(n側光ガイド層6)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6を0.2μmの膜厚で成長させる。
このn側光ガイド層6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。なお、この層はノンドープ(不純
物をドープしない)でもよい。
(N-side light guide layer 6) Subsequently, at 1050 ° C.
Then, an n-side optical guide layer 6 made of n-type GaN doped with 1 × 10 19 / cm 3 of Si is grown to a thickness of 0.2 μm.
The n-side light guide layer 6 functions as a light guide layer of an active layer, and is preferably used to grow GaN or InGaN. desirable. This layer may be non-doped (do not dope impurities).

【0021】(活性層7)次に、原料ガスにTMG、T
MI、アンモニア、シランガスを用いて活性層7を成長
させる。活性層7は温度を800℃に保持して、まずS
iを8×1018/cm3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8×1018/cm3ドープしたIn0.01Ga0.9
5N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 7) Next, TMG, T
The active layer 7 is grown using MI, ammonia, and silane gas. The active layer 7 is maintained at a temperature of 800.degree.
A well layer made of In0.2Ga0.8N doped with i at 8 × 10 18 / cm 3 is grown to a thickness of 25 Å. Then, at the same temperature, only by changing the molar ratio of TMI, In0.01 Ga0.9 doped with 8 × 10 18 / cm 3 of Si.
A barrier layer of 5N is grown to a thickness of 50 Å. This operation is repeated twice to finally form a multiple quantum well structure in which well layers are stacked. The impurity doped into the active layer 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 doped with an n-type impurity.

【0022】(p側キャップ層8)次に、温度を105
0℃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く、Mgを1×
1020/cm3ドープしたp型Al0.1Ga0.9Nよりなる
p側キャップ層8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8はp型としたが、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型としても良く、またノンドープ(不純物をドー
プしない状態)でも良く、最も好ましくはp型とする。
p側キャップ層8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3
00オングストローム以下に調整する。0.1μmより
厚い膜厚で成長させると、p側キャップ層8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AlY
1-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8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 8) Next, the temperature is set to 105
0 ℃, TMG, TMA, ammonia, Cp2Mg
(Cyclopentadienyl magnesium), the band gap energy is larger than that of the active layer, and Mg is 1 ×
A p-side cap layer 8 made of 10 20 / cm 3 doped p-type Al 0.1 Ga 0.9 N is grown to a thickness of 300 Å. Although the p-side cap layer 8 is p-type, it is thin, so that it may be i-type in which carriers are compensated by doping n-type impurities, or may be non-doped (in a state where impurities are not doped). Preferably, it is p-type.
The thickness of the p-side cap layer 8 is 0.1 μm or less, more preferably 500 Å or less, and most preferably 3 μm or less.
Adjust to less than 00 angstroms. This is because if the layer is grown with a thickness greater than 0.1 μm, cracks are likely to be formed in the p-side cap layer 8, and a nitride semiconductor layer having good crystallinity is difficult to grow. In addition, carriers cannot pass through the energy barrier due to the tunnel effect. When the composition ratio of Al is larger and the thickness of AlGaN is smaller, the LD element is more likely to oscillate. For example, Al Y G having a Y value of 0.2 or more
If a 1 -YN, it is desirable to adjust the thickness to 500 Å or less. The lower limit of the thickness of the p-side cap layer 8 is not particularly limited, but is preferably formed to a thickness of 10 Å or more.

【0023】(p側光ガイド層9)続いて、1050℃
で、Mgを1×1020/cm3ドープしたキャップ層より
もバンドギャップエネルギーが小さいMgドープp型G
aNよりなるp型光ガイド層9を0.2μmの膜厚で成
長させる。このp側光ガイド層9は、n側光ガイド層6
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、この層もノンドープでも良い。
(P-side light guide layer 9) Subsequently, at 1050 ° C.
And Mg-doped p-type G having a smaller band gap energy than the cap layer doped with Mg at 1 × 10 20 / cm 3.
A p-type light guide layer 9 made of aN is grown to a thickness of 0.2 μm. This p-side light guide layer 9 is
Acts as a light guide layer for the active layer,
It is desirable to grow InGaN, and it is usually desirable to grow it to a thickness of 100 Å to 5 μm, more preferably 200 Å to 1 μm. This layer may also be non-doped.

【0024】(p側クラッド層10)続いて1050℃
で、Mgを1×1020/cm3ドープしたp型Al0.20G
a0.80Nよりなる第1の層を20オングストロームと、
Mgを1×1020/cm3ドープしたn型GaNよりなる
第2の層を20オングストローム成長させる。そしてこ
のペアを125回成長させ、総膜厚0.5μm(500
0オングストローム)の多層膜よりなるp側クラッド層
10を成長させる。このp側クラッド層10も、n側ク
ラッド層5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、AlGaN若しくはGaN又はI
nGaNよりなる第1の層と、第1の層と異なる組成を
有する窒化物半導体よりなる第2の層との積層構造から
なる多層膜層を成長させることが望ましい。このように
クラッド層を超格子構造とすると、単一の窒化物半導体
層の膜厚が臨界限界膜厚以下となって、結晶性が非常に
良くなり、容易に室温で連続発振する。また活性層の発
光を閉じ込めるための光閉じ込め層としても非常に効果
的である。p側クラッド層10全体の膜厚は100オン
グストローム以上、2μm以下、さらに好ましくは50
0オングストローム以上、1μm以下で成長させること
が望ましい。
(P-side cladding layer 10) Subsequently, at 1050 ° C.
And p-type Al0.20G doped with 1 × 10 20 / cm 3 of Mg
a first layer of 0.80N is 20 Å;
A second layer of n-type GaN doped with 1 × 10 20 / cm 3 of Mg is grown at 20 Å. Then, this pair is grown 125 times, and the total film thickness is 0.5 μm (500 μm).
A p-side cladding layer 10 composed of a multilayer film (0 angstrom) is grown. The p-side cladding layer 10 also functions as a carrier confinement layer and a light confinement layer, like the n-side cladding layer 5, and is formed of AlGaN, GaN, or IGaN.
It is desirable to grow a multilayer film layer having a laminated structure of a first layer made of nGaN and a second layer made of a nitride semiconductor having a composition different from that of the first layer. When the clad layer has a superlattice structure as described above, the thickness of a single nitride semiconductor layer becomes equal to or less than the critical thickness, the crystallinity becomes very good, and continuous oscillation easily occurs at room temperature. It is also very effective as a light confinement layer for confining light emission of the active layer. The total thickness of the p-side cladding layer 10 is 100 Å or more and 2 μm or less, and more preferably 50 Å or less.
It is desirable to grow the layer at a thickness of 0 Å to 1 μm.

【0025】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7に接して、活性層7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8を設け、そのp側キャ
ップ層8よりも活性層から離れた位置に、p側キャップ
層8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9を設け、そのp側光ガイド層9よりも活性層か
ら離れた位置に、p側光ガイド層9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
半導体を含む超格子構造を有するp側クラッド層10を
設けることは非常に好ましい。しかもp側キャップ層8
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p側キャップ層8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、p側キャップ層8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、p側キャップ層8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 a semiconductor device having a double hetero structure having an active layer having a quantum well layer as in this embodiment, a film thickness in contact with the active layer 7 and having a band gap energy larger than that of the active layer 7. A cap layer made of a nitride semiconductor of 0.1 μm or less, preferably a p-side cap layer 8 made of a nitride semiconductor containing Al is provided, and a p-side cap is provided at a position farther from the active layer than the p-side cap layer 8. A p-side light guide layer 9 having a smaller band gap energy than the layer 8 is provided, and a nitride semiconductor having a band gap larger than the p-side light guide layer 9 is provided at a position farther from the active layer than the p-side light guide layer 9. It is very preferable to provide the p-side cladding layer 10 having a superlattice structure including a nitride semiconductor preferably containing Al. Moreover, the p-side cap layer 8
Is set to be as thin as 0.1 μm or less, so that it does not act as a carrier barrier, and holes injected from the p-layer can pass through the p-side cap layer 8 by a tunnel effect. Recombine efficiently in the active layer,
The output of the LD is improved. That is, the injected carriers have a large band gap energy of the p-side cap layer 8, so that the carriers do not overflow the active layer even if the temperature of the semiconductor element is increased or the injected current density is increased. Since the carrier is blocked by the side cap layer 8, carriers are accumulated in the active layer, and light can be efficiently emitted.

【0026】(p側コンタクト層11)最後に、p側ク
ラッド層10の上に、1050℃でMgを1×1020
cm3ドープしたp型GaNよりなるp側コンタクト層1
1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11はp型のInXAlYGa1-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、若しくはMgをドープし
たY値が0.1以下のAlYGa1-YNとすれば、正電極
20と最も好ましいオーミック接触が得られる。p側コ
ンタクト層20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。またアニール時に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p側コンタクト層11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。そのため正電極20を形成するp
側コンタクト層11のキャリア濃度が実質的に高くなっ
て、良好なオーミックが得られる。
(P-side contact layer 11) Finally, Mg is deposited on the p-side cladding layer 10 at 1050 ° C. at 1 × 10 20 / Mg.
p-side contact layer 1 made of p-type GaN doped with cm 3
1 is grown to a thickness of 150 angstroms. The p-side contact layer 11 is formed of a p-type In x Al Y Ga 1 -XYN (0
≦ X, 0 ≦ Y, X + Y ≦ 1), preferably Mg-doped GaN, or Mg-doped Al Y Ga 1-Y N having a Y value of 0.1 or less, The most favorable ohmic contact with the positive electrode 20 is obtained. The thickness of the p-side contact layer 20 is 500 Å or less,
More preferably, it is adjusted to 300 angstrom or less, most preferably to 200 angstrom or less. The reason is that by adjusting the thickness of the p-type nitride semiconductor layer having a high resistivity to 500 Å or less, the resistivity further decreases, so that the threshold current and voltage decrease. Further, the amount of hydrogen removed from the p-type layer during annealing tends to increase and the resistivity tends to decrease. Further, the effect of reducing the thickness of the p-side contact layer 11 is as follows.
There are the following: For example, a p-side contact layer made of p-type GaN having a thickness greater than 500 angstroms is formed in contact with a p-side clad layer made of p-type AlGaN, and if the impurity concentration of the clad layer and the contact layer is the same, When the carrier concentration is the same, when the thickness of the p-side contact layer is smaller than 500 angstroms, the carrier on the cladding layer side easily moves to the contact layer side, and the carrier concentration on the p-side contact layer tends to increase. It is in. Therefore, p which forms the positive electrode 20
The carrier concentration of the side contact layer 11 is substantially increased, and a good ohmic is obtained.

【0027】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 placed in a nitrogen atmosphere in a reaction vessel.
Anneal at ℃ to further reduce the resistance of the p-type layer.

【0028】アニーリング後、ウェーハを反応容器から
取り出し、RIE装置でエッチングを行い、図2に示す
ように最上層のp側コンタクト層11と、p側クラッド
層10とをエッチングして、4μmのストライプ幅を有
するリッジストライプを形成する。リッジストライプを
形成する際は、予めストライプ幅の中心が後に形成する
負電極22に接近しているように設計する。リッジスト
ライプを形成する場合、特に活性層よりも上にあるAl
を含むp型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。また本
実施例にように、絶縁性基板を使用した場合には、リッ
ジ部のストライプの中央を活性層のストライプの中央と
ずらして、負電極22側に接近させる方が閾値を低下さ
せる上で好ましい。
After the annealing, the wafer is taken out of the reaction vessel and etched by an RIE apparatus. As shown in FIG. 2, the uppermost p-side contact layer 11 and the p-side cladding layer 10 are etched to form a 4 μm stripe. A ridge stripe having a width is formed. When forming the ridge stripe, the ridge stripe is designed in advance so that the center of the stripe width approaches the negative electrode 22 to be formed later. In the case of forming a ridge stripe, in particular, the Al layer above the active layer
By forming a layer more than the p-type nitride semiconductor layer including ridges into a ridge shape, light emission of the active layer is concentrated on the lower portion of the ridge, the transverse mode is easily united, and the threshold value is easily lowered. In addition, when an insulating substrate is used as in the present embodiment, shifting the center of the stripe of the ridge portion to the center of the stripe of the active layer and approaching to the negative electrode 22 side reduces the threshold value. preferable.

【0029】次に、リッジストライプの表面と、露出し
ているp側クラッド層10の表面とにマスクを形成し、
同じくRIEでエッチングを行い、図2に示すように負
電極22を形成すべきn側コンタクト層3の表面を露出
させる。表面露出後、図2に示すように最上層にあるp
側コンタクト層11のリッジストライプの最上層全面
に、Ruを50%とNiを50%含む合金よりなる正電
極20を、500オングストロームの膜厚で形成する。
Next, a mask is formed on the surface of the ridge stripe and the exposed surface of the p-side cladding layer 10,
Similarly, etching is performed by RIE to expose the surface of the n-side contact layer 3 where the negative electrode 22 is to be formed, as shown in FIG. After the surface is exposed, as shown in FIG.
A positive electrode 20 made of an alloy containing 50% of Ru and 50% of Ni is formed to a thickness of 500 Å on the entire upper surface of the ridge stripe of the side contact layer 11.

【0030】次に、先ほど露出させたn側コンタクト層
3表面に、TiとAlよりなる負電極22をリッジスト
ライプと平行に0.5μmの膜厚で形成する。なお、n
側コンタクト層3と好ましいオーミックが得られる負電
極22の材料としては、Al、Ti、W、Cu、Zn、
Sn、In等の金属若しくは合金を挙げることができ
る。
Next, on the exposed surface of the n-side contact layer 3, a negative electrode 22 made of Ti and Al is formed in a thickness of 0.5 μm in parallel with the ridge stripe. Note that n
As the material of the side contact layer 3 and the negative electrode 22 that can obtain a preferable ohmic, Al, Ti, W, Cu, Zn,
Metals or alloys such as Sn and In can be used.

【0031】次に、正電極20及び負電極22を形成し
た位置を除く窒化物半導体層の表面全面にSiO2より
なる絶縁膜12を0.5μmの膜厚で形成する。絶縁膜
12形成後、正電極20の上にその正電極20と電気的
に接続したRuとAuとを含む取出用のパッド電極21
を、絶縁膜12を介して、正電極の表面積よりも広い面
積で、2μmの膜厚で形成する。パッド電極21はp側
コンタクト層11とオーミック接触が得られていなくて
も良く、単に正電極20と電気的に接続するだけでよ
い。好ましくは本発明の素子では、正電極に接して、N
i、Ru、Au、Ti、Ptよりなる群から選択された
少なくとも2種類以上の元素を含み、正電極よりも表面
積が広いパッド電極が、正電極よりも厚い膜厚で形成さ
れていることが望ましい。パッド電極は、正電極よりも
膜厚を厚くして、正電極の剥がれを防止すると共に、表
面積を正電極よりも大きくしてあるため、本実施例のよ
うなレーザ素子のような場合には、正電極側にパッド電
極からワイヤーボンディングするのを容易にすると共
に、また正電極側をヒートシンク、サブマウントのよう
な放熱体に接続する際に、接着面積を大きくして放熱性
を向上させる。
Next, an insulating film 12 made of SiO 2 is formed to a thickness of 0.5 μm on the entire surface of the nitride semiconductor layer except for the positions where the positive electrode 20 and the negative electrode 22 are formed. After the insulating film 12 is formed, the extraction pad electrode 21 including Ru and Au electrically connected to the positive electrode 20 is formed on the positive electrode 20.
Is formed with a thickness of 2 μm over the surface area of the positive electrode via the insulating film 12. The pad electrode 21 does not need to have an ohmic contact with the p-side contact layer 11 and only needs to be electrically connected to the positive electrode 20. Preferably, in the device of the present invention, N
A pad electrode containing at least two or more elements selected from the group consisting of i, Ru, Au, Ti, and Pt and having a larger surface area than the positive electrode is formed to have a larger thickness than the positive electrode. desirable. Since the pad electrode is thicker than the positive electrode to prevent peeling of the positive electrode and has a larger surface area than the positive electrode, in the case of a laser device such as the present embodiment, In addition to facilitating wire bonding from the pad electrode to the positive electrode side, and when connecting the positive electrode side to a radiator such as a heat sink or a submount, the bonding area is increased to improve heat dissipation.

【0032】以上のようにして、負電極22と正電極2
0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
の基板1をラッピングし、基板の厚さを100μm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。このように基板の厚
さを100μm以下に薄くすることによって、レーザ素
子の放熱性が高まる。
As described above, the negative electrode 22 and the positive electrode 2
The wafer on which 0 is formed is transferred to a polishing apparatus, and the substrate 1 on which the nitride semiconductor is not formed is wrapped using a diamond abrasive to make the thickness of the substrate 100 μm. After lapping, the substrate surface is mirror-finished by polishing with a finer abrasive at 1 μm. By thus reducing the thickness of the substrate to 100 μm or less, the heat dissipation of the laser element is improved.

【0033】基板研磨後、研磨面側をスクライブして、
リッジストライプに垂直な方向でバー状に劈開し、劈開
面に共振器長500μmの共振器を作製する。さらに共
振器面にSiO2とTiO2よりなる誘電体多層膜を形成
し、最後にリッジストライプに平行な方向で、バーを切
断してレーザチップとする。
After the substrate is polished, the polished surface side is scribed,
Cleavage is performed in a bar shape in the direction perpendicular to the ridge stripe, and a resonator having a cavity length of 500 μm is formed on the cleavage plane. Further, a dielectric multilayer film made of SiO 2 and TiO 2 is formed on the resonator surface, and finally, the bar is cut in a direction parallel to the ridge stripe to form a laser chip.

【0034】最後に、このレーザ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、それぞれの電極を金線よりなるワイヤー
28でボンディングする。なおワイヤーボンディング時
の位置は、図2に示すようにリッジストライプの位置か
ら離れた位置とする。リッジストライプの真上を避ける
ことにより、リッジ部に衝撃を与えないので、リッジ部
の結晶が破壊されない。そして、このレーザチップのレ
ーザ発振を試みたところ、室温において、発振波長40
5nmの連続発振が確認され、正電極20にNiとAu
よりなる電極を形成したレーザ素子に比較して、閾値電
流密度で5%、閾値電圧で2%の低下が見られ、寿命は
1.5倍以上の寿命を示した。
Finally, this laser chip is placed on the heat sink face up (in a state where the substrate and the heat sink face each other), and each electrode is bonded with a wire 28 made of a gold wire. Note that the position at the time of wire bonding is a position apart from the position of the ridge stripe as shown in FIG. By avoiding the area right above the ridge stripe, no impact is applied to the ridge portion, so that the crystal in the ridge portion is not broken. Then, when the laser oscillation of this laser chip was attempted, the oscillation wavelength was 40 at room temperature.
5 nm continuous oscillation was confirmed, and Ni and Au were applied to the positive electrode 20.
Compared with the laser device having the electrodes formed of the electrodes, the threshold current density was reduced by 5% and the threshold voltage was reduced by 2%, and the life was 1.5 times or more.

【0035】[実施例2]実施例1において、正電極2
0を形成する際、最初にNiを100オングストローム
蒸着し、その上にRuを400オングストロームの膜厚
で蒸着する他は実施例1と同様にしてレーザ素子を作製
したところ、実施例1とほぼ同等の特性を有するレーザ
素子が得られた。
[Embodiment 2] In Embodiment 1, the positive electrode 2
When 0 was formed, a laser element was fabricated in the same manner as in Example 1 except that Ni was first evaporated to a thickness of 100 Å, and Ru was deposited thereon to a thickness of 400 Å. A laser device having the following characteristics was obtained.

【0036】[実施例3]実施例1において、正電極2
0を形成する際、最初にNiを100オングストローム
蒸着し、その上にRuを100オングストロームの膜厚
で蒸着し、その上にAuを200オングストロームの膜
厚で蒸着する他は実施例1と同様にしてレーザ素子を作
製したところ、実施例1とほぼ同等の特性を有するレー
ザ素子が得られた。
[Embodiment 3] In Embodiment 1, the positive electrode 2
When forming 0, Ni is first deposited in a thickness of 100 angstroms, Ru is deposited thereon in a thickness of 100 angstroms, and Au is deposited thereon in a thickness of 200 angstroms. As a result, a laser element having substantially the same characteristics as in Example 1 was obtained.

【0037】[実施例4]実施例1において、p側コン
タクト層のMg濃度を5×1019/cm3とする他は同様
にしてレーザ素子を得たところ、実施例1とほぼ同等の
特性を有するレーザ素子が得られた。
Example 4 A laser device was obtained in the same manner as in Example 1 except that the Mg concentration of the p-side contact layer was changed to 5 × 10 19 / cm 3, and the characteristics were almost the same as those in Example 1. Was obtained.

【0038】[実施例5]実施例1において、p側クラ
ッド層10のMg濃度を1×1019/cm3とし、p側コ
ンタクト層のMg濃度を5×1018/cm3とする他は同
様にしてレーザ素子を得たところ、実施例1に比較し
て、閾値電流密度で7%の上昇、閾値電圧で3%の上昇
が見られたが、正電極にNiとAuよりなる合金で形成
した実施例5と同様のレーザ素子に比較して、まだ閾値
電流密度で10%、閾値電圧で4%も低下していた。
Fifth Embodiment In the first embodiment, the Mg concentration of the p-side cladding layer 10 is set to 1 × 10 19 / cm 3 and the Mg concentration of the p-side contact layer is set to 5 × 10 18 / cm 3. When a laser element was obtained in the same manner, a 7% increase in threshold current density and a 3% increase in threshold voltage were observed as compared with Example 1. However, an alloy composed of Ni and Au was used for the positive electrode. The threshold current density and the threshold voltage were still lower by 10% and 4%, respectively, as compared with the laser device similar to that of Example 5 formed.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の素子では
p型不純物が低濃度でドープされたp型窒化物半導体で
も、良好なオーミックが得られるため、特にレーザ素子
のような閾値電流を下げる必要のある発光デバイスに対
して非常に有効である。また、安定したオーミックが得
られるため、製造工程でも正電極による不良の発生する
確率が低くなり、信頼性に優れた素子を提供できる。ま
た本明細書ではレーザ素子について説明したが、本発明
はレーザ素子だけではなく、LED、受光素子等、p型
窒化物半導体に正電極を形成した窒化物半導体デバイス
であればどのようなものにでも適用可能である。
As described above, in the device of the present invention, a good ohmic can be obtained even with a p-type nitride semiconductor doped with a low concentration of p-type impurities. It is very effective for light emitting devices that need to be lowered. In addition, since a stable ohmic is obtained, the probability of occurrence of a defect due to the positive electrode in the manufacturing process is reduced, and an element having excellent reliability can be provided. In this specification, a laser device has been described. However, the present invention is not limited to a laser device, but may be any device such as an LED or a light receiving device as long as it is a nitride semiconductor device having a positive electrode formed on a p-type nitride semiconductor. But it is applicable.

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

【図1】 p型不純物濃度の異なるp型GaN層に形成
した正電極の電流電圧特性を(a)〜(d)それぞれで
比較して示す図。
FIG. 1 is a diagram showing current-voltage characteristics of positive electrodes formed on p-type GaN layers having different p-type impurity concentrations in comparison with (a) to (d).

【図2】 本発明一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 one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・・基板 2・・・・バッファ層 3・・・・n側コンタクト層 4・・・・クラック防止層 5・・・・n側クラッド層 6・・・・n側光ガイド層 7・・・・活性層 8・・・・キャップ層 9・・・・p側光ガイド層 10・・・・p側クラッド層 11・・・・p側コンタクト層 12・・・・絶縁膜 20・・・・正電極 21・・・・パッド電極 22・・・・負電極 23・・・・ワイヤー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate 2 ... Buffer layer 3 ... n-side contact layer 4 ... Crack prevention layer 5 ... n-side cladding layer 6 ... n-side light guide layer 7 ··· Active layer 8 ··· Cap layer 9 ··· p-side light guide layer 10 ··· p-side cladding layer 11 ··· p-side contact layer 12 ··· insulating film 20 · ... Positive electrode 21 ... Pad electrode 22 ... Negative electrode 23 ... Wire

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 p型不純物がドープされたp型窒化物半
導体層表面に、少なくともルテニウム(Ru)とニッケ
ル(Ni)とを含む正電極が形成されていることを特徴
とする窒化物半導体素子。
1. A nitride semiconductor device, wherein a positive electrode containing at least ruthenium (Ru) and nickel (Ni) is formed on a surface of a p-type nitride semiconductor layer doped with a p-type impurity. .
【請求項2】 前記p型窒化物半導体層は、Mgが5×
1017/cm3以上、2×1020/cm3以下ドープされてい
ることを特徴とする請求項1に記載の窒化物半導体素
子。
2. The p-type nitride semiconductor layer, wherein Mg is 5 ×
2. The nitride semiconductor device according to claim 1, wherein the nitride semiconductor device is doped with 10 17 / cm 3 or more and 2 × 10 20 / cm 3 or less.
【請求項3】 前記p型窒化物半導体層の膜厚が400
オングストローム以下であることを特徴とする請求項1
又は2に記載の窒化物半導体素子。
3. The p-type nitride semiconductor layer has a thickness of 400.
2. The method according to claim 1, wherein the distance is equal to or less than Å.
Or the nitride semiconductor device according to 2.
JP6987997A 1997-03-24 1997-03-24 Nitride semiconductor device Pending JPH10270755A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6987997A JPH10270755A (en) 1997-03-24 1997-03-24 Nitride semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6987997A JPH10270755A (en) 1997-03-24 1997-03-24 Nitride semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10270755A true JPH10270755A (en) 1998-10-09

Family

ID=13415511

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6987997A Pending JPH10270755A (en) 1997-03-24 1997-03-24 Nitride semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10270755A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6936859B1 (en) 1998-05-13 2005-08-30 Toyoda Gosei Co., Ltd. Light-emitting semiconductor device using group III nitride compound
DE19921987B4 (en) * 1998-05-13 2007-05-16 Toyoda Gosei Kk Light-emitting semiconductor device with group III element-nitride compounds
US7345297B2 (en) 2004-02-09 2008-03-18 Nichia Corporation Nitride semiconductor device
JP2013179227A (en) * 2012-02-29 2013-09-09 Toshiba Corp Semiconductor light emitting element
CN111063776A (en) * 2013-10-28 2020-04-24 首尔伟傲世有限公司 Nitride semiconductor element

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6936859B1 (en) 1998-05-13 2005-08-30 Toyoda Gosei Co., Ltd. Light-emitting semiconductor device using group III nitride compound
US7109529B2 (en) 1998-05-13 2006-09-19 Toyoda Gosei Co., Ltd. Light-emitting semiconductor device using group III nitride compound
DE19921987B4 (en) * 1998-05-13 2007-05-16 Toyoda Gosei Kk Light-emitting semiconductor device with group III element-nitride compounds
US7345297B2 (en) 2004-02-09 2008-03-18 Nichia Corporation Nitride semiconductor device
JP2013179227A (en) * 2012-02-29 2013-09-09 Toshiba Corp Semiconductor light emitting element
CN111063776A (en) * 2013-10-28 2020-04-24 首尔伟傲世有限公司 Nitride semiconductor element
CN111063776B (en) * 2013-10-28 2023-11-14 首尔伟傲世有限公司 Nitride semiconductor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4378070B2 (en) Nitride semiconductor device
JP3223832B2 (en) Nitride semiconductor device and semiconductor laser diode
JP4947035B2 (en) Nitride semiconductor device
US8541794B2 (en) Nitride semiconductor light-emitting devices
JPH10145000A (en) Nitride semiconductor element and its manufacture
JPH1065213A (en) Nitride semiconductor element
JP3651260B2 (en) Nitride semiconductor device
JP3275810B2 (en) Nitride semiconductor light emitting device
JP3282175B2 (en) Nitride semiconductor device
JP3951973B2 (en) Nitride semiconductor device
JP3434162B2 (en) Nitride semiconductor device
JP3314641B2 (en) Nitride semiconductor laser device
JP3448196B2 (en) Nitride semiconductor light emitting device
JP3537984B2 (en) Nitride semiconductor laser device
JP3496480B2 (en) Nitride semiconductor device
JPH118410A (en) Electrode of n-type nitride semiconductor
JPH10270755A (en) Nitride semiconductor device
JP3857417B2 (en) Nitride semiconductor device
JP4492013B2 (en) Nitride semiconductor device
JP3941464B2 (en) Manufacturing method of nitride semiconductor light emitting device
JP2002151798A5 (en)
JP2002164573A (en) Nitride semiconductor light emitting element
JP2002164572A (en) Nitride semiconductor light emitting element
JPH1075008A (en) Nitride semiconductor laser element
JP2000188423A5 (en)