JPWO2008117750A1 - P型iii族窒化物半導体およびiii族窒化物半導体素子 - Google Patents
P型iii族窒化物半導体およびiii族窒化物半導体素子 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2008117750A1 JPWO2008117750A1 JP2009506322A JP2009506322A JPWO2008117750A1 JP WO2008117750 A1 JPWO2008117750 A1 JP WO2008117750A1 JP 2009506322 A JP2009506322 A JP 2009506322A JP 2009506322 A JP2009506322 A JP 2009506322A JP WO2008117750 A1 JPWO2008117750 A1 JP WO2008117750A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group iii
- iii nitride
- nitride semiconductor
- concentration
- type group
- 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.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 119
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 title claims abstract description 102
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 80
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 238000000927 vapour-phase epitaxy Methods 0.000 claims 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 49
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 abstract 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 66
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 28
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 23
- 230000008859 change Effects 0.000 description 21
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 18
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 17
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 12
- QBJCZLXULXFYCK-UHFFFAOYSA-N magnesium;cyclopenta-1,3-diene Chemical compound [Mg+2].C1C=CC=[C-]1.C1C=CC=[C-]1 QBJCZLXULXFYCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 9
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 description 8
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 8
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000001004 secondary ion mass spectrometry Methods 0.000 description 4
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 3
- XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N trimethylgallium Chemical compound C[Ga](C)C XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005355 Hall effect Effects 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 2
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 2
- 229910017083 AlN Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 229910007946 ZrB Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- -1 cesium ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000002017 high-resolution X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- VOITXYVAKOUIBA-UHFFFAOYSA-N triethylaluminium Chemical compound CC[Al](CC)CC VOITXYVAKOUIBA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RGGPNXQUMRMPRA-UHFFFAOYSA-N triethylgallium Chemical compound CC[Ga](CC)CC RGGPNXQUMRMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IBEFSUTVZWZJEL-UHFFFAOYSA-N trimethylindium Chemical compound C[In](C)C IBEFSUTVZWZJEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc oxide Inorganic materials [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/025—Physical imperfections, e.g. particular concentration or distribution of impurities
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02367—Substrates
- H01L21/0237—Materials
- H01L21/0242—Crystalline insulating materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
- H01L21/02439—Materials
- H01L21/02455—Group 13/15 materials
- H01L21/02458—Nitrides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/02521—Materials
- H01L21/02538—Group 13/15 materials
- H01L21/0254—Nitrides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/0257—Doping during depositing
- H01L21/02573—Conductivity type
- H01L21/02579—P-type
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S2301/00—Functional characteristics
- H01S2301/17—Semiconductor lasers comprising special layers
- H01S2301/173—The laser chip comprising special buffer layers, e.g. dislocation prevention or reduction
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S2304/00—Special growth methods for semiconductor lasers
- H01S2304/04—MOCVD or MOVPE
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/305—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure
- H01S5/3054—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure p-doping
- H01S5/3063—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure p-doping using Mg
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
- H01S5/3211—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures characterised by special cladding layers, e.g. details on band-discontinuities
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
- H01S5/323—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
- H01S5/32308—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm
- H01S5/32341—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm blue laser based on GaN or GaP
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
Description
ρ(T)=ρ0exp(EA/kT)
J.Crystal Growth189(1998)528 Appl.Phys.Lett.89(2006)152120 Appl.Phys.Lett.86(2005)092108
本発明のP型III族窒化物半導体は、AlXInYGaZN (但し、X、Y、およびZは、それぞれ、1.0>X≧0.5、0.5≧Y≧0.0、0.5≧Z≧0.0を満足する有理数であり、X+Y+Z=1.0である。) で示される組成を有するIII族窒化物半導体にアクセプター不純物原子が5×1018〜1×1020cm−3の濃度でドーピングされたP型III族窒化物半導体であって、アクセプター不純物原子濃度に対する30℃におけるホール濃度の割合が0.001以上であることを特徴とする。Alの含有量が上記組成式におけるXで表して0.5以上と高濃度であるIII族窒化物半導体にアクセプター不純物原子をドーピングしたP型III族窒化物半導体について、30℃におけるホール濃度がアクセプター不純物原子濃度の0.001倍以上と高濃度であるものはこれまで知られていない。
結晶成長用基板にはサファイアC面単結晶基板を用いた。これをMOCVD装置内のサセプタ−上に設置した後、水素を13slmの流量で流しながら、サファイア基板を1150℃まで加熱し、10分間保持することで表面クリーニングを行った。次いで、サファイア基板の温度が1150℃、トリメチルアルミニウム流量が15μmol/min、アンモニア流量が1slm、全流量が10slm、圧力が50Torrの条件でAlN膜を厚さ0.45μm形成した。
実施例1のビスシクロペンタジエニルマグネシウム流量を0.6μmol/minにした以外は同様の条件でP型AlGaNを作製した。得られた結果を表1〜2および図3〜6に示す。
実施例1のビスシクロペンタジエニルマグネシウム流量を0.4μmol/minにした以外は同様の条件でP型AlGaNを作製した。得られた結果を表1〜2および図3〜6に示す。
実施例1のビスシクロペンタジエニルマグネシウム流量を0.2μmol/minにした以外は同様の条件でP型AlGaNを作製した。得られた結果を表1〜2および図3〜6に示す。
実施例1のビスシクロペンタジエニルマグネシウム流量を0.1μmol/minにした以外は同様の条件でP型AlGaNを作製した。得られた結果を表1〜2および図3〜6に示す。
実施例1のMgドーピングAl0.7Ga0.3N層の成長温度を1200℃にした以外は同様の条件でP型AlGaNを作製した。得られた結果を表1〜2に示す。
実施例1のMgドーピングAl0.7Ga0.3N層の成長温度を1000℃にした以外は同様の条件でP型AlGaNを作製した。得られた結果を表1〜2に示す。
p:ホール濃度[cm−3],A:任意定数,Ea:活性化エネルギー[meV]
kb:ボルツマン係数,T:温度[K]
表1に示すように、実施例1に比べて、比較例2および3では活性化エネルギーは400meV以上の高い値となり、その結果、Mgの活性化率も実施例1に比べて2桁以上低い値となっている。このように、P型半導体特性において著しい違いが発生したのは、結晶成長温度が適切範囲を外れたことによって、Mgドーピング層中に、酸素不純物やN欠陥などが導入され、「ドナー性の補償中心」が多く形成されたためだと考えられる。
表2の結果を図4にまとめた。図4に示されるように、MgをドーピングすることによってMgドーピング層は何れの場合も、ドーピングしない場合に比べて、a軸方向へ広がる、もしくはc軸方向へ縮む傾向がある。そして、その変化量、即ち“a軸結晶格子定数の変化率”及び“c軸結晶格子定数の変化率”は、多少のバラツキはあるものの、Mg濃度の増加に伴って増加する傾向にある。しかし、比較例1では、Mgのドーピング量が1.5×1019cm−3であり、前記したように、このような量をドーピングした場合には結晶格子の変形が比較的小さく、結晶成長条件の僅かな違いによる影響を相対的に強く受ける。このため、実施例4よりもドーピング量は多く、それ以外の結晶成長条件は同じとしたつもりであるにも拘わらず、制御不能な僅かな成長条件の違いにより、結晶格子の変形の変形量は逆転し、ホール濃度/Mg濃度比が本発明の範囲外となってしまっている。
数製造し、それらの特性について詳細に検討を行った。その結果、非特許文献3に開示されている試料のアクセプター不純物原子濃度(約1.5×1020cm−3)よりも低い特定のアクセプター不純物原子濃度の範囲においては電気特性が非特許文献3に示される関係式に従わず、アクセプター不純物原子によるホール生成効率が高くなり、良好なP型特性を示すことがあることを見出し、本発明を完成するに到った。
[0010]
即ち、第一の本発明は、AlXGaYInZN(但し、X、Y、およびZは、それぞれ、1.0>X≧0.5、0.5≧Y≧0.0、0.5≧Z≧0.0を満足する有理数であり、X+Y+Z=1.0である。)で示される組成を有するIII族窒化物半導体にアクセプター不純物原子が5×1018〜1×1020cm−3の濃度でドーピングされたP型III族窒化物半導体であって、アクセプター不純物原子濃度に対する30℃におけるホール濃度の割合が0.001以上であることを特徴とするP型III族窒化物半導体である。
[0011]
前記したように非特許文献3には、高いAl含有量のIII族窒化物半導体にアクセプター不純物原子をドープしてP型半導体とした場合における比抵抗値(ρ)はアレニウスの式に従うことが記載されている。そして、この実験的に求められた活性化エネルギーから室温付近で低い比抵抗値を実現することは実質的に不可能であると考えられていた。本発明のP型III族窒化物半導体では、このような常識を覆し、アクセプター不純物原子濃度を特定の範囲とすることにより、アクセプター不純物原子によるホール生成効率を高くし、結果として良好なP型特性を得ることに成功している。
[0012]
このような優れた効果が得られる機構は必ずしも明確ではないが、本発明者等は、アクセプター不純物原子濃度が特定の範囲の場合には結晶構造において緩和が起こり、アモルファス半導体に見られるようなホッピング伝導が可能になったためではないかと推定している。アクセプター不純物原子がドープされることによって引き起こされる結晶格子の変形度合い(緩和度合い)とは良好な相関関係が見られるからである。なお、後述する実施例および比較例の結果に示されるように、比抵抗値やホール濃度は必ずしもアクセプター不純物原子濃度に対して正又は負のどちらか一方向に相関するわけではなく、場合によっては逆転することもある。
[0013]
しかしながら、比抵抗値やホール濃度などのP型半導体特性は上記緩和度合いのみによって一義的に決定されるものではなく、アクセプター不純物原子濃度自体の
I族窒化物半導体をベースとしたP型III族窒化物半導体であって、例えば30℃における比抵抗値が5×103Ωcm以下、30℃におけるホール濃度が5×1015cm−3以上といった良好なP型特性を示すP型III族窒化物半導体が提供される。本発明のP型III族窒化物半導体を発光ダイオードやレーザーダイオードなどの半導体デバイスに用いることにより、半導体デバイスの効率を向上させることが可能となる。
図面の簡単な説明
[0018]
図1は、サファイア基板上にIII族窒化物膜の積層構造からなるバッファ層をMOCVD法により形成し、さらにその上にMOCVD法により本発明のP型III族窒化物半導体を形成することにより得られた積層体の断面を模式的に示した図である。
図2は、実施例及び比較例のP型III族窒化物半導体のホール濃度と温度の逆数との関係を示したグラフである。
図3は、実施例及び比較例のP型III族窒化物半導体の比抵抗と温度の逆数との関係を示したグラフである。
図4は、Mg濃度と、“a軸結晶格子定数の変化率”および“c軸結晶格子定数の変化率”と、の関係を示したグラフである。
図5は、実施例及び比較例のP型III族窒化物半導体の{(A1−A2)/A1}×100(横軸)と比抵抗(縦軸)の関係を示したグラフである。
図6は、実施例及び比較例のP型III族窒化物半導体の{(C1−C2)/C1}×100(横軸)と比抵抗(縦軸)の関係を示したグラフである。
発明を実施するための最良の形態
[0019]
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
本発明のP型III族窒化物半導体は、AlXGaYInZN(但し、X、Y、およびZは、それぞれ、1.0>X≧0.5、0.5≧Y≧0.0、0.5≧Z≧0.0を満足する有理数であり、X+Y+Z=1.0である。)で示される組成を有するIII族窒化物半導体にアクセプター不純物原子が5×1018〜1×1020cm−3の濃度でドーピングされたP型III族窒化物半導体であって、アクセプター不純物原子濃度に対する30℃におけるホール濃度の割合が0.001以上であることを特徴とする。Alの含有量が上記組成式におけるXで表して0.5以上と高濃度であるIII族窒化物半導体にアクセプター不純物原子をド
Claims (6)
- AlXInYGaZN (但し、X、Y、およびZは、それぞれ、1.0>X≧0.5、0.5≧Y≧0.0、0.5≧Z≧0.0を満足する有理数であり、X+Y+Z=1.0である。) で示される組成を有するIII族窒化物半導体にアクセプター不純物原子が5×1018〜1×1020cm−3の濃度でドーピングされたP型III族窒化物半導体であって、アクセプター不純物原子濃度に対する30℃におけるホール濃度の割合が0.001以上であることを特徴とするP型III族窒化物半導体。
- 30℃における比抵抗値が5×103Ωcm以下である請求項1に記載のP型III族窒化物半導体。
- 30℃におけるホール濃度が5×1015cm−3以上である請求項1又は2に記載のP型III族窒化物半導体。
- 請求項1乃至3の何れかに記載のP型III族窒化物半導体であって、該P型III族窒化物半導体のa軸格子定数およびc軸格子定数をそれぞれA1およびC1とし、アクセプター不純物を含まない同一組成のIII族窒化物半導体のa軸格子定数およびc軸格子定数をそれぞれA2およびC2としたときに、A1がA2に比べて0.10%以上大きいか又はC1がC2に比べて0.05%以上小さいことを特徴とするP型III族窒化物半導体。
- 有機金属気相成長法により製造される請求項1乃至4のいずれかに記載のP型III族窒化物半導体。
- 請求項1乃至5のいずれかに記載されたP型III族窒化物半導体からなる層を少なくとも1層含むことを特徴とする半導体素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009506322A JP5053362B2 (ja) | 2007-03-23 | 2008-03-21 | P型iii族窒化物半導体およびiii族窒化物半導体素子 |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007077449 | 2007-03-23 | ||
JP2007077449 | 2007-03-23 | ||
PCT/JP2008/055277 WO2008117750A1 (ja) | 2007-03-23 | 2008-03-21 | P型iii族窒化物半導体およびiii族窒化物半導体素子 |
JP2009506322A JP5053362B2 (ja) | 2007-03-23 | 2008-03-21 | P型iii族窒化物半導体およびiii族窒化物半導体素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2008117750A1 true JPWO2008117750A1 (ja) | 2010-07-15 |
JP5053362B2 JP5053362B2 (ja) | 2012-10-17 |
Family
ID=39788485
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009506322A Active JP5053362B2 (ja) | 2007-03-23 | 2008-03-21 | P型iii族窒化物半導体およびiii族窒化物半導体素子 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8238391B2 (ja) |
EP (1) | EP2131403A4 (ja) |
JP (1) | JP5053362B2 (ja) |
KR (1) | KR101193573B1 (ja) |
CN (1) | CN101636853B (ja) |
CA (1) | CA2681711C (ja) |
WO (1) | WO2008117750A1 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5842324B2 (ja) * | 2010-11-05 | 2016-01-13 | 住友電気工業株式会社 | Iii族窒化物半導体素子、iii族窒化物半導体素子を作製する方法、及びエピタキシャル基板 |
KR101903361B1 (ko) | 2012-03-07 | 2018-10-04 | 삼성전자주식회사 | 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법 |
JP6342703B2 (ja) * | 2014-05-09 | 2018-06-13 | 古河機械金属株式会社 | 自立基板の製造方法及び自立基板 |
CN105513951B (zh) * | 2015-12-25 | 2018-06-19 | 中国科学院半导体研究所 | 低电阻率p型氮化镓材料及其制备方法 |
JP6573076B2 (ja) | 2016-02-01 | 2019-09-11 | パナソニック株式会社 | 紫外線発光素子 |
CN108195728A (zh) * | 2018-02-01 | 2018-06-22 | 山东诺方电子科技有限公司 | 一种基于多核颗粒物传感器技术的控制系统及其控制方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004228489A (ja) * | 2003-01-27 | 2004-08-12 | Institute Of Physical & Chemical Research | p型半導体を用いた紫外発光素子 |
JP2006269773A (ja) * | 2005-03-24 | 2006-10-05 | Univ Meijo | p型AlGaN半導体層、AlGaN系半導体発光素子、AlGaN系半導体受光素子、及びp型AlGaN半導体層の形成方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3168574B2 (ja) * | 1990-03-30 | 2001-05-21 | 富士通株式会社 | 高濃度化合物半導体の結晶成長方法 |
JP3181171B2 (ja) * | 1994-05-20 | 2001-07-03 | シャープ株式会社 | 気相成長装置および気相成長方法 |
JPH1012922A (ja) | 1996-06-19 | 1998-01-16 | Toyoda Gosei Co Ltd | 3族窒化物半導体発光素子 |
US5812576A (en) * | 1996-08-26 | 1998-09-22 | Xerox Corporation | Loss-guided semiconductor lasers |
EP0902487A3 (en) * | 1997-09-05 | 2000-10-25 | Honnavalli R. Vydyanath | A semiconductor device and method of fabrication thereof |
JP2000164927A (ja) | 1998-11-24 | 2000-06-16 | Sony Corp | 窒化ガリウム系化合物半導体、窒化ガリウム系化合物半導体発光素子、およびこれらの製造方法 |
JP2001011901A (ja) | 1999-06-30 | 2001-01-16 | Kobe Steel Ltd | ハイブリッド建設機械の作業情報処理装置 |
JP4006537B2 (ja) | 1999-10-19 | 2007-11-14 | 日本電信電話株式会社 | P型の窒化物半導体の作製方法 |
JP2007019277A (ja) * | 2005-07-07 | 2007-01-25 | Rohm Co Ltd | 半導体発光素子 |
-
2008
- 2008-03-21 US US12/532,564 patent/US8238391B2/en active Active
- 2008-03-21 JP JP2009506322A patent/JP5053362B2/ja active Active
- 2008-03-21 CN CN2008800075848A patent/CN101636853B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2008-03-21 EP EP08738700A patent/EP2131403A4/en not_active Ceased
- 2008-03-21 WO PCT/JP2008/055277 patent/WO2008117750A1/ja active Application Filing
- 2008-03-21 KR KR1020097019344A patent/KR101193573B1/ko active IP Right Grant
- 2008-03-21 CA CA2681711A patent/CA2681711C/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004228489A (ja) * | 2003-01-27 | 2004-08-12 | Institute Of Physical & Chemical Research | p型半導体を用いた紫外発光素子 |
JP2006269773A (ja) * | 2005-03-24 | 2006-10-05 | Univ Meijo | p型AlGaN半導体層、AlGaN系半導体発光素子、AlGaN系半導体受光素子、及びp型AlGaN半導体層の形成方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101636853B (zh) | 2012-07-18 |
CN101636853A (zh) | 2010-01-27 |
EP2131403A1 (en) | 2009-12-09 |
WO2008117750A1 (ja) | 2008-10-02 |
KR101193573B1 (ko) | 2012-10-23 |
KR20090117895A (ko) | 2009-11-13 |
US20110128981A1 (en) | 2011-06-02 |
CA2681711C (en) | 2014-02-18 |
US8238391B2 (en) | 2012-08-07 |
CA2681711A1 (en) | 2008-10-02 |
JP5053362B2 (ja) | 2012-10-17 |
EP2131403A4 (en) | 2012-08-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4189386B2 (ja) | 窒化物半導体結晶層の成長方法および窒化物半導体発光素子の製法 | |
TWI381072B (zh) | Iii-v族化合物半導體之製造方法、肖特基能障二極體、發光二極體、雷射二極體及該等之製造方法 | |
JP5818853B2 (ja) | n型窒化アルミニウム単結晶基板を用いた縦型窒化物半導体デバイス | |
JP5279006B2 (ja) | 窒化物半導体発光素子 | |
JP2011238971A (ja) | 窒化物半導体発光素子の製造方法 | |
JP6099346B2 (ja) | N型iii族窒化物半導体層を有する積層体及びその製造方法 | |
JP5053362B2 (ja) | P型iii族窒化物半導体およびiii族窒化物半導体素子 | |
JP2007518266A (ja) | 半絶縁iii族窒化物においてフェルミ準位を制御するための同時ドーピング | |
JPH07302929A (ja) | 3−5族化合物半導体と発光素子 | |
US6429032B1 (en) | Nitride semiconductor and a method thereof, a nitride semiconductor device and a method thereof | |
CN110610849B (zh) | 一种InGaN半导体材料及其外延制备方法和应用 | |
JP2004356522A (ja) | 3−5族化合物半導体、その製造方法及びその用途 | |
US20240096618A1 (en) | Methods for forming k-phase gallium oxide materials | |
JP2001119065A (ja) | p型窒化物半導体及びその製造方法 | |
JP2007103955A (ja) | 窒化物半導体素子および窒化物半導体結晶層の成長方法 | |
JP6934473B2 (ja) | Iii族窒化物半導体発光素子 | |
TWI275136B (en) | Germanium-adding source for compound semiconductor, production method of compound semiconductor using the same and compound semiconductor | |
JP4829273B2 (ja) | Iii族窒化物半導体発光素子の製造方法 | |
KR20100105073A (ko) | 질화물 반도체 기판, 이의 제조방법 및 질화물 반도체 기판을 구비하는 발광 다이오드 | |
JP2006093681A (ja) | 化合物半導体用ゲルマニウム添加源、それを用いた化合物半導体の製造方法、および化合物半導体 | |
JP2006310886A (ja) | 3−5族化合物半導体発光素子 | |
JP2002203798A (ja) | p型窒化物半導体及びその製造方法 | |
JPWO2014136749A1 (ja) | 窒化物半導体結晶の作製方法 | |
JP2004266285A (ja) | 化合物半導体の成長方法 | |
JP2010028147A (ja) | Iii−v族化合物半導体の製造方法、ショットキーバリアダイオード、発光ダイオード、レーザダイオード、およびそれらの製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20120229 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20120308 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120321 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120518 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20120518 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120703 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120725 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5053362 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150803 Year of fee payment: 3 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |