WO2019130805A1 - 窒化物半導体素子及び窒化物半導体素子の製造方法 - Google Patents

窒化物半導体素子及び窒化物半導体素子の製造方法 Download PDF

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WO2019130805A1
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aln
algan
nitride semiconductor
crystal quality
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和田　貢
シリル ペルノ
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日機装株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a nitride semiconductor device and a method of manufacturing the nitride semiconductor device.
  • Patent Document 1 nitride semiconductor devices such as transistors and light emitting diodes have been provided, and development of nitride semiconductor devices with improved crystal quality and crystal quality has been promoted.
  • the nitride semiconductor device described in Patent Document 1 includes a single crystal substrate, an AlN layer formed on one surface of the single crystal substrate, and a first nitride semiconductor of a first conductivity type formed on the AlN layer.
  • Layer, a light emitting layer formed of an AlGaN-based material formed on the side opposite to the AlN layer side in the first nitride semiconductor layer, and a light emitting layer formed on the side opposite to the first nitride semiconductor layer in the light emitting layer a nitride semiconductor device and a second nitride semiconductor layer of the second conductivity type which is the density of the AlN crystal of N polarity in the AlN layer is 1000 / cm 2 or less, in the AlN layer
  • the half width of the X-ray rocking curve by ⁇ scan of X-ray diffraction on the AlN (10-12) plane is 500 arcsec or less.
  • the reliability of the electrical characteristics of the nitride semiconductor device is 500 arcsec or less
  • the first nitride can be obtained even if the crystal quality of the AlN layer is improved.
  • the crystal quality of n-type AlGaN as a semiconductor layer is not necessarily improved, and the crystal quality of the n-type AlGaN is improved when the AlN layer has a crystal quality within a predetermined range.
  • nitride semiconductor device and a nitride semiconductor device including n-type AlGaN formed on an AlN layer having a crystal quality within a predetermined range in order to improve the crystal quality of n-type AlGaN It is to provide a manufacturing method of
  • a nitride semiconductor device includes an AlN layer having a crystal quality within a predetermined range, and n-type AlGaN formed on the AlN layer and having a predetermined Al composition ratio. Including.
  • a method of manufacturing a nitride semiconductor device comprising the steps of: forming an AlN layer having a crystal quality within a predetermined range; Forming an n-type AlGaN having a composition ratio.
  • a nitride semiconductor device including n-type AlGaN formed on an AlN layer having a crystal quality within a predetermined range, and nitridation It is possible to provide a method of manufacturing a semiconductor device.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a nitride semiconductor device according to an embodiment of the present invention. It is a figure which shows the data of the light emission output of n-AlGaN mix value and a semiconductor element. 5 is a graph showing the relationship between the n-AlGaN mix value shown in FIG. 2 and the light emission output of the semiconductor device. It is a figure which shows the data of AlN mix value and n-AlGaN mix value.
  • FIG. 5 is a graph showing the correlation between the AlN mix value shown in FIG. 4 and the mix value of n-AlGaN.
  • Embodiment An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that the embodiments described below are shown as preferable specific examples for carrying out the present invention, and there are portions that specifically exemplify various technical matters that are technically preferable. The technical scope of the present invention is not limited to this specific embodiment.
  • the dimensional ratio of each component in each drawing does not necessarily coincide with the dimensional ratio of the actual nitride semiconductor device.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing the configuration of a nitride semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
  • the nitride semiconductor device 1 includes, for example, a transistor, a laser diode (Laser Diode: LD), a light emitting diode (Light Emitting Diode: LED), and the like.
  • a light emitting diode emitting light of a wavelength in the ultraviolet region (in particular, deep ultraviolet light having a central wavelength of 250 nm to 350 nm) as the nitride semiconductor element 1 (hereinafter, also simply referred to as “semiconductor element 1”)
  • the nitride semiconductor element 1 (hereinafter, also simply referred to as “semiconductor element 1”)
  • the semiconductor device 1 includes a substrate 10, a buffer layer 20, an n-type cladding layer 30, an active layer 40 including multiple quantum well layers, an electron block layer 50, and a p-type cladding layer 70. , A p-type contact layer 80, an n-side electrode 90, and a p-side electrode 92.
  • the semiconductor constituting the semiconductor element 1 is, for example, a binary system represented by Al x Ga y In 1-x-y N (0 ⁇ x ⁇ 1, 0 ⁇ y ⁇ 1, 0 ⁇ x + y ⁇ 1).
  • a ternary or quaternary group III nitride semiconductor can be used. Also, part of these group III elements may be replaced with boron (B), thallium (Tl), etc., and part of N may be phosphorus (P), arsenic (As), antimony (Sb), etc. It may be replaced with bismuth (Bi) or the like.
  • the substrate 10 is, for example, a sapphire substrate containing sapphire (Al 2 O 3 ).
  • a sapphire (Al 2 O 3 ) substrate for example, an aluminum nitride (AlN) substrate or an aluminum gallium nitride (AlGaN) substrate may be used.
  • AlN aluminum nitride
  • AlGaN aluminum gallium nitride
  • the buffer layer 20 is formed on the substrate 10.
  • the buffer layer 20 includes an AlN layer 22 and an undoped u-Al p Ga 1-p N layer 24 (0 ⁇ p ⁇ 1) formed on the AlN layer 22.
  • the AlN layer 22 has a crystal quality within a predetermined range. Details will be described later.
  • the substrate 10 and the buffer layer 20 constitute the base structure portion 2.
  • the buffer layer 20 may not necessarily be provided.
  • the n-type cladding layer 30 is formed on the base structure portion 2.
  • the n-type cladding layer 30 is a layer formed of n-type AlGaN (hereinafter, also simply referred to as “n-AlGaN”).
  • n-AlGaN n-type AlGaN
  • Al q Ga 1 doped with silicon (Si) as an n-type impurity -Q N layer (0 q q 1 1).
  • germanium (Ge), selenium (Se), tellurium (Te), carbon (C) or the like may be used as the n-type impurity.
  • the n-type cladding layer 30 has a thickness of about 1 ⁇ m to 5 ⁇ m.
  • the n-type cladding layer 30 may be a single layer or a multilayer structure.
  • An active layer 40 including multiple quantum well layers is formed on the n-type cladding layer 30.
  • three layers each of the barrier layer 42 and the well layer 44 are provided in the active layer 40, but the number is not limited to three and may be two or less, or four or more. .
  • the electron blocking layer 50 is formed on the active layer 40.
  • the electron block layer 50 is formed of AlN.
  • the electron blocking layer 50 has a thickness of about 1 nm to 10 nm.
  • the electron block layer 50 may include a layer formed of p-type AlGaN (hereinafter, also simply referred to as “p-AlGaN”).
  • the electron block layer 50 is not necessarily limited to the p-type semiconductor layer, and may be an undoped semiconductor layer.
  • the p-type cladding layer 70 is formed on the electron block layer 50.
  • the p-type cladding layer 70 is a layer formed of p-AlGaN, and is, for example, an Al t Ga 1 -t N cladding layer (0 ⁇ t ⁇ 1) doped with magnesium (Mg) as a p-type impurity. is there. Note that zinc (Zn), beryllium (Be), calcium (Ca), strontium (Sr), barium (Ba) or the like may be used as the p-type impurity.
  • the p-type cladding layer 70 has a thickness of about 300 nm to 700 nm.
  • the p-type contact layer 80 is formed on the p-type cladding layer 70.
  • the p-type contact layer 80 is, for example, a p-type GaN layer heavily doped with an impurity such as Mg.
  • the n-side electrode 90 is formed on a partial region of the n-type cladding layer 30.
  • the n-side electrode 90 is formed of, for example, a multilayer film in which titanium (Ti) / aluminum (Al) / Ti / gold (Au) is sequentially stacked on the n-type cladding layer 30.
  • the p-side electrode 92 is formed on the p-type contact layer 80.
  • the p-side electrode 92 is formed of, for example, a multilayer film in which nickel (Ni) / gold (Au) is sequentially stacked on the p-type contact layer 80.
  • the quality of the n-AlGaN crystal that forms the n-type cladding layer 30 (also simply referred to as “crystal quality”. Note that the expression “crystallinity” should be used.
  • the relationship between the light emission output of the semiconductor element and the light emission output of the semiconductor element will be described.
  • the inventors of the present invention intended to evaluate the relationship between the crystal quality of the n-AlGaN forming the n-type cladding layer 30 and the light emission output of the semiconductor device 1 by An experiment was conducted to examine the relationship between the AlGaN mix value and the light emission output of the semiconductor device 1.
  • the n-AlGaN mix value is a half value width (arcsec) of an X-ray rocking curve obtained by ⁇ scan of X-ray diffraction with respect to the (10-12) plane (Mixed plane) of n-AlGaN crystal.
  • -It is an example of a typical index which shows the crystal quality of AlGaN.
  • the n-AlGaN mix value means that the smaller the value, the better the crystal quality of n-AlGaN.
  • FIG. 2 is a table showing data of n-AlGaN mix value and light emission output of the semiconductor device.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the n-AlGaN mix value shown in FIG. 2 and the light emission output of the semiconductor device.
  • the horizontal axis in FIG. 3 indicates the n-AlGaN mix value (arcsec), and the vertical axis indicates the light emission output (arbitrary unit) of the semiconductor device 1.
  • the solid line in FIG. 3 is an auxiliary line schematically showing the tendency of the change in the light emission output (arbitrary unit) of the semiconductor element 1 with respect to the n-AlGaN mix value (arcsec).
  • the alternate long and short dash line in FIG. 3 is an auxiliary line indicating 500 arcsec.
  • the light emission output can be measured by various known methods, but in the present embodiment, as an example, a current is caused to flow between the n-side electrode 90 and the p-side electrode 92 described above to It measured by the photodete
  • the light emission output of the semiconductor device 1 changes with the n-AlGaN mix value before and after 500 arcsec. Specifically, when the n-AlGaN mix value exceeds 500 arcsec, the light emission output of the semiconductor device 1 starts to decrease.
  • the n-AlGaN mix value is preferably 550 arcsec or less, more preferably the n-AlGaN mix value is 500 arcsec or less, in order to suppress the decrease in light emission output of the semiconductor device 1.
  • AlN mix value is the half width (arcsec) of the X-ray rocking curve obtained by ⁇ scan of X-ray diffraction on the (10-12) plane (Mixed plane) of the crystal of AlN forming the AlN layer 22. It is an example of a typical index which shows crystal quality. The smaller the value of AlN mix value, the better the crystal quality of AlN.
  • the inventors of the present invention have found that there is a correlation between the AlN mix value and the n-AlGaN mix value as a result of intensive studies. Details will be described below.
  • the inventors firstly performed an AlN mole fraction (%) of 40% to 70% (hereinafter referred to as “A It is also called l composition ratio.
  • a It is also called l composition ratio 122 pieces of the above-described semiconductor device 1 including the n-type cladding layer 30 formed of n-AlGaN.
  • the 122 semiconductor devices 1 were classified into three groups (group A, group B and group C) according to the range of the Al composition ratio. Then, the AlN mix value and the n-AlGaN mix value of each semiconductor element 1 were measured for each group.
  • FIG. 4 is a table showing data of AlN mix value and n-AlGaN mix value.
  • the semiconductor device 1 having the n-type cladding layer 30 formed of n-AlGaN having an Al composition ratio of 60% to 70% was classified into the group A.
  • the semiconductor device 1 having the n-type cladding layer 30 formed of n-AlGaN having an Al composition ratio of 50% to 60% was classified into the group B.
  • the semiconductor device 1 having the n-type cladding layer 30 formed of n-AlGaN having an Al composition ratio of 40% to 50% was classified into the group C.
  • 44 semiconductor elements 1 out of the 122 were classified.
  • group B 62 out of the 122 samples were classified.
  • group C 16 out of the 122 samples were classified.
  • FIG. 5 is a graph showing the correlation between the AlN mix value and the n-AlGaN mix value shown in FIG.
  • Triangular marks in FIG. 5 indicate data of the semiconductor devices 1 classified into the group A.
  • Square marks indicate data of the semiconductor devices 1 classified into the group B.
  • Circles indicate data of the semiconductor devices 1 classified into group C.
  • the alternate long and short dash line in FIG. 5 is a line schematically showing the tendency of the change in n-AlGaN mix value to the AlN mix value.
  • the broken line is a line schematically showing the tendency of the change of the n-AlGaN mix value to the AlN mix value in the data of the semiconductor device 1 of group B.
  • the dotted line is a line schematically showing the tendency of the change of the n-AlGaN mix value to the AlN mix value in the data of the semiconductor device 1 of group C.
  • the thin line is a line indicating 500 arcsec of the n-AlGaN mix value.
  • the graph of the n-AlGaN mix value against the AlN mix value has a substantially convex shape on the lower side.
  • there is a relation between the AlN mix value and the n-AlGaN mix value such that there is a minimum value of the n-AlGaN mix value with respect to the AlN mix value.
  • the semiconductor element 1 having an Al composition ratio of 60% to 70% of n-AlGaN there is a minimum value of the n-AlGaN mix value near the AlN mix value of 390 ⁇ 10 arcsec ( See the dotted line in FIG. 5).
  • the minimum value of the n-AlGaN mix value exists near the AlN mix value of 450 ⁇ 10 arcsec (see the broken line in FIG. 5).
  • the minimum value of the n-AlGaN mix value exists near the AlN mix value of 450 ⁇ 10 arcsec (see the broken line in FIG. 5). ).
  • the above results show that the crystal quality of n-AlGaN improves with the crystal quality of AlN when AlN has a crystal quality within a predetermined range, while AlN becomes more than the predetermined crystal quality In the case, it has been shown that the crystal quality of n-AlGaN is degraded even if the crystal quality of AlN is further improved. If this result is applied to the semiconductor device 1 described above, it can be said that the AlN layer 22 can improve the crystal quality of n-type AlGaN at a predetermined crystal quality.
  • the n-AlGaN mix value is 500 ⁇ 10 arcsec or less
  • the decrease in light emission output of the semiconductor element 1 is suppressed (see FIG. 3).
  • the n-AlGaN mix value is suppressed to 500 arcsec ⁇ 10 or less, and the light emission output of the semiconductor device 1 Is considered to be suppressed.
  • the AlN has a crystal quality in a predetermined range
  • the decrease in the light emission output of the semiconductor element 1 is suppressed.
  • the predetermined range of the AlN mix value is 480 arcsec or less.
  • the predetermined range of AlN mix values is 380-520 arcsec.
  • the predetermined range of AlN mix values is 410-490 arcsec.
  • the AlN mix value has a value greater than or equal to the first predetermined value and a value less than or equal to the second predetermined value in order to suppress a decrease in light emission output of the semiconductor device 1.
  • the predetermined range of the AlN mix value is 350 to 480 arcsec when the Al composition ratio of n-AlGaN is 40% to 70%.
  • the predetermined range of the AlN mix value is 380 to 520 arcsec.
  • the AlN layer 22 has the X-ray rocking curve half width with respect to the (10-12) plane as the crystal quality within the predetermined range. It has crystal quality according to 350-520 arcsec.
  • the half-width of the X-ray rocking curve with respect to the (10-12) plane is 380 to 520 arcsec as the crystal quality within the predetermined range. Has a corresponding crystal quality.
  • the half-width of the X-ray rocking curve with respect to the (10-12) plane is 410 to 490 arcsec as the crystal quality within the predetermined range. Has a corresponding crystal quality.
  • a buffer layer 20, an n-type cladding layer 30, an active layer 40, an electron block layer 50, and a p-type cladding layer 70 are successively grown at a high temperature on the substrate 10 in this order.
  • MOCVD metal organic chemical vapor deposition
  • MBE molecular beam epitaxy
  • NVPE halide vapor phase epitaxy
  • the step of forming the AlN layer 22 of the buffer layer 20 includes the step of forming so that the half value width of the X-ray rocking curve with respect to the (10-12) plane of the AlN crystal is within a predetermined range.
  • the growth temperature is in the range of 1150 to 1350 ° C.
  • the doping amount of Ga is in the range of about 1 ⁇ 10 17 to 1 ⁇ 10 18 (cm ⁇ 3 )
  • the film thickness of the AlN layer 22 The crystal growth can be performed under the conditions of approximately 2 ⁇ m.
  • the half width of the X-ray rocking curve with respect to the (10-12) plane of the AlN crystal can be reduced.
  • the doping amount of Ga is increased, the half width of the X-ray rocking curve with respect to the (10-12) plane of the AlN crystal can be reduced.
  • the film thickness of the AlN layer 22 is larger than 2 ⁇ m, the half width of the X-ray rocking curve with respect to the (10-12) plane of the AlN crystal can be reduced. Therefore, by appropriately changing at least one of the growth temperature, the doping amount of Ga, and the film thickness of the AlN layer 22, an AlN layer 20 having a desired half width of the X-ray rocking curve can be formed. it can.
  • the step of forming the AlN layer 22 at least the step of changing the growth temperature, the step of changing the doping amount of Ga, and the step of changing the film thickness of the AlN layer 22 in order to obtain predetermined crystal quality. Includes one or more steps.
  • the step of forming the n-type cladding layer 30 includes the step of forming n-AlGaN so as to have a predetermined Al composition ratio.
  • a mask is formed on the p-type cladding layer 70, and the active layer 40, the electron block layer 50, and the p-type cladding layer 70 in the exposed region where the mask is not formed are removed.
  • the removal of the active layer 40, the electron blocking layer 50, and the p-type cladding layer 70 can be performed, for example, by plasma etching.
  • the n-side electrode 90 is formed on the exposed surface 30a (see FIG. 1) of the n-type cladding layer 30, and the p-side electrode 92 is formed on the p-type contact layer 80 from which the mask is removed.
  • the n-side electrode 90 and the p-side electrode 92 can be formed by, for example, a known method such as an electron beam evaporation method or a sputtering method.
  • the semiconductor element 1 shown in FIG. 1 is formed.
  • the semiconductor device 1 has the predetermined Al composition ratio and the AlN layer 22 in which the half value width of the X-ray rocking curve with respect to the (10-12) plane is within the predetermined range.
  • an n-type cladding layer 30 formed of n-type AlGaN.
  • a nitride semiconductor device comprising an AlN layer (22) having a crystal quality within a predetermined range, and n-type AlGaN formed on the AlN layer and having a predetermined Al composition ratio (1 ).
  • the AlN layer (22) has a crystal quality in which the half value width of the X-ray rocking curve with respect to the (10-12) plane corresponds to 350 to 520 (arcsec) as the crystal quality within the predetermined range.
  • the AlN layer (22) has a crystal quality in which the half width of the X-ray rocking curve with respect to the (10-12) plane corresponds to 380 to 520 (arcsec) as the crystal quality within the predetermined range.
  • the AlN layer (22) has a crystal quality in which the half width of the X-ray rocking curve with respect to the (10-12) plane corresponds to 410 to 490 (arcsec) as the crystal quality within the predetermined range.
  • a method of manufacturing a nitride semiconductor device (1) comprising: [6] In the step of forming the AlN layer (22) having the crystal quality within the predetermined range, the step of changing the growth temperature, the step of changing the doping amount of Ga, and the film thickness of the AlN layer (22)
  • Nitride semiconductor device semiconductor device 22 ... AlN layer

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Abstract

窒化物半導体発光素子１は、所定の範囲内の結晶品質を有したＡｌＮ層２２と、前記ＡｌＮ層２２上に形成された、所定のＡｌ組成比を有したｎ型ＡｌＧａＮとを含む窒化物半導体素子。また、ＡｌＮ層２２は、所定の範囲内の結晶品質として、（１０－１２）面に対するＸ線ロッキングカーブの半値幅が３５０～５２０（ａｒｃｓｅｃ）に応じた結晶品質を有し、ｎ型ＡｌＧａＮは、所定のＡｌ組成比として、４０％～７０％のＡｌ組成比を有する。

Description

窒化物半導体素子及び窒化物半導体素子の製造方法
　本発明は、窒化物半導体素子及び窒化物半導体素子の製造方法に関する。
　近年、トランジスタや、発光ダイオード等の窒化物半導体素子が提供されており、結晶の品質結晶品質を向上させた窒化物半導体素子の開発が進められている（特許文献１参照。）。
特開２０１３－１６７１１号公報
　特許文献１に記載の窒化物半導体素子は、単結晶基板と、単結晶基板の一表面上に形成されたＡｌＮ層と、前記ＡｌＮ層上に形成された第１導電形の第１窒化物半導体層と、前記第１窒化物半導体層における前記ＡｌＮ層側とは反対側に形成されたＡｌＧａＮ系材料からなる発光層と、前記発光層における前記第１窒化物半導体層側とは反対側に形成された第２導電形の第２窒化物半導体層とを備えた窒化物半導体素子であって、前記ＡｌＮ層におけるＮ極性のＡｌＮ結晶の密度が１０００個／ｃｍ２以下であり、前記ＡｌＮ層におけるＡｌＮ（１０－１２）面に対するＸ線回折のωスキャンによるＸ線ロッキングカーブの半値幅が５００arcsec以下である構成を有する。特許文献１に記載の窒化物半導体素子では、ＡｌＮ層の結晶品質を向上させることにより、窒化物半導体素子の電気的特性の信頼性の向上を図っている。
　しかし、本発明者らは、ＡｌＮ層上に第１窒化物半導体層としてのｎ型ＡｌＧａＮが形成される窒化物半導体素子では、前記ＡｌＮ層の結晶品質を向上させたとしても、第１窒化物半導体層としてのｎ型ＡｌＧａＮの結晶品質は、必ずしも向上することは限らないこと、及び、前記ＡｌＮ層は、所定の範囲内の結晶品質のときに、前記ｎ型ＡｌＧａＮの結晶品質を向上させることができるとの知見を得た。
　そこで、本発明の目的は、ｎ型ＡｌＧａＮの結晶品質を向上するため、所定の範囲内の結晶品質を有したＡｌＮ層上に形成されたｎ型ＡｌＧａＮを含む窒化物半導体素子及び窒化物半導体素子の製造方法を提供することにある。
　本発明の一実施の態様による窒化物半導体素子は、所定の範囲内の結晶品質を有したＡｌＮ層と、前記ＡｌＮ層上に形成された、所定のＡｌ組成比を有したｎ型ＡｌＧａＮとを含む。
　また、本発明の他の実施の態様による窒化物半導体素子の製造方法は、所定の範囲内の結晶品質を有したＡｌＮ層を形成する工程と、前記ＡｌＮ層上に位置して、所定のＡｌ組成比を有したｎ型ＡｌＧａＮを形成する工程と、を備える。
　本発明の一実施の形態によれば、ｎ型ＡｌＧａＮの結晶品質を向上するため、所定の範囲内の結晶品質を有したＡｌＮ層上に形成されたｎ型ＡｌＧａＮを含む窒化物半導体素子及び窒化物半導体素子の製造方法を提供することができる。
本発明の実施の形態に係る窒化物半導体素子の構成を概略的に示す縦断面図である。 ｎ－ＡｌＧａＮミックス値及び半導体素子の発光出力のデータを示す図ある。 図２に示すｎ－ＡｌＧａＮミックス値と半導体素子の発光出力との関係を示すグラフである。 ＡｌＮミックス値及びｎ－ＡｌＧａＮミックス値のデータを示す図である。 図４に示すＡｌＮミックス値及びｎ－ＡｌＧａＮのミックス値の相関関係を示すグラフである。
［実施の形態］
　本発明の実施の形態について、図１を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。また、各図面における各構成要素の寸法比は、必ずしも実際の窒化物半導体素子の寸法比と一致するものではない。
（窒化物半導体素子の構成）
　図１は、本発明の実施の形態に係る窒化物半導体素子の構成を概略的に示す縦断面図である。窒化物半導体素子１には、例えば、トランジスタ、レーザダイオード（Laser Diode：ＬＤ）、発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）等が含まれる。本実施の形態では、窒化物半導体素子１（以下、単に「半導体素子１」ともいう。）として、紫外領域の波長の光（特に、中心波長が２５０ｎｍ～３５０ｎｍの深紫外光）を発する発光ダイオードを例に挙げて説明する。
　図１に示すように、半導体素子１は、基板１０と、バッファ層２０と、ｎ型クラッド層３０と、多重量子井戸層を含む活性層４０と、電子ブロック層５０と、ｐ型クラッド層７０と、ｐ型コンタクト層８０と、ｎ側電極９０と、ｐ側電極９２とを含んで構成されている。
　半導体素子１を構成する半導体には、例えば、ＡｌｘＧａｙＩｎ１－ｘ－ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）にて表される２元系、３元系若しくは４元系のIII族窒化物半導体を用いることができる。また、これらのIII族元素の一部は、ホウ素（Ｂ）、タリウム（Ｔｌ）等で置き換えても良く、また、Ｎの一部をリン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）等で置き換えても良い。
　基板１０は、例えば、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）を含むサファイア基板である。基板１０には、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）基板の他に、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基板や、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）基板を用いてもよい。
　バッファ層２０は、基板１０上に形成されている。バッファ層２０は、ＡｌＮ層２２と、ＡｌＮ層２２上に形成されるアンドープのｕ－ＡｌｐＧａ１－ｐＮ層２４（０≦ｐ≦１）を含んで構成されている。ＡｌＮ層２２は、所定の範囲内の結晶品質を有している。詳細は、後述する。また、基板１０及びバッファ層２０は、下地構造部２を構成する。なお、基板１０がＡｌＮ基板またはＡｌＧａＮ基板である場合、バッファ層２０は必ずしも設けなくてもよい。
　ｎ型クラッド層３０は、下地構造部２上に形成されている。ｎ型クラッド層３０は、ｎ型ＡｌＧａＮ（以下、単に「ｎ－ＡｌＧａＮ」ともいう。）により形成された層であり、例えば、ｎ型の不純物としてシリコン（Ｓｉ）がドープされたＡｌｑＧａ１－ｑＮ層（０≦ｑ≦１）である。なお、ｎ型の不純物としては、ゲルマニウム（Ｇｅ）、セレン（Ｓｅ）、テルル（Ｔｅ）、炭素（Ｃ）等を用いてもよい。ｎ型クラッド層３０は、１μｍ～５μｍ程度の厚さを有している。ｎ型クラッド層３０は、単層でもよく、多層構造でもよい。
　多重量子井戸層を含む活性層４０は、ｎ型クラッド層３０上に形成されている。活性層４０は、ＡｌｒＧａ１－ｒＮによって形成された多重量子井戸層のｎ型クラッド層３０側の障壁層４２ａ、及び後述する電子ブロック層５０側の障壁層４２ｃを含む３層の障壁層４２ａ，４２ｂ，４２ｃとＡｌｓＧａ１－ｓＮによって形成された３層の井戸層４４ａ，４４ｂ，４４ｃ（０≦ｒ≦１、０≦ｓ≦１、ｒ＞ｓ）とを交互に積層した多重量子井戸層を含む層である。なお、本実施の形態では、活性層４０に障壁層４２及び井戸層４４は各３層ずつ設けたが、必ずしも３層に限定されるものではなく、２層以下でもよく、４層以上でもよい。
　電子ブロック層５０は、活性層４０上に形成されている。電子ブロック層５０は、ＡｌＮにより形成されている。電子ブロック層５０は、１ｎｍ～１０ｎｍ程度の厚さを有している。なお、電子ブロック層５０は、ｐ型ＡｌＧａＮ（以下、単に「ｐ－ＡｌＧａＮ」ともいう。）により形成された層を含んでもよい。また、電子ブロック層５０は、必ずしもｐ型の半導体層に限られず、アンドープの半導体層でもよい。
　ｐ型クラッド層７０は、電子ブロック層５０上に形成されている。ｐ型クラッド層７０は、ｐ－ＡｌＧａＮにより形成される層であり、例えば、ｐ型の不純物としてマグネシウム（Ｍｇ）がドープされたＡｌｔＧａ１－ｔＮクラッド層（０≦ｔ≦１）である。なお、ｐ型の不純物としては、亜鉛（Ｚｎ）、ベリリウム（Ｂｅ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）等を用いてもよい。ｐ型クラッド層７０は、３００ｎｍ～７００ｎｍ程度の厚さを有している。
　ｐ型コンタクト層８０は、ｐ型クラッド層７０上に形成されている。ｐ型コンタクト層８０は、例えば、Ｍｇ等の不純物が高濃度にドープされたｐ型のＧａＮ層である。
　ｎ側電極９０は、ｎ型クラッド層３０の一部の領域上に形成されている。ｎ側電極９０は、例えば、ｎ型クラッド層３０の上にチタン（Ｔｉ）／アルミニウム（Ａｌ）／Ｔｉ／金（Ａｕ）が順に積層された多層膜で形成される。
　ｐ側電極９２は、ｐ型コンタクト層８０の上に形成されている。ｐ側電極９２は、例えば、ｐ型コンタクト層８０の上にニッケル（Ｎｉ）／金（Ａｕ）が順に積層された多層膜で形成される。
（ｎ－ＡｌＧａＮの結晶品質と半導体素子の発光出力との関係）
　次に、図２及び図３を参照して、ｎ型クラッド層３０を形成するｎ－ＡｌＧａＮの結晶の品質（単に、「結晶品質」ともいう。なお、「結晶性」との表現を用いることもできる。）と半導体素子の発光出力との関係を説明する。発明者らは、ｎ型クラッド層３０を形成するｎ－ＡｌＧａＮの結晶品質と半導体素子１の発光出力との関係を評価することを目的として、ｎ－ＡｌＧａＮのミックス値（以下、単に「ｎ－ＡｌＧａＮミックス値」ともいう。）と半導体素子１の発光出力との関係を調べる実験を行った。ここで、ｎ－ＡｌＧａＮミックス値とは、ｎ－ＡｌＧａＮ結晶の（１０－１２）面（Ｍｉｘｅｄ面）に対するＸ線回折のωスキャンにより得られるＸ線ロッキングカーブの半値幅（ａｒｃｓｅｃ）であり、ｎ－ＡｌＧａＮの結晶品質を示す代表的な指標の一例である。ｎ－ＡｌＧａＮミックス値は、値が小さいほどｎ－ＡｌＧａＮの結晶品質が良いことを意味する。
　図２は、ｎ－ＡｌＧａＮミックス値及び半導体素子の発光出力のデータを表で示す図ある。図３は、図２に示すｎ－ＡｌＧａＮミックス値と半導体素子の発光出力との関係を示すグラフである。図３の横軸は、ｎ－ＡｌＧａＮミックス値（ａｒｃｓｅｃ）を示し、縦軸は、半導体素子１の発光出力（任意単位）を示す。また、図３の実線は、ｎ－ＡｌＧａＮミックス値（ａｒｃｓｅｃ）に対する半導体素子１の発光出力（任意単位）の変化の傾向を概略的に示す補助線である。図３の一点鎖線は、５００ａｒｃｓｅｃを示す補助線である。なお、発光出力は、種々の公知の方法で測定することが可能であるが、本実施例では、一例として、上述したｎ側電極９０及びｐ側電極９２の間に電流を流し、半導体素子１の下側に設置した光検出器により測定した。
　図２及び図３に示すように、半導体素子１の発光出力は、ｎ－ＡｌＧａＮミックス値が５００ａｒｃｓｅｃの前後で変化する。具体的には、ｎ－ＡｌＧａＮミックス値が５００ａｒｃｓｅｃを超えると、半導体素子１の発光出力が低下しはじめる。この実験は、半導体素子１の発光出力の低下を抑制するには、好ましくはｎ－ＡｌＧａＮミックス値が５５０ａｒｃｓｅｃ以下、さらに好ましくはｎ－ＡｌＧａＮミックス値が５００ａｒｃｓｅｃ以下であることを示している。
（ＡｌＮミックス値とｎ－ＡｌＧａＮミックス値との関係）
　次に、図４及び図５を参照して、ＡｌＮのミックス値（以下、単に「ＡｌＮミックス値」ともいう。）とｎ－ＡｌＧａＮミックス値との関係を説明する。ＡｌＮミックス値は、ＡｌＮ層２２を形成するＡｌＮの結晶の（１０－１２）面（Ｍｉｘｅｄ面）に対するＸ線回折のωスキャンにより得られるＸ線ロッキングカーブの半値幅（ａｒｃｓｅｃ）であり、ＡｌＮの結晶品質を示す代表的な指標の一例である。ＡｌＮミックス値は、値が小さいほどＡｌＮの結晶品質が良いことを意味する。発明者らは、鋭意検討の結果、ＡｌＮミックス値とｎ－ＡｌＧａＮミックス値と間には相関関係があることを見出した。以下、詳細を説明する。
　具体的には、発明者らは、まず、４０％～７０％のＡｌＮモル分率（％）（以下、「Ａ
ｌ組成比」ともいう。）を有するｎ－ＡｌＧａＮにより形成されたｎ型クラッド層３０を含む上記の半導体素子１を１２２個作製した。次に、この１２２個の半導体素子１をＡｌ組成比の範囲別に３つのグループ（グループＡ、グループＢ及びグループＣ）に分類した。そして、グループごとに、各半導体素子１のＡｌＮミックス値、及びｎ－ＡｌＧａＮミックス値を測定した。
　図４は、ＡｌＮミックス値及びｎ－ＡｌＧａＮミックス値のデータを表で示す図である。図４に示すように、グループＡには、６０％～７０％のＡｌ組成比を有するｎ－ＡｌＧａＮにより形成されたｎ型クラッド層３０を有す半導体素子１を分類した。グループＢには、５０％～６０％のＡｌ組成比を有するｎ－ＡｌＧａＮにより形成されたｎ型クラッド層３０を有する半導体素子１を分類した。グループＣには、４０％～５０％のＡｌ組成比を有するｎ－ＡｌＧａＮにより形成されたｎ型クラッド層３０を有する半導体素子１を分類した。なお、グループＡには、上記１２２個のうちの４４個の半導体素子１が分類された。グループＢには、上記１２２個のうちの６２個のサンプルが分類された。グループＣには、上記１２２個のうちの１６個のサンプルが分類された。
　図５は、図４に示すＡｌＮミックス値及びｎ－ＡｌＧａＮミックス値の相関関係を示すグラフである。図５の三角印は、グループＡに分類された半導体素子１のデータを示す。四角印は、グループＢに分類された半導体素子１のデータを示す。丸印は、グループＣに分類された半導体素子１のデータを示す。また、図５の一点鎖線は、グループＡの半導体素子１のデータにおいて、ＡｌＮミックス値に対するｎ－ＡｌＧａＮミックス値の変化の傾向を概略的に示す線である。破線は、グループＢの半導体素子１のデータにおいて、ＡｌＮミックス値に対するｎ－ＡｌＧａＮミックス値の変化の傾向を概略的に示す線である。点線は、グループＣの半導体素子１のデータにおいて、ＡｌＮミックス値に対するｎ－ＡｌＧａＮミックス値の変化の傾向を概略的に示す線である。細線は、ｎ－ＡｌＧａＮミックス値の５００arcsecを示す線である。
　図５に示すように、ＡｌＮミックス値に対するｎ－ＡｌＧａＮミックス値のグラフは、下側に略凸状の形状を有している。換言すれば、ＡｌＮミックス値とｎ－ＡｌＧａＮミックス値との間には、ＡｌＮミックス値に対してｎ－ＡｌＧａＮミックス値の極小値が存在するような関係がある。
　具体的には、グループＡ、すなわちｎ－ＡｌＧａＮのＡｌ組成比が６０％～７０％の半導体素子１では、ＡｌＮミックス値が３９０±１０ａｒｃｓｅｃの近辺にｎ－ＡｌＧａＮミックス値の極小値が存在する（図５の一点鎖線参照）。グループＢ、すなわちｎ－ＡｌＧａＮのＡｌ組成比が５０％～６０％の半導体素子１では、ＡｌＮミックス値が４５０±１０ａｒｃｓｅｃの近辺にｎ－ＡｌＧａＮミックス値の極小値が存在する（図５の破線参照）。グループＣ、すなわちｎ－ＡｌＧａＮのＡｌ組成比が４０％～５０％の半導体素子１では、ＡｌＮミックス値が４５０±１０ａｒｃｓｅｃの近辺にｎ－ＡｌＧａＮミックス値の極小値が存在する（図５の破線参照）。
　これらの結果は、ＡｌＮミックス値が特定の値（ｎ－ＡｌＧａＮミックス値が極小値となるときのＡｌＮミックス値）よりも大きい場合、ｎ－ＡｌＧａＮミックス値は、ＡｌＮミックス値が小さくなるとともに小さくなること、及びＡｌＮミックス値が該特定の値以下の場合、ｎ－ＡｌＧａＮミックス値は、ＡｌＮミックス値が小さくなるとともに大きくなることを示している。すなわち、上記の結果は、ｎ－ＡｌＧａＮの結晶品質は、ＡｌＮが所定の範囲内の結晶品質を有する場合、ＡｌＮの結晶品質に伴って良くなる一方で、ＡｌＮが所定の結晶品質以上になった場合、ＡｌＮの結晶品質がさらに良くなったとしてもｎ－ＡｌＧａＮの結晶品質は、低下するということを示している。この結果を上述した半導体素子１に当てはめると、ＡｌＮ層２２は、所定の結晶品質のときに、ｎ型ＡｌＧａＮの結晶品質を向上させることができるといえる。
　また、グループＡ、グループＢ及びグループＣの結果にはいずれも、ｎ－ＡｌＧａＮミックス値が５００ａｒｃｓｅｃを超えるものと、５００ａｒｃｓｅｃ以下のものとがともに存在する。すなわち、５００±１０ａｒｃｓｅｃ以下のｎ－ＡｌＧａＮミックス値を与え得るＡｌＮミックス値の所定の範囲が存在する。
　上述したように、ｎ－ＡｌＧａＮミックス値が５００±１０ａｒｃｓｅｃ以下のとき、半導体素子１の発光出力の低下が抑制される（図３参照）。この図３に示された結果を図５に示すデータに適用すると、ＡｌＮミックス値が所定の範囲にある場合に、ｎ－ＡｌＧａＮミックス値が５００ａｒｃｓｅｃ±１０以下に抑えられ、半導体素子１の発光出力の低下が抑制されると考えられる。換言すれば、ＡｌＮが所定の範囲の結晶品質を有するとき、半導体素子１の発光出力の低下が抑制されると考えられる。
　具体的には、図５に示すように、グループＡの結果において、ＡｌＮミックス値の所定の範囲は、４８０ａｒｃｓｅｃ以下である。グループＢの結果において、ＡｌＮミックス値の所定の範囲は、３８０～５２０ａｒｃｓｅｃである。グループＣの結果において、ＡｌＮミックス値の所定の範囲は、４１０～４９０ａｒｃｓｅｃである。グループＢ及びグループＣの結果が示すように、ＡｌＮミックス値は、半導体素子１の発光出力の低下を抑制するために第１の所定の値以上の値と第２の所定の値以下の値とによって定まる所定の範囲を有する。すなわち、ＡｌＮミックス値には、半導体素子１の発光出力の低下を抑制するための下限値と上限値とによって定まる所定の範囲が存在する。
　上記グループＡ、グループＢ及びグループＣの結果をまとめると、ｎ－ＡｌＧａＮのＡｌ組成比が４０％～７０％において、ＡｌＮミックス値の所定の範囲は、３５０～４８０ａｒｃｓｅｃである。特に、グループＢ及びグループＣの結果をまとめると、ｎ－ＡｌＧａＮのＡｌ組成比が４０％～６０％において、ＡｌＮミックス値の所定の範囲は、３８０～５２０ａｒｃｓｅｃである。
　以上を換言すれば、ｎ－ＡｌＧａＮのＡｌ組成比が４０％～７０％において、ＡｌＮ層２２は、所定の範囲内の結晶品質として、（１０－１２）面に対するＸ線ロッキングカーブの半値幅が３５０～５２０ａｒｃｓｅｃに応じた結晶品質を有する。また、ｎ－ＡｌＧａＮのＡｌ組成比が４０％～６０％において、ＡｌＮ層２２は、所定の範囲内の結晶品質として、（１０－１２）面に対するＸ線ロッキングカーブの半値幅が３８０～５２０ａｒｃｓｅｃに応じた結晶品質を有する。また、ｎ－ＡｌＧａＮのＡｌ組成比が４０％～５０％において、ＡｌＮ層２２は、所定の範囲内の結晶品質として、（１０－１２）面に対するＸ線ロッキングカーブの半値幅が４１０～４９０ａｒｃｓｅｃに応じた結晶品質を有する。
（半導体素子の製造方法）
　次に、半導体素子１の製造方法について説明する。基板１０上にバッファ層２０、ｎ型クラッド層３０、活性層４０、電子ブロック層５０、ｐ型クラッド層７０を、この順に連続的に高温成長させて形成する。これら層の成長には、有機金属化学気相成長法（Metal Organic Chemical Vapor Deposition：ＭＯＣＶＤ）、分子線エピタキシ法（Molecular Beam Epitaxy：ＭＢＥ）、ハライド気相エピタキシ法（Halide Vapor Phase Epitaxy：ＮＶＰＥ）等の周知のエピタキシャル成長法を用いて形成することができる。
　バッファ層２０のＡｌＮ層２２を形成する工程は、ＡｌＮ結晶の（１０－１２）面に対するＸ線ロッキングカーブの半値幅が所定の範囲内になるように形成する工程を含む。ＡｌＮ層２２の形成をＭＯＣＶＤで行う場合、例えば、成長温度を１１５０～１３５０℃の範囲とし、Ｇａのドーピング量を約１ｘ１０１７～１ｘ１０１８（ｃｍ－３）の範囲とし、ＡｌＮ層２２の膜厚を約２μｍとする条件下で結晶成長を行うことができる。
　成長温度を高くすると、ＡｌＮ結晶の（１０－１２）面に対するＸ線ロッキングカーブの半値幅を小さくすることができる。また、Ｇａのドーピング量を多くすると、ＡｌＮ結晶の（１０－１２）面に対するＸ線ロッキングカーブの半値幅を小さくすることができる。また、ＡｌＮ層２２の膜厚を２μｍよりも厚くすると、ＡｌＮ結晶の（１０－１２）面に対するＸ線ロッキングカーブの半値幅を小さくすることができる。したがって、成長温度、Ｇａのドーピング量、ＡｌＮ層２２の膜厚のうち少なくとも１つ以上の条件を適宜変更することにより、所望のＸ線ロッキングカーブの半値幅を有するＡｌＮ層２０を形成することができる。すなわち、ＡｌＮ層２２を形成する工程は、所定の結晶品質を得るために、成長温度を変更する工程、Ｇａのドーピング量を変更する工程、及びＡｌＮ層２２の膜厚を変更する工程のうち少なくとも１つ以上の工程を含む。
　また、ｎ型クラッド層３０を形成する工程は、ｎ－ＡｌＧａＮが所定のＡｌ組成比を有するように形成する工程を含む。
　次に、ｐ型クラッド層７０の上にマスクを形成し、マスクが形成されていない露出領域の活性層４０、電子ブロック層５０、及びｐ型クラッド層７０を除去する。活性層４０、電子ブロック層５０、及びｐ型クラッド層７０の除去は、例えば、プラズマエッチングにより行うことができる。ｎ型クラッド層３０の露出面３０ａ（図１参照）上にｎ側電極９０を形成し、マスクを除去したｐ型コンタクト層８０上にｐ側電極９２を形成する。ｎ側電極９０及びｐ側電極９２は、例えば、電子ビーム蒸着法やスパッタリング法などの周知の方法により形成することができる。以上により、図１に示す半導体素子１が形成される。
（実施の形態の作用及び効果）
　以上説明したように、本発明の実施の形態に係る半導体素子１は、（１０－１２）面に対するＸ線ロッキングカーブの半値幅が所定の範囲内であるＡｌＮ層２２と、所定のＡｌ組成比を有するｎ型ＡｌＧａＮにより形成されたｎ型クラッド層３０とを含む。ｎ型ＡｌＧａＮが所定のＡｌ組成比を有する場合において、ＡｌＮ層２２の（１０－１２）面に対するＸ線ロッキングカーブの半値幅を所定の範囲内とすることより、ｎ型ＡｌＧａＮの結晶品質の低下を抑制することが可能となる。この結果、半導体素子１の発光出力の低下を抑制することが可能となる。
（実施形態のまとめ）
　次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。
［１］所定の範囲内の結晶品質を有したＡｌＮ層（２２）と、前記ＡｌＮ層上に形成された、所定のＡｌ組成比を有したｎ型ＡｌＧａＮと、を含む窒化物半導体素子（１）。
［２］前記ＡｌＮ層（２２）は、前記所定の範囲内の結晶品質として、（１０－１２）面に対するＸ線ロッキングカーブの半値幅が３５０～５２０（ａｒｃｓｅｃ）に応じた結晶品質を有し、前記ｎ型ＡｌＧａＮは、前記所定のＡｌ組成比として、４０％～７０％のＡｌ組成比を有した、前記［１］に記載の窒化物半導体素子（１）。
［３］前記ＡｌＮ層（２２）は、前記所定の範囲内の結晶品質として、前記（１０－１２）面に対するＸ線ロッキングカーブの半値幅が３８０～５２０（ａｒｃｓｅｃ）に応じた結晶品質を有し、前記ｎ型ＡｌＧａＮは、前記所定のＡｌ組成比として、４０％～６０％のＡｌ組成比を有した、前記［２］に記載の窒化物半導体素子（１）。
［４］前記ＡｌＮ層（２２）は、前記所定の範囲内の結晶品質として、前記（１０－１２）面に対するＸ線ロッキングカーブの半値幅が４１０～４９０（ａｒｃｓｅｃ）に応じた結晶品質を有し、前記ｎ型ＡｌＧａＮは、前記所定のＡｌ組成比として、４０％～５０％のＡｌ組成比を有した、前記［３］に記載の窒化物半導体素子（１）。
［５］所定の範囲内の結晶品質を有したＡｌＮ層（２２）を形成する工程と、前記ＡｌＮ層上に位置して、所定のＡｌ組成比を有したｎ型ＡｌＧａＮを形成する工程と、を備える窒化物半導体素子（１）の製造方法。
［６］前記所定の範囲内の結晶品質を有したＡｌＮ層（２２）を形成する工程は、成長温度を変更する工程、Ｇａのドーピング量を変更する工程、及びＡｌＮ層（２２）の膜厚を変更する工程のうち少なくとも１つ以上の工程を含む、請求項５に記載の窒化物半導体素子（１）の製造方法。
１…窒化物半導体素子（半導体素子）
２２…ＡｌＮ層
 

Claims (6)

  1. 　所定の範囲内の結晶品質を有したＡｌＮ層と、
    　前記ＡｌＮ層上に形成された、所定のＡｌ組成比を有したｎ型ＡｌＧａＮと、
    　を含む窒化物半導体素子。
  2. 　前記ＡｌＮ層は、前記所定の範囲内の結晶品質として、（１０－１２）面に対するＸ線ロッキングカーブの半値幅が３５０～５２０（ａｒｃｓｅｃ）に応じた結晶品質を有し、
    　前記ｎ型ＡｌＧａＮは、前記所定のＡｌ組成比として、４０％～７０％のＡｌ組成比を有した、
    　請求項１に記載の窒化物半導体素子。
  3. 　前記ＡｌＮ層は、前記所定の範囲内の結晶品質として、前記（１０－１２）面に対するＸ線ロッキングカーブの半値幅が３８０～５２０（ａｒｃｓｅｃ）に応じた結晶品質を有し、
    　前記ｎ型ＡｌＧａＮは、前記所定のＡｌ組成比として、４０％～６０％のＡｌ組成比を有した、
    　請求項２に記載の窒化物半導体素子。
  4. 　前記ＡｌＮ層は、前記所定の範囲内の結晶品質として、前記（１０－１２）面に対するＸ線ロッキングカーブの半値幅が４１０～４９０（ａｒｃｓｅｃ）に応じた結晶品質を有し、
    　前記ｎ型ＡｌＧａＮは、前記所定のＡｌ組成比として、４０％～５０％のＡｌ組成比を有した、
    　請求項３に記載の窒化物半導体素子。
  5. 　所定の範囲内の結晶品質を有したＡｌＮ層を形成する工程と、
    　前記ＡｌＮ層上に位置して、所定のＡｌ組成比を有したｎ型ＡｌＧａＮを形成する工程と、
    　を備える窒化物半導体素子の製造方法。
  6. 　前記所定の範囲内の結晶品質を有したＡｌＮ層を形成する工程は、成長温度を変更する工程、Ｇａのドーピング量を変更する工程、及びＡｌＮ層の膜厚を変更する工程のうち少なくとも１つ以上の工程を含む、
    　請求項５に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
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