JP2001144325A - 窒化物系ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体の製造方法および半導体素子の製造方法 - Google Patents
窒化物系ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体の製造方法および半導体素子の製造方法Info
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- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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- C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
- C30B29/403—AIII-nitrides
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低温で成長させた場合においても、窒素が不
足することなく、高い結晶性を有する窒化物系ＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体の製造方法およびそれを用いた半導体
素子の製造方法を提供する。 【解決手段】 窒素の原料として、ヒドラジンまたはそ
の置換体，アミンあるいはアジ化物などの窒素含有化合
物を含む原料ガスをキャリアガスと共に、ＭＯＣＶＤ装
置の反応管の内部に供給する。これらの窒素含有化合物
は、アンモニアよりも分解効率が高いという特性を有し
ている。そのため、ＭＯＣＶＤを行う際の成長温度が９
００℃以下であっても、基板２１の成長面（すなわち、
下地層２３の上）に、成長に寄与する窒素原料種を多量
に供給することができる。従って、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体層２４の結晶性を向上させることができ
る。また、Ｖ族元素の原料の供給量に対する窒素の原料
の供給量を少なくすることができる。
足することなく、高い結晶性を有する窒化物系ＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体の製造方法およびそれを用いた半導体
素子の製造方法を提供する。 【解決手段】 窒素の原料として、ヒドラジンまたはそ
の置換体，アミンあるいはアジ化物などの窒素含有化合
物を含む原料ガスをキャリアガスと共に、ＭＯＣＶＤ装
置の反応管の内部に供給する。これらの窒素含有化合物
は、アンモニアよりも分解効率が高いという特性を有し
ている。そのため、ＭＯＣＶＤを行う際の成長温度が９
００℃以下であっても、基板２１の成長面（すなわち、
下地層２３の上）に、成長に寄与する窒素原料種を多量
に供給することができる。従って、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体層２４の結晶性を向上させることができ
る。また、Ｖ族元素の原料の供給量に対する窒素の原料
の供給量を少なくすることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、窒素（Ｎ）を含む
窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を、有機金属化学気
相成長（Metal Organic Chemical Vapor Deposition ；
ＭＯＣＶＤ）法を用いて成長させる窒化物系ＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体の製造方法およびそれを用いた半導体素
子の製造方法に関する。
窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を、有機金属化学気
相成長（Metal Organic Chemical Vapor Deposition ；
ＭＯＣＶＤ）法を用いて成長させる窒化物系ＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体の製造方法およびそれを用いた半導体素
子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、窒化ガリウム（ＧａＮ）に代表さ
れる窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体は、緑色から青
色の可視領域、更には紫外領域までの発光を得ることが
できる発光素子を構成する材料として、また、高周波電
子素子あるいは耐環境電子素子などを構成する材料とし
て有望視されている。特に、この窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体を用いた発光ダイオード（ＬＥＤ）が実用
化されて以来、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体は大
きな注目を集めている。また、この窒化物系ＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体を用いた半導体レーザ（ＬＤ）の実現も
報告されており、光ディスク装置の光源を初めとした応
用が期待されている。
れる窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体は、緑色から青
色の可視領域、更には紫外領域までの発光を得ることが
できる発光素子を構成する材料として、また、高周波電
子素子あるいは耐環境電子素子などを構成する材料とし
て有望視されている。特に、この窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体を用いた発光ダイオード（ＬＥＤ）が実用
化されて以来、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体は大
きな注目を集めている。また、この窒化物系ＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体を用いた半導体レーザ（ＬＤ）の実現も
報告されており、光ディスク装置の光源を初めとした応
用が期待されている。
【０００３】このような窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体は、通常、サファイア基板や炭化珪素（ＳｉＣ）基
板の上に成長させることにより作製される。窒化物系Ｉ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体を成長させる方法としては、Ｍ
ＯＣＶＤ法やＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy；分子線
エピタキシー）法などがある。中でも、ＭＯＣＶＤ法は
高真空を必要としないため実用上有効であり、多用され
ている。
導体は、通常、サファイア基板や炭化珪素（ＳｉＣ）基
板の上に成長させることにより作製される。窒化物系Ｉ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体を成長させる方法としては、Ｍ
ＯＣＶＤ法やＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy；分子線
エピタキシー）法などがある。中でも、ＭＯＣＶＤ法は
高真空を必要としないため実用上有効であり、多用され
ている。
【０００４】従来、ＭＯＣＶＤ法により窒化物系ＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体を成長させる場合には、ＭＯＣＶＤ
装置の反応管内に、成長させる窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体に応じて、ガリウム（Ｇａ），アルミニウム
（Ａｌ），インジウム（Ｉｎ）あるいはホウ素（Ｂ）な
どの原料である有機金属原料ガスを供給すると共に、窒
素の原料としてアンモニア（ＮＨ3 ）を供給し、反応管
内に配置した基板の成長面に成長させていた。
−Ｖ族化合物半導体を成長させる場合には、ＭＯＣＶＤ
装置の反応管内に、成長させる窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体に応じて、ガリウム（Ｇａ），アルミニウム
（Ａｌ），インジウム（Ｉｎ）あるいはホウ素（Ｂ）な
どの原料である有機金属原料ガスを供給すると共に、窒
素の原料としてアンモニア（ＮＨ3 ）を供給し、反応管
内に配置した基板の成長面に成長させていた。
【０００５】ＭＯＣＶＤを行う際の成長温度は、一般
に、ＧａＮやＡｌＧａＮ混晶などのインジウムを含まな
いものを成長させる場合には、１０００℃程度である。
また、ＧａＩｎＮ混晶などのインジウムを含むものを成
長させる場合には、ＩｎＮの分解を抑制するためにＧａ
Ｎなどの成長温度よりも低くする必要があり、通常、７
００〜８００℃程度である。
に、ＧａＮやＡｌＧａＮ混晶などのインジウムを含まな
いものを成長させる場合には、１０００℃程度である。
また、ＧａＩｎＮ混晶などのインジウムを含むものを成
長させる場合には、ＩｎＮの分解を抑制するためにＧａ
Ｎなどの成長温度よりも低くする必要があり、通常、７
００〜８００℃程度である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、窒素の
原料として用いられるアンモニアは分解効率が低く、１
０００℃程度の高温下においても数％程度分解されるの
みである。そのため、成長中に基板の成長面に供給され
る、成長に寄与する窒素原料種が不足してしまってい
た。その結果、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体は窒
素が不足した状態となり、その結晶性が低下してしまう
という問題があった。特に、青紫色に発光するＧａＮ系
発光素子では、通常、活性層（発光層）がＩＩＩ族元素
としてインジウムを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体により形成されており、低温で成長させて形成する
ので、活性層の結晶性の低下に伴い、発光効率が低下し
てしまうという問題があった。
原料として用いられるアンモニアは分解効率が低く、１
０００℃程度の高温下においても数％程度分解されるの
みである。そのため、成長中に基板の成長面に供給され
る、成長に寄与する窒素原料種が不足してしまってい
た。その結果、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体は窒
素が不足した状態となり、その結晶性が低下してしまう
という問題があった。特に、青紫色に発光するＧａＮ系
発光素子では、通常、活性層（発光層）がＩＩＩ族元素
としてインジウムを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体により形成されており、低温で成長させて形成する
ので、活性層の結晶性の低下に伴い、発光効率が低下し
てしまうという問題があった。
【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、低温で成長させた場合において
も、窒素が不足することなく、高い結晶性を有する窒化
物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製造方法およびそれを
用いた半導体素子の製造方法を提供することにある。
のであり、その目的は、低温で成長させた場合において
も、窒素が不足することなく、高い結晶性を有する窒化
物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製造方法およびそれを
用いた半導体素子の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による窒化物系Ｉ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製造方法は、ＩＩＩ族元素の
うちの少なくとも１種とＶ族元素のうちの少なくとも窒
素とを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を、有機
金属化学気相成長法により成長させる窒化物系ＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体の製造方法であって、成長温度を９０
０℃以下とし、かつ、窒素の原料として、窒素原子と窒
素原子との単結合，窒素原子と窒素原子との二重結合ま
たは窒素原子と炭素原子との単結合の少なくとも１種の
結合を有してなる窒素含有化合物を用いるようにしたも
のである。
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製造方法は、ＩＩＩ族元素の
うちの少なくとも１種とＶ族元素のうちの少なくとも窒
素とを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を、有機
金属化学気相成長法により成長させる窒化物系ＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体の製造方法であって、成長温度を９０
０℃以下とし、かつ、窒素の原料として、窒素原子と窒
素原子との単結合，窒素原子と窒素原子との二重結合ま
たは窒素原子と炭素原子との単結合の少なくとも１種の
結合を有してなる窒素含有化合物を用いるようにしたも
のである。
【０００９】本発明による他の窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体の製造方法は、ＩＩＩ族元素のうちの少なく
とも１種とＶ族元素のうちの少なくとも窒素とを含む窒
化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を、有機金属化学気相
成長法により成長させる窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体の製造方法であって、成長温度を９００℃以下と
し、かつ、窒素の原料として、アンモニア、および窒素
原子と窒素原子との単結合，窒素原子と窒素原子との二
重結合または窒素原子と炭素原子との単結合の少なくと
も１種の結合を有してなる窒素含有化合物を用いるよう
にしたものである。
合物半導体の製造方法は、ＩＩＩ族元素のうちの少なく
とも１種とＶ族元素のうちの少なくとも窒素とを含む窒
化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を、有機金属化学気相
成長法により成長させる窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体の製造方法であって、成長温度を９００℃以下と
し、かつ、窒素の原料として、アンモニア、および窒素
原子と窒素原子との単結合，窒素原子と窒素原子との二
重結合または窒素原子と炭素原子との単結合の少なくと
も１種の結合を有してなる窒素含有化合物を用いるよう
にしたものである。
【００１０】本発明による更に他の窒化物系ＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体の製造方法は、ＩＩＩ族元素のうちの少
なくともインジウムとＶ族元素のうちの少なくとも窒素
とを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を、有機金
属化学気相成長法により成長させる窒化物系ＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体の製造方法であって、窒素の原料とし
て、窒素原子と窒素原子との単結合，窒素原子と窒素原
子との二重結合または窒素原子と炭素原子との単結合の
少なくとも１種を有してなる窒素含有化合物を用いるよ
うにしたものである。
族化合物半導体の製造方法は、ＩＩＩ族元素のうちの少
なくともインジウムとＶ族元素のうちの少なくとも窒素
とを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を、有機金
属化学気相成長法により成長させる窒化物系ＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体の製造方法であって、窒素の原料とし
て、窒素原子と窒素原子との単結合，窒素原子と窒素原
子との二重結合または窒素原子と炭素原子との単結合の
少なくとも１種を有してなる窒素含有化合物を用いるよ
うにしたものである。
【００１１】本発明による更に他の窒化物系ＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体の製造方法は、ＩＩＩ族元素のうちの少
なくともインジウムとＶ族元素のうちの少なくとも窒素
とを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を、有機金
属化学気相成長法により成長させる窒化物系ＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体の製造方法であって、窒素の原料とし
て、アンモニア、および窒素原子と窒素原子との単結
合，窒素原子と窒素原子との二重結合または窒素原子と
炭素原子との単結合の少なくとも１種を有してなる窒素
含有化合物を用いるようにしたものである。
族化合物半導体の製造方法は、ＩＩＩ族元素のうちの少
なくともインジウムとＶ族元素のうちの少なくとも窒素
とを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を、有機金
属化学気相成長法により成長させる窒化物系ＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体の製造方法であって、窒素の原料とし
て、アンモニア、および窒素原子と窒素原子との単結
合，窒素原子と窒素原子との二重結合または窒素原子と
炭素原子との単結合の少なくとも１種を有してなる窒素
含有化合物を用いるようにしたものである。
【００１２】本発明による半導体素子の製造方法は、Ｉ
ＩＩ族元素のうちの少なくとも１種とＶ族元素のうちの
少なくとも窒素とを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体層を備えた半導体素子の製造方法であって、窒化物
系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を、成長温度を９００℃
以下とし、かつ、窒素の原料として、窒素原子と窒素原
子との単結合，窒素原子と窒素原子との二重結合または
窒素原子と炭素原子との単結合の少なくとも１種の結合
を有してなる窒素含有化合物を用いた有機金属化学気相
成長法により成長させるようにしたものである。
ＩＩ族元素のうちの少なくとも１種とＶ族元素のうちの
少なくとも窒素とを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体層を備えた半導体素子の製造方法であって、窒化物
系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を、成長温度を９００℃
以下とし、かつ、窒素の原料として、窒素原子と窒素原
子との単結合，窒素原子と窒素原子との二重結合または
窒素原子と炭素原子との単結合の少なくとも１種の結合
を有してなる窒素含有化合物を用いた有機金属化学気相
成長法により成長させるようにしたものである。
【００１３】本発明による他の半導体素子の製造方法
は、ＩＩＩ族元素のうちの少なくとも１種とＶ族元素の
うちの少なくとも窒素とを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体層を備えた半導体素子の製造方法であって、
窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を、成長温度を９
００℃以下とし、かつ、窒素の原料として、アンモニ
ア、および窒素原子と窒素原子との単結合，窒素原子と
窒素原子との二重結合または窒素原子と炭素原子との単
結合の少なくとも１種の結合を有してなる窒素含有化合
物を用いた有機金属化学気相成長法により成長させるよ
うにしたものである。
は、ＩＩＩ族元素のうちの少なくとも１種とＶ族元素の
うちの少なくとも窒素とを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体層を備えた半導体素子の製造方法であって、
窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を、成長温度を９
００℃以下とし、かつ、窒素の原料として、アンモニ
ア、および窒素原子と窒素原子との単結合，窒素原子と
窒素原子との二重結合または窒素原子と炭素原子との単
結合の少なくとも１種の結合を有してなる窒素含有化合
物を用いた有機金属化学気相成長法により成長させるよ
うにしたものである。
【００１４】本発明による更に他の半導体素子の製造方
法は、ＩＩＩ族元素のうちの少なくともインジウムとＶ
族元素のうちの少なくとも窒素とを含む窒化物系ＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体層を備えた半導体素子の製造方法で
あって、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を、窒素
の原料として、窒素原子と窒素原子との単結合，窒素原
子と窒素原子との二重結合または窒素原子と炭素原子と
の単結合の少なくとも１種の結合を有してなる窒素含有
化合物を用いた有機金属化学気相成長法により成長させ
るようにしたものである。
法は、ＩＩＩ族元素のうちの少なくともインジウムとＶ
族元素のうちの少なくとも窒素とを含む窒化物系ＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体層を備えた半導体素子の製造方法で
あって、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を、窒素
の原料として、窒素原子と窒素原子との単結合，窒素原
子と窒素原子との二重結合または窒素原子と炭素原子と
の単結合の少なくとも１種の結合を有してなる窒素含有
化合物を用いた有機金属化学気相成長法により成長させ
るようにしたものである。
【００１５】本発明による更に他の半導体素子の製造方
法は、ＩＩＩ族元素のうちの少なくともインジウムとＶ
族元素のうちの少なくとも窒素とを含む窒化物系ＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体層を備えた半導体素子の製造方法で
あって、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を、窒素の
原料として、アンモニア、および窒素原子と窒素原子と
の単結合，窒素原子と窒素原子との二重結合または窒素
原子と炭素原子との単結合の少なくとも１種の結合を有
してなる窒素含有化合物を用いた有機金属化学気相成長
法により成長させるようにしたものである。
法は、ＩＩＩ族元素のうちの少なくともインジウムとＶ
族元素のうちの少なくとも窒素とを含む窒化物系ＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体層を備えた半導体素子の製造方法で
あって、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を、窒素の
原料として、アンモニア、および窒素原子と窒素原子と
の単結合，窒素原子と窒素原子との二重結合または窒素
原子と炭素原子との単結合の少なくとも１種の結合を有
してなる窒素含有化合物を用いた有機金属化学気相成長
法により成長させるようにしたものである。
【００１６】本発明による窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体の製造方法および本発明による半導体素子の製造
方法では、窒素原子と窒素原子との単結合，窒素原子と
窒素原子との二重結合または窒素原子と炭素原子との単
結合の少なくとも１種の結合を有してなる窒素含有化合
物を窒素の原料とした、成長温度９００℃以下の有機金
属気相成長法により、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体が成長する。
半導体の製造方法および本発明による半導体素子の製造
方法では、窒素原子と窒素原子との単結合，窒素原子と
窒素原子との二重結合または窒素原子と炭素原子との単
結合の少なくとも１種の結合を有してなる窒素含有化合
物を窒素の原料とした、成長温度９００℃以下の有機金
属気相成長法により、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体が成長する。
【００１７】本発明による他の窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体の製造方法および本発明による他の半導体素
子の製造方法では、アンモニア、および窒素原子と窒素
原子との単結合，窒素原子と窒素原子との二重結合また
は窒素原子と炭素原子との単結合の少なくとも１種の結
合を有してなる窒素含有化合物を窒素の原料とした、成
長温度９００℃以下の有機金属気相成長法により、窒化
物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体が成長する。
合物半導体の製造方法および本発明による他の半導体素
子の製造方法では、アンモニア、および窒素原子と窒素
原子との単結合，窒素原子と窒素原子との二重結合また
は窒素原子と炭素原子との単結合の少なくとも１種の結
合を有してなる窒素含有化合物を窒素の原料とした、成
長温度９００℃以下の有機金属気相成長法により、窒化
物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体が成長する。
【００１８】本発明による更に他の窒化物系ＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体の製造方法および本発明による更に他の
半導体素子の製造方法では、窒素原子と窒素原子との単
結合，窒素原子と窒素原子との二重結合または窒素原子
と炭素原子との単結合の少なくとも１種の結合を有して
なる窒素含有化合物を窒素の原料とした有機金属気相成
長法により、インジウムを含有する窒化物系ＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体が成長する。
族化合物半導体の製造方法および本発明による更に他の
半導体素子の製造方法では、窒素原子と窒素原子との単
結合，窒素原子と窒素原子との二重結合または窒素原子
と炭素原子との単結合の少なくとも１種の結合を有して
なる窒素含有化合物を窒素の原料とした有機金属気相成
長法により、インジウムを含有する窒化物系ＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体が成長する。
【００１９】本発明による更に他の窒化物系ＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体の製造方法および本発明による更に他の
半導体素子の製造方法では、アンモニア、および窒素原
子と窒素原子との単結合，窒素原子と窒素原子との二重
結合または窒素原子と炭素原子との単結合の少なくとも
１種の結合を有してなる窒素含有化合物を窒素の原料と
した有機金属気相成長法により、インジウムを含有する
窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体が成長する。
族化合物半導体の製造方法および本発明による更に他の
半導体素子の製造方法では、アンモニア、および窒素原
子と窒素原子との単結合，窒素原子と窒素原子との二重
結合または窒素原子と炭素原子との単結合の少なくとも
１種の結合を有してなる窒素含有化合物を窒素の原料と
した有機金属気相成長法により、インジウムを含有する
窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体が成長する。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。
て、図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】［第１の実施の形態］本発明の第１の実施
の形態に係る窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製造
方法は、例えば、ＩＩＩ族元素であるガリウム，アルミ
ニウム，インジウムおよびホウ素からなる群のうちの少
なくとも１種と、Ｖ族元素である窒素，ヒ素（Ａｓ）お
よびリン（Ｐ）からなる群のうちの少なくとも窒素とを
含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を成長させるも
のである。このような窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体としては、例えば、ＩｎＮ，ＧａＩｎＮ混晶，ＡｌＧ
ａＩｎＮ混晶，ＧａＮ，ＡｌＮあるいはＡｌＧａＮ混晶
がある。また、この窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
は、必要に応じて、ケイ素（Ｓｉ）などのｎ型不純物ま
たはマグネシウム（Ｍｇ）などのｐ型不純物を含む場合
もある。
の形態に係る窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製造
方法は、例えば、ＩＩＩ族元素であるガリウム，アルミ
ニウム，インジウムおよびホウ素からなる群のうちの少
なくとも１種と、Ｖ族元素である窒素，ヒ素（Ａｓ）お
よびリン（Ｐ）からなる群のうちの少なくとも窒素とを
含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を成長させるも
のである。このような窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体としては、例えば、ＩｎＮ，ＧａＩｎＮ混晶，ＡｌＧ
ａＩｎＮ混晶，ＧａＮ，ＡｌＮあるいはＡｌＧａＮ混晶
がある。また、この窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
は、必要に応じて、ケイ素（Ｓｉ）などのｎ型不純物ま
たはマグネシウム（Ｍｇ）などのｐ型不純物を含む場合
もある。
【００２２】図１は、本実施の形態に係る窒化物系ＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体の製造方法に用いるＭＯＣＶＤ装
置の概略構成を表すものである。このＭＯＣＶＤ装置
は、ガス供給管１とガス排気管２とが接続された反応管
３を備えている。ガス供給管１には、Ｖ族元素およびｎ
型不純物であるケイ素の原料としてそれらの元素を含む
気体原料を供給する気体原料供給部４がバルブ５ａを介
して接続されており、気体原料の供給量はマスフローコ
ントローラ６により制御されるようになっている。
Ｉ−Ｖ族化合物半導体の製造方法に用いるＭＯＣＶＤ装
置の概略構成を表すものである。このＭＯＣＶＤ装置
は、ガス供給管１とガス排気管２とが接続された反応管
３を備えている。ガス供給管１には、Ｖ族元素およびｎ
型不純物であるケイ素の原料としてそれらの元素を含む
気体原料を供給する気体原料供給部４がバルブ５ａを介
して接続されており、気体原料の供給量はマスフローコ
ントローラ６により制御されるようになっている。
【００２３】ガス供給管１には、また、ＩＩＩ族元素お
よびｐ型不純物であるマグネシウムの原料としてそれら
の元素を含む有機金属原料ガスを供給する有機金属原料
ガス供給部７がバルブ８ａを介して接続されている。こ
の有機金属原料ガス供給部７にはキャリアガス供給部９
がマスフローコントローラ１０を介して接続されてお
り、水素ガス（Ｈ2 ）などのキャリアガスの流量によ
り、有機金属原料ガスの供給量が制御されるようになっ
ている。キャリアガス供給部９は、また、マスフローコ
ントローラ１１を介して直接ガス供給管１にも接続され
ている。すなわち、反応管３には、キャリアガスと共
に、必要に応じて選択された気体原料と有機金属原料ガ
スとが原料ガスとして供給されるようになっている。
よびｐ型不純物であるマグネシウムの原料としてそれら
の元素を含む有機金属原料ガスを供給する有機金属原料
ガス供給部７がバルブ８ａを介して接続されている。こ
の有機金属原料ガス供給部７にはキャリアガス供給部９
がマスフローコントローラ１０を介して接続されてお
り、水素ガス（Ｈ2 ）などのキャリアガスの流量によ
り、有機金属原料ガスの供給量が制御されるようになっ
ている。キャリアガス供給部９は、また、マスフローコ
ントローラ１１を介して直接ガス供給管１にも接続され
ている。すなわち、反応管３には、キャリアガスと共
に、必要に応じて選択された気体原料と有機金属原料ガ
スとが原料ガスとして供給されるようになっている。
【００２４】ガス排気管２には、排ガス処理装置１２が
接続されている。この排ガス処理装置１２には、ガス送
出管１３およびバルブ５ｂ，８ｂを介して気体原料供給
部４および有機金属原料ガス供給部７がそれぞれ接続さ
れており、不要となった気体原料および有機金属原料ガ
スを排気できるようになっている。
接続されている。この排ガス処理装置１２には、ガス送
出管１３およびバルブ５ｂ，８ｂを介して気体原料供給
部４および有機金属原料ガス供給部７がそれぞれ接続さ
れており、不要となった気体原料および有機金属原料ガ
スを排気できるようになっている。
【００２５】反応管３は、石英ガラスなどの十分な強度
を有しかつ熱的に安定な材料により構成されている。こ
の反応管３の内部には、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体を成長させる基板１４を載置する例えばグラファイ
ト製のサセプタ１５が配設されている。反応管３の外部
には、ＲＦ（Radio Frequency ）コイル１６が反応管３
を取り囲むように配設されており、このＲＦコイル１６
による誘導加熱によりサセプタ１５を加熱し、それによ
り基板１４および反応管３の内部に供給された原料ガス
を加熱するようになっている。反応管３の両端部の近傍
には、圧力調整装置（図示せず）がそれぞれ配設されて
おり、この圧力調整装置により反応管３の内部の圧力が
所定の値に保たれるようになっている。
を有しかつ熱的に安定な材料により構成されている。こ
の反応管３の内部には、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体を成長させる基板１４を載置する例えばグラファイ
ト製のサセプタ１５が配設されている。反応管３の外部
には、ＲＦ（Radio Frequency ）コイル１６が反応管３
を取り囲むように配設されており、このＲＦコイル１６
による誘導加熱によりサセプタ１５を加熱し、それによ
り基板１４および反応管３の内部に供給された原料ガス
を加熱するようになっている。反応管３の両端部の近傍
には、圧力調整装置（図示せず）がそれぞれ配設されて
おり、この圧力調整装置により反応管３の内部の圧力が
所定の値に保たれるようになっている。
【００２６】本実施の形態では、このようなＭＯＣＶＤ
装置を用い、次のようにして窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体を成長させる。以下、図２を参照して、本実施
の形態に係る窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製造
方法について説明する。
装置を用い、次のようにして窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体を成長させる。以下、図２を参照して、本実施
の形態に係る窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製造
方法について説明する。
【００２７】まず、原料として、成長させる窒化物系Ｉ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体のＩＩＩ族元素に対応した有機
金属と、Ｖ族元素に対応した気体とをそれぞれ用意す
る。
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体のＩＩＩ族元素に対応した有機
金属と、Ｖ族元素に対応した気体とをそれぞれ用意す
る。
【００２８】本実施の形態では、窒素の原料として、化
１に示した窒素原子と窒素原子との単結合，化２に示し
た窒素原子と窒素原子との二重結合、または化３に示し
た窒素原子と炭素原子との単結合の少なくとも１種の結
合を有して構成された窒素含有化合物を用意する。
１に示した窒素原子と窒素原子との単結合，化２に示し
た窒素原子と窒素原子との二重結合、または化３に示し
た窒素原子と炭素原子との単結合の少なくとも１種の結
合を有して構成された窒素含有化合物を用意する。
【００２９】
【化１】
【化２】
【化３】
【００３０】窒素原子と窒素原子との単結合を有する窒
素含有化合物または窒素原子と炭素原子との単結合を有
する窒素含有化合物としては、例えば、ヒドラジンまた
はその置換体やアミンを用いることができる。具体的に
は、モノメチルヒドラジン（ＣＨ3 −ＮＨ−ＮＨ2 ）、
化４に示した１，１−ジメチルヒドラジン、化５に示し
た１，２−ジメチルヒドラジン、ヒドラジン（ＮＨ2 −
ＮＨ2 ）あるいはｔ−ブチルアミン（（ＣＨ3 ）3 Ｃ−
ＮＨ2 ）などを用いることができる。また、窒素原子と
窒素原子との二重結合を有する窒素含有化合物として
は、例えば、エチルアザイド（Ｃ2 Ｈ5 −Ｎ3 ）などの
アジ化物（アザイドともいう。）（−Ｎ3）を用いるこ
とができる。なお、窒素含有化合物として、これらのガ
スのうちの２種以上を混合して用いるようにしてもよ
い。
素含有化合物または窒素原子と炭素原子との単結合を有
する窒素含有化合物としては、例えば、ヒドラジンまた
はその置換体やアミンを用いることができる。具体的に
は、モノメチルヒドラジン（ＣＨ3 −ＮＨ−ＮＨ2 ）、
化４に示した１，１−ジメチルヒドラジン、化５に示し
た１，２−ジメチルヒドラジン、ヒドラジン（ＮＨ2 −
ＮＨ2 ）あるいはｔ−ブチルアミン（（ＣＨ3 ）3 Ｃ−
ＮＨ2 ）などを用いることができる。また、窒素原子と
窒素原子との二重結合を有する窒素含有化合物として
は、例えば、エチルアザイド（Ｃ2 Ｈ5 −Ｎ3 ）などの
アジ化物（アザイドともいう。）（−Ｎ3）を用いるこ
とができる。なお、窒素含有化合物として、これらのガ
スのうちの２種以上を混合して用いるようにしてもよ
い。
【００３１】
【化４】
【化５】
【００３２】上述した窒素含有化合物は、アンモニアよ
りも分解効率が高いという特性を有している。例えば、
Ｖ族元素として窒素のみを含有するＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体を成長させる際に、窒素の原料としてアンモニア
を用いた場合には、アンモニアとＶ族元素の原料である
有機金属とのモル比（供給比）は、アンモニア／有機金
属＝１００００程度である。これに対して、窒素の原料
として上述した窒素含有化合物を用いた場合には、アン
モニアを用いた場合と同一の成長温度（反応管内部の基
板１４の温度、すなわち基板２１の温度）で、窒素含有
化合物／有機金属＝５０程度にまで窒素含有化合物の供
給量を少なくしても、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体を成長させることができる。特に、この供給量の差
は、成長温度が低くなるに従って、大きくなる。よっ
て、上述した窒素含有化合物を用いれば、低温であって
も、成長に寄与する窒素原料種を増加させることがで
き、基板２１の成長面に多量の窒素原料種を供給するこ
とができる。その結果、成長した窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体の窒素不足が改善され、結晶性が向上した
窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体が得られる。
りも分解効率が高いという特性を有している。例えば、
Ｖ族元素として窒素のみを含有するＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体を成長させる際に、窒素の原料としてアンモニア
を用いた場合には、アンモニアとＶ族元素の原料である
有機金属とのモル比（供給比）は、アンモニア／有機金
属＝１００００程度である。これに対して、窒素の原料
として上述した窒素含有化合物を用いた場合には、アン
モニアを用いた場合と同一の成長温度（反応管内部の基
板１４の温度、すなわち基板２１の温度）で、窒素含有
化合物／有機金属＝５０程度にまで窒素含有化合物の供
給量を少なくしても、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体を成長させることができる。特に、この供給量の差
は、成長温度が低くなるに従って、大きくなる。よっ
て、上述した窒素含有化合物を用いれば、低温であって
も、成長に寄与する窒素原料種を増加させることがで
き、基板２１の成長面に多量の窒素原料種を供給するこ
とができる。その結果、成長した窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体の窒素不足が改善され、結晶性が向上した
窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体が得られる。
【００３３】窒素の原料としては、アンモニアも用意す
る。また、ガリウムの原料としては例えばトリメチルガ
リウム（（ＣＨ3 ）3 Ｇａ）を、アルミニウムの原料と
しては例えばトリメチルアルミニウム（（ＣＨ3 ）3 Ａ
ｌ）を、インジウムの原料としては例えばトリメチルイ
ンジウム（（ＣＨ3 ）3 Ｉｎ）を、ホウ素の原料として
は例えばトリエチルボロン（（Ｃ2 Ｈ5 ）3 Ｂ）をそれ
ぞれ用いる。更に、ヒ素の原料としては例えばアルシン
（ＡｓＨ3 ）を、リンの原料としては例えばホスフィン
（ＰＨ3 ）をそれぞれ用いる。
る。また、ガリウムの原料としては例えばトリメチルガ
リウム（（ＣＨ3 ）3 Ｇａ）を、アルミニウムの原料と
しては例えばトリメチルアルミニウム（（ＣＨ3 ）3 Ａ
ｌ）を、インジウムの原料としては例えばトリメチルイ
ンジウム（（ＣＨ3 ）3 Ｉｎ）を、ホウ素の原料として
は例えばトリエチルボロン（（Ｃ2 Ｈ5 ）3 Ｂ）をそれ
ぞれ用いる。更に、ヒ素の原料としては例えばアルシン
（ＡｓＨ3 ）を、リンの原料としては例えばホスフィン
（ＰＨ3 ）をそれぞれ用いる。
【００３４】また、ｎ型不純物としてケイ素を添加する
場合には、例えばシラン（ＳｉＨ4）を用意し、ｐ型不
純物としてマグネシウムを添加する場合には、例えばビ
ス＝シクロペンタジエニルマグネシウム（（Ｃ5 Ｈ5 ）
2 Ｍｇ）を用意する。
場合には、例えばシラン（ＳｉＨ4）を用意し、ｐ型不
純物としてマグネシウムを添加する場合には、例えばビ
ス＝シクロペンタジエニルマグネシウム（（Ｃ5 Ｈ5 ）
2 Ｍｇ）を用意する。
【００３５】次に、例えばｃ面サファイアあるいは炭化
ケイ素よりなる基板２１を用意し、水素ガス（Ｈ2 ）雰
囲気中において１１００℃で基板２１をクリーニングす
る。続いて、クリーンニングした基板２１を図１に示し
たようなＭＯＣＶＤ装置のサセプタ１５の載置面に載置
し、基板２１の温度を例えば５００℃に下げて、反応管
３に窒素の原料としてのアンモニアとトリメチルガリウ
ムとを供給しつつ、ＧａＮよりなるバッファ層２２を例
えば３０ｎｍ成長させる。なお、バッファ層２２は、窒
素の原料として上述した窒素含有化合物を用いて成長さ
せるようにしてもよい。バッファ層２２を成長させたの
ち、例えば、アンモニアのみを反応管内に供給して、Ｒ
Ｆコイル１６により基板２１の温度を９５０〜１１００
℃ （例えば、１０５０℃）程度に上昇させ、この温度
を保持しつつ、更に、トリメチルガリウムを供給して、
バッファ層の上にＧａＮよりなる下地層２３を成長させ
る。
ケイ素よりなる基板２１を用意し、水素ガス（Ｈ2 ）雰
囲気中において１１００℃で基板２１をクリーニングす
る。続いて、クリーンニングした基板２１を図１に示し
たようなＭＯＣＶＤ装置のサセプタ１５の載置面に載置
し、基板２１の温度を例えば５００℃に下げて、反応管
３に窒素の原料としてのアンモニアとトリメチルガリウ
ムとを供給しつつ、ＧａＮよりなるバッファ層２２を例
えば３０ｎｍ成長させる。なお、バッファ層２２は、窒
素の原料として上述した窒素含有化合物を用いて成長さ
せるようにしてもよい。バッファ層２２を成長させたの
ち、例えば、アンモニアのみを反応管内に供給して、Ｒ
Ｆコイル１６により基板２１の温度を９５０〜１１００
℃ （例えば、１０５０℃）程度に上昇させ、この温度
を保持しつつ、更に、トリメチルガリウムを供給して、
バッファ層の上にＧａＮよりなる下地層２３を成長させ
る。
【００３６】次に、基板２１の温度を９００℃以下に下
げる。その際、下地層２３の上に、ＧａＩｎＮ混晶など
のインジウムを含むものを成長させる場合には、ＩｎＮ
の分解を抑制するために、例えば７００〜８００℃程度
まで温度を下げる。また、ＧａＮあるいはＡｌＧａＮ混
晶などのインジウムを含まないものを成長させる場合に
は、例えば７５０〜９００℃程度まで温度を下げる。こ
の状態において、反応管３の内部に、適宜の有機金属を
供給すると共に、窒素原料として例えばジメチルヒドラ
ジンを供給する。これにより、反応管３の内部に供給さ
れた原料ガスは、反応管内部において熱分解され、下地
層２３の成長面に窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
（窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層２４）が成長す
る。ここでは、窒素の原料がジメチルヒドラジンである
ので、成長温度が９００℃以下の低温であっても、窒素
の原料が効率よく分解される。
げる。その際、下地層２３の上に、ＧａＩｎＮ混晶など
のインジウムを含むものを成長させる場合には、ＩｎＮ
の分解を抑制するために、例えば７００〜８００℃程度
まで温度を下げる。また、ＧａＮあるいはＡｌＧａＮ混
晶などのインジウムを含まないものを成長させる場合に
は、例えば７５０〜９００℃程度まで温度を下げる。こ
の状態において、反応管３の内部に、適宜の有機金属を
供給すると共に、窒素原料として例えばジメチルヒドラ
ジンを供給する。これにより、反応管３の内部に供給さ
れた原料ガスは、反応管内部において熱分解され、下地
層２３の成長面に窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
（窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層２４）が成長す
る。ここでは、窒素の原料がジメチルヒドラジンである
ので、成長温度が９００℃以下の低温であっても、窒素
の原料が効率よく分解される。
【００３７】なお、反応管３の内部における原料ガスお
よびキャリアガスの流速は、０．４〜２ｍ／ｓの範囲内
であることが好ましい。流速が２ｍ／ｓ以下であれば、
原料ガスがサセプタ１５または基板２１により十分加熱
され、０．４ｍ／ｓ以上であれば、原料ガスの熱対流に
打ち勝って、効率的に成長面へ原料ガスを供給できるか
らである。また、反応管３の内部の圧力は、１．０１３
×１０5 〜２．０２６×１０5 Ｐａ（１〜２ａｔｍ）の
範囲内であることが好ましい。１．０１３×１０5 Ｐａ
以上であれば、基板２１に対してより多くの窒素原料種
を供給することができると共に、成長中の窒化物系ＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体から窒素が蒸発することを抑制す
ることができ、２．０２６×１０5 Ｐａ以下であれば、
現実的に安全であるからである。
よびキャリアガスの流速は、０．４〜２ｍ／ｓの範囲内
であることが好ましい。流速が２ｍ／ｓ以下であれば、
原料ガスがサセプタ１５または基板２１により十分加熱
され、０．４ｍ／ｓ以上であれば、原料ガスの熱対流に
打ち勝って、効率的に成長面へ原料ガスを供給できるか
らである。また、反応管３の内部の圧力は、１．０１３
×１０5 〜２．０２６×１０5 Ｐａ（１〜２ａｔｍ）の
範囲内であることが好ましい。１．０１３×１０5 Ｐａ
以上であれば、基板２１に対してより多くの窒素原料種
を供給することができると共に、成長中の窒化物系ＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体から窒素が蒸発することを抑制す
ることができ、２．０２６×１０5 Ｐａ以下であれば、
現実的に安全であるからである。
【００３８】このように本実施の形態に係る窒化物系Ｉ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製造方法によれば、窒化物系
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層２４を成長させる際に、窒
素の原料として、従来のアンモニアに代えて、アンモニ
アよりも分解効率が高い上述した窒素含有化合物を用い
るようにしたので、成長温度が９００℃以下の低温であ
っても、基板２１の成長面（すなわち、下地層２３の
上）に、成長に寄与する窒素原料種を多量に供給するこ
とができる。従って、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体層２４の結晶性を向上させることができる。また、Ｖ
族元素の原料の供給量に対する窒素の原料の供給量を少
なくすることができる。なお、インジウムを含む窒化物
系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を成長させる場合には、低
温で成長させる必要があるので、特に有効である。
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製造方法によれば、窒化物系
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層２４を成長させる際に、窒
素の原料として、従来のアンモニアに代えて、アンモニ
アよりも分解効率が高い上述した窒素含有化合物を用い
るようにしたので、成長温度が９００℃以下の低温であ
っても、基板２１の成長面（すなわち、下地層２３の
上）に、成長に寄与する窒素原料種を多量に供給するこ
とができる。従って、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体層２４の結晶性を向上させることができる。また、Ｖ
族元素の原料の供給量に対する窒素の原料の供給量を少
なくすることができる。なお、インジウムを含む窒化物
系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を成長させる場合には、低
温で成長させる必要があるので、特に有効である。
【００３９】次に、図３を参照して、上述した窒化物系
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製造方法を用いた半導体素
子の製造方法について説明する。なお、窒化物系ＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体の製造方法と同一の工程について
は、その詳細な説明を省略する。
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製造方法を用いた半導体素
子の製造方法について説明する。なお、窒化物系ＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体の製造方法と同一の工程について
は、その詳細な説明を省略する。
【００４０】図３は、本実施の形態に係る半導体素子の
製造方法を用いて製造された半導体素子としての半導体
レーザの構成を表すものである。まず、窒素の原料であ
る窒素含有化合物およびアンモニア、ＩＩＩ族元素の原
料である有機金属、ｎ型不純物として添加するケイ素の
原料であるシランおよびｐ型不純物として添加するマグ
ネシウムの原料である有機金属をそれぞれ上述したよう
に用意する。そののち、例えばｃ面サファイアよりなる
基板２１を用意し、ＭＯＣＶＤ装置のサセプタ１５の載
置面に載置する。
製造方法を用いて製造された半導体素子としての半導体
レーザの構成を表すものである。まず、窒素の原料であ
る窒素含有化合物およびアンモニア、ＩＩＩ族元素の原
料である有機金属、ｎ型不純物として添加するケイ素の
原料であるシランおよびｐ型不純物として添加するマグ
ネシウムの原料である有機金属をそれぞれ上述したよう
に用意する。そののち、例えばｃ面サファイアよりなる
基板２１を用意し、ＭＯＣＶＤ装置のサセプタ１５の載
置面に載置する。
【００４１】次に、反応管３の内部に原料ガスをキャリ
アガスと共に選択的に供給して、基板２１の成長面に例
えばＧａＮよりなるバッファ層２２を成長させる。続い
て、バッファ層２２の上に、例えばＧａＮよりなる下地
層２３を成長させる。
アガスと共に選択的に供給して、基板２１の成長面に例
えばＧａＮよりなるバッファ層２２を成長させる。続い
て、バッファ層２２の上に、例えばＧａＮよりなる下地
層２３を成長させる。
【００４２】下地層２３を成長させたのち、下地層２３
の上に、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層である各
層をそれぞれ成長させる。すなわち、反応管３の内部に
原料ガスをキャリアガスと共に選択的に供給して、ケイ
素を添加したｎ型ＧａＮよりなるｎ側コンタクト層３
１，ケイ素を添加したｎ型ＡｌＧａＮよりなるｎ型クラ
ッド層３２，ケイ素を添加したｎ型ＧａＮよりなるｎ型
ガイド層３３，組成の異なるＧａＩｎＮ層を積層した多
重量子井戸構造を有する活性層３４，マグネシウムを添
加したｐ型ＧａＮよりなるｐ型ガイド層３５，マグネシ
ウムを添加したｐ型ＡｌＧａＮよりなるｐ型クラッド層
３６およびマグネシウムを添加したｐ型ＧａＮよりなる
ｐ側コンタクト層３７を順次成長させる。
の上に、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層である各
層をそれぞれ成長させる。すなわち、反応管３の内部に
原料ガスをキャリアガスと共に選択的に供給して、ケイ
素を添加したｎ型ＧａＮよりなるｎ側コンタクト層３
１，ケイ素を添加したｎ型ＡｌＧａＮよりなるｎ型クラ
ッド層３２，ケイ素を添加したｎ型ＧａＮよりなるｎ型
ガイド層３３，組成の異なるＧａＩｎＮ層を積層した多
重量子井戸構造を有する活性層３４，マグネシウムを添
加したｐ型ＧａＮよりなるｐ型ガイド層３５，マグネシ
ウムを添加したｐ型ＡｌＧａＮよりなるｐ型クラッド層
３６およびマグネシウムを添加したｐ型ＧａＮよりなる
ｐ側コンタクト層３７を順次成長させる。
【００４３】このとき、例えば、ｎ型ガイド層３３，活
性層３４およびｐ型ガイド層３５を成長させる際には、
成長温度を９００℃以下とすると共に、窒素の原料とし
て上述した窒素含有化合物を用いる。具体的には、ｎ型
ガイド層３３およびｐ型ガイド層３５を成長させる際に
は、成長温度を例えば７５０〜９００℃程度とする。ま
た、活性層３４を成長させる際には、成長温度を例えば
７００〜８００℃程度とする。
性層３４およびｐ型ガイド層３５を成長させる際には、
成長温度を９００℃以下とすると共に、窒素の原料とし
て上述した窒素含有化合物を用いる。具体的には、ｎ型
ガイド層３３およびｐ型ガイド層３５を成長させる際に
は、成長温度を例えば７５０〜９００℃程度とする。ま
た、活性層３４を成長させる際には、成長温度を例えば
７００〜８００℃程度とする。
【００４４】なお、ｎ側コンタクト層３１，ｎ型クラッ
ド層３２，ｐ型クラッド層３６およびｐ側コンタクト層
３７を成長させる際には、例えば、窒素の原料としてア
ンモニアを用いて、９００℃よりも高い成長温度で成長
させる。また、活性層３４などと同様にして、窒素の原
料として窒素含有化合物を用い、９００℃以下の成長温
度で成長させるようにしてもよい。
ド層３２，ｐ型クラッド層３６およびｐ側コンタクト層
３７を成長させる際には、例えば、窒素の原料としてア
ンモニアを用いて、９００℃よりも高い成長温度で成長
させる。また、活性層３４などと同様にして、窒素の原
料として窒素含有化合物を用い、９００℃以下の成長温
度で成長させるようにしてもよい。
【００４５】ｎ側コンタクト層３１からｐ側コンタクト
層３７までを成長させたのち、ｐ型ガイド層３５，ｐ型
クラッド層３６およびｐ側コンタクト層３７に導入した
ｐ型不純物を活性化させるために、熱処理を行う。熱処
理を行ったのち、ｐ側コンタクト層３７の上に、ｎ側電
極３８の形成位置に対応してストライプ形状のレジスト
パターンを形成する。そののち、このレジストパターン
をマスクとして反応性イオンエッチング（Reactive Ion
Etching；ＲＩＥ）法により、ｐ側コンタクト層３７，
ｐ型クラッド層３６，ｐ型ガイド層３５，活性層３４，
ｎ型ガイド層３３，ｎ型クラッド層３２を順次選択的に
除去し、ｎ側コンタクト層３１を露出させる。
層３７までを成長させたのち、ｐ型ガイド層３５，ｐ型
クラッド層３６およびｐ側コンタクト層３７に導入した
ｐ型不純物を活性化させるために、熱処理を行う。熱処
理を行ったのち、ｐ側コンタクト層３７の上に、ｎ側電
極３８の形成位置に対応してストライプ形状のレジスト
パターンを形成する。そののち、このレジストパターン
をマスクとして反応性イオンエッチング（Reactive Ion
Etching；ＲＩＥ）法により、ｐ側コンタクト層３７，
ｐ型クラッド層３６，ｐ型ガイド層３５，活性層３４，
ｎ型ガイド層３３，ｎ型クラッド層３２を順次選択的に
除去し、ｎ側コンタクト層３１を露出させる。
【００４６】ｎ側コンタクト層３１を露出させたのち、
レジストパターンを除去し、ｐ側コンタクト層３７の上
に、例えば、ニッケル（Ｎｉ），白金（Ｐｔ）および金
（Ａｕ）を順次蒸着し、ｐ側電極３８を形成する。ま
た、露出させたｎ側コンタクト層３１の上に、例えば、
チタン（Ｔｉ），アルミニウム（Ａｌ），白金および金
を順次蒸着してｎ側電極３９を形成する。そののち、加
熱処理を行いｐ側電極３８およびｎ側電極３９をそれぞ
れ合金化する。これにより、図３に示した半導体レーザ
を完成させる。
レジストパターンを除去し、ｐ側コンタクト層３７の上
に、例えば、ニッケル（Ｎｉ），白金（Ｐｔ）および金
（Ａｕ）を順次蒸着し、ｐ側電極３８を形成する。ま
た、露出させたｎ側コンタクト層３１の上に、例えば、
チタン（Ｔｉ），アルミニウム（Ａｌ），白金および金
を順次蒸着してｎ側電極３９を形成する。そののち、加
熱処理を行いｐ側電極３８およびｎ側電極３９をそれぞ
れ合金化する。これにより、図３に示した半導体レーザ
を完成させる。
【００４７】このように本実施の形態に係る半導体素子
の製造方法によれば、活性層３４および活性層３４に隣
接するｎ型ガイド層３３とｐ型ガイド層３５とを成長さ
せる際に、本実施の形態に係る窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体の製造方法を用いるようにしたので、活性層
３４，ｎ型ガイド層３３およびｐ型ガイド層３５の結晶
性を向上させることができる。よって、結晶欠陥などに
起因する、電子と正孔とが再結合しても発光しない非発
光再結合の割合を低くすることができ、発光効率を向上
させることができる。
の製造方法によれば、活性層３４および活性層３４に隣
接するｎ型ガイド層３３とｐ型ガイド層３５とを成長さ
せる際に、本実施の形態に係る窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体の製造方法を用いるようにしたので、活性層
３４，ｎ型ガイド層３３およびｐ型ガイド層３５の結晶
性を向上させることができる。よって、結晶欠陥などに
起因する、電子と正孔とが再結合しても発光しない非発
光再結合の割合を低くすることができ、発光効率を向上
させることができる。
【００４８】［第２の実施の形態］本発明の第２の実施
の形態に係る窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製造
方法は、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層２４（図
２参照）を成長させる際に、窒素の原料として、第１の
実施の形態において説明した窒素含有化合物と、アンモ
ニアとを混合して用いることを除き、他は第１の実施の
形態と同一である。よって、ここでは図１および図２を
参照して説明すると共に、第１の実施の形態と同一の部
分の説明を省略する。
の形態に係る窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製造
方法は、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層２４（図
２参照）を成長させる際に、窒素の原料として、第１の
実施の形態において説明した窒素含有化合物と、アンモ
ニアとを混合して用いることを除き、他は第１の実施の
形態と同一である。よって、ここでは図１および図２を
参照して説明すると共に、第１の実施の形態と同一の部
分の説明を省略する。
【００４９】窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層２４
を成長させる際に、窒素の原料として窒素含有化合物と
アンモニアとを混合して用いると、以下に述べる理由に
より、アンモニアを使用していても、窒化物系ＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体層２４の結晶性を向上させることがで
きる。すなわち、ジメチルヒドラジンなどの窒素含有化
合物は、第１の実施の形態と同様に成長に寄与する窒素
原料種となると共に、いわゆる触媒作用によってアンモ
ニアの分解を促進する役割を果たしている。そのため、
アンモニアの供給量の数％の量の窒素含有化合物を供給
しただけで、アンモニアは効率よく熱分解され、９００
℃以下の低温においても、成長に寄与する窒素原料種を
効果的に供給することができ、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体層２４の結晶性を向上させることができるの
である。
を成長させる際に、窒素の原料として窒素含有化合物と
アンモニアとを混合して用いると、以下に述べる理由に
より、アンモニアを使用していても、窒化物系ＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体層２４の結晶性を向上させることがで
きる。すなわち、ジメチルヒドラジンなどの窒素含有化
合物は、第１の実施の形態と同様に成長に寄与する窒素
原料種となると共に、いわゆる触媒作用によってアンモ
ニアの分解を促進する役割を果たしている。そのため、
アンモニアの供給量の数％の量の窒素含有化合物を供給
しただけで、アンモニアは効率よく熱分解され、９００
℃以下の低温においても、成長に寄与する窒素原料種を
効果的に供給することができ、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体層２４の結晶性を向上させることができるの
である。
【００５０】なお、本実施の形態の製造方法を用いる場
合にも、第１の実施の形態と同様に、成長温度が低くな
るに従って、アンモニアのみを窒素の原料に用いた際の
Ｖ族元素の原料供給量に対する窒素の原料供給量の割合
と、アンモニアおよび上述した窒素含有化合物とを窒素
の原料に用いた際のそれとの差が大きくなる。
合にも、第１の実施の形態と同様に、成長温度が低くな
るに従って、アンモニアのみを窒素の原料に用いた際の
Ｖ族元素の原料供給量に対する窒素の原料供給量の割合
と、アンモニアおよび上述した窒素含有化合物とを窒素
の原料に用いた際のそれとの差が大きくなる。
【００５１】このように本実施の形態に係る窒化物系Ｉ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製造方法においても、第１の
実施の形態と同様に、低温で成長させても、ＩＩＩ族元
素の原料の供給量に対するＶ族元素の原料の供給量の割
合を小さくすることができ、かつ窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体層２４の結晶性を向上させることができ
る。
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製造方法においても、第１の
実施の形態と同様に、低温で成長させても、ＩＩＩ族元
素の原料の供給量に対するＶ族元素の原料の供給量の割
合を小さくすることができ、かつ窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体層２４の結晶性を向上させることができ
る。
【００５２】なお、本実施の形態に係る窒化物系ＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体の製造方法は、第１の実施の形態と
同様に、半導体レーザなどの半導体素子の製造方法に適
用することができる。具体的には、例えば、図３に示し
たような活性層３４および活性層３４に隣接するｎ型ガ
イド層３３とｐ型ガイド層３５とを成長させる際に適用
すると、発光効率を向上させることができ、効果的であ
る。また、バッファ層２２は、通常、低温で成長させる
ので、バッファ層２２を成長させる際に適用しても、そ
の結晶性を向上させることができ、効果的である。もち
ろん、ｎ側コンタクト層３１，ｎ型クラッド層３２，ｐ
型クラッド層３６およびｐ側コンタクト層３７や下地層
２３を成長させる際に適用しても、それらの結晶性を向
上させることができ、効果的である。
−Ｖ族化合物半導体の製造方法は、第１の実施の形態と
同様に、半導体レーザなどの半導体素子の製造方法に適
用することができる。具体的には、例えば、図３に示し
たような活性層３４および活性層３４に隣接するｎ型ガ
イド層３３とｐ型ガイド層３５とを成長させる際に適用
すると、発光効率を向上させることができ、効果的であ
る。また、バッファ層２２は、通常、低温で成長させる
ので、バッファ層２２を成長させる際に適用しても、そ
の結晶性を向上させることができ、効果的である。もち
ろん、ｎ側コンタクト層３１，ｎ型クラッド層３２，ｐ
型クラッド層３６およびｐ側コンタクト層３７や下地層
２３を成長させる際に適用しても、それらの結晶性を向
上させることができ、効果的である。
【００５３】以上、実施の形態を挙げて本発明を説明し
たが、本発明は上記各実施の形態に限定されるものでは
なく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態で
は、窒素含有化合物として、ヒドラジンまたはその置換
体，アミンおよびアジ化物を例に挙げて説明したが、窒
素含有化合物は、窒素原子と窒素原子との単結合，窒素
原子と窒素原子との二重結合または窒素原子と炭素原子
との単結合の少なくとも１種の結合を有して構成されて
いれば他の化合物であってもよい。
たが、本発明は上記各実施の形態に限定されるものでは
なく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態で
は、窒素含有化合物として、ヒドラジンまたはその置換
体，アミンおよびアジ化物を例に挙げて説明したが、窒
素含有化合物は、窒素原子と窒素原子との単結合，窒素
原子と窒素原子との二重結合または窒素原子と炭素原子
との単結合の少なくとも１種の結合を有して構成されて
いれば他の化合物であってもよい。
【００５４】また、上記実施の形態では、ＭＯＣＶＤ装
置について具体的な一例を挙げて説明したが、本発明に
は、他の構成を有するＭＯＣＶＤ装置を用いることもで
きる。例えば、上記実施の形態においては、反応管３の
内部に基板１４の成長面を上向きに配置するようにした
が、基板１４の成長面を下向きに配置するようにしても
よい。更に、上記実施の形態においては、ＲＦコイル１
６によりサセプタ１５を加熱し、それにより基板１４を
加熱するようにしたが、ヒータにより基板を加熱するな
ど、他の方法により基板を加熱するようにしてもよい。
また、反応管３の外周を、石英ガラスあるいはステンレ
ス鋼などにより形成された容器により覆うようにしても
よい。
置について具体的な一例を挙げて説明したが、本発明に
は、他の構成を有するＭＯＣＶＤ装置を用いることもで
きる。例えば、上記実施の形態においては、反応管３の
内部に基板１４の成長面を上向きに配置するようにした
が、基板１４の成長面を下向きに配置するようにしても
よい。更に、上記実施の形態においては、ＲＦコイル１
６によりサセプタ１５を加熱し、それにより基板１４を
加熱するようにしたが、ヒータにより基板を加熱するな
ど、他の方法により基板を加熱するようにしてもよい。
また、反応管３の外周を、石英ガラスあるいはステンレ
ス鋼などにより形成された容器により覆うようにしても
よい。
【００５５】加えて、上記実施の形態においては、半導
体素子の一例として具体的な半導体レーザを挙げてその
製造方法を説明したが、本発明は、他の構成を有する半
導体レーザを製造する場合にも同様に適用することがで
きる。また、本発明は発光ダイオードなどの他の半導体
発光素子を製造する場合、およびトランジスタなどの半
導体発光素子以外の半導体素子を製造する場合にも広く
適用することができる。すなわち、本発明は、窒化物系
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を備えた半導体素子を製造
する際に広く適用することができる。
体素子の一例として具体的な半導体レーザを挙げてその
製造方法を説明したが、本発明は、他の構成を有する半
導体レーザを製造する場合にも同様に適用することがで
きる。また、本発明は発光ダイオードなどの他の半導体
発光素子を製造する場合、およびトランジスタなどの半
導体発光素子以外の半導体素子を製造する場合にも広く
適用することができる。すなわち、本発明は、窒化物系
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を備えた半導体素子を製造
する際に広く適用することができる。
【００５６】
【発明の効果】以上説明したように請求項１ないし請求
項５のいずれか１項に記載の窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体の製造方法によれば、窒素の原料として、窒素
原子と窒素原子との単結合，窒素原子と窒素原子との二
重結合または窒素原子と炭素原子との単結合の少なくと
も１種の結合を有してなる窒素含有化合物を用いるよう
にしたので、９００℃以下の低温で窒素含有化合物を分
解した場合においても、従来の方法よりも窒素含有化合
物の分解効率を向上させることができる。よって、成長
に寄与する窒素原料種を増加させることができ、成長面
に多量に供給することができる。従って、窒化物系ＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体の結晶性を向上させることができ
るという効果を奏する。また、請求項１３記載の半導体
素子の製造方法によれば、請求項１記載の窒化物系ＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体の製造方法を用いるようにしたの
で、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層の結晶性を向
上させることができ、半導体素子の性能を向上させるこ
とができるという効果を奏する。
項５のいずれか１項に記載の窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体の製造方法によれば、窒素の原料として、窒素
原子と窒素原子との単結合，窒素原子と窒素原子との二
重結合または窒素原子と炭素原子との単結合の少なくと
も１種の結合を有してなる窒素含有化合物を用いるよう
にしたので、９００℃以下の低温で窒素含有化合物を分
解した場合においても、従来の方法よりも窒素含有化合
物の分解効率を向上させることができる。よって、成長
に寄与する窒素原料種を増加させることができ、成長面
に多量に供給することができる。従って、窒化物系ＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体の結晶性を向上させることができ
るという効果を奏する。また、請求項１３記載の半導体
素子の製造方法によれば、請求項１記載の窒化物系ＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体の製造方法を用いるようにしたの
で、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層の結晶性を向
上させることができ、半導体素子の性能を向上させるこ
とができるという効果を奏する。
【００５７】更に、請求項６ないし請求項１０のいずれ
か１項に記載の窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製
造方法によれば、窒素の原料として、アンモニアに加え
て、窒素原子と窒素原子との単結合，窒素原子と窒素原
子との二重結合または窒素原子と炭素原子との単結合の
少なくとも１種の結合を有してなる窒素含有化合物を用
いるようにしたので、窒素含有化合物のいわゆる触媒作
用によりアンモニアの分解が促進され、９００℃以下の
低温であっても、成長に寄与する窒素原料種を成長面に
多量に供給することができる。従って、窒化物系ＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体の結晶性を向上させることができる
という効果を奏する。また、請求項１４記載の半導体素
子の製造方法によれば、請求項６記載の窒化物系ＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体の製造方法を用いるようにしたの
で、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層の結晶性を向
上させることができ、半導体素子の性能を向上させるこ
とができるという効果を奏する。
か１項に記載の窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製
造方法によれば、窒素の原料として、アンモニアに加え
て、窒素原子と窒素原子との単結合，窒素原子と窒素原
子との二重結合または窒素原子と炭素原子との単結合の
少なくとも１種の結合を有してなる窒素含有化合物を用
いるようにしたので、窒素含有化合物のいわゆる触媒作
用によりアンモニアの分解が促進され、９００℃以下の
低温であっても、成長に寄与する窒素原料種を成長面に
多量に供給することができる。従って、窒化物系ＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体の結晶性を向上させることができる
という効果を奏する。また、請求項１４記載の半導体素
子の製造方法によれば、請求項６記載の窒化物系ＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体の製造方法を用いるようにしたの
で、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層の結晶性を向
上させることができ、半導体素子の性能を向上させるこ
とができるという効果を奏する。
【００５８】更に、請求項１１記載の窒化物系ＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体の製造方法によれば、窒素の原料とし
て、窒素原子と窒素原子との単結合，窒素原子と窒素原
子との二重結合または窒素原子と炭素原子との単結合の
少なくとも１種の結合を有してなる窒素含有化合物を用
いるようにしたので、従来の方法よりも窒素の原料の分
解効率を向上させることができ、インジウムを含有する
窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を成長させる場合に
おいても、その結晶性を向上させることができるという
効果を奏する。また、請求項１５記載の半導体素子の製
造方法によれば、請求項１１記載の窒化物系ＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体の製造方法を用いるようにしたので、窒
化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層の結晶性を向上させ
ることができ、半導体素子の性能を向上させることがで
きるという効果を奏する。
Ｖ族化合物半導体の製造方法によれば、窒素の原料とし
て、窒素原子と窒素原子との単結合，窒素原子と窒素原
子との二重結合または窒素原子と炭素原子との単結合の
少なくとも１種の結合を有してなる窒素含有化合物を用
いるようにしたので、従来の方法よりも窒素の原料の分
解効率を向上させることができ、インジウムを含有する
窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を成長させる場合に
おいても、その結晶性を向上させることができるという
効果を奏する。また、請求項１５記載の半導体素子の製
造方法によれば、請求項１１記載の窒化物系ＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体の製造方法を用いるようにしたので、窒
化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層の結晶性を向上させ
ることができ、半導体素子の性能を向上させることがで
きるという効果を奏する。
【００５９】加えて、請求項１２記載の窒化物系ＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体の製造方法によれば、窒素の原料と
して、アンモニアに加えて、窒素原子と窒素原子との単
結合，窒素原子と窒素原子との二重結合または窒素原子
と炭素原子との単結合の少なくとも１種の結合を有して
なる窒素含有化合物を用いるようにしたので、窒素含有
化合物のいわゆる触媒作用によりアンモニアの分解が促
進され、インジウムを含有する窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体を成長させる場合においても、その結晶性を
向上させることができるという効果を奏する。また、請
求項１６記載の半導体素子の製造方法によれば、請求項
１２記載の窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製造方
法を用いるようにしたので、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体層の結晶性を向上させることができ、半導体素
子の性能を向上させることができるという効果を奏す
る。
−Ｖ族化合物半導体の製造方法によれば、窒素の原料と
して、アンモニアに加えて、窒素原子と窒素原子との単
結合，窒素原子と窒素原子との二重結合または窒素原子
と炭素原子との単結合の少なくとも１種の結合を有して
なる窒素含有化合物を用いるようにしたので、窒素含有
化合物のいわゆる触媒作用によりアンモニアの分解が促
進され、インジウムを含有する窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体を成長させる場合においても、その結晶性を
向上させることができるという効果を奏する。また、請
求項１６記載の半導体素子の製造方法によれば、請求項
１２記載の窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製造方
法を用いるようにしたので、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体層の結晶性を向上させることができ、半導体素
子の性能を向上させることができるという効果を奏す
る。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る窒化物系ＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体の製造方法に用いるＭＯＣＶＤ装
置の概略を表す構成図である。
Ｉ−Ｖ族化合物半導体の製造方法に用いるＭＯＣＶＤ装
置の概略を表す構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る窒化物系ＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体の製造方法を説明するための断面
図である。
Ｉ−Ｖ族化合物半導体の製造方法を説明するための断面
図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る半導体素子と
しての半導体レーザの製造方法を用いて作製された半導
体レーザの構成を表す断面図である。
しての半導体レーザの製造方法を用いて作製された半導
体レーザの構成を表す断面図である。
１…ガス供給管、２…ガス排気管、３…反応管、４…気
体原料供給部、５ａ，５ｂ，８ａ，８ｂ…バルブ、６，
１０，１１…マスフローコントローラ、７…有機金属原
料ガス供給部、９…キャリアガス供給部、１２…排ガス
処理装置、１３…ガス送出管、１４，２１…基板、１５
…サセプタ、１６…ＲＦコイル、２２…バッファ層、２
３…下地層、３１…ｎ側コンタクト層、３２…ｎ型クラ
ッド層、３３…ｎ型ガイド層、３４…活性層、３５…ｐ
型ガイド層、３６…ｐ側コンタクト層、３７…ｐ型クラ
ッド層、３８…ｐ側電極、３９…ｎ側電極
体原料供給部、５ａ，５ｂ，８ａ，８ｂ…バルブ、６，
１０，１１…マスフローコントローラ、７…有機金属原
料ガス供給部、９…キャリアガス供給部、１２…排ガス
処理装置、１３…ガス送出管、１４，２１…基板、１５
…サセプタ、１６…ＲＦコイル、２２…バッファ層、２
３…下地層、３１…ｎ側コンタクト層、３２…ｎ型クラ
ッド層、３３…ｎ型ガイド層、３４…活性層、３５…ｐ
型ガイド層、３６…ｐ側コンタクト層、３７…ｐ型クラ
ッド層、３８…ｐ側電極、３９…ｎ側電極
Claims (16)
- 【請求項１】 ＩＩＩ族元素のうちの少なくとも１種と
Ｖ族元素のうちの少なくとも窒素（Ｎ）とを含む窒化物
系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を、有機金属化学気相成長
法により成長させる窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
の製造方法であって、 成長温度を９００℃以下とし、かつ、窒素の原料とし
て、窒素原子と窒素原子との単結合，窒素原子と窒素原
子との二重結合または窒素原子と炭素原子との単結合の
少なくとも１種の結合を有してなる窒素含有化合物を用
いることを特徴とする窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体の製造方法。 - 【請求項２】 前記窒素含有化合物として、ヒドラジン
またはその置換体を含むガスを用いることを特徴とする
請求項１記載の窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製
造方法。 - 【請求項３】 前記窒素含有化合物として、アミンを含
むガスを用いることを特徴とする請求項１記載の窒化物
系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製造方法。 - 【請求項４】 前記窒素含有化合物として、アジ化物を
含むガスを用いることを特徴とする請求項１記載の窒化
物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製造方法。 - 【請求項５】 前記ＩＩＩ族元素としてインジウム（Ｉ
ｎ）を含むようにしたことを特徴とする請求項１記載の
窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製造方法。 - 【請求項６】 ＩＩＩ族元素のうちの少なくとも１種と
Ｖ族元素のうちの少なくとも窒素（Ｎ）とを含む窒化物
系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を、有機金属化学気相成長
法により成長させる窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
の製造方法であって、 成長温度を９００℃以下とし、かつ、窒素の原料とし
て、アンモニア、および窒素原子と窒素原子との単結
合，窒素原子と窒素原子との二重結合または窒素原子と
炭素原子との単結合の少なくとも１種の結合を有してな
る窒素含有化合物を用いることを特徴とする窒化物系Ｉ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製造方法。 - 【請求項７】 前記窒素含有化合物として、ヒドラジン
またはその置換体を含むガスを用いることを特徴とする
請求項６記載の窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製
造方法。 - 【請求項８】 前記窒素含有化合物として、アミンを含
むガスを用いることを特徴とする請求項６記載の窒化物
系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製造方法。 - 【請求項９】 前記窒素含有化合物として、アジ化物を
含むガスを用いることを特徴とする請求項６記載の窒化
物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製造方法。 - 【請求項１０】 前記ＩＩＩ族元素としてインジウム
（Ｉｎ）を含むようにしたことを特徴とする請求項６記
載の窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製造方法。 - 【請求項１１】 ＩＩＩ族元素のうちの少なくともイン
ジウム（Ｉｎ）とＶ族元素のうちの少なくとも窒素
（Ｎ）とを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を、
有機金属化学気相成長法により成長させる窒化物系ＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体の製造方法であって、 窒素の原料として、窒素原子と窒素原子との単結合，窒
素原子と窒素原子との二重結合または窒素原子と炭素原
子との単結合の少なくとも１種を有してなる窒素含有化
合物を用いることを特徴とする窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体の製造方法。 - 【請求項１２】 ＩＩＩ族元素のうちの少なくともイン
ジウム（Ｉｎ）とＶ族元素のうちの少なくとも窒素
（Ｎ）とを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を、
有機金属化学気相成長法により成長させる窒化物系ＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体の製造方法であって、 窒素の原料として、アンモニア、および窒素原子と窒素
原子との単結合，窒素原子と窒素原子との二重結合また
は窒素原子と炭素原子との単結合の少なくとも１種を有
してなる窒素含有化合物を用いることを特徴とする窒化
物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製造方法。 - 【請求項１３】 ＩＩＩ族元素のうちの少なくとも１種
とＶ族元素のうちの少なくとも窒素（Ｎ）とを含む窒化
物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を備えた半導体素子の
製造方法であって、 前記窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を、成長温度
を９００℃以下とし、かつ、窒素の原料として、窒素原
子と窒素原子との単結合，窒素原子と窒素原子との二重
結合または窒素原子と炭素原子との単結合の少なくとも
１種の結合を有してなる窒素含有化合物を用いた有機金
属化学気相成長法により成長させることを特徴とする半
導体素子の製造方法。 - 【請求項１４】 ＩＩＩ族元素のうちの少なくとも１種
とＶ族元素のうちの少なくとも窒素（Ｎ）とを含む窒化
物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を備えた半導体素子の
製造方法であって、 前記窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を、成長温度
を９００℃以下とし、かつ、窒素の原料として、アンモ
ニア、および窒素原子と窒素原子との単結合，窒素原子
と窒素原子との二重結合または窒素原子と炭素原子との
単結合の少なくとも１種の結合を有してなる窒素含有化
合物を用いた有機金属化学気相成長法により成長させる
ことを特徴とする半導体素子の製造方法。 - 【請求項１５】 ＩＩＩ族元素のうちの少なくともイン
ジウム（Ｉｎ）とＶ族元素のうちの少なくとも窒素
（Ｎ）とを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を
備えた半導体素子の製造方法であって、 前記窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を、窒素の原
料として、窒素原子と窒素原子との単結合，窒素原子と
窒素原子との二重結合または窒素原子と炭素原子との単
結合の少なくとも１種の結合を有してなる窒素含有化合
物を用いた有機金属化学気相成長法により成長させるこ
とを特徴とする半導体素子の製造方法。 - 【請求項１６】 ＩＩＩ族元素のうちの少なくともイン
ジウム（Ｉｎ）とＶ族元素のうちの少なくとも窒素
（Ｎ）とを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を
備えた半導体素子の製造方法であって、 前記窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を、窒素の原料
として、アンモニア、および窒素原子と窒素原子との単
結合，窒素原子と窒素原子との二重結合または窒素原子
と炭素原子との単結合の少なくとも１種の結合を有して
なる窒素含有化合物を用いた有機金属化学気相成長法に
より成長させることを特徴とする半導体素子の製造方
法。
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