JP3285341B2 - 窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法 - Google Patents
窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は窒化ガリウム系化合
物半導体の製造方法、特に発光素子の発光効率改善に関
する。
物半導体の製造方法、特に発光素子の発光効率改善に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、発光素子材料、特に紫外線領
域の発光素子材料としてＡｌＧａＮ、ＡｌＧａＮ／Ｇａ
Ｎ量子井戸型超格子（ＭＱＷ）等が知られている。これ
らの材料は通常サファイア基板上に形成され、格子不整
合により１０8〜１０9／ｃｍ2程度の転位が存在する。
域の発光素子材料としてＡｌＧａＮ、ＡｌＧａＮ／Ｇａ
Ｎ量子井戸型超格子（ＭＱＷ）等が知られている。これ
らの材料は通常サファイア基板上に形成され、格子不整
合により１０8〜１０9／ｃｍ2程度の転位が存在する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】転位点では、キャリア
である電子と正孔が発光に寄与しないで再結合する（非
発光再結合）ため、転位密度が増大する程、一般に発光
素子の発光効率が低下してしまう。
である電子と正孔が発光に寄与しないで再結合する（非
発光再結合）ため、転位密度が増大する程、一般に発光
素子の発光効率が低下してしまう。
【０００４】図４には、発光素子材料のバンドギャップ
Ｅｇが模式的に示されている。図に示されるように、発
光素子材料のバンドギャップに空間的なゆらぎが存在す
る場合、発光はバンドギャップの狭いところ（図中ａで
示す部位）のみで生じる。したがって、バンドギャップ
の空間的ゆらぎに基づく発光点の密度が、発光素子材料
中の転位の密度よりも高く設定できれば、転位点で電子
と正孔が非発光再結合する（図中ｂで示す）割合よりも
バンドギャップの狭い点で生じる発光再結合の割合を高
くでき、発光効率の劣化を抑制し得る。
Ｅｇが模式的に示されている。図に示されるように、発
光素子材料のバンドギャップに空間的なゆらぎが存在す
る場合、発光はバンドギャップの狭いところ（図中ａで
示す部位）のみで生じる。したがって、バンドギャップ
の空間的ゆらぎに基づく発光点の密度が、発光素子材料
中の転位の密度よりも高く設定できれば、転位点で電子
と正孔が非発光再結合する（図中ｂで示す）割合よりも
バンドギャップの狭い点で生じる発光再結合の割合を高
くでき、発光効率の劣化を抑制し得る。
【０００５】本発明の目的は、ＧａＮやＡｌＧａＮなど
の窒化ガリウム系化合物半導体に転位が存在しても、発
光効率等の特性を向上させることができる製造方法を提
供することにある。
の窒化ガリウム系化合物半導体に転位が存在しても、発
光効率等の特性を向上させることができる製造方法を提
供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の製造方法は、基板上に複数の窒化ガリウム
系化合物半導体を積層する窒化ガリウム系化合物半導体
の製造方法であって、前記複数の窒化ガリウム系化合物
半導体の少なくとも１つに、バンドギャップの空間的ゆ
らぎを形成するステップを有し、前記バンドギャップの
空間的ゆらぎは、下地層に前記窒化ガリウム系化合物半
導体の組成物を離散的に形成し、前記組成物が形成され
た下地層の上に前記窒化ガリウム系化合物半導体を成長
させることにより前記窒化ガリウム系化合物半導体に組
成比変化を生じさせて形成されることを特徴とする。バ
ンドギャップに空間的ゆらぎを形成し、バンドギャップ
の狭い部位でキャリアの再結合を生じさせることで転位
の存在によらずに発光効率を上げることができる。バン
ドギャップの空間的ゆらぎは、転位の密度よりも高い密
度で形成することが望ましい。例えば、転位の密度が１
０8〜１０9／ｃｍ2である場合、発光点（バンドギャッ
プの狭い部位）間の平均距離が１μｍ以下となるように
空間的ゆらぎを形成することが望ましい。
に、本発明の製造方法は、基板上に複数の窒化ガリウム
系化合物半導体を積層する窒化ガリウム系化合物半導体
の製造方法であって、前記複数の窒化ガリウム系化合物
半導体の少なくとも１つに、バンドギャップの空間的ゆ
らぎを形成するステップを有し、前記バンドギャップの
空間的ゆらぎは、下地層に前記窒化ガリウム系化合物半
導体の組成物を離散的に形成し、前記組成物が形成され
た下地層の上に前記窒化ガリウム系化合物半導体を成長
させることにより前記窒化ガリウム系化合物半導体に組
成比変化を生じさせて形成されることを特徴とする。バ
ンドギャップに空間的ゆらぎを形成し、バンドギャップ
の狭い部位でキャリアの再結合を生じさせることで転位
の存在によらずに発光効率を上げることができる。バン
ドギャップの空間的ゆらぎは、転位の密度よりも高い密
度で形成することが望ましい。例えば、転位の密度が１
０8〜１０9／ｃｍ2である場合、発光点（バンドギャッ
プの狭い部位）間の平均距離が１μｍ以下となるように
空間的ゆらぎを形成することが望ましい。
【０００７】本発明の１つの実施形態では、バンドギャ
ップの空間的ゆらぎは、下地層に前記ＧａＮ系化合物半
導体の組成物を離散的に形成し、前記組成物が形成され
た下地層の上に前記ＧａＮ系化合物半導体を成長させる
ことにより形成される。組成物が下地層に存在すると、
ＧａＮ系化合物半導体をその下地層の上に形成する際
に、当該組成物の固層組成が高くなり、組成物が存在し
ない部位との間で組成比率に差が生じる。この組成比率
の差によりバンドギャップの空間的ゆらぎが生じる。Ｇ
ａＮ系化合物半導体の組成物とは、例えばＡｌＧａＮの
場合にはＡｌ、Ｇａ、Ｎのいずれかであり、ＩｎＧａＮ
の場合にはＩｎ、Ｇａ、Ｎのいずれかである。離散的に
形成される組成物の密度を調整することで、バンドギャ
ップの空間的ゆらぎの周期（あるいは密度）を調整する
ことができる。
ップの空間的ゆらぎは、下地層に前記ＧａＮ系化合物半
導体の組成物を離散的に形成し、前記組成物が形成され
た下地層の上に前記ＧａＮ系化合物半導体を成長させる
ことにより形成される。組成物が下地層に存在すると、
ＧａＮ系化合物半導体をその下地層の上に形成する際
に、当該組成物の固層組成が高くなり、組成物が存在し
ない部位との間で組成比率に差が生じる。この組成比率
の差によりバンドギャップの空間的ゆらぎが生じる。Ｇ
ａＮ系化合物半導体の組成物とは、例えばＡｌＧａＮの
場合にはＡｌ、Ｇａ、Ｎのいずれかであり、ＩｎＧａＮ
の場合にはＩｎ、Ｇａ、Ｎのいずれかである。離散的に
形成される組成物の密度を調整することで、バンドギャ
ップの空間的ゆらぎの周期（あるいは密度）を調整する
ことができる。
【０００８】また、本発明の他の実施形態では、バンド
ギャップの空間的ゆらぎは、下地層に前記ＧａＮ系化合
物半導体の組成物拡散長を変化させる層を離散的に形成
し、前記層が形成された下地層の上に前記ＧａＮ系化合
物半導体を成長させることにより形成される。組成物拡
散長を変化させる層が下地層に存在すると、ＧａＮ系化
合物半導体をその下地層の上に形成する際にＧａＮ系化
合物半導体の組成物間でその拡散長変化に起因した組成
変化が生じる。この組成変化によりバンドギャップの空
間的ゆらぎが生じる。組成物拡散長を変化させる層の密
度を調整することで、バンドギャップの空間的ゆらぎの
周期（あるいは密度）を調整することができる。
ギャップの空間的ゆらぎは、下地層に前記ＧａＮ系化合
物半導体の組成物拡散長を変化させる層を離散的に形成
し、前記層が形成された下地層の上に前記ＧａＮ系化合
物半導体を成長させることにより形成される。組成物拡
散長を変化させる層が下地層に存在すると、ＧａＮ系化
合物半導体をその下地層の上に形成する際にＧａＮ系化
合物半導体の組成物間でその拡散長変化に起因した組成
変化が生じる。この組成変化によりバンドギャップの空
間的ゆらぎが生じる。組成物拡散長を変化させる層の密
度を調整することで、バンドギャップの空間的ゆらぎの
周期（あるいは密度）を調整することができる。
【０００９】また、本発明の他の実施形態では、バンド
ギャップの空間的ゆらぎは、下地層に格子不整合を有す
る層を形成し、前記層が形成された下地層の上に前記Ｇ
ａＮ系化合物半導体を成長させることにより形成され
る。下地層に格子不整合が存在すると、その部位におい
て下地層の上に形成されるＧａＮ系化合物半導体の層厚
が他の部分と比べて相違する（薄くなる）こととなり、
この層厚の変化によりバンドギャップが空間的にゆらぐ
ことになる。ＧａＮ系化合物半導体が例えば量子井戸構
造である場合には、バンドギャップの空間的ゆらぎは顕
著となる。
ギャップの空間的ゆらぎは、下地層に格子不整合を有す
る層を形成し、前記層が形成された下地層の上に前記Ｇ
ａＮ系化合物半導体を成長させることにより形成され
る。下地層に格子不整合が存在すると、その部位におい
て下地層の上に形成されるＧａＮ系化合物半導体の層厚
が他の部分と比べて相違する（薄くなる）こととなり、
この層厚の変化によりバンドギャップが空間的にゆらぐ
ことになる。ＧａＮ系化合物半導体が例えば量子井戸構
造である場合には、バンドギャップの空間的ゆらぎは顕
著となる。
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態について説明する。
形態について説明する。
【００１０】図１には、本実施形態に係る窒化ガリウム
系化合物半導体の製造方法が示されている。本実施形態
では、ｎ型ＡｌyＧＡ1-yＮ／アンドープＡｌxＧａ1-xＮ
／ｐ型ＡｌyＧａ1-yＮの３層ダブルヘテロ構造発光素子
を製造している。
系化合物半導体の製造方法が示されている。本実施形態
では、ｎ型ＡｌyＧＡ1-yＮ／アンドープＡｌxＧａ1-xＮ
／ｐ型ＡｌyＧａ1-yＮの３層ダブルヘテロ構造発光素子
を製造している。
【００１１】まず、（Ａ）に示されるように、サファイ
ア等の基板１０上にｎ型ＡｌyＧＡ1 -yＮ層１２を１０５
０度で成長させる。次に、８００〜１０５０度の温度で
数秒間トリメチルガリウムと窒素ガスを基板に供給し、
ＭＯＣＶＤ法によりｎ型Ａｌ yＧａ1-yＮ層１２上に約１
０〜５００ｎｍ径のガリウムドロップレット１４を離散
的に形成する。
ア等の基板１０上にｎ型ＡｌyＧＡ1 -yＮ層１２を１０５
０度で成長させる。次に、８００〜１０５０度の温度で
数秒間トリメチルガリウムと窒素ガスを基板に供給し、
ＭＯＣＶＤ法によりｎ型Ａｌ yＧａ1-yＮ層１２上に約１
０〜５００ｎｍ径のガリウムドロップレット１４を離散
的に形成する。
【００１２】そして、（Ｂ）に示されるように、Ｇａの
ドロップレット（あるいはガリウムの微小塊）１４が形
成されたｎ型ＡｌyＧａ1-yＮ層１２上に、１０５０度で
アンドープＡｌxＧａ1-xＮ層１６を成長させる。このと
き、Ｇａドロップレットが存在する部位では、アンドー
プＡｌxＧａ1-xＮ層１６中のガリウムの固相組成が高く
なり、アンドープＡｌxＧａ1-xＮ層１６のバンドギャッ
プに空間的なゆらぎが形成される。（Ｂ）では、ガリウ
ムドロップレット１４の存在によりアンドープＡｌxＧ
ａ1-xＮ層１６中に組成変動が生じる様子が異なるハッ
チングで模式的に示されている。アンドープＡｌxＧａ
1-xＮ層１６は、例えば０．０５μｍ程度の厚さとする
ことができる。このような組成変動は、バンドギャップ
の空間的ゆらぎ、すなわちバンドギャップの広狭を生じ
させる。バンドギャップに空間的なゆらぎが形成された
アンドープＡｌxＧａ1-xＮ層１６を成長させた後、１０
５０度でｐ型ＡｌyＧａ1-yＮ層１８を成長させ、ダブル
ヘテロ構造とする。なお、以上のような半導体層の成長
は、反応管のサセプタ上に基板を載置し、ヒータで基板
１０を加熱するとともに反応管に順次原料ガスを導入す
ることで行うことができる。
ドロップレット（あるいはガリウムの微小塊）１４が形
成されたｎ型ＡｌyＧａ1-yＮ層１２上に、１０５０度で
アンドープＡｌxＧａ1-xＮ層１６を成長させる。このと
き、Ｇａドロップレットが存在する部位では、アンドー
プＡｌxＧａ1-xＮ層１６中のガリウムの固相組成が高く
なり、アンドープＡｌxＧａ1-xＮ層１６のバンドギャッ
プに空間的なゆらぎが形成される。（Ｂ）では、ガリウ
ムドロップレット１４の存在によりアンドープＡｌxＧ
ａ1-xＮ層１６中に組成変動が生じる様子が異なるハッ
チングで模式的に示されている。アンドープＡｌxＧａ
1-xＮ層１６は、例えば０．０５μｍ程度の厚さとする
ことができる。このような組成変動は、バンドギャップ
の空間的ゆらぎ、すなわちバンドギャップの広狭を生じ
させる。バンドギャップに空間的なゆらぎが形成された
アンドープＡｌxＧａ1-xＮ層１６を成長させた後、１０
５０度でｐ型ＡｌyＧａ1-yＮ層１８を成長させ、ダブル
ヘテロ構造とする。なお、以上のような半導体層の成長
は、反応管のサセプタ上に基板を載置し、ヒータで基板
１０を加熱するとともに反応管に順次原料ガスを導入す
ることで行うことができる。
【００１３】以上のようにして形成されたダブルヘテロ
型発光素子に電圧を印加して発光させたところ、Ｇａド
ロップレット１４を形成せずに成長させた構造の発光強
度に比べ約１０倍の発光強度が得られることを出願人は
確認している。
型発光素子に電圧を印加して発光させたところ、Ｇａド
ロップレット１４を形成せずに成長させた構造の発光強
度に比べ約１０倍の発光強度が得られることを出願人は
確認している。
【００１４】なお、本実施形態ではドロップレット１４
としてＧａを用いているが、ＡｌＧａＮの組成物である
ＡｌあるいはＧａのいずれを用いてもよい。トリメチル
ガリウムの代わりにトリメチルアルミニウムを加熱した
基板１０上に流すことで、Ａｌのドロップレットを形成
することができる。
としてＧａを用いているが、ＡｌＧａＮの組成物である
ＡｌあるいはＧａのいずれを用いてもよい。トリメチル
ガリウムの代わりにトリメチルアルミニウムを加熱した
基板１０上に流すことで、Ａｌのドロップレットを形成
することができる。
【００１５】図２には、他の実施形態に係る製造方法が
示されている。本実施形態においても、図１と同様にＡ
ｌＧａＮの３層ダブルヘテロ構造発光素子を製造してい
る。
示されている。本実施形態においても、図１と同様にＡ
ｌＧａＮの３層ダブルヘテロ構造発光素子を製造してい
る。
【００１６】まず，（Ａ）に示されるように、基板１０
上に１０５０度でｎ型ＡｌyＧａ1-yＮ層１２を成長させ
た後、ｎ型ＡｌyＧａ1-yＮ層１２の表面にＳｉＮ層１５
を離散的に形成する。ＳｉＮ層１５を離散的に形成する
には、ＳｉＮを全面に形成した後にその一部を除去する
ことで形成してもよく、あるいはＳｉＮの原料ガスであ
るシランガスとアンモニアガスの流量を調整することで
形成してもよい。ＳｉＮ層１５が形成された部位はマス
ク部、ＳｉＮ層１５が形成されていない部位は窓部とな
る。
上に１０５０度でｎ型ＡｌyＧａ1-yＮ層１２を成長させ
た後、ｎ型ＡｌyＧａ1-yＮ層１２の表面にＳｉＮ層１５
を離散的に形成する。ＳｉＮ層１５を離散的に形成する
には、ＳｉＮを全面に形成した後にその一部を除去する
ことで形成してもよく、あるいはＳｉＮの原料ガスであ
るシランガスとアンモニアガスの流量を調整することで
形成してもよい。ＳｉＮ層１５が形成された部位はマス
ク部、ＳｉＮ層１５が形成されていない部位は窓部とな
る。
【００１７】次に、（Ｂ）に示されるように、ＳｉＮ層
１５が形成されたｎ型ＡｌyＧａ1-yＮ層１２上にアンド
ープＡｌＧａＮ層１６を成長させる。このとき、成長は
ＳｉＮ層１５が形成されていない窓部から生じ、やがて
ＳｉＮ層１５上にも成長していく。ＳｉＮ層１５上で成
長する場合には、Ｇａ原子とＡｌ原子のＳｉＮ上での拡
散長が異なるため、窓部とマスク部でアンドープＡｌx
Ｇａ1-xＮ層１６中におけるＡｌとＧａの組成が異なる
ことになる。具体的には、ＳｉＮ上ではＡｌはＧａに比
べてあまり動かず固体に取り込まれるため、窓部におい
てはＡｌ組成が小さくなる。Ａｌ組成が小さくなるとバ
ンドギャップは狭く（小さく）なるから、アンドープＡ
ｌxＧａ1-xＮ層１６のバンドギャップに空間的ゆらぎが
生じることになる。バンドギャップに空間的なゆらぎが
形成されたアンドープＡｌxＧａ1-xＮ層１６を成長させ
た後、ｐ型ＡｌyＧａ1-yＮ層１８を成長させ、ダブルヘ
テロ構造とする。
１５が形成されたｎ型ＡｌyＧａ1-yＮ層１２上にアンド
ープＡｌＧａＮ層１６を成長させる。このとき、成長は
ＳｉＮ層１５が形成されていない窓部から生じ、やがて
ＳｉＮ層１５上にも成長していく。ＳｉＮ層１５上で成
長する場合には、Ｇａ原子とＡｌ原子のＳｉＮ上での拡
散長が異なるため、窓部とマスク部でアンドープＡｌx
Ｇａ1-xＮ層１６中におけるＡｌとＧａの組成が異なる
ことになる。具体的には、ＳｉＮ上ではＡｌはＧａに比
べてあまり動かず固体に取り込まれるため、窓部におい
てはＡｌ組成が小さくなる。Ａｌ組成が小さくなるとバ
ンドギャップは狭く（小さく）なるから、アンドープＡ
ｌxＧａ1-xＮ層１６のバンドギャップに空間的ゆらぎが
生じることになる。バンドギャップに空間的なゆらぎが
形成されたアンドープＡｌxＧａ1-xＮ層１６を成長させ
た後、ｐ型ＡｌyＧａ1-yＮ層１８を成長させ、ダブルヘ
テロ構造とする。
【００１８】本実施形態においても、転位密度以上に容
易にバンドギャップの空間的ゆらぎを形成することがで
きるので、発光効率を向上させることができる。
易にバンドギャップの空間的ゆらぎを形成することがで
きるので、発光効率を向上させることができる。
【００１９】図３には、さらに他の実施形態に係る製造
方法が示されている。本実施形態では、ＡｌＧａＮ／Ｇ
ａＮの量子井戸型超格子（ＭＱＷ）発光素子を製造して
いる。
方法が示されている。本実施形態では、ＡｌＧａＮ／Ｇ
ａＮの量子井戸型超格子（ＭＱＷ）発光素子を製造して
いる。
【００２０】基板（図示せず）上にＡｌＧａＮ層２０を
形成し、次にＧａＮ層２２を形成する。以下、同様にし
てｎピッチ（ｎは例えば２０とすることができる）繰り
返し、超格子構造とする。各層の厚さは１〜１００ｎ
ｍ、例えば５ｎｍ程度とすることができる。そして、Ａ
ｌＧａＮ層２０上にＧａＮ層２２を形成する際に、格子
不整合の比較的大きな材料、具体的にはＡｌＮ、Ｉｎ
Ｎ、ＡｌＩｎＧａＮ、Ｓｉ、ＭｇＮ等の層（格子不整合
層）２１を離散的に形成し、この層２１が形成されたＡ
ｌＧａＮ層２０上にＧａＮ層２２を形成する。各層及び
層２１は、上述した実施形態と同様にＭＯＣＶＤ法で形
成することができる。超格子の界面に格子不整合の大き
な物質が存在すると、表面に微小な荒れが発生する。こ
の荒れの部分でＧａＮ層２２の厚さが他の部分と異なる
ことになり、層の厚さが不均一になると量子効果に基づ
く量子準位が空間的に変化するため、バンドギャップが
空間的にゆらぐことになる。層２１を十分な密度で形成
し、バンドギャップの空間的ゆらぎの密度を転位密度以
上とすることで、発光効率を向上させることができる。
形成し、次にＧａＮ層２２を形成する。以下、同様にし
てｎピッチ（ｎは例えば２０とすることができる）繰り
返し、超格子構造とする。各層の厚さは１〜１００ｎ
ｍ、例えば５ｎｍ程度とすることができる。そして、Ａ
ｌＧａＮ層２０上にＧａＮ層２２を形成する際に、格子
不整合の比較的大きな材料、具体的にはＡｌＮ、Ｉｎ
Ｎ、ＡｌＩｎＧａＮ、Ｓｉ、ＭｇＮ等の層（格子不整合
層）２１を離散的に形成し、この層２１が形成されたＡ
ｌＧａＮ層２０上にＧａＮ層２２を形成する。各層及び
層２１は、上述した実施形態と同様にＭＯＣＶＤ法で形
成することができる。超格子の界面に格子不整合の大き
な物質が存在すると、表面に微小な荒れが発生する。こ
の荒れの部分でＧａＮ層２２の厚さが他の部分と異なる
ことになり、層の厚さが不均一になると量子効果に基づ
く量子準位が空間的に変化するため、バンドギャップが
空間的にゆらぐことになる。層２１を十分な密度で形成
し、バンドギャップの空間的ゆらぎの密度を転位密度以
上とすることで、発光効率を向上させることができる。
【００２１】本願出願人は、図３に示された超格子構造
の発光素子（層２１としてＡｌＮを使用）に電圧を印加
して発光させた場合、層２１を形成しない場合に比べて
約１０倍の発光強度が得られることを確認している。
の発光素子（層２１としてＡｌＮを使用）に電圧を印加
して発光させた場合、層２１を形成しない場合に比べて
約１０倍の発光強度が得られることを確認している。
【００２２】以上、本発明の実施形態について説明した
が、本発明はこれらに限定されるものではなく、その技
術的思想の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、
図２においてＡｌＧａＮ組成物の拡散長を変化させる層
としてＳｉＮではなく他の材料、例えばＳｉＯ2を用い
ることも可能である。
が、本発明はこれらに限定されるものではなく、その技
術的思想の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、
図２においてＡｌＧａＮ組成物の拡散長を変化させる層
としてＳｉＮではなく他の材料、例えばＳｉＯ2を用い
ることも可能である。
【００２３】また、図３においてはＡｌＧａＮ層２０上
に格子不整合層２１を形成しているが、ＧａＮ層２２上
に格子不整合層２１を形成し、ＡｌＧａＮ層２０のバン
ドギャップに空間的ゆらぎを形成することもできる。
に格子不整合層２１を形成しているが、ＧａＮ層２２上
に格子不整合層２１を形成し、ＡｌＧａＮ層２０のバン
ドギャップに空間的ゆらぎを形成することもできる。
【００２４】さらに、図３においてはＡｌＧａＮ／Ｇａ
ＮのＭＱＷ構造としたが、他の材料でＭＱＷ構造を形成
することもできる。例えば、ＡｌＧａＮ／ＡｌＮ／Ｇａ
ＮでＭＱＷ構造を形成することが好適である。この場
合、ＡＬＧａＮとＡｌＮとの界面、及びＡｌＮとＧａＮ
との界面に格子不整合層２１を形成することができる。
ＮのＭＱＷ構造としたが、他の材料でＭＱＷ構造を形成
することもできる。例えば、ＡｌＧａＮ／ＡｌＮ／Ｇａ
ＮでＭＱＷ構造を形成することが好適である。この場
合、ＡＬＧａＮとＡｌＮとの界面、及びＡｌＮとＧａＮ
との界面に格子不整合層２１を形成することができる。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、ＧａＮ系化合物半導体
のバンドギャップの空間的ゆらぎを容易に形成すること
ができ、これにより発光効率等の特性を向上させること
ができる。
のバンドギャップの空間的ゆらぎを容易に形成すること
ができ、これにより発光効率等の特性を向上させること
ができる。
【図１】 実施形態の製造方法を示す説明図である。
【図２】 他の実施形態の製造方法を示す説明図であ
る。
る。
【図３】 他の実施形態の製造方法を示す説明図であ
る。
る。
【図４】 バンドギャップの空間的ゆらぎを示す説明図
である。
である。
１０ 基板、１２ ｎ型ＡｌyＧａ1-yＮ層、１４ Ｇａ
ドロップレット、１５ＳｉＮ層、１６ アンドープＡｌ
xＧａ1-xＮ層、１８ ｐ型ＡｌＧａＮ層、２１ 格子不
整合層。
ドロップレット、１５ＳｉＮ層、１６ アンドープＡｌ
xＧａ1-xＮ層、１８ ｐ型ＡｌＧａＮ層、２１ 格子不
整合層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−354839（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−354840（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−354842（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−266004（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 33/00 H01L 21/20 - 21/208 H01S 5/00 - 5/50 C30B 29/38
Claims (7)
- 【請求項１】 基板上に複数の窒化ガリウム系化合物半
導体を積層する窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法
であって、 前記複数の窒化ガリウム系化合物半導体の少なくとも１
つに、バンドギャップの空間的ゆらぎを形成するステッ
プを有し、前記バンドギャップの空間的ゆらぎは、下地
層に前記窒化ガリウム系化合物半導体の組成物を離散的
に形成し、前記組成物が形成された下地層の上に前記窒
化ガリウム系化合物半導体を成長させることにより前記
窒化ガリウム系化合物半導体に組成比変化を生じさせて
形成されることを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導
体の製造方法。 - 【請求項２】 基板上に複数の窒化ガリウム系化合物半
導体を積層する窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法
であって、 前記複数の窒化ガリウム系化合物半導体の少なくとも１
つに、バンドギャップの空間的ゆらぎを形成するステッ
プ を有し、前記バンドギャップの空間的ゆらぎは、下地
層に前記窒化ガリウム系化合物半導体の組成物拡散長を
変化させる層を離散的に形成し、前記層が形成された下
地層の上に前記窒化ガリウム系化合物半導体を成長させ
ることにより前記窒化ガリウム系化合物半導体に組成比
変化を生じさせて形成される ことを特徴とする窒化ガリ
ウム系化合物半導体の製造方法。 - 【請求項３】 基板上に複数の窒化ガリウム系化合物半
導体を積層する窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法
であって、 前記複数の窒化ガリウム系化合物半導体の少なくとも１
つに、バンドギャップの空間的ゆらぎを形成するステッ
プ を有し、前記バンドギャップの空間的ゆらぎは、下地
層に格子不整合を有する層を形成し、前記層が形成され
た下地層の上に前記窒化ガリウム系化合物半導体を成長
させることにより形成される ことを特徴とする窒化ガリ
ウム系化合物半導体の製造方法。 - 【請求項４】 請求項１記載の方法において、前記窒化ガリウム系化合物半導体はＡｌＧａＮであり、
前記組成物はＧａある いはＡｌである ことを特徴とする
窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法。 - 【請求項５】 請求項２記載の方法において、前記窒化ガリウム系化合物半導体はＡｌＧａＮであり、
前記層はＳｉＮである ことを特徴とする窒化ガリウム系
化合物半導体の製造方法。 - 【請求項６】 請求項３記載の方法において、前記複数の窒化ガリウム系化合物半導体は超格子構造を
なす ことを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体の製
造方法。 - 【請求項７】 請求項６記載の方法において、前記複数の窒化ガリウム系化合物半導体はＡｌＧａＮ及
びＧａＮであり、前記格子不整合を有する層はＡｌＮ、
ＩｎＮ、ＡｌＩｎＧａＮ、Ｓｉ、ＭｇＮの少なくともい
ずれかである ことを特徴とする窒化ガリウム系化合物半
導体の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000164349A JP3285341B2 (ja) | 2000-06-01 | 2000-06-01 | 窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法 |
| US10/092,231 US6861270B2 (en) | 2000-06-01 | 2002-03-06 | Method for manufacturing gallium nitride compound semiconductor and light emitting element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000164349A JP3285341B2 (ja) | 2000-06-01 | 2000-06-01 | 窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001345478A JP2001345478A (ja) | 2001-12-14 |
| JP3285341B2 true JP3285341B2 (ja) | 2002-05-27 |
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ID=18667982
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000164349A Expired - Lifetime JP3285341B2 (ja) | 2000-06-01 | 2000-06-01 | 窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3285341B2 (ja) |
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