JP3424629B2 - Nitride semiconductor device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）、レーザダイオード（ＬＤ）、太陽電池、光センサ
ー等の発光素子、受光素子、あるいはトランジスタ、パ
ワーデバイス等の電子デバイスに使用される窒化物半導
体（例えば、Ｉｎ_aＡｌ_bＧａ_1-a-bＮ、０≦ａ、０≦
ｂ、ａ＋ｂ≦１）素子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a light emitting diode (LE).
D), a laser diode (LD), a solar cell, a light emitting element such as an optical sensor, a light receiving element, or a nitride semiconductor (for example, In _a Al _b Ga _1-ab N) used for an electronic device such as a transistor or a power device. , 0 ≦ a, 0 ≦
b, a + b ≦ 1) element.

【０００２】[0002]

【従来の技術】窒化物半導体は高輝度青色ＬＥＤ、純緑
色ＬＥＤの材料として、フルカラーＬＥＤディスプレ
イ、交通信号灯、イメージスキャナー光源等の各種光源
で実用化されている。これらのＬＥＤ素子は基本的に、
サファイア基板上にＧａＮよりなるバッファ層と、Ｓｉ
ドープＧａＮよりなるｎ側コンタクト層と、単一量子井
戸構造（ＳＱＷ：Single-Quantum- Well）のＩｎＧａ
Ｎ、あるいはＩｎＧａＮを有する多重量子井戸構造（Ｍ
ＱＷ：Multi-Quantum-Well）の活性層と、ＭｇドープＡ
ｌＧａＮよりなるｐ側クラッド層と、ＭｇドープＧａＮ
よりなるｐ側コンタクト層とが順に積層された構造を有
しており、２０ｍＡにおいて、発光波長４５０ｎｍの青
色ＬＥＤで５ｍＷ、外部量子効率９．１％、５２０ｎｍ
の緑色ＬＥＤで３ｍＷ、外部量子効率６．３％と非常に
優れた特性を示す。量子井戸構造を有する活性層は、そ
の構造の特性から、発光出力の向上が期待される。2. Description of the Related Art Nitride semiconductors have been put to practical use as materials for high-intensity blue LEDs and pure green LEDs in various light sources such as full-color LED displays, traffic lights, and image scanner light sources. These LED elements are basically
A GaN buffer layer on the sapphire substrate and Si
N-side contact layer made of doped GaN and InGa having a single quantum well structure (SQW: Single-Quantum-Well)
Multiple quantum well structure (M
QW: Multi-Quantum-Well) active layer and Mg-doped A
p-side clad layer made of lGaN and Mg-doped GaN
And a p-side contact layer composed of the above are sequentially stacked. At 20 mA, a blue LED having an emission wavelength of 450 nm has a power of 5 mW and an external quantum efficiency of 9.1% and 520 nm.
The green LED shows excellent characteristics such as 3 mW and external quantum efficiency of 6.3%. The active layer having a quantum well structure is expected to improve the light emission output due to the characteristics of the structure.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の素子をＬＥＤ素子として、照明用光源、直射日光の
当たる屋外ディスプレイ等に使用するためには発光出力
が十分満足できるものでない。このように量子井戸構造
の活性層は、発光出力の飛躍的な向上が考えられるが、
その予想される可能性を十分に発揮させ難い。更に、素
子の順方向電圧（Ｖｆ）を低くし、静電耐圧を良好にす
ることが、素子の汎用性を広げ、素子の信頼性を向上さ
せることにつながる。そこで、本発明の目的は、素子の
信頼性を向上させ、種々の応用製品への適用範囲の拡大
を可能とするため、発光出力のさらなる向上が可能とな
り、Ｖｆの低い静電耐圧の良好となる窒化物半導体素子
を提供することである。However, when the above-mentioned conventional element is used as an LED element for a light source for illumination, an outdoor display exposed to direct sunlight, etc., the light emission output is not sufficiently satisfactory. As described above, the quantum well structure active layer is expected to dramatically improve the light emission output.
It is difficult to make full use of the expected potential. Further, lowering the forward voltage (Vf) of the element and improving the electrostatic breakdown voltage lead to widening the versatility of the element and improving the reliability of the element. Therefore, the object of the present invention is to improve the reliability of the element and to expand the range of application to various application products, so that the light emission output can be further improved and the electrostatic breakdown voltage with a low Vf is good. Another object of the present invention is to provide another nitride semiconductor device.

【０００４】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、以下の（１）
〜（８）の構成により上記目的を達成することができ
る。 （１）ｎ型窒化物半導体とｐ型窒化物半導体との間に、
活性層を有する窒化物半導体素子において、前記ｎ型窒
化物半導体には、ｎ型コンタクト層と超格子構造のｎ型
多層膜層とを有しかつ、前記ｎ型コンタクト層と前記ｎ
型多層膜層との間に１００オングストローム以上の膜厚
を有するアンドープのＧａＮ層を有することを特徴とす
る窒化物半導体素子。 （２）前記ｎ型コンタクト層の下にさらに、アンドープ
のＧａＮ層を有し、前記ｎ型コンタクト層は前記２つの
アンドープのＧａＮ層の間に位置する上記（１）記載の
窒化物半導体素子。 （３）前記ｎ型コンタクト層は、ＳｉドープのＧａＮか
らなる上記（１）（２）記載の窒化物半導体素子。 （４）前記ｐ型窒化物半導体には、超格子構造のｐ型多
層膜層を有し、前記ｎ型多層膜層の組成と前記ｐ型多層
膜層の組成とが互いに異なることを特徴とする上記
（１）〜（３）のうちのいずれか１つに記載の窒化物半
導体素子。 （５）ｎ型窒化物半導体とｐ型窒化物半導体との間に、
活性層を有する窒化物半導体素子において、前記ｎ型窒
化物半導体には、ｎ型コンタクト層と超格子構造の第１
のｎ型多層膜層とを有しかつ、前記ｎ型コンタクト層と
前記第１のｎ型多層膜層との間に、少なくとも３層構造
の第２のｎ型多層膜層を有し、該第２のｎ型多層膜層
は、前記ｎ型コンタクト層側から順にアンドープの下
層、ｎ型不純物ドープの中間層及びアンドープの上層を
有することを特徴とする窒化物半導体素子。 （６）前記下層、前記中間層及び前記上層の各膜厚は、
前記第１のｎ型多層膜層に近づくにしたがって薄くなる
ように設定された上記（５）記載の窒化物半導体素子。 （７）前記アンドープの下層は、１０００Å〜５０００
Åの範囲の膜厚を有する上記（５）又は（６）記載の窒
化物半導体素子。 （８）前記ｐ型窒化物半導体には、超格子構造のｐ型多
層膜層を有することを特徴とする上記（５）〜（７）の
うちのいずれか１つに記載の窒化物半導体素子。The present invention includes the following (1).
The above objects can be achieved by the constitutions (8) to (8). (1) Between the n-type nitride semiconductor and the p-type nitride semiconductor,
In the nitride semiconductor device having an active layer, the n-type nitride semiconductor has an n-type contact layer and an n-type multilayer film layer having a superlattice structure, and the n-type contact layer and the n-type contact layer are provided.
A nitride semiconductor device having an undoped GaN layer having a film thickness of 100 angstroms or more between it and the type multilayer film layer. (2) The nitride semiconductor device according to (1), further including an undoped GaN layer below the n-type contact layer, the n-type contact layer being located between the two undoped GaN layers. (3) The nitride semiconductor device according to (1) or (2), wherein the n-type contact layer is made of Si-doped GaN. (4) The p-type nitride semiconductor has a p-type multilayer film layer having a superlattice structure, and the composition of the n-type multilayer film layer and the composition of the p-type multilayer film layer are different from each other. The nitride semiconductor device according to any one of (1) to (3) above. (5) Between the n-type nitride semiconductor and the p-type nitride semiconductor,
In the nitride semiconductor device having an active layer, the n-type nitride semiconductor includes an n-type contact layer and a first superlattice structure.
And an n-type multilayer film layer having at least a three-layer structure between the n-type contact layer and the first n-type multilayer film layer. The second n-type multilayer film layer has an undoped lower layer, an n-type impurity-doped intermediate layer, and an undoped upper layer in this order from the n-type contact layer side. (6) The thickness of each of the lower layer, the intermediate layer, and the upper layer is
The nitride semiconductor device according to (5) above, which is set so as to become thinner as it approaches the first n-type multilayer film layer. (7) The lower layer of the undoped layer is 1000Å to 5000
The nitride semiconductor device according to (5) or (6) above, which has a film thickness in the range of Å. (8) The nitride semiconductor device according to any one of (5) to (7) above, wherein the p-type nitride semiconductor has a p-type multilayer film layer having a superlattice structure. .

【０００５】つまり、本発明に係る窒化物半導体素子
は、上記構成により、発光出力を向上させ、Ｖｆを低く
でき、静電耐圧の良好な窒化物半導体素子を提供するこ
とができる。That is, the nitride semiconductor device according to the present invention can provide a nitride semiconductor device having an improved light emission output, a reduced Vf, and a good electrostatic breakdown voltage because of the above-mentioned structure.

【０００６】量子井戸構造の活性層は、発光出力を向上
させる可能性を秘めているが、従来の素子では、量子井
戸構造の可能性を十分満足できる程度に発揮させること
が困難であった。The active layer having a quantum well structure has a possibility of improving the light emission output, but it has been difficult for the conventional element to fully exhibit the possibility of the quantum well structure.

【０００７】これに対して、本発明者らは、量子井戸構
造の活性層の性能を十分発揮させるべく、種々検討した
結果、活性層に接して又は近接して互いに組成及び／又
は層数の異なるｎ型多層膜層とｐ型多層膜層とを形成す
ることにより、活性層の性能を良好に引き出して発光出
力の向上を達成するとともに、Ｖｆの低下、及び静電耐
圧の向上を達成することができた。この理由は定かでは
ないが、恐らく多層膜とすることにより結晶性が向上
し、活性層の結晶性やｐ電極を形成する層の結晶性を良
好とすることに加え、更に、組成及び／又は層数が異な
ることによるｎ型多層膜層とｐ型多層膜層との結晶の性
質の相違が相乗的に作用して素子全体に好影響を及ぼ
し、素子性能（発光出力、Ｖｆ、静電耐圧等）を向上さ
せていると考えられる。On the other hand, the inventors of the present invention have conducted various studies in order to fully exhibit the performance of the active layer of the quantum well structure. As a result, the inventors have found that the composition and / or the number of layers are close to or in contact with the active layer. By forming different n-type multilayer film layers and p-type multilayer film layers, the performance of the active layer is satisfactorily drawn to improve the light emission output, and at the same time, reduce Vf and improve the electrostatic breakdown voltage. I was able to. The reason for this is not clear, but in addition to improving the crystallinity of the active layer and the crystallinity of the layer forming the p-electrode, a multilayer structure probably improves the crystallinity, and further, the composition and / or The difference in crystal properties between the n-type multilayer film layer and the p-type multilayer film layer due to the difference in the number of layers synergistically affects the entire device and has a positive effect on the device performance (emission output, Vf, electrostatic breakdown voltage). Etc.) is considered to be improved.

【０００８】本発明において、多層膜層とは、少なくと
も組成の異なる２種類以上の単一の窒化物半導体層を少
なくとも２層以上積層させてなるものであり、隣接する
単一の窒化物半導体層同士で組成が異なるように、単一
の窒化物半導体層を複数層積層してなる。また、本発明
において、ｎ型多層膜層を構成する窒化物半導体の組成
と、ｐ型多層膜層を構成する窒化物半導体の組成とが異
なるとは、それぞれの多層膜層を構成する単一の窒化物
半導体の組成が同一であってもよいが、単一の窒化物半
導体層を複数積層してなる多層膜層の全体の層構成（全
体の組成）が一致しないことを意味する。つまり、ｎ型
多層膜層とｐ型多層膜層とは、それらを構成する組成
が、部分一致を有していてもよいが、完全一致しないよ
うに窒化物半導体層の組成が調整される。本発明におい
て、積層された層数が異なるとは、ｐ型又はｎ型のいず
れか一方が、多層膜層を構成する窒化物半導体が少なく
とも一層以上多く積層されていればよい。In the present invention, the multi-layer film layer is formed by laminating at least two single nitride semiconductor layers of at least two kinds having different compositions, and adjacent single nitride semiconductor layers. A plurality of single nitride semiconductor layers are laminated so that the compositions are different from each other. Further, in the present invention, the difference in composition of the nitride semiconductor forming the n-type multilayer film layer and the composition of the nitride semiconductor forming the p-type multilayer film layer means that each of the multilayer film layers is single. Although the composition of the nitride semiconductor may be the same, it means that the overall layer structure (overall composition) of the multilayer film layer formed by laminating a plurality of single nitride semiconductor layers does not match. That is, the composition of the n-type multilayer film layer and the composition of the p-type multilayer film layer may partially match, but the composition of the nitride semiconductor layer is adjusted so as not to completely match. In the present invention, the difference in the number of laminated layers means that at least one or more p-type or n-type nitride semiconductors forming a multilayer film layer are laminated.

【０００９】更に、本発明は、ｐ型多層膜層を構成する
窒化物半導体層の層数が、ｎ型多層膜層を構成する窒化
物半導体層の層数より少ない方が、発光出力、Ｖｆ及び
静電耐圧の特性をいすれも良好にできるので、好まし
い。本発明において、ｐ型多層膜層の積層された層数
が、ｎ型多層膜層の積層された層数より少なくとも一層
すくなければよい。Further, in the present invention, when the number of nitride semiconductor layers forming the p-type multilayer film layer is smaller than the number of nitride semiconductor layers forming the n-type multilayer film layer, the light emission output, Vf. Also, it is preferable because the characteristics of electrostatic withstand voltage can be improved. In the present invention, the number of p-type multilayer film layers stacked may be at least one layer smaller than the number of n-type multilayer film layers stacked.

【００１０】更に本発明は、ｐ型多層膜層及び／又はｎ
型多層膜層が、変調ドープされていると、発光出力、Ｖ
ｆ及び静電耐圧を向上させることができる。また、本発
明において、変調ドープとは、多層膜層を形成する単一
の窒化物半導体層において、隣接する窒化物半導体層同
士の不純物濃度が異なることをいい、多層膜層を構成す
る隣接の一方の窒化物半導体層がアンドープで、他方が
不純物をドープされていてもよく、また、隣接する両方
の窒化物半導体層に不純物がドープされている場合に、
隣接する窒化物半導体同士で不純物濃度が異なっていて
もよい。The present invention further provides a p-type multilayer film layer and / or an n-type multilayer film layer.
When the multi-layer film is modulation-doped, the emission output, V
f and electrostatic breakdown voltage can be improved. Further, in the present invention, the modulation dope means that in a single nitride semiconductor layer forming a multilayer film layer, the impurity concentrations of adjacent nitride semiconductor layers are different from each other. One of the nitride semiconductor layers is undoped, the other may be doped with impurities, and when both adjacent nitride semiconductor layers are doped with impurities,
The adjacent nitride semiconductors may have different impurity concentrations.

【００１１】また、本発明において、ｎ型多層膜層６と
ｐ型多層膜層８との組成が異なる場合、ｎ型多層膜層６
を構成する層数とｐ型多層膜層８を構成する層数とは、
同一でも異なってもよく、好ましくは層数が異なり、よ
り好ましくはｐ型多層膜層の層数がｎ型多層膜層の層数
より少ないことが、発光出力、Ｖｆ、静電耐圧の点で好
ましい。また、本発明において、ｎ型多層膜層とｐ型多
層膜層との層数が異なる場合、ｎ型多層膜層の組成とｐ
型多層膜層の組成とは、同一でも異なってもよく、好ま
しくは組成が異なることが、上記のような本発明の効果
を得るのに好ましい。また、本発明において、ｎ型多層
膜層とｐ型多層膜層との層数が異なる場合、ｎ型とｐ型
との層数の組み合わせは特に限定されず、ｐ型多層膜層
８とｎ型多層膜層６の層数が異なっていれば、いずれの
組み合わせでもよく、好ましくは、上記したように、ｐ
型多層膜層の層数がｎ型多層膜層の層数より少ないよう
にすることが、上記本発明の効果を得るのに好ましい。In the present invention, when the n-type multilayer film layer 6 and the p-type multilayer film layer 8 have different compositions, the n-type multilayer film layer 6 is formed.
And the number of layers forming the p-type multilayer film layer 8 are
The number of layers may be the same or different, preferably the number of layers is different, and more preferably the number of layers of the p-type multilayer film layer is smaller than the number of layers of the n-type multilayer film layer in terms of light emission output, Vf, and electrostatic withstand voltage. preferable. In the present invention, when the n-type multilayer film layer and the p-type multilayer film layer have different numbers of layers, the composition of the n-type multilayer film layer and p
It may be the same as or different from the composition of the type multi-layer film layer, and preferably the composition is different in order to obtain the effects of the present invention as described above. Further, in the present invention, when the number of layers of the n-type multilayer film layer and the number of layers of the p-type multilayer film are different, the combination of the number of layers of n-type and p-type is not particularly limited, and p-type multilayer film layers 8 and n Any combination may be used as long as the type multilayer film layer 6 has a different number of layers, and preferably, as described above, p
In order to obtain the effects of the present invention, it is preferable that the number of the n-type multilayer film layers is smaller than the number of the n-type multilayer film layers.

【００１２】また、本発明に係る窒化物半導体素子は、
以下のように構成しても上述した本発明の目的を達成す
ることができる。すなわち、本発明に係る第４の窒化物
半導体素子は、ｎ型窒化物半導体とｐ型窒化物半導体と
の間に、活性層を有する窒化物半導体素子において、前
記ｎ型窒化物半導体には、ｎ型コンタクト層と超格子構
造のｎ型多層膜層とを有しかつ、前記ｎ型コンタクト層
と前記ｎ型多層膜層との間に１００オングストローム以
上の膜厚を有するアンドープの窒化物半導体層を有して
おり、前記ｐ型窒化物半導体には、超格子構造のｐ型多
層膜層を有することを特徴とする。このように、この第
４の窒化物半導体素子は、ｎ側の領域である前記ｎ型窒
化物半導体において超格子構造のｎ型多層膜層を有し、
ｐ側の領域である前記ｐ型窒化物半導体において超格子
構造のｐ型多層膜層を有しかつ、前記ｎ型コンタクト層
と前記ｎ型多層膜層との間に１００オングストローム以
上の膜厚を有するアンドープの窒化物半導体層を備える
ことにより、アンドープの窒化物半導体層を備えていな
い素子に比較してさらに、静電耐圧を良くすることがで
きる。Further, the nitride semiconductor device according to the present invention is
The above-described object of the present invention can be achieved even with the following configuration. That is, the fourth nitride semiconductor device according to the present invention is a nitride semiconductor device having an active layer between an n-type nitride semiconductor and a p-type nitride semiconductor. An undoped nitride semiconductor layer having an n-type contact layer and an n-type multilayer film layer having a superlattice structure, and having a film thickness of 100 angstroms or more between the n-type contact layer and the n-type multilayer film layer. And the p-type nitride semiconductor has a p-type multilayer film layer having a superlattice structure. As described above, the fourth nitride semiconductor device has the n-type multilayer film layer of the superlattice structure in the n-type nitride semiconductor which is the n-side region,
The p-type nitride semiconductor, which is the p-side region, has a p-type multilayer film layer having a superlattice structure, and has a film thickness of 100 angstroms or more between the n-type contact layer and the n-type multilayer film layer. By including the undoped nitride semiconductor layer that is provided, the electrostatic breakdown voltage can be further improved as compared with the device that does not include the undoped nitride semiconductor layer.

【００１３】また、本発明に係る第４の窒化物半導体素
子においては、前記ｎ型多層膜層の組成と前記ｐ型多層
膜層の組成とが互いに異なるようにしてもよい。Further, in the fourth nitride semiconductor device according to the present invention, the composition of the n-type multilayer film layer and the composition of the p-type multilayer film layer may be different from each other.

【００１４】さらに、本発明に係る第５の窒化物半導体
素子は、ｎ型窒化物半導体とｐ型窒化物半導体との間
に、活性層を有する窒化物半導体素子において、前記ｎ
型窒化物半導体には、ｎ型コンタクト層と超格子構造の
第１のｎ型多層膜層とを有しかつ、前記ｎ型コンタクト
層と前記第１のｎ型多層膜層との間に、少なくとも３層
構造の第２のｎ型多層膜層を有し、該第２のｎ型多層膜
層を構成する層は前記第１の多層膜層に近づくに従って
膜厚が薄くなるように調整されており、前記ｐ型窒化物
半導体には、超格子構造のｐ型多層膜層を有することを
特徴とする。以上のように構成することにより、本発明
に係る第５の窒化物半導体素子は、従来例に比較して静
電耐圧を向上させることができる。Furthermore, a fifth nitride semiconductor device according to the present invention is a nitride semiconductor device having an active layer between an n-type nitride semiconductor and a p-type nitride semiconductor, wherein
The type nitride semiconductor has an n-type contact layer and a first n-type multilayer film layer having a superlattice structure, and between the n-type contact layer and the first n-type multilayer film layer, The second n-type multilayer film layer having at least a three-layer structure is provided, and the layers forming the second n-type multilayer film layer are adjusted so that the film thickness becomes thinner toward the first multilayer film layer. The p-type nitride semiconductor has a p-type multilayer film layer having a superlattice structure. With the above configuration, the fifth nitride semiconductor device according to the present invention can have higher electrostatic breakdown voltage than the conventional example.

【００１５】また、本発明に係る第５の窒化物半導体素
子において、前記第２の多層膜層に１００オングストロ
ーム以上の膜厚を有するアンドープの窒化物半導体層を
有することが好ましく、これによりより静電耐圧を向上
させることができる。Further, in the fifth nitride semiconductor device according to the present invention, it is preferable that the second multilayer film layer has an undoped nitride semiconductor layer having a film thickness of 100 angstroms or more. The withstand voltage can be improved.

【００１６】また、本発明に係る第５の窒化物半導体素
子において、前記ｎ型第１の多層膜層の組成と前記ｐ型
多層膜層の組成とが互いに異なるようにしてもよい。In the fifth nitride semiconductor device according to the present invention, the composition of the n-type first multilayer film layer and the composition of the p-type multilayer film layer may be different from each other.

【００１７】さらに、本発明に係る第５の窒化物半導体
素子において、前記第２のｎ型多層膜層は、アンドープ
の層、Ｓｉドープの層、アンドープの層を順に有するよ
うに構成することができる。Further, in the fifth nitride semiconductor device according to the present invention, the second n-type multilayer film layer may be configured to have an undoped layer, a Si-doped layer and an undoped layer in that order. it can.

【００１８】また、本発明に係る第６の窒化物半導体素
子は、ｎ型窒化物半導体とｐ型窒化物半導体との間に、
活性層を有する窒化物半導体素子において、前記ｎ型窒
化物半導体には超格子構造のｎ型多層膜層を有し、前記
ｐ型窒化物半導体には、超格子構造のｐ型多層膜層を有
し、前記ｎ型多層膜層の組成と前記ｐ型多層膜層の組成
とが互いに異なりかつ、前記ｎ型多層膜層の膜厚が前記
ｐ型多層膜層の膜厚よりも厚いことを特徴とする。以上
のように構成された第６の窒化物半導体素子は、閾値又
は順方向電圧を低くすることができる。Further, a sixth nitride semiconductor device according to the present invention is characterized in that between the n-type nitride semiconductor and the p-type nitride semiconductor,
In a nitride semiconductor device having an active layer, the n-type nitride semiconductor has an n-type multilayer film layer having a superlattice structure, and the p-type nitride semiconductor has a p-type multilayer film layer having a superlattice structure. The composition of the n-type multilayer film layer and the composition of the p-type multilayer film layer are different from each other, and the film thickness of the n-type multilayer film layer is thicker than the film thickness of the p-type multilayer film layer. Characterize. The sixth nitride semiconductor device configured as described above can have a lower threshold voltage or forward voltage.

【００１９】[0019]

【発明の実施の形態】以下に、図１を用いて本発明のｎ
型多層膜層及びｐ型多層膜層を有する窒化物半導体につ
いてさらに詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の
形態である窒化物半導体素子（ＬＥＤ素子）の構造を示
す模式的断面図を示す。しかし、本発明はこれに限定さ
れない。図１には、サファイア基板１の上に、ＧａＮよ
りなるバッファ層２、アンドープＧａＮ層３、Ｓｉドー
プＧａＮよりなるｎ型コンタクト層４、アンドープＧａ
Ｎ層５、ｎ型多層膜層６、ＩｎＧａＮ／ＧａＮよりなる
多重量子井戸構造の活性層７、ｐ型多層膜層８、Ｍｇド
ープＧａＮよりなるｐ型コンタクト層９が順に積層され
た構造を有する窒化物半導体素子が示されている。上記
ｎ型多層膜層６及びｐ型多層膜層８を構成するそれぞれ
の窒化物半導体の組成、及び又は層数がｎ型とｐ型とで
異なる。ここで、上記図１には、ｎ型窒化物半導体とし
てｎ型多層膜層を１層及びｐ型窒化物半導体としてｐ型
多層膜層を１層設けているが、ｎ型窒化物半導体及びｐ
型窒化物半導体にそれぞれ多層膜層を２層以上設けても
よい。例えば、上記アンドープＧａＮ層５を、基板側か
らアンドープの窒化物半導体からなる下層、ｎ型不純物
がドープされている窒化物半導体からなる中間層、及び
アンドープの窒化物半導体からなる下層を順に積層して
なる多層膜層とすると、発光出力、Ｖｆ及び静電耐圧を
より良好とすることが好ましい。このようにｎ型窒化物
半導体に２種のｎ型多層膜層を有する場合、２種のｎ型
多層膜層のいずれかが、ｐ型多層膜層の層数より多けれ
ばよい。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The n of the present invention will be described below with reference to FIG.
The nitride semiconductor having the p-type multilayer film layer and the p-type multilayer film layer will be described in more detail. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a nitride semiconductor device (LED device) which is an embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to this. In FIG. 1, on a sapphire substrate 1, a buffer layer 2 made of GaN, an undoped GaN layer 3, an n-type contact layer 4 made of Si-doped GaN, and undoped Ga.
It has a structure in which an N layer 5, an n-type multilayer film layer 6, an active layer 7 of InGaN / GaN having a multiple quantum well structure, a p-type multilayer film layer 8, and a p-type contact layer 9 of Mg-doped GaN are sequentially stacked. A nitride semiconductor device is shown. The composition and / or number of layers of the respective nitride semiconductors forming the n-type multilayer film layer 6 and the p-type multilayer film layer 8 are different between n-type and p-type. Here, in FIG. 1, one n-type multilayer film layer is provided as the n-type nitride semiconductor and one p-type multilayer film layer is provided as the p-type nitride semiconductor.
Two or more multilayer films may be provided on each type nitride semiconductor. For example, the undoped GaN layer 5 is formed by sequentially stacking a lower layer made of an undoped nitride semiconductor, an intermediate layer made of a nitride semiconductor doped with an n-type impurity, and a lower layer made of an undoped nitride semiconductor from the substrate side. It is preferable to improve the light emission output, Vf, and electrostatic withstand voltage when the multilayer film is formed. When the n-type nitride semiconductor has two types of n-type multilayer film layers as described above, it is sufficient that one of the two types of n-type multilayer film layers is larger than the number of p-type multilayer film layers.

【００２０】まず、多層膜層について説明する。本発明
において、ｎ型多層膜層６は、組成の異なる少なくとも
２種類以上の窒化物半導体から構成されていればよく、
好ましい組成としては、Ａｌ_zＧａ_1-zＮ（０≦ｚ＜１）
［第１の窒化物半導体層］とＩｎ_pＧａ_1-pＮ（０＜ｐ＜
１）［第２の窒化物半導体層］との２種類の組成が挙げ
られる。第１の窒化物半導体層の好ましい組成として
は、上記第１の窒化物半導体層を示す化学式のｚ値が小
さいほど結晶性が良くなり、より好ましくはｚ値が０
［ゼロ］を示すＧａＮである。また、第２の窒化物半導
体層の好ましい組成としては、上記第２の窒化物半導体
層を示す化学式のｐ値が０．５以下のＩｎ_pＧａ_1-pＮ、
より好ましくはｐ値が０．１以下のＩｎ_pＧａ_1-pＮであ
る。本発明において、第１の窒化物半導体層と第２の窒
化物半導体層との好ましい組み合わせとしては、第１の
窒化物半導体層がＧａＮであり、第２の窒化物半導体層
がX値０．５以下のＩｎ_XＧａ_1-XＮである組み合わせが
挙げられる。First, the multilayer film layer will be described. In the present invention, the n-type multilayer film layer 6 may be composed of at least two kinds of nitride semiconductors having different compositions,
A preferable composition is Al _z Ga _1-z N (0 ≦ z <1)
[First Nitride Semiconductor Layer] and In _p Ga _1-p N (0 <p <
1) Two types of compositions including [second nitride semiconductor layer]. As a preferable composition of the first nitride semiconductor layer, the smaller the z value of the chemical formula representing the first nitride semiconductor layer, the better the crystallinity, more preferably the z value is 0.
GaN showing [zero]. The preferable composition of the second nitride semiconductor layer is In _p Ga _{1 -p} N having a p value of 0.5 or less in the chemical formula representing the second nitride semiconductor layer,
More preferably, it is In _p Ga _1-p N having a p value of 0.1 or less. In the present invention, as a preferable combination of the first nitride semiconductor layer and the second nitride semiconductor layer, the first nitride semiconductor layer is GaN and the second nitride semiconductor layer is X value of 0. A combination is In _X Ga _{1 -X} N of 5 or less.

【００２１】また、上記のような組成からなるｎ型多層
膜層６は、第１の窒化物半導体層及び第２の窒化物半導
体層をそれぞれ少なくとも１層以上形成し、合計で２層
以上又は３層以上、好ましくはそれぞれ少なくとも２層
以上積層し、合計で４層以上積層し、好ましくはそれぞ
れ少なくとも７層以上積層し、合計で１４層以上積層す
る。第１の窒化物半導体層と第２の窒化物半導体層の積
層数の上限は特に限定されないが、例えば５００層以下
である。５００層を超えると、積層する時間がかかり過
ぎ操作が煩雑となったり、素子特性がやや低下する傾向
がある。The n-type multilayer film layer 6 having the above composition is formed by forming at least one or more first nitride semiconductor layer and at least one second nitride semiconductor layer, for a total of two or more layers. Three or more layers, preferably at least two or more layers each, a total of four or more layers are laminated, preferably at least seven or more layers each, and a total of 14 or more layers are laminated. The upper limit of the number of laminated layers of the first nitride semiconductor layer and the second nitride semiconductor layer is not particularly limited, but is, for example, 500 layers or less. When the number of layers exceeds 500, it takes too much time to stack the layers, and the operation tends to be complicated, or the device characteristics tend to deteriorate slightly.

【００２２】ｎ型多層膜６を構成する単一の窒化物半導
体層の膜厚は、特に限定されないが、２種類以上の窒化
物半導体層の少なくとも１種類の単一の窒化物半導体層
の膜厚を、１００オングストローム以下、好ましくは７
０オングストローム以下、より好ましくは５０オングス
トローム以下とする。このようにｎ型多層膜層６を構成
する単一の窒化物半導体層の膜厚を薄くすることによ
り、多層膜層が超格子構造となって、多層膜層の結晶性
が良くなるので、出力が向上する傾向にある。The film thickness of a single nitride semiconductor layer forming the n-type multilayer film 6 is not particularly limited, but a film of at least one single nitride semiconductor layer of two or more kinds of nitride semiconductor layers. The thickness should be 100 angstroms or less, preferably 7
It is 0 angstrom or less, and more preferably 50 angstrom or less. By thinning the film thickness of the single nitride semiconductor layer forming the n-type multilayer film layer 6 in this way, the multilayer film layer has a superlattice structure and the crystallinity of the multilayer film layer is improved. The output tends to improve.

【００２３】ｎ型多層膜層６が第１の窒化物半導体層と
第２の窒化物半導体層とから構成される場合、少なくと
も一方の膜厚を、１００オングストローム以下、好まし
くは７０オングストローム以下、最も好ましくは５０オ
ングストローム以下とする。第１の窒化物半導体層及び
第２の窒化物半導体層の少なくとも一方が、１００オン
グストローム以下の薄膜層とすると、単一の窒化物半導
体層がそれぞれ弾性臨界膜厚以下となり結晶が良好とな
る。この結晶性が改善された窒化物半導体層上に更に弾
性臨界膜厚以下の窒化物半導体を成長させると、より結
晶性が良好となる。このことから第１及び第２の窒化物
半導体層の結晶性が積層されるに従って良くなり、結果
としてｎ型多層膜層６全体の結晶性が良くなる。このよ
うにｎ型多層膜層６の全体の結晶性が良好となることに
より、素子の発光出力が向上する。When the n-type multilayer film layer 6 is composed of the first nitride semiconductor layer and the second nitride semiconductor layer, at least one of them has a thickness of 100 angstroms or less, preferably 70 angstroms or less. It is preferably 50 angstroms or less. If at least one of the first nitride semiconductor layer and the second nitride semiconductor layer is a thin film layer having a thickness of 100 angstroms or less, each single nitride semiconductor layer has an elastic critical film thickness or less, and crystals are excellent. When a nitride semiconductor having an elastic critical film thickness or less is further grown on the nitride semiconductor layer having improved crystallinity, the crystallinity becomes better. From this, the crystallinity of the first and second nitride semiconductor layers becomes better as they are stacked, and as a result, the crystallinity of the entire n-type multilayer film layer 6 becomes better. In this way, the crystallinity of the entire n-type multilayer film layer 6 is improved, so that the light emission output of the device is improved.

【００２４】第１の窒化物半導体層及び第２の窒化物半
導体層の好ましい膜厚としては、両方とも１００オング
ストローム以下、好ましくは７０オングストローム以
下、最も好ましくは５０オングストローム以下である。
ｎ型多層膜層６を構成する第１及び第２の窒化物半導体
層の膜厚が両方とも１００オングストローム以下とする
と、単一の窒化物半導体層の膜厚が弾性臨界膜厚以下と
なり、厚膜で成長させる場合に比較して結晶性の良い窒
化物半導体が成長できる。また、ｎ型多層膜層６の第１
及び第２の窒化物半導体層の両方の膜厚を７０オングス
トローム以下にすると、多層膜層が超格子構造となり結
晶性が良好となり、この結晶性の良い超格子構造の上に
活性層を成長させると、ｎ型多層膜層６がバッファ層の
ような作用をして、活性層を結晶性よく成長できる。The preferred film thicknesses of the first nitride semiconductor layer and the second nitride semiconductor layer are both 100 angstroms or less, preferably 70 angstroms or less, and most preferably 50 angstroms or less.
If both the first and second nitride semiconductor layers forming the n-type multilayer film layer 6 have a thickness of 100 angstroms or less, the thickness of a single nitride semiconductor layer becomes the elastic critical film thickness or less. A nitride semiconductor having good crystallinity can be grown as compared with the case of growing with a film. In addition, the first of the n-type multilayer film layer 6
When the film thicknesses of both the second nitride semiconductor layer and the second nitride semiconductor layer are 70 angstroms or less, the multilayer film layer has a superlattice structure and good crystallinity, and the active layer is grown on the superlattice structure having good crystallinity. Then, the n-type multilayer film layer 6 acts like a buffer layer, and the active layer can be grown with good crystallinity.

【００２５】ｎ型多層膜層６の総膜厚としては、特に限
定されないが、２５〜１００００オングストロームであ
り、好ましくは２５〜５０００オングストロームであ
り、より好ましくは２５〜１０００オングストロームで
ある。膜厚がこの範囲であると、結晶性が良く、素子の
出力が向上する。The total film thickness of the n-type multilayer film layer 6 is not particularly limited, but is 25 to 10000 angstroms, preferably 25 to 5000 angstroms, and more preferably 25 to 1000 angstroms. When the film thickness is in this range, the crystallinity is good and the output of the device is improved.

【００２６】ｎ型多層膜層６は、形成される位置は特に
限定されず、活性層７に接して形成されても、活性層７
と離れて形成されてもよく、好ましくはｎ型多層膜層６
が活性層７に接して形成されていることが好ましい。ｎ
型多層膜層６が活性層７に接して形成されている場合、
活性層７の最初の層である井戸層又は障壁層と接するｎ
型多層膜層６を構成する窒化物半導体層としては、第１
の窒化物半導体層でも、第２の窒化物半導体層でも良
い。このようにｎ型多層膜層６を構成する第１の窒化物
半導体層と第２の窒化物半導体層との積層順序は、特に
限定されない。つまり、第１の窒化物半導体から積層を
始め、第１の窒化物半導体で終わっても、第１の窒化物
半導体から積層を始め、第２の窒化物半導体で終わって
も、第２の窒化物半導体から積層を始め、第１の窒化物
半導体で終わっても、また、第２の窒化物半導体から積
層を始め、第２の窒化物半導体で終わってもよい。図１
では、ｎ型多層膜層６は、活性層７に接して形成されて
いるが、上記したように、ｎ型多層膜層６が活性層７と
離れて形成されている場合、ｎ型多層膜層６と活性層７
との間に、他のｎ型窒化物半導体よりなる層が形成され
ていてもよい。The formation position of the n-type multilayer film layer 6 is not particularly limited, and even if it is formed in contact with the active layer 7, the active layer 7 is formed.
And n-type multilayer film layer 6 may be formed separately.
Are preferably formed in contact with the active layer 7. n
When the mold type multilayer film layer 6 is formed in contact with the active layer 7,
N in contact with the well layer or barrier layer which is the first layer of the active layer 7
The nitride semiconductor layer forming the multi-layer type multilayer film layer 6 includes the first
Or the second nitride semiconductor layer. As described above, the stacking order of the first nitride semiconductor layer and the second nitride semiconductor layer forming the n-type multilayer film layer 6 is not particularly limited. That is, even if stacking starts from the first nitride semiconductor and ends with the first nitride semiconductor, or stacking starts with the first nitride semiconductor and ends with the second nitride semiconductor, the second nitride semiconductor starts. The stacking may start from the first semiconductor and end with the first nitride semiconductor, or the stacking may start from the second nitride semiconductor and end with the second nitride semiconductor. Figure 1
Then, the n-type multilayer film layer 6 is formed in contact with the active layer 7, but as described above, when the n-type multilayer film layer 6 is formed apart from the active layer 7, the n-type multilayer film is formed. Layer 6 and active layer 7
A layer made of another n-type nitride semiconductor may be formed between and.

【００２７】本発明において、ｎ型多層膜層６を構成す
る単一の窒化物半導体層、例えば第１及び第２の窒化物
半導体層は、アンドープでも、ｎ型不純物がドープされ
ていてもよい。本発明において、アンドープとは、意図
的に不純物をドープしない状態を指し、例えば隣接する
窒化物半導体層から拡散により混入される不純物を含ん
でいても成長時に不純物をドープしないで成長させてい
る場合も本発明ではアンドープという。なお、拡散によ
り混入される不純物は層内において不純物濃度に勾配が
ついていることが多い。In the present invention, the single nitride semiconductor layer constituting the n-type multilayer film layer 6, for example, the first and second nitride semiconductor layers may be undoped or may be doped with n-type impurities. . In the present invention, the term undoped refers to a state in which impurities are not intentionally doped, and for example, in the case where the impurities are mixed by diffusion from an adjacent nitride semiconductor layer but grown without being doped at the time of growth. Is also called undoped in the present invention. Note that impurities mixed by diffusion often have a gradient in impurity concentration in the layer.

【００２８】ｎ型多層膜層６を構成する単一の窒化物半
導体層が、第１の窒化物半導体層及び第２の窒化物半導
体層からなる場合、第１および第２の窒化物半導体層は
両方ともアンドープでも良いし、両方にｎ型不純物がド
ープされていても良いし、またいずれか一方に不純物が
ドープされていてもよい。第１の窒化物半導体層及び第
２の窒化物半導体層のいずれか一方にｎ型不純物をドー
プすること、又は、両方にｎ型不純物がドープされ隣接
する窒化物半導体層同士で濃度が異なることを、変調ド
ープと呼び、変調ドープすることにより、出力が向上し
やすい傾向にある。また、第１の窒化物半導体層および
第２の窒化物半導体層の両方にｎ型不純物がドープされ
ている場合は、隣接する単一の窒化物半導体層同士で不
純物濃度が異なっても同一でもよく、好ましくは異なる
ことが挙げられる。結晶性を良くするためには、アンド
ープが最も好ましく、次に隣接する一方がアンドープの
変調ドープ、その次に隣接する両方にドープする変調ド
ープの順である。また、第１の窒化物半導体層及び第２
の窒化物半導体層の両方にｎ型不純物がドープされてい
る場合、不純物濃度は、いずれの層の濃度が高くてもよ
い。ｎ型不純物をドープする場合の不純物濃度は、特に
限定されないが、５×１０ ²¹／cm³以下、好ましくは１
×１０²⁰／cm³以下、下限としては５×１０¹⁶／cm³に調
整する。５×１０²¹／cm³よりも多いと窒化物半導体層
の結晶性が悪くなって、逆に出力が低下する傾向にあ
る。これは変調ドープの場合も同様である。本発明にお
いて、ｎ型不純物としては、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓ等の
IV族、VI族元素を好ましく選択し、さらに好ましくはＳ
ｉ、Ｓｎを用いる。A single nitride half forming the n-type multilayer film layer 6
The conductor layer includes a first nitride semiconductor layer and a second nitride semiconductor layer.
The first and second nitride semiconductor layers are formed of a body layer,
Both may be undoped, or both may be doped with n-type impurities.
May be added, and either one may be
It may be doped. A first nitride semiconductor layer and a first
N-type impurities are added to one of the two nitride semiconductor layers.
Or both of them are doped with n-type impurities
The difference in the concentration between the nitride semiconductor layers
The output is improved by modulation doping.
It tends to be easy. In addition, the first nitride semiconductor layer and
Both of the second nitride semiconductor layers are doped with n-type impurities.
The adjacent single nitride semiconductor layers are
Pure matter concentration may be different or the same, preferably different
It can be mentioned. To improve the crystallinity,
Is most preferred and the next adjacent one is undoped
Modulation dope, followed by modulation dope
It is the order of the loop. In addition, the first nitride semiconductor layer and the second nitride semiconductor layer
Both of the nitride semiconductor layers are doped with n-type impurities.
In this case, the impurity concentration may be high in either layer.
Yes. When the n-type impurity is doped, the impurity concentration is
5 x 10 but not limited to ^{twenty one}/cm³Below, preferably 1
× 10²⁰/cm³Below, the lower limit is 5 × 10¹⁶/cm³To key
To adjust. 5 x 10^{twenty one}/cm³More than nitride semiconductor layer
However, the crystallinity of the
It This also applies to the case of modulation doping. In the present invention
The n-type impurities include Si, Ge, Sn, S, etc.
Group IV or VI group elements are preferably selected, and more preferably S
i and Sn are used.

【００２９】次に、ｐ型多層膜層８について説明する。
本発明において、ｐ型多層膜層８は、組成の異なる少な
くとも２種類以上の窒化物半導体から構成されていれば
よく、好ましい組成としては、Ａｌ_xＧａ_1-xＮ（０＜ｘ
＜１）［第３の窒化物半導体層］とＩｎ_yＧａ_1-yＮ（０
≦ｙ＜１）［第４の窒化物半導体層］との２種類の組成
が挙げられる。第３の窒化物半導体層の好ましい組成と
しては、上記第３の窒化物半導体層を示す化学式のｘ値
が０．５以下のＡｌ_xＧａ_1-xＮである。ｘが０．５を超
えると結晶性が悪くなってクラックが入りやすい傾向に
ある。また、第４の窒化物半導体層の好ましい組成とし
ては、上記第４の窒化物半導体層を示す化学式のｙ値が
０［ゼロ］のＧａＮである。ｙ値がゼロであると全体的
に結晶性の良い多層膜層が成長でき易くなる傾向があ
る。本発明において、ｎ型多層膜層８を構成する窒化物
半導体の好ましい組み合わせとしては、第３の窒化物半
導体層がｘ値０．５以下のＡｌ_xＧａ_1-xＮであり、第４
の窒化物半導体層がＧａＮとの組み合わせが挙げられ
る。Next, the p-type multilayer film layer 8 will be described.
In the present invention, the p-type multilayer film layer 8 may be composed of at least two kinds of nitride semiconductors having different compositions, and a preferable composition is Al _x Ga _1-x N (0 <x
<1) [Third nitride semiconductor layer] and In _y Ga _1-y N (0
≦ y <1) and [fourth nitride semiconductor layer]. A preferred composition of the third nitride semiconductor layer is Al _x Ga _{1 -x} N having an x value of 0.5 or less in the chemical formula representing the third nitride semiconductor layer. If x exceeds 0.5, the crystallinity tends to be poor and cracking tends to occur. A preferable composition of the fourth nitride semiconductor layer is GaN having a y value of 0 [zero] in the chemical formula showing the fourth nitride semiconductor layer. When the y value is zero, a multilayer film layer having good crystallinity tends to grow easily. In the present invention, as a preferable combination of the nitride semiconductors forming the n-type multilayer film layer 8, the third nitride semiconductor layer is Al _x Ga _{1 -x} N having an x value of 0.5 or less, and
The nitride semiconductor layer may be combined with GaN.

【００３０】また、上記のような組成からなるｐ型多層
膜層８は、第３の窒化物半導体層及び第４の窒化物半導
体層をそれぞれ少なくとも１層以上形成し、合計で２層
以上又は３層以上、好ましくはそれぞれ少なくとも２層
以上積層し、合計で４層以上積層する。第３の窒化物半
導体層と第４の窒化物半導体層の積層の上限は特に限定
されないが、積層時間等の製造工程や素子特性などを考
慮すると、例えば１００層以下が挙げられる。The p-type multilayer film layer 8 having the above composition is formed by forming at least one layer of the third nitride semiconductor layer and at least one layer of the fourth nitride semiconductor layer, and a total of two layers or more. Three or more layers, preferably at least two or more layers each, are laminated, and a total of four or more layers are laminated. The upper limit of the stacking of the third nitride semiconductor layer and the fourth nitride semiconductor layer is not particularly limited, but in consideration of the manufacturing process such as stacking time, the device characteristics, and the like, for example, 100 layers or less can be cited.

【００３１】ｐ型多層膜層８の総膜厚としては、特に限
定されないが、２５〜１００００オングストロームであ
り、好ましくは２５〜５０００オングストロームであ
り、より好ましくは２５〜１０００オングストロームで
ある。膜厚がこの範囲であると、結晶性が良く、素子の
出力が向上する。また本発明において、ｐ型多層膜層８
は、上記範囲の膜厚内で比較的膜厚を薄く形成される方
が、素子のＶｆ、閾値が低下しやすくなる傾向にある。The total film thickness of the p-type multilayer film layer 8 is not particularly limited, but is 25 to 10000 angstroms, preferably 25 to 5000 angstroms, and more preferably 25 to 1000 angstroms. When the film thickness is in this range, the crystallinity is good and the output of the device is improved. Further, in the present invention, the p-type multilayer film layer 8
When the film thickness is relatively thin within the above range, the Vf and the threshold value of the element tend to decrease.

【００３２】また、ｎ型多層膜層６の膜厚をｐ型多層膜
層８より厚くすると、ｎ型多層膜層６の膜厚がｐ型多層
膜層８より薄い場合に比較してＶｆを低くすることがで
きる。When the thickness of the n-type multilayer film layer 6 is made thicker than that of the p-type multilayer film layer 8, Vf is made smaller than that when the thickness of the n-type multilayer film layer 6 is thinner than that of the p-type multilayer film layer 8. Can be lowered.

【００３３】ｐ型多層膜層８を構成する単一の窒化物半
導体層の膜厚は、特に限定されないが、２種類以上の窒
化物半導体層の少なくとも１種類の窒化物半導体層の単
一の窒化物半導体層の膜厚を、１００オングストローム
以下、好ましくは７０オングストローム以下、より好ま
しくは５０オングストローム以下とする。このようにｐ
型多層膜層８を構成する単一の窒化物半導体層の膜厚を
薄くすることにより、多層膜層が超格子構造となって、
多層膜層の結晶性が良くなるので、ｐ型不純物を添加し
た場合にキャリア濃度が大きく抵抗率の小さいｐ層が得
られ、素子のＶｆやしきい値等が低下し易い傾向があ
る。これによって、低消費電力で良好な発光出力を得る
ことができる。The film thickness of a single nitride semiconductor layer forming the p-type multilayer film layer 8 is not particularly limited, but a single nitride semiconductor layer of at least one of two or more types of nitride semiconductor layers is used. The film thickness of the nitride semiconductor layer is 100 angstroms or less, preferably 70 angstroms or less, and more preferably 50 angstroms or less. Thus p
By reducing the film thickness of the single nitride semiconductor layer forming the multi-layer type multilayer film layer 8, the multilayer film layer has a superlattice structure,
Since the crystallinity of the multilayer film is improved, when a p-type impurity is added, a p-layer having a high carrier concentration and a low resistivity can be obtained, and the Vf and threshold value of the device tend to be lowered. This makes it possible to obtain good light emission output with low power consumption.

【００３４】ｐ型多層膜層８が第３の窒化物半導体層と
第４の窒化物半導体層とから構成される場合、少なくと
も一方の膜厚を、１００オングストローム以下、好まし
くは７０オングストローム以下、最も好ましくは５０オ
ングストローム以下とする。第３の窒化物半導体層及び
第４の窒化物半導体層の少なくとも一方が、１００オン
グストローム以下の薄膜層とすると、単一の窒化物半導
体層がそれぞれ弾性臨界膜厚以下となり結晶が良好とな
る。この結晶性が改善された窒化物半導体層上に更に弾
性臨界膜厚以下の窒化物半導体を成長させると、より結
晶性が良好となる。このことから第３及び第４の窒化物
半導体層の結晶性が積層されるに従って良くなり、結果
として、ｐ型多層膜層８全体の結晶性が良くなる。この
ようにｐ型多層膜層８の全体の結晶性が良好となること
により、ｐ型不純物を添加した場合にキャリア濃度が大
きく抵抗率の小さいｐ型層が得られ、素子のＶｆやしき
い値等が低下し易い傾向にある。これによって、低消費
電力で良好な発光出力を得ることができる。When the p-type multilayer film layer 8 is composed of the third nitride semiconductor layer and the fourth nitride semiconductor layer, at least one of them has a film thickness of 100 angstroms or less, preferably 70 angstroms or less. It is preferably 50 angstroms or less. When at least one of the third nitride semiconductor layer and the fourth nitride semiconductor layer is a thin film layer having a thickness of 100 angstroms or less, each single nitride semiconductor layer has an elastic critical film thickness or less and crystallinity becomes good. When a nitride semiconductor having an elastic critical film thickness or less is further grown on the nitride semiconductor layer having improved crystallinity, the crystallinity becomes better. From this, the crystallinity of the third and fourth nitride semiconductor layers becomes better as they are stacked, and as a result, the crystallinity of the entire p-type multilayer film layer 8 becomes better. Since the crystallinity of the entire p-type multilayer film layer 8 is improved in this way, a p-type layer having a high carrier concentration and a low resistivity can be obtained when p-type impurities are added, and the Vf and threshold of the device can be obtained. Values tend to decrease. This makes it possible to obtain good light emission output with low power consumption.

【００３５】第３の窒化物半導体層及び第４の窒化物半
導体層の好ましい膜厚は、両方とも１００オングストロ
ーム以下、好ましくは７０オングストローム以下、最も
好ましくは５０オングストローム以下である。ｐ型多層
膜層８を構成する第３及び第４の窒化物半導体層の膜厚
が両方とも１００オングストローム以下とすると、単一
の窒化物半導体層の膜厚が弾性臨界膜厚以下となり、厚
膜で成長させる場合に比較して結晶性の良い窒化物半導
体が成長できる。また、ｐ型多層膜層８の第３及び第４
の窒化物半導体層の両方の膜厚を７０オングストローム
以下にすると、多層膜層が超格子構造となり結晶性が良
好となり、素子のＶｆやしきい値等が低下し易くなり、
発光出力を向上させるのに好ましい。The preferred film thicknesses of the third nitride semiconductor layer and the fourth nitride semiconductor layer are both 100 angstroms or less, preferably 70 angstroms or less, and most preferably 50 angstroms or less. If the thicknesses of the third and fourth nitride semiconductor layers forming the p-type multilayer film layer 8 are both 100 angstroms or less, the thickness of a single nitride semiconductor layer becomes the elastic critical film thickness or less, A nitride semiconductor having good crystallinity can be grown as compared with the case of growing with a film. In addition, the third and fourth p-type multilayer film layers 8
If the thickness of both of the nitride semiconductor layers is 70 angstroms or less, the multilayer film layer has a superlattice structure, the crystallinity is good, and the Vf, threshold value, etc. of the device are easily lowered,
It is preferable for improving the light emission output.

【００３６】ｐ型多層膜層８は、形成される位置は特に
限定されず、活性層７に接して形成されても、活性層７
と離れて形成されてもよく、好ましくはｐ型多層膜層８
が活性層７に接して形成されていることが好ましい。ｐ
型多層膜層８が活性層７に接して形成されていると発光
出力が向上し易くなり好ましい。ｐ型多層膜層８が活性
層７に接して形成されている場合、活性層７の最初の層
である井戸層又は障壁層と接するｐ型多層膜層８を構成
する窒化物半導体層としては、第３の窒化物半導体層で
も、第４の窒化物半導体層でも良い。このようにｐ型多
層膜層８を構成する第３の窒化物半導体層と第４の窒化
物半導体層との積層順序は、特に限定されない。つま
り、第３の窒化物半導体層から積層を始め、第３の窒化
物半導体層で終わっても、第３の窒化物半導体層から積
層を始め、第４の窒化物半導体層で終わっても、第４の
窒化物半導体層から積層を始め、第３の窒化物半導体層
で終わっても、また、第４の窒化物半導体層から積層を
始め、第４の窒化物半導体層で終わってもよい。図１で
は、ｐ型多層膜層８は、活性層７に接して形成されてい
るが、上記したように、ｐ型多層膜層８が活性層７と離
れて形成されている場合、ｐ型多層膜層８と活性層７と
の間に、他のｐ型窒化物半導体よりなる層が形成されて
いてもよい。The position where the p-type multilayer film layer 8 is formed is not particularly limited, and even if it is formed in contact with the active layer 7, the active layer 7 is formed.
And the p-type multilayer film layer 8 are preferable.
Are preferably formed in contact with the active layer 7. p
It is preferable that the mold type multilayer film layer 8 is formed in contact with the active layer 7 because the emission output is easily improved. When the p-type multilayer film layer 8 is formed in contact with the active layer 7, the nitride semiconductor layer forming the p-type multilayer film layer 8 in contact with the well layer or the barrier layer which is the first layer of the active layer 7 is The third nitride semiconductor layer or the fourth nitride semiconductor layer may be used. As described above, the stacking order of the third nitride semiconductor layer and the fourth nitride semiconductor layer forming the p-type multilayer film layer 8 is not particularly limited. That is, even if stacking starts from the third nitride semiconductor layer and ends at the third nitride semiconductor layer, or stacking starts from the third nitride semiconductor layer and ends at the fourth nitride semiconductor layer, The stacking may start from the fourth nitride semiconductor layer and end with the third nitride semiconductor layer, or the stacking may start from the fourth nitride semiconductor layer and end with the fourth nitride semiconductor layer. . In FIG. 1, the p-type multilayer film layer 8 is formed in contact with the active layer 7, but as described above, when the p-type multilayer film layer 8 is formed apart from the active layer 7, the p-type multilayer film layer 8 is formed. A layer made of another p-type nitride semiconductor may be formed between the multilayer film layer 8 and the active layer 7.

【００３７】また、本発明において、第３の窒化物半導
体層及び第４の窒化物半導体層は、両方ともアンドープ
でも、いずれか一方にｐ型不純物がドープされていても
よく、両方にｐ型不純物がドープされていてもよい。ｐ
型多層膜層８を構成する第３及び第４の窒化物半導体層
が、両方ともにアンドープである場合、ｐ型多層膜層８
の膜厚を０．１μｍ以下、好ましくは７００オングスト
ローム以下、さらに好ましくは５００オングストローム
以下にする。膜厚が０．１μｍよりも厚いと、活性層に
正孔が注入されにくくなって、発光出力が低下しやすい
傾向にある。また、膜厚が、０．１μｍを超えると、ア
ンドープ層の抵抗値が高くなる傾向にあるからである。
また、第３及び第４の窒化物半導体層のいずれか一方
に、ｐ型不純物がドープされる変調ドープをすると、発
光出力が向上しやすい傾向にある。また、変調ドープす
るとキャリア濃度の高いｐ層が得られ易くなり好まし
い。また、第３及び第４の窒化物半導体層の両方にｐ型
不純物をドープすると一方がアンドープの場合に比べ
て、更にキャリア濃度が高くなるのでＶｆが低下し好ま
しい。第３及び第４の窒化物半導体層の両方にｐ型不純
物をドープする場合、隣接する窒化物半導体層同士の不
純物濃度が同一でもよいが、異なること（変調ドープ）
が好ましい。In the present invention, both the third nitride semiconductor layer and the fourth nitride semiconductor layer may be undoped, or one of them may be doped with a p-type impurity, and both may be p-type. It may be doped with impurities. p
When the third and fourth nitride semiconductor layers forming the p-type multilayer film layer 8 are both undoped, the p-type multilayer film layer 8
Is 0.1 μm or less, preferably 700 Å or less, and more preferably 500 Å or less. When the film thickness is thicker than 0.1 μm, holes are less likely to be injected into the active layer, and the light emission output tends to decrease. Moreover, if the film thickness exceeds 0.1 μm, the resistance value of the undoped layer tends to increase.
In addition, if one of the third and fourth nitride semiconductor layers is modulation-doped with a p-type impurity, the emission output tends to be improved. Further, modulation doping is preferable because a p-layer having a high carrier concentration can be easily obtained. Further, when both the third and fourth nitride semiconductor layers are doped with p-type impurities, the carrier concentration is further increased as compared with the case where one is undoped, which is preferable because Vf is lowered. When both the third and fourth nitride semiconductor layers are doped with p-type impurities, the adjacent nitride semiconductor layers may have the same impurity concentration, but different (modulation doping).
Is preferred.

【００３８】本発明において、ｐ型多層膜層８にｐ型不
純物をドープする場合、ｐ型不純物としては、Ｍｇ、Ｚ
ｎ、Ｃｄ、Ｂｅ、Ｃａ等のII族元素を好ましく選択し、
好ましくは、Ｍｇ、Ｂｅを用いる。ｐ型不純物をドープ
する場合、不純物濃度は１×１０²²／cm³以下、好まし
くは５×１０²⁰／cm³以下に調整する。１×１０²²／cm³
よりも多いと窒化物半導体層の結晶性が悪くなって、発
光出力が低下する傾向にある。ｐ型不純物のドープ量の
下限は特に限定されないが、５×１０¹⁶／cm³以上であ
る。In the present invention, when the p-type multilayer film layer 8 is doped with p-type impurities, the p-type impurities include Mg and Z.
Group II elements such as n, Cd, Be and Ca are preferably selected,
Preferably, Mg and Be are used. When doping with p-type impurities, the impurity concentration is adjusted to 1 × 10 ²² / cm ³ or less, preferably 5 × 10 ²⁰ / cm ³ or less. 1 x 10 ²² / cm ³
If the amount is larger than that, the crystallinity of the nitride semiconductor layer is deteriorated, and the light emission output tends to be reduced. The lower limit of the doping amount of p-type impurities is not particularly limited, but is 5 × 10 ¹⁶ / cm ³ or more.

【００３９】以下に、図１に示されるｎ型多層膜層６及
びｐ型多層膜層８以外の他の素子構造を形成する各層に
ついて説明するが、本発明はこれに限定されない。The layers forming the element structure other than the n-type multilayer film layer 6 and the p-type multilayer film layer 8 shown in FIG. 1 will be described below, but the present invention is not limited thereto.

【００４０】基板１としては、Ｃ面、Ｒ面又はＡ面を主
面とするサファイア、その他、スピネル（ＭｇＡ
₁₂Ｏ₄）のような絶縁性の基板の他、ＳｉＣ（６Ｈ、４
Ｈ、３Ｃを含む）、Ｓｉ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ、ＧａＮ等
の半導体基板を用いることができる。As the substrate 1, sapphire having a C-plane, R-plane or A-plane as a main surface, or spinel (MgA)
_In addition to insulating substrates such as ₁₂ O ₄ ), SiC (6H, 4
It is possible to use a semiconductor substrate such as H, 3C), Si, ZnO, GaAs, or GaN.

【００４１】バッファ層２としては、Ｇａ_dＡｌ_1-dＮ
（但しｄは０＜ｄ≦１の範囲である。）からなる窒化物
半導体であり、好ましくはＡｌの割合が小さい組成ほど
結晶性の改善が顕著となり、より好ましくはＧａＮから
なるバッファ層２が挙げられる。バッファ層２の膜厚
は、０．００２〜０．５μｍ、好ましくは０．０５〜
０．２μｍ、更に好ましくは０．０１〜０．０２μｍの
範囲に調整する。バッファ層２の膜厚が上記範囲である
と、窒化物半導体の結晶モフォロジーが良好となり、バ
ッファ層２上に成長させる窒化物半導体の結晶性が改善
される。バッファ層２の成長温度は、２００〜９００℃
であり、好ましくは４００〜８００℃の範囲に調整す
る。成長温度が上記範囲であると良好な多結晶となり、
この多結晶が種結晶としてバッファ層２上に成長させる
窒化物半導体の結晶性を良好にでき好ましい。また、こ
のような低温で成長させるバッファ層２は、基板の種
類、成長方法等によっては省略してもよい。As the buffer layer 2, Ga _d Al _1-d N
(However, d is in the range of 0 <d ≦ 1), and the crystallinity is more significantly improved in a composition having a smaller proportion of Al. More preferably, the buffer layer 2 made of GaN is Can be mentioned. The thickness of the buffer layer 2 is 0.002-0.5 μm, preferably 0.05-
The thickness is adjusted to 0.2 μm, more preferably 0.01 to 0.02 μm. When the film thickness of the buffer layer 2 is in the above range, the crystal morphology of the nitride semiconductor becomes good, and the crystallinity of the nitride semiconductor grown on the buffer layer 2 is improved. The growth temperature of the buffer layer 2 is 200 to 900 ° C.
And preferably adjusted to a range of 400 to 800 ° C. When the growth temperature is in the above range, a good polycrystal is formed,
This polycrystal is preferable because it can improve the crystallinity of the nitride semiconductor grown on the buffer layer 2 as a seed crystal. The buffer layer 2 grown at such a low temperature may be omitted depending on the type of substrate, the growth method, and the like.

【００４２】アンドープＧａＮ層３としては、先に成長
させたバッファ層２よりも高温、例えば９００℃〜１１
００℃で成長させ、Ｉｎ_fＡｌ_gＧａ_1-f-gＮ（０≦ｆ、
０≦ｇ、ｆ＋ｇ≦１）で構成でき、その組成は特に問う
ものではないが、好ましくはＧａＮ、ｇ値が０．２以下
のＡｌ_gＧａ_1-gＮとすると結晶欠陥の少ない窒化物半導
体層が得られやすい。また膜厚は特に問うものではな
く、バッファ層よりも厚膜で成長させ、通常０．１μｍ
以上の膜厚で成長させる。The undoped GaN layer 3 has a higher temperature than that of the previously grown buffer layer 2, for example, 900 ° C. to 11 ° C.
In _f Al _g Ga _1-fg N (0 ≦ f,
0 ≦ g, f + g ≦ 1), and the composition thereof is not particularly limited, but preferably GaN and a nitride semiconductor having few crystal defects when Al _g Ga _1-g N having a g value of 0.2 or less is used. Easy to obtain layers. There is no particular limitation on the film thickness, and the film is grown to be thicker than the buffer layer, and is usually 0.1 μm.
The film is grown to the above film thickness.

【００４３】ＳｉドープＧａＮからなるｎ型コンタクト
層４としては、アンドープＧａＮ層３と同様に、Ｉｎ_f
Ａｌ_gＧａ_1-f-gＮ（０≦ｆ、０≦ｇ、ｆ＋ｇ≦１）で構
成でき、その組成は特に問うものではないが、好ましく
はＧａＮ、ｇ値が０．２以下のＡｌ_gＧａ_1-gＮとすると
結晶欠陥の少ない窒化物半導体層が得られやすい。膜厚
は特に問うものではないが、ｎ電極を形成する層である
ので１μｍ以上の膜厚で成長させることが望ましい。さ
らにｎ型不純物濃度は窒化物半導体の結晶性を悪くしな
い程度に高濃度にドープすることが望ましく、１×１０
¹⁸／cm³以上、５×１０²¹／cm³以下の範囲でドープする
ことが望ましい。[0043] As the n-type contact layer 4 made of Si-doped GaN, similarly to the undoped GaN layer 3, an In _f
Al _g Ga _1-fg N (0 ≦ f, 0 ≦ g, f + g ≦ 1) can be used, and the composition thereof is not particularly limited, but is preferably GaN and Al _g Ga ₁ having a g value of 0.2 or less. _{When -g} N is used, it is easy to obtain a nitride semiconductor layer with few crystal defects. The film thickness is not particularly limited, but it is a layer forming the n-electrode, so it is desirable to grow the film with a film thickness of 1 μm or more. Further, it is desirable to dope the n-type impurity at a high concentration so that the crystallinity of the nitride semiconductor is not deteriorated.
It is desirable to dope in the range of ¹⁸ / cm ³ or more and 5 × 10 ²¹ / cm ³ or less.

【００４４】アンドープＧａＮ層５としては、上記と同
様に、ＧａＮに限られず、Ｉｎ_fＡｌ_gＧａ_1-f-gＮ（０
≦ｆ、０≦ｇ、ｆ＋ｇ≦１）で構成できる。アンドープ
ＧａＮ層５は、ＧａＮ、ｇ値が０．２以下のＡｌ_gＧａ
_1-gＮ、またはｆ値が０．１以下のＩｎ_fＧａ_1-fＮとす
ると結晶欠陥の少ない窒化物半導体層が得られやすいの
で好ましい。このアンドープＧａＮ層を成長させること
により、高濃度で不純物をドープしたｎ型コンタクト層
４の上に直接次層を成長させるのと異なり、下地の結晶
性が良くなるため、次に成長させるｎ型多層膜層６が成
長し易くなり、更にｎ型多層膜層上に活性層７を成長さ
せると成長しやすく結晶性が良好となり好ましい。この
ように、アンドープの窒化物半導体層よりなるアンドー
プＧａＮ層３の上に、高濃度でｎ型不純物をドープした
窒化物半導体よりなるｎ型コンタクト層４、次にアンド
ープの窒化物半導体よりなるアンドープＧａＮ層５を積
層し、更に前記ｎ型多層膜層６を積層した構造とする
と、ＬＥＤ素子にした場合にＶｆが低下しやすい傾向に
ある。なおｎ型多層膜層６をアンドープにする場合はア
ンドープＧａＮ層５を省略することができる。[0044] The undoped GaN layer 5, similarly to the above, not limited to _{GaN, In f Al g Ga 1} -fg N (0
≦ f, 0 ≦ g, f + g ≦ 1). The undoped GaN layer 5 is composed of GaN and Al _g Ga having a g value of 0.2 or less.
It preferred because _1-g N or f value tends obtained is small nitride semiconductor layer crystal defects and to 0.1 or less _{In f Ga 1-f N,} . Unlike the case of growing the next layer directly on the n-type contact layer 4 doped with a high concentration of impurities, the growth of the undoped GaN layer improves the crystallinity of the underlying layer. It is preferable that the multilayer film layer 6 grows easily, and if the active layer 7 is further grown on the n-type multilayer film layer, the growth becomes easy and the crystallinity becomes good. Thus, on the undoped GaN layer 3 made of an undoped nitride semiconductor layer, the n-type contact layer 4 made of a nitride semiconductor doped with a high concentration of n-type impurities, and then the undoped made of an undoped nitride semiconductor. When the GaN layer 5 is laminated and the n-type multilayer film layer 6 is further laminated, Vf tends to decrease in the case of an LED device. When the n-type multilayer film layer 6 is undoped, the undoped GaN layer 5 can be omitted.

【００４５】また、アンドープＧａＮ層５を１００オン
グストローム以上の膜厚に形成することにより、静電耐
圧を向上させることができる。By forming the undoped GaN layer 5 to a film thickness of 100 angstroms or more, the electrostatic breakdown voltage can be improved.

【００４６】また、本発明において、上記アンドープＧ
ａＮ層５に変えて、以下のアンドープの下層５ａ、ｎ型
不純物ドープの中間層５ｂ、アンドープの上層５ｃから
なる多層膜層５ａ−ｃとしてもよい。多層膜層５ａ−ｃ
は、基板側から、アンドープの下層５ａ、ｎ型不純物ド
ープの中間層５ｂ、アンドープの上層５ｃの少なくとも
３層から構成されている。ｎ側第２多層膜層には上記下
層５ａ〜上層５ｃ以外のその他の層を有していてもよ
い。また多層膜層５ａ−ｃは、活性層と接していても、
活性層の間に他の層を有していてもよい。上記下層５ａ
〜上層５ｃを構成する窒化物半導体としては、Ｉｎ_gＡ
ｌ_hＧａ_{1- g-h}Ｎ（０≦ｇ＜１、０≦ｈ＜１）で表される
種々の組成の窒化物半導体を用いることができ、好まし
くはＧａＮからなる組成のものが挙げられる。また多層
膜層５ａ−ｃの各層は組成が同一でも異なっていてもよ
い。In the present invention, the above undoped G
Instead of the aN layer 5, a multilayer film layer 5a-c including an undoped lower layer 5a, an n-type impurity-doped intermediate layer 5b, and an undoped upper layer 5c described below may be used. Multilayer film layers 5a-c
Is composed of at least three layers including an undoped lower layer 5a, an n-type impurity-doped intermediate layer 5b, and an undoped upper layer 5c from the substrate side. The n-side second multilayer film layer may have a layer other than the lower layer 5a to the upper layer 5c. Further, the multilayer film layers 5a-c may be in contact with the active layer,
Other layers may be provided between the active layers. Lower layer 5a
As the nitride semiconductor constituting the ~ upper 5c, In _g A
Nitride semiconductors having various compositions represented by l _h Ga _{1 -gh} N (0 ≦ g <1, 0 ≦ h <1) can be used, and preferably those having GaN composition. Further, the layers of the multilayer film layers 5a-c may have the same composition or different compositions.

【００４７】多層膜層５ａ−ｃの膜厚は、特に限定され
ないが、１７５〜１２０００オングストロームであり、
好ましくは１０００〜１００００オングストロームであ
り、より好ましくは２０００〜６０００オングストロー
ムである。多層膜層５ａ−ｃの膜厚が上記範囲であると
Ｖｆの最適化と静電耐圧の向上の点で好ましい。上記範
囲の膜厚を有する第２多層膜層５の膜厚の調整は、下層
５ａ、中間層５ｂ、及び上層５ｃの各膜厚を適宜調整し
て、多層膜層５ａ−ｃの総膜厚を上記の範囲とすること
が好ましい。The film thickness of the multilayer film layers 5a-c is not particularly limited, but is 175 to 12000 angstroms,
It is preferably 1000 to 10000 angstroms, more preferably 2000 to 6000 angstroms. It is preferable that the thickness of the multilayer film layers 5a-c is in the above range from the viewpoint of optimization of Vf and improvement of electrostatic withstand voltage. The adjustment of the film thickness of the second multilayer film layer 5 having the film thickness in the above range is performed by appropriately adjusting the film thicknesses of the lower layer 5a, the intermediate layer 5b, and the upper layer 5c to obtain the total film thickness of the multilayer film layers 5a-c. Is preferably in the above range.

【００４８】多層膜層５ａ−ｃを構成する下層５ａ、中
間層５ｂ及び上層５ｃの各膜厚は、特に限定されない
が、多層膜層５ａ−ｃ中で積層される位置により素子性
能の諸特性に与える影響が異なるため、各層の素子性能
に大きく関与する特性に特に注目し、いずれか２層の膜
厚を固定し、残りの１層の膜厚を段階的に変化させて、
特性の良好な範囲の膜厚を測定し、更に各層との調整に
より膜厚の範囲を特定している。多層膜層５ａ−ｃの各
層は、各々静電耐圧に直接影響を及ぼさない場合もある
が、各層を組み合わせて多層膜層５ａ−ｃとすることに
より、全体として種々の素子特性が良好であると共に、
特に発光出力及び静電耐圧が著しく良好となる。The film thickness of each of the lower layer 5a, the intermediate layer 5b and the upper layer 5c constituting the multilayer film layers 5a-c is not particularly limited, but various characteristics of the device performance may be obtained depending on the position where the layers are stacked in the multilayer film layers 5a-c. Since the effect on each layer is different, pay particular attention to the characteristics of each layer that are greatly related to the device performance, fix the film thickness of any two layers, and gradually change the film thickness of the remaining one layer.
The film thickness is measured in the range of good characteristics, and the range of film thickness is specified by adjusting each layer. Each layer of the multilayer film layers 5a-c may not directly affect the electrostatic breakdown voltage, but by combining the layers to form the multilayer film layers 5a-c, various element characteristics are excellent as a whole. With
In particular, the light emission output and electrostatic withstand voltage are significantly improved.

【００４９】アンドープの下層５ａの膜厚は、１００〜
１００００オングストローム、好ましくは５００〜８０
００オングストローム、より好ましくは１０００〜５０
００オングストロームである。アンドープの下層５ａ
は、膜厚を徐々に厚くしていくと静電耐圧が上昇してい
くが、１００００オングストローム付近でＶｆが急上昇
し、一方膜厚を薄くしていくと、Ｖｆは低下していく
が、静電耐圧の低下が大きくなり、１００オングストロ
ーム未満では静電耐圧の低下に伴い歩留まりの低下が大
きくなる傾向が見られる。また、上層５ａは、ｎ型不純
物を含むｎ側コンタクト層４の結晶性の低下の影響を改
善していると考えられるので、結晶性の改善が良好とな
る程度の膜厚で成長されるのが好ましい。The thickness of the undoped lower layer 5a is 100 to
10,000 Angstroms, preferably 500-80
00 angstrom, more preferably 1000-50
It is 00 angstrom. Undoped lower layer 5a
Shows that the electrostatic breakdown voltage rises as the film thickness is gradually increased, but Vf rises sharply in the vicinity of 10000 angstroms, while as the film thickness is reduced, Vf decreases, but The decrease in the withstand voltage becomes large, and if it is less than 100 Å, the yield tends to decrease with the decrease in the electrostatic withstand voltage. Further, since it is considered that the upper layer 5a improves the influence of the decrease in the crystallinity of the n-side contact layer 4 containing the n-type impurity, the upper layer 5a is grown to a film thickness such that the improvement of the crystallinity is good. Is preferred.

【００５０】ｎ型不純物ドープの中間層５ｂの膜厚は、
５０〜１０００オングストローム、好ましくは１００〜
５００オングストローム、より好ましくは２００〜５０
０（基の記載は、１５０〜４００）オングストロームで
ある。この不純物がドープされた中間層５ｂは、キャリ
ア濃度を十分とさせて発光出力に比較的大きく作用する
層であり、この層を形成させないと著しく発光出力が低
下する傾向がある。膜厚が１０００オングストロームを
超えると発光出力が大きく低下する傾向がある。一方、
中間層５ｂの膜厚が厚いと静電耐圧は良好であるが、膜
厚が５０オングストローム未満では静電耐圧の低下が大
きくなる傾向がある。The film thickness of the n-type impurity-doped intermediate layer 5b is
50-1000 angstrom, preferably 100-
500 angstroms, more preferably 200-50
0 (the description of the group is 150 to 400) angstrom. The intermediate layer 5b doped with this impurity is a layer that has a sufficient carrier concentration and has a relatively large effect on the light emission output, and if this layer is not formed, the light emission output tends to be significantly reduced. When the film thickness exceeds 1000 Å, the light emission output tends to be greatly reduced. on the other hand,
If the film thickness of the intermediate layer 5b is large, the electrostatic withstand voltage is good, but if the film thickness is less than 50 angstroms, the electrostatic withstand voltage tends to decrease significantly.

【００５１】アンドープの上層５ｃの膜厚は、２５〜１
０００オングストローム、好ましくは２５〜５００オン
グストローム、より好ましくは２５〜１５０オングスト
ロームであり、よりいっそう好ましくは、５０〜１００
オングストロームとする。このアンドープの上層５ｃ
は、第２多層膜の中で活性層に接してあるいは最も接近
して形成され、リーク電流の防止に大きく関与している
が、上層５ｃの膜厚が２５オングストローム未満ではリ
ーク電流が増加する傾向がある。また、上層５ｃの膜厚
が１０００オングストロームを超えるとＶｆが上昇し静
電耐圧も低下する傾向がある。The thickness of the undoped upper layer 5c is 25 to 1
000 angstroms, preferably 25-500 angstroms, more preferably 25-150 angstroms, and even more preferably 50-100 angstroms.
Angstrom. This undoped upper layer 5c
Is formed in contact with or closest to the active layer in the second multilayer film, and is greatly involved in the prevention of leak current. However, when the film thickness of the upper layer 5c is less than 25 Å, the leak current tends to increase. There is. If the film thickness of the upper layer 5c exceeds 1000 angstroms, Vf tends to increase and the electrostatic breakdown voltage tends to decrease.

【００５２】以上のように、下層５ａ〜上層５ｃの各膜
厚は、上記に示したように、各層の膜厚の変動により影
響されやすい素子特性に注目し、更に、下層５ａ、中間
層５ｂ及び上層５ｃを組み合わせた際に、諸素子特性す
べてがほぼ均一に良好となり、特に発光出力及び静電耐
圧が良好となるように、更に社内規格を満足できるよう
に種々検討し、上記範囲に各膜厚を規定することによ
り、良好な発光出力及び商品の信頼性の更なる向上を達
成することが可能な静電耐圧を得ることができる。ま
た、第２多層膜層５の各層の膜厚の組み合わせは、発光
波長の種類による活性層の組成の変化や、電極、ＬＥＤ
素子の形状など種々の条件により、最も良好な効果を得
るために適宜調整される。各層の膜厚の組み合わせに伴
う性能は、上記範囲の膜厚で適宜組み合わせることによ
り、従来のものに比べ良好な発光出力及び良好な静電耐
圧を得ることができる。As described above, the film thickness of each of the lower layer 5a to the upper layer 5c, as described above, pays attention to the element characteristics that are easily affected by the fluctuation of the film thickness of each layer, and further, the lower layer 5a and the intermediate layer 5b. And when the upper layer 5c is combined, all of the device characteristics are almost uniformly improved, and particularly, the emission output and the electrostatic withstand voltage are improved, and various examinations are performed to satisfy the in-house standard. By defining the film thickness, it is possible to obtain an electrostatic withstand voltage capable of achieving a good light emission output and further improvement in the reliability of the product. In addition, the combination of the film thicknesses of the respective layers of the second multilayer film layer 5 is such that the composition of the active layer changes depending on the type of the emission wavelength, the electrode, the LED.
It is appropriately adjusted depending on various conditions such as the shape of the element in order to obtain the best effect. With respect to the performance associated with the combination of the film thicknesses of the respective layers, by appropriately combining the film thicknesses within the above range, it is possible to obtain a better light emission output and a better electrostatic withstand voltage than the conventional ones.

【００５３】また、以上の第２多層膜層５において、各
層５ａ〜５ｃの各層の膜厚は、上述した各範囲内で、ｎ
型多層膜層６に近づくに従って薄くなるように調整する
ことが好ましく、このようにすると発光出力及びＶｆを
比較的良好な値に保ったまま静電耐圧を向上させること
ができる。In the above-mentioned second multilayer film layer 5, the film thickness of each of the layers 5a to 5c is n within the above range.
It is preferable to adjust the thickness so that it becomes thinner as it gets closer to the mold multi-layer film layer 6. By doing so, the electrostatic breakdown voltage can be improved while keeping the light emission output and Vf at relatively good values.

【００５４】上記多層膜層５ａ−ｃを構成する各層の組
成は、Ｉｎ_mＡｌ_nＧａ_1-m-nＮ（０≦ｍ＜１、０≦ｎ＜
１）で表される組成であればよく、各層の組成が同一で
も異なっていてもよく、好ましくはＩｎ及びＡｌの割合
が小さい組成であり、より好ましくはＧａＮからなる層
が好ましい。The composition of each layer constituting the above-mentioned multilayer film layers 5a-c is In _m Al _n Ga _1-mn N ( _0≤m <1, 0≤n <
The composition represented by 1) may be used, and the composition of each layer may be the same or different, preferably a composition having a small ratio of In and Al, and more preferably a layer made of GaN.

【００５５】上記ｎ型不純物ドープの中間層５ｂのｎ型
不純物のドープ量は、特に限定されないが、３×１０¹⁸
／ｃｍ³以上、好ましくは５×１０¹⁸／ｃｍ³以上の濃度
で含有する。ｎ型不純物の上限としては、特に限定され
ないが、結晶性が悪くなりすぎない程度の限界としては
５×１０²¹／ｃｍ³以下が望ましい。第２の多層膜層の
中間層の不純物濃度が上記範囲であると、発光出力の向
上とＶｆの低下の点で好ましい。ｎ型不純物としてはＳ
ｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｓ、Ｏ等の周期律表第IVＢ族、第VIＢ
族元素を選択し、好ましくはＳｉ、Ｇｅ、Ｓをｎ型不純
物とする。The amount of n-type impurities doped in the n-type impurity-doped intermediate layer 5b is not particularly limited, but is 3 × 10 ^18.
/ Cm ³ or more, preferably 5 × 10 ¹⁸ / cm ³ or more. The upper limit of the n-type impurities is not particularly limited, but 5 × 10 ²¹ / cm ³ or less is desirable as the limit at which the crystallinity does not deteriorate too much. When the impurity concentration of the intermediate layer of the second multilayer film layer is in the above range, it is preferable in terms of improvement of light emission output and reduction of Vf. S as an n-type impurity
i, Ge, Se, S, O, etc. Periodic Table Group IVB, VIB
A group element is selected, and preferably Si, Ge, and S are n-type impurities.

【００５６】また、上記第２の多層膜層５ａ−ｃにおい
て、ｎ型多層膜層６との界面に位置する上層５ｃは、ｎ
型多層膜層６の一部の層として機能させることができ
る。In the second multilayer film layers 5a-c, the upper layer 5c located at the interface with the n-type multilayer film layer 6 is n
It can function as a part of the mold multilayer film layer 6.

【００５７】次に、活性層７としては、少なくともＩｎ
を含んでなる窒化物半導体、好ましくはＩｎ_jＧａ_1-jＮ
（０≦ｊ＜１）を含んでなる井戸層を有する単一量子井
戸構造、又は多重量子井戸構造のものが挙げられる。活
性層７の積層順は、井戸層から積層して井戸層で終わっ
てもよく、井戸層から積層して障壁層で終わってもよ
く、また、障壁層から積層して井戸層で終わっても良く
積層順は特に問わない。井戸層の膜厚としては１００オ
ングストローム以下、好ましくは７０オングストローム
以下、さらに好ましくは５０オングストローム以下に調
整する。１００オングストロームよりも厚いと、出力が
向上しにくい傾向にある。一方、障壁層の厚さは３００
オングストローム以下、好ましくは２５０オングストロ
ーム以下、最も好ましくは２００オングストローム以下
に調整する。Next, as the active layer 7, at least In
A nitride semiconductor, preferably In _j Ga _{1 -j} N
Examples thereof include a single quantum well structure having a well layer containing (0 ≦ j <1) or a multiple quantum well structure. The order of stacking the active layers 7 may be from the well layer to the well layer, the well layer to the barrier layer, or the barrier layer to the well layer. Well, the stacking order is not particularly limited. The thickness of the well layer is adjusted to 100 angstroms or less, preferably 70 angstroms or less, and more preferably 50 angstroms or less. If it is thicker than 100 Å, it tends to be difficult to improve the output. On the other hand, the thickness of the barrier layer is 300
It is adjusted to angstroms or less, preferably 250 angstroms or less, and most preferably 200 angstroms or less.

【００５８】次に、ＭｇドープＧａＮからなるｐ型コン
タクト層９としては、上記と同様にＩｎ_fＡｌ_gＧａ
_1-f-gＮ（０≦ｆ、０≦ｇ、ｆ＋ｇ≦１）で構成でき、
その組成は特に問うものではないが、好ましくはＧａＮ
とすると結晶欠陥の少ない窒化物半導体層が得られやす
く、またｐ電極材料と好ましいオーミック接触が得られ
やすい。Next, as the p-type contact layer 9 made of Mg-doped GaN, similarly to the In _f Al _g Ga
_1-fg N (0 ≦ f, 0 ≦ g, f + g ≦ 1),
The composition is not particularly limited, but preferably GaN
In that case, a nitride semiconductor layer having few crystal defects can be easily obtained, and preferable ohmic contact with the p electrode material can be easily obtained.

【００５９】また、本発明において用いられるｐ電極及
びｎ電極は、特に限定されず、従来知られている電極等
を用いることができ、例えば実施例に記載の電極が挙げ
られる。The p-electrode and the n-electrode used in the present invention are not particularly limited, and conventionally known electrodes and the like can be used, and examples thereof include the electrodes described in the examples.

【００６０】以上の実施の形態の窒化物半導体素子は、
ｎ型多層膜層６とｐ型多層膜層８とを備えているので、
発光出力及び静電耐圧を向上させることができ、かつＶ
ｆを低くすることができる。そして、以上の実施の形態
の窒化物半導体素子では、ｎ型多層膜層６とｐ型多層膜
層８の組成又は層数を異ならせることによりさらに発光
出力及び静電耐圧を向上させることができ、Ｖｆを低く
することができる。The nitride semiconductor device according to the above-mentioned embodiments is
Since the n-type multilayer film layer 6 and the p-type multilayer film layer 8 are provided,
Light emission output and electrostatic breakdown voltage can be improved, and V
f can be lowered. In the nitride semiconductor device according to the above embodiment, the light emission output and the electrostatic breakdown voltage can be further improved by making the composition or the number of layers of the n-type multilayer film layer 6 and the p-type multilayer film layer 8 different. , Vf can be lowered.

【００６１】さらに、本実施の形態の窒化物半導体素子
では、ｎ型多層膜層６及びｐ型多層膜層８に加え、１０
０オングストローム以上の膜厚のアンドープＧａＮ層５
を備えることにより、より静電耐圧を向上させることが
できる。またさらに、本実施の形態の窒化物半導体素子
では、アンドープＧａＮ層５に代えて第２の多層膜層を
形成し、かつその第２の多層膜層を構成する下層５ａ、
中間層５ｂ、上層５ｂの膜厚をｎ型多層膜層６に近づく
に従って薄くなるように調整することにより、よりいっ
そう静電耐圧を向上させることができる。Furthermore, in the nitride semiconductor device of the present embodiment, in addition to the n-type multilayer film layer 6 and the p-type multilayer film layer 8, 10
Undoped GaN layer 5 with a thickness of 0 Å or more
By including, it is possible to further improve the electrostatic breakdown voltage. Furthermore, in the nitride semiconductor device of the present embodiment, a second multilayer film layer is formed in place of the undoped GaN layer 5, and a lower layer 5a constituting the second multilayer film layer,
By adjusting the film thicknesses of the intermediate layer 5b and the upper layer 5b so as to become thinner toward the n-type multilayer film layer 6, the electrostatic breakdown voltage can be further improved.

【００６２】以上の実施の形態の窒化物半導体素子で
は、アンドープＧａＮ層５又は第２の多層膜層をｎ型多
層膜層６と接するように形成した例を示したが、、アン
ドープＧａＮ層５又は第２の多層膜層とｎ型多層膜層６
とは離れて形成されていてもよい。すなわち、本発明で
は、少なくともｎ型コンタクト層４とｎ型多層膜層６と
の間に、アンドープＧａＮ層５又は第２の多層膜層を形
成するようにすればよい。また、本発明では第２の多層
膜層を３層以上の層で構成してもよい。さらに、第２の
多層膜層とｎ型多層膜層６とを接するように形成する場
合、第２の多層膜層の上層５ｃがｎ型多層膜層６の最も
下の層を兼ねるようにしてもよい。In the nitride semiconductor devices of the above embodiments, the undoped GaN layer 5 or the second multilayer film layer is formed so as to be in contact with the n-type multilayer film layer 6, but the undoped GaN layer 5 is used. Alternatively, the second multilayer film layer and the n-type multilayer film layer 6
It may be formed apart from. That is, in the present invention, the undoped GaN layer 5 or the second multilayer film layer may be formed at least between the n-type contact layer 4 and the n-type multilayer film layer 6. Further, in the present invention, the second multilayer film layer may be composed of three or more layers. Further, when the second multilayer film layer and the n-type multilayer film layer 6 are formed so as to be in contact with each other, the upper layer 5c of the second multilayer film layer also serves as the lowermost layer of the n-type multilayer film layer 6. Good.

【００６３】[0063]

【実施例】以下に、本発明に係る実施例を示す。しか
し、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。EXAMPLES Examples according to the present invention will be shown below. However, the present invention is not limited to the following examples.

【００６４】［実施例１］図１を元に実施例１について
説明する。 （基板１）サファイア（Ｃ面）よりなる基板１をＭＯＶ
ＰＥの反応容器内にセットし、水素を流しながら、基板
の温度を１０５０℃まで上昇させ、基板のクリーニング
を行う。[First Embodiment] A first embodiment will be described with reference to FIG. (Substrate 1) MOV the substrate 1 made of sapphire (C surface)
The substrate is set in a PE reaction vessel, the temperature of the substrate is raised to 1050 ° C. while flowing hydrogen, and the substrate is cleaned.

【００６５】（バッファ層２）続いて、温度を５１０℃
まで下げ、キャリアガスに水素、原料ガスにアンモニア
とＴＭＧ（トリメチルガリウム）とを用い、基板１上に
ＧａＮよりなるバッファ層２を約２００オングストロー
ムの膜厚で成長させる。なおこの低温で成長させる第１
のバッファ層２は基板の種類、成長方法等によっては省
略できる。(Buffer layer 2) Then, the temperature is changed to 510.degree.
Then, hydrogen is used as a carrier gas, ammonia and TMG (trimethylgallium) are used as a source gas, and a buffer layer 2 made of GaN is grown on the substrate 1 to a film thickness of about 200 Å. The first to grow at this low temperature
The buffer layer 2 can be omitted depending on the type of substrate, growth method, and the like.

【００６６】（アンドープＧａＮ層３）バッファ層２成
長後、ＴＭＧのみ止めて、温度を１０５０℃まで上昇さ
せる。１０５０℃になったら、同じく原料ガスにＴＭ
Ｇ、アンモニアガスを用い、アンドープＧａＮ層３を１
μｍの膜厚で成長させる。(Undoped GaN Layer 3) After growing the buffer layer 2, only TMG is stopped and the temperature is raised to 1050 ° C. When the temperature reaches 1050 ° C, TM is also used as the source gas.
G, using ammonia gas, undoped GaN layer 3 1
Grow with a film thickness of μm.

【００６７】（ｎ型コンタクト層４）続いて１０５０℃
で、同じく原料ガスにＴＭＧ、アンモニアガス、不純物
ガスにシランガスを用い、Ｓｉを３×１０¹⁹／cm³ドー
プしたＧａＮよりなるｎ型コンタクト層を３μｍの膜厚
で成長させる。(N-type contact layer 4) Subsequently, 1050 ° C.
Then, using TMG, ammonia gas as the source gas, and silane gas as the impurity gas, an n-type contact layer made of GaN doped with Si at 3 × 10 ¹⁹ / cm ³ is grown to a thickness of 3 μm.

【００６８】（アンドープＧａＮ層５）次にシランガス
のみを止め、１０５０℃で同様にしてアンドープＧａＮ
層５を１００オングストロームの膜厚で成長させる。(Undoped GaN Layer 5) Next, only silane gas was stopped, and undoped GaN was similarly formed at 1050 ° C.
Layer 5 is grown to a thickness of 100 Angstroms.

【００６９】（ｎ型多層膜層６）次に、温度を８００℃
にして、ＴＭＧ、ＴＭＩ、アンモニアを用い、アンドー
プＩｎ_0.03Ｇａ_0.97Ｎよりなる第２の窒化物半導体層を
２５オングストローム成長させ、続いて温度を上昇さ
せ、その上にアンドープＧａＮよりなる第１の窒化物半
導体層を２５オングストローム成長させる。そしてこれ
らの操作を繰り返し、第２＋第１の順で交互に１０層づ
つ積層した超格子構造よりなるｎ型多層膜を５００オン
グストロームの膜厚で成長させる。(N-type multilayer film layer 6) Next, the temperature is set to 800 ° C.
Then, using TMG, TMI, and ammonia, a second nitride semiconductor layer made of undoped In _0.03 Ga _0.97 N is grown to 25 angstroms, and then the temperature is raised. The object semiconductor layer is grown to 25 angstroms. Then, these operations are repeated to grow an n-type multilayer film having a superlattice structure in which 10 layers are alternately stacked in the second + first order with a film thickness of 500 angstrom.

【００７０】（活性層７）次に、アンドープＧａＮより
なる障壁層を２００オングストロームの膜厚で成長さ
せ、続いて温度を８００℃にして、ＴＭＧ、ＴＭＩ、ア
ンモニアを用いアンドープＩｎ_0.4Ｇａ_0.6Ｎよりなる井
戸層を３０オングストロームの膜厚で成長させる。そし
て障壁＋井戸＋障壁＋井戸・・・・＋障壁の順で障壁層
を５層、井戸層４層交互に積層して、総膜厚１１２０オ
ングストロームの多重量子井戸構造よりなる活性層７を
成長させる。(Active layer 7) Next, a barrier layer made of undoped GaN was grown to a film thickness of 200 angstroms, and then the temperature was set to 800 ° C., using TMG, TMI, and ammonia to remove undoped In _0.4 Ga _0.6 N. Is grown to a film thickness of 30 Å. Then, 5 layers of barrier layers and 4 layers of well layers are alternately laminated in the order of barrier + well + barrier + well ... + Barrier to grow an active layer 7 having a multiple quantum well structure with a total film thickness of 1120 angstroms. Let

【００７１】（ｐ型多層膜層８）次に、ＴＭＧ、ＴＭ
Ａ、アンモニア、Ｃｐ2Ｍｇ（シクロペンタジエニルマ
グネシウム）を用い、Ｍｇを５×１０¹⁹／cm³ドープし
たｐ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎよりなる第３の窒化物半導体層
を２５オングストロームの膜厚で成長させ、続いてＣｐ
2Ｍｇ、ＴＭＡを止めアンドープＧａＮよりなる第４の
窒化物半導体層を２５オングストロームの膜厚で成長さ
せる。そしてこれらの操作を繰り返し、第３＋第４の順
で交互に４層ずつ積層した超格子よりなるｐ型多層膜層
８を２００オングストロームの膜厚で成長させる。(P-type multilayer film layer 8) Next, TMG, TM
Using A, ammonia, and Cp2Mg (cyclopentadienylmagnesium), a third nitride semiconductor layer made of p-type Al _0.1 Ga _0.9 N doped with Mg at 5 × 10 ¹⁹ / cm ³ was grown to a film thickness of 25 Å. Then Cp
2Mg and TMA are stopped, and a fourth nitride semiconductor layer made of undoped GaN is grown to a film thickness of 25 Å. Then, these operations are repeated to grow the p-type multilayer film layer 8 having a thickness of 200 angstroms, which is made of a superlattice in which four layers are alternately stacked in the third + fourth order.

【００７２】（ｐ型コンタクト層９）続いて１０５０℃
で、ＴＭＧ、アンモニア、Ｃｐ2Ｍｇを用い、Ｍｇを１
×１０²⁰／cm³ドープしたｐ型ＧａＮよりなるｐ型コン
タクト層８を７００オングストロームの膜厚で成長させ
る。(P-type contact layer 9) Subsequently, 1050 ° C.
Then, using TMG, ammonia, and Cp2Mg,
A p-type contact layer 8 made of p-type GaN doped with × 10 ²⁰ / cm ³ is grown to a film thickness of 700 Å.

【００７３】反応終了後、温度を室温まで下げ、さらに
窒素雰囲気中、ウェーハを反応容器内において、７００
℃でアニーリングを行い、ｐ型層をさらに低抵抗化す
る。After completion of the reaction, the temperature is lowered to room temperature, and the wafer is further heated in a nitrogen atmosphere in a reaction vessel at 700 ° C.
Annealing is performed at 0 ° C. to further reduce the resistance of the p-type layer.

【００７４】アニーリング後、ウェーハを反応容器から
取り出し、最上層のｐ型コンタクト層９の表面に所定の
形状のマスクを形成し、ＲＩＥ（反応性イオンエッチン
グ）装置でｐ型コンタクト層側からエッチングを行い、
図１に示すようにｎ型コンタクト層４の表面を露出させ
る。After the annealing, the wafer is taken out from the reaction container, a mask having a predetermined shape is formed on the surface of the uppermost p-type contact layer 9, and the RIE (reactive ion etching) apparatus is used to etch from the p-type contact layer side. Done,
As shown in FIG. 1, the surface of the n-type contact layer 4 is exposed.

【００７５】エッチング後、最上層にあるｐ型コンタク
ト層のほぼ全面に膜厚２００オングストロームのＮｉと
Ａｕを含む透光性のｐ電極１０と、そのｐ電極１０の上
にボンディング用のＡｕよりなるｐパッド電極１１を
０．５μｍの膜厚で形成する。一方、エッチングにより
露出させたｎ型コンタクト層４の表面にはＷとＡｌを含
むｎ電極１２を形成してＬＥＤ素子とした。After etching, the p-type contact layer, which is the uppermost layer, has a light-transmitting p-electrode 10 containing Ni and Au having a film thickness of 200 angstroms on almost the entire surface, and Au for bonding on the p-electrode 10. The p-pad electrode 11 is formed with a film thickness of 0.5 μm. On the other hand, the n-type electrode 12 containing W and Al was formed on the surface of the n-type contact layer 4 exposed by etching to obtain an LED element.

【００７６】このＬＥＤ素子は順方向電圧２０ｍＡにお
いて、５２０ｎｍの純緑色発光を示し、Ｖｆは３．５Ｖ
しかなく、従来の多重量子井戸構造のＬＥＤ素子に比較
して、Ｖｆで０．５Ｖ近く低下し、発光出力は２倍以上
に向上した。そのため、１０ｍＡで従来のＬＥＤ素子と
ほぼ同等の特性を有するＬＥＤが得られた。更に得られ
た素子は、静電耐圧が従来の素子に比べて約１．２倍以
上良好となる。This LED element exhibits pure green light emission of 520 nm at a forward voltage of 20 mA and Vf is 3.5 V.
However, as compared with the conventional LED device having the multiple quantum well structure, Vf was decreased by about 0.5 V, and the light emission output was more than doubled. Therefore, at 10 mA, an LED having almost the same characteristics as the conventional LED element was obtained. Further, the obtained element has an electrostatic withstand voltage that is 1.2 times or more better than that of the conventional element.

【００７７】なお、従来のＬＥＤ素子の構成は、ＧａＮ
よりなる第１のバッファ層の上に、アンドープＧａＮよ
りなる第２のバッファ層、ＳｉドープＧａＮよりなるｎ
型コンタクト層、実施例１と同一の多重量子井戸構造よ
りなる活性層、単一のＭｇドープＡｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ層、
ＭｇドープＧａＮからなるｐ型コンタクト層を順に積層
したものである。The structure of the conventional LED element is GaN.
On the first buffer layer made of undoped GaN, the second buffer layer made of undoped GaN, and n made of Si-doped GaN
-Type contact layer, active layer having the same multiple quantum well structure as in Example 1, single Mg-doped Al _0.1 Ga _0.9 N layer,
A p-type contact layer made of Mg-doped GaN is sequentially stacked.

【００７８】［実施例２］実施例１において、ｎ型多層
膜層６を成長する際に、第１の窒化物半導体層のみを、
Ｓｉを１×１０¹⁸／cm³ドープしたＧａＮとして成長さ
る他は同様にして、ＬＥＤ素子を作製した。得られたＬ
ＥＤ素子は、実施例１とほぼ同等の良好な素子特性を有
している。Example 2 In Example 1, when growing the n-type multilayer film layer 6, only the first nitride semiconductor layer was
An LED element was prepared in the same manner except that Si was grown as 1 × 10 ¹⁸ / cm ³ -doped GaN. Obtained L
The ED element has good element characteristics which are almost the same as those of the first embodiment.

【００７９】［実施例３］実施例１において、ｎ型多層
膜層６を成長する際に、第２の窒化物半導体層をＳｉを
１×１０¹⁸／cm³ドープしたＩｎ_0.03Ｇａ_0.97層とし、
第１の窒化物半導体層を、Ｓｉを５×１０¹⁸／cm³ドー
プしたＧａＮとする他は同様にしてＬＥＤ素子を製造し
た。得られたＬＥＤ素子は、２０ｍＡにおいてＶｆは
３．４Ｖ、出力は従来のものに比較して、１．５倍以上
と優れた特性を示した。また静電耐圧は、実施例１と同
様に良好である。[Embodiment 3] In Embodiment 1, when the n-type multilayer film layer 6 was grown, the second nitride semiconductor layer was an In _0.03 Ga _0.97 layer doped with Si at 1 × 10 ¹⁸ / cm ^3. ,
An LED element was manufactured in the same manner except that the first nitride semiconductor layer was GaN doped with Si at 5 × 10 ¹⁸ / cm ³ . The obtained LED element has Vf at 20 mA
The output was 3.4 V, and the output was 1.5 times or more better than the conventional one, showing excellent characteristics. Further, the electrostatic breakdown voltage is as good as that of the first embodiment.

【００８０】［実施例４］実施例１において、ｐ型多層
膜層８を成長する際に、第４の窒化物半導体層にＭｇを
１×１０¹⁹／cm³ドープしたｐ型ＧａＮ層を成長させる
他は同様にしてＬＥＤ素子を作製したところ、実施例１
とほぼ同等の特性を有するＬＥＤ素子が得られた。[Embodiment 4] In Embodiment 1, when the p-type multilayer film layer 8 is grown, a p-type GaN layer doped with Mg at 1 × 10 ¹⁹ / cm ³ is grown on the fourth nitride semiconductor layer. Example 1 was repeated except that the LED element was manufactured in the same manner.
As a result, an LED element having characteristics substantially equivalent to the above was obtained.

【００８１】［実施例５］実施例１において、ｐ型多層
膜層８を成長する際に、アンドープＡｌ_0.1Ｇａ_{0 .9}Ｎよ
りなる第３の窒化物半導体層を２５オングストローム
と、アンドープＧａＮよりなる第４の窒化物半導体層を
２５オングストロームとでそれぞれ２層づつ交互に積層
して総膜厚１００オングストロームとする他は同様にし
てＬＥＤ素子を作製したところ、実施例１とほぼ同等の
特性を有するＬＥＤ素子が得られた。[0081] In Example 5 Example 1, in growing the p-type multi-film layer 8, the third nitride semiconductor layer made of undoped Al _0.1 Ga _{0 .9} N and 25 Å, undoped GaN An LED element was manufactured in the same manner except that two fourth layers each having a thickness of 100 angstroms were alternately laminated with the fourth nitride semiconductor layer having a thickness of 25 angstroms. An LED device having the above was obtained.

【００８２】［実施例６］実施例１において、アンドー
プＧａＮ層５に変えて多層膜総５ａ−ｃを、さらに、下
記各層を以下のように変更する他は同様にして、ＬＥＤ
素子を製造する。Example 6 An LED was prepared in the same manner as in Example 1 except that the undoped GaN layer 5 was replaced by a total of multilayer films 5a-c, and the following layers were changed as follows.
Manufacture the device.

【００８３】（ｎ側コンタクト層４）続いて１０５０℃
で、同じく原料ガスにＴＭＧ、アンモニアガス、不純物
ガスにシランガスを用い、Ｓｉを６×１０¹⁸／cm³ドー
プしたＧａＮよりなるｎ側コンタクト層４を２．２５μ
ｍの膜厚で成長させる。(N-side contact layer 4) Subsequently, 1050 ° C.
Then, similarly, using TMG, ammonia gas as the source gas, and silane gas as the impurity gas, the n-side contact layer 4 made of GaN doped with Si at 6 × 10 ¹⁸ / cm ³ is 2.25 μm.
Grow with a film thickness of m.

【００８４】（多層膜層５ａ−ｃ）次にシランガスのみ
を止め、１０５０℃で、ＴＭＧ、アンモニアガスを用
い、アンドープＧａＮからなる下層５ａを２０００オン
グストロームの膜厚で成長させ、続いて同温度にてシラ
ンガスを追加しＳｉを６×１０¹⁸／cm³ドープしたＧａ
Ｎからなる中間層５ｂを３００オングストロームの膜厚
で成長させ、更に続いてシランガスのみを止め、同温度
にてアンドープＧａＮからなる上層５ｃを５０オングス
トロームの膜厚で成長させ、３層からなる総膜厚２３５
０オングストロームの第２多層膜層５を成長させる。(Multilayer Film Layers 5a-c) Next, the silane gas alone was stopped, and the lower layer 5a made of undoped GaN was grown to a thickness of 2000 angstroms at 1050 ° C. using TMG and ammonia gas, and subsequently at the same temperature. Silane gas was added and Si was doped at 6 × 10 ¹⁸ / cm ³ Ga
The intermediate layer 5b made of N is grown to a film thickness of 300 angstroms, and then only the silane gas is stopped, and the upper layer 5c made of undoped GaN is grown to a film thickness of 50 angstroms at the same temperature. Thickness 235
A second multilayer film layer 5 of 0 angstrom is grown.

【００８５】（ｎ型多層膜層６）次に、同様の温度で、
アンドープＧａＮよりなる第１の窒化物半導体層を４０
オングストローム成長させ、次に温度を８００℃にし
て、ＴＭＧ、ＴＭＩ、アンモニアを用い、アンドープＩ
ｎ_0.02Ｇａ_0.98Ｎよりなる第１の窒化物半導体層を２０
オングストローム成長させる。そしてこれらの操作を繰
り返し、第１＋第２の順で交互に１０層づつ積層させ、
最後にＧａＮよりなる第１の窒化物半導体層を４０オン
グストローム成長さた超格子構造の多層膜よりなるｎ型
多層膜層６を６４０オングストロームの膜厚で成長させ
る。(N-type multilayer film layer 6) Next, at the same temperature,
The first nitride semiconductor layer made of undoped GaN is 40
Angstrom growth is performed, then the temperature is set to 800 ° C., TMG, TMI, and ammonia are used, and undoped I
The first nitride semiconductor layer made of n _0.02 Ga _0.98 N
Grow angstroms. Then, these operations are repeated, and 10 layers are alternately laminated in the first + second order,
Finally, an n-type multilayer film layer 6 made of a multilayer film having a superlattice structure in which a first nitride semiconductor layer made of GaN is grown to 40 angstroms is grown to a film thickness of 640 angstroms.

【００８６】（ｐ型多層膜層８）次に、温度１０５０℃
でＴＭＧ、ＴＭＡ、アンモニア、Ｃｐ2Ｍｇ（シクロペ
ンタジエニルマグネシウム）を用い、Ｍｇを５×１０¹⁹
／cm³ドープしたｐ型Ａｌ_0.2Ｇａ_0.8Ｎよりなる第３の
窒化物半導体層を４０オングストロームの膜厚で成長さ
せ、続いて温度を８００℃にして、ＴＭＧ、ＴＭＩ、ア
ンモニア、Ｃｐ2Ｍｇを用いＭｇを５×１０¹⁹／cm³ドー
プしたＩｎ_0.02Ｇａ_0.98Ｎよりなる第４の窒化物半導体
層を２５オングストロームの膜厚で成長させる。そして
これらの操作を繰り返し、第３＋第４の順で交互に５層
ずつ積層し、最後に第３の窒化物半導体層を４０オング
ストロームの膜厚で成長させた超格子構造の多層膜より
なるｐ型多層膜層８を３６５オングストロームの膜厚で
成長させる。(P-type multilayer film layer 8) Next, the temperature is 1050 ° C.
At this time, TMG, TMA, ammonia, and Cp2Mg (cyclopentadienylmagnesium) are used, and Mg is added to 5 × 10 ¹⁹
/ Cm ³ -doped p-type Al _0.2 Ga _0.8 N third nitride semiconductor layer was grown to a film thickness of 40 angstrom, and then the temperature was set to 800 ° C. and TMG, TMI, ammonia, and Cp 2 Mg were used to form Mg. A fourth nitride semiconductor layer of In _0.02 Ga _0.98 N doped with 5 × 10 ¹⁹ / cm ³ is grown to a film thickness of 25 Å. Then, these operations are repeated, and 5 layers are alternately laminated in the order of 3 + 4, and finally, a third nitride semiconductor layer is grown to a thickness of 40 angstroms. The mold multilayer film layer 8 is grown to a film thickness of 365 angstrom.

【００８７】得られたＬＥＤ素子は、実施例１とほぼ同
様に良好な発光出力及びＶｆを示し、更に、ＬＥＤ素子
のｎ層及びｐ層の各電極より逆方向に徐々に電圧を加え
静電耐圧を測定したところ、実施例１に記載の従来の素
子に比べて１．５倍以上となり、実施例１より静電耐圧
は良好な結果が得られた。The LED device thus obtained showed good emission output and Vf, which were almost the same as in Example 1, and further, a voltage was gradually applied in the opposite direction from the respective electrodes of the n-layer and p-layer of the LED device to obtain electrostatic properties. When the breakdown voltage was measured, it was 1.5 times or more that of the conventional element described in Example 1, and the static breakdown voltage was better than that of Example 1.

【００８８】［実施例７］実施例６においてアンドープ
ＧａＮからなる下層５ａを形成しない他は、実施例６と
同様にしてＬＥＤ素子を作製した。このようにして得ら
れた、ＬＥＤ素子は実施例１とほぼ同様の発光出力とＶ
ｆを示し、静電耐圧は従来例に比較すると高いが、実施
例１及び実施例６に比較すると低いものであった。[Example 7] An LED element was manufactured in the same manner as in Example 6 except that the lower layer 5a made of undoped GaN was not formed in Example 6. The LED device thus obtained has a light emission output and V
The electrostatic breakdown voltage was higher than that of the conventional example, but was lower than those of Examples 1 and 6.

【００８９】以上のように、本実施例７のＬＥＤ素子
は、従来例の素子より静電耐圧を高くできるが、実施例
１及び実施例６の素子と比較して静電耐圧は低いもので
ある。このことから、実施例６のアンドープの下層５ａ
は静電耐圧を向上させる効果があることがわかる。ま
た、実施例１のＬＥＤ素子の静電耐圧は、実施例７のＬ
ＥＤ素子の静電耐圧より高いことから、実施例１のアン
ドープのＧａＮ層５も静電耐圧を向上させる効果がある
ことがわかる。As described above, the LED element of Example 7 can have a higher electrostatic breakdown voltage than the elements of the conventional example, but it has a lower electrostatic breakdown voltage as compared with the elements of Examples 1 and 6. is there. From this, the undoped lower layer 5a of Example 6
It can be seen that has the effect of improving the electrostatic breakdown voltage. The electrostatic withstand voltage of the LED element of Example 1 is L of Example 7.
Since it is higher than the electrostatic breakdown voltage of the ED element, it can be seen that the undoped GaN layer 5 of Example 1 also has the effect of improving the electrostatic breakdown voltage.

【００９０】［実施例８］実施例６において、アンドー
プＡｌ_0.05Ｇａ_0.95Ｎからなる下層５ａを２０００オン
グストロームの膜厚で成長させ、続いて同温度にてシラ
ンガスを追加しＳｉを６×１０¹⁸／cm³ドープしたＧａ
Ｎからなる中間層５ｂを３００オングストロームの膜厚
で成長させ、更に続いてシランガスのみを止め、同温度
にてアンドープＡｌ_0.05Ｇａ_0.95Ｎからなる上層５ｃを
５０オングストロームの膜厚で成長させ、３層からなる
総膜厚２３５０オングストロームの第２多層膜層５を成
長させる他は、実施例６と同様に作製した。以上のよう
に作製したＬＥＤ素子は、実施例６とほぼ同様の発光出
力、Ｖｆ及び静電耐圧を示した。[Embodiment 8] In Embodiment 6, a lower layer 5a made of undoped Al _0.05 Ga _0.95 N is grown to a film thickness of 2000 angstroms, and subsequently silane gas is added at the same temperature to add Si at 6 × 10 ¹⁸ / cm ³ Doped Ga
The intermediate layer 5b made of N is grown to a thickness of 300 angstroms, and then only the silane gas is stopped, and the upper layer 5c made of undoped Al _0.05 Ga _0.95 N is grown to a thickness of 50 angstroms at the same temperature. A second multilayer film layer 5 having a total film thickness of 2350 angstroms was grown in the same manner as in Example 6. The LED element manufactured as described above exhibited almost the same light emission output, Vf, and electrostatic breakdown voltage as in Example 6.

【００９１】［実施例９］実施例６において、アンドー
プＩｎ_0.03Ｇａ_0.97Ｎからなる下層５ａを２０００オン
グストロームの膜厚で成長させ、続いて同温度にてシラ
ンガスを追加しＳｉを６×１０¹⁸／cm³ドープしたＧａ
Ｎからなる中間層５ｂを３００オングストロームの膜厚
で成長させ、更に続いてシランガスのみを止め、同温度
にてアンドープＩｎ_0.03Ｇａ_0.97Ｎからなる上層５ｃを
５０オングストロームの膜厚で成長させ、３層からなる
総膜厚２３５０オングストロームの第２多層膜層５を成
長させる他は、実施例６と同様に作製した。以上のよう
に作製したＬＥＤ素子は、実施例６とほぼ同様の発光出
力、Ｖｆ及び静電耐圧を示した。[Example 9] In Example 6, the lower layer 5a made of undoped In _0.03 Ga _0.97 N was grown to a film thickness of 2000 Å, and subsequently, silane gas was added at the same temperature to add Si at 6 × 10 ¹⁸ / cm ³ Doped Ga
The intermediate layer 5b made of N is grown to a thickness of 300 angstroms, and then only the silane gas is stopped, and the upper layer 5c made of undoped In _0.03 Ga _0.97 N is grown to a thickness of 50 angstroms at the same temperature. A second multilayer film layer 5 having a total film thickness of 2350 angstroms was grown in the same manner as in Example 6. The LED element manufactured as described above exhibited almost the same light emission output, Vf, and electrostatic breakdown voltage as in Example 6.

【００９２】［実施例１０］実施例６において、Ｓｉド
ープＧａＮからなる５ｂを１０００オングストロームで
成長させる他は、実施例６と同様にしてＬＥＤ素子を作
製した。このようにして得られたＬＥＤ素子は、実施例
６と同等のＶｆを示し、静電耐圧は実施例６の１．２倍
であった。しかしながら、発光出力は実施例６のＬＥＤ
素子に比較して７０％であった。[Example 10] An LED element was manufactured in the same manner as in Example 6 except that 5b made of Si-doped GaN was grown to 1000 Å in Example 6. The LED element thus obtained showed Vf equivalent to that of Example 6, and the electrostatic breakdown voltage was 1.2 times that of Example 6. However, the light emission output is the LED of the sixth embodiment.
It was 70% as compared with the device.

【００９３】［実施例１１］ＳｉドープＧａＮからなる
５ｂ層を１００オングストロームで成長させる他は、実
施例６と同様にして作製した。得られたＬＥＤ素子は、
実施例６とほぼ同等のＶｆを示し、発光出力は実施例６
のＬＥＤ素子に比較して１．１倍程度であった。しかし
ながら、静電耐圧は実施例６に比較して低いものであっ
た。[Example 11] An example 11 was prepared in the same manner as in the example 6 except that the 5b layer made of Si-doped GaN was grown to 100 Å. The obtained LED element is
The Vf is almost the same as that of the sixth embodiment, and the light emission output is the same as that of the sixth embodiment.
It was about 1.1 times as large as that of the LED element. However, the electrostatic breakdown voltage was lower than that in Example 6.

【００９４】［実施例１２］アンドープＧａＮからなる
５ｃ層を２００オングストロームで成長させる他は、実
施例６と同様にしてＬＥＤ素子を作製した。得られたＬ
ＥＤ素子は、実施例６と同様の発光出力を示し、Ｖｆは
実施例６のＬＥＤ素子に比較して高くなり、静電耐圧は
実施例６のＬＥＤ素子に比較して低いものであった。[Example 12] An LED element was produced in the same manner as in Example 6 except that the 5c layer made of undoped GaN was grown to 200 Å. Obtained L
The ED element showed a light emission output similar to that of Example 6, Vf was higher than that of the LED element of Example 6, and electrostatic withstand voltage was lower than that of the LED element of Example 6.

【００９５】［実施例１３］実施例６において、ｎ型多
層膜層６の、第２と第１の窒化物半導体層を２０層ずつ
積層し成長させる他は、実施例６と同様にしてＬＥＤ素
子を作製した。このようにして作製された実施例１３の
ＬＥＤ素子は、実施例６のＬＥＤ素子と同等の発光出力
を示し、実施例６のＬＥＤ素子に比較してＶｆは２０％
程度低くすることができた。しかしながら、静電耐圧は
実施例６の素子に比較して低下していた。[Embodiment 13] An LED is prepared in the same manner as in Embodiment 6 except that 20 layers of the second and first nitride semiconductor layers of the n-type multilayer film layer 6 are laminated and grown in Example 6. A device was produced. The LED element of Example 13 thus manufactured exhibits a light emission output equivalent to that of the LED element of Example 6, and Vf is 20% as compared with the LED element of Example 6.
I was able to lower it. However, the electrostatic breakdown voltage was lower than that of the device of Example 6.

【００９６】[0096]

【発明の効果】本発明は、素子の信頼性を向上させ、種
々の応用製品への適用範囲の拡大を可能とするため、発
光出力のさらなる向上が可能となり、Ｖｆの低い静電耐
圧の良好となる窒化物半導体素子を提供することができ
る。According to the present invention, the reliability of the device is improved and the range of application to various applied products can be expanded. Therefore, the light emission output can be further improved, and the electrostatic breakdown voltage with a low Vf is excellent. A nitride semiconductor device can be provided.

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

【図１】 本発明の一実施の形態であるＬＥＤ素子の構
造を示す模式的断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of an LED element according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１・・・サファイア基板、 ２・・・バッファ層、 ３・・・アンドープＧａＮ層、 ４・・・ＳｉドープＧａＮのｎ型コンタクト層、 ５・・・アンドープＧａＮ層、 ６・・・ｎ型多層膜層、 ７・・・活性層、 ８・・・ｐ型多層膜層、 ９・・・ＭｇドープＧａＮのｐ型コンタクト層、 １０・・・全面電極、 １１・・・ｐ電極、 １２・・・ｎ電極。 1 ... sapphire substrate, 2 ... buffer layer, 3 ... undoped GaN layer, 4 ... Si-doped GaN n-type contact layer, 5 ... undoped GaN layer, 6 ... n-type multilayer film layer, 7 ... Active layer, 8 ... p-type multilayer film layer, 9 ... Mg-doped GaN p-type contact layer, 10 ... Full surface electrode, 11 ... p electrode, 12 ... n electrode.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−229480（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−110139（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−23124（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−83956（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−97921（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−116234（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−84134（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−145004（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−195812（ＪＰ，Ａ) 特開2000−232236（ＪＰ，Ａ) 特開2000−286509（ＪＰ，Ａ) 国際公開98／031055（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 33/00 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (56) References JP-A-3-229480 (JP, A) JP-A-5-110139 (JP, A) JP-A-8-23124 (JP, A) JP-A-8- 83956 (JP, A) JP 9-97921 (JP, A) JP 9-116234 (JP, A) JP 10-84134 (JP, A) JP 10-145004 (JP, A) JP-A-11-195812 (JP, A) JP-A-2000-232236 (JP, A) JP-A-2000-286509 (JP, A) International Publication 98/031055 (WO, A1) (58) Fields investigated (Int. Cl. ⁷ , DB name) H01L 33/00 JISST file (JOIS)

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 ｎ型窒化物半導体とｐ型窒化物半導体と
の間に、活性層を有する窒化物半導体素子において、 前記ｎ型窒化物半導体には、ｎ型コンタクト層と超格子
構造のｎ型多層膜層とを有しかつ、前記ｎ型コンタクト
層と前記ｎ型多層膜層との間に１００オングストローム
以上の膜厚を有するアンドープのＧａＮ層を有すること
を特徴とする窒化物半導体素子。1. A nitride semiconductor device having an active layer between an n-type nitride semiconductor and a p-type nitride semiconductor, wherein the n-type nitride semiconductor has an n-type contact layer and an n-type superlattice structure. A nitride semiconductor device having an undoped GaN layer having a film thickness of 100 angstroms or more between the n-type contact layer and the n-type multilayer film layer. 【請求項２】 前記ｎ型コンタクト層の下にさらに、ア
ンドープのＧａＮ層を有し、前記ｎ型コンタクト層は前
記２つのアンドープのＧａＮ層の間に位置する請求項１
記載の窒化物半導体素子。2. The undoped GaN layer is further provided under the n-type contact layer, and the n-type contact layer is located between the two undoped GaN layers.
The nitride semiconductor device described. 【請求項３】 前記ｎ型コンタクト層は、Ｓｉドープの
ＧａＮからなる請求項１又は２記載の窒化物半導体素
子。3. The nitride semiconductor device according to claim 1, wherein the n-type contact layer is made of Si-doped GaN. 【請求項４】 前記ｐ型窒化物半導体には、超格子構造
のｐ型多層膜層を有し、前記ｎ型多層膜層の組成と前記
ｐ型多層膜層の組成とが互いに異なることを特徴とする
請求項１〜３のうちのいずれか１つに記載の窒化物半導
体素子。4. The p-type nitride semiconductor has a p-type multilayer film layer having a superlattice structure, and the composition of the n-type multilayer film layer and the composition of the p-type multilayer film layer are different from each other. The nitride semiconductor device according to any one of claims 1 to 3, which is characterized. 【請求項５】 ｎ型窒化物半導体とｐ型窒化物半導体と
の間に、活性層を有する窒化物半導体素子において、 前記ｎ型窒化物半導体には、ｎ型コンタクト層と超格子
構造の第１のｎ型多層膜層とを有しかつ、前記ｎ型コン
タクト層と前記第１のｎ型多層膜層との間に、少なくと
も３層構造の第２のｎ型多層膜層を有し、該第２のｎ型
多層膜層は、前記ｎ型コンタクト層側から順にアンドー
プの下層、ｎ型不純物ドープの中間層及びアンドープの
上層を有することを特徴とする窒化物半導体素子。5. A nitride semiconductor device having an active layer between an n-type nitride semiconductor and a p-type nitride semiconductor, wherein the n-type nitride semiconductor has an n-type contact layer and a superlattice structure. 1 n-type multilayer film layer, and at least a second n-type multilayer film layer having a three-layer structure between the n-type contact layer and the first n-type multilayer film layer, The nitride semiconductor device, wherein the second n-type multilayer film layer has an undoped lower layer, an n-type impurity-doped intermediate layer, and an undoped upper layer in order from the n-type contact layer side. 【請求項６】 前記下層、前記中間層及び前記上層の各
膜厚は、前記第１のｎ型多層膜層に近づくにしたがって
薄くなるように設定された請求項５記載の窒化物半導体
素子。6. The nitride semiconductor device according to claim 5, wherein the film thicknesses of the lower layer, the intermediate layer, and the upper layer are set so as to become thinner toward the first n-type multilayer film layer. 【請求項７】 前記アンドープの下層は、１０００Å〜
５０００Åの範囲の膜厚を有する請求項５又は６記載の
窒化物半導体素子。7. The lower layer of the undoped layer is 1000 Å
7. The nitride semiconductor device according to claim 5, which has a film thickness in the range of 5000Å. 【請求項８】 前記ｐ型窒化物半導体には、超格子構造
のｐ型多層膜層を有することを特徴とする請求項５〜７
のうちのいずれか１つに記載の窒化物半導体素子。8. The p-type nitride semiconductor has a p-type multilayer film layer having a superlattice structure.
The nitride semiconductor device according to any one of the above.