JP4439048B2

JP4439048B2 - 半導体装置

Info

Publication number: JP4439048B2
Application number: JP31172399A
Authority: JP
Inventors: 正昭油利; 修今藤; 真嗣中村; 賢児折田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-11-06
Filing date: 1999-11-01
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2019-11-01
Also published as: JP2000200947A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置、特に、窒化ガリウム系化合物半導体を用いた発光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）に代表されるIII−Ｖ族窒化ガリウム系化合物半導体は、１．９〜６．２ｅＶにおよぶ広範なバンドギャップエネルギーを有し、可視域から紫外域までをカバーする発光・受光デバイス用半導体材料として有望である。とりわけ、この材料により実現される発振波長が４００ｎｍ付近の青紫色半導体発光装置は、次世代の超高密度光ディスク用の光源の極めて有力な候補であり、その研究開発が盛んに進められている。
【０００３】
窒化ガリウム系化合物半導体発光装置において波長４００ｎｍ付近のレーザ発振を得るために、従来より活性層としてＩｎ_xＧａ_1-xＮ（０．１≦ｘ≦０．２）を、またクラッド層として光を効果的に閉じ込めるために活性層よりも屈折率が小さい材料であるＡｌ_yＧａ_1-yＮ（０≦ｙ≦１）を用いることが知られている。
【０００４】
また、この窒化ガリウム系化合物半導体発光装置を、有機金属気相成長法（以下ＭＯＣＶＤ法という）を用い、サファイア（Ａｌ₂Ｏ₃）基板、炭化珪素（ＳｉＣ）基板または窒化ガリウム基板の上に作製する技術が従来より知られている。
【０００５】
以下、図面を参照しながら従来の窒化ガリウム系化合物半導体発光装置を説明する。
【０００６】
従来の窒化ガリウム系化合物半導体発光装置は、図４にその断面図を示すように、サファイア基板１の上にＧａＮよりなるバッファ層２、ｎ型ＧａＮよりなるｎ型コンタクト層３、ｎ型Ａｌ_y1Ｇａ_1-y1Ｎ（０＜ｙ１≦１）よりなるｎ型クラッド層４、Ｉｎ_0.15Ｇａ_0.85Ｎ井戸層とＩｎ_0.05Ｇａ_0.95Ｎバリア層とを交互に多重量子井戸として形成した活性層５、ｐ型Ａｌ_y2Ｇａ_1-y2Ｎ（０＜ｙ２≦１）よりなるｐ型クラッド層６、ｐ型ＧａＮよりなるｐ型コンタクト層７が順次形成され、さらにｎ型コンタクト層３の上にｎ型オーミック電極８が形成され、ｐ型コンタクト層７の上にｐ型オーミック電極９が形成された構造を有している。
【０００７】
バッファ層２はサファイア基板１と、その上のｎ型コンタクト層３をはじめとする窒化ガリウム系化合物半導体よりなる層との格子不整合を緩和し、かつ窒化ガリウム系化合物半導体よりなる層の結晶性を向上させるための役割を果たす。また、通常窒化ガリウム系化合物半導体よりなる層の結晶性をさらに向上させるためにｎ型コンタクト層３の膜厚は２μｍ以上としている。
【０００８】
活性層５で発生した光を十分に閉じ込めるためには、ｎ型クラッド層４およびｐ型クラッド層６について、Ａｌ組成を大きくするかまたは膜厚を大きくする必要がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来の従来の窒化ガリウム系化合物半導体発光装置に関して、次のような問題があった。
【００１０】
まず、Ａｌ_zＧａ_1-zＮ（０＜ｚ≦１）はＡｌ₂Ｏ₃やＧａＮよりも硬度が大きく、しかもこの傾向はＡｌ組成が大きくなるにつれて著しくなるため、例えばサファイア基板１の上に、基板よりも厚さの小さい、Ａｌ_zＧａ_1-zＮよりなるｎ型クラッド層４またはｐ型クラッド層６を形成した場合、サファイア基板１とｎ型クラッド層４またはｐ型クラッド層６との間の格子不整合により発生する転位やクラックがｎ型クラッド層４またはｐ型クラッド層６に集中して発生し、特にＡｌ組成が大きくなるにつれて転位やクラックが著しく発生するという問題があった。
【００１１】
また、ｎ型コンタクト層３の上にｎ型クラッド層４を形成する場合、Ａｌ_zＧａ_1-zＮはＧａＮよりも格子定数が小さく、しかもこの傾向はＡｌ組成が大きくなるにつれて著しくなるため、ｎ型クラッド層４の膜厚やＡｌ組成を大きくするとｎ型クラッド層４内に転位やクラックが発生し、それが窒化ガリウム系化合物半導体発光装置に及び、窒化ガリウム系化合物半導体発光装置の特性を悪化させるという問題があった。
【００１２】
さらに、Ａｌ_zＧａ_1-zＮはＧａＮよりも熱膨張係数が大きく、しかもこの傾向はＡｌ組成が大きくなるにつれて著しくなるため、結晶成長時においてはｎ型クラッド層４およびｐ型クラッド層６の結晶性が良好であっても、結晶成長温度から室温に戻す降温過程において、ｎ型クラッド層４およびｐ型クラッド層６に引っ張り歪がかかり、それによって窒化ガリウム系化合物半導体発光装置内に転位やクラックが生じ、特にＡｌ組成が大きくなるにつれてクラックが著しく発生するという問題があった。
【００１３】
一方、上記問題を回避するためにｎ型クラッド層４およびｐ型クラッド層６の層厚を薄くすれば、その厚さは活性層５に光を閉じ込めるには不十分なものとなっていた。
【００１４】
そのため、従来の窒化ガリウム系半導体発光装置には１０⁹ｃｍ^-2の欠陥密度が存在し、かつクラックが生じていた。その結果、活性層における発光効率が低下し、しきい値電流が６０ｍＡと特性の悪いものしか得られなかった。
【００１５】
本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたもので、活性層への十分な光閉じ込めを実現しつつクラックの生じにくい新しい構造を提案し、低しきい値電流の窒化ガリウム系半導体装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体装置は、Ａｌ_xＧａ_1-xＮ（０＜ｘ＜１）からなる基板と、前記基板の上に形成されたＡｌを含むＩＩＩ族窒化物半導体よりなる第１半導体層と、を備え、前記基板のＡｌ組成比ｘと前記第１半導体層のＡｌ組成比との差が０．１５より小さい半導体装置により上記目的が達成される。
【００１７】
前記半導体装置は、前記第１半導体層の上に形成され、かつ前記第１半導体層よりも禁制帯幅が小さいＩＩＩ族窒化物半導体からなる活性層と、前記活性層の上に形成された、前記第１半導体層と異なる導電型を有するＡｌを含むＩＩＩ族窒化物半導体の第２半導体層とをさらに備えてもよい。
【００１８】
前記半導体装置は、前記基板のＡｌ組成比ｘと前記第２半導体層のＡｌ組成比との差および前記第１半導体層のＡｌ組成比と前記第２半導体層のＡｌ組成比との差がいずれも０．１５より小さくてもよい。
【００１９】
前記半導体装置は、前記基板の厚さが２０μｍ以上であってもよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
本発明の実施の形態における窒化ガリウム系半導体発光装置は、図１にその断面図を示すように、珪素が添加され、かつキャリア密度が５×１０¹⁸ｃｍ^-3である厚さ１００μｍのｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板１０の表面上に膜厚が１．０μｍのｎ型Ａｌ_0.15Ｇａ_0.85Ｎ（禁制帯幅約３．６８ｅＶ）よりなるｎ型クラッド層１１（第１半導体層１１）、膜厚が３０ÅのＩｎ_0.15Ｇａ_0.85Ｎ井戸層（禁制帯幅約２．７６ｅＶ）と膜厚が５０ÅのＩｎ_0.05Ｇａ_0.95Ｎバリア層（禁制帯幅約３．１６ｅＶ）とを交互に１０層ずつ繰り返し、多重量子井戸として形成した活性層１２、膜厚が１．０μｍのｐ型Ａｌ_0.15Ｇａ_0.85Ｎよりなるｐ型クラッド層１３（第２半導体層１３）、膜厚が１．５μｍのｐ型ＧａＮよりなるｐ型コンタクト層１４が順次形成され、さらにｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板１０の裏面にｎ型オーミック電極１５が形成され、ｐ型ＧａＮコンタクト層１４の上にｐ型オーミック電極１６が形成された構造を有している。
【００２２】
ここで、ｐ型クラッド層１３およびｐ型コンタクト層１４は電流狭窄のため幅２μｍのリッジ形状を有する。また、ｎ型クラッド層１１およびｐ型クラッド層１３は光ガイド層の役目も果たす。
【００２３】
ｎ型クラッド層１１には珪素が添加され、キャリア密度は５×１０¹⁸ｃｍ^-3である。また、ｐ型クラッド層１３およびｐ型コンタクト層１４にはマグネシウムが添加され、キャリア密度はどちらも１×１０¹⁸ｃｍ^-3である。
【００２４】
また、ｎ型オーミック電極１５はｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板１０側より厚さが１００Åのチタンおよび厚さが０．３μｍのアルミニウムが順次形成された構造を有し、ｐ型オーミック電極１６はｐ型コンタクト層１４側より厚さが０．１μｍのニッケルおよび厚さが０．３μｍの金が順次形成された構造を有している。
【００２５】
この窒化ガリウム系半導体発光装置は、リッジの長手方向に垂直な方向に長さ１０００μｍの共振器を有し、その共振器端面にはＳｉＯ₂とＴｉＯ₂とからなる高反射率コーティング（不図示）が施されている。
【００２６】
この構成により、ｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板１０を用いているので、ｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板１０とｎ型クラッド層１１およびｐ型クラッド層１３との間の格子定数の差および熱膨張係数の差を、従来のサファイアやＧａＮを基板に用いた場合よりも小さくすることができる。また、ｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板１０の硬度が大きいので、ｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板１０に転位を生じさせることができる。その結果、転位密度が小さくかつクラックが従来よりも著しく少ない窒化ガリウム系半導体発光装置を得ることができる。
【００２７】
この構成において、基板の組成比と第１半導体層の組成比との差はクラック発生を防止するという視点からできるだけ小さいことが好ましい。その差は０．１５より小さければ十分である。例えば、上述したように、基板Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ、ｎ型Ａｌ_0.15Ｇａ_0.85Ｎよりなるｎ型クラッド層の場合には、その差は０．０５である。その差は、０．０５以下であることがさらに好ましい。
【００２８】
また、この構成により、ｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板１０とｎ型クラッド層１１およびｐ型クラッド層１３とのＡｌ組成の差は０．０５であるので、クラックを従来よりも著しく少なくして形成できるｎ型クラッド層１１およびｐ型クラッド層１３の厚さをそれぞれ１．５μｍ以上とすることができ、その結果活性層１２に十分に光を閉じ込めることができ、窒化ガリウム系半導体発光装置の特性を従来よりも向上させることができる。
【００２９】
さらに、Ａｌ_xＧａ_1-xＮ基板１０およびＡｌ_yＧａ_1-yＮよりなるｎ型クラッド層１１のＡｌ組成比がｙ＜ｘである場合、なお望ましい。この場合、基板１０およびｎ型クラッド層１１の格子定数をそれぞれａ_s、ａ_lとすると、ａ_s＜ａ_lの関係を有する。クラッド層の格子定数が基板の格子定数より大きくなるため、クラッド層には圧縮歪がかかり、引っ張り歪がかかる時と比較して、クラックが生じにくい。
【００３０】
本発明の実施の形態における窒化ガリウム系半導体発光装置は、以下の方法により製造される。
【００３１】
まずハイドライド気相エピタキシャル（ＨＶＰＥ）法によりサファイア基板の上に珪素を添加したＡｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎを１００μｍ結晶成長し、サファイア基板を除去してｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板１０を作製する。
【００３２】
次にｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板１０をＭＯＣＶＤ炉に導入し、全圧が１気圧のアンモニアおよび水素の混合ガスの雰囲気中で１０００℃まで昇温した後、トリメチルアルミニウム（以下ＴＭＡという）、トリメチルガリウム（以下ＴＭＧという）およびシラン（以下ＳｉＨ₄という）を供給し、ｎ型クラッド層１１を結晶成長する。
【００３３】
続いて、ＴＭＧ、ＴＭＡ、ＳｉＨ₄の供給を停止し、基板温度を８００℃まで降温する。ＴＭＧおよびトリメチルインジウム（以下ＴＭＩという）を供給し、膜厚が３０ÅのＩｎ_0.15Ｇａ_0.85Ｎ井戸層と膜厚が５０ÅのＩｎ_0.05Ｇａ_0.95Ｎバリア層とを交互に１０層ずつ繰り返し、多重量子井戸の活性層１２を形成する。
【００３４】
次に、ＴＭＧとＴＭＩの供給を停止し、基板温度を再び１０００℃まで上昇させたのち、ＴＭＡ、ＴＭＧおよびシクロペンタジエニルマグネシウム（以下Ｃｐ₂Ｍｇという）を供給し、ｐ型クラッド層１３を形成する。
【００３５】
さらに、ＴＭＡの供給のみを停止して、ｐ型コンタクト層１４を形成する。
【００３６】
以上の結晶成長の後、ｐ型クラッド層１３およびｐ型コンタクト層１４にドライエッチングを施して幅２μｍのリッジ形状を形成し、ｎ型オーミック電極１５およびｐ型オーミック電極１６を、ｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板１０の裏面およびｐ型コンタクト層１４の上にそれぞれ形成する。
【００３７】
その後、ｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板１０を劈開し、リッジの長手方向に垂直な方向に長さ１０００μｍの共振器を形成する。最後に、共振器端面にＳｉＯ₂とＴｉＯ₂との多層膜からなる高反射率コーティングを施す。
【００３８】
以下、本発明の窒化ガリウム系半導体発光装置に関する特性について説明する。
【００３９】
本発明の窒化ガリウム系半導体発光装置の発振波長は４１０ｎｍであり、発振しきい値電流は２０ｍＡと、従来よりも大幅に発振しきい値電流を低減させることができた。
【００４０】
また、窒化ガリウム系半導体発光装置を光学顕微鏡および透過電子顕微鏡により観察したところ、転位密度は１０⁶ｃｍ^-2と従来の１０^-3倍であり、かつクラックは見当たらなかった。
【００４１】
本発明の窒化ガリウム系半導体発光装置に関する良好な特性を考察するために、以下に示す実験を行った。
【００４２】
厚さが１００μｍのＡｌ_tＧａ_1-tＮ基板の組成ｔを変化させ、その上にＡｌ_sＧａ_1-sＮ層（０≦ｓ≦１）を結晶成長させたときの、組成ｔとクラック無しで結晶成長可能なＡｌ_sＧａ_1-sＮ層の最大膜厚との関係を調べた。クラックの発生状況の判断は、光学顕微鏡を用いた表面観察により行った。その結果を図２に示す。図２において、曲線ａ、ｂ、ｃおよびｄはｓ＝０．０５、ｓ＝０．１０、ｓ＝０．１５およびｓ＝０．２０の場合をそれぞれ表す。図２より、組成ｔと組成ｓとの差が小さいほどクラック無しで結晶成長可能なＡｌ_sＧａ_1-sＮ層の最大膜厚が大きくなることがわかった。特にｔ＝０すなわちＧａＮ基板の場合、Ａｌ_0.15Ｇａ_0.85Ｎ層がクラック無しで結晶成長可能な最大膜厚は０．５μｍであったが、Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板の場合、Ａｌ_0.15Ｇａ_0.85Ｎ層がクラックなしで結晶成長可能な最大膜厚は３μｍであった。これは、組成ｔと組成ｓとの差が小さいほどＡｌ_tＧａ_1-tＮ基板とＡｌ_sＧａ_1-sＮ層との格子定数の差および熱膨張係数の差が小さくなり、その結果Ａｌ_sＧａ_1-sＮ層にクラックが発生しにくくなるためと考えられる。
【００４３】
図２において、基板のＡｌ組成０．０５の上に１μｍのＡｌ_sＧａ_1-sＮをクラックなしで成長できる組成ｓの上限は０．２程度となり、基板のＡｌ組成ｔとＡｌ_sＧａ_1-sＮ層のＡｌ組成ｓとの差は０．１５程度となる。
【００４４】
それぞれの厚さが１００μｍのＧａＮ基板およびＡｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板の上にＡｌ_0.15Ｇａ_0.85Ｎ層を形成した。その結果、ＧａＮ基板に関してはＡｌ_0.15Ｇａ_0.85Ｎ層にクラックが生じ、かつＡｌ_0.15Ｇａ_0.85Ｎ層の転位密度は１０⁹ｃｍ^-2であった。一方、Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板に関してはＡｌ_0.15Ｇａ_0.85Ｎ層にクラックは生じず、かつＡｌ_0.15Ｇａ_0.85Ｎ層の転位密度は１０⁶ｃｍ^-2であった。これは基板とＡｌ_0.15Ｇａ_0.85Ｎ層との格子定数の差および熱膨張係数の差によるだけでなく、Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板のほうがＧａＮ基板より硬度が大きく、その結果Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板のほうにも転位が生じ、相対的にＡｌ_0.15Ｇａ_0.85Ｎ層に転位が生じにくくなるためと考えられる。
【００４５】
本発明の窒化ガリウム系半導体発光装置が従来よりも特性が良好なのは、以上の実験結果が示すようにｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板１０の上にｎ型クラッド層１１およびｐ型クラッド層１３を、それぞれの膜厚が１．０μｍと厚く、転位密度およびクラックの発生を従来よりも減少させて形成でき、その結果窒化ガリウム系半導体発光装置内において転位密度およびクラックの発生を従来よりも減少させることができて窒化ガリウム系半導体発光装置の発光効率を向上させ、また活性層１２に効果的に光を閉じ込めることができたからであると考えられる。
【００４６】
【実施例】
次に、本発明の一実施形態における窒化ガリウム系半導体発光装置の実施例として、ｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板１０の厚さと窒化ガリウム系半導体発光装置の特性との関係について説明する。
【００４７】
ｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板１０の厚さが小さくなるほど窒化ガリウム系半導体発光装置における転位密度は小さくなった。特にｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板１０の厚さが４０μｍのとき、窒化ガリウム系半導体発光装置における転位密度は１０⁵ｃｍ^-2であった。これはｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板１０の厚さを小さくすることによりｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板１０のほうに転位が生じ、その上に形成されるｎ型クラッド層１１等の窒化ガリウム系半導体層に転位が生じにくくなるためと考えられる。
【００４８】
ｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板１０の厚さと基板の割れに起因する窒化ガリウム系半導体発光装置の歩留まり率との関係は、図３に示すようになった。図３から明らかなように、ｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板１０の厚さが２０μｍ以下になると、歩留まり率が急激に低下することがわかった。したがって、ｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板１０の厚さは２０μｍ以上とすることが望ましいことがわかった。
【００４９】
なお、上記実施の形態において、ｎ型クラッド層１１とｐ型クラッド層１３のＡｌ組成は異なっていてもよい。
【００５０】
なお、以上の説明では、窒化ガリウム化合物半導体発光装置を例にして説明したが、本発明は半導体発光装置には限定されない。本発明は、基板とその基板の上に形成されるＡｌを含むＩＩＩ族窒化物半導体層よりなる第１半導体層を有する半導体装置に適用され得る。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、Ａｌ_xＧａ_1-xＮ（０＜ｘ＜１）基板と該基板上に形成されたＡｌを含むＩＩＩ族窒化物半導体よりなる第１半導体層との間のＡｌ組成比の差を０．１５より小さくすることにより、基板と第１半導体層の格子定数の差、熱膨張係数の差を小さくすることができる。また、Ａｌ_xＧａ_1-xＮ基板の硬度が大きいので、Ａｌ_xＧａ_1-xＮ基板にクラックまたは転位を生じさせることができる。
【００５２】
また、第１半導体層の上に、記第１半導体層よりも禁制帯幅が小さいＩＩＩ族窒化物半導体からなる活性層と、前記第１半導体層と異なる導電型を有するＡｌを含むＩＩＩ族窒化物半導体の第２半導体層とを備えることにより、活性層への光閉じ込めを実現しつつクラックの生じにくい半導体装置を提供することができる。
【００５３】
また、Ａｌ_xＧａ_1-xＮ基板と第１半導体層および第２半導体層とのＡｌ組成の差を０．１５より小さくすることにより、従来よりもクラックの発生を著しく少なくして形成でき、第１半導体層および第２半導体層の厚さをそれぞれ０．５μｍ以上にすることができる。さらに、Ａｌ_xＧａ_1-xＮ基板と第１半導体層、Ａｌ_xＧａ_1-xＮ基板と第２半導体層、第１半導体層と第２半導体層、とのＡｌ組成比の差を０．０５以下にすることにより、ｎ型クラッド層およびｐ型クラッド層の厚さをそれぞれ１．５μｍ以上とすることができる。その結果、活性層に十分に光を閉じ込めることができ、半導体装置の特性を従来よりも向上させることができる。
【００５４】
さらに、基板の厚さを２０μｍ以上とすることにより、基板の割れに起因する歩留まり率の低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における窒化ガリウム系半導体発光装置の断面図である。
【図２】Ａｌ_tＧａ_1-tＮ基板上にクラック無しで結晶成長可能なＡｌ_sＧａ_1-sＮ層の最大膜厚とＡｌ組成ｔおよびｓとの関係を示す図である。
【図３】ｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板の厚さと、基板の割れに起因する歩留まり率との関係を示す図である。
【図４】従来の窒化ガリウム系半導体発光装置の断面図である。
【符号の説明】
１０ｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ基板
１１ｎ型クラッド層
１２活性層
１３ｐ型クラッド層
１４ｐ型コンタクト層
１５ｎ型オーミック電極
１６ｐ型オーミック電極

Claims

Ａｌ_xＧａ_1-xＮ（０＜ｘ＜１）からなる基板と、
前記基板の上に形成されたＡｌを含むＩＩＩ族窒化物半導体よりなる第１半導体層と、を備え、
前記基板のＡｌ組成比ｘと前記第１半導体層のＡｌ組成比との差が０．１５より小さく、
前記基板のＡｌ組成比ｘは前記第１半導体層のＡｌ組成比よりも大きい半導体装置。
前記第１半導体層の上に形成され、かつ前記第１半導体層よりも禁制帯幅が小さいＩＩＩ族窒化物半導体からなる活性層と、前記活性層の上に形成された、前記第１半導体層と異なる導電型を有するＡｌを含むＩＩＩ族窒化物半導体の第２半導体層とをさらに備えた請求項１に記載の半導体装置。
前記基板のＡｌ組成比ｘと前記第２半導体層のＡｌ組成比との差および前記第１半導体層のＡｌ組成比と前記第２半導体層のＡｌ組成比との差がいずれも０．１５より小さい請求項２に記載の半導体装置。
前記基板の厚さが２０μｍ以上である請求項１に記載の半導体装置。
前記基板のＡｌ組成比ｘと前記第１半導体層のＡｌ組成比との差が０．０５より小さい請求項１に記載の半導体装置。
前記第１半導体層は、Ａｌ _y Ｇａ _1-y Ｎよりなる請求項１に記載の半導体装置。