JP4710139B2 - Iii族窒化物系化合物半導体素子 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明はIII族窒化物系化合物半導体素子に関する。
【0002】
【従来の技術】
特開平9−237938号公報には、良好な結晶のIII族窒化物系化合物半導体層を得るために、下地層として岩塩構造をとる金属窒化物の(111)面を基板として用いることが開示されている。すなわち、この公報では、岩塩構造をとる金属窒化物を基板として、その(111)面上にIII族窒化物系化合物半導体層を成長させている。
また、特開平10−321954号公報には、基板とIII族窒化物系化合物半導体層との間に金属導電性を有し、岩塩型または六方晶系の結晶構造である遷移金属窒化物からなる層を介在させることが開示されている。当該遷移金属窒化物層の例としてTiN、VN、ZrN、NbN、HfN及びTaNが挙げられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは上記金属窒化物、特にTiNに注目して検討を重ねてきた。その結果、TiNとIII族窒化物系化合物半導体との間で格子定数の相違があり、この相違がIII族窒化物系化合物半導体の結晶性に影響を及ぼすおそれがあることに気がついた。ちなみにTiNのc面の格子定数は0.299nmであり、GaNの格子定数は0.319nmである。
他方、半導体素子の基板には素子の機能を維持するための特性(剛性、耐衝撃性など)が要求される。基板を金属窒化物で形成したとき、当該特性を維持するには50μm以上の厚さが基板に要求されると考えられる。しかし、そのような厚さを有する金属窒化物は半導体製造用工業製品の原材料として提供されていない。
【0004】
この発明の一つの目的はIII族窒化物系化合物半導体層の下地層となる金属窒化物の格子定数をIII族窒化物系化合物半導体のそれにより近いものとし、もってIII族窒化物系化合物半導体層の結晶性を向上させることにある。
この発明の他の目的は、工業的に容易に入手可能な原材料を用いて良好な結晶構造のIII族窒化物系化合物半導体層を形成できるようにすることにある。したがって、この発明の半導体素子は良好な結晶構造の半導体層を有し、かつ安価に製造できることとなる。
この発明の更に他の目的は新規な構成のIII族窒化物系化合物半導体素子及びその製造方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記目的の少なくとも一つを達成しようと鋭意検討を重ねてきた。その結果、下記の発明に想到した。
即ち、(Ti1−xAx)N、但しAはAl、Ga、Inから選ばれる少なくとも1種の金属である、からなる金属窒化物層と、
該金属窒化物層の上に形成されたIII族窒化物系化合物半導体層と、を備えてなるIII族窒化物系化合物半導体素子。
【0006】
上記のように構成されたこの発明の半導体素子によれば、(Ti1−xAx)Nからなる金属窒化物層の上にIII族窒化物系化合物半導体層が形成される。かかる金属窒化物層は、TiN等からなる2元系の金属窒化物層に比べて、その上に形成されるIII族窒化物系化合物半導体層との格子不整が小さくなる。よってIII族窒化物系化合物半導体層の結晶性を向上させることができる。
(Ti1−xAx)Nからなる金属窒化物層はサファイア等の基板上に結晶性よく形成することができる。またこの金属窒化物層は、Tiを成分に含むので、チタン層の上に結晶性良く形成することができ、かつ、このチタン層はサファイア等の基板上に結晶性良く形成できる。そして、素子の機能を保持するために必要な厚さは基板が備え得るので、この金属窒化物層を薄くすることができる。よって、金属窒化物層を簡易かつ安価に形成することができる。基板にサファイア等の汎用的なものを採用すれば、素子は全体として安価に製造できるものとなる。
【0007】
以下、この発明のIII族窒化物系化合物半導体素子を構成する各要素について詳細に説明する。
まず、基板にはサファイア、SiC(炭化シリコン)及びGaN(窒化ガリウム)等の六方晶材料、Si(シリコン)やGaP(リン化ガリウム)、GaAs(砒化ガリウム)などの立方晶材料を用いることが出来る。六方晶材料の場合にはその上に下地層を成長させる。立方晶材料の場合にはその(111)面が利用される。
基板としてSiC、GaN、シリコン、GaP若しくはGaAsを用いた場合、当該基板に導電性を付加できる。また、(Ti1−xAx)Nからなる金属窒化物には導電性を付与することができるので、そのときには半導体素子の両面に電極を形成することができ、素子製造工程数が少なくなり、コストダウンになる。なお、金属Aの組成xを0.01〜0.6とするとき当該金属窒化物は必要な導電性を帯びる。金属Aの更に好ましい組成xは0.1〜0.6であり、更に好ましくは0.2〜0.6である。
基板としてサファイアを用いてLEDを作成した場合、金属窒化物が金属光沢を有しており、LEDから出た光は窒化チタン、窒化ハフニウム、窒化ジルコニウムなどで反射されるため輝度アップが期待される。
また、金属窒化物はサファイアに比べて柔らかいので、サファイア基板とIII族窒化物系化合物半導体層との格子定数の違いや熱膨張係数の違いによる歪(内部応力)を緩和する作用もある。
基板には素子の機能を保持するための特性(剛性、耐衝撃性)が要求される。そのため、その厚さは50μm以上とすることが好ましい。更に好ましくは100μm以上とする。但し、剛性が保持できれば薄くてもかまわない。
【0008】
(Ti1−xAx)Nからなる金属窒化物の金属A成分として、アルミニウム(Al)、ガリウム(In)及びインジウム(In)から選ばれる1種以上のIII族元素を選択することができる。中でも、Alが格子定数の差が小さいので好ましい。
III族元素の一部をボロン(B)、タリウム(Tl)等で置換しても良い。
これらの金属窒化物の成長方法は特に限定されないが、プラズマCVD、熱CVD、光CVD等のCVD(Chemical Vapour Deposition)、スパッタ、リアクティブスパッタ、レーザアブレーション、イオンプレーティング、蒸着、ECR法等の(Physical Vapour Deposition)等の方法を利用できる。
チタン層の上にこれら金属窒化物層を形成する場合は、スパッタ法を採用することが特に好ましい。金属窒化物単結晶の結晶性が向上するからである。
金属窒化物層の厚さは、基板及び/又はチタン層が存在する場合には、5nm〜10μmとすることが好ましい。
チタン層を除去することにより金属窒化物層を基板から分離する場合は、金属窒化物層に基板としての特性が要求されるので、50μm以上の膜厚を有することが好ましい。更に好ましくは100μm以上の膜厚とする。
【0009】
金属窒化物層と基板との間にはチタン層を介在させる場合、当該チタン層は蒸着法やスパッタ法により基板に形成される。チタン層の膜厚は特に限定されないが、0.1〜10μmとすることが好ましい。更に好ましくは、0.1〜5μmであり、最も好ましくは0.2〜3μmである。
本発明者らの検討によれば、シリコンを基板としてその(111)面上に窒化チタンを成長させるときには、当該(111)面と窒化チタン層との間にAlの層を介在させることが好ましい。Al層の厚さは特に限定されないが、ほぼ100Åとする。Al層の形成方法も特に限定されないが、例えば蒸着やスパッタによりこれを形成する。
【0010】
チタン層は酸(フッ酸等)により化学エッチングすることができる。これにより金属窒化物層から基板が分離される。導電性をもつ金属窒化物層によればこれを電極として用いることができるので、III族窒化物系化合物半導体層側には一方の電極のみを形成すれば良いことになる。
【0011】
III族窒化物系化合物半導体は一般式としてAlXGaYIn1−X−YN(0≦X≦1、0≦Y≦1、0≦X+Y≦1)で表され、AlN、GaN及びInNのいわゆる2元系、AlxGa1−xN、AlxIn1−xN及びGaxIn1−xN(以上において0<x<1)のいわゆる3元系を包含する。III族元素の一部をボロン(B)、タリウム(Tl)等で置換しても良く、また、窒素(N)の一部もリン(P)、ヒ素(As)、アンチモン(Sb)、ビスマス(Bi)等で置換できる。III族窒化物系化合物半導体層は任意のドーパントを含むものであっても良い。n型不純物として、Si、Ge、Se、Te、C等を用いることができる。p型不純物として、Mg、Zn、Be、Ca、Sr、Ba等を用いることができる。なお、p型不純物をドープした後にIII族窒化物系化合物半導体を電子線照射、プラズマ照射若しくは炉による加熱にさらすことも可能である。III族窒化物系化合物半導体層の形成方法は特に限定されないが、有機金属気相成長法(MOCVD法)のほか、周知の分子線結晶成長法(MBE法)、ハライド気相成長法(HVPE法)、スパッタ法、イオンプレーティング法、電子シャワー法等によっても形成することができる。
なお、発光素子の構成としては、MIS接合、PIN接合やpn接合を有したホモ構造、シングルヘテロ構造若しくはダブルへテロ構造のものを用いることができる。発光層として量子井戸構造(単一量子井戸構造若しくは多重量子井戸構造)を採用することもできる。
【0012】
金属窒化物層と素子機能部分を構成するIII族窒化物系化合物半導体層(第二のIII族窒化物系化合物半導体)との間には、バッファ層を形成することも可能である。バッファ層は第一のIII族窒化物系化合物半導体からなる。ここに、第一のIII族窒化物系化合物半導体にはAlXGaYIn1−X−YN(0<X<1、0<Y<1、0<X+Y<1)で表現される四元系の化合物半導体、AlXGa1−XN(0<X<1)で表現される三元系の化合物半導体、並びにAlN、GaN及びInNが含まれる。
MOCVD法ではAlNやGaN等の第一のIII族窒化物系化合物半導体層(バッファ層)を400℃程度の低い温度でサファイア等の基板上に直接形成していた。しかし、金属窒化物層については、当該第一のIII族窒化物系化合物半導体を1000℃程度の高温で成長させることにより好適な結晶を得られる。従って、当該結晶性の良いバッファ層の上に形成される第二のIII族窒化物系化合物半導体層の結晶性も向上する。
上記1000℃程度の温度は第一のIII族窒化物系化合物半導体層(バッファ層)の上に形成される第二のIII族窒化物系化合物半導体層(素子機能構成層)の成長温度と実質的に等しい。従って、第一のIII族窒化物系化合物半導体をMOCVD法で形成するときの成長温度は600〜1200℃とすることが好ましく、更に好ましくは800〜1200℃である。
このように、第一のIII族窒化物系化合物半導体層(バッファ層)と第二のIII族窒化物系化合物半導体(素子機能構成層)との成長温度が等しいと、MOCVD法を実行するときの温度調節が容易になる。
金属窒化物層の上へスパッタ法により第一のIII族窒化物系化合物半導体層からなるバッファ層を形成した場合にも、MOCVD法(成長温度:1000℃)でバッファ層を形成した場合と同等かそれ以上に好適な結晶性のバッファ層を得られる。従って、第一のIII族窒化物系化合物半導体層の上に形成される第二のIII族窒化物系化合物半導体層の結晶性も向上する。更には、スパッタ法により第一のIII族窒化物系化合物半導体層(バッファ層)を形成すると、MOCVD法と比べて原材料にTMAやTMIなどの高価な有機金属を要しない。よって、安価に素子を形成できることとなる。以上、特願平11−235450号(出願人整理番号:980380、代理人整理番号:P11301)を参照されたい。
【0013】
次に、この発明の実施例について説明する。
(第1実施例)
この実施例は発光ダイオード10であり、その構成を図1に示す。
【0014】
各層のスペックは次の通りである。
【0015】
nクラッド層16は発光層17側の低電子濃度n-層とバッファ層15側の高電子濃度n+層とからなる2層構造とすることができる。後者はn型コンタクト層と呼ばれる。
発光層17は超格子構造のものに限定されない。発光素子の構成としてはシングルへテロ型、ダブルへテロ型及びホモ接合型のものなどを用いることができる。また、単一量子井戸構造を採用することもできる。
発光層17とpクラッド層18との間にマグネシウム等のアクセプタをドープしたバンドギャップの広いAlXInYGa1−X−YN(X=0,Y=0,X=Y=0を含む)層を介在させることができる。これは発光層17中に注入された電子がpクラッド層18に拡散するのを防止するためである。
pクラッド層18を発光層17側の低ホール濃度p−層と電極側の高ホール濃度p+層とからなる2層構造とすることができる。後者はp型コンタクト層と呼ばれる。
【0016】
サファイア基板のa面上にTi層13を反応性DCマグネトロンスパッタ法により形成する。窒素を流通させながらかつターゲットとしてAlを追加してTi層13の上にTiAlN層14を反応性DCマグネトロンスパッタ法により形成する。なお、ターゲットとしてTiAl合金を用いることもできる。更に、ターゲットをAlNに交換し、反応性DCマグネトロンスパッタ法により、AlNバッファ層15を形成する。なお、このAlNバッファ層15の形成を省略することもできる。
その後、AlN/TiAlN/Ti/サファイアからなるサンプルをスパッタ装置からMOCVD装置のチャンバ内へ移し変える。このチャンバ内へ水素ガスを流通させながら当該サンプルを1100℃まで昇温させて5分間維持する。
【0017】
その後、温度を1100℃に保持してnクラッド層16以降のIII族窒化物系化合物半導体層を常法(MOCVD法)に従い形成する。この成長法においては、アンモニアガスとIII族元素のアルキル化合物ガス、例えばトリメチルガリウム(TMG)、トリメチルアルミニウム(TMA)やトリメチルインジウム(TMI)とを適当な温度に加熱された基板上に供給して熱分解反応させ、もって所望の結晶を基板の上に成長させる。
このようにして形成されたIII族窒化物系化合物半導体層16〜18の結晶性は好ましいものである。
【0018】
透光性電極19は金を含む薄膜であり、pクラッド層18の上面の実質的な全面を覆って積層される。p電極20も金を含む材料で構成されており、蒸着により透光性電極19の上に形成される。
n電極21はエッチングにより露出されたn−GaN層16の面へ蒸着により形成される。なお、AlNバッファ層15はMOCVD法で形成しても良い。
【0019】
(第2実施例)
第2実施例の発光ダイオード25を図2に示す。なお、第1実施例と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この実施例の発光ダイオード25は図1のものからTi層13を省略した構成であり、サファイア基板上に直接金属窒化物層14が形成されている。
かかる構成の発光ダイオード25においても優れた結晶性のIII族窒化物系化合物半導体層16〜18が得られる。
【0020】
(第3実施例)
第3実施例の発光ダイオード30を図3に示す。なお、図2と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この実施例の発光ダイオード30は図2のものにおいて、金属窒化物層14上にn型電極21を形成する構成を採用した。金属窒化物層14はn−GaN層16に比べて高い導電性を有するので電流がIII族窒化物系化合物半導体層の全体により均一に分配され易くなる。また、TiAlNからなる金属窒化物層14はn型電極21の材料と同じ元素(Al)を有するので、両者間の密着力が向上するとともに、接触抵抗も低減される。
【0021】
(第4実施例)
第4実施例の発光ダイオード40を図4に示す。なお、図1と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
【0022】
Si(111)面に形成されるTi層13以降の成長方法は第1実施例と同じである。
なお、Si基板層41は導電性を有するのでこれをn電極として利用することができる。なお、AlNバッファ層15はMOCVD法で形成しても良いし、しなくても良い。また、Si基板41とTi層13との間に膜厚が10nm(100Å)のAl層を形成しても良い。Ti層13はこれを省略することもできる。
【0023】
(第5実施例)
図5にこの発明の第5の実施例の半導体素子を示す。この実施例の半導体素子は発光ダイオード50である。なお、図4と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
各層のスペックは次の通りである。
【0024】
図5に示すように、バッファ層15の上にpクラッド層56、発光層17及びnクラッド層58を順に成長させて発光ダイオード50が構成される。この素子50の場合、抵抗値の低いnクラッド層58が最上面となるので透光性電極(図4の符号19参照)を省略することが可能となる。
図の符号59はn電極である。Si基板41はそのままp電極として利用できる。
なお、AlNバッファ層15はMOCVD法で形成しても良いし、しなくても良い。また、Si基板とTiとの間に膜厚が10nm(100Å)のAl層を形成しても良い。Ti層13はこれを省略することもできる。
【0025】
(第6実施例)
図6にこの発明の他の実施例を示す。なお、図6において第1の実施例と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この実施例ではTiAlN層64の膜厚を80μmとし、その上へ半導体層15〜18をMOCVD法により形成する(図6A参照)。その後、Ti層13を王水で化学エッチングしてTiAlN層64から基板を分離する(図6B参照)。第1の実施例と同様にして電極19、20、61を蒸着し、実施例の発光ダイオード60とする。
この実施例では半導体層15〜18の形成後にTi層13をエッチング除去しているが、半導体層の一部を形成した後にTi層13を除去することもできる。TiAlN層64の形成直後にTi層13をエッチング除去してもよい。つまり、TiAlN製の基板が得られる。
このようにして得られた発光ダイオード60は基板としてバルクのTiAlN基板を有するものとなる。TiAlNは導電性を有するので、TiAlN基板64自体を電極に用いることもできる。また、TiAlNは金属光沢を有するので発光層からの光を効率良く発光観察面側(図で上側)へ反射させる。
【0026】
(第7実施例)
図7にこの発明の他の実施例を示す。図6と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この実施例ではバッファ層15の上にpクラッド層76、発光層17及びnクラッド層78を順にMOCVD法により成長させている。この実施例の場合、抵抗値の低いnクラッド層78が最上面となるので透光性電極(図6の符号19参照)を省略することが可能となる。
その後、Ti層13を王水で化学エッチングしてTiAlN層64から基板を分離する(図7B参照)。第5の実施例と同様にして電極79を蒸着し、実施例の発光ダイオード70とする。
この実施例では半導体層76、17、78の形成後にTi層13をエッチング除去しているが、半導体層の一部を形成した後にTi層13を除去することもできる。TiAlN層64の形成直後にTi層13をエッチング除去してもよい。つまり、TiAlN製の基板が得られる。
このようにして得られた発光ダイオード70は基板としてバルクのTiAlN基板を有するものとなる。TiAlNは導電性を有するので、TiAlN基板64自体を電極に用いることもできる。また、TiAlNは金属光沢を有するので発光層からの光を効率良く発光観察面側(図で上側)へ反射させる。
【0027】
上記の実施例では、バッファ層をDCマグネトロンスパッタ法で形成したが、これをMOCVD法等(但し、成長温度は1000℃の高温である)で形成することもできる。
本発明が適用される素子は上記の発光ダイオードに限定されるものではなく、受光ダイオード、レーザダイオード、太陽電池等の光素子の他、整流器、サイリスタ及びトランジスタ等のバイポーラ素子、FET等のユニポーラ素子並びにマイクロウェーブ素子などの電子デバイスにも適用できる。
また、これらの素子の中間体としての積層体にも本発明は適用されるものである。
【0028】
この発明は上記発明の実施の形態及び実施例の記載に何ら限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で当業者が想到し得る種々の変形態様を包含する。
【0029】
以下、次の事項を開示する。
11 シリコン基板と、
(Ti1−xAx)Nからなり、但しAはAl、Ga、Inから選ばれる少なくとも1種の金属である、前記シリコン基板の上に形成された金属窒化物層と、該金属窒化物層の上に形成されたIII族窒化物系化合物半導体層と、を備えてなるIII族窒化物系化合物半導体素子。
12 前記金属AはAlである、ことを特徴とする11に記載のIII族窒化物系化合物半導体素子。
13 前記金属Aの組成xは0.01〜0.6である、ことを特徴とする11又は12に記載のIII族窒化物系化合物半導体素子。
14 前記III族窒化物系化合物半導体素子は発光素子若しくは受光素子である、ことを特徴とする11〜13のいずれかに記載のIII族窒化物系化合物半導体素子。
21 サファイア基板と、
(Ti1−xAx)Nからなり、但しAはAl、Ga、Inから選ばれる少なくとも1種の金属である、前記サファイア基板の上に形成された金属窒化物層と、
該金属窒化物層の上に形成されたIII族窒化物系化合物半導体層と、を備えてなるIII族窒化物系化合物半導体素子。
22 前記金属AはAlである、ことを特徴とする21に記載のIII族窒化物系化合物半導体素子。
23 前記金属Aの組成xは0.01〜0.6である、ことを特徴とする21又は22に記載のIII族窒化物系化合物半導体素子。
24 前記III族窒化物系化合物半導体素子は発光素子若しくは受光素子である、ことを特徴とする21〜23のいずれかに記載のIII族窒化物系化合物半導体素子。
25 前記金属窒化物層は導電性を有し、前記III族窒化物系化合物半導体層をエッチングして表出させた前記金属窒化物層の部分にn型電極が形成されている、ことを特徴とする21〜24のいずれかに記載のIII族窒化物系化合物半導体素子。
31 (Ti1−xAx)N、但しAはAl、Ga、Inから選ばれる少なくとも1種の金属である、からなる金属窒化物層と、
該金属窒化物層の上に形成されたIII族窒化物系化合物半導体層と、を備えてなる積層体
32 前記金属AはAlである、ことを特徴とする31に記載の積層体。
33 前記金属Aの組成xは0.01〜0.6である、ことを特徴とする請求項1又は32に記載の積層体。
34 基板と前記金属窒化物層との間にTi層が備えられる、ことを特徴とする31〜33のいずれかに記載の積層体。
35 前記III族窒化物系化合物半導体素子は発光素子若しくは受光素子用のものである、ことを特徴とする31〜34のいずれかに記載の積層体。
36 基板の上にチタン層を形成するステップと、
該チタン層の上に(Ti1−xAx)N、但しAはAl、Ga、Inから選ばれる少なくとも1種の金属である、からなる金属窒化物層を形成するステップと、
該金属窒化物層の上にIII族窒化物系化合物半導体層を形成するステップと、を含んでなる積層体の製造方法。
37 前記チタン層を化学的にエッチングして前記金属窒化物層から前記基板を分離するステップが更に含まれる、ことを特徴とする36に記載の製造方法。
38 前記金属AはAlである、ことを特徴とする36又は37に記載の製造方法。
39 前記金属Aの組成xは0.01〜0.6である、ことを特徴とする36〜38のいずれかに記載のIII族窒化物系化合物半導体素子の製造方法。
40 前記基板はサファイア、炭化シリコン、窒化ガリウム、シリコン、リン化ガリウム若しくは砒化ガリウムである、ことを特徴とする36〜39のいずれかに記載の製造方法。
51 シリコン基板と、
(Ti1−xAx)Nからなり、但しAはAl、Ga、Inから選ばれる少なくとも1種の金属である、前記シリコン基板の上に形成された金属窒化物層と、
該金属窒化物層の上に形成されたIII族窒化物系化合物半導体層と、を備えてなる積層体。
52 前記金属AはAlである、ことを特徴とする51に記載の積層体。
53 前記金属Aの組成xは0.01〜0.6である、ことを特徴とする51又は52に記載の積層体。
54 前記III族窒化物系化合物半導体素子は発光素子若しくは受光素子である、ことを特徴とする51〜53のいずれかに記載の積層体。
61 サファイア基板と、
(Ti1−xAx)Nからなり、但しAはAl、Ga、Inから選ばれる少なくとも1種の金属である、前記サファイア基板の上に形成された金属窒化物層と、
該金属窒化物層の上に形成されたIII族窒化物系化合物半導体層と、を備えてなる積層体。
62 前記金属AはAlである、ことを特徴とする61に記載の積層体。
63 前記金属Aの組成xは0.01〜0.6である、ことを特徴とする61又は62に記載の積層体。
64 前記III族窒化物系化合物半導体素子は発光素子若しくは受光素子である、ことを特徴とする61〜63のいずれかに記載の積層体。
65 前記金属窒化物層は導電性を有し、前記III族窒化物系化合物半導体層をエッチングして表出させた前記金属窒化物層の部分にn型電極が形成されている、ことを特徴とする61〜64のいずれかに記載の積層体。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はこの発明の実施例の発光ダイオードの構成を示す図である。
【図2】図2はこの発明の他の実施例の発光ダイオードの構成を示す図である。
【図3】図3はこの発明の他の実施例の発光ダイオードの構成を示す図である。
【図4】図4はこの発明の他の実施例の発光ダイオードの構成を示す図である。
【図5】図5はこの発明の実施例の発光ダイオードの構成を示す図である。
【図6】図6はこの発明の他の実施例の発光ダイオードの構成を示す図である。
【図7】図7はこの発明の他の実施例の発光ダイオードの構成を示す図である。
【符号の説明】
10、25、30、40、50、60、70 発光ダイオード
11、41 基板
13 Ti層
14 TiAlN層
15 バッファ層
16、56、76 クラッド層
17 発光層
18、58、78 クラッド層
19 透光性電極
Claims (10)
- (Ti1−xAx)N、但しAはAl、Ga、Inから選ばれる少なくとも1種の金属であり、該金属Aの組成xは0.1〜0.6である、金属窒化物層と、
該金属窒化物層の上に形成されたIII族窒化物系化合物半導体層と、を備えてなるIII族窒化物系化合物半導体素子。 - 前記金属AはAlである、ことを特徴とする請求項1に記載のIII族窒化物系化合物半導体素子。
- 前記金属Aの組成xは0.01〜0.6である、ことを特徴とする請求項1又は2に記載のIII族窒化物系化合物半導体素子。
- 基板と前記金属窒化物層との間にTi層が備えられる、ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のIII族窒化物系化合物半導体素子。
- 前記III族窒化物系化合物半導体素子は発光素子若しくは受光素子である、ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のIII族窒化物系化合物半導体素子。
- 基板の上にチタン層を形成するステップと、
該チタン層の上に(Ti1−xAx)N、但しAはAl、Ga、Inから選ばれる少なくとも1種の金属であり、該金属Aの組成xは0.1〜0.6である、金属窒化物層を形成するステップと、
該金属窒化物層の上にIII族窒化物系化合物半導体層を形成するステップと、を含んでなるIII族窒化物系化合物半導体素子の製造方法。 - 前記チタン層を化学的にエッチングして前記金属窒化物層から前記基板を分離するステップが更に含まれる、ことを特徴とする請求項6に記載のIII族窒化物系化合物半導体素子の製造方法。
- 前記金属AはAlである、ことを特徴とする請求項6又は7に記載のIII族窒化物系化合物半導体素子の製造方法。
- 前記金属Aの組成xは0.01〜0.6である、ことを特徴とする請求項6〜8のいずれかに記載のIII族窒化物系化合物半導体素子の製造方法。
- 前記基板はサファイア、炭化シリコン、窒化ガリウム、シリコン、リン化ガリウム若しくは砒化ガリウムである、ことを特徴とする請求項6〜9のいずれかに記載のIII族窒化物系化合物半導体素子の製造方法。
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