JP5383880B1 - 窒化物半導体層の製造方法及び半導体発光素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】結晶品質の高い窒化物半導体層の製造方法及び半導体発光素子の製造方法を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、第1キャリアガスと第1原料ガスとによって、インジウムを含む第1窒化物半導体層を基板上に形成する工程を備えた窒化物半導体層の製造方法が提供される。第1キャリアガスは、第1流量で供給される水素と第2流量で供給される窒素とを含む。第1原料ガスは、インジウムと窒素とを含み第3流量で供給される。第1流量は、第1流量と第2流量と第3流量との総流量に対して0.07%以上0.15%以下である。
【選択図】図1
【解決手段】実施形態によれば、第1キャリアガスと第1原料ガスとによって、インジウムを含む第1窒化物半導体層を基板上に形成する工程を備えた窒化物半導体層の製造方法が提供される。第1キャリアガスは、第1流量で供給される水素と第2流量で供給される窒素とを含む。第1原料ガスは、インジウムと窒素とを含み第3流量で供給される。第1流量は、第1流量と第2流量と第3流量との総流量に対して0.07%以上0.15%以下である。
【選択図】図1
Description
本発明の実施形態は、窒化物半導体層の製造方法及び半導体発光素子の製造方法に関する。
Inを含む窒化物半導体層がある。Inを含む窒化物半導体層は、例えば、発光ダイオードやレーザダイオードなどの半導体発光素子において、量子井戸層(以下、井戸層と称す)に用いられる。半導体発光素子に用いられる窒化物半導体層において、井戸層の結晶品質は発光効率の向上のために非常に重要であるが、高品質な井戸層を形成する技術は未だ確立されていない。現状、Inを含む窒化物半導体層では、Inの偏析が問題となっている。例えば、井戸層のInの組成の高い領域は、熱安定性が弱く相分離などの結晶欠陥の起点となり、発光効率を低下させる。高発光効率の井戸層を得る結晶品質の高い窒化物半導体層の製造技術が望まれる。
本発明の実施形態は、結晶品質の高い窒化物半導体層の製造方法及び半導体発光素子の製造方法を提供する。
本発明の実施形態によれば、第4流量で供給される水素と第5流量で供給される窒素とを含む第2キャリアガスと、ガリウムと窒素とを少なくとも含み第6流量で供給される第2原料ガスと、によって、第2窒化物半導体層を形成する工程と、第7流量で供給される水素と第8流量で供給される窒素とを含む第3キャリアガスと、ガリウムと窒素とを少なくとも含み第9流量で供給される第3原料ガスと、によって、第3窒化物半導体層を前記第2窒化物半導体層の上に形成する工程と、第1キャリアガスと第1原料ガスとによって、インジウムを含む第1窒化物半導体層を前記第3窒化物半導体層の上に形成する工程を備えた窒化物半導体層の製造方法が提供される。前記第1キャリアガスは、第1流量で供給される水素と第2流量で供給される窒素とを含む。前記第1原料ガスは、インジウムと窒素とを含み第3流量で供給される。前記第1流量は、前記第1流量と前記第2流量と前記第3流量との総流量に対して0.07%以上0.15%以下である。前記第4流量と前記第5流量と前記第6流量との総流量に対する前記第4流量の割合は、前記第1流量と前記第2流量と前記第3流量との総流量に対する前記第1流量の割合よりも高い。前記第7流量と前記第8流量と前記第9流量との総流量に対する前記第7流量の割合は、前記第4流量と前記第5流量と前記第6流量との総流量に対する前記第4流量の割合よりも低い。前記第2窒化物半導体層の成長温度は、前記第1窒化物半導体層の成長温度よりも高い。前記第3窒化物半導体層の成長温度は、前記第2窒化物半導体層の成長温度よりも低い。
以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1は、実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
図2は、実施形態に係る半導体発光素子の一部の構成を例示する模式的断面図である。 図1に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子110は、第1半導体層10と、発光層30と、第2半導体層20と、を備える。
第1半導体層10は、窒化物半導体を含み、第1導電形である。第1導電形はn形であり、第2導電形はp形である。第1導電形がp形であり、第2導電形がn形でもよい。以下では、第1導電形がn形、第2導電形がp形である場合として説明を行う。第1半導体層10には、例えば、n形の不純物を含むGaN層が用いられる。第1半導体層10のn形の不純物には、例えば、Siが用いられる。第1半導体層10は、例えば、n形GaNコンタクト層とも呼ばれる。
図2は、実施形態に係る半導体発光素子の一部の構成を例示する模式的断面図である。 図1に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子110は、第1半導体層10と、発光層30と、第2半導体層20と、を備える。
第1半導体層10は、窒化物半導体を含み、第1導電形である。第1導電形はn形であり、第2導電形はp形である。第1導電形がp形であり、第2導電形がn形でもよい。以下では、第1導電形がn形、第2導電形がp形である場合として説明を行う。第1半導体層10には、例えば、n形の不純物を含むGaN層が用いられる。第1半導体層10のn形の不純物には、例えば、Siが用いられる。第1半導体層10は、例えば、n形GaNコンタクト層とも呼ばれる。
発光層30は、第1半導体層10の上に設けられる。
第2半導体層20は、発光層30の上に設けられる。第2半導体層20は、窒化物半導体を含み、第2導電形である。第1半導体層10と第2半導体層20との間に電圧を印加し、発光層30に電流を流す。これにより、発光層30から光が放出される。
第2半導体層20は、発光層30の上に設けられる。第2半導体層20は、窒化物半導体を含み、第2導電形である。第1半導体層10と第2半導体層20との間に電圧を印加し、発光層30に電流を流す。これにより、発光層30から光が放出される。
第2半導体層20は、例えば、第1p形層21と、第2p形層22と、第3p形層23と、を含む。第1p形層21には、例えば、p形の不純物を含むGaN層が用いられる。第1p形層21は、例えば、p形GaNコンタクト層とも呼ばれる。第2p形層22は、第1p形層21と発光層30との間に設けられる。第2p形層22には、例えば、p形の不純物を含むGaN層が用いられる。第2p形層22のp形の不純物の濃度は、第1p形層21のp形の不純物の濃度よりも低い。第3p形層23は、第2p形層22と発光層30との間に設けられる。第3p形層23には、例えば、p形の不純物の含むAlGaN層が用いられる。すなわち、第3p形層23の格子定数は、第2p形層22の格子定数よりも小さい。第2半導体層20のp形の不純物には、例えば、Mgが用いられる。なお、第2p形層22及び第3p形層23は、必要に応じて適宜設けられ、省略可能である。すなわち、第2半導体層20は、第1p形層21のみでもよい。
ここで、第1半導体層10と第2半導体層20との積層方向をZ軸方向とする。Z軸方向は、第1半導体層10の膜面に対して垂直な方向である。Z軸方向に対して垂直な1つの方向をX軸方向とする。Z軸方向及びX軸方向に対して垂直な方向をY軸方向とする。
この例においては、半導体発光素子110は、基板5と、第1バッファ層51と、第2バッファ層52と、積層膜40と、中間層45と、第1電極71と、第2電極72と、を、さらに備える。
基板5には、例えば、サファイア基板、SiC基板、GaN基板、及び、Si基板の少なくともいずれかが用いられる。第1半導体層10は、基板5と発光層30との間に設けられる。すなわち、第1半導体層10は、基板5の上に設けられる。
第1バッファ層51は、基板5と第1半導体層10との間に設けられる。第1バッファ層51には、例えば、AlGaN層が用いられる。第2バッファ層52は、第1バッファ層51と第1半導体層10との間に設けられる。第2バッファ層52には、例えば、ノンドープのGaN層が用いられる。第2バッファ層52の格子定数は、第1バッファ層51の格子定数よりも大きい。第2バッファ層52は、例えば、GaN下地層とも呼ばれる。
積層膜40は、第1半導体層10と発光層30との間に設けられる。中間層45は、積層膜40と発光層30との間に設けられる。中間層45には、例えば、n形の不純物を含むGaN層が用いられる。中間層45のn形の不純物には、例えば、Siが用いられる。
第1電極71は、第1半導体層10と電気的に接続される。第1電極71には、例えば、Ti膜/Pt膜/Au膜の積層体が用いられる。第2電極72は、第2半導体層20と電気的に接続される。この例において、第2電極72は、第1p形層21と電気的に接続される。第2電極72には、例えば、Ni膜/Au膜の積層体が用いられる。
第1半導体層10は、第1部分10aと第2部分10bとを有する。第2部分10bは、X−Y平面に沿う方向(例えばX軸方向)において、第1部分10aと並ぶ。第2部分10bは、例えば、第1部分10aに隣接する。積層膜40、中間層45、発光層30及び第2半導体層20は、第1部分10aの上に設けられる。第1電極71は、第2部分10bの上に設けられる。すなわち、X−Y平面に投影したときの第1半導体層10の面積は、X−Y平面に投影したときの第2半導体層20の面積よりも大きい。
図2に表したように、発光層30は、複数の多層膜35と、キャップ層36と、を含む。複数の多層膜35は、Z軸方向に沿って積層される。複数の多層膜35の数は、例えば、8層である。複数の多層膜35の数は、7層以下でもよいし、9層以上でもよい。キャップ層36は、最も上に位置する多層膜35の上に設けられる。キャップ層36には、例えば、GaN層が用いられる。
複数の多層膜35は、第1障壁層31(第2窒化物半導体層)と、第2障壁層32と、第3障壁層33と、井戸層34(第1窒化物半導体層)と、を含む。多層膜35においては、第1障壁層31と第2障壁層32と井戸層34と第3障壁層33とが、Z軸方向に沿って、この順に積層される。第1障壁層31の上に第2障壁層32が設けられ、第2障壁層32の上に井戸層34が設けられ、井戸層34の上に第3障壁層33が設けられる。
井戸層34は、例えば、InαGa1−αN(0<α<1)を含む。第1障壁層31は、例えば、InβGa1−βN(0≦β<1、β<α)を含む。組成比βは、0.1以下が好ましい。これにより、格子歪みの緩和を抑えることができる。第1障壁層31、第2障壁層32及び第3障壁層33には、例えば、ノンドープのGaN層が用いられる。井戸層34には、例えば、InGaN層が用いられる。井戸層34のInの組成比は、例えば、0.15(0.10以上0.20以下)である。第2障壁層32と第3障壁層33とは、必要に応じて適宜設けられ、省略可能である。この場合には、複数の第1障壁層31と複数の井戸層34とが、Z軸方向に沿って交互に積層される。
この例において、発光層30は、複数の第1障壁層31と複数の井戸層34とをZ軸方向に沿って交互に積層させたMQW(Multi-Quantum Well)構造である。発光層30は、SQW(Single-Quantum Well)構造でもよい。すなわち、第1障壁層31と井戸層34とは、それぞれ1つずつでもよい。多層膜35は、1つでもよい。
積層膜40は、複数の第1層41と、複数の第2層42と、を含む。複数の第1層41と複数の第2層42とは、Z軸方向に沿って交互に並べられる。複数の第1層41のそれぞれのバンドギャップエネルギーは、複数の第2層42のそれぞれのバンドギャップエネルギーよりも高い。積層膜40は、例えば、超格子層である。複数の第1層41には、例えば、GaN層が用いられる。複数の第1層41のGaN層は、例えば、n形の不純物を含む。複数の第1層41のn形の不純物には、例えば、Siが用いられる。複数の第2層42には、例えば、InGaN層が用いられる。複数の第2層42には、例えば、In0.08Ga0.92N層が用いられる。
次に、半導体発光素子110の製造方法の例について説明する。
なお、以下では、有機金属気相成長(MOCVD:Metal Organic Chemical Vapor Deposition)を用いる場合を例示する。実施形態に係る半導体発光素子の製造においては、例えば、ハイドライド気相成長法(HVPE:Halide Vapor Phase Epitaxy)や、分子線気相成長法(MBE:Molecular Beam Epitaxy)など、窒化物半導体を成長させるために用いられる任意の方法が採用できる。
なお、以下では、有機金属気相成長(MOCVD:Metal Organic Chemical Vapor Deposition)を用いる場合を例示する。実施形態に係る半導体発光素子の製造においては、例えば、ハイドライド気相成長法(HVPE:Halide Vapor Phase Epitaxy)や、分子線気相成長法(MBE:Molecular Beam Epitaxy)など、窒化物半導体を成長させるために用いられる任意の方法が採用できる。
Gaの原料には、例えば、トリメチルガリウム(TMGa)やトリエチルガリウム(TEGa)などが用いられる。Inの原料には、例えば、トリメチルインジウム(TMIn)が用いられる。Alの原料には、例えば、トリメチルアルミニウム(TMAl)が用いられる。Nの原料には、例えば、アンモニア(NH3)が用いられる。Siの原料には、例えば、モノシラン(SiH4)が用いられる。Mgの原料には、例えば、シクロペンタジエニルマグネシウム(Cp2Mg)が用いられる。TMGa、TEGa、TMIn、TMAl、NH3、SiH4及びCp2Mgは、ガス原料として用いられる。原料は、上記に限定されず、本実施形態に係る半導体発光素子の構成を製造できる任意の材料を適用できる。キャリアガスには、例えば、窒素及び水素が用いられる。
半導体発光素子110の製造では、まず、MOCVD装置の反応炉内に設けられたサセプタ(支持台)に、基板5をセットする。基板5には、サファイア基板を用いる。水素をキャリアガスとして供給し、サセプタの温度を1160℃にすることにより、水素雰囲気中で基板5のサーマルクリーニングを行う。
サセプタの温度を530℃に下げた後、水素をキャリアガスとして供給し、TMGaとTMAlとNH3とを原料ガスとして供給することにより、基板5の上に、AlGaN層を第1バッファ層51として形成する。第1バッファ層51の厚さ(Z軸方向に沿う長さ)は、例えば、20(ナノメートル:nm)である。第1バッファ層51の厚さは、例えば、10nm以上30nm以下である。
サセプタの温度を1140℃まで上げた後、水素をキャリアガスとして供給し、TMGaとNH3とを原料ガスとして供給することにより、第1バッファ層51の上に、ノンドープのGaN層を第2バッファ層52として形成する。第2バッファ層52の厚さは、例えば、3μm(2μm以上5μm以下)である。
TMGa及びNH3に加えてSiH4をさらに供給することにより、第2バッファ層52の上に、Siを含むGaN層を第1半導体層10として形成する。第1半導体層10の厚さは、例えば、4μm(2μm以上5μm以下)である。第1半導体層10の成長温度は、例えば、1100℃以上1200℃以下である。この例において、成長温度は、例えば、サセプタの温度である。成長温度は、基板5の温度でもよいし、基板5の周囲の気体の温度(雰囲気温度)でもよいし、成長中の膜自体の温度でもよい。基板5の温度や成長中の膜の温度は、例えば、赤外線などを利用した非接触型の温度センサによって測定できる。
サセプタの温度を810℃まで下げた後、窒素をキャリアガスとして供給し、TMGaとNH3とSiH4とを原料ガスとして供給することにより、第1半導体層10の上に、Siを含むGaN層を第1層41として形成する。第1層41の厚さは、例えば、2nm(1nm以上3nm以下)である。窒素をキャリアガスとして供給し、TMGaとTMInとNH3とを原料ガスとして供給することにより、第1層41の上に、In0.08Ga0.92N層を第2層42として形成する。第2層42の厚さは、例えば、1nm(0.5nm以上2nm以下)である。第1層41の形成と第2層42の形成とを30回繰り返す。これにより、第1層41と第2層42とを30周期積層させた積層構造を有する積層膜40を、第1半導体層10の上に形成する。
サセプタの温度を830℃まで上げた後、窒素をキャリアガスとして供給し、TMGaとNH3とSiH4とを原料ガスとして供給することにより、積層膜40の上に、Siを含むGaN層を中間層45として形成する。中間層45の厚さは、例えば、5nm(3nm以上12nm以下)である。
中間層45の上に、多層膜35を8層形成し、8層目の多層膜35の上にキャップ層36を形成することにより、第1障壁層31と井戸層34とを8周期積層させた積層構造を有する発光層30を形成する。
サセプタの温度を1030℃まで上げた後、窒素と水素との混合ガスをキャリアガスとして供給し、TMGaとTMAlとCp2MgとNH3とを原料ガスとして供給することにより、発光層30の上に、Mgを含むAlGaN層を第3p形層23として形成する。第3p形層23の厚さは、例えば、10nm(5nm以上20nm以下)である。
サセプタの温度を1030℃としたまま、窒素と水素との混合ガスをキャリアガスとして供給し、TMGaとCp2MgとNH3とを原料ガスとして供給することにより、第3p形層23の上に、Mgを含むGaN層を第2p形層22として形成する。第2p形層22の厚さは、例えば、100nm(40nm以上150nm以下)である。第2p形層22のMg濃度は、例えば、2×1019cm−3である。
第2p形層22を形成した後、Cp2Mgの供給量を増やすことにより、第2p形層22の上に、高濃度のMgを含むGaN層を第1p形層21として形成する。これにより、第1p形層21と第2p形層22と第3p形層23とを積層させた第2半導体層20を、発光層30の上に形成する。第1p形層21の厚さは、例えば、10nm(3nm以上5nm以下)である。第1p形層21のMg濃度は、例えば、3×1020cm−3である。第2半導体層20の成長温度は、例えば、1000℃以上1100℃以下である。
基板5をMOCVD装置から取り出し、RIE(Reactive Ion Etching)装置などのエッチング装置に基板5をセットする。第2半導体層20の一部、発光層30の一部、中間層45の一部、及び、積層膜40の一部を、エッチングによって取り除き、第1半導体層10の一部を露出させることにより、第1半導体層10の第1部分10aと第2部分10bとを形成する。第2部分10bの上に、Ti膜/Pt膜/Au膜の積層体を第1電極71として形成する。第1p形層21の上に、Ni膜/Au膜の積層体を第2電極72として形成する。
以上により、図1に例示した半導体発光素子110が得られる。
以上により、図1に例示した半導体発光素子110が得られる。
次に、発光層30の製造方法について、さらに説明する。
図3(a)〜図3(d)は、発光層30の製造手順を例示するタイミングチャートである。
図3(a)の横軸は、時間であり、縦軸は、サセプタの温度(℃)である。
図3(b)の横軸は、時間であり、縦軸は、水素の流量(sccm:standard cc/minute)である。
図3(c)の横軸は、時間であり、縦軸は、TMGaの流量である。
図3(d)の横軸は、時間であり、縦軸は、TMInの流量である。
図3(a)〜図3(d)は、発光層30の製造手順を例示するタイミングチャートである。
図3(a)の横軸は、時間であり、縦軸は、サセプタの温度(℃)である。
図3(b)の横軸は、時間であり、縦軸は、水素の流量(sccm:standard cc/minute)である。
図3(c)の横軸は、時間であり、縦軸は、TMGaの流量である。
図3(d)の横軸は、時間であり、縦軸は、TMInの流量である。
発光層30の結晶成長においては、例えば、キャリアガスである窒素の流量を7000sccm、NH3の流量を32000sccmとし、反応炉への総ガス流量を39000sccmに保つ。NH3は、キャリアガスと共に発光層30の成長時に常に供給し続ける。窒素の一部は、TMGaやTMInなどのバブラーに供給する。キャリアガスとしては、不活性ガスである窒素が好ましいが、窒素の代わりにArやHeなどを用いてもよい。
図3(a)〜図3(d)のステップS1に表したように、サセプタの温度を890℃にする。窒素に400sccmの水素を加えたキャリアガス(第2キャリアガス)を供給し、8sccmのTMGa及び32000sccmのNH3を原料ガス(第2原料ガス)として供給する。これにより、GaN層である第1障壁層31を2.5nm成長させる。この時、水素とTMGaとを加えた分だけ窒素の流量を減らし、総流量(総ガス供給量)が39000sccmとなるようにする。この例では、窒素の流量を6592(=7000−408)sccmとする。すなわち、InβGa1−βNを含む第1障壁層31は、400sccmの流量(第4流量)で供給される水素と、6592sccmの流量(第5流量)で供給される窒素と、を含むキャリアガスと、TMGaとNH3とを含み32008sccmの流量(第6流量)で供給される原料ガスと、によって形成される。第1障壁層31の成長における水素の流量は、例えば、総流量の0.2%以上3%以下とする。この例において、水素の流量は、400sccmであるから、総流量39000sccmに対して約1%である。
ステップS2に表したように、結晶成長を中断し、サセプタの温度を830℃まで下げる。この場合も、原料ガスであるNH3の反応炉への供給、及び、キャリアガスである窒素の反応炉への供給は、サセプタの温度を下げている間も維持する。
ステップS3に表したように、サセプタの温度を830℃にした状態で、6970sccmの窒素と30sccmの水素との混合ガスをキャリアガスとして供給し、TMGa及びNH3を原料ガスとして供給する。これにより、GaN層である第2障壁層32を0.5nm(0.2nm以上1nm以下)成長させる。
ステップS4に表したように、TMInを原料ガスとしてさらに供給することで、InGaN層である井戸層34を4nm成長させる。すなわち、InαGa1−αNを含む井戸層34は、30sccmの流量(第1流量)で供給される水素と、6885sccmの流量(第2流量)で供給される窒素と、を含むキャリアガス(第1キャリアガス)と、TMInとTMGaとNH3とを含み32085sccmの流量(第3流量)で供給される原料ガス(第1原料ガス)と、によって基板5の上に形成される。この例において、井戸層34は、第2障壁層32の上に形成される。
井戸層34の形成において、水素の流量は、総流量の0.07%以上0.3%以下とする。より好ましくは、水素の流量は、総流量の0.15%以下(60sccm以下)とする。この例において、水素の流量は、総流量の0.077%である。井戸層34の形成においては、V族元素に対するIII族元素の比(以下、V/III比と称す)を、20000以上30000以下にする。この例において、V族元素は、窒素であり、III族元素は、ガリウム及びインジウムである。すなわち、この例において、V/III比は、NH3に対するTMGa及びTMInの比である。この例では、V/III比は、20300である。
ステップS5に表したように、TMInの供給を停止することにより、サセプタの温度を830℃にした状態で、GaN層である第3障壁層33を2nm(1nm以上3nm以下)成長させる。これにより、1つの多層膜35が得られる。
ステップS6に表したように、サセプタの温度を890℃に上げる。この例において、ステップS6では、TMGaの供給を停止し、第3障壁層33を成長させていない。第3障壁層33は、ステップS6において温度を上昇させている間に、成長させ続けてもよい。
ステップS6の後、ステップS1に戻り、1層目の多層膜35の井戸層34の上に、2層目の多層膜35の第1障壁層31を形成する。ステップS1〜ステップS6の工程を8回繰り返す。井戸層34を形成する工程と、第1障壁層31を形成する工程と、をそれぞれ交互に複数回実施し、複数の井戸層34と複数の第1障壁層31とを交互に積層させる。これにより、8層の多層膜35が得られる。
サセプタの温度を890℃にした状態で、6600sccmの窒素に400sccmの水素を加えた混合ガスをキャリアガスとして供給し、TMGa及びNH3を原料ガスとして供給することにより、8層目の多層膜35の上に、GaN層であるキャップ層36を3nm(1nm以上5nm以下)成長させる。
以上により、発光層30が得られる。
以上により、発光層30が得られる。
図4(a)〜図4(d)は、発光層30の別の製造手順を例示するタイミングチャートである。
図4(a)〜図4(d)に表したように、水素は、井戸層34の形成時のみに供給してもよい。すなわち、第1障壁層31、第2障壁層32及び第3障壁層34の形成時には、窒素のみをキャリアガスとして用いてもよい。図4(a)〜図4(d)に表す製造手順において、第1障壁層31、第2障壁層32及び第3障壁層33の形成時に窒素のみのキャリアガスを用いること以外は、図3(a)〜図3(d)に表す製造手順と同じとすることができる。
図4(a)〜図4(d)に表したように、水素は、井戸層34の形成時のみに供給してもよい。すなわち、第1障壁層31、第2障壁層32及び第3障壁層34の形成時には、窒素のみをキャリアガスとして用いてもよい。図4(a)〜図4(d)に表す製造手順において、第1障壁層31、第2障壁層32及び第3障壁層33の形成時に窒素のみのキャリアガスを用いること以外は、図3(a)〜図3(d)に表す製造手順と同じとすることができる。
次に、本願発明者が実施した実験について説明する。
実験においては、第1試料SP01〜第3試料SP03の3つの試料を作成する。第1試料SP01は、図3(a)〜図3(d)の製造手順で作製した第1実施例の試料である。第2試料SP02は、図4(a)〜図4(d)の製造手順で作製した第2実施例の試料である。第3試料SP03は、第1障壁層31の形成時、第2障壁層32の形成時、第3障壁層33の形成時、及び、井戸層34の形成時において、キャリアガスに窒素のみを用いた(水素を添加しなかった)参考例の試料である。第3試料SP03において、発光層30を形成する際のキャリアガスの成分以外の製造方法及び構成は、第1試料SP01の製造方法及び構成と実質的に同じである。
実験においては、第1試料SP01〜第3試料SP03の3つの試料を作成する。第1試料SP01は、図3(a)〜図3(d)の製造手順で作製した第1実施例の試料である。第2試料SP02は、図4(a)〜図4(d)の製造手順で作製した第2実施例の試料である。第3試料SP03は、第1障壁層31の形成時、第2障壁層32の形成時、第3障壁層33の形成時、及び、井戸層34の形成時において、キャリアガスに窒素のみを用いた(水素を添加しなかった)参考例の試料である。第3試料SP03において、発光層30を形成する際のキャリアガスの成分以外の製造方法及び構成は、第1試料SP01の製造方法及び構成と実質的に同じである。
実験においては、3次元アトムプローブ(3DAP)法により、第1試料SP01〜第3試料SP03のそれぞれについて、発光層30におけるInの組成比(濃度)を測定する。また、実験においては、第1試料SP01〜第3試料SP03のそれぞれについて、フォトルミネッセンス(PL)測定を行う。そして、PLピーク波長に対するPL半値幅の推移、及び、PLピーク波長に対するピーク積分強度の関係を評価する。
図5(a)〜図5(c)は、半導体発光素子の特性を例示するグラフ図である。
図5(a)は、第1試料SP01の発光層30のIn組成比の測定結果である。図5(b)は、第2試料SP02の発光層30のIn組成比の測定結果である。図5(c)は、第3試料SP03の発光層30のIn組成比の測定結果である。
図5(a)〜図5(c)において、横軸は、Z軸方向(深さ方向)の位置z(nm)であり、縦軸は、Inの組成比IC(%)である。
図5(a)は、第1試料SP01の発光層30のIn組成比の測定結果である。図5(b)は、第2試料SP02の発光層30のIn組成比の測定結果である。図5(c)は、第3試料SP03の発光層30のIn組成比の測定結果である。
図5(a)〜図5(c)において、横軸は、Z軸方向(深さ方向)の位置z(nm)であり、縦軸は、Inの組成比IC(%)である。
図5(a)に表したように、第1試料SP01では、第2障壁層32と井戸層34との界面付近、及び、第3障壁層33と井戸層34との界面付近において、Inの組成比ICが変化している。また、In組成比ICは、Z軸方向に沿って一定ではない。
図5(b)に表したように、第2試料SP02では、第2障壁層32と井戸層34との界面付近、及び、第3障壁層33と井戸層34との界面付近において、Inの組成比ICが、第1試料SP01よりも急激に変化している。
図5(c)に表したように、第3試料SP03では、第2障壁層32と井戸層34との界面付近、及び、第3障壁層33と井戸層34との界面付近において、Inの組成比ICが、第1試料SP01及び第2試料SP02に比べてなだらかに変化している。
図5(b)に表したように、第2試料SP02では、第2障壁層32と井戸層34との界面付近、及び、第3障壁層33と井戸層34との界面付近において、Inの組成比ICが、第1試料SP01よりも急激に変化している。
図5(c)に表したように、第3試料SP03では、第2障壁層32と井戸層34との界面付近、及び、第3障壁層33と井戸層34との界面付近において、Inの組成比ICが、第1試料SP01及び第2試料SP02に比べてなだらかに変化している。
第1試料SP01の井戸層34及び第2試料SP02におけるInの組成比ICの変化率(傾き)は、第3試料SP03の井戸層34におけるInの濃度の変化率よりも高い。これは、第1試料SP01における井戸層34及び第2試料SP02における井戸層34のInの偏析が、第3試料SP03における井戸層34のInの偏析よりも抑えられていることを意味している。
図6及び図7は、半導体発光素子の特性を例示するグラフ図である。
図6の横軸は、PLピーク波長WL(nm)であり、縦軸は、PL半値幅PLhw(nm)である。
図7の横軸は、PLピーク波長WL(nm)であり、縦軸は、ピーク積分強度PLint(任意単位)である。
図6に表したように、PLピーク波長に対するPL半値幅は、第1試料SP01〜第3試料SP03のそれぞれについてほぼ同じ値を推移している。
図7に表したように、第1試料SP01の積分強度は、第3試料SP03の積分強度よりも強い。そして、第2試料SP02の積分強度は、第1試料SP01の積分強度よりもさらに強い。
図6の横軸は、PLピーク波長WL(nm)であり、縦軸は、PL半値幅PLhw(nm)である。
図7の横軸は、PLピーク波長WL(nm)であり、縦軸は、ピーク積分強度PLint(任意単位)である。
図6に表したように、PLピーク波長に対するPL半値幅は、第1試料SP01〜第3試料SP03のそれぞれについてほぼ同じ値を推移している。
図7に表したように、第1試料SP01の積分強度は、第3試料SP03の積分強度よりも強い。そして、第2試料SP02の積分強度は、第1試料SP01の積分強度よりもさらに強い。
さらに、実験においては、第1試料SP01〜第3試料SP03のそれぞれについて、3DAP法で井戸層34の表面を観察する。そして、第1試料SP01〜第3試料SP03のそれぞれの井戸層34の上面について、In等濃度面から算出される界面揺らぎ平均二乗粗さRMS(Root Mean Square)値を評価する。
図8は、半導体発光素子の特性を例示するグラフ図である。
図8は、第1試料SP01〜第3試料SP03のそれぞれのRMS値を表す。
図8に表したように、第1試料SP01の井戸層34のRMS値は、0.18である。第2試料SP02の井戸層34のRMS値は、0.22である。第3試料SP03の井戸層34のRMS値は、0.42である。
図8は、第1試料SP01〜第3試料SP03のそれぞれのRMS値を表す。
図8に表したように、第1試料SP01の井戸層34のRMS値は、0.18である。第2試料SP02の井戸層34のRMS値は、0.22である。第3試料SP03の井戸層34のRMS値は、0.42である。
本実施形態に係る半導体発光素子110の製造方法では、参考例の製造方法の製造方法に比べて、Inの偏析を抑えることができる。本実施形態では、井戸層34の形成の際に、キャリアガスに微量の水素を含める。水素は、InGaNに対してエッチング作用を持つ。井戸層34におけるInの偏析の抑制は、キャリアガス中の水素の影響であると考えられる。例えば、水素が、Inの濃度の高い部分の発生を抑制したためであると考えられる。
井戸層34のみに水素を添加した第2実施例の製造方法においても、水素を添加しない参考例の製造方法に比べて、井戸層34におけるInの偏析が抑制されている。第2実施例の製造方法では、第1実施例の製造方法よりも、さらに井戸層34におけるInの偏析を抑制できる。
また、本実施形態に係る半導体発光素子110の製造方法では、参考例の製造方法に比べて、PLのピーク積分強度を向上させることができる。さらに、第2実施例の製造方法では、第1実施例の製造方法よりも発光効率を向上させることができる。井戸層34のInの偏析を抑制することにより、井戸層34の結晶欠陥の発生を抑えることができる。本実施形態におけるピーク積分強度の向上は、井戸層34の結晶欠陥の抑制に起因していると考えられる。
さらに、RMS値の評価から、第1試料SP01の井戸層34の平坦性は、第3試料SP03の井戸層34の平坦性よりも高い。また、第2試料SP02の井戸層34の平坦性は、第1試料SP01の井戸層34の平坦性と同程度であった。これは、井戸層34を形成する際の水素の添加により、クラスター(突起)などの形成が抑制されたためであると考えられる。井戸層34の平坦性を向上させることにより、例えば、半導体発光素子110の発光効率をさらに向上させることができる。
前述のように、水素は、InGaN層に対してエッチング作用を持つ。例えば、水素の多い環境下でInGaN層を成長させると、インジウムの脱離が促進され、所望のインジウムの濃度(例えば10%)が得られなくなる。このため、従来は、InαGa1−αNを含む井戸層34の形成を、キャリアガスに窒素のみを用いた窒素雰囲気中で行っている。
本願発明者は、井戸層34の形成と水素の量との関係性を鋭意検討し、井戸層34を形成する際のキャリアガスに、微量の水素を添加することによって、Inの偏析を抑え、井戸層34の結晶性を改善できることを見出した。これは、本願発明者の実験によって導出された新たな効果である。
具体的には、上記のように、井戸層34を形成する際に、キャリアガスに含まれる水素の流量を、総流量の0.07%以上0.15%以下とする。これにより、Inの偏析を抑え、井戸層34の結晶性を改善させることができる。
図9は、半導体発光素子の特性を例示するグラフ図である。
図9の横軸は、井戸層34を形成する際の水素の流量(sccm)であり、縦軸は、得られた半導体発光素子110のPLピーク積分強度(任意単位)である。
図9に表したように、水素の流量が30sccm以上60sccm以下の範囲においては、PLピーク積分強度が実質的に同じである。これに対し、水素の流量を100sccmにした場合には、水素の流量を60sccmにした場合に比べて、PLピーク積分強度が低下する。このように、水素の流量が、総流量に対して30sccm(0.07%)よりも小さいと、Inの偏析を抑制させる効果が弱まる。反対に、60sccm(0.15%)よりも大きいと、Inの偏析の抑制に留まらず、井戸層34を分解させてしまう。例えば、井戸層34そのものが、消失してしまう。
図9の横軸は、井戸層34を形成する際の水素の流量(sccm)であり、縦軸は、得られた半導体発光素子110のPLピーク積分強度(任意単位)である。
図9に表したように、水素の流量が30sccm以上60sccm以下の範囲においては、PLピーク積分強度が実質的に同じである。これに対し、水素の流量を100sccmにした場合には、水素の流量を60sccmにした場合に比べて、PLピーク積分強度が低下する。このように、水素の流量が、総流量に対して30sccm(0.07%)よりも小さいと、Inの偏析を抑制させる効果が弱まる。反対に、60sccm(0.15%)よりも大きいと、Inの偏析の抑制に留まらず、井戸層34を分解させてしまう。例えば、井戸層34そのものが、消失してしまう。
井戸層34の成長温度は、550℃以上900℃以下とする。550℃よりも低いと、NH3の分解効率が極端に低下し、ドロップレットが発生し易くなる。900℃よりも高いと、熱分解により、InGaNの結晶成長が難しくなる。より好ましくは、井戸層34の成長温度を700℃以上850℃未満とする。これにより、青色または緑色の発光波長を適切に得ることができる。
第1障壁層31の成長温度は、800℃以上1200℃以下とする。より好ましくは、第1障壁層31の成長温度を850℃以上950℃以下とする。この温度の範囲で、第1障壁層31の成長温度は、井戸層34の成長温度よりも50℃以上高くする。これにより、第1障壁層31及び井戸層34において、良好な結晶品質が得られやすくなる。第1障壁層31の成長温度が、800℃よりも低いと、成長中にピットが拡大し、平坦な膜を得ることが難しくなる。第1障壁層31の成長温度が、950℃よりも高いと、温度の上昇に時間がかかってしまう。また、分解などによって井戸層34の結晶品質を劣化させてしまう。1200℃よりも高いと、第1バッファ層51や第1半導体層10の分解温度を超えてしまい、結晶成長温度として好ましくない。第1障壁層31〜第3障壁層33は、井戸層34よりもバンドギャップの高い窒化物半導体層であればよく、不純物を含んでもよい。第1障壁層31〜第3障壁層33は、GaN層であることが好ましい。これにより、第1障壁層31〜第3障壁層33の結晶品質を高くでき、第1障壁層31〜第3障壁層33の結晶成長も容易となる。
井戸層34の形成の前に、井戸層34と同じ成長温度でGaN層を含む第2障壁層32を形成する。これにより、井戸層34の品質をより高めることができる。また、井戸層34の形成の後に、井戸層34と同じ成長温度でGaN層を含む第3障壁層33を形成する。これにより、井戸層34の分解を抑え、井戸層34の品質をより高めることができる。
井戸層34のInの偏析を抑えることにより、井戸層34を厚くすることができる。井戸層34の厚さは、例えば、1nm以上10nm以下である。より好ましい井戸層34の厚さは、例えば、4nm以上8nm以下である。また、複数の多層膜35のそれぞれで、井戸層34の厚さを変化させてもよい。
第1障壁層31の厚さは、10nm以下とする。第1障壁層31の厚さが10nmよりも大きいと、発光層30の多重量子井戸構造の設計に制限を与えてしまう。
井戸層34の上に第1障壁層31を形成する際に、キャリアガスに微量の水素を含めた場合にも、井戸層34のInの偏析を抑えることができる。具体的には、第1障壁層31の成長における水素の流量を、総流量の0.2%以上3%以下とする。0.2%よりも小さいと、Inの偏析を抑制させる効果が弱まる。反対に、3%よりも大きいと、Inの偏析の抑制に留まらず、井戸層34を分解させてしまう。なお、第1障壁層31の形成時には水素を添加することなく、井戸層34の形成時のみに水素を添加することで、より適切にInの偏析を抑制でき、井戸層34の結晶品質をより向上させることができる。
図10は、実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を例示するフローチャート図である。
図10に表したように、実施形態に係る半導体発光素子の製造方法は、発光層30を形成するステップS110と、第2半導体層20を形成するステップS120と、を含む。
発光層30を形成するステップS110は、井戸層34を形成する工程と、第1障壁層31を形成する工程と、を含む。
これにより、井戸層34におけるInの偏析を抑制させた半導体発光素子110が製造される。
図10に表したように、実施形態に係る半導体発光素子の製造方法は、発光層30を形成するステップS110と、第2半導体層20を形成するステップS120と、を含む。
発光層30を形成するステップS110は、井戸層34を形成する工程と、第1障壁層31を形成する工程と、を含む。
これにより、井戸層34におけるInの偏析を抑制させた半導体発光素子110が製造される。
上記実施形態では、Inを含む窒化物半導体層として、井戸層34を示しているが、例えば、積層膜40に含まれる複数の第2層42でもよい。すなわち、積層膜40の第2層42を第1窒化物半導体層とし、第1層41を第2窒化物半導体層としてもよい。また、Inを含む窒化物半導体層は、InGaN層に限ることなく、例えば、InN層やInAlGaN層などでもよい。このように、本実施形態に係る半導体発光素子の製造方法は、Inを含む他の窒化物半導体層の製造方法としても適用できる。
実施形態によれば、結晶品質の高い窒化物半導体層の製造方法及び半導体発光素子の製造方法が提供される。
なお、本明細書において「窒化物半導体」とは、BxInyAlzGa1−x−y−zN(0≦x≦1,0≦y≦1,0≦z≦1,x+y+z≦1)なる化学式において組成比x、y及びzをそれぞれの範囲内で変化させた全ての組成の半導体を含むものとする。またさらに、上記化学式において、N(窒素)以外のV族元素もさらに含むもの、導電形などの各種の物性を制御するために添加される各種の元素をさらに含むもの、及び、意図せずに含まれる各種の元素をさらに含むものも、「窒化物半導体」に含まれるものとする。
なお、本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれは良い。本願明細書において、「上に設けられる」状態は、直接接して設けられる状態の他に、間に他の要素が挿入されて設けられる状態も含む。「積層される」状態は、互いに接して重ねられる状態の他に、間に他の要素が挿入されて重ねられる状態も含む。「対向する」状態は、直接的に面する状態の他に、間に別の要素が挿入されて面する状態も含む。
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明の実施形態は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、窒化物半導体層及び半導体発光素子に含まれる、基板、第1窒化物半導体層、第2窒化物半導体層、第1半導体層、発光層、井戸層、障壁層及び第2半導体層などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか2つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
また、各具体例のいずれか2つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
その他、本発明の実施の形態として上述した窒化物半導体層の製造方法及び半導体発光素子の製造方法を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての窒化物半導体層の製造方法及び半導体発光素子の製造方法も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
5…基板、 10…第1半導体層、 10a…第1部分、 10b…第2部分、 20…第2半導体層、 21…第1p形層、 22…第2p形層、 23…第3p形層、 30…発光層、 31…第1障壁層、 32…第2障壁層、 33…第3障壁層、 34…井戸層、 35…多層膜、 36…キャップ層、 40…積層膜、 41…第1層、 42…第2層、 45…中間層45、 51…第1バッファ層、 52…第2バッファ層、 71…第1電極71、 72…第2電極72、 110…半導体発光素子
Claims (16)
- 第4流量で供給される水素と第5流量で供給される窒素とを含む第2キャリアガスと、ガリウムと窒素とを少なくとも含み第6流量で供給される第2原料ガスと、によって、第2窒化物半導体層を形成する工程と、
第7流量で供給される水素と第8流量で供給される窒素とを含む第3キャリアガスと、ガリウムと窒素とを少なくとも含み第9流量で供給される第3原料ガスと、によって、第3窒化物半導体層を前記第2窒化物半導体層の上に形成する工程と、
第1流量で供給される水素と第2流量で供給される窒素とを含む第1キャリアガスと、インジウムと窒素とを含み第3流量で供給される第1原料ガスと、によって、インジウムを含む第1窒化物半導体層を前記第3窒化物半導体層の上に形成する工程と、
を備え、
前記第1流量は、前記第1流量と前記第2流量と前記第3流量との総流量に対して0.07%以上0.15%以下であり、
前記第4流量と前記第5流量と前記第6流量との総流量に対する前記第4流量の割合は、前記第1流量と前記第2流量と前記第3流量との総流量に対する前記第1流量の割合よりも高く、
前記第7流量と前記第8流量と前記第9流量との総流量に対する前記第7流量の割合は、前記第4流量と前記第5流量と前記第6流量との総流量に対する前記第4流量の割合よりも低く、
前記第2窒化物半導体層の成長温度は、前記第1窒化物半導体層の成長温度よりも高く、
前記第3窒化物半導体層の成長温度は、前記第2窒化物半導体層の成長温度よりも低い窒化物半導体層の製造方法。 - 前記第1原料ガスは、ガリウムをさらに含み、
前記第1窒化物半導体層は、InαGa1−αN(0<α<1)を含む請求項1記載の窒化物半導体層の製造方法。 - 前記第2窒化物半導体層は、InβGa1−βN(0≦β<1、β<α)を含み、
前記第4流量は、前記第4流量と前記第5流量と前記第6流量との総流量に対して0.2%以上3%以下である請求項2記載の窒化物半導体層の製造方法。 - 前記第1窒化物半導体層の成長温度は、前記第3窒化物半導体層の成長温度と同じである請求項1〜3のいずれか1つに記載の窒化物半導体層の製造方法。
- 第10流量で供給される水素と第11流量で供給される窒素とを含む第4キャリアガスと、ガリウムと窒素とを少なくとも含み第12流量で供給される第4原料ガスと、によって、第4窒化物半導体層を前記第1窒化物半導体層の上に形成する工程をさらに含み、
前記第10流量と前記第11流量と前記第12流量との総流量に対する前記第10流量の割合は、前記第4流量と前記第5流量と前記第6流量との総流量に対する前記第4流量の割合よりも低く、
前記第4窒化物半導体層の成長温度は、前記第2窒化物半導体層の成長温度よりも低い請求項1〜4のいずれか1つに記載の窒化物半導体層の製造方法。 - 前記第2窒化物半導体層の厚さと、前記第3窒化物半導体層の厚さと、前記第4窒化物半導体層の厚さと、の合計の厚さは、4nm以上10nm以下である請求項5記載の窒化物半導体層の製造方法。
- 前記第4窒化物半導体層の成長温度は、前記第1窒化物半導体層の成長温度と同じである請求項5または6に記載の窒化物半導体層の製造方法。
- 前記第1窒化物半導体層の厚さは、4nm以上8nm以下である請求項1〜7のいずれか1つに記載の窒化物半導体層の製造方法。
- 前記第1窒化物半導体層の成長温度は、550℃以上900℃以下であり、
前記第2窒化物半導体層の成長温度は、800℃以上1200℃以下であり、
前記第3窒化物半導体層の成長温度は、550℃以上900℃以下である請求項1〜8のいずれか1つに記載の窒化物半導体層の製造方法。 - 前記第1流量と前記第2流量と前記第3流量との総流量と、前記第4流量と前記第5流量と前記第6流量との総流量と、が一定である請求項1〜9のいずれか1つに記載の窒化物半導体層の製造方法。
- 窒化物半導体を含む第1導電形の第1半導体層の上に発光層を形成する工程であって、
前記第1半導体層の上に第1障壁層を形成する工程と、
前記第1障壁層の上に第2障壁層を形成する工程と、
前記第2障壁層の上に井戸層を形成する工程と、
を含む工程と、
窒化物半導体を含み第2導電形の第2半導体層を前記発光層の上に形成する工程と、
を備え、
前記井戸層を形成する前記工程は、第1流量で供給される水素と第2流量で供給される窒素とを含む第1キャリアガスと、インジウムとガリウムと窒素とを含み第3流量で供給される第1原料ガスと、によって、In α Ga 1−α N(0<α<1)を含む前記井戸層を形成することを含み、前記第1流量は、前記第1流量と前記第2流量と前記第3流量との総流量に対して0.07%以上0.15%以下であり、
前記第1障壁層を形成する前記工程は、第4流量で供給される水素と第5流量で供給される窒素とを含む第2キャリアガスと、ガリウムと窒素とを少なくとも含み第6流量で供給される第2原料ガスと、によって、In β Ga 1−β N(0≦β<1、β<α)を含む前記第1障壁層を形成することを含み、前記第4流量は、前記第4流量と前記第5流量と前記第6流量との総流量に対して0.2%以上3%以下であり、
前記第2障壁層を形成する前記工程は、第7流量で供給される水素と第8流量で供給される窒素とを含む第3キャリアガスと、ガリウムと窒素とを少なくとも含み第9流量で供給される第3原料ガスと、によって、前記第2障壁層を形成することを含み、
前記第4流量と前記第5流量と前記第6流量との総流量に対する前記第4流量の割合は、前記第1流量と前記第2流量と前記第3流量との総流量に対する前記第1流量の割合よりも高く、
前記第7流量と前記第8流量と前記第9流量との総流量に対する前記第7流量の割合は、前記第4流量と前記第5流量と前記第6流量との総流量に対する前記第4流量の割合よりも低く、
前記第1障壁層の成長温度は、前記井戸層の成長温度よりも高く、
前記第2障壁層の成長温度は、前記第1障壁層の成長温度よりも低い半導体発光素子の製造方法。 - 前記井戸層の成長温度は、前記第2障壁層の成長温度と同じである請求項11記載の半導体発光素子の製造方法。
- 前記第2半導体層の成長温度は、前記井戸層の成長温度よりも高い請求項11または12に記載の半導体発光素子の製造方法。
- 前記発光層を形成する前記工程は、前記井戸層の上に第3障壁層を形成する工程をさらに含み、
前記第3障壁層を形成する前記工程は、第10流量で供給される水素と第11流量で供給される窒素とを含む第4キャリアガスと、ガリウムと窒素とを少なくとも含み第12流量で供給される第4原料ガスと、によって、第3障壁層を前記井戸層の上に形成する工程をさらに含み、
前記第10流量と前記第11流量と前記第12流量との総流量に対する前記第10流量の割合は、前記第4流量と前記第5流量と前記第6流量との総流量に対する前記第4流量の割合よりも低く、
前記第3障壁層の成長温度は、前記第1障壁層の成長温度よりも低い請求項11〜13のいずれか1つに記載の半導体発光素子の製造方法。 - 前記第3障壁層の成長温度は、前記井戸層の成長温度と同じである請求項14記載の半導体発光素子の製造方法。
- 前記第1流量と前記第2流量と前記第3流量との総流量と、前記第4流量と前記第5流量と前記第6流量との総流量と、が一定である請求項11〜15のいずれか1つに記載の半導体発光素子の製造方法。
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