JP6051901B2

JP6051901B2 - ｐ型ＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法

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Publication number: JP6051901B2
Application number: JP2013020551A
Authority: JP
Inventors: 上村　俊也; 俊也上村
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2013-02-05
Filing date: 2013-02-05
Publication date: 2016-12-27
Anticipated expiration: 2033-02-05
Also published as: JP2014154584A

Description

本発明は、ｐ型不純物がドープされたIII 族窒化物半導体をアニールしてｐ型不純物を活性化することによりｐ型III 族窒化物半導体を製造する方法に関する。

III 族窒化物半導体は、結晶成長中にｐ型不純物を供給する方法ではｐ型化しないことがよく知られている。ｐ型化のためには、ｐ型不純物がドープされたIII 族窒化物半導体に対しアニール処理をしてＭｇを活性化させる必要がある。

たとえば、III 族窒化物半導体からなる発光素子では、ＭＱＷ構造の発光層上にＭｇを供給しながら結晶成長させてｐ層を形成し、その後抵抗加熱式の熱処理炉によってアニールしてｐ層をｐ型化することが行われている。ｐ型化のアニール温度は、７００℃前後である。Ｍｇの活性化率向上のためにはなるべく高い温度でアニールすることが望ましいが、高温では発光層に熱ダメージがあるため、その折り合いで７００℃前後としているのである。

他のIII 族窒化物半導体にｐ型不純物をドープする方法としては、イオン注入がある。イオン注入によるｐ型不純物のドープでは、III 族窒化物半導体の結晶性が崩れてしまうので、注入したｐ型不純物を活性化させ結晶性を回復させるために、高い温度でのアニールを行う必要がある。イオン注入後のアニールは、特許文献１のように赤外線加熱を用いる方法がある。赤外線加熱を用いると、２００℃という低温でＭｇを活性化させることができると記載されている。

一方、特許文献２には、半導体装置の製造工程における加熱に、マイクロ波加熱を用いることが記載されている。また、特許文献３には、金属シリサイド層を有した半導体装置の製造において、熱伝導によるアニールを行った後、マイクロ波加熱によるアニールを行うことで、金属シリサイド層の接合リーク電流が低減されることが記載されている。また、特許文献４には、ＧａＡｓなどの化合物半導体にｐ型不純物をイオン注入後、マイクロ波加熱によってイオン注入によるダメージ領域を選択的に加熱して、イオン注入領域を電気的に活性化させることが記載されている。

特開２００４−１２８１８９特開２０１２−１２４４５６特開２０１２−１０９５０３特開昭６３−１７３３２１

しかし、ＭｇがドープされたIII 族窒化物半導体をｐ型化させるためのアニール温度は高いため、発光層への熱ダメージは避けられない。また、特許文献１のような赤外線加熱による方法では、効率が悪くＭｇの活性化率が低いという問題がある。また、特許文献２〜４のいずれにも、マイクロ波加熱をIII 族窒化物半導体のｐ活性化に用いる旨は記載・示唆されていない。

そこで本発明は、III 族窒化物半導体を少ない熱負荷で、かつ高い活性化率でｐ型化するｐ型III 族窒化物半導体の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、ｐ型不純物がドープされたIII 族窒化物半導体を成長温度８００〜９３０℃で形成し、III 族窒化物半導体上に、酸化インジウムスズ、亜鉛ドープの酸化インジウム、またはセリウムドープの酸化インジウムからなる透明電極を形成し、その後、窒素と酸素を含むガス雰囲気中、３００〜４５０℃でマイクロ波加熱し、ｐ型不純物を活性化することにより、III 族窒化物半導体をｐ型化するとともに、透明電極をアニールして透明電極の結晶性を向上させ、低抵抗化および高透過率化した、ことを特徴とするｐ型III 族窒化物半導体の製造方法である。

III 族窒化物半導体は、一般式Ａｌ_xＧａ_yＩｎ_zＮ（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０≦ｘ、ｙ、ｚ≦１）で表される半導体であり、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎの一部を他の第１３族元素（第３Ｂ族元素）であるＢやＴｌで置換したもの、Ｎの一部を他の第１５族元素（第５Ｂ族元素）であるＰ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉで置換したものをも含むものとする。より一般的には、Ｇａを少なくとも含むＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＧａＩｎＮを示す。

ｐ型不純物は、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｂｅなどである。特に活性化率の高さからＭｇを用いるのがよい。また、III 族窒化物半導体にはｐ型不純物以外にも不純物がドープされていてもよい。たとえばＳｉなどのｎ型不純物や、Ｍｎなどの磁性を制御するための不純物である。

III 族窒化物半導体にｐ型不純物をドープする方法としては、ｐ型不純物を供給しながらIII 族窒化物半導体を結晶成長させる方法（ＭＯＣＶＤ法、ＨＶＰＥ法、ＭＢＥ法などの結晶成長方法）や、ｐ型不純物をイオン注入する方法などを取ることができる。この２つの方法を組み合わせて用いてもよい。イオン注入する場合、III 族窒化物半導体全体にイオン注入する必要はなく、一部領域にのみイオン注入するようにしてもよい。たとえば、III 族窒化物半導体を複数の層で構成する場合に、複数の層のうち最表面の層にのみイオン注入をしてもよい。注入時の窒素の離脱を抑制するため、ｐ型不純物と同時に窒素をイオン注入してもよい。

ｐ型不純物をドープしたIII 族窒化物半導体上に透明電極を形成する場合には、マイクロ波加熱によってIII 族窒化物半導体のｐ型化と透明電極のアニールを同時に行うようにしてもよい。透明電極のアニールによって、結晶性が向上し、低抵抗化、高透過率化を図ることができる。透明電極は、ｐ型不純物をドープしたIII 族窒化物半導体上に直接接して設けてもよいし、何らかの層を挟んで間接的に設けてもよい。また、透明電極には、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＩＺＯ（亜鉛ドープの酸化インジウム）、ＩＣＯ（セリウムドープの酸化インジウム）などを用いることができる。

イオン注入によるｐ型不純物ドープの場合、イオン注入後に透明電極を形成して、その後マイクロ波加熱によってIII 族窒化物半導体のｐ型化と透明電極のアニールを同時に行うようにしてもよいし、透明電極形成後にIII 族窒化物半導体にイオン注入し、その後にｐ型化と透明電極のアニールを同時に行ってもよい。

マイクロ波加熱において用いるマイクロ波の周波数は、たとえば０．９〜２４．６ＧＨｚである。加熱時間は３〜３０分間とするのがよい。温度については、ｐ型不純物を供給しながらIII 族窒化物半導体を結晶成長させた場合には、３００〜４５０℃とすることが望ましく、イオン注入によりｐ型不純物をドープした場合には、４００〜６００℃とすることが望ましい。

窒素ガスを含むガスとしては、アルゴン、ネオン、クリプトンなどの希ガス、その他の不活性ガスを窒素に混合した混合ガスを用いることができる。透明電極の形成後にマイクロ波加熱を行う場合には、窒素に酸素を混合した混合ガス雰囲気としてもよい。

また、本発明のｐ型III 族窒化物半導体の製造方法は、発光素子、ｐｎダイオード、フォトダイオード、ＦＥＴ、ＨＦＥＴなどの各種半導体素子の製造方法に利用することができる。特に、発光素子の製造方法に利用するのが好適である。

マイクロ波加熱では、ｐ型不純物がドープされた領域、あるいは透明電極のみを優先的・効率的に加熱することができるので、エネルギー効率がよく、そのため従来の間接抵抗加熱に比べて低い温度でありながらも、実質的には従来の間接抵抗加熱による熱処理と同等、あるいはそれよりも高温で加熱することができる。その結果、ｐ型III 族窒化物半導体についてはｐ活性化率の向上、透明電極については抵抗の低減および透過率の向上を図ることができる。本発明を発光素子の製造に適用した場合には、光出力の向上、駆動電圧の低減を図ることができる。

さらに、実質的に高温で加熱することができる結果、コンタクト抵抗を十分に低減させることができるので、ｐ型III 族窒化物半導体を高温で成長させてコンタクト抵抗の低減を図る必要性がなくなる。よって、ｐ型III 族窒化物半導体の成長温度を従来よりも低くすることができる。発光素子の製造の場合であれば、ｐ型III 族窒化物半導体の成長温度の低減により、発光層への熱ダメージが低減されるため、光出力の向上を図ることができる。

実施例１の発光素子の製造工程を示した図。ｐ型化の工程を示したフローチャート。他のｐ型化の工程を示したフローチャート。実施例２の発光素子の製造工程を示した図。ｐ型化の工程を示したフローチャート。他のｐ型化の工程を示したフローチャート。ｐ型化の工程を示したフローチャート。

以下、本発明の具体的な実施例について、図を参照に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。

図１は、実施例１の発光素子の製造工程を示した図である。また、図２のフローチャートは、実施例１の発光素子の製造工程の一部（ｐ型化の前後の工程）を示したものである。以下、図１、２を参照に製造工程を説明する。

まず、サファイア基板１０を用意し、サファイア基板１０を水素雰囲気で加熱して表面の不純物を除去した。次に、サファイア基板１０上に、ＡｌＮからなるバッファ層（図示しない）を形成し、バッファ層上に、ＭＯＣＶＤ法によってｎ型層１１、発光層１２、ｐクラッド層１３を順に積層した（図１（ａ））。

ｎ型層１１、発光層１２、ｐクラッド層１３には、従来知られている種々の構造を用いることができる。

たとえば、ｎ型層１１として、サファイア基板１０側から順に、ｎコンタクト層、ＥＳＤ層、ｎクラッド層が積層された構造を用いることができる。ｎコンタクト層は、たとえば高濃度にＳｉがドープされたＧａＮからなる。また、ＥＳＤ層は、たとえば、ｎコンタクト層側から第１ＥＳＤ層、第２ＥＳＤ層からなり、第１ＥＳＤ層は、厚さ５０〜５００ｎｍで表面に２×１０⁸／ｃｍ²以上のピットを有したノンドープＧａＮ、第２ＥＳＤ層は、厚さ２５〜５０ｎｍのＳｉドープのＧａＮであってＳｉ濃度（／ｃｍ³）と膜厚（ｎｍ）の積で定義される特性値が０．９×１０²⁰〜３．６×１０²⁰（ｎｍ／ｃｍ³）である。また、ｎクラッド層は、たとえばノンドープＩｎＧａＮ、ノンドープＧａＮ、ＳｉドープＧａＮを順に積層させたものを１単位として、これを複数単位繰り返し積層させた超格子構造である。

また、発光層１２として、ＧａＮからなる障壁層とＩｎＧａＮからなる井戸層が繰り返し積層されたＭＱＷ構造を用いることができる。

また、ｐクラッド層１３として、たとえば、ＭｇドープＩｎＧａＮ、ＭｇドープＡｌＧａＮを繰り返して積層させた超格子構造を用いることができる。

ｎ型層１１の成長温度は、ｎコンタクト層が１０００〜１１００℃、ＥＳＤ層が８００〜９５０℃、ｎクラッド層が８００〜９００℃である。また、発光層１２の成長温度は、障壁層が８００〜９５０℃、井戸層が７００〜８００℃である。また、ｐクラッド層１３の成長温度は、８００〜９００℃である。

ＭＯＣＶＤ法において用いる原料ガスは、窒素源として、アンモニア（ＮＨ₃）、Ｇａ源として、トリメチルガリウム（Ｇａ（ＣＨ₃）₃）、Ｉｎ源として、トリメチルインジウム（Ｉｎ（ＣＨ₃）₃）、Ａｌ源として、トリメチルアルミニウム（Ａｌ（ＣＨ₃）₃）、ｎ型ドーパントガスとして、シラン（ＳｉＨ₄）、ｐ型ドーパントガスとしてシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｍｇ（Ｃ₅Ｈ₅）₂）、キャリアガスとしてＨ₂とＮ₂である。サファイア基板１０の表面には、結晶性向上、クラック防止、光取り出し効率の向上などを目的として、凹凸加工が施されていてもよい。また、サファイア基板１０以外にもＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯ、スピネル、などの基板を用いることができる。

次に、ｐクラッド層１３上に、ＭＯＣＶＤ法によって、ｐコンタクト層１４を形成した（図１（ｂ））。ｐコンタクト層１４は、従来知られている任意の構造を用いることができる。たとえば、ＭｇドープＧａＮからなる単層としてもよい。また、Ｍｇ濃度の異なるＧａＮからなる複数の層で構成し、ｐクラッド層１３側から離れた層ほどＭｇ濃度が大きい構成としてもよい。また、複数の層で構成する場合、最上層をＭｇドープＩｎＧａＮとしてコンタクト抵抗の低減を図ってもよい。また、ｐコンタクト層１４のＭｇ濃度についても、従来と同様の範囲とすることができ、たとえば１×１０¹⁹〜１×１０²¹／ｃｍ³とすることができる。

ｐコンタクト層１４の成長速度は、低温で成長させることによるピットの発生を抑制するため、１０ｎｍ／ｍｉｎ以下とすることが望ましい。

ｐコンタクト層１４の成長温度は、ｐ型化に間接抵抗加熱を用いる従来の場合の成長温度よりも低くすることができる。従来はコンタクト抵抗を抑えるために９５０〜１０５０℃程度としているが、実施例１においてはこれよりも低い温度でｐコンタクト層１４を成長させることができる。そのため、発光層１２への熱ダメージが軽減され、実施例１の発光素子の光出力の向上を図ることができる。このようにｐコンタクト層１４の成長温度を従来よりも低減できる理由は、ｐコンタクト層１４のｐ型化のためのアニールに、マイクロ波加熱を用いるためである。詳細は後述する。なお、ｐコンタクト層１４の成長温度は、ｐクラッド層１３の成長温度をｔ℃として（ｔ＋３０）℃以下とすることがより望ましい。発光層１２への熱ダメージがより軽減されるためである。ｐコンタクト層１４の成長温度の下限は、８００℃とするのがよい。これよりも低いとｐコンタクト層１４の結晶性が悪化してしまうためである。

次に、ｐコンタクト層１４上に、蒸着やスパッタなどによって、ＩＴＯからなる透明電極１５を形成した（図１（ｃ））。透明電極１５には、ＩＴＯ以外にもＩＺＯ（Ｚｎドープの酸化インジウム）、ＩＣＯ（セリウムドープの酸化インジウム）、などを用いることができる。

次に、ｐクラッド層１３、ｐコンタクト層１４のｐ型化、および透明電極１５のアニールを、以下のようにして同時に行った（図２のフローチャート参照）。まず、ウェハをマイクロ波加熱装置に導入し、窒素雰囲気でウェハに周波数５．８ＧＨｚのマイクロ波を照射して、３〜３０分間、３００〜４５０℃に加熱した。なお、ここでいう温度はパイロメータにより測定したウェハの温度の値である。ｐクラッド層１３、ｐコンタクト層１４や透明電極１５が優先的に加熱され、ｎ型層１１や発光層１２などの他の層はさほど加熱されない。このような加熱領域の選択性は、結晶中の水素の存在の有無に起因するものと考えられる。以上により、ｐクラッド層１３、ｐコンタクト層１４中のＭｇは活性化され、ｐクラッド層１３、ｐコンタクト層１４はｐ型化した。また同時に、透明電極１５がアニールされて結晶性が向上し、低抵抗化、高透過率化した。このように、ｐクラッド層１３、ｐコンタクト層１４のｐ型化と透明電極１５のアニールとを同時に行うことで製造工程の簡略化を図っている。

なお、マイクロ波加熱における雰囲気は上記のような窒素雰囲気に限るものではない。雰囲気は窒素を含むガス雰囲気であればよく、アルゴン、ネオン等の希ガスやその他の不活性ガスと窒素との混合ガスなどを用いることができる。また、酸素を混合してもよい。透明電極１５からの酸素の離脱を抑制するためである。また、マイクロ波の周波数は５．８ＧＨｚに限るものではなく、０．９〜２４．６ＧＨｚの範囲であればよい。より望ましい周波数は２．４０〜５．８８ＧＨｚである。また、加熱時間は５〜２０分間とすることがより望ましく、加熱温度は３５０〜４００℃とすることがより望ましい。

次に、透明電極１５側から所定の領域をドライエッチングしてｎ型層１１に達する深さの溝１６を形成した。そして、その溝１６の底面にｎ電極１７を形成し、透明電極１５上にはｐ電極１８を形成した（図１（ｄ））。なお、先に溝１６を形成した後に透明電極１５を形成するようにしてもよい。その後、ｎ電極１７、ｐ電極１８を間接抵抗加熱によりアニールしてコンタクト抵抗の低減を図った。以上により、実施例１の発光素子を製造した。

この実施例１の発光素子の製造方法では、マイクロ波加熱によってｐクラッド層１３、ｐコンタクト層１４のｐ型化を行っているため、ｐクラッド層１３、ｐコンタクト層１４が優先的・効率的に加熱される。そのため、ウェハ全体でみれば、従来の間接抵抗加熱によるｐ型化の温度よりも低い温度での加熱であるが、ｐクラッド層１３、ｐコンタクト層１４のみをみれば高い温度に加熱されており、実質的には従来の温度よりも高い温度で熱処理を行うことができる。従来の温度よりも低温であるため、発光層１２への熱ダメージを軽減することができる。また、実質的には従来の温度よりも高温であるため、Ｍｇの活性化率の向上を図ることができ、ｐクラッド層１３、ｐコンタクト層１４をより低抵抗化することができる。なお、マイクロ波加熱による温度（℃）を、従来の加熱温度（℃）のおよそ半分としたときに、光出力や駆動電圧等の特性は同等となった。

また、透明電極１５も同様に、マイクロ波加熱によって優先的に加熱されるため、実質的には従来の温度よりも高い温度で熱処理を行うことができる。そのため、低抵抗化、高透過率化を図ることができる。

また、ｐコンタクト層１４と透明電極１５とのコンタクト抵抗についても、従来よりも低下させることができる。

したがって、実施例１の発光素子は、光出力の向上と駆動電圧の低減を実現することができる。

さらに、ｐコンタクト層１４の成長温度を下げることによるコンタクト抵抗の上昇は、マイクロ波加熱によるコンタクト抵抗の低減によってカバーすることができる。よって、ｐコンタクト層１４の成長温度を従来よりも低くすることができ、その場合、従来と同様のコンタクト抵抗、あるいは従来よりも低いコンタクト抵抗とすることができる。成長温度を低くすることができる結果、発光層１２への熱ダメージを軽減することができ、光出力の向上を図ることができる。

なお、実施例１ではｐクラッド層１３、コンタクト層１４のｐ型化と透明電極１５のアニールを同時に行っているが、それぞれ別に行ってもよい。つまり、ｐクラッド層１３、コンタクト層１４の形成後に上記マイクロ波加熱によってｐ型化し、その後、透明電極１５を形成して上記と同様のマイクロ波加熱によってアニールを行うようにしてもよい（図３のフローチャート参照）。この場合、ｐ型化のマイクロ波加熱と、透明電極１５アニールのマイクロ波加熱とで、マイクロ波の周波数、加熱温度、加熱時間、雰囲気などの条件を異なるものとしてもよい。また、透明電極１５のアニールは必ずしも必要ではなく、コンタクト層１４のｐ型化のみを行い、透明電極１５の形成後にアニールを行わないようにしてもよい。

実施例２の発光素子の製造方法は、実施例１の発光素子の製造方法において、図１（ｂ）以降の工程を、以下に説明する工程に置き替えたものである。図４は、その置き替えた工程を示した図であり、図５は実施例２の工程におけるｐ型化の工程を詳細に示したフローチャートである。なお、実施例１の発光素子の構成と同様の構成については同一の符号を付している。

まず、実施例１の製造工程と同様にしてｐクラッド層１３を形成した後、ｐクラッド層１３上にＭＯＣＶＤ法によってｐコンタクト層２４を形成した（図４（ａ））。ｐコンタクト層２４は、たとえば、ノンドープＧａＮや、低濃度にＭｇがドープされたＧａＮからなる単層を用いることができる。また、ｐコンタクト層２４を複数の層で構成することもでき、たとえば、ｐクラッド層１３側から順に、ＭｇドープＧａＮ、ノンドープＧａＮを積層した構造を用いることができる。

ｐコンタクト層２４の成長温度は、実施例１のｐコンタクト層１４と同様に、ｐ型化に間接抵抗加熱を用いる従来の場合の成長温度よりも低くすることができる。従来はコンタクト抵抗を抑えるために９５０〜１０５０℃程度としているが、これよりも低い温度でｐコンタクト層２４を成長させることができる。そのため、発光層１２への熱ダメージが軽減され、実施例２の発光素子の光出力の向上を図ることができる。

次に、ｐコンタクト層２４に、Ｍｇをイオン注入した（図５のフローチャート参照）。ｐコンタクト層２４を複数の層で構成する場合、最上層のみにイオン注入してもよい。また、イオン注入時にＧａＮから窒素が離脱するのを抑制するために、ＭｇとともにＮをイオン注入してもよい。イオンの加速電圧は３ｋＶ〜１００ｋＶとし、ドーズ量は１×１０¹⁹〜５×１０¹⁹／ｃｍ³とした。

次に、ｐコンタクト層２４上に、蒸着やスパッタなどによって、ＩＴＯからなる透明電極１５を形成した（図４（ｂ））。

次に、ｐクラッド層１３、ｐコンタクト層１４のｐ型化、および透明電極１５のアニールを、マイクロ波加熱によって行った（図５参照）。ここで、加熱温度以外の各種条件は実施例１のマイクロ波加熱と同様とした。加熱温度は、４００〜６００℃とした。実施例１のマイクロ波加熱よりも高い温度としているのは、イオン注入によって乱れた結晶構造を回復させるためである。以上により、ｐクラッド層１３、ｐコンタクト層１４中のＭｇは活性化され、ｐクラッド層１３、ｐコンタクト層１４はｐ型化し、ｐコンタクト層２４の結晶性も回復する。また同時に、透明電極１５がアニールされて結晶性が向上し、低抵抗化、高透過率化する。

次に、透明電極１５側から所定の領域をドライエッチングしてｎ型層１１に達する深さの溝１６を形成した。そして、その溝１６の底面にｎ電極１７を形成し、透明電極１５上にはｐ電極１８を形成した（図４（ｃ））。なお、先に溝１６を形成した後に透明電極１５を形成するようにしてもよい。その後、ｎ電極１７、ｐ電極１８を間接抵抗加熱によりアニールしてコンタクト抵抗の低減を図った。以上により、実施例２の発光素子を製造した。

この実施例２の発光素子の製造方法では、ｐコンタクト層２４へのＭｇドープの方法として、実施例１のｐコンタクト層１４のような、Ｍｇを供給しながら結晶成長させる方法ではなく、結晶成長後にＭｇをイオン注入することでＭｇをドープする方法をとっている。この場合にも、実施例１と同様の効果を得られる。すなわち、ｐクラッド層１３、ｐコンタクト層２４、透明電極１５を優先的に加熱することができ、発光層１２への熱ダメージを軽減、ｐクラッド層１３、ｐコンタクト層２４の低抵抗化、透明電極１５の低抵抗化、高透過率化を図ることができる。

なお、実施例２ではｐクラッド層１３、ｐコンタクト層２４のｐ型化と透明電極１５のアニールを同時に行っているが、それぞれ別に行ってもよい。つまり、ｐクラッド層１３、コンタクト層２４を形成してｐコンタクト層２４にＭｇをイオン注入した後に、上記マイクロ波加熱によってｐ型化し、その後、透明電極１５を形成して上記と同様のマイクロ波加熱によってアニールを行うようにしてもよい（図６のフローチャート参照）。この場合、ｐ型化のマイクロ波加熱と、透明電極１５アニールのマイクロ波加熱とで、マイクロ波の周波数、加熱温度、加熱時間、雰囲気などの条件を異なるものとしてもよい。また、透明電極１５のアニールは必ずしも必要ではなく、コンタクト層２４のｐ型化のみを行い、透明電極１５の形成後にアニールを行わないようにしてもよい。

また、図７のフローチャートに示すように、ｐコンタクト層２４へのイオン注入の順を替えてもよい。つまり、ｐ型化のｐコンタクト層２４を形成後に、ｐコンタクト層２４上透明電極１５を形成し、次に、ｐコンタクト層２４へＭｇをイオン注入し、その後、マイクロ波加熱によって、ｐコンタクト層２４のｐ型化をしてもよい。

［その他各種変形例］
実施例１、２では、ｐ型不純物としてＭｇを用いたが、Ｍｇ以外にもＺｎ、Ｂｅ、Ｃａなどを用いることもできる。

また、実施例１、２の発光素子は、ｎ電極とｐ電極とを同一面側に設けたフェイスアップ型の素子であるが、フリップチップ型の素子や、基板リフトオフによって成長基板を除去したり、成長基板として導電性の基板を用いるなどして、主面に垂直な方向に導通をとる縦型の素子にも本発明のｐ型III 族窒化物半導体の製造方法は適用することができる。また、ｐｎダイオード、フォトダイオード、ＦＥＴ、ＨＦＥＴなどの発光素子以外の各種半導体素子の製造においても、本発明は適用可能である。

本発明は、III 族窒化物半導体からなる各種半導体素子を作製するのに利用することができる。

１０：サファイア基板
１１：ｎ型層
１２：発光層
１３：ｐクラッド層
１４、２４：ｐコンタクト層
１５：透明電極
１７：ｎ電極
１８：ｐ電極

Claims

ｐ型不純物がドープされたIII 族窒化物半導体を成長温度８００〜９３０℃で形成し、前記III 族窒化物半導体上に、酸化インジウムスズ、亜鉛ドープの酸化インジウム、またはセリウムドープの酸化インジウムからなる透明電極を形成し、その後、窒素と酸素を含むガス雰囲気中、３００〜４５０℃でマイクロ波加熱し、ｐ型不純物を活性化することにより、前記III 族窒化物半導体をｐ型化するとともに、前記透明電極をアニールして前記透明電極の結晶性を向上させ、低抵抗化および高透過率化した、
ことを特徴とするｐ型III 族窒化物半導体の製造方法。
前記III 族窒化物半導体へのｐ型不純物のドープは、ｐ型不純物を供給しながらIII 族窒化物半導体を結晶成長させることにより行う、ことを特徴とする請求項１に記載のｐ型III 族窒化物半導体の製造方法。
前記III 族窒化物半導体へのｐ型不純物のドープは、イオン注入により行う、ことを特徴とする請求項１に記載のｐ型III 族窒化物半導体の製造方法。
III 族窒化物半導体を成長温度８００〜９３０℃で形成し、前記III 族窒化物半導体上に、酸化インジウムスズ、亜鉛ドープの酸化インジウム、またはセリウムドープの酸化インジウムからなる透明電極を形成後、そのIII 族窒化物半導体にｐ型不純物をイオン注入し、
その後、窒素と酸素を含む雰囲気中、４００〜６００℃でマイクロ波加熱することによって、ｐ型不純物を活性化して、前記III 族窒化物半導体をｐ型化するとともに、前記透明電極をアニールして前記透明電極の結晶性を向上させ、低抵抗化および高透過率化した、
ことを特徴とするｐ型III 族窒化物半導体の製造方法。
前記マイクロ波加熱は、３〜３０分間行う、ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のｐ型III 族窒化物半導体の製造方法。
前記マイクロ波加熱は、周波数０．９〜２４．６ＧＨｚのマイクロ波を照射して行う、ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のｐ型III 族窒化物半導体の製造方法。
前記III 族窒化物半導体は、１０ｎｍ／ｍｉｎ以下の成長速度で成長させる、ことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のｐ型III 族窒化物半導体の製造方法。