WO2006075511A1 - ＧａＮ系半導体発光素子及びその製造方法 - Google Patents

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WO2006075511A1
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layer
semiconductor layer
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Hiroyuki Okuyama
Goshi Biwa
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Sony Corporation
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Definitions

  • GaN-based semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof
  • the present invention relates to a GaN-based semiconductor light emitting device and a method for manufacturing the same.
  • the lattice constant of the InGaN crystal is A little larger than the lattice constant of GaN crystal. Therefore, an n-type GaN layer whose top surface is parallel to the C surface, an active layer made of InGaN whose top surface is parallel to the C surface, and a p-type GaN layer whose top surface is parallel to the C surface are stacked. If so, a compression pressure is applied to the active layer. As a result, piezo spontaneous polarization occurs in the thickness direction of the active layer, and the emission wavelength from such a light emitting diode shifts, and the phenomena such as increase in operating voltage, decrease in light emission efficiency, and luminance saturation occur.
  • LED light emitting diode
  • a technique for suppressing the phenomenon in which piezo spontaneous polarization occurs in the thickness direction of the active layer is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-158294.
  • the top surface of the active layer is, for example, parallel to the A plane, or parallel to the M plane, or alternatively ⁇ 2-1_14 ⁇ When parallel to the surface, piezo spontaneous polarization is said to occur in a direction perpendicular to the thickness direction of the active layer.
  • the dislocation proceeds only in the lateral direction along with the growth of the GaN-based compound semiconductor layer, and in the longitudinal direction (thickness direction) of the GaN-based compound semiconductor layer. Since it does not penetrate, a GaN-based compound semiconductor layer with a low crystal defect density can be obtained.
  • One force of such ELOG method is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-100579.
  • growth nuclei made of nitride semiconductor power are formed in periodic stripes, islands, or lattices on a different substrate different from the nitride semiconductor.
  • a protective film is formed above the growth nucleus, and a nitride semiconductor layer is further grown.
  • Patent Document 1 JP 2003-158294 A
  • Patent Document 2 JP 2002-100579
  • the GaN-based compound semiconductor layer formed on the C-plane of the sapphire substrate based on the ELOG growth method has a C-plane on the top surface and an A-plane on the side surface. That is, the top surface of the GaN-based compound semiconductor layer is parallel to the ⁇ 0001 ⁇ plane of the GaN-based compound semiconductor crystal, and the side surface of the GaN-based compound semiconductor layer is the GaN-based compound semiconductor crystal.
  • ⁇ h "k i I> plane is expressed as hk-il> direction and h-kil> direction in this specification.
  • the first object of the present invention is to suppress the occurrence of piezo spontaneous polarization in the thickness direction of the active layer, and to reduce the driving voltage of the light emitting diode.
  • An object is to provide an aN-based semiconductor light-emitting device.
  • the second object of the present invention is to provide a method for manufacturing a GaN-based semiconductor light-emitting element capable of forming a GaN-based compound semiconductor layer with a low crystal defect density. is there.
  • a GaN-based semiconductor light-emitting device for achieving the first object is
  • A a first GaN-based compound semiconductor layer having a top surface parallel to the A surface and having the first conductivity type
  • the GaN-based semiconductor light-emitting device for achieving the first object described above,
  • a compound semiconductor has a cation (for example, Ga) and an anion (for example, N) force, Ga is +3 valence, and N is +5 valence or -3 valence. And the part where many Ga atoms and N atoms appear and the part where few atoms exist is called a polar face. For example, in the C + plane, the Ga plane and N plane appear alternately and grow at this time, and a directivity appears between the + valent cation and the monovalent anion perpendicular to the plane. This is polarity.
  • the arrangement of atoms of Ga and N atoms has objectivity, and it is said that it is nonpolar because there is no bias or directionality of one atom. Is called a nonpolar surface.
  • the nonpolar plane unlike the A plane, there is no symmetry perpendicular to the plane of the cation or anion.
  • nonpolar surfaces in the present specification include an A plane that is a ⁇ 11-20 ⁇ plane, an M plane that is a ⁇ 1-100 ⁇ plane, and a ⁇ ll — 2n ⁇ plane. be able to.
  • the ⁇ l l _ 2n ⁇ plane means a nonpolar plane that forms 40 degrees with respect to the C plane.
  • piezo spontaneous polarization does not occur in the thickness direction of the active layer. Only the spontaneous polarization occurs in a direction substantially perpendicular to the thickness direction of the active layer (for example, 90 degrees or 90 degrees ⁇ 5 degrees).
  • the first base GaN-based compound semiconductor layer is formed on the top surface and the mask layer of the first base GaN-based compound semiconductor layer, and the second base GaN-based compound semiconductor layer whose top surface is parallel to the A-plane. Laterally epitaxy from the top surface, and then (e) On the second underlayer GaN compound semiconductor layer,
  • a first GaN-based compound semiconductor layer having a top surface parallel to the A surface and having the first conductivity type
  • a contact layer made of a GaN-based compound semiconductor and having a top surface parallel to the A surface is sequentially formed.
  • Each step is provided at least.
  • the first base GaN-based compound semiconductor layer is formed on the top surface and the mask layer of the first base GaN-based compound semiconductor layer with the second base GaN-based compound semiconductor layer being parallel to the M-plane. The top surface force of the lateral growth, and then
  • a first GaN-based compound semiconductor layer having a top surface parallel to the M-plane and having a first conductivity type
  • a contact layer made of a GaN-based compound semiconductor and having a top surface parallel to the M-plane is sequentially formed.
  • Each step is provided at least.
  • step (b) Manufacturing method of GaN-based semiconductor light-emitting device according to first or second aspect of the present invention (hereinafter, these are collectively referred to simply as a manufacturing method of a GaN-based semiconductor light-emitting device of the present invention)
  • the first underlying GaN-based compound semiconductor layer is laterally epitaxially grown from each seed layer, and the opposing side surfaces of the first underlying GaN-based compound semiconductor layers are in contact with each other.
  • the lateral epitaxial growth was stopped,
  • the second underlying GaN-based compound semiconductor layer is laterally epitaxially grown, and the third underlying GaN-based compound semiconductor layer is laterally expanded from the opposing side surfaces of the first underlying GaN-based compound semiconductor layer.
  • Directional epitaxial growth is preferred, but not limited to this.
  • the distance between the opposing side surfaces of the first underlayer GaN-based compound semiconductor layer is L, and the formation pitch of the plurality of seed layers is P.
  • GaN from sapphire substrate and LiAlO substrate
  • the second electrode is formed on the contact layer after forming the contact layer.
  • the projected image of the second electrode may be included in the projected image of the portion of the second underlying GaN-based compound semiconductor layer formed on the top surface of the first underlying GaN-based compound semiconductor layer.
  • the seed layer is shaped like a band with a width W and the mask is masked.
  • the planar shape of the layer is a strip of width W, the formation pitch of multiple seed layers is P, and the width of the second electrode
  • the GaN-based compound semiconductor layer after forming the second GaN-based compound semiconductor layer, the seed layer, the first base layer It is preferable that the GaN-based compound semiconductor layer (and the third base GaN-based compound semiconductor layer) be peeled off from the R surface of the sapphire substrate or the LiAlO substrate.
  • the seed layer, the first underlayer GaN It is preferable to remove the first compound semiconductor layer, the (third base GaN compound semiconductor layer), the second base GaN compound semiconductor layer, and the mask layer to expose the first GaN compound semiconductor layer. More preferably, it is more preferable to form the first electrode on the exposed first GaN-based compound semiconductor layer.
  • the lateral epitaxial growth of the first underlying GaN-based compound semiconductor layer is performed using organic gallium. It is preferably carried out by a metal organic chemical vapor deposition method (MOCVD method) using a source gas and a nitrogen source gas.
  • MOCVD method metal organic chemical vapor deposition method
  • the V / III ratio that is the supply molar ratio of the nitrogen source gas to the organic gallium source gas is 1 ⁇ 10 to 3 ⁇ 10 3 , preferably 1 ⁇ 10 2 to 1 ⁇ 10 3
  • a sapphire substrate or a LiAlO substrate lcm 2 per supply moles of organic gallium source gas per minute 0. 5 X 10- 6 mole 'cm- 2' min 1 to 5 X 10- 6 mol •
  • the pressure of the nitrogen source gas is set to 1 X 10 3 Pa to 3 X 10 4 Pa, preferably 1 X It is preferably 10 3 Pa to 1 ⁇ 10 4 Pa.
  • the pressure of the nitrogen source gas refers to the pressure in the region where the GaN-based compound semiconductor layer is formed in the deposition chamber for forming the GaN-based compound semiconductor layer in the MOCVD apparatus.
  • nitrogen source gas pressure is used in the same meaning.
  • the second underlying GaN-based compound semiconductor layer (and the third underlying GaN)
  • the lateral epitaxial growth of the compound-based compound semiconductor layer is preferably performed by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method using an organic gallium source gas and a nitrogen source gas.
  • MOCVD metal organic chemical vapor deposition
  • the supply molar ratio of the nitrogen source gas to the organic gallium source gas is It is preferred that the V / III ratio is 1 X 10 to 3 X 10 3 , preferably 1 X 10 2 to 1 X 10 3 , or in this case, the metal organic chemical vapor deposition method is used.
  • the second base GaN compound semiconductor layer and the third base GaN compound semiconductor layer Directional epitaxial growth can be performed reliably and stably.
  • the planar shape of the seed layer and the mask layer is a band shape. It is desirable that the projected image of the seed layer and the projected image of the mask layer be parallel. Further, it is desirable that the projected image of the seed layer is included in the projected image of the mask layer. Further, when the width of the seed layer is W and the width of the mask layer is W, 1 ⁇ W / W, preferably 1 ⁇ / W
  • the crystal defect density in the obtained second underlayer GaN-based compound semiconductor layer can be surely reduced.
  • the extending direction of the band-shaped seed layer is preferably 1-100> direction.
  • the present invention includes a method for manufacturing a GaN-based semiconductor light-emitting device of the present invention including the various preferred embodiments and configurations described above (further, these may be collectively referred to simply as “the present invention” hereinafter).
  • the GaN-based compound semiconductor composing the contact layer is In Ga N (including A1
  • the value of X satisfies, for example, 0.01 ⁇ X ⁇ 0.3.
  • the contact layer may or may not be doped with impurities as impurities.
  • the first conductivity type is n-type and the second conductivity type is p-type.
  • the Mg atom concentration in the contact layer is preferably l ⁇ 10 19 / cm 3 to 1 ⁇ 10 21 / cm 3 .
  • the second GaN-based compound semiconductor layer has the first conductivity type n-type and the second conductivity type p-type.
  • the Mg atom concentration in is preferably from 1 ⁇ 10 19 / cm 3 to 1 ⁇ 10 21 / cm 3 , and preferably from 5 ⁇ 10 19 / cm 3 to 2 ⁇ 10 2 ° / cm 3 .
  • the active layer is a single In GaN layer or ZGaN layer.
  • Quantum well structure or multiple layers of 2 to 5 In GaN layers / GaN layers
  • the value of Y satisfies, for example, 0.13 ⁇ Y ⁇ 0.20 when the emission wavelength power is 40 nm to 470 nm, and 0.20 ⁇ Y ⁇ when the emission wavelength is 500 nm to 530 nm. It is desirable to satisfy 0.30.
  • Lateral epitaxial growth means the ELOG growth method (Epitaxial Lateral OverGrowh method).
  • a surface growth if the top surface is parallel to the A surface, it is referred to as “A surface growth”, and if the top surface is parallel to the M surface, it is referred to as “M surface growth”, and the top surface is parallel to the C surface. If there is, it is called “C-plane growth”.
  • the A plane, M plane, ⁇ 11 2n ⁇ plane, C plane, R plane, and S plane in the hexagonal system are shown in FIGS. 6A to 6D, respectively.
  • the top surface of the GaN-based compound semiconductor layer parallel to the R surface, the A surface, the M surface, the nonpolar surface, etc. of the sapphire substrate is within an off-angle soil of 5 (degrees). A face is included.
  • first GaN-based compound semiconductor layer the active layer, the second GaN-based compound semiconductor layer, and the first base GaN-based compound semiconductor layer
  • Compound semiconductor layer, second underlayer GaN-based compound semiconductor layer and third underlayer GaN-based compound semiconductor layer include GaN layer, AlGaN layer, InGaN layer, AlInGaN layer, and boron (B) atoms in these compound semiconductor layers.
  • a GaN-based compound semiconductor layer containing thallium (T1) atoms can be given.
  • the seed layer made of a GaN-based compound semiconductor is an R surface of a sapphire substrate or LiAlO.
  • the GaN compound semiconductor layer is formed by lithography and etching technology. It can be obtained by patterning a compound semiconductor layer.
  • the seed layer having the GaN compound semiconductor force is formed on the R surface of the sapphire substrate or the LiAlO substrate, and the GaN compound semiconductor layer (for example, GaN whose top surface is parallel to the A surface).
  • a GaN layer whose top surface is parallel to the M-plane), and a non-growth layer (a layer on which the GaN-based compound semiconductor layer does not grow) is formed on the GaN layer, followed by lithography and etching.
  • This non-growth layer can be patterned by technology to expose the GaN-based compound semiconductor layer.
  • the material constituting the non-growth layer may be appropriately selected from the materials constituting the mask layer described later. Examples of the method for forming the GaN-based compound semiconductor layer constituting the seed layer include MOCVD, molecular beam epitaxy (MBE), and hydride vapor phase epitaxy in which halogen contributes to transport or reaction.
  • GaN-based compound semiconductor layer does not occur on the mask layer.
  • the second underlying GaN-based compound semiconductor layer begins to be formed on the top surface of the first underlying GaN-based compound semiconductor layer, and then extends over the mask layer.
  • the specific structure of the mask layer includes a silicon oxide layer (SiO layer), a silicon nitride layer (SiN layer), a TaO layer, a ZrO layer, an A1N layer, an AlO layer, and a laminated structure of these layers (for example, from below) ,
  • high-melting-point metal material layers such as silicon oxide layers and silicon nitride layers), Ni layers, and tungsten layers, and chemical vapor deposition (CVD), or vacuum deposition and sputtering, for example. It can be formed by the physical vapor deposition method (PVD method).
  • the first GaN-based compound semiconductor layer, the active layer, the second GaN-based compound semiconductor layer, and the contact layer examples include MOCVD method, MBE method, hydride vapor phase growth method in which halogen contributes to transport or reaction.
  • organic gallium source gases include trimethyl gallium (TMG) gas and triethyl gallium (TEG ) Gas, and the ability to list ammonia gas and hydrazine gas as nitrogen source gas.
  • TMG trimethyl gallium
  • TAG triethyl gallium
  • the combination of the first conductivity type and the second conductivity type may include a combination of n type and p type, or a combination of p type and n type.
  • silicon (Si) may be added as an n-type impurity
  • p-type Add magnesium (Mg) as an impurity.
  • trimethylaluminum (TMA) gas can be used as the A1 source, and trimethylindium (TM I) Use gas.
  • monosilane gas (SiH gas) can be used as the Si source, and cyclopentadenyl magnesium gas can be used as the Mg source.
  • Ge, Se, Sn, C, Ti can be cited as n-type impurities in addition to Si, and Zn, Cd, Be, Ca, Ba, other than Mg as p-type impurities. Yes.
  • the second electrode when the second conductivity type is p-type, is platinum (Pt), nickel (Ni), gold (Au), and silver if palladium. It is preferable to have a single-layer configuration or a multi-layer configuration including at least one metal selected from the group consisting of (Ag).
  • the first electrode is gold (Au), A1 (aluminum), Ti (titanium), tungsten (W), Cu (copper), Zn (zinc), tin ( It is desirable to have a single layer configuration or a multilayer configuration containing at least one metal selected from the group consisting of Sn) and Indium (In), for example, Ti / Au, Ti / Al, Ti / Pt The power to illustrate / Au S.
  • the first electrode and the second electrode can be formed by a PVD method such as vacuum evaporation.
  • the seed layer, the first underlying GaN-based compound semiconductor layer (and the third underlying GaN-based compound semiconductor layer) The sapphire substrate is peeled off from the R-plane or LiAlO substrate via a sapphire substrate or LiAlO substrate, the sapphire substrate or LiAlO substrate and the seed layer, the first underlying GaN compound semiconductor layer (and the third And a method of irradiating a laser beam (for example, a KrF excimer laser beam having a wavelength of 248 nm) to the interface with the underlying GaN-based compound semiconductor layer.
  • a laser beam for example, a KrF excimer laser beam having a wavelength of 248 nm
  • the compound semiconductor layer, the second base GaN compound semiconductor layer, and the mask layer etching method, polishing method, etching method and combined polishing method can be mentioned.
  • Examples of the GaN-based semiconductor light-emitting device of the present invention or a light-emitting device obtained based on the manufacturing method thereof include a light-emitting diode (LED) and a semiconductor laser (LD).
  • LED light-emitting diode
  • LD semiconductor laser
  • the laminated structure of the GaN-based compound semiconductor layer has a light-emitting diode structure or a laser structure, there are no particular restrictions on the type and composition of the GaN-based compound semiconductor, and there are no particular restrictions on the structure and configuration of the GaN-based compound semiconductor layer. No.
  • each GaN-based compound semiconductor layer constituting the GaN-based semiconductor light-emitting element is parallel to the A-plane, the M-plane, or the nonpolar plane. Even when zo spontaneous polarization occurs, piezo spontaneous polarization does not occur in the thickness direction of the active layer, and piezo spontaneous polarization occurs in a direction substantially perpendicular to the thickness direction of the active layer. It is possible to suppress the occurrence of a shift in the wavelength of light emitted from the diode, or the occurrence of phenomena such as an increase in operating voltage, a decrease in light emission efficiency, and luminance saturation. In addition, since the contact layer is formed between the second GaN-based compound semiconductor layer formed on the active layer and the second electrode, the drive voltage can be reliably reduced.
  • the A-plane growth and M-plane growth of a GaN compound semiconductor layer can be performed on the R surface of a sapphire substrate or a LiAlO substrate.
  • the obtained GaN compound semiconductor layer has a crystal defect. Is extremely contained, and there are irregularities on the surface. Therefore, if an active layer or the like having a GaN-based compound semiconductor layer force is formed on the GaN-based compound semiconductor layer as it is, the unevenness is further enlarged, and the light emission of the obtained GaN-based semiconductor light-emitting element may be extremely weakened. is there.
  • the first underlying GaN-based compound semiconductor layer is epitaxially grown in the lateral direction, basically, the first underlying GaN-based compound semiconductor layer having an extremely low crystal defect density can be obtained.
  • the portion of the first base GaN compound semiconductor layer grown on the seed layer The crystal defect density is high. Therefore, in the method for manufacturing a GaN-based semiconductor light-emitting device of the present invention, the top surface of the portion of the first base GaN-based compound semiconductor layer grown on the seed layer where the crystal defect density is high is covered with a mask layer. In this state, a second base GaN compound semiconductor layer is formed on the top surface of the first base GaN compound semiconductor layer. As a result, the crystal defect density in the obtained second underlying GaN-based compound semiconductor layer is extremely low as a whole.
  • the top surface of the second underlayer GaN-based compound semiconductor layer obtained in this way is parallel to the A surface, M surface, or nonpolar surface, and the side surface is the C surface. Therefore, the first GaN compound semiconductor layer, the active layer made of the GaN compound semiconductor, the second GaN compound semiconductor layer, and the contact layer are sequentially formed on the second base GaN compound semiconductor layer. At the same time, these top surfaces are parallel to the A, M, or nonpolar surface, and the side surfaces (for example, C surface) are perpendicular to the interface.
  • piezo spontaneous polarization occurs in the active layer, piezo spontaneous polarization does not occur in the thickness direction of the active layer, and piezo spontaneous polarization occurs in a direction substantially perpendicular to the thickness direction of the active layer. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a shift in the emission wavelength, or the occurrence of phenomena such as an increase in operating voltage, a decrease in light emission efficiency, and luminance saturation.
  • the thermal expansion coefficient in the c-axis direction of the GaN-based compound semiconductor crystal is extremely smaller than the thermal expansion coefficient of a sapphire substrate or the like. Therefore, the GaN-based compound semiconductor layer may be peeled off from the sapphire substrate or the like due to a large change in temperature. Therefore, in step (b), the first underlying GaN-based compound semiconductor layer is grown by the seed layer force laterally epitaxially, and the opposing side surfaces of each first underlying GaN-based compound semiconductor layer are in contact with each other.
  • the GaN-based compound semiconductor layer is made of sapphire due to the difference in thermal expansion coefficient when the sapphire substrate or the like is cooled to form a mask layer. It is possible to reliably prevent peeling from the substrate etc.
  • FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional view of a GaN-based semiconductor light-emitting element of Example 1 or Example 4.
  • FIG. 2A is a schematic partial end view of a sapphire substrate and the like for explaining a method for manufacturing a GaN-based semiconductor light-emitting element of Example 1 or Example 4.
  • FIG. 2B is a schematic partial end view of a sapphire substrate and the like for explaining a method for manufacturing the GaN-based semiconductor light-emitting element of Example 1 or Example 4.
  • FIG. 2C is a schematic partial end view of a sapphire substrate and the like for explaining a method for manufacturing the GaN-based semiconductor light-emitting element of Example 1 or Example 4.
  • FIG. 2D is a schematic partial end view of a sapphire substrate and the like for illustrating a method for manufacturing the GaN-based semiconductor light-emitting element of Example 1 or Example 4.
  • FIG. 3A is a schematic partial end view of a sapphire substrate and the like for illustrating a method for manufacturing a GaN-based semiconductor light-emitting element of Example 2 or Example 5.
  • FIG. 3B is a schematic partial end view of a sapphire substrate and the like for illustrating a method for manufacturing the GaN-based semiconductor light-emitting element of Example 2 or Example 5.
  • FIG. 3C is a schematic partial end view of a sapphire substrate and the like for explaining a method for manufacturing the GaN-based semiconductor light-emitting element of Example 2 or Example 5.
  • FIG. 3D is a schematic partial end view of a sapphire substrate and the like for illustrating a method for manufacturing the GaN-based semiconductor light-emitting element of Example 2 or Example 5.
  • FIG. 4 shows the number of quantum wells in the quantum wells constituting the active layer in Example 2.
  • FIG. 6 is a graph showing the results of examining the relationship of driving voltage of a GaN-based semiconductor light emitting device.
  • FIG. 5 is a schematic partial end view of a sapphire substrate and the like for explaining a modification of the method for forming a seed layer in the method for manufacturing a GaN-based semiconductor light emitting device of Examples 1 to 6. It is.
  • FIG. 6A is a diagram for explaining each surface in a hexagonal crystal.
  • FIG. 6B is a diagram for explaining each surface in a hexagonal crystal.
  • FIG. 6C is a diagram for explaining each surface in a hexagonal crystal.
  • FIG. 6D is a diagram for explaining each surface in a hexagonal crystal.
  • Example 1 relates to a GaN-based semiconductor light-emitting device according to the first and third aspects of the present invention, and a method for manufacturing a GaN-based semiconductor light-emitting device according to the first aspect of the present invention.
  • FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of the GaN-based semiconductor light-emitting device of Example 1, more specifically, a light-emitting diode (LED).
  • LED light-emitting diode
  • the GaN-based semiconductor light-emitting device of Example 1 has a structure in which a first GaN-based compound semiconductor layer 21, an active layer 22, a second GaN-based compound semiconductor layer 23, and a contact layer 24 are stacked.
  • the top surface of the first GaN-based compound semiconductor layer 21 is parallel to the A plane or the nonpolar plane, and has the first conductivity type (specifically, n-type).
  • the active layer 22 is formed on the first Ga N-based compound semiconductor layer 21, and the top surface thereof is parallel to the A plane or the nonpolar plane.
  • the In GaN layer ZGaN layer (Y 0.20) multiple quantum well structure
  • the second GaN-based compound semiconductor layer 23 is formed on the active layer 22, and the top surface thereof is parallel to the A-plane or the nonpolar plane, and the second conductivity type (specifically, p-type). ). More specifically, the Mg atom concentration in the second GaN-based compound semiconductor layer 23 is 8 ⁇ 10 19 / cm 3 .
  • the top surface is parallel to the A surface or nonpolar surface.
  • the Mg atom concentration in the contact layer 24 is 5 ⁇ 10 19 / cm 3 .
  • Example 1 the first electrode 25 is formed on the first GaN-based compound semiconductor layer 21, and the second electrode 26 is formed on the contact layer 24.
  • FIGS. 2A to 2D are schematic partial end views of a sapphire substrate and the like.
  • the gas flow rate (unit: SLM) in the following description of each embodiment performs the described based at, by multiplying the coefficient to the gas flow rate, supply the number of moles of gas (unit: 10-6 mole 'cm- 2 -min— 1 ) can be obtained.
  • the gas flow rate 1SLM is 4. a 5 X 10- 2 mole 'min- 1, coefficients may further be obtained by dividing this value by equivalence area S, in Example 1, an equivalent The area S was 60 cm 2 .
  • a plurality of seed layers 11 made of a GaN-based compound semiconductor and spaced apart from each other are formed on the R surface of a sapphire substrate 10 (indicated by the substrate 10 in the drawing) (see FIG. 2A).
  • the R plane of the sapphire substrate 10 is the ⁇ 1 ⁇ 102 ⁇ plane.
  • the sapphire substrate 10 is carried into a MOCV D apparatus, trimethyl gallium (TMG) gas is used as the organic gallium source gas, and ammonia gas is used as the nitrogen source gas.
  • TMG trimethyl gallium
  • a semiconductor layer is formed on the R surface of the sapphire substrate 10. Specifically, a GaN layer whose top surface is parallel to the A surface is formed on the R surface of the sapphire substrate 10. However, this GaN-based compound semiconductor layer has high density defects such as stacking faults.
  • the sapphire substrate 10 is unloaded from the MOCVD apparatus, and based on the lithography technique and the RIE technique, the GaN-based compound semiconductor layer is patterned so that the planar shape becomes a band shape, thereby providing a plurality of separated seed layers 11.
  • seed layer 1 1 extends in the direction of 1-100>, and the planar shape of seed layer 1 1 is formed into a band with a width W to form a plurality of seed layers
  • a first underlayer GaN compound semiconductor layer 12 whose top surface 12 A is parallel to the A surface and side surface 12 B is parallel to the C surface is laterally epitaxially grown from each seed layer 11 (See Figure 2B).
  • the lateral epitaxial growth of the first underlying GaN-based compound semiconductor layer 12 is performed. Cancel.
  • the sapphire substrate 10 is again carried into the MOC VD apparatus, based on the MOCVD method using trimethylgallium (TMG) gas as the organic gallium source gas and ammonia gas as the nitrogen source gas, A first underlying GaN-based compound semiconductor layer 12 whose top surface 12A is parallel to the A surface and whose side surface 12B is parallel to the C surface is laterally epitaxially grown from each seed layer 11.
  • TMG trimethylgallium
  • V / III ratio about 500
  • Nitrogen source gas pressure l X 10 4 Pa
  • the top surface of the first underlayer GaN-based compound semiconductor layer 12 was an S plane, a ⁇ 1-101 ⁇ plane.
  • the sapphire substrate 10 is unloaded from the MOCVD apparatus, and a mask layer 13 is formed on the top surface 12A of the first base GaN compound semiconductor layer 12 located above the seed layer 11 (see FIG. 2C).
  • the mask layer 13 has a laminated structure of a silicon oxide layer and a silicon nitride layer from the bottom, and can be formed based on a plasma CVD method, a lithography technique, and a wet etching technique.
  • the width W of the mask layer 13 whose planar shape is a band is 16 ⁇ . That is
  • the center line of the mask layer 13 is positioned directly above the center line of the seed layer 11, and the center line of the mask layer 13 is not positioned directly above the center line of the seed layer 11. May be located. That is, depending on the growth conditions of the first underlayer GaN-based compound semiconductor layer 12, crystal defects in the portion of the first underlayer GaN-based compound semiconductor layer 12 located on the seed layer 11 may cause the centerline of the seed layer 11.
  • the first GaN-based compound semiconductor layer 12 may be generated more in the 0001> direction than the first underlayer, or may be generated more in the ⁇ 000 _ 1> direction.
  • the center line of the mask layer 13 is positioned at a position other than directly above the center line of the layer 11, and crystal defects in the portion of the first underlayer GaN-based compound semiconductor layer 12 positioned on the seed layer 11 are removed. Adjust the position of the mask layer 13 to cover as much as possible, and form the mask layer 13
  • the first underlayer GaN-based compound semiconductor layer 12 located on the seed layer 11 If it is difficult to identify crystal defects in the film, the first underlayer GaN-based compound semiconductor layer 12 having a thickness of about 1 ⁇ m is further formed under the film formation conditions illustrated in Table 2 below. Pits are likely to occur in the crystal defect portion of the underlying GaN-based compound semiconductor layer 12, and the crystal defect can be easily identified.
  • Nitrogen source gas pressure 9 X 10 4 Pa
  • the second base GaN system in which the top surface 14A is parallel to the A surface and the side surface 14B is parallel to the C surface.
  • the compound semiconductor layer 14 is laterally epitaxially grown from the top surface 12A of the first underlayer GaN-based compound semiconductor layer 12 (see FIG. 2D).
  • the sapphire substrate 10 is carried into the MOCVD apparatus again, and the top surface 14 is formed based on the MOCVD method using trimethylgallium (TMG) gas as the organic gallium source gas and ammonia gas as the nitrogen source gas.
  • TMG trimethylgallium
  • a second base GaN compound semiconductor layer 14 having A parallel to the A plane and side 14B parallel to the C plane is formed from the top surface 12A of the first base GaN compound semiconductor layer 12.
  • the second underlayer GaN-based compound semiconductor layer 14 is grown in the lateral direction. Deposition conditions should be the same as in Table 1.
  • a GaN-based compound semiconductor layer can be formed.
  • the first GaN compound semiconductor layer 21 (specifically, for example, on the second base GaN compound semiconductor layer 14 without lowering the sapphire substrate 10 to a low temperature) GaN layer doped with Si, about lxm thick), active layer 22 made of GaN compound semiconductor (specifically, for example, InGaN layer with thickness of 2 to 3 nm / thickness 7
  • MQW structure Multiple quantum well structure with GaN layers of ⁇ 20nm stacked, second GaN compound semiconductor layer 23 (specifically, for example, A1 with a thickness of 5-20nm doped with Mg GaN layer, Mg-doped lOOnm thick GaN layer), contact layer 24 (specifically, Mg-doped lOnm InGaN layer, for example), in order, well-known MOCV
  • the first GaN-based compound semiconductor layer is desirably formed under the growth conditions shown in Table 3 below in which crystal defects are reduced.
  • Nitrogen source gas pressure 5 X 10 4 Pa or more
  • the second electrode 26 is formed on the contact layer 24.
  • the second electrode 26 has a laminated structure of N ring / Ag layer / Au layer, and can be formed by a vacuum deposition method.
  • the second electrode 26 is formed above the portion of the second base GaN-based compound semiconductor layer 14 formed on the top surface 12A of the first base GaN-based compound semiconductor layer 12.
  • the projected image of the second electrode 26 is included in the projected image of the second underlying GaN-based compound semiconductor layer 14 formed on the top surface 12A of the first underlying GaN-based compound semiconductor layer 12.
  • the planar shape of the second electrode 26 can be a band, a circle, an ellipse, etc., and the width W of the second electrode 26 (with the same width as the mask layer 13).
  • the second electrode 26 is preferably not formed on the portion of the second underlying GaN-based compound semiconductor layer 14 located above the mask layer 13, and moreover, the second underlying GaN-based compound semiconductor layer It is even more preferable to form a layer that straddles the junction between 14 and the second underlayer GaN-based compound semiconductor layer 14.
  • a support layer is formed on the entire surface, or a support is bonded to the entire surface, and then the seed layer 11 and the first underlying GaN-based compound semiconductor layer 12 are peeled off from the R surface of the sapphire substrate 10.
  • a laser beam for example, a KrF excimer laser beam having a wavelength of 248 nm
  • the seed layer 11, the first underlying GaN-based compound semiconductor layer 12, the mask layer 13, and the second underlying GaN-based compound semiconductor layer 14 are removed by a combination of an etching method and a polishing method.
  • the first electrode 25 has a laminated structure of T ring / Au layer. Further, a transparent electrode (not shown) made of ITO connected to the first electrode 25 is formed.
  • the laminated structure composed of the first GaN compound semiconductor layer 21, the active layer 22 made of GaN compound semiconductor, the second GaN compound semiconductor layer 23, and the contact layer 24 is cleaved and cut to obtain an LED chip, By mounting with the transparent electrode on top, wiring, and resin molding, a GaN-based semiconductor light-emitting device consisting of a bullet-type LED device can be obtained.
  • the emission wavelength in the LED device can be controlled in the range of 450 nm to 530 nm.
  • the first GaN-based compound semiconductor layer 21 is an AlGaN layer
  • the active layer 22 is a GaN layer or an InGaN layer or an AlInGaN layer
  • the second GaN-based compound semiconductor layer 23 is an AlGaN layer.
  • Example 2 is a modification of Example 1.
  • Example 1 when the opposing side surfaces 12 B of the respective first base GaN-based compound semiconductor layers 12 are in contact with each other, the lateral epitaxial layer of the first base GaN-based compound semiconductor layer 12 is used. Cancels the axial growth. By the way, the thermal expansion coefficient in the c-axis direction of the GaN-based compound semiconductor crystal is extremely smaller than the thermal expansion coefficient of the sapphire substrate. Therefore, there is a possibility that the seed layer 11 and the first underlying GaN-based compound semiconductor layer 12 may be separated from the sapphire substrate 10 due to a large change in temperature.
  • Example 2 in a step similar to [Step-110] of Example 1, the first underlying GaN-based compound semiconductor layer 12 is laterally epitaxially grown from each seed layer 11, Before the opposing side surfaces 12B of the first underlying GaN-based compound semiconductor layers 12 come into contact with each other, the lateral epitaxial growth is stopped. Further, in the same process as [Process 130] in Example 1, the second underlying GaN-based compound semiconductor layer 14 is laterally epitaxially grown. At the same time, the third underlying GaN-based compound semiconductor layer 15 is laterally epitaxially grown from the opposing side surface 12B of the first underlying GaN-based compound semiconductor layer 12.
  • the first underlying GaN-based compound is caused by the difference in thermal expansion coefficient. It is possible to reliably prevent the semiconductor layer 12 and the seed layer 11 from being separated from the sapphire substrate 10.
  • FIGS. 3A to 3D are schematic partial end views of a sapphire substrate and the like.
  • a plurality of seed layers 11 separated by GaN-based compound semiconductor force are formed on the R surface of the sapphire substrate 10 (see FIG. 3A).
  • a first base GaN compound semiconductor layer 12 having a top surface 12A parallel to the A surface and a side surface 12B parallel to the C surface is laterally epitaxially grown from each seed layer 11 (see FIG. 3B). ).
  • the first underlying GaN-based compound semiconductor layer 12 is laterally epitaxially grown from each seed layer 11, and the opposing side surfaces 12B of each first underlying GaN-based compound semiconductor layer 12 are mutually connected. Stop lateral epitaxy growth before touching.
  • the same step as [Step 110] in Example 1 is performed. However, the film formation time is shorter than that in Example 1.
  • a mask layer 13 is formed on the top surface 12A of the first underlying GaN-based compound semiconductor layer 12 located above the seed layer 11 (FIG. (See 3C).
  • the second underlying GaN-based compound semiconductor layer 14 is laterally epitaxially grown on the top surface 12A force of the first underlying GaN-based compound semiconductor layer 12, From the opposite side surface 12B of the first underlayer GaN-based compound semiconductor layer 12, a third underlayer GaN-based compound semiconductor layer 15 is epitaxially grown in the lateral direction (see FIG. 3D). See).
  • a GaN-based compound semiconductor layer can be formed.
  • Example 1 Thereafter, the same steps as [Step 140] to [Step 170] in Example 1 are performed, whereby a GaN-based semiconductor light-emitting element can be obtained.
  • Fig. 4 shows the results of examining the relationship between the number of quantum wells constituting the active layer and the drive voltage in Example 2.
  • a GaN-based semiconductor light-emitting device in which the formation of the contact layer 24 was omitted was manufactured as a comparative example 2.
  • the drive voltage of the GaN-based semiconductor light-emitting device obtained in Example 2 and Comparative Example 2 (the specifications of the quantum well constituting the active layer 22 are as described above, and the number of quantum wells is 3) is approximately
  • the results of measurement at a current density of 50 A / cm 2 were as shown in Table 4 below.
  • the third embodiment is a modification of the second embodiment.
  • the main difference between Example 3 and Example 2 is that the film formation conditions when the first underlying GaN-based compound semiconductor layer 12 is laterally epitaxially grown from each seed layer 11, particularly the nitrogen source gas, The supply amount is increased.
  • Example 3 First, in the same manner as in [Step-100] in Example 1, a plurality of seed layers 11 made of GaN-based compound semiconductor and spaced apart are formed on the R surface of the sapphire substrate 10.
  • a plurality of seed layers 11 made of GaN-based compound semiconductor and spaced apart are formed on the R surface of the sapphire substrate 10.
  • the first underlayer GaN compound semiconductor layer 12 in which the top surface 12A is parallel to the A surface and the side surface 12B is parallel to the C surface is used for each seed. Grow laterally from layer 11. Even in Example 3, the first underlying GaN-based compound semiconductor layer 12 is laterally epitaxially grown from each seed layer 11, and the opposing side surface 12B of each first underlying GaN-based compound semiconductor layer 12 has Stop lateral epitaxial growth before touching each other. Specifically, the same step as [Step 110] in Example 1 is performed. However, the film formation time is shorter than that in Example 1.
  • the obtained first underlayer GaN-based compound semiconductor layer 12 has many point defects, and carbon in the organic gallium source gas is the first underlayer.
  • a large amount of GaN-based compound semiconductor layer 12 may increase yellow light emission. Therefore, in Example 3, the supply amount of the nitrogen source gas in Table 1 was changed from 1 SLM to 2 SLM.
  • the lateral growth rate is high and the nitrogen source gas flow rate may be small. May be colored brown, but under the growth conditions of the first underlying GaN-based compound semiconductor layer 12 of Example 3, the first underlying GaN-based compound semiconductor layer 12 is not colored and becomes transparent.
  • the nitrogen source gas flow rate to 2 SLM, the lateral growth rate becomes relatively slow, and the opposing side surfaces 12B of the first underlying GaN-based compound semiconductor layers 12 tend not to contact each other. is there.
  • a mask layer 13 is formed on the top surface 12A of the first underlying GaN-based compound semiconductor layer 12 located above the seed layer 11.
  • the second underlying GaN-based compound semiconductor layer 14 is laterally epitaxially grown on the top surface 12A force of the first underlying GaN-based compound semiconductor layer 12, From the opposite side surface 12B of the first underlayer GaN-based compound semiconductor layer 12 A third underlying GaN-based compound semiconductor layer 15 is laterally epitaxially grown.
  • a GaN-based compound semiconductor layer can be formed.
  • a GaN-based semiconductor light emitting device can be obtained.
  • Example 4 relates to the GaN-based semiconductor light-emitting element according to the second and third aspects of the present invention, and the method for manufacturing the GaN-based semiconductor light-emitting element according to the second aspect of the present invention.
  • the schematic cross-sectional view of the GaN-based semiconductor light-emitting device of Example 4, more specifically, the light-emitting diode (LED) is the same as that shown in FIG.
  • the GaN-based semiconductor light-emitting device of Example 4 includes a first GaN-based compound semiconductor layer 21, an active layer
  • the top surface of the first GaN-based compound semiconductor layer 21 is parallel to the M-plane or the nonpolar plane, and has the first conductivity type (specifically, n-type).
  • the active layer 22 is formed on the first GaN-based compound semiconductor layer 21 and its top surface is parallel to the M-plane or nonpolar plane.
  • the second GaN-based compound semiconductor layer 23 is formed on the active layer 22, and the top surface thereof is parallel to the M-plane or nonpolar plane, and the second conductivity type (specifically, p Type).
  • the Mg atom concentration in the second GaN-based compound semiconductor layer 23 is the same as in Example 1.
  • the plane is parallel to the M-plane or nonpolar plane.
  • the Mg atom concentration in the contact layer 24 is the same as in Example 1.
  • the first electrode 25 is formed on the first GaN-based compound semiconductor layer 21, and the second electrode 26 is formed on the contact layer 24.
  • FIGS. 2A to 2D are schematic partial end views of the LiAlO substrate and the like.
  • a plurality of seed layers 11 made of a compound semiconductor and spaced apart are formed (see FIG. 2A). Specifically, the LiAlO substrate 10 is carried into a MOCVD apparatus, and the same as [Process 100] in Example 1 is performed.
  • LiAlO substrate 10 is
  • a plurality of seed layers 11 separated from each other can be formed by carrying out the GaN-based compound semiconductor layer so as to have a strip shape based on the lithography technique and the RIE technique.
  • the first base GaN-based compound semiconductor layer 12 in which the top surface 12A is parallel to the M surface and the side surface 12B is parallel to the C surface is Seed layer 11 Force lateral epitaxial growth (see Figure 2B). Even in Example 4, when the opposing side surfaces 12B of the first underlying GaN-based compound semiconductor layers 12 contact each other, lateral epitaxial growth of the first underlying GaN-based compound semiconductor layer 12 is performed. Cancel.
  • the film formation conditions may be the same as illustrated in Table 1.
  • the mask layer 13 is formed on the top surface 12A of the first underlayer GaN-based compound semiconductor layer 12 located above the seed layer 11 (see FIG. 2C).
  • the first underlayer GaN-based compound semiconductor layer 12 having a thickness of, for example, about 1 ⁇ m is further formed under the film formation conditions illustrated in Table 2. do it.
  • the top surface 14A is parallel to the M-plane on the top surface 12A and the mask layer 13 of the first base GaN-based compound semiconductor layer 12, and the side surface 14B Force the second underlayer GaN compound semiconductor layer 14 parallel to the force plane into the first underlayer GaN compound.
  • a lateral epitaxial growth is performed from the top surface 12A of the physical semiconductor layer 12 (see FIG. 2D). Deposition conditions may be the same as in Table 1.
  • a GaN-based compound semiconductor layer can be formed.
  • the first MOCVD apparatus is used to deposit the first GaN-based compound semiconductor layer 14 on the second base GaN-based compound semiconductor layer 14 without lowering the sapphire substrate 10 to a low temperature.
  • GaN-based compound semiconductor layer 21 specifically, for example, a GaN layer having a thickness of about 1 ⁇ m doped with Si
  • active layer 22 made of GaN-based compound semiconductor specifically, for example, having a thickness of 2 to 3nm In GaN layer
  • Multi-quantum well structure in which Y (1-Y) Z 7 to 20 nm thick GaN layers are stacked, the second GaN-based compound semiconductor layer 23 (specifically, for example, Mg A doped AlGaN layer with a thickness of 5 to 20 nm, a Mg-doped lOOnm-thick GaN layer), and a contact layer 24 (specifically, for example, a Mg-doped lOnm-thick InGaN layer) Sequentially formed by the well-known MOCVD method.
  • the second electrode 26 is formed on the contact layer 24 in the same manner as in [Step 150] of Example 1.
  • a support layer is formed on the entire surface, or a support is bonded to the entire surface, and then the seed layer 11 and the first underlayer GaN-based compound semiconductor layer 12 are formed. Peel from the LiAlO substrate 10. Specifically, a LiAlO substrate through a LiAlO substrate 10
  • Irradiate laser light for example, KrF excimer laser light with a wavelength of 248 nm
  • the seed layer 11, the first underlying GaN-based compound semiconductor layer 12, the mask layer 13, and the second underlying GaN-based compound semiconductor layer 14 are removed by a method combining etching and polishing methods, and the first The Ga N-based compound semiconductor layer 12 is exposed.
  • the first electrode 25 is formed on the exposed first GaN-based compound semiconductor layer 21. Further, a transparent electrode (not shown) made of ITO connected to the first electrode 25 is formed.
  • the GaN-based semiconductor light-emitting device consisting of a bullet-type LED device can be obtained by cleaving and cutting the laminated structure made of to form an LED chip, mounting with the transparent electrode on top, wiring, and resin molding. Obtainable.
  • the emission wavelength of the LED device can be controlled in the range of 450 nm to 530 nm.
  • the first GaN-based compound semiconductor layer 21 is an AlGaN layer
  • the active layer 22 is a GaN layer or an InGaN layer or an AlInGaN layer
  • the second GaN-based compound semiconductor layer 23 is an AlGaN layer. In this way, it is possible to control the emission wavelength of LED devices in the range of 360nm and 400nm.
  • Example 5 is a modification of Example 4.
  • the first underlying GaN-based compound semiconductor layer 12 is laterally epitaxially grown from each seed layer 11 and each first Before the opposing side surfaces 12B of the underlying GaN-based compound semiconductor layer 12 contact each other, the lateral epitaxial growth is stopped.
  • the second underlying GaN-based compound semiconductor layer 14 is laterally epitaxially grown and the side surfaces of the first underlying GaN-based compound semiconductor layer 12 are opposed to each other. From 12B, the third underlying GaN-based compound semiconductor layer 15 is grown by lateral epitaxy.
  • FIGS. 3A to 3D are schematic partial end views of the LiAlO substrate, etc.
  • a plurality of spaced apart seed layers 11 are formed (see FIG. 3A).
  • the top surface 12A is parallel to the M surface, and the side A first underlying GaN-based compound semiconductor layer 12 whose surface 12B is parallel to the C surface is grown laterally and epitaxially by each seed layer 11 (see FIG. 3B).
  • the first underlying GaN-based compound semiconductor layer 12 is laterally epitaxially grown from each seed layer 11, and the opposing side surfaces 12B of the first underlying GaN-based compound semiconductor layers 12 are mutually connected. Stop horizontal epitaxy growth before touching.
  • the same process as [Process—410] in Example 4 is performed. However, the film formation time is shorter than that in Example 4.
  • a mask layer 13 is formed on the top surface 12A of the first underlying GaN-based compound semiconductor layer 12 located above the seed layer 11 (FIG. 3C). reference).
  • the second underlying GaN-based compound semiconductor layer 14 is laterally epitaxially grown on the top surface 12A force of the first underlying GaN-based compound semiconductor layer 12, and the first The first underlying GaN-based compound semiconductor layer 12 is laterally epitaxially grown from the opposite side surface 12B of the GaN-based compound semiconductor layer 12 (see FIG. 3D).
  • a GaN-based compound semiconductor layer can be formed.
  • Example 4 Thereafter, the same steps as [Step-440] to [Step-470] of Example 4 are performed, whereby a GaN-based semiconductor light-emitting element can be obtained.
  • the sixth embodiment is a modification of the fifth embodiment.
  • the main difference between Example 6 and Example 5 is that the film formation conditions when the first underlying GaN-based compound semiconductor layer 12 is laterally epitaxially grown from each seed layer 11, particularly the supply of nitrogen source gas The amount is increased.
  • a plurality of seed layers 11 made of a physical semiconductor and spaced apart are formed.
  • the first underlayer GaN-based compound semiconductor layer 12 in which the top surface 12A is parallel to the M-plane and the side surface 12B is parallel to the C-plane Grow laterally from the seed layer 1 1.
  • the first underlying GaN-based compound semiconductor layer 12 is laterally epitaxially grown from each seed layer 11, and the opposite side surfaces 12B of each first underlying GaN-based compound semiconductor layer 12 are provided. Stop lateral epitaxial growth before they come into contact with each other.
  • the same step as [Step 410] of Example 4 is performed. However, the film formation time is shorter than that in Example 4.
  • the obtained first underlayer GaN-based compound semiconductor layer 12 has many point defects, and carbon in the organic gallium source gas is the first underlayer.
  • a large amount of GaN-based compound semiconductor layer 12 may increase yellow light emission. Therefore, in Example 6, the supply amount of the nitrogen source gas in Table 1 was changed from 1 SLM to 2 SLM.
  • the growth conditions of the first underlying GaN-based compound semiconductor layer 12 shown in Example 4 may be such that the lateral growth rate is high and the nitrogen source gas flow rate is small. May be colored brown, but under the growth conditions of the first underlying GaN-based compound semiconductor layer 12 of Example 6, the first underlying GaN-based compound semiconductor layer 12 is not colored and becomes transparent.
  • the nitrogen source gas flow rate to 2 SLM, the lateral growth rate becomes relatively slow, and the opposing side surfaces 12B of the first underlying GaN-based compound semiconductor layers 12 tend not to contact each other. is there.
  • a mask layer 13 is formed on the top surface 12A of the first underlying GaN-based compound semiconductor layer 12 located above the seed layer 11.
  • the second underlying GaN-based compound semiconductor is used.
  • the layer 14 is grown in the lateral epitaxy by the top surface 12A force of the first base GaN-based compound semiconductor layer 12 and the third base GaN-based compound semiconductor from the opposite side surface 12B of the first base GaN-based compound semiconductor layer 12.
  • Grow layer 15 laterally epitaxially.
  • a GaN-based compound semiconductor layer can be formed.
  • Example 4 Thereafter, the same steps as [Step 440] to [Step 470] of Example 4 are performed, whereby a GaN-based semiconductor light-emitting element can be obtained.
  • the present invention has been described based on the preferred embodiments, the present invention is not limited to these embodiments.
  • the types of substrates, GaN-based compound semiconductor layers, compositions, film thicknesses, configurations, structures, and the like described in the examples are examples and can be changed as appropriate.
  • the conditions, various numerical values, materials used, and the like described in the examples are examples, and can be changed as appropriate.
  • a method for forming a seed layer 11 made of a GaN-based compound semiconductor is described as follows.
  • the seed layer 111 made of a GaN-based compound semiconductor has a GaN-based compound semiconductor layer 111A (for example, the top surface is an A-plane) on the substrate 10.
  • a non-growth layer a layer on which a GaN-based compound semiconductor layer does not grow
  • a GaN layer parallel to the M plane is formed thereon, and then lithography and etching techniques are used. This non-growth layer 11B can be obtained by patterning and exposing the GaN-based compound semiconductor layer 111A.
  • a GaN-based semiconductor light-emitting device having the configuration and structure described in Example 1 or Example 4 is formed on a substrate based on a conventional method, that is, MOCVD.
  • the first GaN-based compound semiconductor layer, the active layer, the second GaN-based compound semiconductor layer, and the contact layer can be sequentially formed thereon.
  • the method for manufacturing a GaN-based semiconductor light-emitting device according to the first or second aspect of the present invention can also be expressed as follows. That is,
  • a first underlying GaN-based compound semiconductor layer whose top surface is parallel to the nonpolar surface is laterally epitaxially grown from each seed layer, and then
  • the second base GaN-based compound semiconductor layer whose top surface is parallel to the nonpolar surface is disposed on the first base GaN-based compound semiconductor layer. Grow laterally from the top surface of the conductor layer, and then
  • a first GaN compound semiconductor layer having a top surface parallel to the nonpolar surface and having the first conductivity type
  • an active layer having a top surface parallel to the nonpolar surface
  • Each step is provided at least.

Landscapes

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Abstract

　活性層の厚さ方向におけるピエゾ自発分極の発生を抑制することができ、しかも、発光ダイオードの駆動電圧の低電圧化を図り得るＧａＮ系半導体発光素子を提供する。ＧａＮ系半導体発光素子は、頂面がＡ面と平行であり、第１導電型を有する第１のＧａＮ系化合物半導体層２１、頂面がＡ面と平行である活性層２２、頂面がＡ面と平行であり、第２導電型を有する第２のＧａＮ系化合物半導体層２３、ＧａＮ系化合物半導体から成り、頂面がＡ面と平行であるコンタクト層２４が、順次、積層されて成り、第１のＧａＮ系化合物半導体層２１上に形成された第１電極２５、及び、コンタクト層２４上に形成された第２電極２６を具備する。

Description

明 細 書
GaN系半導体発光素子及びその製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、 GaN系半導体発光素子及びその製造方法に関する。
背景技術
[0002] 例えば、 n型 GaN層と、 InGaNから成る活性層と、 p型 GaN層とが積層された青色 あるいは緑色を発光する発光ダイオード (LED)を想定した場合、 InGaN結晶の格 子定数は、 GaN結晶の格子定数よりも少し大きい。従って、頂面が C面に平行である n型 GaN層と、頂面が C面に平行である InGaNから成る活性層と、頂面が C面に平 行である p型 GaN層とが積層された場合、活性層に圧縮圧力が加わる。その結果、 活性層の厚さ方向にピエゾ自発分極が生じ、このような発光ダイオードからの発光波 長にシフトが生じたり、動作電圧の上昇、発光効率の低下、輝度飽和といった現象が 発生する。
[0003] このような活性層の厚さ方向にピエゾ自発分極が生じる現象を抑制するための技術 が、特開 2003— 158294に開示されている。この特許公開公報に開示された技術 によれば、活性層の頂面が、例えば、 A面と平行であり、あるいは又、 M面と平行であ り、あるいは又、 { 2— 1 _ 14}面と平行である場合、ピエゾ自発分極が活性層の厚さ 方向と垂直な方向に生じるとされている。
[0004] 一方、近年、結晶欠陥密度の低レ、 GaN系化合物半導体層を形成するために、 Ga N系化合物半導体層をサファイア基板の上に横方向に成長させる方法 [以下、横方 向ェピタキシャル成長、あるいは、 ELOG成長法（Epitaxial Lateral OverGrowh法）と 呼ぶ]が、種々検討されている。一般に、サファイア基板上に、 GaN系化合物半導体 力、ら成る、離間したシード層を複数形成すると、このシード層から GaN系化合物半導 体層が横方向に成長する。そして、 GaN系化合物半導体層が横方向に成長する領 域において、転位は、 GaN系化合物半導体層の成長と共に横方向にのみ進行し、 GaN系化合物半導体層の縦方向（厚さ方向）には貫通しないが故に、結晶欠陥密 度の低い GaN系化合物半導体層を得ることができる。 [0005] このような ELOG法の 1つ力 例えば、特開 2002— 100579に開示されている。こ の特開 2002— 100579に開示された技術にあっては、窒化物半導体と異なる異種 基板の上に、窒化物半導体力 成る成長核を、周期的なストライプ状、島状又は格 子状に形成する工程と、成長核から、成長核同士の略中央部において互いに接合し て基板全面を覆うように、窒化物半導体層を成長させる成長工程とを備えており、こ の成長工程において、窒化物半導体層の成長を途中まで成長させた後に、成長核 の上方に保護膜を形成し、更に、窒化物半導体層を成長させる。
[0006] 特許文献 1 :特開 2003— 158294
特許文献 2 :特開 2002— 100579
[0007] サファイア基板の C面上に ELOG成長法に基づき形成された GaN系化合物半導 体層は、その頂面が C面となり、側面が A面となる。即ち、 GaN系化合物半導体層の 頂面は、 GaN系化合物半導体結晶の {0001 }面と平行となり、 GaN系化合物半導 体層の側面は、 GaN系化合物半導体結晶の
[数 1]
{ 1 i " "o } 面 と平行となる。尚、このような結晶面を、便宜上、以下、 { 11— 20}面と表記する。また 、六方晶系における例えば以下に例示する結晶面の表記、
[数 2]
{ h k丁 I } 面
( h"k i I } 面 を、便宜上、本明細書においては、 {hk— il}面、 {h— kil}面と表記し、以下に例示す る方向の表記、 < h k i I >面
< h"k i I >面 を、便宜上、本明細書においては、く hk— il>方向、く h— kil >方向と表記する。
[0008] 上述した特開 2003— 158294にあっては、活性層の厚さ方向におけるピエゾ自発 分極の発生を抑制することができるものの、活性層の上に形成された p型層 24に、直 接、 pコンタクト 26が接続されているので、発光ダイオードの駆動電圧を所望の値ま で低減することが困難であるといった問題を有する。
[0009] また、上述した特開 2002— 100579には、 GaN系化合物半導体層がピエゾ自発 分極を示した場合の問題点やその解決手段について、何ら言及されていない。 発明の開示
[0010] 従って、本発明の第 1の目的は、活性層の厚さ方向におけるピエゾ自発分極の発 生を抑制することができ、し力も、発光ダイオードの駆動電圧の低電圧化を図り得る G aN系半導体発光素子を提供することにある。また、本発明の第 2の目的は、第 1の目 的に加えて、結晶欠陥密度が低レ、 GaN系化合物半導体層を形成し得る GaN系半 導体発光素子の製造方法を提供することにある。
[0011] 上記の第 1の目的を達成するための本発明の第 1の態様に係る GaN系半導体発 光素子は、
(A)頂面が A面と平行であり、第 1導電型を有する第 1の GaN系化合物半導体層、
(B)第 1の GaN系化合物半導体層上に形成され、頂面が A面と平行である活性層
(C)活性層上に形成され、頂面が A面と平行であり、第 2導電型を有する第 2の Ga N系化合物半導体層、
(D)第 1の GaN系化合物半導体層上に形成された第 1電極、及び、
(E)第 2電極、
を具備し、更に、
(F)第 2の GaN系化合物半導体層と第 2電極との間に形成され、 GaN系化合物半 導体から成り、頂面が A面と平行であるコンタクト層、
を具備することを特徴とする。
[0012] また、上記の第 1の目的を達成するための本発明の第 2の態様に係る GaN系半導 体発光素子は、
(A)頂面が M面と平行であり、第 1導電型を有する第 1の GaN系化合物半導体層、
(B)第 1の GaN系化合物半導体層上に形成され、頂面が M面と平行である活性層
(C)活性層上に形成され、頂面が M面と平行であり、第 2導電型を有する第 2の Ga N系化合物半導体層、
(D)第 1の GaN系化合物半導体層上に形成された第 1電極、及び、
(E)第 2電極、
を具備し、更に
(F)第 2の GaN系化合物半導体層と第 2電極との間に形成され、 GaN系化合物半 導体から成り、頂面が M面と平行であるコンタクト層、
を具備することを特徴とする。
[0013] 更には、上記の第 1の目的を達成するための本発明の第 3の態様に係る GaN系半 導体発光素子は、
(A)頂面が無極性面と平行であり、第 1導電型を有する第 1の GaN系化合物半導 体層、
(B)第 1の GaN系化合物半導体層上に形成され、頂面が無極性面と平行である活 性層、
(C)活性層上に形成され、頂面が無極性面と平行であり、第 2導電型を有する第 2 の GaN系化合物半導体層、
(D)第 1の GaN系化合物半導体層上に形成された第 1電極、及び、
(E)第 2電極、
を具備し、更に、
(F)第 2の GaN系化合物半導体層と第 2電極との間に形成され、 GaN系化合物半 導体力 成り、頂面が無極性面と平行であるコンタクト層、 を具備することを特徴とする。
[0014] 化合物半導体はカチオン (例えば Ga)とァニオン (例えば N)力 成る力 Gaは + 3 価であり、 Nは + 5価あるいはー3価であると云える。そして、 Ga原子及び N原子が多 く出現する部分、少なく出現する部分が存在する面を極性のある面と云う。例えば、 C +面では、 Ga面と N面が交互に現れて成長する力 この際、 +価のカチオンと一 価のァニオンの間で面に垂直に方向性が現れる。これが極性である。これに対して、 例えば A面では、 Ga原子と N原子の原子の配列の様子に対象性があり、片方の原 子の偏りや、方向性が無いため無極性と云われ、このような面を無極性面と呼ぶ。そ して、無極性面では、 A面等のように、カチオン、ァニオンでの面に垂直な対称性が 無い。
[0015] より具体的には、本明細書における無極性面として、 { 11— 20}面である A面、 { 1 — 100}面である M面、及び、 { l l _ 2n}面を挙げることができる。但し、 { l l _ 2n} 面とは、ほぼ C面に対して 40度を成す無極性面を意味する。ここで、活性層の頂面 を無極性面と平行とすることで、活性層にたとえピエゾ自発分極が生じた場合であつ ても、活性層の厚さ方向にピエゾ自発分極が生じることは無ぐ活性層の厚さ方向と は略直角（例えば、 90度あるいは、 90度 ± 5度）の方向にピエゾ自発分極が生じるの みである。
[0016] 上記の第 2の目的を達成するための本発明の第 1の態様に係る GaN系半導体発 光素子の製造方法は、
(a)サファイア基板の R面上に、 GaN系化合物半導体力 成り、離間したシード層 を複数形成した後、
(b)頂面力 面に平行である第 1の下地 GaN系化合物半導体層を、各シード層か ら横方向ェピタキシャル成長させ、次いで、
(c)シード層の上方に位置する第 1の下地 GaN系化合物半導体層の頂面の部分 に、マスク層を形成した後、
(d)第 1の下地 GaN系化合物半導体層の頂面上及びマスク層上に、頂面が A面に 平行である第 2の下地 GaN系化合物半導体層を第 1の下地 GaN系化合物半導体層 の頂面から横方向ェピタキシャル成長させ、その後、 (e)第 2の下地 GaN系化合物半導体層上に、
(1)頂面が A面と平行であり、第 1導電型を有する第 1の GaN系化合物半導体層、
(2)頂面力 SA面と平行である活性層、
(3)頂面が A面と平行であり、第 2導電型を有する第 2の GaN系化合物半導体層、
(4) GaN系化合物半導体から成り、頂面が A面と平行であるコンタクト層、 を、順次、形成する、
各工程を少なくとも具備することを特徴とする。
[0017] また、上記の第 2の目的を達成するための本発明の第 2の態様に係る GaN系半導 体発光素子の製造方法は、
(a) LiAlO基板上に、 GaN系化合物半導体力 成り、離間したシード層を複数形
2
成した後
(b)頂面が M面に平行である第 1の下地 GaN系化合物半導体層を、各シード層か ら横方向ェピタキシャル成長させ、次いで、
(c)シード層の上方に位置する第 1の下地 GaN系化合物半導体層の頂面の部分 に、マスク層を形成した後、
(d)第 1の下地 GaN系化合物半導体層の頂面上及びマスク層上に、頂面が M面に 平行である第 2の下地 GaN系化合物半導体層を第 1の下地 GaN系化合物半導体層 の頂面力 横方向ェピタキシャル成長させ、その後、
(e)第 2の下地 GaN系化合物半導体層上に、
(1)頂面が M面と平行であり、第 1導電型を有する第 1の GaN系化合物半導体層、
(2)頂面が M面と平行である活性層、
(3)頂面が M面と平行であり、第 2導電型を有する第 2の GaN系化合物半導体層、
(4) GaN系化合物半導体から成り、頂面が M面と平行であるコンタクト層、 を、順次、形成する、
各工程を少なくとも具備することを特徴とする。
[0018] 本発明の第 1の態様若しくは第 2の態様に係る GaN系半導体発光素子の製造方 法（以下、これらを総称して、単に、本発明の GaN系半導体発光素子の製造方法と 呼ぶ）にあっては、 前記工程 (b)において、第 1の下地 GaN系化合物半導体層を、各シード層から横 方向ェピタキシャル成長させ、各第 1の下地 GaN系化合物半導体層の対向する側 面が相互に接触する前に、横方向ェピタキシャル成長を中止し、
前記工程 (d)において、第 2の下地 GaN系化合物半導体層を横方向ェピタキシャ ル成長させると共に、第 1の下地 GaN系化合物半導体層の対向する側面から第 3の 下地 GaN系化合物半導体層を横方向ェピタキシャル成長させることが好ましいが、 これに限定するものではなレ、。ここで、限定するものではないが、第 1の下地 GaN系 化合物半導体層の対向する側面の間の距離を L、複数のシード層の形成ピッチを P
S
としたとき、 0. 5≤L/P≤0. 99、好ましく fま、 0. 6≤L/P≤0. 8を満足することカ
S S
、欠陥を減らすといった観点、あるいは、サファイア基板や LiAlO基板からの GaN系
2
化合物半導体層の剥離を防止するといつた観点から望ましい。
[0019] 上記の各種の好ましい形態を含む本発明の GaN系半導体発光素子の製造方法 にあっては、コンタクト層を形成した後、コンタクト層上に第 2電極を形成することが好 ましぐこの場合、第 2電極を、第 1の下地 GaN系化合物半導体層の頂面上に形成さ れた第 2の下地 GaN系化合物半導体層の部分の上方に形成することが一層好まし レ、。そして、更には、第 2電極の射影像は、第 1の下地 GaN系化合物半導体層の頂 面上に形成された第 2の下地 GaN系化合物半導体層の部分の射影像に含まれるこ とがより一層好ましぐこの場合には、シード層の平面形状を幅 Wの帯状とし、マスク
S
層の平面形状を幅 Wの帯状とし、複数のシード層の形成ピッチを P、第 2電極の幅
S
を W としたとき、 1く W /W、好ましくは、 1く W /W≤2を満足し、且つ、 W / (
E2 M S M S E2
P W ) < 1、好ましくは、 W / (P -W ) < 0. 5を満足することが更に一層好まし
S E2 S M
レ、。
[0020] あるいは又、上記の各種の好ましい形態を含む本発明の GaN系半導体発光素子 の製造方法にあっては、第 2の GaN系化合物半導体層を形成した後、シード層、第 1の下地 GaN系化合物半導体層（及び第 3の下地 GaN系化合物半導体層）をサファ ィァ基板の R面あるいは LiAlO基板から剥離することが好ましぐ更には、シード層、
2
第 1の下地 GaN系化合物半導体層（及び第 3の下地 GaN系化合物半導体層）をサ ファイア基板の R面あるいは LiAlO基板から剥離した後、シード層、第 1の下地 GaN 系化合物半導体層、（第 3の下地 GaN系化合物半導体層）、第 2の下地 GaN系化合 物半導体層、及び、マスク層を除去し、第 1の GaN系化合物半導体層を露出させる ことが好ましぐ更には、露出した第 1の GaN系化合物半導体層上に第 1電極を形成 することが一層好ましい。
[0021] また、上記の各種の好ましい形態、構成を含む本発明の GaN系半導体発光素子 の製造方法にあっては、第 1の下地 GaN系化合物半導体層の横方向ェピタキシャ ル成長を、有機ガリウム源ガスと窒素源ガスとを用いた有機金属化学的気相成長法（ MOCVD法）によって行うことが好ましい。そして、この場合、窒素源ガスの有機ガリ ゥム源ガスに対する供給モル比である V/III比を、 1 X 10乃至 3 X 103、望ましくは、 1 X 102乃至 1 X 103とする構成とすることが好ましぐあるいは又、この場合、有機金 属化学的気相成長法に基づく第 1の下地 GaN系化合物半導体層の横方向ェピタキ シャル成長において、サファイア基板あるいは LiAl〇基板 lcm2当たり、 1分当たりの 有機ガリウム源ガスの供給モル数を、 0. 5 X 10— 6モル ' cm— 2 'min 1乃至 5 X 10— 6モル •
Figure imgf000009_0001
望ましくは、 0. 5 X 10— 6モル ' cm— 2 'min— 1乃至 2 X 10— 6モル ' cm— 2 'mi n 1とすることが好ましぐあるいは又、この場合、有機金属化学的気相成長法に基づ く第 1の下地 GaN系化合物半導体層の横方向ェピタキシャル成長において、窒素源 ガスの圧力を、 1 X 103Pa乃至 3 X 104Pa、望ましくは、 1 X 103Pa乃至 1 X 104Paとす ることが好ましい。 V/III比、有機ガリウム源ガスの供給モル数、窒素源ガスの圧力を 上述の範囲とすることによって、第 1の下地 GaN系化合物半導体層の横方向ェピタ キシャル成長を、確実に、安定して行うことができる。尚、窒素源ガスの圧力とは、 M OCVD装置における GaN系化合物半導体層を成膜するための成膜チャンバ内の G aN系化合物半導体層を形成する領域における圧力を指す。以下においても、「窒素 源ガスの圧力」を同様の意味で用いる。
[0022] あるいは又、上記の各種の好ましい形態、構成を含む本発明の GaN系半導体発 光素子の製造方法にあっては、第 2の下地 GaN系化合物半導体層（及び第 3の下 地 GaN系化合物半導体層）の横方向ェピタキシャル成長を、有機ガリウム源ガスと窒 素源ガスとを用いた有機金属化学的気相成長法 (MOCVD法）によって行うことが好 ましレ、。そして、この場合、窒素源ガスの有機ガリウム源ガスに対する供給モル比で ある V/III比を、 1 X 10乃至 3 X 103、望ましくは、 1 X 102乃至 1 X 103とすることが好 ましぐあるいは又、この場合、有機金属化学的気相成長法に基づく第 2の下地 GaN 系化合物半導体層（及び第 3の下地 GaN系化合物半導体層）の横方向ェピタキシャ ル成長において、サファイア基板あるいは LiAlO基板 lcm2当たり、 1分当たりの有 機ガリウム源ガスの供給モル数を、 0. 5 X 10— 6モノレ ' cm— 2 'min—1乃至 5 X 10— 6モル m— 2'min— 望ましくは、 0. 5 X 10— 6モル ' cm— 2'min— 1乃至 2 X 10— 6モル ' cm— 2'min— 1 とすることが好ましぐあるいは又、この場合、有機金属化学的気相成長法に基づく 第 2の下地 GaN系化合物半導体層（及び第 3の下地 GaN系化合物半導体層）の横 方向ェピタキシャル成長において、窒素源ガスの圧力を、 1 X 103Pa乃至 3 X 104Pa 、望ましくは、 1 X 103Pa乃至 1 X 104Paとすることが好ましレ、。 V/III比、有機ガリゥ ム源ガスの供給モル数、窒素源ガスの圧力を上述の範囲とすることによって、第 2の 下地 GaN系化合物半導体層及び第 3の下地 GaN系化合物半導体層の横方向ェピ タキシャル成長を、確実に、安定して行うことができる。
[0023] 以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本発明の GaN系半導体発光素 子の製造方法にあっては、シード層及びマスク層の平面形状は帯状であることが望 ましい。尚、シード層の射影像とマスク層の射影像とは平行であることが望ましい。更 には、シード層の射影像は、マスク層の射影像に含まれることが望ましぐ更には、シ ード層の幅を W、マスク層の幅を Wとしたとき、 1 <W /W、好ましくは、 1 < /W
≤ 2を満足することが一層望ましい。また、複数のシード層の形成ピッチを Pとしたと き、 0. 01≤W /P≤0. 5、好ましくは、 0. 1≤W /P≤0. 3を満足すること；^望ま しい。 KW /Wを満足させることによって、得られた第 2の下地 GaN系化合物半 導体層における結晶欠陥密度を確実に低減させることができる。第 1導電型を有する 第 1の GaN系化合物半導体層の頂面を A面に平行とする場合、帯状のシード層の延 びる方向をく 1— 100 >方向とすることが好ましい。
[0024] 本発明の第 1の態様〜第 3の態様に係る GaN系半導体発光素子（以下、これらを 総称して、本発明の GaN系半導体発光素子と呼ぶ場合がある）にあっては、また、以 上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本発明の GaN系半導体発光素子の 製造方法（更には、以下、これらを総称して、単に、本発明と呼ぶ場合がある）にあつ ては、コンタクト層を構成する GaN系化合物半導体は、 In Ga N (A1を含んでレ、て
X (1-X)
もよレ、）であることが好ましい。ここで、 Xの値は、例えば、 0. 01≤X≤0. 3を満足す ることが望ましい。コンタクト層には、不純物としての原子がドーピングされていてもよ いし、何もドーピングされていなくともよいが、前者の場合、第 1導電型を n型とし、第 2 導電型を p型としたとき、コンタクト層における Mg原子濃度は、 l X 1019/cm3乃至 1 X 1021/cm3であることが好ましい。
[0025] 以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本発明にあっては、第 1導電型 を n型とし、第 2導電型を p型としたとき、第 2の GaN系化合物半導体層における Mg 原子濃度は、 l X 1019/cm3乃至 l X 1021/cm3、望ましくは、 5 X 1019/cm3乃至 2 X 102°/cm3であることが好ましレ、。また、活性層は、 In GaN 層 ZGaN層の単一
Y (1-Y)
量子井戸構造（QW構造）、あるいは、 2層乃至 5層の In GaN 層/ GaN層の多重
Y (1-Y)
量子井戸構造 (MQW構造)を有することが、発光効率の向上といった観点から、望 ましレ、。ここで、 Yの値は、例えば、発光波長力 40nm乃至 470nmの場合には 0. 1 3≤Y≤0. 20を満足し、発光波長が 500nm乃至 530nmの場合には 0. 20≤Y≤0 . 30を満足することが望ましい。
[0026] 横方向ェピタキシャル成長とは、 ELOG成長法（Epitaxial Lateral OverGrowh法） を意味する。また、以下、便宜上、頂面が A面に平行であれば「A面成長」と呼び、頂 面が M面に平行であれば「M面成長」と呼び、頂面が C面に平行であれば「C面成長 」と呼ぶ。尚、六方晶系における A面、 M面、 { 11 2n}面及び C面、 R面、並びに、 S 面を、それぞれ、図 6A〜図 6Dに示す。また、本明細書においては、サファイア基板 の R面、及び、 A面、 M面、無極性面等に平行である GaN系化合物半導体層の頂面 には、オフ角土 5 (度）以内の面が含まれる。
[0027] 以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本発明において、第 1の GaN系 化合物半導体層、活性層、第 2の GaN系化合物半導体層として、また、第 1の下地 G aN系化合物半導体層、第 2の下地 GaN系化合物半導体層及び第 3の下地 GaN系 化合物半導体層として、 GaN層、 AlGaN層、 InGaN層、 AlInGaN層、これらの化合 物半導体層にホウ素 (B)原子やタリウム (T1)原子が含まれた GaN系化合物半導体 層を挙げることができる。 [0028] GaN系化合物半導体から成るシード層は、サファイア基板の R面あるいは LiAlO
2 基板上に、 GaN系化合物半導体層（例えば、頂面が A面に平行である GaN層や頂 面が M面に平行である GaN層）を形成した後、リソグラフィ技術及びエッチング技術 によってこの GaN系化合物半導体層をパターユングすることで、得ること力 Sできる。あ るいは又、 GaN系化合物半導体力も成るシード層は、サファイア基板の R面あるいは LiAlO基板上に、 GaN系化合物半導体層（例えば、頂面が A面に平行である GaN
2
層や頂面が M面に平行である GaN層）を形成し、更に、その上に、非成長層（GaN 系化合物半導体層がその上では成長しない層）を形成した後、リソグラフィ技術及び エッチング技術によってこの非成長層をパターニングし、 GaN系化合物半導体層を 露出させることで、得ることができる。尚、非成長層を構成する材料は、後述するマス ク層を構成する材料から適宜、選択すればよい。また、シード層を構成する GaN系 化合物半導体層の形成方法として、 MOCVD法や分子線エピタキシー法（MBE法） 、ハロゲンが輸送あるいは反応に寄与するハイドライド気相成長法等を例示すること ができる。
[0029] 本発明の GaN系半導体発光素子の製造方法において、マスク層上では GaN系化 合物半導体層の形成は生じない。第 2の下地 GaN系化合物半導体層は、第 1の下 地 GaN系化合物半導体層の頂面上で形成され始め、そして、マスク層上を延びてい く。マスク層の具体的な構成として、酸化シリコン層（SiO層）、窒化シリコン層（SiN 層）、 Ta O層、 ZrO層、 A1N層、 Al〇層、これらの層の積層構造（例えば、下から、
2 5 2 2 3
酸化シリコン層、窒化シリコン層の積層構造）、 Ni層やタングステン層といった高融点 金属材料層を挙げることができ、化学的気相成長法（CVD法）、あるいは、例えば真 空蒸着法やスパッタリング法とレ、つた物理的気相成長法（PVD法）にて形成すること ができる。
[0030] 各種の好ましい形態、構成を含む本発明の GaN系半導体発光素子の製造方法に おいて、第 1の GaN系化合物半導体層、活性層、第 2の GaN系化合物半導体層、コ ンタクト層の形成方法として、 MOCVD法や MBE法、ハロゲンが輸送あるいは反応 に寄与するハイドライド気相成長法等を挙げることができる。
[0031] 有機ガリウム源ガスとして、トリメチルガリウム (TMG)ガスやトリェチルガリウム (TEG )ガスを挙げることができるし、窒素源ガスとして、アンモニアガスやヒドラジンガスを挙 げること力 Sできる。また、一般的には、第 1導電型と第 2導電型の組合せとして、 n型と p型の組合せ、若しくは、 p型と n型の組合せを挙げることができる。ここで、 n型 GaN 系化合物半導体層の形成においては、例えば、 n型不純物としてケィ素（Si)を添カロ すればよいし、 p型 GaN系化合物半導体層の形成においては、例えば、 p型不純物 としてマグネシウム（Mg)を添カ卩すればよレ、。また、 GaN系化合物半導体層の構成 原子としてアルミニウム (A1)あるいはインジウム（In)が含まれる場合、 A1源としてトリメ チルアルミニウム（TMA)ガスを用いればょレ、し、 In源としてトリメチルインジウム（TM I)ガスを用いればよレ、。更には、 Si源としてモノシランガス（SiHガス）を用いればよ いし、 Mg源としてシクロペンタジェニルマグネシウムガスを用いればよレ、。尚、一般 的に、 n型不純物として、 Si以外に、 Ge、 Se、 Sn、 C、 Tiを挙げることができるし、 p型 不純物として、 Mg以外に、 Zn、 Cd、 Be、 Ca、 Ba、〇を挙げることができる。
[0032] 各種の好ましい形態、構成を含む本発明において、第 2導電型を p型とする場合、 第 2電極は、パラジウム ば、白金（Pt)、ニッケル (Ni)、金 (Au)及び銀 (Ag)から 成る群から選択された少なくとも 1種類の金属を含む、単層構成又は多層構成を有し ていることが好ましい。一方、第 1導電型を n型とする場合、第 1電極は、金 (Au)、 A1 (アルミニウム）、 Ti (チタン）、タングステン (W)、 Cu (銅）、 Zn (亜鉛）、錫（Sn)及びィ ンジゥム（In)から成る群から選択された少なくとも 1種類の金属を含む、単層構成又 は多層構成を有することが望ましぐ例えば、 Ti/Au、 Ti/Al、 Ti/Pt/Auを例示 すること力 Sできる。第 1電極や第 2電極は、真空蒸着法等の PVD法にて形成すること ができる。
[0033] 各種の好ましい形態、構成を含む本発明の GaN系半導体発光素子の製造方法に おいて、シード層、第 1の下地 GaN系化合物半導体層（及び第 3の下地 GaN系化合 物半導体層）のサファイア基板の R面あるいは LiAlO基板からの剥離方法として、サ ファイア基板あるいは LiAlO基板を介して、サファイア基板あるいは LiAlO基板とシ ード層、第 1の下地 GaN系化合物半導体層（及び第 3の下地 GaN系化合物半導体 層）との界面にレーザ光（例えば、波長 248nmの KrFエキシマレーザ光）を照射する 方法を挙げることができる。また、シード層、第 1の下地 GaN系化合物半導体層、（第 3の下地 GaN系化合物半導体層、）第 2の下地 GaN系化合物半導体層、及び、マス ク層を除去する方法として、シード層、第 1の下地 GaN系化合物半導体層、（第 3の 下地 GaN系化合物半導体層、）第 2の下地 GaN系化合物半導体層、及び、マスク層 をエッチングする方法、研磨する方法、エッチング法及び研磨を組み合せた方法を 挙げ'ること力 Sできる。
[0034] 本発明の GaN系半導体発光素子あるいはその製造方法に基づき得られる発光素 子として、発光ダイオード (LED)、半導体レーザ (LD)を例示することができる。 GaN 系化合物半導体層の積層構造が発光ダイオード構造あるいはレーザ構造を有する 限り、 GaN系化合物半導体の種類、組成に特に制約は無いし、 GaN系化合物半導 体層の構造、構成にも特に制約は無い。
[0035] 本発明にあっては、 GaN系半導体発光素子を構成する各 GaN系化合物半導体層 の頂面を、 A面あるいは M面あるいは無極性面と平行とするので、活性層にたとえピ ェゾ自発分極が生じた場合であっても、活性層の厚さ方向にピエゾ自発分極が生じ ることは無ぐ活性層の厚さ方向とは略直角の方向にピエゾ自発分極が生じるので、 発光ダイオードからの発光波長にシフトが生じたり、動作電圧の上昇、発光効率の低 下、輝度飽和といった現象が発生することを抑制することができる。しかも、活性層上 に形成された第 2の GaN系化合物半導体層と第 2電極との間にコンタクト層が形成さ れているが故に、駆動電圧の低下を確実に図ることができる。
[0036] また、一般に、例えば、 GaN系化合物半導体層の A面成長や M面成長はサフアイ ァ基板の R面や LiAlO基板上で行うことができる力 得られた GaN系化合物半導体 層は結晶欠陥を極めて多く含んでおり、表面には凹凸が存在する。それ故、そのまま 、この GaN系化合物半導体層上に GaN系化合物半導体層力 成る活性層等を形 成すると、凹凸が更に拡大し、得られた GaN系半導体発光素子の発光も極めて弱く なる虞がある。
[0037] 本発明の GaN系半導体発光素子の製造方法においては、先ず、シード層から、第
1の下地 GaN系化合物半導体層を横方向ェピタキシャル成長させるので、基本的に は、結晶欠陥密度の極めて低い第 1の下地 GaN系化合物半導体層を得ることができ る。但し、シード層上に成長した第 1の下地 GaN系化合物半導体層の部分における 結晶欠陥密度は高い。それ故、本発明の GaN系半導体発光素子の製造方法にお いては、シード層上に成長した第 1の下地 GaN系化合物半導体層の結晶欠陥密度 の高い部分の頂面をマスク層で覆った状態で、第 1の下地 GaN系化合物半導体層 の頂面上に第 2の下地 GaN系化合物半導体層を形成する。その結果、得られた第 2 の下地 GaN系化合物半導体層における結晶欠陥密度は、全体として、極めて低くな る。
[0038] しかも、こうして得られた第 2の下地 GaN系化合物半導体層の頂面は A面あるいは M面あるいは無極性面に平行であり、側面は C面等である。従って、第 2の下地 GaN 系化合物半導体層の上に順次形成される、第 1の GaN系化合物半導体層、 GaN系 化合物半導体から成る活性層、第 2の GaN系化合物半導体層、コンタクト層にあって も、これらの頂面は A面あるいは M面あるいは無極性面に平行であり、側面（例えば C面）は界面に垂直な状態となる。従って、活性層にたとえピエゾ自発分極が生じた 場合であっても、活性層の厚さ方向にピエゾ自発分極が生じることは無ぐ活性層の 厚さ方向とは略直角の方向にピエゾ自発分極が生じるので、発光波長にシフトが生 じたり、動作電圧の上昇、発光効率の低下、輝度飽和といった現象が発生することを 抑制することができる。
[0039] GaN系化合物半導体結晶における c軸方向の熱膨張係数は、サファイア基板等の 熱膨張係数よりも極めて小さい。従って、温度の大きな変化に起因して、 GaN系化合 物半導体層がサファイア基板等から剥離する虞がある。それ故、工程 (b)において、 第 1の下地 GaN系化合物半導体層を、各シード層力 横方向ェピタキシャル成長さ せ、各第 1の下地 GaN系化合物半導体層の対向する側面が相互に接触する前に、 横方向ェピタキシャル成長を中止する形態を採用すれば、例えば、マスク層を形成 するためにサファイア基板等を降温したときに熱膨張係数の相違によって GaN系化 合物半導体層がサファイア基板等から剥離することを、確実に防止することができる 図面の簡単な説明
[0040] [図 1]図 1は、実施例 1あるいは実施例 4の GaN系半導体発光素子の模式的な一部 断面図である。 [図 2A]図 2Aは、実施例 1あるいは実施例 4の GaN系半導体発光素子の製造方法を 説明するためのサファイア基板等の模式的な一部端面図である。
[図 2B]図 2Bは、実施例 1あるいは実施例 4の GaN系半導体発光素子の製造方法を 説明するためのサファイア基板等の模式的な一部端面図である。
[図 2C]図 2Cは、実施例 1あるいは実施例 4の GaN系半導体発光素子の製造方法を 説明するためのサファイア基板等の模式的な一部端面図である。
[図 2D]図 2Dは、実施例 1あるいは実施例 4の GaN系半導体発光素子の製造方法を 説明するためのサファイア基板等の模式的な一部端面図である。
[図 3A]図 3Aは、実施例 2あるいは実施例 5の GaN系半導体発光素子の製造方法を 説明するためのサファイア基板等の模式的な一部端面図である。
[図 3B]図 3Bは、実施例 2あるいは実施例 5の GaN系半導体発光素子の製造方法を 説明するためのサファイア基板等の模式的な一部端面図である。
[図 3C]図 3Cは、実施例 2あるいは実施例 5の GaN系半導体発光素子の製造方法を 説明するためのサファイア基板等の模式的な一部端面図である。
[図 3D]図 3Dは、実施例 2あるいは実施例 5の GaN系半導体発光素子の製造方法を 説明するためのサファイア基板等の模式的な一部端面図である。
[図 4]図 4は、実施例 2において、活性層を構成する量子井戸における量子井戸数と
、 GaN系半導体発光素子の駆動電圧の関係を調べた結果を示すグラフである。
[図 5]図 5は、実施例 1〜実施例 6の GaN系半導体発光素子の製造方法におけるシ ード層の形成方法の変形を説明するためのサファイア基板等の模式的な一部端面 図である。
[図 6A]図 6Aは、六方晶系の結晶における各面を説明するための図である。
[図 6B]図 6Bは、六方晶系の結晶における各面を説明するための図である。
[図 6C]図 6Cは、六方晶系の結晶における各面を説明するための図である。
[図 6D]図 6Dは、六方晶系の結晶における各面を説明するための図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。
実施例 1 [0042] 実施例 1は、本発明の第 1の態様及び第 3の態様に係る GaN系半導体発光素子、 並びに、本発明の第 1の態様に係る GaN系半導体発光素子の製造方法に関する。 図 1に実施例 1の GaN系半導体発光素子、より具体的には、発光ダイオード (LED) の模式的な断面図を示す。
[0043] 実施例 1の GaN系半導体発光素子は、第 1の GaN系化合物半導体層 21、活性層 22、第 2の GaN系化合物半導体層 23、コンタクト層 24力 積層された構造を有する 。ここで、第 1の GaN系化合物半導体層 21は、その頂面が A面あるいは無極性面と 平行であり、第 1導電型（具体的には、 n型）を有する。また、活性層 22は、第 1の Ga N系化合物半導体層 21上に形成され、その頂面が A面あるいは無極性面と平行で あり、実施例 1にあっては、 In GaN 層 ZGaN層（Y = 0. 20)の多重量子井戸構
Y (1-Y)
造 (但し、井戸数 = 5)を有する。更には、第 2の GaN系化合物半導体層 23は、活性 層 22上に形成され、その頂面が A面あるいは無極性面と平行であり、第 2導電型（具 体的には、 p型）を有する。より具体的には、第 2の GaN系化合物半導体層 23におけ る Mg原子濃度は、 8 X 1019/cm3である。
[0044] 厚さ lOnmのコンタクト層 24は、第 2の GaN系化合物半導体層 23上に形成され、 G aN系化合物半導体（より具体的には、 In Ga N、但し、 X=0. 15)力 成り、その
X (1-X)
頂面が A面あるいは無極性面と平行である。尚、コンタクト層 24における Mg原子濃 度は、 5 X 1019/cm3である。
[0045] 実施例 1にあっては、第 1電極 25が第 1の GaN系化合物半導体層 21上に形成さ れており、第 2電極 26がコンタクト層 24上に形成されている。
[0046] 以下、サファイア基板等の模式的な一部端面図である図 2A〜図 2Dを参照して、 実施例 1の GaN系半導体発光素子の製造方法を説明する。尚、以下の各実施例の 説明においてガス流量（単位： SLM)にて基づき説明を行うが、このガス流量に係数 を乗ずることで、ガスの供給モル数（単位： 10— 6モル ' cm— 2 -min—1)を得ることができる 。ここで、ガス流量 1SLMは 4. 5 X 10— 2モル 'min— 1であり、係数は、更に、この値を等 価面積 Sで除することで得ることができる、実施例 1において、等価面積 Sを 60cm2と した。
[0047] [工程一 100] 先ず、サファイア基板 10 (図面では基板 10で示す）の R面上に、 GaN系化合物半 導体から成り、離間したシード層 1 1を複数形成する（図 2A参照）。ここで、サファイア 基板 10の R面とは、 { 1— 102 }面である。具体的には、サファイア基板 10を MOCV D装置に搬入し、有機ガリウム源ガスとしてトリメチルガリウム (TMG)ガスを使用し、 窒素源ガスとしてアンモニアガスを使用した MOCVD法に基づき、窒素源ガスの有 機ガリウム源ガスに対する供給モル比である V/III比を適切に選択することでピット 等が出来る限り発生しないように鏡面に成長する条件で、厚さ約 2 μ mの平坦な Ga N系化合物半導体層をサファイア基板 10の R面上に成膜する。具体的には、頂面が A面に平行である GaN層をサファイア基板 10の R面上に成膜する。但し、この GaN 系化合物半導体層には、積層欠陥等の高密度の欠陥が存在している。次いで、サフ アイァ基板 10を MOCVD装置から搬出し、リソグラフィ技術及び RIE技術に基づき、 この GaN系化合物半導体層を、平面形状が帯状となるようにパターニングすることで 、離間したシード層 1 1を複数形成することができる。ここで、シード層 1 1はく 1— 100 >方向に延び、シード層 1 1の平面形状を幅 Wの帯状とし、複数のシード層の形成
S
ピッチを Pとしたとき、
s
W = 10 β ΐη
s
Ρ = 40 μ ΐη
s
である。
[工程 1 10]
次いで、頂面 1 2Aが A面に平行であり、側面 12Bが C面に平行である第 1の下地 G aN系化合物半導体層 1 2を、各シード層 1 1から横方向ェピタキシャル成長させる（図 2B参照）。実施例 1にあっては、各第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12の対向す る側面 12Bが相互に接触した時点で、第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12の横方 向ェピタキシャル成長を中止する。具体的には、サファイア基板 10を、再び、 M〇C VD装置に搬入し、有機ガリウム源ガスとしてトリメチルガリウム (TMG)ガスを使用し、 窒素源ガスとしてアンモニアガスを使用した MOCVD法に基づき、頂面 1 2Aが A面 に平行であり、側面 12Bが C面に平行である第 1の下地 GaN系化合物半導体層 1 2 を、各シード層 1 1から横方向ェピタキシャル成長させる。成膜条件を、以下の表 1に 例示する。
[0049] ほ 1]
V/III比 ：約 500
有機ガリウム源ガスの供給量： 4. 5 X 10 モル ' cm 'min
窒素源ガスの供給量 : 1SLM
正味の成長速度 : 12 x m/hr
窒素源ガスの圧力 : l X 104Pa
[0050] 尚、窒素源ガスの圧力を 9 X 104Paとしたところ、第 1の下地 GaN系化合物半導体 層 12の頂面は、 S面， { 1— 101 }面となった。
[0051] [工程— 120]
次いで、サファイア基板 10を MOCVD装置から搬出し、シード層 11の上方に位置 する第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12の頂面 12Aの部分に、マスク層 13を形成 する（図 2C参照）。マスク層 13は、下から、酸化シリコン層、窒化シリコン層の積層構 造を有し、プラズマ CVD法、リソグラフィ技術、及び、ウエットエッチング技術に基づき 形成すること力できる。平面形状が帯状のマスク層 13の幅 Wを 16 μ ΐηとする。即ち
、シード層 11の射影像は、マスク層 13の射影像に含まれ、 W /W = 1. 6である。
S
[0052] 尚、シード層 11の射影像とマスク層 13の射影像とは平行である。シード層 11の中 心線の真上にマスク層 13の中心線が位置してレ、てもよレ、し、シード層 11の中心線の 真上以外の位置にマスク層 13の中心線が位置していてもよい。即ち、第 1の下地 Ga N系化合物半導体層 12の成長条件によっては、シード層 11の上に位置する第 1の 下地 GaN系化合物半導体層 12の部分における結晶欠陥が、シード層 11の中心線 よりも第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12のく 0001 >方向に多く発生する場合が あり、あるいは又、 < 000 _ 1 >方向に多く発生する場合があり、このような場合には 、シード層 11の中心線の真上以外の位置にマスク層 13の中心線を位置させて、シ ード層 11の上に位置する第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12の部分における結 晶欠陥を出来る限り覆うようにマスク層 13の位置を調整して、マスク層 13を形成する
[0053] また、シード層 11の上に位置する第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12の部分に おける結晶欠陥を識別し難い場合、以下の表 2に例示する成膜条件にて、例えば、 厚さ 1 μ m程度の第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12を更に成膜すると、第 1の下 地 GaN系化合物半導体層 12の結晶欠陥部分にピットが発生し易くなり、結晶欠陥を 容易に識別することが可能となる。
[0054] [表 2]
νΖΠΙ比 ：約 8000
窒素源ガスの供給量： 6SLM
横方向成長速度 ：4 x m/hr
窒素源ガスの圧力 ：9 X 104Pa
[0055] [工程一 130]
その後、第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12の頂面 12A上及びマスク層 13上に 、頂面 14Aが A面に平行であり、側面 14Bが C面に平行である第 2の下地 GaN系化 合物半導体層 14を第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12の頂面 12A上から横方向 ェピタキシャル成長させる（図 2D参照）。具体的には、サファイア基板 10を、再び、 MOCVD装置に搬入し、有機ガリウム源ガスとしてトリメチルガリウム (TMG)ガスを 使用し、窒素源ガスとしてアンモニアガスを使用した MOCVD法に基づき、頂面 14 Aが A面に平行であり、側面 14Bが C面に平行である第 2の下地 GaN系化合物半導 体層 14の成膜を、第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12の頂面 12Aから開始させ、 第 2の下地 GaN系化合物半導体層 14を横方向に成長させる。成膜条件は表 1と同 様とすればよい。
[0056] こうして、 GaN系化合物半導体層を形成することができる。
[0057] [工程一 140]
次に、同じ MOCVD装置内で、サファイア基板 10を低い温度に降温することなぐ 第 2の下地 GaN系化合物半導体層 14上に、第 1の GaN系化合物半導体層 21 (具 体的には、例えば、 Siをドーピングした厚さ約 l x mの GaN層）、 GaN系化合物半導 体から成る活性層 22 (具体的には、例えば、厚さ 2〜3nmの In GaN 層/厚さ 7
Y (1-Y)
〜20nmの GaN層が積層された多重量子井戸構造 [MQW構造] )、第 2の GaN系 化合物半導体層 23 (具体的には、例えば、 Mgをドーピングした厚さ 5〜20nmの A1 GaN層と、 Mgをドーピングした厚さ lOOnmの GaN層）、コンタクト層 24 (具体的には 、例えば、 Mgをドーピングした厚さ lOnmの In Ga N層）を、順次、周知の MOCV
X (1-X)
D法にて形成する。尚、第 1の GaN系化合物半導体層は、結晶欠陥の少なくなる以 下の表 3に示す成長条件で成膜することが望ましい。
[0058] [表 3]
νΖΠΙ比 ：1000以上
窒素源ガスの圧力： 5 X 104Pa以上
[0059] [工程一 150]
その後、コンタクト層 24上に第 2電極 26を形成する。第 2電極 26は、 N環/ Ag層 /Au層の積層構造を有し、真空蒸着法にて形成することができる。尚、第 2電極 26 を、第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12の頂面 12A上に形成された第 2の下地 G aN系化合物半導体層 14の部分の上方に形成する。第 2電極 26の射影像は、第 1の 下地 GaN系化合物半導体層 12の頂面 12A上に形成された第 2の下地 GaN系化合 物半導体層 14の部分の射影像に含まれる。第 2電極 26の平面形状は、帯状、円形 、楕円形等とすることができ、第 2電極 26の幅 W (マスク層 13の幅と同じ方向の幅で
E2
ある）を、 14 μ ΐηとする。尚、第 2電極 26は、マスク層 13の上方に位置する第 2の下 地 GaN系化合物半導体層 14の部分に形成しないことが好ましぐ更には、第 2の下 地 GaN系化合物半導体層 14と第 2の下地 GaN系化合物半導体層 14との接合部を 跨がなレ、ように形成することが一層好ましレ、。
[0060] [工程 160]
次いで、全面に支持層を形成し、あるいは、全面に支持体を接着した後、シード層 11、第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12をサファイア基板 10の R面から剥離する 。具体的には、サファイア基板 10を介して、サファイア基板 10とシード層 11、第 1の 下地 GaN系化合物半導体層 12との界面にレーザ光（例えば、波長 248nmの KrF エキシマレーザ光）を照射すればよい。その後、シード層 11、第 1の下地 GaN系化 合物半導体層 12、マスク層 13、第 2の下地 GaN系化合物半導体層 14を、エツチン グ法及び研磨法を組み合せた方法によって除去し、第 1の GaN系化合物半導体層 2 1を露出させる。次に、露出した第 1の GaN系化合物半導体層 21上に第 1電極 25を 形成する。第 1電極 25は、 T環/ Au層の積層構造を有する。更に、第 1電極 25に 接続された ITOから成る透明電極（図示せず）を形成する。
[0061] [工程 170]
その後、第 1の GaN系化合物半導体層 21、 GaN系化合物半導体から成る活性層 22、第 2の GaN系化合物半導体層 23、コンタクト層 24から成る積層構造を劈開、切 断して LEDチップとし、透明電極が上になるようにマウントし、配線を行い、樹脂モー ルドを行うことで、砲弾型の LEDデバイスから成る GaN系半導体発光素子を得ること ができる。
[0062] 尚、活性層 22を構成する In Ga N層における In組成 (Yの値）を調整することに
Y (1-Y)
よって、 LEDデバイスにおける発光波長を 450nmから 530nmの範囲で制御するこ とができる。
[0063] 一方、第 1の GaN系化合物半導体層 21を AlGaN層とし、活性層 22を GaN層ある いは InGaN層あるいは AlInGaN層とし、第 2の GaN系化合物半導体層 23を AlGa N層とすることで、 LEDデバイスにおける発光波長を 360nmから 400nmの範囲で 制御すること力できる。
実施例 2
[0064] 実施例 2は、実施例 1の変形である。
[0065] 実施例 1にあっては、各第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12の対向する側面 12 Bが相互に接触した時点で、第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12の横方向ェピタ キシャル成長を中止する。ところで、 GaN系化合物半導体結晶における c軸方向の 熱膨張係数は、サファイア基板の熱膨張係数よりも極めて小さい。従って、温度の大 きな変化に起因して、シード層 11や第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12がサファ ィァ基板 10から剥離する虞がある。
[0066] 実施例 2にあっては、実施例 1の [工程— 110]と同様の工程において、第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12を、各シード層 11から横方向ェピタキシャル成長させ、 各第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12の対向する側面 12Bが相互に接触する前 に、横方向ェピタキシャル成長を中止する。また、実施例 1の [工程 130]と同様の 工程において、第 2の下地 GaN系化合物半導体層 14を横方向ェピタキシャル成長 させると共に、第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12の対向する側面 12Bから第 3の 下地 GaN系化合物半導体層 15を横方向ェピタキシャル成長させる。これによつて、 実施例 1の [工程一 110]と同様の工程において、マスク層 13を形成するためにサフ アイァ基板 10を降温したときに熱膨張係数の相違によって第 1の下地 GaN系化合物 半導体層 12やシード層 11がサファイア基板 10から剥離することを、確実に防止する こと力 Sできる。
[0067] 以下、サファイア基板等の模式的な一部端面図である図 3A〜図 3Dを参照して、 実施例 2の GaN系半導体発光素子の製造方法を説明する。
[0068] [工程一 200]
先ず、実施例 1の [工程—100]と同様にして、サファイア基板 10の R面上に、 GaN 系化合物半導体力 成り、離間したシード層 11を複数形成する（図 3A参照）。
[0069] [工程一 210]
次いで、頂面 12Aが A面に平行であり、側面 12Bが C面に平行である第 1の下地 G aN系化合物半導体層 12を、各シード層 11から横方向ェピタキシャル成長させる（図 3B参照）。実施例 2にあっては、第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12を、各シード 層 11から横方向ェピタキシャル成長させ、各第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12 の対向する側面 12Bが相互に接触する前に、横方向ェピタキシャル成長を中止する 。具体的には、実施例 1の [工程 110]と同様の工程を実行する。但し、成膜時間を 、実施例 1よりも短くする。
[0070] [工程 220]
次いで、実施例 1の [工程— 120]と同様にして、シード層 11の上方に位置する第 1 の下地 GaN系化合物半導体層 12の頂面 12Aの部分に、マスク層 13を形成する（図 3C参照）。
[0071] [工程一 230]
その後、実施例 1の [工程— 130]と同様にして、第 2の下地 GaN系化合物半導体 層 14を第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12の頂面 12A力も横方向ェピタキシャル 成長させると共に、第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12の対向する側面 12Bから 第 3の下地 GaN系化合物半導体層 15を横方向ェピタキシャル成長させる（図 3D参 照）。
[0072] こうして、 GaN系化合物半導体層を形成することができる。
[0073] [工程 240]
その後、実施例 1の [工程一 140]〜[工程一 170]と同様の工程を実行することで、 GaN系半導体発光素子を得ることができる。
[0074] 実施例 2において、活性層を構成する量子井戸数と、駆動電圧の関係を調べた結 果を、図 4に示す。尚、活性層 22を構成する量子井戸を、具体的には、厚さ 2. 5nm の In GaN 層（Y = 0. 20)と、厚さ 7. 5nmの GaN層力、ら構成した。図 4からも明ら
Y (1-Y)
かなように、量子井戸数が増加するに従い、 5層まででは 3ボルト以下で、それ以上 の層数ではやや増加することが判る。
[0075] また、コンタクト層 24の形成を省略した GaN系半導体発光素子を試作し、比較例 2 とした。実施例 2及び比較例 2にて得られた GaN系半導体発光素子 (活性層 22を構 成する量子井戸の仕様は上記のとおりであり、量子井戸数を 3とした）の駆動電圧を、 約 50A/cm2の電流密度において測定した結果、以下の表 4のとおりとなった。
[0076] [表 4]
実施例 2 2. 8ボルト
比較例 2 3. 8ボノレト
実施例 3
[0077] 実施例 3は実施例 2の変形である。実施例 3が実施例 2と相違する主たる点は、第 1 の下地 GaN系化合物半導体層 12を、各シード層 1 1から横方向ェピタキシャル成長 させるときの成膜条件、特に、窒素源ガスの供給量を増加させた点にある。
[0078] [工程一 300]
先ず、実施例 1の [工程—100]と同様にして、サファイア基板 10の R面上に、 GaN 系化合物半導体から成り、離間したシード層 1 1を複数形成する。尚、実施例 3にお いては、
W = り μ m
s
Ρ = 24 μ ηι
s
とする。 [0079] [工程 310]
次いで、頂面 12Aが A面に平行であり、側面 12Bが C面に平行である第 1の下地 G aN系化合物半導体層 12を、実施例 2の [工程 210]と同様にして、各シード層 11 から横方向ェピタキシャル成長させる。実施例 3にあっても、第 1の下地 GaN系化合 物半導体層 12を、各シード層 11から横方向ェピタキシャル成長させ、各第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12の対向する側面 12Bが相互に接触する前に、横方向ェ ピタキシャル成長を中止する。具体的には、実施例 1の [工程一 110]と同様の工程 を実行する。但し、成膜時間を、実施例 1よりも短くする。また、表 1の成膜条件では、 場合によっては、得られた第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12に点欠陥が多く存 在し、また、有機ガリウム源ガス中の炭素が第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12に 多く含まれ、黄色の発光が増えてしまう場合がある。それ故、実施例 3にあっては、表 1における窒素源ガスの供給量を 1SLMから 2SLMへと変更した。尚、実施例 1に示 した第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12の成長条件では、横方向成長速度が速く 、窒素源ガス流量が少ないこともあり、第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12が褐色 に着色する場合があるが、実施例 3の第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12の成長 条件では、第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12が着色せず、透明となる。しかも、 窒素源ガス流量を 2SLMとすることで、横方向成長速度が相対的に遅くなり、各第 1 の下地 GaN系化合物半導体層 12の対向する側面 12Bが相互に接触し難くなる傾 向にある。
[0080] [工程 320]
次いで、実施例 1の [工程— 120]と同様にして、シード層 11の上方に位置する第 1 の下地 GaN系化合物半導体層 12の頂面 12Aの部分に、マスク層 13を形成する。 尚、平面形状が帯状のマスク層 13の幅 Wを とする。即ち、シード層 11の射影 像は、マスク層 13の射影像に含まれ、 W /W = 1. 5である。
S
[0081] [工程一 330]
その後、実施例 1の [工程— 130]と同様にして、第 2の下地 GaN系化合物半導体 層 14を第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12の頂面 12A力も横方向ェピタキシャル 成長させると共に、第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12の対向する側面 12Bから 第 3の下地 GaN系化合物半導体層 15を横方向ェピタキシャル成長させる。
[0082] こうして、 GaN系化合物半導体層を形成することができる。
[0083] [工程 340]
その後、実施例 1の [工程一 140]〜[工程一 170]と同様の工程を実行することで、
GaN系半導体発光素子を得ることができる。
実施例 4
[0084] 実施例 4は、本発明の第 2の態様及び第 3の態様に係る GaN系半導体発光素子、 並びに、本発明の第 2の態様に係る GaN系半導体発光素子の製造方法に関する。 尚、実施例 4の GaN系半導体発光素子、より具体的には、発光ダイオード (LED)の 模式的な断面図は、図 1に示したと同様である。
[0085] 実施例 4の GaN系半導体発光素子は、第 1の GaN系化合物半導体層 21、活性層
22、第 2の GaN系化合物半導体層 23、コンタクト層 24力 積層された構造を有する 。ここで、第 1の GaN系化合物半導体層 21は、その頂面が M面あるいは無極性面と 平行であり、第 1導電型（具体的には、 n型）を有する。また、活性層 22は、第 1の Ga N系化合物半導体層 21上に形成され、その頂面が M面あるいは無極性面と平行で あり、実施例 4にあっては、実施例 1と同様の多重量子井戸構造を有する。更には、 第 2の GaN系化合物半導体層 23は、活性層 22上に形成され、その頂面が M面ある いは無極性面と平行であり、第 2導電型（具体的には、 p型）を有する。第 2の GaN系 化合物半導体層 23における Mg原子濃度は、実施例 1と同様である。
[0086] 厚さ 10nmのコンタクト層 24は、第 2の GaN系化合物半導体層 23上に形成され、 G aN系化合物半導体（より具体的には、 In Ga N、但し、 X=0. 1)から成り、その頂
X (1-X)
面が M面あるいは無極性面と平行である。尚、コンタクト層 24における Mg原子濃度 は、実施例 1と同様である。
[0087] 実施例 4にあっても、第 1電極 25が第 1の GaN系化合物半導体層 21上に形成され ており、第 2電極 26がコンタクト層 24上に形成されている。
[0088] 以下、 LiAlO基板等の模式的な一部端面図である図 2A〜図 2Dを再び参照して
2
、実施例 4の GaN系半導体発光素子の製造方法を説明する。
[0089] [工程一 400] 先ず、 LiAlO基板 10 (図面では基板 10で示す）の γ (ガンマ）面上に、 GaN系化
2
合物半導体から成り、離間したシード層 11を複数形成する（図 2A参照)。具体的に は、 LiAlO基板 10を MOCVD装置に搬入し、実施例 1の [工程 100]と同様にし
2
て、厚さ約 2 z mの平坦な GaN系化合物半導体層（より具体的には、頂面が M面に 平行である GaN層）を LiAlO基板 10上に成膜する。次いで、 LiAlO基板 10を M〇
2 2
CVD装置から搬出し、リソグラフィ技術及び RIE技術に基づき、この GaN系化合物 半導体層を、平面形状が帯状となるようにパターユングすることで、離間したシード層 11を複数形成することができる。
[0090] [工程— 410]
次いで、実施例 1の [工程— 110]と同様にして、頂面 12Aが M面に平行であり、側 面 12Bが C面に平行である第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12を、各シード層 11 力 横方向ェピタキシャル成長させる（図 2B参照）。実施例 4にあっても、各第 1の下 地 GaN系化合物半導体層 12の対向する側面 12Bが相互に接触した時点で、第 1の 下地 GaN系化合物半導体層 12の横方向ェピタキシャル成長を中止する。成膜条件 は表 1に例示したと同様とすればよい。
[0091] [工程 420]
次いで、実施例 1の [工程 120]と同様にして、 LiAlO基板 10を MOCVD装置
2
力 搬出し、シード層 11の上方に位置する第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12の 頂面 12Aの部分に、マスク層 13を形成する（図 2C参照）。平面形状が帯状のマスク 層 13の幅 Wを 16 μ ΐηとする。即ち、シード層 11の射影像は、マスク層 13の射影像 に含まれ、 W /W = 1. 6である。尚、シード層 11の上に位置する第 1の下地 GaN
M S
系化合物半導体層 12の部分における結晶欠陥を識別し難い場合、表 2に例示した 成膜条件にて、例えば、厚さ 1 μ m程度の第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12を 更に成膜すればよい。
[0092] [工程一430]
その後、実施例 1の [工程— 130]と同様にして、第 1の下地 GaN系化合物半導体 層 12の頂面 12A上及びマスク層 13上に、頂面 14Aが M面に平行であり、側面 14B 力 面に平行である第 2の下地 GaN系化合物半導体層 14を第 1の下地 GaN系化合 物半導体層 12の頂面 12A上から横方向ェピタキシャル成長させる（図 2D参照）。成 膜条件は表 1と同様とすればよい。
[0093] こうして、 GaN系化合物半導体層を形成することができる。
[0094] [工程一440]
次に、実施例 1の [工程— 140]と同様にして、同じ MOCVD装置内で、サファイア 基板 10を低い温度に降温することなぐ第 2の下地 GaN系化合物半導体層 14上に 、第 1の GaN系化合物半導体層 21 (具体的には、例えば、 Siをドーピングした厚さ約 1 μ mの GaN層）、 GaN系化合物半導体から成る活性層 22 (具体的には、例えば、 厚さ 2〜3nmの In GaN 層
Y (1-Y) Z厚さ 7〜20nmの GaN層が積層された多重量子井 戸構造 [MQW構造] )、第 2の GaN系化合物半導体層 23 (具体的には、例えば、 M gをドーピングした厚さ 5〜20nmの AlGaN層と、 Mgをドーピングした厚さ lOOnmの GaN層）、コンタクト層 24 (具体的には、例えば、 Mgをドーピングした厚さ lOnmの In Ga N層）を、順次、周知の MOCVD法にて形成する。
X (1- X)
[0095] [工程 450]
その後、実施例 1の [工程— 150]と同様にして、コンタクト層 24上に第 2電極 26を 形成する。
[0096] [工程一 460]
次いで、実施例 1の [工程— 160]と同様にして、全面に支持層を形成し、あるいは 、全面に支持体を接着した後、シード層 11、第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12 を LiAlO基板 10から剥離する。具体的には、 LiAlO基板 10を介して、 LiAlO基板
2 2 2
10とシード層 11、第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12との界面にレーザ光（例え ば、波長 248nmの KrFエキシマレーザ光）を照射すればよレ、。その後、シード層 11 、第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12、マスク層 13、第 2の下地 GaN系化合物半 導体層 14を、エッチング法及び研磨法を組み合せた方法によって除去し、第 1の Ga N系化合物半導体層 12を露出させる。次に、露出した第 1の GaN系化合物半導体 層 21上に第 1電極 25を形成する。更に、第 1電極 25に接続された IT〇から成る透明 電極（図示せず）を形成する。
[0097] [工程一470] その後、実施例 1の [工程— 170]と同様にして、第 1の GaN系化合物半導体層 21 、 GaN系化合物半導体から成る活性層 22、第 2の GaN系化合物半導体層 23、コン タクト層 24から成る積層構造を劈開、切断して LEDチップとし、透明電極が上になる ようにマウントし、配線を行い、樹脂モールドを行うことで、砲弾型の LEDデバイスか ら成る GaN系半導体発光素子を得ることができる。
[0098] 実施例 4にあっても、活性層 22を構成する In Ga N層における In組成 (Yの値）
Y (1-Y)
を調整することによって、 LEDデバイスにおける発光波長を 450nmから 530nmの範 囲で制御することができる。
[0099] 一方、第 1の GaN系化合物半導体層 21を AlGaN層とし、活性層 22を GaN層ある いは InGaN層あるいは AlInGaN層とし、第 2の GaN系化合物半導体層 23を AlGa N層とすることで、 LEDデバイスにおける発光波長を 360nm力も 400nmの範囲で 制卸すること力 Sできる。
実施例 5
[0100] 実施例 5は、実施例 4の変形である。実施例 5にあっては、実施例 4の [工程 410 ]と同様の工程において、第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12を、各シード層 11か ら横方向ェピタキシャル成長させ、各第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12の対向 する側面 12Bが相互に接触する前に、横方向ェピタキシャル成長を中止する。また、 実施例 4の [工程— 430]と同様の工程において、第 2の下地 GaN系化合物半導体 層 14を横方向ェピタキシャル成長させると共に、第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12の対向する側面 12Bから第 3の下地 GaN系化合物半導体層 15を横方向ェピタキ シャノレ成長させる。
[0101] 以下、 LiAl〇基板等の模式的な一部端面図である図 3A〜図 3Dを再び参照して
2
、実施例 5の GaN系半導体発光素子の製造方法を説明する。
[0102] [工程一 500]
先ず、実施例 4の [工程— 400]と同様にして、 LiAlO基板 10上に、 GaN系化合
2
物半導体力 成り、離間したシード層 11を複数形成する（図 3A参照)。
[0103] [工程 510]
次いで、実施例 2の [工程— 210]と同様にして、頂面 12Aが M面に平行であり、側 面 12Bが C面に平行である第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12を、各シード層 11 力 横方向ェピタキシャル成長させる（図 3B参照）。実施例 5にあっては、第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12を、各シード層 11から横方向ェピタキシャル成長させ、 各第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12の対向する側面 12Bが相互に接触する前 に、横方向ェピタキシャル成長を中止する。具体的には、実施例 4の [工程— 410]と 同様の工程を実行する。但し、成膜時間を、実施例 4よりも短くする。
[0104] [工程一 520]
次いで、実施例 4の [工程 420]と同様にして、シード層 11の上方に位置する第 1 の下地 GaN系化合物半導体層 12の頂面 12Aの部分に、マスク層 13を形成する（図 3C参照）。
[0105] [工程一 530]
その後、実施例 4の [工程 430]と同様にして、第 2の下地 GaN系化合物半導体 層 14を第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12の頂面 12A力も横方向ェピタキシャル 成長させると共に、第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12の対向する側面 12Bから 第 3の下地 GaN系化合物半導体層 15を横方向ェピタキシャル成長させる（図 3D参 照）。
[0106] こうして、 GaN系化合物半導体層を形成することができる。
[0107] [工程 540]
その後、実施例 4の [工程— 440]〜[工程— 470]と同様の工程を実行することで、 GaN系半導体発光素子を得ることができる。
実施例 6
[0108] 実施例 6は実施例 5の変形である。実施例 6が実施例 5と相違する主たる点は、第 1 の下地 GaN系化合物半導体層 12を、各シード層 11から横方向ェピタキシャル成長 させるときの成膜条件、特に、窒素源ガスの供給量を増加させた点にある。
[0109] [工程 600]
先ず、実施例 4の [工程— 400]と同様にして、 LiAlO基板 10上に、 GaN系化合
2
物半導体から成り、離間したシード層 11を複数形成する。尚、実施例 6においては、 W = り m P = 24 μ ηι
s
とする。
[0110] [工程 610]
次いで、頂面 12Aが M面に平行であり、側面 12Bが C面に平行である第 1の下地 G aN系化合物半導体層 12を、実施例 5の [工程— 510]と同様にして、各シード層 1 1 から横方向ェピタキシャル成長させる。実施例 6にあっても、第 1の下地 GaN系化合 物半導体層 12を、各シード層 1 1から横方向ェピタキシャル成長させ、各第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12の対向する側面 12Bが相互に接触する前に、横方向ェ ピタキシャル成長を中止する。具体的には、実施例 4の [工程一 410]と同様の工程 を実行する。但し、成膜時間を、実施例 4よりも短くする。また、表 1の成膜条件では、 場合によっては、得られた第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12に点欠陥が多く存 在し、また、有機ガリウム源ガス中の炭素が第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12に 多く含まれ、黄色の発光が増えてしまう場合がある。それ故、実施例 6にあっては、表 1における窒素源ガスの供給量を 1 SLMから 2SLMへと変更した。尚、実施例 4に示 した第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12の成長条件では、横方向成長速度が速く 、窒素源ガス流量が少ないこともあり、第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12が褐色 に着色する場合があるが、実施例 6の第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12の成長 条件では、第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12が着色せず、透明となる。しかも、 窒素源ガス流量を 2SLMとすることで、横方向成長速度が相対的に遅くなり、各第 1 の下地 GaN系化合物半導体層 12の対向する側面 12Bが相互に接触し難くなる傾 向にある。
[0111] [工程一 620]
次いで、実施例 4の [工程 420]と同様にして、シード層 1 1の上方に位置する第 1 の下地 GaN系化合物半導体層 12の頂面 12Aの部分に、マスク層 13を形成する。 尚、平面形状が帯状のマスク層 13の幅 Wを とする。即ち、シード層 1 1の射影 像は、マスク層 13の射影像に含まれ、 W /W = 1. 5である。
S
[0112] [工程一 630]
その後、実施例 4の [工程 430]と同様にして、第 2の下地 GaN系化合物半導体 層 14を第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12の頂面 12A力も横方向ェピタキシャル 成長させると共に、第 1の下地 GaN系化合物半導体層 12の対向する側面 12Bから 第 3の下地 GaN系化合物半導体層 15を横方向ェピタキシャル成長させる。
[0113] こうして、 GaN系化合物半導体層を形成することができる。
[0114] [工程一 640]
その後、実施例 4の [工程 440]〜[工程 470]と同様の工程を実行することで、 GaN系半導体発光素子を得ることができる。
[0115] 以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に 限定されるものではない。実施例で説明した基板、 GaN系化合物半導体層の種類、 組成、膜厚、構成、構造等は例示であり、適宜変更することができる。また、実施例に おいて説明した条件や各種数値、使用した材料等は例示であり、適宜変更すること ができる。
[0116] 無極性面として { 11 2n}面（ほぼ C面に対して 40度を成す無極性面）を用いる場 合、実施例 1〜実施例 3と同様の工程にあっては、バルタの GaN基板の { 11— 2n} 面をフアツセットとして、このフアツセット上に各種の GaN系化合物半導体層を成長さ せればよい。
[0117] 又、実施例 1の [工程 140]や、実施例 4の [工程 440]において、第 1の GaN 系化合物半導体層 21を形成した後、活性層 22を形成する前に、ピエゾ自発分極の 発生抑制のために、厚さ 100nm〜300nmの In Ga N層（ζ = 0· 01〜02)を形成 してもよい。
[0118] 実施例にあっては、 GaN系化合物半導体から成るシード層 11の形成方法を、基板
10の上に GaN系化合物半導体層を形成した後、リソグラフィ技術及びエッチング技 術によってこの GaN系化合物半導体層をパターユングする方法とした力 シード層 1 1の形成方法はこのような方法に限定するものではなレ、。図 5に基板 10等の模式的 な一部端面図を示すように、 GaN系化合物半導体から成るシード層 111は、基板 10 の上に、 GaN系化合物半導体層 111A (例えば、頂面が A面あるいは M面に平行で ある GaN層）を形成し、更に、その上に、非成長層（GaN系化合物半導体層がその 上では成長しない層） 111Bを形成した後、リソグラフィ技術及びエッチング技術によ つてこの非成長層 11Bをパターユングし、 GaN系化合物半導体層 111 Aを露出させ ることで、得ることちできる。
[0119] また、場合によっては、実施例 1あるいは実施例 4において説明した構成、構造を 有する GaN系半導体発光素子を、従来の方法、即ち、 MOCVD法に基づき、基板 上にバッファ層を形成し、その上に、第 1の GaN系化合物半導体層、活性層、第 2の GaN系化合物半導体層、コンタクト層を、順次、形成することで得ることもできる。
[0120] 更には、本発明の第 1の態様あるいは第 2の態様に係る GaN系半導体発光素子の 製造方法は、以下のように表現することもできる。即ち、
(a)基板の所定の面上に、 GaN系化合物半導体から成り、離間したシード層を複 数形成した後、
(b)頂面が無極性面に平行である第 1の下地 GaN系化合物半導体層を、各シード 層から横方向ェピタキシャル成長させ、次いで、
(c)シード層の上方に位置する第 1の下地 GaN系化合物半導体層の頂面の部分 に、マスク層を形成した後、
(d)第 1の下地 GaN系化合物半導体層の頂面上及びマスク層上に、頂面が無極 性面に平行である第 2の下地 GaN系化合物半導体層を第 1の下地 GaN系化合物半 導体層の頂面から横方向ェピタキシャル成長させ、その後、
(e)第 2の下地 GaN系化合物半導体層上に、
(1)頂面が無極性面と平行であり、第 1導電型を有する第 1の GaN系化合物半導体 層、（2)頂面が無極性面と平行である活性層、
(3)頂面が無極性面と平行であり、第 2導電型を有する第 2の GaN系化合物半導体 層、（4) GaN系化合物半導体から成り、頂面が無極性面と平行であるコンタクト層、 を、順次、形成する、
各工程を少なくとも具備する。

Claims

請求の範囲 [1] GaN系半導体発光素子の製造方法であって、 (a)サファイア基板の R面上に、 GaN系化合物半導体力 成り、離間したシード層 を複数形成した後、 (b)頂面力 面に平行である第 1の下地 GaN系化合物半導体層を、各シード層か ら横方向ェピタキシャル成長させ、次いで、 (c)シード層の上方に位置する第 1の下地 GaN系化合物半導体層の頂面の部分 に、マスク層を形成した後、 (d)第 1の下地 GaN系化合物半導体層の頂面上及びマスク層上に、頂面が A面に 平行である第 2の下地 GaN系化合物半導体層を第 1の下地 GaN系化合物半導体層 の頂面力 横方向ェピタキシャル成長させ、その後、 (e)第 2の下地 GaN系化合物半導体層上に、
(1)頂面が A面と平行であり、第 1導電型を有する第 1の GaN系化合物半導体層、
(2)頂面力 SA面と平行である活性層、
(3)頂面が A面と平行であり、第 2導電型を有する第 2の GaN系化合物半導体層、
(4) GaN系化合物半導体から成り、頂面が A面と平行であるコンタクト層、 を、順次、形成する、
各工程を少なくとも具備することを特徴とする GaN系半導体発光素子の製造方法。
[2] 前記工程 (b)において、第 1の下地 GaN系化合物半導体層を、各シード層から横 方向ェピタキシャル成長させ、各第 1の下地 GaN系化合物半導体層の対向する側 面が相互に接触する前に、横方向ェピタキシャル成長を中止し、
前記工程 (d)において、第 2の下地 GaN系化合物半導体層を横方向ェピタキシャ ル成長させると共に、第 1の下地 GaN系化合物半導体層の対向する側面から第 3の 下地 GaN系化合物半導体層を横方向ェピタキシャル成長させることを特徴とする請 求項 1に記載の GaN系半導体発光素子の製造方法。
[3] コンタ外層を形成した後、コンタ外層上に第 2電極を形成することを特徴とする請 求項 1に記載の GaN系半導体発光素子の製造方法。
[4] 第 2電極を、第 1の下地 GaN系化合物半導体層の頂面上に形成された第 2の下地 GaN系化合物半導体層の部分の上方に形成することを特徴とする請求項 3に記載 の GaN系半導体発光素子の製造方法。
[5] 第 2電極の射影像は、第 1の下地 GaN系化合物半導体層の頂面上に形成された 第 2の下地 GaN系化合物半導体層の部分の射影像に含まれることを特徴とする請 求項 4に記載の GaN系半導体発光素子の製造方法。
[6] シード層の平面形状を幅 Wの帯状とし、マスク層の平面形状を幅 Wの帯状とし、
S M
複数のシード層の形成ピッチを P、第 2電極の幅を W としたとき、
S E2
W /W〉1
S
W / (P— W )く 1
E2 S
を満足することを特徴とする請求項 5に記載の GaN系半導体発光素子の製造方法。
[7] 第 2の GaN系化合物半導体層を形成した後、シード層、第 1の下地 GaN系化合物 半導体層及び第 3の下地 GaN系化合物半導体層をサファイア基板の R面から剥離 することを特徴とする請求項 2に記載の GaN系半導体発光素子の製造方法。
[8] シード層、第 1の下地 GaN系化合物半導体層及び第 3の下地 GaN系化合物半導 体層をサファイア基板の R面から剥離した後、シード層、第 1の下地 GaN系化合物半 導体層、第 3の下地 GaN系化合物半導体層、第 2の下地 GaN系化合物半導体層、 及び、マスク層を除去し、第 1の GaN系化合物半導体層を露出させることを特徴とす る請求項 7に記載の GaN系半導体発光素子の製造方法。
[9] 露出した第 1の GaN系化合物半導体層上に第 1電極を形成することを特徴とする 請求項 8に記載の GaN系半導体発光素子の製造方法。
[10] シード層及びマスク層の平面形状は帯状であることを特徴とする請求項 1に記載の
GaN系半導体発光素子の製造方法。
[11] シード層の射影像は、マスク層の射影像に含まれることを特徴とする請求項 10に記 載の GaN系半導体発光素子の製造方法。
[12] シード層の幅を W、マスク層の幅を Wとしたとき、
S M
W /W > 1
s
を満足することを特徴とする請求項 11に記載の GaN系半導体発光素子の製造方法
[13] GaN系半導体発光素子の製造方法であって、
(a) LiAlO基板上に、 GaN系化合物半導体力 成り、離間したシード層を複数形
2
成した後、
(b)頂面が M面に平行である第 1の下地 GaN系化合物半導体層を、各シード層か ら横方向ェピタキシャル成長させ、次いで、
(c)シード層の上方に位置する第 1の下地 GaN系化合物半導体層の頂面の部分 に、マスク層を形成した後、
(d)第 1の下地 GaN系化合物半導体層の頂面上及びマスク層上に、頂面が M面に 平行である第 2の下地 GaN系化合物半導体層を第 1の下地 GaN系化合物半導体層 の頂面から横方向ェピタキシャル成長させ、その後、
(e)第 2の下地 GaN系化合物半導体層上に、
(1)頂面が M面と平行であり、第 1導電型を有する第 1の GaN系化合物半導体層、
(2)頂面が M面と平行である活性層、
(3)頂面が M面と平行であり、第 2導電型を有する第 2の GaN系化合物半導体層、 (5) GaN系化合物半導体から成り、頂面が M面と平行であるコンタクト層、 を、順次、形成する、
各工程を少なくとも具備することを特徴とする GaN系半導体発光素子の製造方法。
[14] 前記工程 (b)において、第 1の下地 GaN系化合物半導体層を、各シード層から横 方向ェピタキシャル成長させ、各第 1の下地 GaN系化合物半導体層の対向する側 面が相互に接触する前に、横方向ェピタキシャル成長を中止し、
前記工程 (d)において、第 2の下地 GaN系化合物半導体層を横方向ェピタキシャ ル成長させると共に、第 1の下地 GaN系化合物半導体層の対向する側面から第 3の 下地 GaN系化合物半導体層を横方向ェピタキシャル成長させることを特徴とする請 求項 13に記載の GaN系半導体発光素子の製造方法。
[15] コンタクト層を形成した後、コンタクト層上に第 2電極を形成することを特徴とする請 求項 13に記載の GaN系半導体発光素子の製造方法。
[16] 第 2電極を、第 1の下地 GaN系化合物半導体層の頂面上に形成された第 2の下地
GaN系化合物半導体層の部分の上方に形成することを特徴とする請求項 15に記載 の GaN系半導体発光素子の製造方法。
[17] 第 2電極の射影像は、第 1の下地 GaN系化合物半導体層の頂面上に形成された 第 2の下地 GaN系化合物半導体層の部分の射影像に含まれることを特徴とする請 求項 16に記載の GaN系半導体発光素子の製造方法。
[18] シード層の平面形状を幅 Wの帯状とし、マスク層の平面形状を幅 Wの帯状とし、
S M
複数のシード層の形成ピッチを P、第 2電極の幅を W としたとき、
S E2
W /W〉1
S
W / (P— W )く 1
E2 S
を満足することを特徴とする請求項 17に記載の GaN系半導体発光素子の製造方法
[19] 第 2の GaN系化合物半導体層を形成した後、シード層、第 1の下地 GaN系化合物 半導体層及び第 3の下地 GaN系化合物半導体層を LiAlO基板から剥離することを
2
特徴とする請求項 14に記載の GaN系半導体発光素子の製造方法。
[20] シード層、第 1の下地 GaN系化合物半導体層及び第 3の下地 GaN系化合物半導 体層を LiAlO基板から剥離した後、シード層、第 1の下地 GaN系化合物半導体層、
2
第 3の下地 GaN系化合物半導体層、第 2の下地 GaN系化合物半導体層、及び、マ スク層を除去し、第 1の GaN系化合物半導体層を露出させることを特徴とする請求項
19に記載の GaN系半導体発光素子の製造方法。
[21] 露出した第 1の GaN系化合物半導体層上に第 1電極を形成することを特徴とする 請求項 20に記載の GaN系半導体発光素子の製造方法。
[22] (A)頂面が A面と平行であり、第 1導電型を有する第 1の GaN系化合物半導体層、
(B)第 1の GaN系化合物半導体層上に形成され、頂面が A面と平行である活性層
(C)活性層上に形成され、頂面が A面と平行であり、第 2導電型を有する第 2の Ga N系化合物半導体層、
(D)第 1の GaN系化合物半導体層上に形成された第 1電極、及び、
(E)第 2電極、
を具備し、更に、 (F)第 2の GaN系化合物半導体層と第 2電極との間に形成され、 GaN系化合物半 導体から成り、頂面が A面と平行であるコンタクト層、
を具備することを特徴とする GaN系半導体発光素子。
[23] (A)頂面が M面と平行であり、第 1導電型を有する第 1の GaN系化合物半導体層、
(B)第 1の GaN系化合物半導体層上に形成され、頂面が M面と平行である活性層
(C)活性層上に形成され、頂面が M面と平行であり、第 2導電型を有する第 2の Ga N系化合物半導体層、
(D)第 1の GaN系化合物半導体層上に形成された第 1電極、及び、
(E)第 2電極、
を具備し、更に、
(F)第 2の GaN系化合物半導体層と第 2電極との間に形成され、 GaN系化合物半 導体から成り、頂面が M面と平行であるコンタクト層、
を具備することを特徴とする GaN系半導体発光素子。
[24] (A)頂面が無極性面と平行であり、第 1導電型を有する第 1の GaN系化合物半導 体層、
(B)第 1の GaN系化合物半導体層上に形成され、頂面が無極性面と平行である活 性層、
(C)活性層上に形成され、頂面が無極性面と平行であり、第 2導電型を有する第 2 の GaN系化合物半導体層、
(D)第 1の GaN系化合物半導体層上に形成された第 1電極、及び、
(E)第 2電極、
を具備し、更に、
(F)第 2の GaN系化合物半導体層と第 2電極との間に形成され、 GaN系化合物半 導体力 成り、頂面が無極性面と平行であるコンタクト層、
を具備することを特徴とする GaN系半導体発光素子。
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5113330B2 (ja) 2005-11-30 2013-01-09 ローム株式会社 窒化ガリウム半導体発光素子
US8013320B2 (en) * 2006-03-03 2011-09-06 Panasonic Corporation Nitride semiconductor device and method for fabricating the same
JP2008153285A (ja) * 2006-12-14 2008-07-03 Rohm Co Ltd 窒化物半導体装置および窒化物半導体製造方法
JP2008159606A (ja) * 2006-12-20 2008-07-10 Rohm Co Ltd 窒化物半導体発光素子およびその製造方法
JP5353113B2 (ja) * 2008-01-29 2013-11-27 豊田合成株式会社 Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体の製造方法
US9048169B2 (en) 2008-05-23 2015-06-02 Soitec Formation of substantially pit free indium gallium nitride
KR100957724B1 (ko) * 2008-06-05 2010-05-12 우리엘에스티 주식회사 화합물 반도체 발광소자 및 발광소자를 위한 발광소자의화합물 반도체 조성비 결정방법
JP2010206063A (ja) 2009-03-05 2010-09-16 Sony Corp ＧａＮ系半導体発光素子の駆動方法、画像表示装置におけるＧａＮ系半導体発光素子の駆動方法、面状光源装置の駆動方法、及び、発光装置の駆動方法
WO2011010436A1 (ja) * 2009-07-22 2011-01-27 パナソニック株式会社 発光ダイオード
EP2565942B1 (en) 2010-04-28 2018-10-24 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Nitride-type semiconductor element
JPWO2011135866A1 (ja) 2010-04-28 2013-07-18 パナソニック株式会社 窒化物系半導体素子およびその製造方法
JP2012064728A (ja) 2010-09-15 2012-03-29 Stanley Electric Co Ltd 光源装置
CN102064261B (zh) * 2010-11-03 2012-09-05 中国科学院半导体研究所 栅极调制垂直结构GaN基发光二极管的器件结构及制备方法
CN103283043A (zh) 2011-04-08 2013-09-04 松下电器产业株式会社 氮化物系半导体元件及其制造方法
JP5813448B2 (ja) * 2011-10-07 2015-11-17 シャープ株式会社 窒化物半導体素子の製造方法
JP6392498B2 (ja) * 2013-03-29 2018-09-19 富士通株式会社 化合物半導体装置及びその製造方法
US10141721B2 (en) * 2014-06-17 2018-11-27 Sony Corporation Light-emitting element and manufacturing method thereof
MY190127A (en) * 2016-10-31 2022-03-30 Univ Malaya Method for producing a non-polar a-plane gallium nitride (gan) thin film on an r-plane sapphire substrate
JP2023523546A (ja) * 2020-04-17 2023-06-06 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア エピタキシャル側方過成長技法を使用してデバイスを除去するための方法
CN111862886A (zh) * 2020-08-03 2020-10-30 京东方科技集团股份有限公司 驱动基板及其制作方法和显示装置
WO2024101774A1 (ko) * 2022-11-09 2024-05-16 웨이브로드 주식회사 그룹3족 질화물 반도체 템플릿의 제조 방법

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001274518A (ja) * 2000-03-23 2001-10-05 Fuji Photo Film Co Ltd 半導体素子用基板およびその製造方法およびそれを用いた半導体素子
JP2002033282A (ja) 2000-07-13 2002-01-31 Nichia Chem Ind Ltd 窒化物半導体基板及びその製造方法
JP2002100579A (ja) 2000-07-17 2002-04-05 Nichia Chem Ind Ltd 窒化物半導体基板及びその製造方法
JP2003037286A (ja) * 2001-05-18 2003-02-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置の製造方法
JP2003046127A (ja) * 2001-05-23 2003-02-14 Sanyo Electric Co Ltd 窒化物系半導体発光素子
JP2003158294A (ja) 2001-11-13 2003-05-30 Lumileds Lighting Us Llc 発光デバイスからの光取り出し改良のための核形成層
JP2004111514A (ja) * 2002-09-17 2004-04-08 Sanyo Electric Co Ltd 窒化物系半導体発光素子およびその製造方法
JP2004262757A (ja) * 2001-04-24 2004-09-24 Sony Corp 窒化物半導体、半導体素子およびこれらの製造方法
JP2004335559A (ja) * 2003-04-30 2004-11-25 Nichia Chem Ind Ltd Ｉｉｉ族窒化物基板を用いる半導体素子

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6348096B1 (en) * 1997-03-13 2002-02-19 Nec Corporation Method for manufacturing group III-V compound semiconductors
EP2234142A1 (en) * 1997-04-11 2010-09-29 Nichia Corporation Nitride semiconductor substrate
US6566231B2 (en) * 2000-02-24 2003-05-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of manufacturing high performance semiconductor device with reduced lattice defects in the active region
KR100708081B1 (ko) * 2000-05-18 2007-04-16 삼성전자주식회사 선택적 산화법에 의한 표면광 레이저의 어퍼쳐 제조 장치및 방법
JP3556916B2 (ja) * 2000-09-18 2004-08-25 三菱電線工業株式会社 半導体基材の製造方法
US6939730B2 (en) * 2001-04-24 2005-09-06 Sony Corporation Nitride semiconductor, semiconductor device, and method of manufacturing the same
US6649942B2 (en) * 2001-05-23 2003-11-18 Sanyo Electric Co., Ltd. Nitride-based semiconductor light-emitting device
JP4693351B2 (ja) * 2001-10-26 2011-06-01 アンモノ・スプウカ・ジ・オグラニチョノン・オドポヴィエドニアウノシツィオン エピタキシャル成長用基板
US7186302B2 (en) * 2002-12-16 2007-03-06 The Regents Of The University Of California Fabrication of nonpolar indium gallium nitride thin films, heterostructures and devices by metalorganic chemical vapor deposition
US7372077B2 (en) * 2003-02-07 2008-05-13 Sanyo Electric Co., Ltd. Semiconductor device
JP2004288799A (ja) * 2003-03-20 2004-10-14 Sony Corp 半導体発光素子およびその製造方法、集積型半導体発光装置およびその製造方法、画像表示装置およびその製造方法ならびに照明装置およびその製造方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001274518A (ja) * 2000-03-23 2001-10-05 Fuji Photo Film Co Ltd 半導体素子用基板およびその製造方法およびそれを用いた半導体素子
JP2002033282A (ja) 2000-07-13 2002-01-31 Nichia Chem Ind Ltd 窒化物半導体基板及びその製造方法
JP2002100579A (ja) 2000-07-17 2002-04-05 Nichia Chem Ind Ltd 窒化物半導体基板及びその製造方法
JP2004262757A (ja) * 2001-04-24 2004-09-24 Sony Corp 窒化物半導体、半導体素子およびこれらの製造方法
JP2003037286A (ja) * 2001-05-18 2003-02-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置の製造方法
JP2003046127A (ja) * 2001-05-23 2003-02-14 Sanyo Electric Co Ltd 窒化物系半導体発光素子
JP2003158294A (ja) 2001-11-13 2003-05-30 Lumileds Lighting Us Llc 発光デバイスからの光取り出し改良のための核形成層
JP2004111514A (ja) * 2002-09-17 2004-04-08 Sanyo Electric Co Ltd 窒化物系半導体発光素子およびその製造方法
JP2004335559A (ja) * 2003-04-30 2004-11-25 Nichia Chem Ind Ltd Ｉｉｉ族窒化物基板を用いる半導体素子

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1837922A4 *
WALTEREIT P. ET AL.: "Nitride semiconductors free of electrostatic fields for efficient white light-emitting diodes", NATURE, vol. 406, 24 August 2000 (2000-08-24), pages 865 - 868, XP002996349 *

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