(57)【要約】【課題】高いＰＬ発光強度を安定して得ることが可能な窒化物半導体発光素子の製造方法を提供する。【解決手段】この窒化物半導体発光素子の製造方法では、ガス供給管２１およびリアクタ２２にＭｇが残留している状態下において、ガス供給管２１をベーキングして真空置換する工程、リアクタ２２をベーキングして真空置換する工程、および、リアクタ２２の内壁上にコート膜３１を形成する工程の全てを行うことによって、活性層４のエピタキシャル成長時に、活性層４にドープされてしまうＭｇの濃度を制御する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リアクタに基板を装着する工程と、
ガス供給管を介して前記リアクタに原料ガスを供給することにより、前記基板上に、ｎ側半導体層と、活性層と、ｐ型ドーパントとしてのＭｇがドープされたｐ型層を少なくとも含むｐ側半導体層とをこの順番で成長させるエピタキシャル成長工程とを備え、
前記ガス供給管および前記リアクタに前記Ｍｇが残留している状態下において、前記ガス供給管をベーキングして真空置換する工程、前記リアクタをベーキングして真空置換する工程、および、前記リアクタの内壁上にコート膜を形成する工程の全てを行うことによって、前記活性層のエピタキシャル成長時に、前記活性層にドープされてしまう前記Ｍｇの濃度を制御することを特徴とする窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項２】
前記ガス供給管をベーキングする際に、エピタキシャル成長工程時の温度よりも高い温度で前記ガス供給管をベーキングすることを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項３】
前記リアクタをベーキングする際に、エピタキシャル成長工程時の温度よりも高い温度で前記リアクタをベーキングすることを特徴とする請求項１または２に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項４】
前記ｎ側半導体層および前記ｐ側半導体層はクラッド層を少なくとも含んでおり、
前記リアクタの内壁上にコート膜を形成する際に、前記クラッド層のエピタキシャル成長速度よりも速い速度で前記コート膜を形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物半導体発光素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、窒化物半導体発光素子として、種々の窒化物半導体層で構成された窒化物半導体レーザ素子などが知られている（たとえば、特許文献１参照）。以下に、従来の窒化物半導体レーザ素子の一例について簡単に説明する。
【０００３】
従来の窒化物半導体レーザ素子では、ｎ型ＧａＮ基板上に、ｎ型ＡｌＧａＮからなるｎ型クラッド層などを含むｎ側窒化物半導体層が形成されている。このｎ側窒化物半導体層上には、アンドープＩｎＧａＮからなる活性層（障壁層と井戸層とが交互に積層されたもの）が形成されている。そして、活性層上には、ｐ型ＡｌＧａＮからなるｐ型クラッド層などを含むｐ側窒化物半導体層が形成されている。また、ｐ側窒化物半導体層上にはｐ側電極が形成されており、ｎ型ＧａＮ基板の裏面上にはｎ側電極が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２２９１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記した従来の窒化物半導体レーザ素子において、ｎ型ＧａＮ基板上の種々の窒化物半導体層（ｎ側窒化物半導体層、活性層およびｐ側窒化物半導体層）は、同一の有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）装置を用いて形成される。このため、ＭＯＣＶＤ装置のガス供給管やリアクタなどにＭｇ（ｐ型クラッド層のエピタキシャル成長時に供給されるｐ型ドーパント）が残留していると、活性層のエピタキシャル成長時に、フォトルミネッセンス（ＰＬ）発光強度に影響を及ぼす程のＭｇが活性層にドープされる場合がある。すなわち、従来では、ＰＬ発光強度が低くなってしまう場合があるという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、高いＰＬ発光強度を安定して得ることが可能な窒化物半導体発光素子の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の一の局面による窒化物半導体発光素子の製造方法は、リアクタに基板を装着する工程と、ガス供給管を介してリアクタに原料ガスを供給することにより、基板上に、ｎ側半導体層と、活性層と、ｐ型ドーパントとしてのＭｇがドープされたｐ型層を少なくとも含むｐ側半導体層とをこの順番で成長させるエピタキシャル成長工程とを備えている。そして、ガス供給管およびリアクタにＭｇが残留している状態下において、ガス供給管をベーキングして真空置換する工程、リアクタをベーキングして真空置換する工程、および、リアクタの内壁上にコート膜を形成する工程の全てを行うことによって、活性層のエピタキシャル成長時に、活性層にドープされてしまうＭｇの濃度を制御する。なお、活性層にドープされてしまうＭｇの濃度としては、５×１０15ａｔｏｍｓ／ｃｍ3よりも低くなることが好ましい。
【０００８】
この一の局面による窒化物半導体発光素子の製造方法では、上記のように、ガス供給管およびリアクタにＭｇが残留している状態下において、ガス供給管をベーキングして真空置換する工程、リアクタをベーキングして真空置換する工程、および、リアクタの内壁上にコート膜を形成する工程の全てを行うことによって、活性層のエピタキシャル成長時に、活性層にドープされてしまう残留Ｍｇ（ガス供給管やリアクタに残留するＭｇ）の量を減少させることができる。具体的に言うと、ガス供給管をベーキングして真空置換した場合には、ガス供給管内の残留Ｍｇが蒸発してガス供給管内から排出されるため、ガス供給管内の残留Ｍｇが活性層にドープされてしまうのを抑制することができる。また、リアクタをベーキングして真空置換した場合には、リアクタ内の残留Ｍｇが蒸発してリアクタ内から排出されるため、リアクタ内の残留Ｍｇが活性層にドープされてしまうのを抑制することができる。さらに、リアクタの内壁上にコート膜を形成した場合には、リアクタ内の残留Ｍｇがコート膜内に導入されるため、リアクタ内の残留Ｍｇが活性層にドープされてしまうのを抑制することができる。これにより、活性層中のＭｇ濃度が低くなり、高いＰＬ発光強度を安定して得ることが可能となる。
【０００９】
上記一の局面による窒化物半導体発光素子の製造方法において、ガス供給管をベーキングする際に、エピタキシャル成長工程時の温度よりも高い温度でガス供給管をベーキングすることがより好ましい。このようにすれば、ガス供給管内の残留Ｍｇを容易に排出することができる。
【００１０】
上記一の局面による窒化物半導体発光素子の製造方法において、リアクタをベーキングする際に、エピタキシャル成長工程時の温度よりも高い温度でリアクタをベーキングすることがより好ましい。このようにすれば、リアクタ内の残留Ｍｇを容易に排出することができる。
【００１１】
上記一の局面による窒化物半導体発光素子の製造方法において、ｎ側半導体層およびｐ側半導体層はクラッド層を少なくとも含んでおり、リアクタの内壁上にコート膜を形成する際に、クラッド層のエピタキシャル成長速度よりも速い速度でコート膜を形成することがより好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明によれば、高いＰＬ発光強度を安定して得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態による窒化物半導体発光素子の製造方法を用いて製造された窒化物半導体発光素子の断面図である。
【図２】図１に示した窒化物半導体発光素子の活性層の拡大断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による窒化物半導体発光素子の製造方法で用いる有機金属気相成長装置の概略図である。
【図４】図３に示した有機金属気相成長装置のリアクタの内壁上にコート膜が形成された状態の図である。
【図５】本発明の一実施形態による窒化物半導体発光素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図６】本発明の一実施形態による窒化物半導体発光素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図７】本発明の一実施形態による窒化物半導体発光素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図８】実験用のサンプルの断面図である。
【図９】二次イオン質量分析計による測定結果を示したグラフである。
【図１０】ＰＬ発光強度とＭｇ濃度（活性層にドープされてしまうＭｇの濃度）との関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、図１および図２を参照して、本発明の一実施形態による窒化物半導体発光素子の製造方法を用いて製造された窒化物半導体発光素子の構成について説明する。
【００１５】
この窒化物半導体発光素子は窒化物半導体レーザ素子であり、図１に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１上に形成された種々の窒化物半導体層などで構成されている。
【００１６】
具体的に言うと、ｎ型ＧａＮ基板１上には、アンドープＡｌ0.01Ｇａ0.99Ｎからなるバッファ層２が約０．８μｍの厚みで形成されている。そして、そのバッファ層２上に、Ｇｅがドープされたｎ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎからなるｎ型クラッド層３が約１．８μｍの厚みで形成されている。なお、ｎ型ＧａＮ基板１は、本発明の「基板」の一例である。また、バッファ層２は、本発明の「ｎ側半導体層」の一例であり、ｎ型クラッド層３は、本発明の「ｎ側半導体層」および「クラッド層」の一例である。
【００１７】
ｎ型クラッド層３上には、多重量子井戸（ＭＱＷ）構造の活性層４が形成されている。この活性層４は、図２に示すように、アンドープＩｎ0.02Ｇａ0.98Ｎからなる４つの障壁層４ａと、アンドープＩｎ0.15Ｇａ0.85Ｎからなる３つの井戸層４ｂとを含むものである。そして、障壁層４ａおよび井戸層４ｂは、それぞれが約２０ｎｍの厚みおよび約３．５ｎｍの厚みを有しており、１つずつ交互に積層されている。なお、活性層４は単一量子井戸（ＳＱＷ）構造であってもよい。
【００１８】
活性層４上には、図１に示すように、Ｍｇがドープされたｐ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎからなるｐ型クラッド層５が形成されている。このｐ型クラッド層５には凸部が設けられており、その凸部の厚みが約０．４５μｍとなっているとともに、凸部以外の部分である平坦部の厚みが約０．０５μｍとなっている。また、ｐ型クラッド層５の凸部上には、アンドープＩｎ0.07Ｇａ0.93Ｎからなるｐ側コンタクト層６が約３ｎｍの厚みで形成されている。そして、ｐ型クラッド層５の凸部とｐ側コンタクト層６とからなる部分がリッジ部（光導波路）７として機能している。なお、ｐ型クラッド層５は、本発明の「ｐ側半導体層、クラッド層およびｐ型層」の一例であり、ｐ側コンタクト層６は、本発明の「ｐ側半導体層」の一例である。
【００１９】
また、図示しないが、ｎ型クラッド層３と活性層４との間には、アンドープＡｌ0.2Ｇａ0.8Ｎからなるｎ側キャリアブロック層が約２０ｎｍの厚みで形成されており、活性層４とｐ型クラッド層５との間には、ｐ側光ガイド層およびｐ側キャリアブロック層が活性層４側からこの順番で形成されている。ｐ側光ガイド層は、アンドープＩｎ0.01Ｇａ0.99Ｎからなっているとともに、約０．１μｍの厚みを有している。また、ｐ側キャリアブロック層は、アンドープＡｌ0.2Ｇａ0.8Ｎからなっているとともに、約２０ｎｍの厚みを有している。
【００２０】
ところで、ｎ型ＧａＮ基板１上の種々の窒化物半導体層（２〜６）は同一のＭＯＣＶＤ装置を用いて形成されるが、活性層４のエピタキシャル成長時にガス供給管やリアクタにｐ型ドーパントであるＭｇが残留していると、そのＭｇが５×１０15ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以上の高い濃度で活性層４にドープされてしまい、ＰＬ発光強度に悪影響を及ぼす場合がある。このため、本実施形態では、ＰＬ発光強度に悪影響を及ぼす程の量のＭｇが活性層４にドープされないような対策をエピタキシャル成長工程の前（エピタキシャル成長工程の後）に施している。すなわち、本実施形態では、活性層４にドープされるＭｇの濃度が５×１０15ａｔｏｍｓ／ｃｍ3よりも低くなるように制御している。
【００２１】
また、リッジ部７上には、約１ｎｍの厚みを有するＰｔ層と、約１０ｎｍの厚みを有するＰｄ層とが順次形成されている。そして、Ｐｔ層とＰｄ層とを含む積層体がｐ側オーミック電極８となっている。さらに、ｐ型クラッド層５の平坦部上には電流ブロック層９が形成されており、その電流ブロック層９によってリッジ部７の側面が覆われている。この電流ブロック層９は、ＳｉＯ2からなり、かつ、約０．２μｍの厚みを有している。
【００２２】
電流ブロック層９上には、電流ブロック層９の開口を介してｐ側オーミック電極８と接続するｐ側パッド電極１０が形成されている。このｐ側パッド電極１０は、約３０ｎｍの厚みを有するＴｉ層と、約１５０ｎｍの厚みを有するＰｄ層と、約３μｍの厚みを有するＡｕ層とを含む積層体からなっており、それらは、Ｔｉ層、Ｐｄ層およびＡｕ層の順番で下層から上層に向かって積層されている。
【００２３】
また、ｎ型ＧａＮ基板１の裏面上には、ｎ型ＧａＮ基板１側から順に、約６ｎｍの厚みを有するＡｌ層と、約１０ｎｍの厚みを有するＰｄ層とが形成されている。そして、Ａｌ層とＰｄ層とを含む積層体がｎ側オーミック電極１１となっている。また、ｎ側オーミック電極１１のｎ型ＧａＮ基板１側とは反対側の面上には、約３００ｎｍの厚みを有するＡｕ層からなるｎ側パッド電極１２が形成されている。
【００２４】
以下に、図１〜図７を参照して、本発明の一実施形態による窒化物半導体発光素子（窒化物半導体レーザ素子）の製造方法について説明する。
【００２５】
本実施形態では、図３に示すような横型のＭＯＣＶＤ装置を用いてｎ型ＧａＮ基板１上に種々の窒化物半導体層（２〜６）をエピタキシャル成長させるが、エピタキシャル成長工程の前（エピタキシャル成長工程の後）に、活性層４（図１および図２参照）にドープされてしまうｐ型ドーパントとしてのＭｇの濃度が５×１０15ａｔｏｍｓ／ｃｍ3よりも低くなるような処理をＭＯＣＶＤ装置に対して施しておく。具体的には、ここで用いるＭＯＣＶＤ装置に対して、以下に挙げる３つの処理の全てを行う。なお、図３中の符号２１は、原料ガスやキャリアガスなどを供給するガス供給管であり、符号２２は、エピタキシャル成長が行われるリアクタである。また、図３中の符号２３は、基板が装着されるサセプタであって、回転軸に取り付けられることにより回転可能になっている。また、図３中の符号２４は、基板温度を制御するヒータである。
【００２６】
エピタキシャル成長工程の前（エピタキシャル成長工程の後）に行う処理のうちの１つ目としては、ガス供給管２１およびリアクタ２２にＭｇが残留している状態下において、３つのガス供給管２１のうちのＭｇを供給するガス供給管２１をエピタキシャル成長工程時の温度（約４０℃）よりも高い約６０℃の温度でベーキングすることによりＭｇを蒸発させ、さらに真空置換してＭｇを排出するという処理である。
【００２７】
２つ目としては、ガス供給管２１およびリアクタ２２にＭｇが残留している状態下において、リアクタ２２をエピタキシャル成長工程時の温度よりも高い約１２００℃の温度でベーキングすることによりＭｇを蒸発させ、さらに真空置換してＭｇを排出するという処理である。
【００２８】
３つ目としては、図４に示すように、リアクタ２２の内壁上にコート膜３１を形成するという処理である。この３つ目の処理におけるコート膜３１は、アンドープＧａＮからなっているとともに、約３μｍの厚みを有している。そして、コート膜３１を実際に形成する際には、ＮＨ3ガスおよびトリメチルガリウム（ＴＭＧａ）ガスを原料ガスとし、ｎ型クラッド層３（図１参照）のエピタキシャル成長速度よりも速い速度で形成する。
【００２９】
そして、ｎ型ＧａＮ基板１上に種々の窒化物半導体層（２〜６）をエピタキシャル成長させる際には、リアクタ２２内のサセプタ２３にｎ型ＧａＮ基板１を装着するとともに、ガス供給管２１を介してリアクタ２２内に原料ガスを供給し、かつ、ヒータ２４で基板温度を制御する。
【００３０】
すなわち、まず、基板温度を約１１６０℃に保持する。そして、キャリアガスとしてのＨ2ガスと、原料ガスとしてのＮＨ3ガス、ＴＭＧａガスおよびトリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）ガスとを供給し、約１．１μｍ／ｈの速度でエピタキシャル成長を行う。このようにして、図５に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１上に、アンドープＡｌ0.01Ｇａ0.99Ｎからなるバッファ層２（厚み：約０．８μｍ）を形成する。なお、リアクタ２２の内壁上にコート膜３１を形成する場合（図４に示した状態にする場合）には、バッファ層２およびコート膜３１の各々の形成条件を同じにしてもよい。
【００３１】
また、ｎ型ドーパントであるＧｅを含むモノゲルマン（ＧｅＨ4）ガスを原料ガスとして新たに加えて、約１．１μｍ／ｈの速度でエピタキシャル成長を行うことによって、バッファ層２上に、Ｇｅがドープされたｎ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎからなるｎ型クラッド層３（厚み：約１．８μｍ）を形成する。そして、ＧｅＨ4ガスの供給を止め  約１μｍ／ｈの速度でエピタキシャル成長を行うことにより、ｎ型クラッド層３上に、アンドープＡｌ0.2Ｇａ0.8Ｎからなるｎ側キャリアブロック層（厚み：約２０ｎｍ）を形成する。なお、図面の簡略化のため、ｎ側キャリアブロック層は図示していない。
【００３２】
次に、基板温度を約１１６０℃から約８５０℃に下げる。そして、キャリアガスとしてのＮ2ガスと、原料ガスとしてのＮＨ3ガス、トリエチルガリウム（ＴＥＧａ）ガスおよびトリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）ガスとを供給することによって、ｎ側キャリアブロック層（図示せず）上に、アンドープＩｎ0.02Ｇａ0.98Ｎからなる４つの障壁層４ａ（図２参照）と、アンドープＩｎ0.15Ｇａ0.85Ｎからなる３つの井戸層４ｂ（図２参照）とを約０．２５μｍ／ｈの速度で１つずつ交互にエピタキシャル成長させる。このようにして、４つの障壁層４ａ（厚み：約２０ｎｍ）と３つの井戸層４ｂ（厚み：約３．５ｎｍ）とを含むＭＱＷ構造の活性層４を形成する。
【００３３】
続いて、同様の条件でエピタキシャル成長を行うことによって、活性層４上に、アンドープＩｎ0.01Ｇａ0.99Ｎからなるｐ側光ガイド層（厚み：約０．１μｍ）を形成する。この後、原料ガスをＮＨ3ガス、ＴＭＧａガスおよびＴＭＡｌガスに変更し、約１．２μｍ／ｈの速度でエピタキシャル成長を行うことにより、ｐ側光ガイド層上に、アンドープＡｌ0.2Ｇａ0.8Ｎからなるｐ側キャリアブロック層（厚み：約２０ｎｍ）を形成する。なお、図面の簡略化のため、ｐ側光ガイド層およびｐ側キャリアブロック層は図示していない。
【００３４】
次に、基板温度を約８５０℃から約１１６０℃に上げる。そして、ｐ型ドーパントであるＭｇを含むシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｍｇ（Ｃ5Ｈ5）2）ガスを原料ガスとして新たに加えて、約１．１μｍ／ｈの速度でエピタキシャル成長を行うことにより、ｐ側キャリアブロック層（図示せず）上に、Ｍｇがドープされたｐ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎからなるｐ型クラッド層５（厚み：約０．４５μｍ）を形成する。さらに、基板温度を約１１６０℃から約８５０℃に下げるとともに、Ｍｇ（Ｃ5Ｈ5）2ガスの供給を止め、約０．２５μｍ／ｈの速度でエピタキシャル成長を行うことにより、ｐ型クラッド層５上に、アンドープＩｎ0.07Ｇａ0.93Ｎからなるｐ側コンタクト層６（厚み：約３ｎｍ）を形成する。
【００３５】
この後、本実施形態では、活性層４にドープされてしまうｐ型ドーパントとしてのＭｇの濃度が５×１０15ａｔｏｍｓ／ｃｍ3よりも低くなるような処理をＭＯＣＶＤ装置（図３および図４参照）に対して施しておく。すなわち、ガス供給管２１をベーキングして真空置換する工程、リアクタ２２をベーキングして真空置換する工程、および、リアクタ２２の内壁上にコート膜３１を形成する工程の全てを行う。
【００３６】
次に、図６に示すように、ｐ側コンタクト層６上のリッジ部７に対応する領域にエッチングマスク（ＳｉＯ2膜）３２を形成した後、Ｃｌ2ガスによる反応性イオンエッチング法を用いて、ｐ側コンタクト層６の上面からｐ型クラッド層５の途中の深さ（ｐ型クラッド層５の上面から約０．４μｍの深さ）までをエッチング除去する。これにより、ｐ型クラッド層５の凸部とｐ側コンタクト層６とからなるリッジ部７が得られる。この後、エッチングマスク３２を除去する。
【００３７】
次に、図７に示すように、プラズマＣＶＤ法を用いて、約０．２μｍの厚みを有するＳｉＯ2膜を全面上に形成した後、そのＳｉＯ2膜のリッジ部７に対応する領域を除去することによって、リッジ部７に対応する領域に開口を持ち、かつ、リッジ部７の側面を覆う電流ブロック層（約０．２μｍの厚みを有するＳｉＯ2膜）９をｐ型クラッド層５の平坦部上に形成する。
【００３８】
この後、電子ビーム蒸着法を用いて、リッジ部７上に、約１ｎｍの厚みを有するＰｔ層と、約１０ｎｍの厚みを有するＰｄ層とを順次形成する。これにより、Ｐｔ層とＰｄ層とを含む積層体からなるｐ側オーミック電極８が得られる。続いて、電子ビーム蒸着法を用いて、電流ブロック層９上に、約３０ｎｍの厚みを有するＴｉ層と、約１５０ｎｍの厚みを有するＰｄ層と、約３μｍの厚みを有するＡｕ層と順次形成する。これにより、Ｔｉ層とＰｄ層とＡｕ層とを含む積層体からなるｐ側パッド電極１０が得られる。なお、このｐ側パッド電極１０を形成する際には、ｐ側パッド電極１０が電流ブロック層９の開口を介してｐ側オーミック電極８と接続された状態となるようにする。
【００３９】
次に、ｎ型ＧａＮ基板１を所定の厚み（後の素子分離工程において劈開し易い厚み）になるまで裏面側から研磨した後、電子ビーム蒸着法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板１の裏面上に、約６ｎｍの厚みを有するＡｌ層と、約１０ｎｍの厚みを有するＰｄ層と、約３００ｎｍの厚みを有するＡｕ層とを順次形成する。これにより、Ａｌ層とＰｄ層とを含む積層体からなるｎ側オーミック電極１１（図１参照）およびＡｕ層からなるｎ側パッド電極１２（図１参照）が得られる。そして、最後に、素子分離を行うことによって、図１に示したような窒化物半導体レーザ素子が作製される。
【００４０】
本実施形態では、上記のように、ガス供給管２１およびリアクタ２２にＭｇが残留している状態下において、ガス供給管２１をベーキングして真空置換する工程、リアクタ２２をベーキングして真空置換する工程、および、リアクタ２２の内壁上にコート膜３１を形成する工程の全てを行うことによって、活性層４のエピタキシャル成長時に、活性層４にドープされてしまう残留Ｍｇ（ガス供給管２１やリアクタ２２に残留するＭｇ）の量を減少させることができる。具体的に言うと、ガス供給管２１をベーキングして真空置換した場合には、ガス供給管２１内の残留Ｍｇが蒸発してガス供給管２１内から排出されるため、ガス供給管２１内の残留Ｍｇが活性層４にドープされてしまうのを抑制することができる。また、リアクタ２２をベーキングして真空置換した場合には、リアクタ２２内の残留Ｍｇが蒸発してリアクタ２２内から排出されるため、リアクタ２２内の残留Ｍｇが活性層４にドープされてしまうのを抑制することができる。さらに、リアクタ２２の内壁上にコート膜３１を形成した場合には、リアクタ２２内の残留Ｍｇがコート膜３１内に導入されるため、リアクタ２２内の残留Ｍｇが活性層４にドープされてしまうのを抑制することができる。これにより、活性層４中のＭｇ濃度が低くなり、高いＰＬ発光強度を安定して得ることが可能となる。
【００４１】
また、ガス供給管２１やリアクタ２２のベーキング温度をエピタキシャル成長工程時の温度よりも高くすることによって、ガス供給管２１やリアクタ２２に残留するＭｇを容易に排出することができる。
【００４２】
次に、図８および図９を参照して、上記した実施形態の効果を確認するために行った実験について説明する。
【００４３】
この確認実験では、まず、図８に示すように、アンドープＧａＮ層４１上にアンドープ活性層４２が形成された構造体を実験用のサンプルとして複数作製した。具体的には、ＭＯＣＶＤ装置を用いて、約２μｍの厚みを有するアンドープＧａＮ層４１上に、アンドープ活性層４２となる４つの障壁層（厚み：約２１．３ｎｍ）および３つの井戸層（厚み：３．７ｎｍ）を１つずつ交互にエピタキシャル成長させた。
【００４４】
この後、ＰＬ発光強度が高い第１のサンプルおよびＰＬ発光強度が低い第２のサンプルのそれぞれについて、二次イオン質量分析計（ＳＩＭＳ）による測定を行った。なお、第１のサンプルのＰＬ発光強度を基準（１００％）とすると、第２のサンプルのＰＬ発光強度は７％であった。
【００４５】
そして、ＳＩＭＳによる測定結果を比較したところ、図９に示すように、両方のサンプルにＭｇ（ｐ型ドーパント）がドープされてしまっているが、それぞれにドープされているＭｇの濃度に明確な差が見られた。すなわち、ＰＬ発光強度が高い第１のサンプルにドープされたＭｇの濃度（１×１０15ａｔｏｍｓ／ｃｍ3付近）は、ＰＬ発光強度が低い第２のサンプルにドープされたＭｇの濃度よりも低くなっていた。このことから、活性層にドープされてしまうＭｇの濃度を制御することで、ＰＬ発光強度をより高くすることが可能であると言える。
【００４６】
また、図１０を参照して、ＰＬ発光強度とＭｇ濃度（活性層にドープされてしまうＭｇの濃度）との関係を調べたところ、Ｍｇ濃度が５×１０15ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以上になると、ＰＬ発光強度が３Ｖよりも低くなることが分かった。このことから、活性層にドープされてしまうＭｇの濃度を５×１０15ａｔｏｍｓ／ｃｍ3よりも低くすることで、高いＰＬ発光強度を得ることができると言える。
【００４７】
今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００４８】
たとえば、上記実施形態では、横型のＭＯＣＶＤ装置を用いるようにしたが、本発明はこれに限らず、縦型のＭＯＣＶＤ装置を用いるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１  ｎ型ＧａＮ基板（基板）
２  バッファ層（ｎ側半導体層）
３  ｎ型クラッド層（ｎ側半導体層、クラッド層）
４  活性層
５  ｐ型クラッド層（ｐ側半導体層、クラッド層、ｐ型層）
６  ｐ側コンタクト層（ｐ側半導体層）
２１  ガス供給管
２２  リアクタ
３１  コート膜
【図１】
2010245163.tif 000003
【図２】
2010245163.tif 000004
【図３】
2010245163.tif 000005
【図４】
2010245163.tif 000006
【図５】
2010245163.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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