(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
発光素子機能又は受光素子機能を有するＩＩＩ族窒化物系化合物半導体層と、
前記基板と前記ＩＩＩ族窒化物系化合物半導体層との間に形成される下地層であって、該下地層はＩＩＩ族窒化物系化合物半導体で形成されてその表面がテクスチャー構造、断面台形状、若しくはピット状である下地層と、
該下地層の表面に形成される反射層であって、チタン、ジルコニウム、ハフニウム及びタンタルから選ばれる１種又は２種以上の金属の窒化物からなり、その表面形状は前記下地層の表面形状を反映したものである反射層と、
を備えてなるＩＩＩ族窒化物系化合物半導体素子。
【請求項２】
前記反射層は窒化チタンからなる、ことを特徴とする請求項１に記載のＩＩＩ族窒化物系化合物半導体素子。
【請求項３】
前記下地層はＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１）からなる、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のＩＩＩ族窒化物系化合物半導体素子。
【請求項４】
前記下地層はＡｌＮからなる、ことを特徴とする請求項３に記載のＩＩＩ族窒化物系化合物半導体素子。
【請求項５】
前記下地層はＩｎＧａＡｌＮからなる、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のＩＩＩ族窒化物系化合物半導体素子。
【請求項６】
前記下地層はＩｎＡｌＮ又はＩｎＧａＮからなる、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のＩＩＩ族窒化物系化合物半導体素子。
【請求項７】
前記基板はサファイア製若しくはシリコン単結晶製である、ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のＩＩＩ族窒化物系化合物半導体素子。
【請求項８】
前記下地層と前記基板との間に堆積層が介在される、ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のＩＩＩ族窒化物系化合物半導体素子。
【請求項９】
前記基板はサファイア製であり、前記下地層はＡｌＮからなりその表面はテクスチャー構造であり、前記反射層は窒化チタンからなる、ことを特徴とする請求項１に記載のＩＩＩ族窒化物系化合物半導体素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はＩＩＩ族窒化物系化合物半導体素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＩＩ族窒化物系化合物半導体素子は発光ダイオード等の発光素子に用いられる。かかる発光素子では、例えばサファイア製の基板表面に素子機能を有するＩＩＩ族窒化物系化合物半導体層をエピタキシャル成長させた構成である。
【０００３】
しかしながら、サファイア基板とＩＩＩ族窒化物系化合物半導体層では熱膨張係数や格子定数が異なるので、サファイア基板とＩＩＩ族窒化物系化合物半導体層との間に歪みが生じる。この歪みの為に生ずる現象として、サファイア基板とＩＩＩ族窒化物系化合物半導体層の積層体にそりが発生する。このそりがあまりにも大きくなると、半導体の結晶性が損なわれたり半導体層にクラックが入るおそれのあることはもとより、素子作製時のアライメント調整にも不具合が生じる。
そのため、従来ではいわゆる低温堆積層を基板とＩＩＩ族窒化物系化合物半導体層との間に形成して上記の歪みを緩和していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般的な有機金属気相成長法（以下、「ＭＯＣＶＤ」法という）を採用して素子を形成するときのＩＩＩ族窒化物系化合物半導体層の成長温度は１０００℃以上である。一方、低温堆積層の成長温度は４００〜５００℃程度であるため、１０００℃程度で行われる基板クリーニングからＩＩＩ族窒化物系化合物半導体層までの温度履歴をみると、高温（１０００℃）→低温（４００〜５００℃）→高温（１０００℃）となり、温度調整が困難なばかりでなく、熱効率も悪い。
そこで、堆積層を高温で形成することが考えられるが、基板上に直接１０００℃前後の高温でＩＩＩ族窒化物系化合物半導体（例えば低温堆積層と同じＡｌＮ層）を成長させると、そりの問題が再び浮上する。
【０００５】
本発明者らは、上記そりの問題を解決すべく検討を重ねてきた結果、特願平２０００−４１２２２号（出願人整理番号：９９０４３８、代理人整理番号：Ｐ０１４９−０１）において下記構成の発明を提案している。即ち
素子機能を有するＩＩＩ族窒化物系化合物半導体層をその表面上に形成可能な下地層を有し、該下地層の表面には傾斜が形成されており、前記下地層の表面において該傾斜面の占める面積割合が、平面投影面上で、５〜１００％である、ことを特徴とするＩＩＩ族窒化物系化合物半導体素子。
【０００６】
また、他の見方をすれば、下地層をテクスチャー構造とすることが好ましい。ここにテクスチャー構造とは、任意の断面をみたとき下地層表面がノコギリ歯状に、即ち傾斜面を介して谷と山とが繰返している構造を指す。この山部は、独立した多角錐形（円錐形も含む）の場合と山脈状に連なっている場合の両方を含む。
また、この明細書において、断面台形状とは山部頂上における平坦領域が多くなったものを指し、更に平坦領域が多くなったものをピット状と呼ぶ。
この明細書では斜面領域の占める割合が平面投影面上で７０〜１００％をテクスチャー構造、３０〜７０％を断面台形状、５〜３０％をピット状と呼ぶ。
【０００７】
このような下地層を用いることによりＩＩＩ族窒化物系化合物半導体層と下地層を含めた基板との間の歪みが緩和される。これは、ヘテロ界面に傾斜面が存在することによりヘテロ界面にかかる応力が当該傾斜面と平行に加わることとなって分散され、もって応力が緩和されることによると考えられる。このようにして歪みが緩和されると、そりの問題が低減される。その結果、ＩＩＩ族窒化物系化合物半導体層へクラックが入ることを未然に防止できることはもとよりその結晶性が向上し、さらには素子作製時のアライメントも取り易くなる。
【０００８】
本願発明者らは上記表面構造を有する下地層についてさらに検討を重ねてきたところ、下記の課題を見出すに至った。
下地層はＩＩＩ族窒化物系化合物半導体で形成されているため、３６０ｎｍ以上の波長を有する光を透過させる。ちなみに、下地層をＡｌＮ（屈折率：２．１２）で形成しその上のＩＩＩ族窒化物系化合物半導体層をＧａＮ（屈折率：２．６０）で形成したとき、ＧａＮ側からの光を下地層で全反射するには、下地層に対する光の入射角を約２２度以下にしなければならない。ここにテクスチャー構造等を有する下地層にあってはその表面に対する光の入射角が小さくなるので比較的反射効率が高いといえるが、下地層表面全域において確実に全反射を得ることはできない。
即ちこの発明は、テクスチャー構造、断面台形状、若しくはピット状の表面形状を有する下地層においてＩＩＩ族窒化物系化合物半導体からの光を実質的に全反射させることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を解決すべくなされたものであり、その構成は次の通りである。
基板と、
発光素子機能又は受光素子機能を有するＩＩＩ族窒化物系化合物半導体層と、
前記基板と前記ＩＩＩ族窒化物系化合物半導体層との間に形成される下地層であって、該下地層はＩＩＩ族窒化物系化合物半導体で形成されてその表面がテクスチャー構造、断面台形状、若しくはピット状である下地層と、
該下地層の表面に形成される反射層であって、チタン、ジルコニウム、ハフニウム及びタンタルから選ばれる１種又は２種以上の金属の窒化物からなり、その表面形状は前記下地層の表面形状を反映したものである反射層と、
を備えてなるＩＩＩ族窒化物系化合物半導体素子。
【００１０】
このように構成されたＩＩＩ族窒化物系化合物半導体素子によれば、テクスチャー構造、断面台形状、若しくはピット状である下地層の表面に所定の金属窒化物からなる反射層が形成されている。この反射層は下地層の表面形状を反映しているので、反射層の表面形状もテクスチャー構造、断面台形状、若しくはピット状となる。
金属窒化物からなる反射層はいわゆる金属色の鏡面を有する。更には、テクスチャー構造、断面台形状、若しくはピット状の表面に対してはＩＩＩ族窒化物系化合物半導体層からの光の入射角をより小さくできる。従って、この発明の反射層によればＩＩＩ族窒化物系化合物半導体層側から入射する光を実質的に全反射できる。
所定の金属窒化物としてチタン、ジルコニウム、ハフニウム及びタンタルから選ばれる１種又は２種以上の金属の窒化物を採用した場合、その上にＩＩＩ族窒化物系化合物半導体を結晶性よく成長させられることは本発明者らにより既に提案されている（特願平１１−２３５４５０号、出願人整理番号：９８０３８０、代理人整理番号：Ｐ０１１３０１参照）。かかる金属窒化物からなる反射層の上にＩＩＩ族窒化物系化合物半導体を成長させる場合においても、その表面がテクスチャー構造、断面台形状、若しくはピット状とされることにより、ＩＩＩ族窒化物系化合物半導体層と反射層及び下地層を含めた基板との間の歪みが緩和される。これは、ヘテロ界面に傾斜面が存在することによりヘテロ界面にかかる応力が当該傾斜面と平行に加わることとなって分散され、もって応力が緩和されることによると考えられる。このようにして歪みが緩和されると、そりの問題が低減される。その結果、ＩＩＩ族窒化物系化合物半導体層へクラックが入ることを未然に防止できることはもとよりその結晶性が向上し、さらには素子作製時のアライメントも取り易くなる。
【００１１】
【発明の実施の態様】
以下、この発明の各要素について詳細に説明する。
基板
基板はその上にＩＩＩ族窒化物系化合物半導体からなる下地層を形成できるものであれば特に限定されないが、サファイア、ＳｉＣ（炭化シリコン）及びＧａＮ（窒化ガリウム）等の六方晶材料、Ｓｉ（シリコン）やＧａＰ（リン化ガリウム）、ＧａＡｓ（砒化ガリウム）などの立方晶材料を用いることが出来る。
【００１２】
ＩＩＩ族窒化物系化合物半導体層
ＩＩＩ族窒化物系化合物半導体は、一般式としてＡｌＸＧａＹＩｎ１−Ｘ−ＹＮ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、０≦Ｘ＋Ｙ≦１）で表され、ＡｌＮ、ＧａＮ及びＩｎＮのいわゆる２元系、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ、ＡｌｘＩｎ１−ｘＮ及びＧａｘＩｎ１−ｘＮ（以上において０＜ｘ＜１）のいわゆる３元系及びＡｌＸＧａＹＩｎ１−Ｘ−ＹＮ（０＜Ｘ＜１、０＜Ｙ＜１）の４元系を包含する。ＩＩＩ族元素の一部をボロン（Ｂ）、タリウム（Ｔｌ）等で置換しても良く、また、窒素（Ｎ）の一部もリン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）等で置換できる。
発光素子や受光素子の素子機能部分は上記２元系若しくは３元系のＩＩＩ族窒化物系化合物半導体より構成することが好ましい。
ＩＩＩ族窒化物系化合物半導体は任意のドーパントを含むものであっても良い。ｎ型不純物として、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃ等を用いることができる。ｐ型不純物として、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等を用いることができる。なお、ｐ型不純物をドープした後にＩＩＩ族窒化物系化合物半導体をさらに低抵抗化するために電子線照射、プラズマ照射若しくは炉による加熱することも可能である。
ＩＩＩ族窒化物系化合物半導体は、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）のほか、周知の分子線結晶成長法（ＭＢＥ法）、ハライド系気相成長法（ＨＶＰＥ法）、スパッタ法、イオンプレーティング法、電子シャワー法等によっても形成することができる。
【００１３】
発光素子には発光ダイオードやレーザダイオードが挙げられ、受光素子には受光ダイオードや太陽電池等が挙げられる。
なお、発光素子や受光素子の構成としては、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合やｐｎ接合を有したものや、ホモ構造、ヘテロ構造若しくはダブルへテロ構造のものを用いることができる。発光層として量子井戸構造（単一量子井戸構造若しくは多重量子井戸構造）を採用することもできる。
【００１４】
上で説明したＩＩＩ族窒化物系化合物半導体により下地層も形成される。即ち、ＡｌＸＧａＹＩｎ１ーＸーＹＮ（０＜Ｘ＜１、０＜Ｙ＜１、０＜Ｘ＋Ｙ＜１）で表現される四元系の化合物半導体、ＡｌＸＧａ１−ＸＮ（０＜Ｘ＜１）で表現される三元系の化合物半導体、並びにＡｌＮ、ＧａＮ及びＩｎＮが含まれる。サファイア基板の上には特にＡｌＮが好適に用いられる。
【００１５】
下地層の表面には斜面が形成されている。このとき、斜面を作るもとの構造は、三角錐、四角錐などの多角錐の集合体の場合も、山脈状に山部と谷部とが帯状の傾斜面で交互につながっている場合も含む。この斜面は下地層の全面に形成されており、１つ１つの斜面は細かいものであって、その幅は平面投影面において２μｍ未満である。この斜面（見方によっては、凹部である）の占める面積割合は、平面投影面上で、５〜１００％とすることが好ましい。更に好ましくは３０〜１００％であり、更に更に好ましくは７０〜１００％である。
この斜面の占める面積割合が平面投影面上で７０〜１００％であると、図２及び３に示すように、下地層の表面はテクスチャー構造となり、その断面形状は山形となる。１００％のものがノコギリ歯状に谷と山とを繰り返す構造となる。
この斜面の占める面積割合が平面投影面上で３０〜７０％であると、図４に示すように、下地層の表面は島の部分と山の部分が混在し、その断面形状は台形となる。
この斜面の占める面積割合が平面投影面上で５〜３０％であると、図５に示すようにピット状となり、平坦な表面に孔があいた構成である。
ここで、平面投影面とは、下地層の表面をこれに平行な面へ平行投影して得られる投影面である。
【００１６】
このように表面に凹凸を備えたＩＩＩ族窒化物系化合物半導体層は、後で形成される素子機能を有するＩＩＩ族窒化物系化合物半導体と実質的に同じ温度である高温（１１５０℃程度）において、通常の成長条件よりもアンモニアを多く流すことにより形成される。
【００１７】
上記において、テクスチャー構造等を持つ下地層は基板上へ、成長条件を調整することにより、アズグロウンに形成するものである。平坦面の下地層を成長させておいてその平坦面をエッチングなどの方法で処理することにより、下地層の表面をテクスチャー構造、断面台形状、ピット状とすることも可能である。
【００１８】
基板と下地層との間に堆積層を形成することが好ましい。
下地層がＩＩＩ族窒化物系化合物半導体からなる場合、堆積層も同じくＩＩＩ族窒化物系化合物半導体で形成するか或いは金属窒化物系化合物半導体で形成することが好ましい。堆積層はＩＩＩ族窒化物系化合物半導体のなかでもＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１）からなるものとすることが好ましく、更に好ましくはＡｌＮである。金属窒化物系化合物半導体のなかでは窒化チタン、窒化ハフニウム、窒化ジルコニウム及び窒化タンタルから選ばれる１種又は２種以上からなるものとすることが好ましい。更に好ましくは窒化チタンである。このとき基板はサファイア製とすることが好ましく、更に好ましくはサファイア基板のａ面に堆積層を形成する。
かかる堆積層の形成方法として周知のＩＩＩ族窒化物系化合物半導体及び金属窒化物系化合物半導体の形成方法（ＭＯＣＶＤ法やスパッタ法等）が採用できる。堆積層の膜厚はとくに限定されるものではないが、数〜数１００ｎｍ（数１０〜数１０００Å）とする。
本発明者らの検討によれば、基板と下地層（歪緩和層）との間に堆積層を介在させることにより、下地層表面の傾斜を制御し易くなる。即ち、所望の構造の（テクスチャー構造、断面台形状、ピット構造）表面を形成するための条件の幅が広くなり、当該所望の構造の表面の形成が容易になる。これにより、かかる下地層を有する素子を歩留りよく製造できる。
【００１９】
堆積層はこれを二層以上設けることができる。
基板の上に接して形成される第１の堆積層の上にＩＩＩ族窒化物系化合物半導体、好ましくはＡｌＮ又はＧａＮからなる中間層を形成し、この中間層の上に第２の堆積層を形成し（これを繰返すことも可能）、この第２の堆積層の上に下地層を形成する。
第１の堆積層と第２の堆積層とは同一の組成であっても、異なる組成であってもよい。
中間層の厚さも特に限定されるものではない。
複数の堆積層が形成される例として、特開平７−２６７７９６号公報及び特開平９−１９９７５９号公報を参照されたい。
【００２０】
反射層の形成材料には窒化チタン、窒化ハフニウム、窒化ジルコニウム若しくは窒化タンタルの１種又は２種以上が選ばれる。中でも窒化チタンが好ましい。これらの金属窒化物の成長方法は特に限定されないが、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、光ＣＶＤ等のＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｕｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、スパッタ、リアクティブスパッタ、レーザアブレーション、イオンプレーティング、蒸着、ＥＣＲ法等の（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｕｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等の方法を利用できる。
反射層の膜厚は０．１〜５．０μｍとすることが好ましい。反射層の膜厚が上限値を超えると、下地層の表面の凹凸が埋められて、反射層の表面がフラットになる惧れがあり、そうすると反射面とＩＩＩ族窒化物系化合物半導体層とのヘテロ界面における応力緩和が期待できなくなる。他方、下限値を下回る膜厚では光の反射が不充分となる。反射層の更に好ましい膜厚は０．１〜１．０μｍであり、更に更に好ましくは０．２〜０．５μｍである。
【００２１】
以上説明した例では、傾斜面をもつ下地層及び反射層の上にＩＩＩ族窒化物系化合物半導体層を成長させ、このＩＩＩ族窒化物系化合物半導体層をそのまま素子機能層とする場合を想定して説明してきた。なお、このＩＩＩ族窒化物系化合物半導体層を中間層としてさらにその表面に歪緩和のための傾斜面を有する第２の下地層を形成することも可能である（さらにこれを繰返すことも可能である）。これにより、素子機能を有するＩＩＩ族窒化物系化合物半導体層の歪が更に緩和され、その結晶性が向上する。
この中間層は、下地層の表面構造が反映された傾斜面（テクスチャー構造等）のある表面を有するものであっても、フラットな表面を有するものであってもよい。
最も上に位置する下地層に反射層が形成される。
【００２２】
【実施例】
次にこの発明の実施例について説明する。
実施例は発光ダイオード１０であり、その構成を図１に示す。
【００２３】
各層のスペックは次の通りである。
0003633447.tif 000002
【００２４】
ｎ型クラッド層１６は発光層１７側の低電子濃度ｎ−層と下地層１５側の高電子濃度ｎ＋層とからなる２層構造とすることができる。後者はｎコンタクト層と呼ばれる。
発光層１７は多重量子井戸構造のものに限定されない。発光素子の構成としてはシングルへテロ型、ダブルへテロ型及びホモ接合型のものなどを用いることができる。発光層として単一量子井戸構造を採用することもできる。
発光層１７とｐ型クラッド層１８との間にマグネシウム等のアクセプタをドープしたバンドギャップの広いＩＩＩ族窒化物系化合物半導体層を介在させることができる。これは発光層１７中に注入された電子がｐ型クラッド層１８に拡散するのを防止するためである。
ｐ型クラッド層１８を発光層１７側の低ホール濃度ｐ−層と電極側の高ホール濃度ｐ＋層とからなる２層構造とすることができる。後者はｐコンタクト層と呼ばれる。
量子井戸層はＩｎＮ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ及びＩｎＡｌＮを含むＩｎＧａＡｌＮであれば良く、バリア層は量子井戸層よりエネルギーギャップが大きいＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＡｌＮ、ＡｌＧａＮを含むＩｎＧａＡｌＮであればよい。
【００２５】
上記構成の発光ダイオードは次のようにして製造される。
まず、ＭＯＣＶＤ装置の反応装置内へ水素ガスを流通させながら当該サファイア基板を１１３０℃まで昇温して表面をクリーニングする。
その後、その基板温度においてＴＭＡ及びＮＨ３を導入してＡｌＮ製の下地層１５をＭＯＣＶＤ法で成長させる。このとき、ＴＭＡ：３０μｍｏｌ／分、ＮＨ３：３ＳＬＭの条件で流し、所定の膜厚を成長させることでＡｌＮ下地層１５の表面は図２及び図３に示したテクスチャー構造となる。
同様に、上記条件においてＮＨ３の流量を１／２〜１／３とすることにより、下地層１５の表面は図４に示した断面台形状となる。
同様に、上記条件においてＮＨ３の流量を１／４〜１／９とすることにより、下地層１５の表面は図５に示したピット状となる。
【００２６】
サファイア上に平坦なＡｌＮを成膜する条件においては、特にＡｌＮの成膜初期においてＡｌＮがｃ軸方向（基板垂直方向）に成長する速度とｃ軸と垂直方向（基板平行方向）に成長する速度とを比較すると、後者の速度が十分大きい。従って、ＡｌＮは基板平行方向に二次元的に成長をした後、基板垂直方向へ三次元的に成長する。即ち、成長表面ではＡｌ原子とＮ原子とがマイグレーションして均一な成長サイトを形成するのに十分な時間がある。
この条件に対してＮ量を増加させると特にＡｌ原子が適切なマイグレーションをする前に成長表面の原子と結合してしまい、基板垂直方向の成長速度が大きくなる。その結果、基板平行方向の成長が不均一となってテクスチャー構造を作り出すことができる。テクスチャー構造を形成する途中過程が断面台形状であり、ピット状であるといえる。
なお、更にＮ量を増加させるとグレイン成長となり、単結晶化しない。
【００２７】
次に、試料をＤＣマグネトロンスパッタ装置の反応層に移し変え、ＤＣマグネトロンスパッタ法を実行してＴｉＮからなる反射層２５を形成する。
次いで、試料をＭＯＣＶＤに移し変え、基板温度を１１３０℃に維持した状態でｎ型クラッド層１６を形成し、それ以降のＩＩＩ族窒化物系化合物半導体層１７、１８を常法（ＭＯＣＶＤ法）に従い形成する。この成長法においては、アンモニアガスとＩＩＩ族元素のアルキル化合物ガス、例えばトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）やトリメチルインジウム（ＴＭＩ）とを適当な温度に加熱された基板上に供給して熱分解反応させ、もって所望の結晶を基板の上に成長させる。
【００２８】
次に、Ｔｉ／Ｎｉをマスクとしてｐ型クラッド層１８、活性層１７及びｎ型クラッド層１６の一部を反応性イオンエッチングにより除去し、ｎ電極パッド２１を形成すべきｎ型クラッド層１６を表出させる。
【００２９】
半導体表面上にフォトレジストを一様に塗布して、フォトリソグラフィにより、ｐ型クラッド層１８の上の電極形成部分のフォトレジストを除去して、その部分のｐ型クラッド層１８を露出させる。蒸着装置にて、露出させたｐ型クラッド層１８の上に、Ａｕ−Ｃｏ透光性電極層１９を形成する。
次に、同様にしてｐ電極パッド２０、ｎ電極パッド２１を蒸着する。
【００３０】
図６に他の実施例の発光ダイオード３０を示す。図１の例と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
この実施例の発光ダイオード３０では、サファイア基板１１と下地層１５との間にＡｌＮ製の堆積層３１が介在されている。
各層のスペックは次の通りである。
0003633447.tif 000003
【００３１】
上記構成の発光ダイオード３０は次のようにして製造される。
まず、アルゴンガスのスパッタ装置によりサファイア基板温度３００〜５００℃で窒素ガス導入のアルミニウムターゲットによる反応性スパッタを行う。このようにしてＡｌＮを堆積させたサファイア基板をＭＯＣＶＤ装置へセットし、水素ガス、アンモニアガスを流通させながら当該基板を１１３０℃まで昇温する。その後、ＴＭＡ：３０μｍｏｌ／分、ＮＨ３：３ＳＬＭの条件で流し、ＡｌＮ下地層３５を形成した。その表面は、顕微鏡写真図７に示されるように、テクスチャー構造となった。
反射層２５以降の層の形成方法は図７のものと同様である。
【００３２】
この発明は、上記発明の実施の形態及び実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。
【００３３】
以下、次の事項を開示する。
１１  基板と、
該基板の上に形成される下地層であって、該下地層はＩＩＩ族窒化物系化合物半導体で形成されてその表面がテクスチャー構造、断面台形状、若しくはピット状である下地層と、
該下地層の表面に形成される反射層であって、チタン、ジルコニウム、ハフニウム及びタンタルから選ばれる１種又は２種以上の金属の窒化物からなり、その表面形状は前記下地層の表面形状を反映したものである反射層と、
該反射層の上に形成されるＩＩＩ族窒化物系化合物半導体層と、を備えてなる積層体。
１２  前記反射層は窒化チタンからなる、ことを特徴とする１１に記載の積層体。
１３  前記下地層はＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１）からなる、ことを特徴とする１１又は１２に記載の積層体。
１４  前記下地層はＡｌＮからなる、ことを特徴とする１３に記載の積層体。
１５  前記下地層はＩｎＧａＡｌＮからなる、ことを特徴とする１１又は１２に記載の積層体。
１６  前記下地層はＩｎＡｌＮ又はＩｎＧａＮからなる、ことを特徴とする１１又は１２に記載の積層体。
１７  前記基板はサファイア製若しくはシリコン単結晶製である、ことを特徴とする１１〜１６のいずれかに記載の積層体。
１８  前記下地層と前記基板との間に堆積層が介在される、ことを特徴とする１１〜１７のいずれかに記載の積層体。
１９  前記基板はサファイア製であり、前記下地層はＡｌＮからなりその表面はテクスチャー構造であり、前記反射層は窒化チタンからなる、ことを特徴とする１１に記載の積層体。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の実施例の発光ダイオードを示す。
【図２】図２はテクスチャー構造の下地層を示す断面図である。
【図３】図３はテクスチャー構造の下地層を示す表面ＳＥＭ写真である。
【図４】図４は断面台形状の下地層を示す表面ＳＥＭ写真である。
【図５】図５はピット状の下地層を示す表面ＳＥＭ写真である。
【図６】図６はこの発明の他の実施例の発光ダイオードを示す。
【図７】図７は図６の実施例の下地層の表面顕微鏡写真である。
【符号の説明】
１０、３０  発光ダイオード
１５、３５  表面テクスチャー構造を有する層（下地層）
１６  ｎ型クラッド層
１７  発光層
１８  ｐ型クラッド層
２５  反射層
【図１】
0003633447.tif 000004
【図２】
0003633447.tif 000005
【図３】
0003633447.tif 000006
【図４】
0003633447.tif 000007
【図５】
0003633447.tif 000008
【図６】
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【図７】
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