(57)【要約】【課題】順方向電圧の低減されたｍ面窒化物系ＬＥＤを得ることのできる、ｍ面窒化物系ＬＥＤの新規な製造方法を提供すること。【解決手段】ｍ面窒化物系ＬＥＤの製造方法は、（i）ｎ型不純物でドープされ、その厚さ方向と六方晶のｍ軸とがなす角度が６度以内であるｎ型窒化物半導体層の上方に、窒化物半導体からなる活性層を形成するステップと、（ii）前記活性層の上に、ｐ型不純物でドープされたＧａＮ層を形成するステップと、（iii）前記ＧａＮ層の表面に、ＩｎおよびＧａを含む窒化物半導体からなるコンタクト層を形成するステップと、（iv）前記コンタクト層の表面に電極を形成するステップと、を有する。【選択図】図２
2014154840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（i）その厚さ方向と六方晶のｍ軸とがなす角度が１０度以内であるｎ型窒化物半導体
層の上に、窒化物半導体からなる活性層を形成するステップと、
（ii）前記活性層の上に、ｐ型不純物でドープされたＧａＮ層を形成するステップと、
（iii）前記ＧａＮ層の表面に、ＩｎおよびＧａを含む窒化物半導体からなるコンタク
ト層を形成するステップと、
（iv）前記コンタクト層の表面に電極を形成するステップと、
を有するｍ面窒化物系発光ダイオードの製造方法。
【請求項２】
ＩｎＧａＮを用いて前記コンタクト層を形成する、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記ＧａＮ層を形成する前に、前記活性層の上にＧａＮよりも大きなバンドギャップエネルギーを有する窒化物半導体からなる電子ブロック層を形成するステップを有する、請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記活性層が井戸層および障壁層を含み、前記コンタクト層のバンドギャップエネルギーが該井戸層のバンドギャップエネルギーよりも大きい、請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項５】
前記電極が導電性酸化物を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項６】
前記導電性酸化物がＩＴＯ（インジウム錫酸化物）を含む、請求項５に記載の製造方法。
【請求項７】
前記（ii）および（iii）のステップを同一のＭＯＶＰＥ成長炉内において行うととも
に、前記（ii）のステップの終了から前記（iii）のステップの開始までの間に前記第Ｇ
ａＮ層を該ＭＯＶＰＥ成長炉から取り出さない、請求項１〜６のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項８】
前記（iii）のステップの終了から前記（iv）のステップの開始までの間に前記ＧａＮ
層および前記コンタクト層のポストアニール処理を行わない、請求項７に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物半導体で形成された発光構造を有する窒化物系発光ダイオード（窒化物系ＬＥＤ）に関する。窒化物半導体は、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、窒化ガリウム（ＧａＮ）系半導体などとも呼ばれ、ＡｌｘＧａｙＩｎ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）、（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）Ｎなどの一般式で表される化合物半導体であり、六方晶系に属する結晶構造を取ることが知られている。典型的な窒化物系ＬＥＤはダブルヘテロｐｎ接合型の発光構造を備え、その活性層はＩｎＧａＮ井戸層と（Ｉｎ）ＧａＮ障壁層とが交互積層された多層膜構造を有する多重量子井戸層である。
【背景技術】
【０００２】
量子閉じ込めシュタルク効果（ＱＣＳＥ）が誘起されないように、非極性基板であるｍ面ＧａＮ基板（１０°程度までのオフ角が付与されることがある）を用いてｎ型層、活性層およびｐ型層を六方晶のｍ軸方向に積層してダブルヘテロｐｎ接合構造を形成した、ｍ面窒化物系ＬＥＤの研究開発が行われている（非特許文献１）。
発光効率を改善するために、活性層の上に形成するｐ型窒化物半導体層の成長温度を９００℃未満とすることで、活性層が受ける熱ダメージの低減を図ることを要旨とする、ｍ面窒化物系ＬＥＤの製造方法が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
ｃ面サファイア基板を用いた窒化物系ＬＥＤの実用化の過程では、順方向電圧を低減する目的のために、ｐ型コンタクト層（その表面にｐ側オーミック電極が形成される窒化物半導体層）の結晶組成、添加する不純物の種類および濃度、層厚などの最適化が検討されている（特許文献２）。
窒化物半導体に添加したＭｇ（マグネシウム）、Ｚｎ（亜鉛）などのｐ型不純物を活性化させるためのポストアニール処理（ウェハをエピタキシャル成長炉から取出した後、ＲＴＡ装置などを用いて行うアニール処理）を省略して、窒化物系ＬＥＤの製造を効率化する試みが以前より行われている。この目的のために、窒化物系ＬＥＤのｐ型コンタクト層（エピタキシャル成長工程の最後に形成される）の成長完了直後から基板温度を４００℃以下まで降下させる間の基板温度や成長炉内雰囲気の制御に関する様々な考案がなされている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２４５４４４号公報
【特許文献２】特開平１０−２４２５８７号公報
【特許文献３】特開２００５−２３５９６０号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Mathew C. Schmidt et al., Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 46, No. 7, 2007, pp. L126-L128
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＬＥＤを用いた照明装置や表示装置の消費電力を低減するうえで、ＬＥＤの順方向電圧（＝動作電圧）を低くすることは重要である。近い将来において白熱電球や蛍光ランプの殆どがＬＥＤ照明に置き換えられることが予想されるが、そうなった場合に、ひとつひとつのＬＥＤの順方向電圧のたった０．１Ｖの違いが社会全体の電力消費量に与える影響は小さくない。
【０００７】
また、特にＧａＮ基板上に発光構造を形成した窒化物系ＬＥＤでは、結晶欠陥が少なく耐熱性が高いことから、ひとつのＬＥＤチップに大きな電流を印加する使い方が可能となる。ＬＥＤに印加される電流が大きくなる程、その順方向電圧の僅かな違いで発熱量が大きく変化することから、順方向電圧の低下はより重要な課題となる。発熱量が低減されればＬＥＤの冷却に必要なヒートシンクの容量を小さくすることができるので、当該ＬＥＤを用いた装置の設計の自由度が高くなる。
【０００８】
しかし、これまでのところ、順方向電圧の低減を目的としたｐ型層の最適化は、主としてｃ面窒化物系ＬＥＤにおいて検討されているに過ぎない。ｍ面窒化物系ＬＥＤにおける同種の検討は未だ十分にはなされていない。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、順方向電圧の低減されたｍ面窒化物系ＬＥＤを得ることのできる、ｍ面窒化物系ＬＥＤの新規な製造方法を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施形態には、次に掲げるｍ面窒化物系発光ダイオードの製造方法が含まれる。
（１）（i）その厚さ方向と六方晶のｍ軸とがなす角度が１０度以内であるｎ型窒化物半
導体層の上に、窒化物半導体からなる活性層を形成するステップと、（ii）前記活性層の上に、ｐ型不純物でドープされたＧａＮ層を形成するステップと、（iii）前記ＧａＮ層
の表面に、ＩｎおよびＧａを含む窒化物半導体からなるコンタクト層を形成するステップと、（iv）前記コンタクト層の表面に電極を形成するステップと、を有するｍ面窒化物系発光ダイオードの製造方法。
（２）ＩｎＧａＮを用いて前記コンタクト層を形成する、前記（１）に記載の製造方法。（３）前記ＧａＮ層を形成する前に、前記活性層の上にＧａＮよりも大きなバンドギャップエネルギーを有する窒化物半導体からなる電子ブロック層を形成するステップを有する、上記（１）または（２）に記載の製造方法。
（４）前記活性層が井戸層および障壁層を含み、前記コンタクト層のバンドギャップエネルギーが該井戸層のバンドギャップエネルギーよりも大きい、前記（１）〜（３）のいずれかに記載の製造方法。
（５）前記電極が導電性酸化物を含む、前記（１）〜（４）のいずれかに記載の製造方法。
（６）前記導電性酸化物がＩＴＯ（インジウム錫酸化物）を含む、前記（５）に記載の製造方法。
（７）前記（ii）および（iii）のステップを同一のＭＯＶＰＥ成長炉内において行うと
ともに、前記（ii）のステップの終了から前記（iii）のステップの開始までの間に前記
ＧａＮ層を該ＭＯＶＰＥ成長炉から取り出さない、前記（１）〜（６）のいずれかに記載の製造方法。
（８）前記（iii）のステップの終了から前記（iv）のステップの開始までの間に前記Ｇ
ａＮ層および前記コンタクト層のポストアニール処理を行わない、前記（７）に記載の製造方法。
【００１０】
前記（１）にいう、その厚さ方向と六方晶のｍ軸とがなす角度が１０度以内である窒化物半導体層とは、その表面が平坦面である場合には、該平坦面がｍ面との間でなす角度が１０度以内である窒化物半導体層のことである。１０度以内のオフ角付きｍ面ＧａＮ基板上にエピタキシャル成長した窒化物半導体層においては、通常、その厚さ方向とｍ軸とがなす角度は１０度以内となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の実施形態に係る上記の製造方法を用いることにより、順方向電圧の低減されたｍ面窒化物系発光ダイオードを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ｍ面ＧａＮ基板におけるオフ角を説明するための図面である。
【図２】本発明のｍ面窒化物系ＬＥＤの構造例を示す断面図である。
【図３】実験１で作製したｍ面窒化物系ＬＥＤが備えるエピタキシャル層構造を示す模式図である。
【図４】実験１で作製したｍ面窒化物系ＬＥＤチップを模式的に示す平面図である。
【図５】実験２で作製したｍ面窒化物系ＬＥＤが備えるエピタキシャル層構造を示す模式図である。
【図６】実験２で作製したｍ面窒化物系ＬＥＤチップを模式的に示す平面図である。
【図７】実験３で作製したｍ面窒化物系ＬＥＤチップを模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本明細書において、ＩｎＧａＮはＩｎＮとＧａＮの混晶を、ＡｌＧａＮはＡｌＮとＧａＮの混晶を、また、ＩｎＡｌＧａＮはＩｎＮとＡｌＮとＧａＮの混晶を、それぞれ意味するものとする。
本明細書において、オフ角付きのｍ面ＧａＮ基板に言及する場合がある。図１を用いて説明すると、ｍ面ＧａＮ基板のオフ角とは、当該基板の成長主面（エピタキシャル成長に用いる主面）の法線ベクトルと［１０−１０］とがなす角度φである。また、ｍ面ＧａＮ基板の＋ｃ方向へのオフ角φｃとは、成長主面の法線ベクトルのａ面（［１１−２０］と直交する面）に対する射影と、［１０−１０］とがなす角度φｃである。該射影が［０００１］成分（＋ｃ成分）を有しているときφｃの符号は正であり、反対に、該射影が［０００−１］成分（−ｃ成分）を有しているときφｃの符号は負である。
【００１４】
本発明の好適な実施形態に係るｍ面窒化物系発光ダイオードの製造方法は、次の４つのステップを含む：
（i）その厚さ方向と六方晶のｍ軸とがなす角度が１０度以内であるｎ型窒化物半導体
層の上に、窒化物半導体からなる活性層を形成するステップ；
（ii）前記活性層の上に、ｐ型不純物でドープされたＧａＮ層を形成するステップ；
（iii）前記ＧａＮ層の表面に、ＩｎおよびＧａを含む窒化物半導体からなるコンタク
ト層を形成するステップ；および
（iv）前記コンタクト層の表面に電極を形成するステップ。
【００１５】
この製造方法により得られるｍ面窒化物系発光ダイオードの構造の一例を図２に示す。図２は断面図であり、ｍ面窒化物系発光ダイオード１００は、ｍ面ＧａＮ基板１１０上に成長した複数の窒化物半導体層からなる積層構造を有している。該積層構造は、ｍ面ＧａＮ基板１１０側から順に、ｎ型ＧａＮコンタクト層１２０、活性層１３０、ＡｌＧａＮ電子ブロック層１４０、ｐ型ＧａＮ層１５０、ＩｎＧａＮコンタクト層１６０を含んでいる。
【００１６】
ｍ面ＧａＮ基板はジャスト基板であってもよいし、オフ角が付与されたものであってもよい。オフ角は通常１０度以内、好ましくは６度以内である。窒化物半導体層１２０〜１６０のそれぞれの厚さ方向が、各層を構成するＧａＮ系半導体結晶のｍ軸との間でなす角度は、ｍ面ＧａＮ基板１１０のオフ角に等しい。
ｎ型ＧａＮコンタクト層１２０は、Ｓｉ、Ｇｅのようなｎ型不純物でドープされている。その厚さは例えば１〜６μｍ、好ましくは２〜４μｍであり、ｎ型不純物濃度は例えば２×１０１８〜２×１０１９ｃｍ−３、好ましくは５×１０１８ｃｍ−３以上、１×１０１９ｃｍ−３以下である。ｎ型ＧａＮコンタクト層１２０の一部露出した表面にはｎ電極
Ｅ１１０が形成されている。
【００１７】
活性層１３０は、ＩｎＧａＮまたはＩｎＡｌＧａＮからなる単層であってもよいが、好ましくは、障壁層と井戸層とが交互に積層された構造を有する多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層である。井戸層は好ましくはＩｎＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮのような、Ｉｎを含む窒化物半導体で形成される。
ＡｌＧａＮ電子ブロック層１４０は、ＧａＮよりも大きなバンドギャップエネルギーを有するＡｌｙＧａ１−ｙＮ（好ましくは０．０８≦ｙ≦０.２）で形成される。膜厚は例
えば１０〜２００ｎｍである。ＡｌＧａＮ電子ブロック層１４０はＭｇ、Ｚｎのようなｐ型不純物でドープすることができ、その濃度は例えば１×１０１９〜５×１０２０ｃｍ−３とされる。ＡｌＧａＮ電子ブロック層１４０を省略して、活性層１３０の直上にｐ型ＧａＮ層１５０を設けることが可能である。
【００１８】
ｐ型ＧａＮ層１５０はＭｇ、Ｚｎのようなｐ型不純物でドープされる。ｐ型不純物の濃度は例えば１×１０１９〜５×１０２０ｃｍ−３である。膜厚は例えば４０〜２００ｎｍである。
ＩｎＧａＮコンタクト層１６０の膜厚は例えば１〜２０ｎｍである。この層を構成するＩｎＧａＮの組成は、好ましくは、そのバンドギャップエネルギーが活性層１３０のバンドギャップエネルギー（活性層がＭＱＷの場合には、井戸層のバンドギャップエネルギー）よりも大きくなるように定められる。
【００１９】
同じＭＯＣＶＤ炉内でｐ型ＧａＮ層１５０に続けてＩｎＧａＮコンタクト層１６０を成長させる場合、炉内に外部からｐ型不純物原料を供給しなくても、ＩｎＧａＮコンタクト層１６０がｐ型不純物でドープされる可能性がある。なぜなら、ビスシクロペンタジエニルマグネシウムのようなｐ型不純物原料は炉内に残留し易いからである。
ＩｎＧａＮコンタクト層１６０の上面には、オーミック電極として、ＩＴＯのような導電性酸化物からなる透光性電極Ｅ１２０が形成されており、その透光性電極Ｅ１２０上の一部にはメタル製のｐ電極Ｅ１３０が形成されている。
【００２０】
窒化物系発光ダイオード１００において、ｍ面ＧａＮ基板１１０とｎ型ＧａＮコンタクト層１２０とが隣接していることは必須ではなく、任意の組成、膜厚、層構成を備えた窒化物半導体層をこれらの間に介在させることができる。ｎ型ＧａＮコンタクト層１２０と活性層１３０との間、および、活性層１３０とｐ型ＧａＮ層１５０との間についても同様である。
以下に、本発明者等が行った実験の結果を記す。ただし、これらの実験で用いられた方法やサンプルの構造によって、本発明は何らの限定を受けるものではない。
【００２１】
＜実験１＞
図３に、実験１で作製したｍ面窒化物系ＬＥＤが備えるエピタキシャル層構造を模式的に示す。このｍ面窒化物系ＬＥＤは、ｍ面ＧａＮ基板１上に、アンドープＧａＮ層２、ＧａＮ：Ｓｉコンタクト層３、アンドープＧａＮ中間層４、ＧａＮ：Ｓｉ中間層５、多重量子井戸活性層６、ＡｌＧａＮ：Ｍｇ層７、ＧａＮ：Ｍｇ層８を、該基板１側からこの順に含むエピタキシャル層構造を有している。
【００２２】
かかるエピタキシャル層構造を備えるｍ面窒化物系ＬＥＤを、次の手順に従い作製した。
まず、縦×横×厚さが８ｍｍ×２０ｍｍ×３３０μｍのｍ面ＧａＮ基板を準備した。この基板はキャリア濃度が２．７×１０１７ｃｍ−３で、＋ｃ方向へのオフ角は−０．２４°であった。
【００２３】
上記準備したｍ面ＧａＮ基板の、ポリッシング仕上げされた表面上に、常圧ＭＯＶＰＥ法を用いて、アンドープＧａＮ層２、ＧａＮ：Ｓｉコンタクト層３、アンドープＧａＮ中間層４、ＧａＮ：Ｓｉ中間層５、多重量子井戸活性層６、ＡｌＧａＮ：Ｍｇ層７、ＧａＮ：Ｍｇ層８（ｐ型コンタクト層）を順次エピタキシャル成長させた。
アンドープＧａＮ層２は原料にＴＭＧ（トリメチルガリウム）、アンモニアを用いて、０．０１μｍの厚さに成長させた。
【００２４】
ＧａＮ：Ｓｉコンタクト層３は、原料にＴＭＧ、アンモニア、シランを用いて、Ｓｉ濃度約７×１０１８ｃｍ−３、かつ、０．６５μｍの厚さに成長させた。
アンドープＧａＮ中間層４は、原料にＴＭＧ、アンモニアを用いて１００ｎｍの厚さに成長させた。
ＧａＮ：Ｓｉ中間層５は、原料にＴＭＧ、アンモニア、シランを用いて、Ｓｉ濃度約５×１０１８ｃｍ−３、かつ、２０ｎｍの厚さに成長させた。
【００２５】
多重量子井戸活性層６は、原料にＴＭＧ、ＴＭＩ（トリメチルインジウム）、アンモニアを用いて、最下層および最上層が障壁層となるように、４層のＩｎＧａＮ障壁層と、３層のＩｎＧａＮ井戸層とを交互に成長させることにより形成した。
井戸層厚は３．６ｎｍ、障壁層厚は１８ｎｍとした。多重量子井戸活性層６には不純物を添加しなかった。
【００２６】
ＡｌＧａＮ：Ｍｇ層７は、原料にＴＭＧ、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、アンモニア、Ｃｐ２Ｍｇ（ビスシクロペンタジエニルマグネシウム）を用いて、１６０ｎｍの厚さに成長させた。ＴＭＧとＴＭＡの流量は、結晶組成がＡｌ０．１Ｇａ０．９Ｎとなるように調節した。
ＧａＮ：Ｍｇ層８は、原料にＴＭＧ、アンモニア、Ｃｐ２Ｍｇを用いて、４０ｎｍの厚さに成長させた。
【００２７】
ＧａＮ：Ｍｇ層８の成長時、成長炉内へのアンモニア供給レートは１０ＳＬＭ、基板温度は１０７０℃とした。このＧａＮ：Ｍｇ層８の成長が完了したら、直ちに基板の加熱を停止するとともに、成長炉内に供給するアンモニアの流量を０．０５ＳＬＭに減らした。更に、基板温度が９７０℃まで低下したところでアンモニアの供給を停止し、その後は基板温度が１６５℃に下がるまで成長炉内には窒素ガスのみを供給した。
【００２８】
下記表１に、各層を成長させた際のキャリアガス、基板温度、ＮＨ３／ＴＭＧ比、III
族原料の供給レートをまとめて示す。なお、ＮＨ３／ＴＭＧ比は成長炉内に供給するＮＨ３（アンモニア）とＴＭＧ（トリメチルガリウム）のモル比を意味している。
【００２９】
【表１】
2014154840.tif 000003
【００３０】
エピ成長工程の後、該工程で作製したウェハの表面（ＧａＮ：Ｍｇ層８の表面）に、透光性オーミック電極としてＩＴＯ膜を形成した。このＩＴＯ膜をフォトリソグラフィおよびエッチングの技法を用いて所定形状にパターニングした後、その一部上にメタル製のｐ側電極を形成した。
次いで、エピタキシャル層の表面側からＲＩＥ加工を行うことにより部分的に露出させたＧａＮ：Ｓｉコンタクト層３の表面にメタル製のｎ側電極を形成した。
【００３１】
ｎ側電極の形成後、エピタキシャル層を形成した側のウェハ表面（メタル製の電極表面を除く）を、ＳｉＯ２からなる絶縁保護膜で被覆した。
最後に、ダイヤモンドスクライバを用いてウェハを分断することにより、図４に平面図を示す３５０μｍ角のｍ面窒化物系ＬＥＤチップを得た。このＬＥＤチップのｎ側電極、透光性オーミック電極、ｐ側電極の面積は、それぞれ７２００μｍ２、５９３００μｍ２、５０００μｍ２である。
【００３２】
上記手順により得たｍ面窒化物系ＬＥＤチップに順方向電流２０ｍＡを印加したときの順方向電圧（Ｖｆ）を測定したところ４．０Ｖであった。測定に際して、ＬＥＤチップへの電流供給は、ｐ側およびｎ側のメタル製電極のそれぞれに接続したＡｕワイヤを通して行った。
＜実験２＞
図５に、実験２および後述する実験３で作製したｍ面窒化物系ＬＥＤが備えるエピタキシャル層構造を模式的に示す。このｍ面窒化物系ＬＥＤは、ｍ面ＧａＮ基板１上に、アンドープＧａＮ層２、ＧａＮ：Ｓｉコンタクト層３、アンドープＧａＮ中間層４、ＧａＮ：Ｓｉ中間層５、多重量子井戸活性層６、ＡｌＧａＮ：Ｍｇ層７、ＧａＮ：Ｍｇ層８、ＩｎＧａＮ：Ｍｇコンタクト層９を、該基板１側からこの順に含むエピタキシャル層構造を有している。
【００３３】
実験２では、キャリア濃度が２．２×１０１７ｃｍ−３で、＋ｃ方向へのオフ角が−０．０５°のｍ面ＧａＮ基板上に、常圧ＭＯＶＰＥ法を用いてエピタキシャル層を成長させた。
アンドープＧａＮ層２は原料にＴＭＧ（トリメチルガリウム）、アンモニアを用いて、０．０１μｍの厚さに成長させた。
【００３４】
ＧａＮ：Ｓｉコンタクト層３は、原料にＴＭＧ、アンモニア、シランを用いて、Ｓｉ濃度約７×１０１８ｃｍ−３、かつ、２．０μｍの厚さに成長させた。
アンドープＧａＮ中間層４は、原料にＴＭＧ、アンモニアを用いて１００ｎｍの厚さに成長させた。
ＧａＮ：Ｓｉ中間層５は、原料にＴＭＧ、アンモニア、シランを用いて、Ｓｉ濃度約５×１０１８ｃｍ−３、かつ、２０ｎｍの厚さに成長させた。
【００３５】
多重量子井戸活性層６は、原料にＴＭＧ、ＴＭＩ（トリメチルインジウム）、アンモニアを用いて、最下層および最上層が障壁層となるように、７層のＩｎＧａＮ障壁層と、６層のＩｎＧａＮ井戸層とを交互に成長させることにより形成した。多重量子井戸活性層６には不純物を添加しなかった。
ＡｌＧａＮ：Ｍｇ層７は、原料にＴＭＧ、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、アンモニア、Ｃｐ２Ｍｇを用いて、１６０ｎｍの厚さに成長させた。ＴＭＧとＴＭＡの流量は、結晶組成がＡｌ０．１Ｇａ０．９Ｎとなるように調節した。
【００３６】
ＧａＮ：Ｍｇ層８は、原料にＴＭＧ、アンモニア、Ｃｐ２Ｍｇを用いて、４０ｎｍの厚さに成長させた。
ＧａＮ：Ｍｇ層８の成長時、成長炉内へのアンモニア供給レートは１０ＳＬＭ、基板温度は１０００℃とした。このＧａＮコンタクト層８の成長が完了したら、一旦基板の加熱を停止し、アンモニアの供給量を１０ＳＬＭに維持しながら基板を冷却した。その後基板温度が８２０℃まで下がった時点で基板加熱を再開し、原料にＴＭＧ、ＴＭＩ、アンモニア、Ｃｐ２Ｍｇを用いて、ＩｎＧａＮ：Ｍｇコンタクト層９を成長させた。
【００３７】
ＩｎＧａＮ：Ｍｇコンタクト層９の成長条件を下記表２に示す。この条件は、ＩｎＧａＮ：Ｍｇコンタクト層９の厚さが約１ｎｍとなるように設定した。
【００３８】
【表２】
2014154840.tif 000004
【００３９】
下記表３に、各層を成長させた際のキャリアガス、基板温度、ＮＨ３／ＴＭＧ比、III
族原料の供給レートをまとめて示す。
【００４０】
【表３】
2014154840.tif 000005
【００４１】
エピ成長工程の後、該工程で作製したウェハの表面（ＩｎＧａＮ：Ｍｇコンタクト層９の表面）に、透光性オーミック電極としてＩＴＯ膜を形成した。このＩＴＯ膜をフォトリソグラフィおよびエッチングの技法を用いて所定形状にパターニングした後、その一部上にメタル製のｐ側電極を形成した。
次いで、エピタキシャル層の表面側からＲＩＥ加工を行うことにより部分的に露出させたＧａＮ：Ｓｉコンタクト層３の表面にメタル製のｎ側電極を形成した。
【００４２】
ｎ側電極の形成後、エピタキシャル層を形成した側のウェハ表面（メタル製の電極表面を除く）を、ＳｉＯ２からなる絶縁保護膜で被覆した。
次にｍ面ＧａＮ基板１の裏面に、ＳｉＯ２からなる円形のエッチングマスクを三角格子の格子位置に配置したマスクパターンを形成し、該マスクパターン上からＲＩＥ加工を行うことによって、該裏面を凹凸面にした。
【００４３】
最後に、ダイヤモンドスクライバを用いてウェハを分断することにより、図６に平面図を示す５１０μｍ角のｍ面窒化物系ＬＥＤチップを得た。このＬＥＤチップのｎ側電極、透光性オーミック電極、ｐ側電極の面積は、それぞれ１６８００μｍ２、１６７０００μｍ２、１４２００μｍ２である。
上記手順により得たｍ面窒化物系ＬＥＤチップに順方向電流２０ｍＡを印加したときの順方向電圧（Ｖｆ）を測定したところ３．４Ｖであった。測定に際して、ＬＥＤチップへの電流供給は、ｐ側およびｎ側のメタル製電極のそれぞれに接続したＡｕワイヤを通して行った。
【００４４】
＜実験３＞
実験３では、キャリア濃度が１．４×１０１７ｃｍ−３で、＋ｃ方向へのオフ角が−５．１°のｍ面ＧａＮ基板上に、常圧ＭＯＶＰＥ法を用いて、図５に示すエピタキシャル層構造を形成した。
アンドープＧａＮ層２は原料にＴＭＧ（トリメチルガリウム）、アンモニアを用いて、０．０１μｍの厚さに成長させた。
【００４５】
ＧａＮ：Ｓｉコンタクト層３は、原料にＴＭＧ、アンモニア、シランを用いて、Ｓｉ濃度約７×１０１８ｃｍ−３、かつ、１．５μｍの厚さに成長させた。
アンドープＧａＮ中間層４は、原料にＴＭＧ、アンモニアを用いて１００ｎｍの厚さに成長させた。
ＧａＮ：Ｓｉ中間層５は、原料にＴＭＧ、アンモニア、シランを用いて、Ｓｉ濃度約５×１０１８ｃｍ−３、かつ、２０ｎｍの厚さに成長させた。
【００４６】
多重量子井戸活性層６は、原料にＴＭＧ、ＴＭＩ（トリメチルインジウム）、アンモニアを用いて、最下層および最上層が障壁層となるように、７層のＩｎＧａＮ障壁層と、６層のＩｎＧａＮ井戸層とを交互に成長させることにより形成した。多重量子井戸活性層６には不純物を添加しなかった。
ＡｌＧａＮ：Ｍｇ層７は、原料にＴＭＧ、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、アンモニア、Ｃｐ２Ｍｇを用いて、５０ｎｍの厚さに成長させた。ＴＭＧとＴＭＡの流量は、結晶組成がＡｌ０．１Ｇａ０．９Ｎとなるように調節した。
【００４７】
ＧａＮ：Ｍｇ層８は、原料にＴＭＧ、アンモニア、Ｃｐ２Ｍｇを用いて、２４０ｎｍの厚さに成長させた。
ＧａＮ：Ｍｇ層８の成長時、成長炉内へのアンモニア供給レートは１０ＳＬＭ、基板温度は９００℃とした。このＧａＮコンタクト層８の成長が完了したら、一旦基板の加熱を停止し、ＮＨ３の供給を中断して基板を冷却した。その後基板温度が８２０℃まで下がった時点で基板加熱を再開し、原料にＴＭＧ、ＴＭＩ、アンモニア、Ｃｐ２Ｍｇを用いて、ＭｇでドープされたＩｎＧａＮ：Ｍｇコンタクト層９を成長させた。
【００４８】
ＩｎＧａＮ：Ｍｇコンタクト層９の成長条件は実験例２と同じとした。
下記表４に、各層を成長させた際のキャリアガス、基板温度、ＮＨ３／ＴＭＧ比、III
族原料の供給レートをまとめて示す。
【００４９】
【表４】
2014154840.tif 000006
【００５０】
エピ成長工程の後、該工程で作製したウェハの表面（ＩｎＧａＮ：Ｍｇコンタクト層９の表面）に、透光性オーミック電極としてＩＴＯ膜を形成した。このＩＴＯ膜をフォトリソグラフィおよびエッチングの技法を用いて所定形状にパターニングした後、その一部上
にメタル製のｐ側電極を形成した。
次いで、エピタキシャル層の表面側からＲＩＥ加工を行うことにより部分的に露出させたＧａＮ：Ｓｉコンタクト層３の表面にメタル製のｎ側電極を形成した。
【００５１】
透光性オーミック電極、ｐ側電極およびｎ側電極のサイズおよび形状は、実験例２と同じとした。
ｎ側電極の形成後、エピタキシャル層を形成した側のウェハ表面（メタル製の電極表面を除く）を、ＳｉＯ２からなる絶縁保護膜で被覆した。
次にｍ面ＧａＮ基板１の裏面に、ＳｉＯ２からなる円形のエッチングマスクを三角格子の格子位置に配置したマスクパターンを形成し、該マスクパターン上からＲＩＥ加工を行うことによって、該裏面を凹凸面にした。
【００５２】
最後に、ダイヤモンドスクライバを用いてウェハを分断することにより、図７に平面図を示す５５０μｍ角のｍ面窒化物系ＬＥＤチップを得た。このＬＥＤチップのｎ側電極、透光性オーミック電極、ｐ側電極の面積は、それぞれ１５８００μｍ２、１７４３００μｍ２、１４４００μｍ２である。
上記手順により得たｍ面窒化物系ＬＥＤチップに順方向電流２０ｍＡを印加したときの順方向電圧（Ｖｆ）を測定したところ３．２Ｖであった。測定に際して、ＬＥＤチップへの電流供給は、ｐ側およびｎ側のメタル製電極のそれぞれに接続したＡｕワイヤを通して行った。
【００５３】
実験１の結果と実験２および３の結果の比較から、ｐ側電極用にＩｎＧａＮ：Ｍｇコンタクト層を設けることは、ｍ面窒化物系ＬＥＤの順方向電圧の低減に有用であることが判明した。
【符号の説明】
【００５４】
１００  ｍ面窒化物系発光ダイオード
１１０  ｍ面ＧａＮ基板 
１２０  ｎ型ＧａＮコンタクト層
１３０  活性層
１４０  ＡｌＧａＮ電子ブロック層
１５０  ｐ型ＧａＮ層  
１６０  ＩｎＧａＮコンタクト層
E１１０  ｎ電極
E１２０  透光性電極
E１３０  ｐ電極
【図１】
2014154840.tif 000007
【図２】
2014154840.tif 000008
【図３】
2014154840.tif 000009
【図４】
2014154840.tif 000010
【図５】
2014154840.tif 000011
【図６】
2014154840.tif 000012
【図７】
2014154840.tif 000013