(57)【要約】【課題】電流拡散効果を改善し、さらに表面粗さを与えることにより、電気的、光学的特性が向上した窒化物半導体素子を提供すること。【解決手段】窒化物結晶成長のための基板上に形成されたｎ型窒化物半導体層と、上記ｎ型窒化物半導体層上に形成された活性層と、上記活性層上に形成されたｐ型第１窒化物半導体層と、上記ｐ型第１窒化物半導体層上に形成され、絶縁性物質から成る微細構造の電流拡散パターンと、上記電流拡散パターンが形成された上記ｐ型第１窒化物半導体層上に形成されたｐ型第２窒化物半導体層とを含む。【選択図】  図２
2006024884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化物結晶成長のための基板上に形成されたｎ型窒化物半導体層と、
上記ｎ型窒化物半導体層上に形成された活性層と、
上記活性層上に形成されたｐ型第１窒化物半導体層と、
上記ｐ型第１窒化物半導体層上に形成され、絶縁性物質から成る微細構造の電流拡散パターンと、
上記電流拡散パターンが形成された上記ｐ型第１窒化物半導体層上に形成されたｐ型第２窒化物半導体層とを含むこと、
を特徴とする窒化物半導体素子。
【請求項２】
上記電流拡散パターンは、ナノサイズのドット構造で分散されたシリコン窒化物（ＳｉＮx）であること、
を特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体素子。
【請求項３】
上記ｐ型第２窒化物半導体層の上面は、上記電流拡散パターンと類似するパターンをマスクに用いてエッチングされ得られた表面粗さを有すること、
を特徴とする請求項１又は２に記載の窒化物半導体素子。
【請求項４】
上記ｐ型第１及び第２窒化物半導体層の各厚さは、約５０〜約２０００Åであること、
を特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の窒化物半導体素子。
【請求項５】
上記電流分散パターンは、約１０Å以下であること、
を特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の窒化物半導体素子。
【請求項６】
上記ｎ型窒化物半導体層は、上記基板上面に形成されたｎ型第１窒化物半導体層と、上記ｎ型第１窒化物半導体層上にナノサイズのドット構造で分散されたシリコン窒化物パターンと、上記パターンが形成された上記ｎ型第１窒化物半導体層上に形成されたｎ型第２窒化物半導体層とを含むこと、
を特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の窒化物半導体素子。
【請求項７】
気相蒸着法を利用した窒化物半導体素子の製造方法において、
窒化物結晶成長のための基板上にｎ型窒化物半導体層を形成する段階と、
上記ｎ型窒化物半導体層上に活性層を形成する段階と、
上記活性層上にｐ型第１窒化物半導体層を形成する段階と、
上記ｐ型第１窒化物半導体層上に絶縁性物質から成る微細構造の電流拡散パターンを形成する段階と、
上記電流拡散パターンが形成された上記ｐ型第１窒化物半導体層上に、ｐ型第２窒化物半導体層を形成する段階とを含むこと、
を特徴とする窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項８】
上記電流拡散パターンを形成する段階は、ナノサイズのドット構造で分散されたシリコン窒化物（ＳｉＮx）を形成する段階であること、
を特徴とする請求項７に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項９】
上記電流拡散パターンを形成する段階は、
シランまたはテトラエチルシランと、アンモニアガスを供給してナノサイズのドット構造のシリコン窒化物パターンを形成する段階であること、
を特徴とする請求項８に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項１０】
上記ｐ型第２窒化物半導体層の上面に、上記電流分散パターンと同一な方式によりマスクパターンを形成する段階と、上記マスクパターンを利用して、上記ｐ型第２窒化物半導体層の上面をエッチングする段階とを含むこと、
を特徴とする請求項７から９のいずれか一項に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項１１】
上記ｐ型第１及び第２窒化物半導体層の各厚さは、約５０〜約２０００Åであること、
を特徴とする請求項７から１０のいずれか一項に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項１２】
上記電流分散パターンの厚さは、約１０Å以下であること、
を特徴とする請求項７から１１のいずれか一項に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項１３】
上記ｎ型窒化物半導体層を形成する段階は、
上記基板上にｎ型第１窒化物半導体層を形成する段階と、上記ｎ型第１窒化物半導体層上にナノサイズのドット構造で分散されたシリコン窒化物パターンを形成する段階と、上記パターンが形成された上記ｎ型第１窒化物半導体層上にｎ型第２窒化物半導体層を形成する段階とを含むこと、
を特徴とする請求項７から１２のいずれか一項に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物半導体素子に関するもので、より詳しくは、電流拡散効果を改善し、さらに表面粗さを与えることにより、電気的、光学的特性を向上させた窒化物半導体素子、及び、その製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、窒化物半導体は、可視光の全領域ばかりか紫外線領域に至る広範囲の光を発する特性のため、発光ダイオード（ＬＥＤ）またはレーザーダイオード（ＬＤ）などの、可視光、及び、紫外線と青緑色の光素子を製造する物質として脚光を浴びている。こうした窒化物半導体は、ＡｌxIｎyＧａ(1-x-y)Ｎ組成式（ここで、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１である）を満足する半導体単結晶で、有機化学気相蒸着法（ＭＯＣＶＤ）などの結晶成長方式を利用して、サファイア、ＳｉＣのような基板上に成長させることができる。
【０００３】
主に、窒化物系半導体素子は大きく分けて、ｎ型窒化物半導体層、アンドープ活性層、及び、ｐ型窒化物半導体層から成る。従来の窒化物半導体素子１０の一形態を図１に示してある。
【０００４】
図１に示したように、従来の窒化物半導体素子１０は、ＧａＮまたはＡｌＮ低温核成長層のようなバッファ層１２が形成されたサファイア基板１１を含む。上記バッファ層１２上にはｎ型窒化物半導体層１３、アンドープ活性層１４、及び、ｐ型窒化物半導体層１５が順次に形成され、上記ｎ型窒化物半導体層１３と上記ｐ型窒化物半導体層１５には、各々ｎ側及びｐ側電極１８、１９が接続されるよう形成される。 上記活性層１４は、ＧａＮの量子バリア層とIｎＧａＮの量子井戸層を複数回交互に積層した多重量子井戸構造であることができる。
【０００５】
両電極１８、１９間に所定の電流が印加されると、ｎ型窒化物半導体層１３から提供される電子とｐ型窒化物半導体層１５から提供される正孔が、多重量子井戸構造（multi-quantum well:ＭＱＷ）の活性層１４において再結合され、緑色または青色など所望の波長の光を放出する。
【０００６】
こうした窒化物半導体素子における光効率を向上させるために、内部量子効率と外部量子効率（即ち、光抽出効率）を改善する両面から、研究が活発に進んでいる。一般に、内部量子効率に係わる改善方案は、活性層から発生する光効率を高める方案であって、活性層１４の構造とエピタキシャル層１３、１４、１５の結晶品質に関心がある。
【０００７】
他方の面においては、内部量子効率は、均一でない電流拡散により大きく制約されている。実際、図１に示すように、活性層１４の一部領域Ａに電流が集中し、他活性層領域においては相対的に低い電流密度を有する。したがって、活性層全体が発光領域に参加できず、内部量子効率が低下する問題がある。現在のところ、均一な電流拡散を保障する方法は、電極配列及びｐ側電極構造を改善する方案に集中されてきた。
【０００８】
さらに、外部量子効率、即ち光抽出効率を改善する方案としては、半導体物質の屈折率と表面平滑度（surface flatness）とを調整する方案がある。しかし、窒化物半導体の屈折率は変更範囲が制限されるので、外部量子効率の改善幅が小さいという限界があり、表面平滑度の調整方案は、表面に粗さを与え、素子内部において全反射する角度を減らし、内部において損失される光を減少させる方案として、表面粗さを与えるために、ＭＯＣＶＤ法と他のＣＶＤ工程などにより、パターン形成をさらに行わなければならない煩わしさがあった。
【０００９】
このように、窒化物半導体素子の光効率を増大させる方案は多角的に模索されており、当業界においては、より効果的な方式により電気的光学的特性を改善し、光効率を増大させる新たな方案が要望されてきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上述した従来の技術の問題を解決するためのもので、その目的は、クラッド層の内部に微細構造の電流拡散パターンを形成することにより、均一な電流分散を実現できる窒化物半導体素子を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、クラッド層の内部に微細構造の絶縁パターンを形成することにより、電流拡散効率を増加させ、ひいては、上部クラッド層表面に絶縁パターンの形成工程を繰り返して、光抽出効率を改善するための表面粗さを与える新たな窒化物半導体素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記した技術的課題を成し遂げるために、本発明は、窒化物結晶成長のための基板上に形成されたｎ型窒化物半導体層と、上記ｎ型窒化物半導体層上に形成された活性層と、上記活性層上に形成されたｐ型第１窒化物半導体層と、上記ｐ型第１窒化物半導体層上に形成され、絶縁性物質から成る微細構造の電流拡散パターンと、上記電流拡散パターンが形成された上記ｐ型第１窒化物半導体層上に形成されたｐ型第２窒化物半導体層とを含む窒化物半導体素子を提供する。
【００１３】
好ましくは、上記電流拡散パターンは、ナノサイズのドット構造で分散されたシリコン窒化物（ＳｉＮx）であることができる。こうしたシリコン窒化物パターンは、上記ｐ型第２窒化物半導体層の表面に再び形成され、そのパターンをマスクとして、上記ｐ型第２窒化物半導体層の表面をエッチングすることにより、光放出面に光抽出効率を向上させる表面粗さを与えることができる。
【００１４】
本発明に用いられる上記電流拡散パターンの厚さは、１０Åを超過しないことが好ましい。
【００１５】
本発明の他の実施形態においては、上記ｎ型窒化物半導体層は、上記基板上面に形成されたｎ型第１窒化物半導体層と、上記ｎ型第１窒化物半導体層上にナノサイズのドット構造で分散されたシリコン窒化物パターンと、上記パターンが形成された上記ｎ型第１窒化物半導体層上に形成されたｎ型第２窒化物半導体層とを含むよう形成することができる。
【００１６】
本発明は、気相蒸着法を利用した窒化物半導体素子の製造方法を提供する。
【００１７】
上記方法は、窒化物結晶成長のための基板上にｎ型窒化物半導体層を形成する段階と、上記ｎ型窒化物半導体層上に活性層を形成する段階と、上記活性層上にｐ型第１窒化物半導体層を形成する段階と、上記ｐ型第１窒化物半導体層上に絶縁性物質から成る微細構造の電流拡散パターンを形成する段階と、上記電流拡散パターンが形成された上記ｐ型第１窒化物半導体層上にｐ型第２窒化物半導体層を形成する段階とを含む。
【００１８】
好ましくは、上記電流拡散パターンを形成する段階は、ナノサイズのドット構造で分散されたシリコン窒化物（ＳｉＮx）を形成する段階であることができ、本工程は、窒化物半導体層の成長工程と連続して、シラン（ＳｉＨ4）またはテトラエチルシラン（tetra-ethylsilane）とアンモニアガスを供給し、ナノサイズのドット構造のシリコン窒化物パターンを形成することができる。
【発明の効果】
【００１９】
上述したように、本発明によれば、窒化物半導体素子において、ｐ型窒化物半導体層の内部に微細構造の電流拡散パターンを介在することにより、電流拡散効率を増加させることができ、ひいてはその上部表面に電流拡散パターン工程と類似する工程を通してマスクを形成することにより、光抽出効率改善のための表面加工工程をより容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付の図を参照しながら、本発明をより詳しく説明する。
【００２１】
図２は、本発明の一の実施形態による窒化物半導体素子を示す側断面図である。図２によると、窒化物半導体素子２０は、サファイア基板２１上に順次に形成されたｎ型窒化物半導体層２３、アンドープ活性層２４、及び、ｐ型窒化物半導体層２５を含む。さらに、良質のエピタキシャル層を成長させるために、ｎ型窒化物半導体層２３を成長させる前に、サファイア基板上にＧａＮまたはＡｌＮ低温核成長層のようなバッファ層２２を形成することができる。
【００２２】
上記窒化物半導体素子２０は、上記ｎ型窒化物半導体層２３と上記ｐ型窒化物半導体層２５に各々接続されたｎ側及びｐ側電極２８、２９を含み、上記活性層２４は、ＧａＮである量子バリア層とIｎＧａＮである量子井戸層を複数回交互に積層した多重量子井戸構造であることができる。
【００２３】
本実施形態において、上記ｐ型窒化物半導体層２５は、ｐ型第１窒化物半導体層２５ａ及びｐ型第２窒化物半導体層２５ｂを含み、上記ｐ型第１窒化物半導体層２５ａ上に、絶縁物質から成る電流拡散パターン２６が形成される。上記電流拡散パターン２６は、微細構造として上記ｐ型第１窒化物半導体層２５ａ上面に分散され、電流の流れを全面積において均一に分布させる作用をする。とりわけ、ｐ型窒化物半導体層２５ａ、２５ｂを通して活性層２４に提供される正孔は、電子より相対的に移動度が低いので、本発明による電流拡散効果により、光効率を大きく形成させることができる。
【００２４】
さらに、上記ｐ型第１及び第２窒化物半導体層２５ａ、２５ｂの厚さは、各々５０〜２０００Åほどで形成することができる。さらに、上記電流拡散パターン２６の厚さは、約１０Åを超過しないことが好ましい。これは電流拡散パターン２６を構成する物質の絶縁性のため、１０Åを超過するとむしろ順方向電圧が高くなる問題が起こりかねないからである。
【００２５】
さらに、好ましくは、上記絶縁性電流拡散パターン２６は、ナノサイズのドット構造で配列されたシリコン窒化物（ＳｉＮx）パターンから成ることができる。こうしたシリコン窒化物である電流拡散パターン２６は、例えば、ＭＯＣＶＤのような気相蒸着工程においてシランまたはテトラエチルシランのようなＳI原料ガスをアンモニア（ＮＨ3）ガスのような窒素原料ガスと共に供給することにより、容易に形成することができる。本発明に好ましく用いられるシリコン窒化物から成る電流拡散パターン２６は、別途のパターニング工程無しで、ＧａＮのような窒化物半導体層において非表面界面活性剤（anti-surfactant）として作用し、ナノサイズのパターンに自発的に形成されるとの利点がある。さらに、こうした電流拡散パターン２６は、先に説明したように、ＭＯＣＶＤ工程で連続的に施されることができるとのさらなる利点がある。ここで、上記シリコン窒化物から成る電流拡散パターン２６の厚さは、１０Åより小さく、即ち、好ましくは、１原子層（ＭＬ）ないし２原子層程で形成することができる。
【００２６】
さらに、本発明は、電流拡散パターンの形成工程を応用して多様な変形例を提供することができる。
【００２７】
先ず、光抽出効率を向上させるために、ｐ型第２窒化物半導体層の上面に所定のマスクパターンを形成することにより、その上面に表面粗さを与えることができる。本発明においては、この際使用されるマスクパターンを上述した電流拡散パターン形成工程と同一な工程を通して形成することにより、ＭＯＣＶＤ工程と連続的且つ単純な工程の繰り返しにより、表面粗さを与えるためのマスクパターンを容易に形成することができる。
【００２８】
さらに、本発明による電流拡散パターンと類似な構造を有するパターンを、ｎ型窒化物半導体層の内部に中間層として介在させることもできる。即ち、ｎ型窒化物半導体層の成長途中に形成することにより、電流拡散効果はいうまでもなく、電位密度を遮断して高品位の結晶を成長させる手段として使用することができる。
【００２９】
このように、本発明は、他の特徴的要素と結合して多様な実施形態で具現することができる。電流拡散パターンの形成工程と類似な工程により、ｐ型第２窒化物半導体層の上面に表面粗さを提供し、ｎ型窒化物半導体層の特性を改善した実施形態が図３に示してある。
【００３０】
図３によると、窒化物半導体素子３０は、図２と類似してＧａＮまたはＡｌＮ低温核成長層のようなバッファ層３２が形成されたサファイア基板３１を含み、上記バッファ層３２上に順次に、ｎ型窒化物半導体層３３、アンドープ活性層３４、及び、ｐ型窒化物半導体層３５が形成される。さらに、上記ｎ型窒化物半導体層３３と上記ｐ型窒化物半導体層３５に、ｎ側及びｐ側電極３８、３９が接続されるよう形成される。上記活性層３４は、ＧａＮ／IｎＧａＮから成る多重量子井戸構造であることができる。
【００３１】
本実施形態において、上記ｐ型窒化物半導体層３５は、図２に示した実施形態と類似して、ｐ型第１窒化物半導体層３５ａ及びｐ型第２窒化物半導体層３５ｂを含み、上記ｐ型第１窒化物半導体層３５ａ上に、絶縁物質から成る電流拡散パターン３６が形成される。上記電流拡散パターン３６は、微細構造として上記ｐ型第１窒化物半導体層３５ａの上面に分散されるよう形成され、電流の流れを全面積において均一に分布させる作用を行う。
【００３２】
さらに、上記ｐ型第２窒化物半導体層３５ｂは、所定の表面粗さを有する上面Ｓを含み、こうした表面粗さを通して得られた不規則な凸凹形状により、上記活性層３４から放出される光の全反射角度を減少させることができる。その結果、上記ｐ型第２窒化物半導体層３５ｂの上面Ｓは、主な光放出面として内部全反射を減少させ、光抽出効率を改善させる。とりわけ、本実施形態のように、光抽出効率を改善するための表面Ｓを形成するために、電流拡散パターン３６のようなパターン構造をｐ型第２窒化物半導体層３５ｂの上面に形成し、これをエッチングマスクに用いる場合、従来の表面粗さを与える工程より簡素化することができる。より具体的に、電流拡散パターン３６の形成工程において適用した好ましい例のように、ｐ型第２窒化物半導体層３５ｂを形成してから、シランまたはテトラエチルシランと共にアンモニアガスを注入して、微細パターンのシリコン窒化物パターン構造（図示せず）を形成することにより、ＭＯＣＶＤチャンバー内においてエピタキシャル層の成長工程と連続して、より容易にエッチングマスクを形成することができる。もちろん、最終製品では、本実施形態のようなエッチングマスクとして使用された窒化物パターン構造は、除去されることができる。
【００３３】
さらに、本発明による電流拡散パターン３６と類似する構造を有するパターンを、ｎ型窒化物半導体層３３の内部に中間層として採用することができる。ｎ型窒化物半導体層３３の内部に介在された内部微細パターン３７は、電流拡散効果と共に電位密度遮断効果を期待することができる。即ち、図３に示すように、上記ｎ型窒化物半導体層３３は、ｎ型第１窒化物半導体層３３ａ及びｎ型第２窒化物半導体層３３ｂを含み、上記ｐ型第１窒化物半導体層３３ａ上に、絶縁物質から成る内部微細パターン３７が形成される。とりわけ、こうしたｎ型窒化物半導体層３３に導入される内部微細パターン３７は、形成位置に応じて電流拡散効果と電位密度遮断効果中のいずれかの効果を選択的に増大させることができる。例えば、本実施形態のような電極形成のためにメサ構造を導入する実施例に、ｎ側電極３８の高さより低い位置に基板３１に隣接して配する場合には、電流拡散効果よりは電位密度を遮断して良質のエピタキシャル層を得る手段として使用することができる。
【００３４】
上述したように、より好ましい実施形態においては、内部微細パターン３７、電流拡散パターン３６、及び、表面粗さのためのエッチングマスク形成工程は、ＭＯＣＶＤ工程に適用可能な類似した方式工程を採用して、窒化物半導体層成長のためのＭＯＣＶＤ工程を通して連続的に実施することができる。より具体的には、窒化物エピタキシャル成長のためのＭＯＣＶＤ工程中必要な成長位置において、シランまたはテトラエチルシランのようなＳｉ原料ガスをアンモニア（ＮＨ3）ガスのような窒素原料ガスと共に供給することにより、ナノサイズのドット構造で配列されたシリコン窒化物（ＳｉＮx）パターンとして各パターン構造を容易に形成することができる。
【００３５】
図４ａから図４ｆは、本発明の他の実施形態による窒化物半導体素子の製造方法を示す工程断面図である。ここで例示された実施形態は電流拡散パターンと共に、これと類似したパターン構造をエッチングマスクに適用した工程を示す。
【００３６】
先ず、図４ａのように、窒化物結晶成長用基板４１上にバッファ層４２を形成する。上記窒化物結晶成長用基板４１は、先に例示されたサファイア基板の他にも、ＳｉＣ基板、Ｓｉ基板などの異種基板と、同種基板であるＧａＮ基板を使用することができる。さらに、上記バッファ層４２は、低温で成長させたＡｌＮまたはＧａＮ層であることができる。
【００３７】
次いで、図４ｂのように、上記バッファ層４２上に、ｎ型窒化物半導体層４３、活性層４４、及び、ｐ型第１窒化物半導体層４５ａを順次形成する。上記窒化物半導体層４３、４５ａは、ＧａＮまたはＡｌＧａＮなどから成る層であることができ、上記活性層４４は、ＧａＮ／IｎＧａＮ層から成る多重量子井戸構造であることができる。本成長工程は、ＭＯＣＶＤチャンバー内において約１０００〜約１２００℃の温度で、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）及びトリメチルインジウム（ＴＭI）の適切な組合せと共に、アンモニア（ＮＨ3）ガスを供給して成長させることができる。
【００３８】
次に、図４ｃのように、上記ｐ型第１窒化物半導体層４５ａ上に、絶縁物質から成る微細構造の電流拡散パターン４６を形成する。上記電流拡散パターン４６は、好ましくは、ｐ型窒化物半導体層を形成するためのトリメチルガリウム及び/またはトリメチルアルミニウムの供給を中断し、ＭＯＣＶＤチャンバー内において、アンモニアガス雰囲気において連続的にシランまたはテトラエチルシランのようなＳｉ原料ガスを供給し、シリコン窒化物（ＳｉＮx）を形成することができる。上記シリコン窒化物の電流拡散パターン４６は、非表面界面活性剤として作用し、自発的にナノサイズのパターンで形成されることにより得られる。こうしたパターン４６は、電流の流れを全面積に亘って微細局部的に遮断して、全体的に電流の流れが均一に分布できるよう保障する役目を果たす。
【００３９】
次いで、図４ｄのように、上記電流拡散パターン４６が形成されたｐ型第１窒化物半導体層４５ａ上に、ｐ型第２窒化物半導体層４５ｂを形成し、次いで絶縁物質から成るマスクパターン４７を形成してから、その表面に所定の粗さが提供されるようエッチングを実施する。本発明において上記マスクパターン４７は、図４ｃと類似する方式により形成することができる。即ち、トリメチルガリウム及び/またはトリメチルアルミニウムの供給を中断し、ＭＯＣＶＤチャンバー内において、アンモニアガス雰囲気において連続的にシランまたはテトラエチルシランのようなＳｉ原料ガスを供給することにより、所望のシリコン窒化物であるマスクパターン４７を形成することができる。
【００４０】
次に、図４ｅのように、上記マスクパターン４７を除去することにより、所定の表面粗さを有するｐ型第２窒化物半導体層４５ｂの上面Ｓを完成する。上記ｐ型第２窒化物半導体層４５ｂの上面Ｓは、図４ｄの工程を通して表面が粗く形成されるので、素子内部から放出される光の全反射角度を減少させることができる。このように全反射角度が減少され、内部全反射過程を通して損失される光量を減少させ、その結果、最終光抽出効率を大きく向上させることができる。このように、本実施形態による表面Ｓの加工工程は、ＭＯＣＶＤ工程において連続的に形成されることのできるマスクパターン４７を利用して、より容易に施すことができる。
【００４１】
最後に、図４ｆのように、ｎ型窒化物半導体層４３の一部上面が露出するようメサエッチングを施し、ｎ型窒化物半導体層４３の露出した上面とｐ型第２窒化物半導体層４５ｂの上面に、ｎ側電極４８及びｐ側電極４９を形成する。図４ｆには示していないが、当業者に自明なように、ｐ型第２窒化物半導体層４５ｂとｐ側電極４９の接触抵抗を減少させるために、公知の透明電極層またはＩＴＯ層などをさらに採用することもできる。
【００４２】
（実施例）
本発明による電流拡散パターンの効果を確認するために、同一条件で２個の窒化物半導体素子を製造した。
【００４３】
より具体的には、サファイア基板をＭＯＣＶＤチャンバー内に配し、トリメチルアルミニウムとアンモニアガスを供給して、バッファ層を５５０℃の温度で約２０ｎｍに形成してから、窒化物半導体素子のためのエピタキシャル層を成長させた。即ち、約１１００℃の温度でトリメチルガスとアンモニアガスを供給して、１．５μｍのｎ型ＧａＮ層を形成し、 ｎ型不純物としてＳｉを用いた。次いで、トリメチルインジウム注入量を調節して、IｎＧａＮ／ＧａＮから成る多重量子井戸構造を形成した。
【００４４】
次に、ｐ型ＧａＮ層構造を異ならせ、従来と同一な窒化物半導体素子（以下、「従来例」という）と、図２と類似する構造を有する本発明による窒化物半導体素子（以下、「発明例」という）とを製造した。
【００４５】
先ず、従来例を製造するために、トリメチルガスとアンモニアガスを供給しｐ型不純物としてＭｇを用い０．４μｍのｐ型ＧａＮ層を形成した。
【００４６】
さらに、発明例を製造するために、従来と同一なｐ型ＧａＮ層を成長させるが、０．２μｍの第１ｐ型ＧａＮ層を成長させた後、アンモニアガスとシランを供給してＳｉＮxの電流拡散パターンを約５Å形成し、再び０．２μｍの第２ｐ型ＧａＮ層を成長させた。
【００４７】
このように製造した各窒化物エピタキシャル層に対して同一条件でメサエッチングを施し、ｐ側及びｎ側電極を形成することにより、２個の窒化物半導体素子（従来例、発明例）を製造した。次いで、従来例と発明例に対して、約５ｍＡの時の順方向電圧を測定した。
【００４８】
その結果、従来例の場合には３．８Ｖであるのに対して、発明例は約３．４Ｖであり、本発明による電流拡散パターンにより、約０．４Ｖ電流拡散効果が向上することを確認できた。
【００４９】
本発明は上述した実施形態及び添付の図により限定されるわけではなく、添付の請求範囲により限定される。したがって、請求範囲に記載された本発明の技術的思想を外れない範囲内において多様な形態の置換、変形及び変更が可能であることは当技術分野において通常の知識を有する者には自明であり、これもやはり添付の請求範囲に記載された技術的思想に属するものといえるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】従来の窒化物半導体素子を示す側断面図である。
【図２】本発明の一の実施形態による窒化物半導体素子を示す側断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態による窒化物半導体素子を示す側断面図である。
【図４ａ】本発明の他の実施形態による窒化物半導体素子の製造方法を示す工程断面図である。
【図４ｂ】本発明の他の実施形態による窒化物半導体素子の製造方法を示す工程断面図である。
【図４ｃ】本発明の他の実施形態による窒化物半導体素子の製造方法を示す工程断面図である。
【図４ｄ】本発明の他の実施形態による窒化物半導体素子の製造方法を示す工程断面図である。
【図４ｅ】本発明の他の実施形態による窒化物半導体素子の製造方法を示す工程断面図である。
【図４ｆ】本発明の他の実施形態による窒化物半導体素子の製造方法を示す工程断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０、２０、３０  窒化物半導体素子
１１、２１、３１  サファイア基板
１２、２２、３２、４２  バッファ層
１３、２３、３３、４３  ｎ型窒化物半導体層
１４、２４、３４、４４  活性層
１５、２５、３５  ｐ型窒化物半導体層
２５ａ、３５ａ、４５ａ  ｐ型第１窒化物半導体層
２５ｂ、３５ｂ、４５ｂ  ｐ型第２窒化物半導体層
２６、３６、４６  電流拡散パターン
１８、２８、３８、４８  ｎ側電極
１９、２９、３９、４９  ｐ側電極
３３ａ  ｎ型第１窒化物半導体層
３３ｂ  ｎ型第２窒化物半導体層
３７  内部微細パターン
４１  窒化物結晶成長用基板
４７  マスクパターン
Ａ  一部領域
Ｓ  上面
【図１】
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【図２】
2006024884.tif 000004
【図３】
2006024884.tif 000005
【図４ａ】
2006024884.tif 000006
【図４ｂ】
2006024884.tif 000007
【図４ｃ】
2006024884.tif 000008
【図４ｄ】
2006024884.tif 000009
【図４ｅ】
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【図４ｆ】
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