(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
III族窒化物半導体素子を作製する方法であって、
基板と該基板の上に形成された窒化ガリウム系半導体層とを含むエピタキシャル基板を処理装置の真空チャンバに配置する工程と、
前記真空チャンバ内において前記エピタキシャル基板の基板温度を上昇する工程と、
前記真空チャンバにおいて前記エピタキシャル基板の温度を上昇した後に、前記真空チャンバ内において前記エピタキシャル基板の前記窒化ガリウム系半導体層の表面に改質処理を行って、改質された表面を有する基板生産物を形成する工程と、
前記基板生産物の前記改質された表面の上に導電膜を堆積して、前記窒化ガリウム系半導体層と前記導電膜との接合を形成する工程とを備え、
前記改質処理は、ガリウムフラックス照射及び窒素ラジカル照射を同時に行うことなくガリウムフラックス照射及び窒素ラジカル照射のいずれか一方の処理を含み、
前記窒化ガリウム系半導体層の前記表面は、該窒化ガリウム系半導体層のｃ軸方向に延びる基準軸に直交する第１の基準平面を基準にして６１度を超える傾斜角で傾斜する半極性を示し、
前記改質処理は、前記第１の基準平面に対して第１の角度で傾斜した第１面に沿って延在する第１部分と前記第１の基準平面に対して第２の角度で傾斜した第２面に沿って延在する第２部分とを含むステップ構造を前記改質された表面が含むように行われる、III族窒化物半導体素子を作製する方法。
【請求項２】
前記改質処理において前記真空チャンバにおける真空度が1×10-6Torr以下である、請求項１に記載されたIII族窒化物半導体素子を作製する方法。
【請求項３】
前記改質処理における基板温度は摂氏５００度以上である、請求項１又は請求項２に記載されたIII族窒化物半導体素子を作製する方法。
【請求項４】
前記窒化ガリウム系半導体層の前記表面は前記ｃ軸から該窒化ガリウム系半導体層のｍ軸への方向に傾斜し、
前記第１部分及び前記第２部分の一方は｛１０−１０｝面を含む、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体素子を作製する方法。
【請求項５】
前記第１部分及び前記第２部分の他方は｛１０−１１｝面を含む、請求項４に記載されたIII族窒化物半導体素子を作製する方法。
【請求項６】
前記第１部分及び前記第２部分の各々は、前記窒化ガリウム系半導体層の前記表面の傾斜の方向に交差する方向に延在する、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体素子を作製する方法。
【請求項７】
III族窒化物半導体からなる主面を有する基板を成長装置に配置する工程と、
前記基板の前記主面の上に一又は複数の窒化ガリウム系半導体層を前記成長装置で成長して、前記エピタキシャル基板を形成する工程と、
前記エピタキシャル基板を前記成長装置から取り出して、前記窒化ガリウム系半導体層の前記表面を大気にさらす工程とを更に備え、
前記基板の前記主面は、該III族窒化物半導体のｃ軸方向に延びる基準軸に直交する第２の基準平面を基準にして該III族窒化物半導体のｍ軸方向に６１度を超える角度で傾斜する半極性を示し、
前記窒化ガリウム系半導体層は、前記基板の前記主面の法線軸に直交する第３の基準平面に沿って延在する、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体素子を作製する方法。
【請求項８】
前記エピタキシャル基板の前記改質処理に先だって、前記真空チャンバに１×１０−１０Ｔｏｒｒ以下の真空度を提供する工程を更に備える、請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体素子を作製する方法。
【請求項９】
前記導電膜は、Ａｕ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｔａ、Ｐｔ及びＴｌの少なくともいずれかを含む、請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体素子を作製する方法。
【請求項１０】
前記導電膜を加工して、前記基板生産物に電極を形成する工程を更に備え、
前記電極のアロイを行わない、請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体素子を作製する方法。
【請求項１１】
前記改質処理では、窒素ラジカル照射を行うことなくガリウムフラックス照射を行う、請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体素子を作製する方法。
【請求項１２】
前記改質処理では、ガリウムフラックス照射を行うことなく窒素ラジカル照射を行う、請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体素子を作製する方法。
【請求項１３】
当該III族窒化物半導体素子はIII族窒化物半導体発光素子を含み、
前記III族窒化物半導体発光素子は、キャリアの注入により光を発生する活性層を含む、請求項１〜請求項１２のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体素子を作製する方法。
【請求項１４】
前記活性層は５００ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の波長範囲の光を発生するように形成される、請求項１３に記載されたIII族窒化物半導体素子を作製する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、III族窒化物半導体素子を作製する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非特許文献１には、５２０ｎｍでレーザ発振するレーザダイオードが記載されている。特許文献１には、III族窒化物半導体素子が記載されており、このIII族窒化物半導体素子は５×１０１６ｃｍ−３以上５×１０１８ｃｍ−３以下の酸素濃度を有する窒化ガリウム系半導体領域を含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２１２４９号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Yusuke  Yoshizumi,  Masahiro  Adachi,  Yohei  Enya  Takashi  Kyono,  Shinji  Tokuyama,  Takamichi  Sumitomo,  Katsushi  Akita,  Takatoshi  Ikegami,  Masaki  Ueno,  Koji  Katayama,  and  Takao  Nakamura,  “Continuous-Wave  Operation  of  520nm  Green  InGaN-Based  Laser  Diodes  on  Semi-Polar  (20-21)  GaN  Substrates,”  Applied  Physics  Express  2  (2009)  092101
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非特許文献１から理解されるように、半極性III族窒化物は、III族窒化物半導体デバイスにとって魅力的な対象である。発明者らの知見によれば、半極性面上エピタキシャル膜の反応性がｃ面に比べて高く、これ故にエピタキシャル膜の表面に酸化膜が容易に形成される。また、その酸化膜の厚みもｃ面に比べて厚い形成される。このような性質の半極性面に対して、発明者らは、良好な電気的接触を提供するために様々な試みを行っているけれども、良好な接触抵抗を得るには至っていない。このような点で、半極性面は、半極性面に比べて良好な接触抵抗の電極を形成できるｍ面やｃ面と異なっている。
【０００６】
本発明は、このような事情を鑑みて為されたものであり、半極性III族窒化物に対して良好な接触抵抗を提供できる、III族窒化物半導体素子を作製する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面は、III族窒化物半導体素子を作製する方法に係る。この方法は、（ａ）基板と該基板上に形成された窒化ガリウム系半導体層とを含むエピタキシャル基板を処理装置の真空チャンバに配置する工程と、（ｂ）前記真空チャンバ内において前記エピタキシャル基板の基板温度を上昇する工程と、（ｃ）前記真空チャンバにおいて前記エピタキシャル基板の温度を上昇した後に、前記真空チャンバ内において前記エピタキシャル基板の前記窒化ガリウム系半導体層の表面に改質処理を行って、改質された表面を有するエピタキシャル生産物を形成する工程と、前記エピタキシャル生産物の前記改質された表面の上に導電膜を堆積して、前記窒化ガリウム系半導体層と前記導電膜との界面を形成する工程とを備える。前記改質処理は、ガリウムフラックス照射及び窒素ラジカル照射を同時に行うことなくガリウムフラックス照射及び窒素ラジカル照射のいずれか一方の処理を含み、前記窒化ガリウム系半導体層の前記表面は、該窒化ガリウム系半導体層のｃ軸方向に延びる基準軸に直交する第１の基準平面を基準にして６１度を超える傾斜角で傾斜する半極性を示し、前記改質処理は、前記改質された表面が前記第２の基準平面に対して第１の角度で傾斜した第１面に沿って延在する第１部分と前記第２の基準平面に対して第２の角度で傾斜した第２面に沿って延在する第２部分とを含むように行われる。
【０００８】
この作製方法によれば、真空チャンバにおいてエピタキシャル基板の温度を上昇した後に、真空チャンバ内において窒化ガリウム系半導体層の表面に改質処理を行う。この改質処理は、ガリウムフラックス照射及び窒素ラジカル照射を同時に行うことなくガリウムフラックス照射及び窒素ラジカル照射のいずれか一方の処理を含む。成膜が生じないようにガリウムフラックス照射又は窒素ラジカル照射の処理を半極性面に行うことによって、窒化ガリウム系半導体層の表面は、元々の半極性面とは異なるいくつかの面方位の構成面を含む改質面に変更される。成長された窒化ガリウム系半導体層は半極性の表面を有するけれども、改質処理によって、改質された表面が第１の基準平面に対して第１の角度で傾斜した第１面に沿って延在する第１部分と第１の基準平面に対して第２の角度で傾斜した第２面に沿って延在する第２部分とを含むことになる。窒化ガリウム系半導体層の表面が、該窒化ガリウム系半導体層のｃ軸方向に延びる基準軸に直交する第１の基準平面を基準にして６１度を超える傾斜角で傾斜する半極性を有するとき、改質処理により形成された表面の少なくとも一部分は、良好な接触抵抗を提供できる。電極は、窒化ガリウム系半導体層上に形成されるけれども、電極の一部は良好な接触抵抗を提供できる部分面に接触を成すことになる。したがって、半極性面に直接に接触を成す電極に比べて、電極全体としての接触抵抗が良好になる。好適には、第１部分及び第２部分の一方はｍ面又はほぼｍ面の面方位を有している。
【０００９】
本発明の一側面に係る製造方法では、前記改質処理において前記真空チャンバにおける真空度が1×10-6Torr以下であることが好ましい。この作製方法によれば、上記の真空度の範囲では、窒化ガリウム系半導体の表面における原子のマイグレーションが生じるので、より容易に所望の表面に変更される。
【００１０】
本発明の一側面に係る製造方法では、前記改質処理における基板温度は摂氏５００度以上であることが好ましい。この作製方法によれば、上記の温度範囲によれば、窒化ガリウム系半導体の表面における原子のマイグレーションが生じるので、より容易に所望の表面が得られる。
【００１１】
本発明の一側面に係る製造方法では、前記改質された表面は前記第１部分と前記第２部分とを含むステップ構造を有することができる。この作製方法によれば、ステップ構造における２つの部分の一方への電極の接触は、他方への電極の接触に比べて良好である。
【００１２】
本発明の一側面に係る製造方法では、前記窒化ガリウム系半導体層の前記表面は該窒化ガリウム系半導体層のｍ軸方向に傾斜を示し、前記第１部分及び前記第２部分の一方は｛１０−１０｝面を含むことができる。この作製方法によれば、改質処理において、窒化ガリウム系半導体の表面における原子のマイグレーションが生じて、｛１０−１０｝面が形成される。
【００１３】
本発明の一側面に係る製造方法では、前記第１部分及び前記第２部分の他方は｛１０−１１｝面を含むことができる。改質処理により｛１０−１０｝面を形成する際に、改質された表面に｛１０−１１｝面が現れることがある。
【００１４】
本発明の一側面に係る製造方法では、前記窒化ガリウム系半導体層の前記表面は、該窒化ガリウム系半導体層のｍ軸方向に傾斜し、前記ステップ構造は（１０−１０）面及び（１０−１１）面を含むことができる。この作製方法によれば、ステップ構造がｍ面を含むので、ｍ面への接触は良好な接触抵抗を提供できる。
【００１５】
本発明の一側面に係る製造方法では、前記第１部分及び前記第２部分の各々は、前記窒化ガリウム系半導体層の前記表面の傾斜の方向に交差する方向に延在することができる。この作製方法によれば、第１の基準平面を基準にして６１度を超える傾斜角の角度範囲における傾斜角で傾斜する半極性面に改質処理を行うことによって、第１部分及び第２部分の各々が上記の傾斜方向に交差する方向に延在するように形成される。
【００１６】
本発明の一側面に係る製造方法は、III族窒化物半導体からなる主面を有する基板を成長装置に配置する工程と、一又は複数の窒化ガリウム系半導体層を前記基板の前記主面の上に前記成長装置で成長して前記エピタキシャル基板を形成する工程と、前記エピタキシャル基板を前記成長装置から取り出して、前記窒化ガリウム系半導体層の前記表面を大気にさらす工程とを更に備えることができる。前記基板の前記主面は、該III族窒化物半導体のｃ軸方向に延びる基準軸に直交する第３の基準平面を基準にして該III族窒化物半導体のｍ軸方向に６１度を超える角度で傾斜する半極性を示し、前記窒化ガリウム系半導体層は、前記基板の前記主面の法線軸に直交する第４の基準平面に沿って延在することができる。
【００１７】
この作製方法によれば、上記のような半極性面を有する基板を用いることによって、窒化ガリウム系半導体層の表面のモフォロジを制御できる。エピタキシャル基板を成長装置から取り出す際に窒化ガリウム系半導体層の表面が大気にさらされるので、酸素を含む雰囲気に窒化ガリウム系半導体層の表面が置かれる。
【００１８】
本発明の一側面に係る製造方法では、前記エピタキシャル生産物の前記改質処理に先だって、前記真空チャンバに１×１０−１０Ｔｏｒｒ以下の真空度を提供する工程を更に備えることができる。
【００１９】
この作製方法によれば、改質処理に先立って上記の高真空中にエピタキシャル生産物が置かれる。この期間に、蒸気圧の関係から窒化ガリウム系半導体層の表面の清浄化が進む。
【００２０】
本発明の一側面に係る製造方法では、前記導電膜は、Ａｕ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｔａ、Ｐｔ及びＴｌの少なくともいずれかを含むことができる。この作製方法によれば、上記の電極材料を用いて電極を形成できる。
【００２１】
本発明の一側面に係る製造方法は、前記電極膜を加工して、前記基板生産物に電極を形成する工程を更に備えることができる。前記電極の形成において前記電極のアロイを行わないことが好ましい。この作製方法によれば、ノンアロイ電極を作製できる。
【００２２】
本発明の一側面に係る製造方法では、前記改質処理では、窒素ラジカル照射を行うことなくガリウムフラックス照射を行うことができる。或いは、本発明の一側面に係る製造方法では、前記改質処理では、ガリウムフラックス照射を行うことなく窒素ラジカル照射を行うことができる。これらの作製方法によれば、ガリウムフラックス照射及び窒素ラジカル照射を同時に行うことによって望まれない副生成物が形成される可能性がある。ガリウムフラックス照射及び窒素ラジカル照射を同時に行わないので、副生成物の形成が避けられる。
【００２３】
本発明の一側面に係る製造方法では、当該III族窒化物半導体素子はIII族窒化物半導体発光素子を含み、前記エピタキシャル基板は、キャリアの注入により光を発生する活性層を含むことができる。この作製方法によれば、良好な接触抵抗の提供により、発光素子の駆動電圧を低減できる。
【００２４】
本発明の一側面に係る製造方法では、前記エピタキシャル基板の前記活性層は、５００ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の波長範囲の光を発生するように設けられる。この作製方法によれば、半極性面を用いて形成される緑色の発光素子に良好な接触抵抗を提供でき、この発光素子の駆動電圧を低減できる。
【００２５】
本発明の上記の目的および他の目的、特徴、並びに利点は、添付図面を参照して進められる本発明の好適な実施の形態の以下の詳細な記述から、より容易に明らかになる。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、本発明の一側面によれば、半極性III族窒化物に対して良好な接触抵抗を提供できる、III族窒化物半導体素子を作製する方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本実施の形態に係るIII族窒化物半導体発光素子を製造する方法における主要な工程を模式的に示す図面である。
【図２】図２は、本実施の形態に係るIII族窒化物半導体発光素子を製造する方法における主要な工程を模式的に示す図面である。
【図３】図３は、本実施の形態に係るIII族窒化物半導体発光素子を製造する方法における主要な工程を模式的に示す図面である。
【図４】図４は、本実施の形態に係るIII族窒化物半導体発光素子を製造する方法における主要な工程を模式的に示す図面である。
【図５】図５は、窒化物レーザデバイスの構造を模式的に示す図面である。
【図６】図６は、改質された表面の原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）像を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の知見は、例示として示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解できる。引き続いて、添付図面を参照しながら、エピタキシャル基板及びIII族窒化物半導体素子を作製する方法、III族窒化物半導体発光素子を作製する方法、III族窒化物半導体素子のための電極を形成する方法、III族窒化物半導体素子、並びにエピタキシャル基板に係る実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。
【００２９】
図１〜図４を参照しながら、エピタキシャル基板及びIII族窒化物半導体素子を作製する方法、III族窒化物半導体発光素子を作製する方法、並びに電極を形成する方法に係る実施の形態について説明を行う。図１〜図４は、本実施の形態に係るIII族窒化物半導体素子を製造する方法における主要な工程を模式的に示す図面である。引き続く説明では、III族窒化物半導体発光素子を例示しながら、III族窒化物半導体素子を製造する方法を説明する。
【００３０】
図１の（ａ）部に示されるように、工程Ｓ１０１では基板１１が準備される。基板１１は、III族窒化物半導体からなる主面１１ａを有しており、この主面１１ａは、III族窒化物半導体のｃ軸（本実施の形態では＜０００１＞軸）の方向に延在する基準軸（ベクトルＶＣによって示される）に直交する平面Ｒｃを基準にして６１度より大きい角度ＡＮＧＬＥで傾斜し、これ故に、半極性を示す。この基板１１は、例えばIII族窒化物半導体からなることができる。基板１１のIII族窒化物半導体は、例えばＧａＮ等からなることができる。主面１１ａは、好ましくは該窒化ガリウム系半導体層のｍ軸方向に傾斜するが、傾斜方向はｍ軸方向を中心に−１度以上＋１度以下の小さい角度範囲であってもよい。ｍ軸の傾斜方向がこの角度範囲にあるとき、良好な接触抵抗をIII族窒化物半導体素子に提供できる。
【００３１】
図１の（ｂ）部に示されるように、工程Ｓ１０２（Ｓ１０２−１）では、半導体発光素子のための半導体積層１３を成長装置１０ａで基板１１上に成長する。引き続き、一実施例を説明する。基板１１を成長装置１０ａに配置した後に、成長装置１０ａにアンモニア及び水素を供給して基板１１の主面１１ａの前処理（例えばサーマルクリーニング）を行う。前処理の後に、成長装置１０ａを用いて、複数のIII族窒化物半導体層を基板１１の主面１１ａ上に順にエピタキシャルに成長する。この成長は、例えば有機金属気相成長法といった成長法で行われる。
【００３２】
半導体積層１３の形成では、ｎ型III族窒化物半導体領域１５といった第１導電型のIII族窒化物半導体層を成長装置１０ａで成長すると共に、次いでｎ型III族窒化物半導体領域１５上に活性層１７を成長する。必要な場合には、活性層１７の成長に先立って、ｎ型III族窒化物半導体領域１５上に光ガイド層を成長してもよい。ｎ型III族窒化物半導体領域１５は、例えばＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ等からなることができる。活性層１７は、III族構成元素としてインジウムを含む窒化ガリウム系半導体層を含む。活性層１７は例えば量子井戸構造２１を有しており、量子井戸構造２１は、交互に配列された障壁層２３及び井戸層２５を含むことができる。障壁層２３のバンドギャップは井戸層２５のバンドギャップより大きい。障壁層２３は例えばＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ等からなることができ、井戸層２５は例えばＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ等からなることができる。活性層１７は例えば480ｎｍ以上560ｎｍ以下の波長範囲にピーク発光波長を有するように設けられる。好適な実施例では、活性層１７は例えば５００ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の波長範囲にピーク発光波長を有するように設けられる。必要な場合には、第２導電型の窒化ガリウム系半導体領域を成長する前に、活性層１７上に光ガイド層を成長装置１０ａで成長することができる。これらの工程により、半導体積層１２が基板１１上に成長される。
【００３３】
図１の（ｃ）部に示されるように、工程Ｓ１０２−２では、ｐ型III族窒化物半導体領域１９といった第２導電型の窒化ガリウム系半導体領域を成長装置１０ａで成長して、半導体積層１３を形成する。本実施例では、活性層１７上にｐ型III族窒化物半導体領域１９が形成される。ｐ型III族窒化物半導体領域１９は、例えばＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ等からなることができる。
【００３４】
ｐ型III族窒化物半導体領域１９のために、電子ブロック層２７、ｐ型クラッド層２９及び窒化ガリウム系半導体層３１が、活性層１７上に順に成長する。電子ブロック層２７は、障壁層２３のバンドギャップより大きなバンドギャップを有する。ｐ型クラッド層２９は、障壁層２３のバンドギャップより大きなバンドギャップを有し、また活性層１７の屈折率より小さい屈折率を有する。半導体積層１３の形成におけるいくつかの成膜の最後に、本実施例では、例えばｐ型コンタクト層のための窒化ガリウム系半導体層３１が成長される。ｐ型III族窒化物半導体領域１９は、ｐ型窒化ガリウム系半導体層３１を含むことができる。窒化ガリウム系半導体層３１の表面３１ａは半極性を示し、この表面３１ａは、該窒化ガリウム系半導体層３１のｃ軸方向（本実施の形態では＜０００１＞軸）に延びる基準軸Ｂｘに直交する基準平面Ｒｂを基準にして６１度を超える傾斜角で傾斜する。表面３１ａは、基板１１のｃ軸の傾斜に従って、例えば該窒化ガリウム系半導体層３１のｍ軸方向に傾斜される。ｐ型III族窒化物半導体領域１９は電子ブロック層２７、ｐ型クラッド層２９及び窒化ガリウム系半導体層（ｐ型コンタクト層）３１を含むことができる。電子ブロック層２７は例えばＭｇドープＡｌＧａＮからなり、ｐ型クラッド層２９は例えばＭｇドープＩｎＡｌＧａＮからなる。ｐ型コンタクト層は例えばＭｇドープＧａＮ、MgドープInGaN等からなることができる。
【００３５】
基板１１の主面１１ａの上に半導体積層１３を成長してエピタキシャル基板Ｅ１を形成することにおいて、基板１１の主面１１ａは、該III族窒化物半導体のｃ軸（本実施の形態では＜０００１＞軸）方向に延びる基準軸Ｃｘに直交する面から６１度より大きく80度以下の範囲の角度ＡＮＧＬＥで傾斜することが好ましい。この角度範囲内に傾斜角ＡＮＧＬＥがあるとき、窒化ガリウム系半導体の半極性面が酸素との結合性に富む。これ故に、オーミック電極の形成の際に、酸素の低減が重要である。
【００３６】
また、エピタキシャル基板Ｅ１の主面は、窒化ガリウム系半導体層３１のｃ軸（本実施の形態では＜０００１＞軸）方向に延びる基準軸Ｂｘに直交する面から６１度より大きく80度以下の範囲の角度で傾斜することが好ましい。この角度範囲の半極性面は、以下の説明によって示される改質処理によって良好な接触抵抗を実現できるステップ構造を提供する。窒化ガリウム系半導体層３１の主面３１ａは、好ましく該窒化ガリウム系半導体層３１のｍ軸方向に傾斜するが、ｃ軸の傾斜方向は該ｍ軸方向を中心に−１度以上＋１度以下の小さい角度範囲であってもよい。
【００３７】
さらに、基板１１及び窒化ガリウム系半導体層３１の窒化ガリウム系半導体のｃ軸（本実施の形態では、＜０００１＞軸）は、該III族窒化物半導体のｍ軸の方向に傾斜するとき、エピタキシャル基板Ｅ１の主面における傾斜角は、該III族窒化物半導体のｃ軸（＜０００１＞軸）に沿って延びる基準軸に直交する面から６３度以上８０度以下である範囲の角度で傾斜することが好適である。この作製方法によれば、緑色の発光に好適な良好なインジウム取り込みが提供される。
【００３８】
図２の（ａ）部に示されるように、工程Ｓ１０３では、エピタキシャル基板Ｅ１を成長装置１０ａから取り出すと、酸素を含む大気にエピタキシャル基板Ｅ１がさらされる。この結果、エピタキシャル基板Ｅ１の表面に露出された窒化ガリウム系半導体面に自然酸化物酸化ガリウム１４が形成される。
【００３９】
成長装置１０ａからエピタキシャル基板Ｅ１を取り出した後に、工程Ｓ１０４では、次の成膜に先だって処理装置１０ｂにエピタキシャル基板Ｅ１を配置する。エピタキシャル基板Ｅ１を成長装置１０ａから取り出した後であってエピタキシャル基板Ｅ１を次の成長装置を配置するに先立って、図２の（ｂ）部に示されるように、エピタキシャル基板Ｅ１を処理装置１０ｂで洗浄することができる。成長装置１０ａから取り出した際に、エピタキシャル基板Ｅ１の表面が大気中にさらされると、その表面が汚染されてしまう。特に酸素がエピタキシャル基板Ｅ１の表面に吸着される。このため、酸素に係る不純物がエピタキシャル基板Ｅ１の表面に残留する。
【００４０】
図２の（ｃ）部に示されるように、工程Ｓ１０５では、窒化ガリウム系半導体層３１を成長した後に、処理装置１０ｃにエピタキシャル基板Ｅ１を配置する。改質処理をエピタキシャル基板Ｅ１の主面に処理装置１０ｃを用いて施す。
【００４１】
図３の（ａ）部に示されるように、工程Ｓ１０６では、真空チャンバにおいてエピタキシャル基板Ｅの温度（例えば摂氏500度〜摂氏900度）を上昇した後であってエピタキシャル基板Ｅ１の改質処理に先だって、真空チャンバに１×１０−１０Ｔｏｒｒ以下の高真空度を達成することが好ましく、ここで真空度１×１０−１０Ｔｏｒｒは１．３３３２２×１０−８パスカルとして換算される。改質処理に先立って上記の高真空中にエピタキシャル基板Ｅ１が置かれる。この期間に、表面残留物の蒸気圧の関係に従って窒化ガリウム系半導体層３１の表面３１ａの清浄化が進む。
【００４２】
図３の（ｂ）部に示されるように、工程Ｓ１０７では、改質処理は、処理装置１０ｃの真空チャンバ内に、改質用の雰囲気を形成することによって行われる。改質処理によって、基板生産物ＳＰ１が形成される。この改質処理において真空チャンバにおける真空度が1×10-6Torr以下であることが好ましい。この真空度の範囲では、窒化ガリウム系半導体層３１の表面３１ａにおける原子のマイグレーションが生じるので、より容易に所望の表面に変更される。改質のための雰囲気の形成は、例えばガリウムフラックス又は窒素ラジカルのいずれか一方のフラックス１８の照射を含むことができる。この改質用のフラックス照射では、処理装置１０ｃの真空チャンバ内においてエピタキシャル基板Ｅ１の主面に、例えばガリウムフラックス照射及び窒素ラジカル照射の両方を同時に行うことなくガリウムフラックス又は窒素フラックスを照射することが好ましい。この方法によれば、加熱しながらフラックス１８の照射によって、窒化ガリウム系半導体層３１の表面（エピタキシャル基板Ｅ１の表面）３１ａにおいてマイグレーションが生じて、窒化ガリウム系半導体層３１の表面３１ａが改質される。この結果、窒化ガリウム系半導体層３１は改質された表面３１ｂを有する。
【００４３】
好適な実施例では、改質処理では、窒素ラジカル照射を行うことなくガリウムフラックス照射を行うことができる。或いは、改質処理では、ガリウムフラックス照射を行うことなく窒素ラジカル照射を行うことができる。ガリウムフラックス照射及び窒素ラジカル照射を同時に行うことによって、望まれない副生成物が形成される可能性がある。これらの作製方法によれば、ガリウムフラックス照射及び窒素ラジカル照射を同時に行わないので、副生成物の形成が避けられる。
【００４４】
また、工程Ｓ１０７では処理装置１０ｃでエピタキシャル基板Ｅ１の加熱も行う。加熱の条件の一例では、加熱温度は例えば摂氏７２０度であり、熱処理時間は30分であり、改質処理は例えばガリウムフラックスの照射である。この温度範囲は例えば摂氏５００度以上であることができる。上記の温度範囲によれば、窒化ガリウム系半導体の表面における原子のマイグレーションが生じるので、所望の表面を形成できる。また、この温度範囲は例えば摂氏900度以下であることができ、これは活性層１７へのダメージを避けるためである。さらに、この温度範囲は例えば摂氏600度以上であることができる。この温度範囲によれば、窒化ガリウム系半導体の表面における原子のマイグレーションが活発になるので、より容易に所望の表面が得られる。この改質処理の後に、エピタキシャル基板Ｅ１を処理装置１０ｃから取り出す。なお、この改質工程のための基板温度は、エピタキシャル基板Ｅの形成における成膜温度のうちの最も低い温度以下であることが好ましい。この温度範囲によれば、改質処理により生じる可能性のある活性層への熱ストレスを低減できる。活性層はＩｎＧａＮ層を含むとき、エピタキシャル基板Ｅ１の基板温度は、例えば、活性層のＩｎＧａＮ井戸層の成長温度以下であることが好ましい。活性層１７のＩｎＧａＮ層の品質が、改質工程における熱処理により低下することを避けることができる。
【００４５】
図３の（ｂ）部を参照すると、結晶座標系が示されており、ｃ軸Ｂｘはｍ軸の方向に傾斜する。改質処理は、改質された表面３１ｂが第１部分（部分面）３２ａと第２部分（部分面）３２ｂとを含むように行われる。第１部分（部分面）３２ａは第１面Ｒ１に沿って延在し、第１面Ｒ１は窒化ガリウム系半導体層３１のｃ軸ＶＣ３１（基準軸Ｂｘ）に直交する基準平面Ｒｂに対して第１の角度ＡＧ１で傾斜する。第２部分（部分面）３２ｂは第２面Ｒ２に沿って延在し、第２面Ｒ２は基準平面Ｒｂに対して第２の角度ＡＧ２で傾斜する。
【００４６】
これまでの工程では、エピタキシャル基板Ｅを成長装置１０ｃの真空チャンバ内に配置した後に、フラックス照射による改質処理を行って、基板生産物ＳＰ１を作製してきた。窒化ガリウム系半導体層３１の改質された表面３１ｂは、第１部分（部分面）３２ａ及び第２部分（部分面）３２ｂを含むステップ構造を有することができる。第１部分３２ａ及び第２部分３２ｂの各々は、窒化ガリウム系半導体層３１の表面３１ａの傾斜の方向に交差する方向に延在することができる。６１度を超える傾斜角の角度範囲における傾斜角ＡＮＧＬＥで傾斜する半極性面に改質処理を行うことによって、第１部分３２ａ及び第２部分３２ｂの各々が上記の傾斜方向に交差する方向に延在するように形成される。窒化ガリウム系半導体層３１の表面３１ａが窒化ガリウム系半導体層３１のｍ軸方向に傾斜するとき、上記のステップ構造を構成するステップ面は（例えば部分面３２ａ、３２ｂ）一方向に配列され、個々のステップ面は例えばａ軸の方向に延在する。後に工程で作製される電極は、第１部分３２ａ及び第２部分３２ｂの良好に接触を成す。このステップ構造における２つの部分面の一方への電極の接触抵抗（単位面積当たりの接触抵抗）は、他方への電極の接触抵抗（単位面積当たりの接触抵抗）に比べて小さい。好適な実施例では、このステップ構造は｛１０−１０｝面を含むことができる。ステップ構造がｍ面を含むので、ｍ面への接触は良好な接触抵抗を提供できる。また、ステップ構造は｛１０−１１｝面を含むことができる。｛１０−１１｝面は、窒化ガリウム系半導体層３１のｃ軸に直交する基準平面を基準にして該窒化ガリウム系半導体層３１のｍ軸方向にほぼ６１度の角度で傾斜した面方位であり、これは比較的安定な面を提供することができる。
【００４７】
改質処理により、窒化ガリウム系半導体層３１の表面３１ａが表面３１ｂに改質されて、第１の角度ＡＧ１が半極性面の傾斜角ＡＮＧＬＥより小さくなり、第２の角度ＡＧ２が半極性面の傾斜角ＡＮＧＬＥより大きくなることができる。
【００４８】
窒化ガリウム系半導体層３１の表面３１ａは、窒化ガリウム系半導体層３１のｃ軸に直交する基準平面を基準にして該窒化ガリウム系半導体層３１のｍ軸方向に６１度を超える角度範囲内の傾斜角で規定される半極性を示すとき、表面３１ａに対する改質処理は、改質された表面３１ｂを基板生産物ＳＰ１に提供でき、この改質された表面３１ｂは、複数の面（例えば、傾斜角ＡＬＧＬＥより小さい第１の角度ＡＧ１で規定される第１面Ｒ１に沿った部分面、及び傾斜角ＡＬＧＬＥより大きい第２の角度ＡＧ２で規定される第２面Ｒ２に沿った部分面）から構成される。
【００４９】
電極が接触を成す窒化ガリウム系半導体層３１を含む半導体積層１３は、成長装置１０ａで有機金属気相成長法を用いて成長されることが好ましい。改質処理のための処理装置１０ｃとしては、分子ビームエピタキシ装置を使用できる。
【００５０】
窒化ガリウム系半導体層３１は、引き続く工程でこの層３１上に電極が形成されるとき、コンタクト層として働く。また、好適な実施例では、このコンタクト層はｐ導電性を有することができる。この実施例では、窒化ガリウム系半導体層３１上には、後の工程おいて電極のための金属が堆積されるので、窒化ガリウム系半導体層３１には所望の導電型のドーパント、例えばマグネシウム、亜鉛といったｐ型ドーパントを添加することが好ましい。ｐ型ドーパント濃度は例えば1×1016ｃｍ−３以上1×1021ｃｍ−３以下であることができる。この製造方法によれば、ｐ型窒化ガリウム系半導体層３１にオーミック接触を成す電極を形成できる。電極に接するｐ型の窒化ガリウム系半導体層３１の表層における酸素濃度の低減は駆動電圧低減に有効である。
【００５１】
次いで、基板生産物ＳＰ１を成長装置１０ｃから取り出して成長装置１０ｄに配置した後に、図３の（ｃ）部に示されるように、工程Ｓ１０８では、処理装置１０ｄの真空チャンバにおいて基板生産物ＳＰ１の主面に表面保護のための絶縁膜３５を成膜する。コンタクト膜を有する保護層（図４の（ａ）部における保護層３５ａ）を形成するために絶縁膜３５を加工して、基板生産物ＳＰ２を形成する。絶縁膜３５は例えばシリコン酸化物からなることができる。なお、必要な場合には、基板生産物ＳＰ２の形成に先立って、基板生産物ＳＰ１又はエピタキシャル基板Ｅ１がリッジ構造等の素子構造を有するような加工を行うことができる。
【００５２】
この後に、図４の（ａ）部に示されるように、工程Ｓ１０９では、成長装置１０ｅの真空チャンバにおいて基板生産物ＳＰ２の保護層３５ａの主面に電極膜３７を形成して、基板生産物ＳＰ３を形成する。導電膜３７は、例えばＡｕ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｔａ、Ｐｔ及びＴｌの少なくともいずれかを含むことができる。この方法によれば、上記の電極材料を用いて電極を形成できる。導電膜３７を成膜した後に、電極を形成する。電極の形成のために、例えばリフトオフ又はエッチングを用いることができる。
【００５３】
次いで、図４の（ｂ）部に示されるように、工程Ｓ１０９では、電極膜３７を加工して基板生産物ＳＰ３上に電極３８を形成する。好適な実施例では、リフトオフ又はエッチングを用いてパターンの転写を導電膜３７に行って、窒化ガリウム系半導体層３１の表面３１ｂに接触を成す電極３８を形成することができる。基板生産物ＳＰ４では、電極３８は、絶縁層３５ａに設けられた電気的接続のための開口を介してｐ型窒化ガリウム系半導体層３３にオーミック接触を成す。また、必要に応じて研磨した後に、基板生産物ＳＰ３の裏面には電極３９が形成される。これによって、基板生産物ＳＰ４が形成される。好適な実施例では、ｐ型窒化ガリウム系半導体層３３はｐ型ＧａＮからなり、電極３８はパラジウム（Ｐｄ）からなることができる。
【００５４】
この製造方法によれば、処理装置１０ｃの真空チャンバにおいてのエピタキシャル基板Ｅ１の温度を上昇した後に、この真空チャンバ内において窒化ガリウム系半導体層３１の表面３１ａに改質処理を行う。この改質処理は、ガリウムフラックス照射及び窒素ラジカル照射のいずれか一方の処理を含む。窒化ガリウム系半導体層３１の表面３１ａは、該窒化ガリウム系半導体層３１のｃ軸方向に延びる基準軸Ｂｘに直交する第１の基準平面を基準にして該窒化ガリウム系半導体層のｍ軸方向に６１度を超える傾斜角で傾斜する半極性を有するので、改質処理によって改質された表面３１ｂは、電気的接触に好適な構造を有することになり、窒化ガリウム系半導体層３１と電極３８との接触により構成される界面３６も、改質された表面３１ｂのステップ構造とほぼ同様な構成を保つ。界面３６の構造については、図４の（ｂ）部を参照しながら、図３の（ｂ）部と同じ参照符号を用いて界面３６の構造を説明する。電極３８は、改質された表面３１ｂの第１部分３２ａ及び第２部分３２ｂの各々に接触を成す。第１部分３２ａは、第２の基準平面に対して第１の角度で傾斜した第１面に沿って延在し、電極３８と接触を成す。第２部分３２ｂは、第２の基準平面に対して第２の角度で傾斜した第２面に沿って延在し、電極３８と接触を成す。第１部分３２ａ及び第２部分３２ｂの一方は、ｍ面又はほぼｍ面の面方位を有している。界面の形状から、電極３８にｍ面を含むステップ面又はほぼｍ面の面方位の部分面を含むステップ面への接触を提供できる。
【００５５】
成膜が生じないようにガリウムフラックス照射及び窒素ラジカル照射のいずれか一方の処理を半極性面に行うことによって、窒化ガリウム系半導体層３１の表面３１ａは、元々の半極性面とは異なるいくつかの面方位の構成面を含む改質面に変更される。成長された窒化ガリウム系半導体層３１は半極性の表面３１ａを有するけれども、本実施の形態における角度ＡＮＧＬＥの範囲では、改質処理により形成された面３１ｂの少なくとも一部分は、元の半極性面に比べて低い接触抵抗を半導体素子に提供できる。電極３８は、窒化ガリウム系半導体層３１上に形成されけれども、電極３８の一部は良好な接触抵抗を提供できる部分面に接触を成すことになる。したがって、成長されたままの表面形態に近い半極性面に直接に接触を成す電極に比べて、改質処理の適用により電極全体としての接触抵抗が良好になる。
【００５６】
なお、当該方法では、例えば導電膜３７を成膜した後に電極３８のためのアロイを行わないようにしてもよい。電極３８のためのアロイを行わないことにより、加熱による電極劣化や電極と半導体の界面の劣化を低減できるという利点がある。
【００５７】
次の工程では、基板生産物ＳＰ４の分離を行って、III族窒化物半導体発光素子４１を得る。III族窒化物半導体発光素子４１は、第１導電型III族窒化物半導体層４３と、第１導電型III族窒化物半導体層４３の主面の上に設けられた活性層４５と、活性層４５の主面の上に設けられたIII族窒化物半導体層４９と、III族窒化物半導体層４９の主面の上に設けられる電極５３とを備える。III族窒化物半導体層４９の最上層はコンタクト層であり、III族窒化物半導体層４９は活性層４５に第１の接合Ｊ１を成す。電極５３はIII族窒化物半導体層５１と第２の接合Ｊ２を成す。III族窒化物半導体層５１は第２導電型を有する。活性層４５はキャリアの注入により光を発生する。
【００５８】
第１及び第２の接合Ｊ１、Ｊ２は、III族窒化物半導体層５１のｃ軸ＶＣ５１に直交する基準面に対して、上記の角度範囲内の角度ＡＮＧＬＥで傾斜する。活性層４５の主面は、第１導電型III族窒化物半導体層４３のｃ軸ＶＣ４３に直交する基準面に対して、上記の角度範囲内の角度ＡＮＧＬＥで傾斜する。活性層４５を構成する井戸層４５ｂ及び障壁層４５ａの各々は、第１導電型III族窒化物半導体層４３のｃ軸ＶＣ４３に直交する基準面に対して傾斜する平面に沿って延在する。
【００５９】
このIII族窒化物半導体発光素子４１によれば、第２の接合Ｊ２がｃ軸ＶＣ４３に直交する基準面に対して傾斜しているので、電極５３は、絶縁層５０の開口５０ａを介して第２のIII族窒化物半導体層５１の改質面５１ａに接合する。この改質面５１ａに電極５３が接合を成すので、第２の接合Ｊ２は良好なオーミック特性を示す。第１の接合Ｊ１は主面５５ａに対して実質的に平行であり、また第２の接合Ｊ２は、ステップ構造による微細な凹凸を除いて、主面５５ａに対して実質的に平行である。第１及び第２の接合Ｊ１、Ｊ２は、基準軸に直交する面を基準にして、既に説明した角度範囲で傾斜することが好ましい。
【００６０】
III族窒化物半導体発光素子４１は、支持基体５５を更に備えることができ、支持基体５５はIII族窒化物半導体からなる主面５５ａを有する。窒化ガリウム系半導体層５１は、支持基体５５の主面５５ａの法線軸に直交する第３の基準平面に沿って延在する。また、第１導電型III族窒化物半導体層４３及びIII族窒化物半導体層４９も、支持基体５５の主面５５ａの法線軸に直交するそれぞれの基準平面に沿って延在する。支持基体５５の主面５５ａは、該III族窒化物半導体のｃ軸ＶＣ５５に沿って延びる基準軸に直交する面から６１度以上の角度で傾斜する。III族窒化物半導体層４３、活性層４５、第１のIII族窒化物半導体層４９、及び第２のIII族窒化物半導体層５１は、支持基体５５の主面５５ａの法線Ｎｘの方向に配列される。支持基体５５の主面５５ａは、該III族窒化物半導体のｃ軸に沿って延びる基準軸に直交する面から６３度以上８０度以下の範囲の角度で傾斜することが好適である。
【００６１】
成膜された窒化ガリウム系半導体層に改質処理を施して形成された窒化ガリウム系半導体層５１の表面５１ａと電極５３との接触には、良好なオーミック性が提供される。活性層４５は、III族構成元素としてインジウムを含む窒化ガリウム系半導体層を含み、活性層４５は例えば５００ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の波長範囲にピーク発光波長を有するように設けられる。
【００６２】
（実験例１）
この実施例では、図５に示されるような窒化物半導体レーザを｛２０−２１｝面上に作製する。まず、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）法によるエピ生産物を作製する工程を行う。｛２０−２１｝ＧａＮ基板を用意する。このＧａＮ基板をＭＯＣＶＤ装置のチャンバ内にセットする。原料として，トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）、シクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ２Ｍｇ）、モノシラン(ＳｉＨ４)、アンモニア（ＮＨ３）を使用する。基板温度を摂氏１０５０度に保持し、アンモニア及び水素を成長装置に供給して、１０分間のサーマルクリーニングを行う。次いで、以下の半導体積層を成長する。厚さ２マイクロメートルのｎ型Ａｌ０．０４Ｇａ０．９６Ｎクラッド層を摂氏１０５０度で成長する。摂氏８４０度の基板温度に下げた後に、ｎ側のＩｎ０．０３Ｇａ０．９７Ｎ光ガイド層を成長する。ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ量子井戸活性層を成長する。ＩｎＧａＮ井戸層の成長温度は摂氏790度であり、ＩｎＧａＮ障壁層の成長温度は摂氏８４０度である。ＩｎＧａＮ井戸層の厚さは３ｎｍであり、ＩｎＧａＮ障壁層の厚さは１５ｎｍである。必要な場合には、障壁層の成長と井戸層の成長とを交互に繰り返す。摂氏８４０度の基板温度にあげた後に、ｐ側のＩｎ０．０３Ｇａ０．９７Ｎ光ガイド層を成長する。摂氏１０００度の基板温度で、厚さ２０ｎｍのｐ型Ａｌ０．１２Ｇａ０．８８Ｎ電子ブロック層、及び厚さ４００ｎｍのｐ型Ａｌ０．０６Ｇａ０．９４Ｎクラッド層を成長する。次いで、厚さ５０ｎｍのｐ型Ａｌ０．０６Ｇａ０．９４Ｎクラッド層上にｐ型ＧａＮコンタクト層を成長する。
【００６３】
基板温度を室温に下げた後に、このエピタキシャル基板を成長装置から取り出す。次いで、ｐ型ＧａＮコンタクト層の表面処理をＭＢＥ装置で行う。ＭＢＥ装置に配置する前に、硫酸過水で洗浄する。この成長では、以下原料として，ガリウムフラックス（Ｋ−セル）、マグネシウムフラックス（Ｋ−セル）、窒素ラジカル（ＲＦ−プラズマ）を用いる。このエピタキシャル基板をＭＢＥ装置にセットした後に、ロータリポンプ、ターボ分子ポンプ及びクライオポンプを利用して、ＭＢＥ装置の真空チャンバ内の真空度を１×１０−１０Ｔｏｒｒ以下の値にまで真空排気する。この処置の後に、ヒータを用いて基板温度を摂氏７２０度に設定する。この温度で３０分間エピタキシャル基板を保持する。基板温度を室温まで下げた後に、改質されたエピタキシャル生産物をＭＢＥ装置から取り出す。このエピ生産物を「Ａ」と呼ぶ。
【００６４】
別のデバイスを作製するために、上記のエピタキシャル基板を成長装置から取り出した後にＭＢＥ装置を用いた改質処理を行うことなく、次の電極形成工程を行う。このエピ生産物を「Ｃ」と呼ぶ。
【００６５】
これらのエピ生産物Ａ、Ｃを用いてデバイスを形成する。エピ生産物Ａ、Ｃの全面にパラジウム電極膜を抵抗加熱式蒸着装置を用いて堆積して、基板生産物を形成する。これらの基板生産物を抵抗加熱式蒸着装置から取り出す。基板生産物上にレジストをスピンコータを用いて均一に塗布する。この後に、フォトマスクと露光装置を用いて露光する。露光されたレジスト膜の現像により、幅２μｍのストライプ状のパターンを有するレジストマスクを形成する。レジストマスクを用いて、反応性イオンエッチング装置を用いて、レジストマスクのパターンを電極膜に転写して、ストライプ状のＰｄ電極を形成する。ＧａＮ基板の裏面を研磨した後に、裏面電極を形成する。これらの電極工程により作製された基板生産物を幅600μｍで分離して、レーザデバイスＬＤＡ、ＬＤＣそれぞれのためのレーザーバーＬＢＡ、ＬＢＣを形成する。
【００６６】
上記の工程により作製されたレーザデバイスＬＤＡ、ＬＤＣに通電すると、レーザデバイスＬＤＡ、ＬＤＣのレーザ発振波長はそれぞれ523.3ｎｍ及び520.1ｎｍである。レーザデバイスＬＤＡの駆動電圧は８．４ボルトであり、レーザデバイスＬＤＣの駆動電圧は９．６ボルトである。
【００６７】
（実験例２）
実験例１と同様にエピタキシャル基板を作製する。このエピタキシャル基板をＭＢＥ装置に配置した後に、窒素ラジカルフラックスをタキシャル基板に３０分間照射する。窒素ラジカルフラックスの生成には、ＲＦラジカルガンを用い、また２５０ＷのＲＦパワーと１．３ｃｃ（ＳＩ単位系では1.3cm3である）の窒素流量の条件を用いる。この後に、実験例１と同様に電極を形成して、レーザデバイスＬＤＢを形成する。上記の工程により作製されたレーザデバイスＬＤＢに通電すると、レーザデバイスＬＤＢのレーザ発振波長は522.5ｎｍである。レーザデバイスＬＤＢの駆動電圧は８．２ボルトである。
【００６８】
改質処理による、コンタクト層の表面の変化を観察するとき、エピタキシャル基板の当初の表面（ｐ型ＧａＮ表面）は（２０−２１）面を示したが、窒素ラジカルフラックスの照射が進むについれて（１０−１０）面及び（１０−１１）面が現れる。
【００６９】
（実験例３）
実験例１と同様にエピタキシャル基板を作製する。このエピタキシャル基板をＭＢＥ装置に配置した後に、ガリウムフラックスをエピタキシャル基板に３０分間照射する。ガリウムフラックスは、１．４×１０−５Ｔｏｒｒの条件で照射される。この後に、実験例１と同様に電極を形成して、レーザデバイスＬＤＤを形成する。上記の工程により作製されたレーザデバイスＬＤＤに通電すると、レーザデバイスＬＤＤのレーザ発振波長は522.1ｎｍである。レーザデバイスＬＤＤの駆動電圧は８．２ボルトである。
【００７０】
改質処理による、コンタクト層の表面の変化を観察する。エピタキシャル基板の表面（ｐ型ＧａＮ表面）は（２０−２１）面を示したが、ガリウムフラックスの照射が進むにつれて（１０−１０）面及び（１０−１１）面が現れる。
【００７１】
（実験例４）
改質処理したＧａＮ表面にＰｄ膜を電子ビーム蒸着法によって成膜し、ＴＬＭ法を用いて接触抵抗を評価するとき、接触抵抗の測定値は１×１０−４ｃｍ−２であり、良好なオーミック接触を示す。これに対して、エピタキシャル成長により形成されたＧａＮ表面（改質処理無しのＧａＮ表面）にＰｄ膜を電子ビーム蒸着法によって成膜し、ＴＬＭ法を用いて接触抵抗を評価するとき、接触抵抗の測定値は２×１０−３ｃｍ−２である。
【００７２】
（実験例５）
図６は、｛２０−２１｝ＧａＮ面の改質により形成されたＧａＮ表面（改質されたＧａＮ面）の原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いた測定を示す図面である。図６の（ａ）部は、改質された表面のＡＦＭ像を示す。図６の（ｂ）部は、改質された表面の表面モフォロジをＡＦＭを用いて測定した結果を示す。図６の（ｂ）部を参照すると、ステップ構造はリッジ及び谷を有しており、リッジを構成するように傾斜する２つの側面が観察され、また谷を構成するように傾斜する２つの側面が観察される。図６の（ａ）部を参照すると、ステップ構造を構成する２つの面が、縞状に一方向（この実験例ではａ軸の方向）に延在しており、リッジと谷が交互に配列される。発明者らの測定によれば、ステップ構造を構成する２つの面の一方は、ｍ面、つまりほぼ｛１０−１０｝面であり、他方はほぼ｛１０−１１｝面である。
【００７３】
好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、半極性III族窒化物に対して良好な接触抵抗を提供できる、III族窒化物半導体素子を作製する方法が提供される。
【符号の説明】
【００７５】
１０ａ、１０ｃ…成長装置、１０ｂ…処理装置、１１…基板、１２…半導体積層、１３…半導体積層、１３ａ…半導体積層の表面、１４…自然酸化物酸化ガリウム、Ｅ１…エピタキシャル基板、１５…ｎ型III族窒化物半導体領域、１７…活性層、１９…ｐ型III族窒化物半導体領域、２１…量子井戸構造、２３…障壁層、２５…井戸層、２７…電子ブロック層、２９…ｐ型クラッド層、３１…窒化ガリウム系半導体層（コンタクト層）、３７…導電膜、４１…III族窒化物半導体発光素子、４３…第１導電型III族窒化物半導体層、４５…第１導電型III族窒化物半導体層、４７…活性層、４９…第２導電型III族窒化物半導体層、５１…III族窒化物半導体層、５３…電極、Ｊ１、Ｊ２…接合、５５…支持基体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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