(57)【要約】【課題】Ａｌを含む窒化物半導体層を結晶成長させる場合に、７００℃以下の低温で成長させることができる窒化物半導体を提供する。【解決手段】窒化物半導体結晶２は、ＳｉＣ基板１の非極性面又は半極性面上に、結晶成長させる。窒化物半導体結晶２は、ＭＯＣＶＤ法等によって形成され、その成長表面が非極性面又は半極性面で成長する。窒化物半導体結晶２中のＡｌを含む窒化物半導体層のＡｌ材料には、ＴＩＢＡｌ、ＴＭＡＡｌ、ＥＤＭＡＡｌ、ＤＭＡｌＨのいずれか１つを用いる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｌを含む窒化物半導体層を有する窒化物半導体において、
前記Ａｌを含む窒化物半導体層のＡｌ材料には、ＴＩＢＡｌ（トリイソブチルアルミ）、ＥＤＭＡＡｌ（エチルジメチルアミンアラン）、ＴＭＡＡｌ（トリメチルアミンアラン）、ＤＭＡｌＨ（ジメチルアルミニウムハイドライド）のいずれかを用い、７００℃以下の温度で結晶成長が行われ、結晶成長表面が非極性面又は半極性面により形成されていることを特徴とする窒化物半導体。
【請求項２】
前記非極性面はｍ面又はａ面で構成され、前記半極性面は（１０−１−１）面、（１０−１−３）面、（１１−２２）面のいずれかで構成されていることを特徴とする請求項１記載の窒化物半導体。
【請求項３】
前記Ａｌを含む窒化物半導体層におけるＧａ材料としてＴＭＧａ、ＴＥＧａ、ＴＰＧａ、ＥＤＭＡＧａＨ３のいずれかを用いることを特徴とする請求項１〜請求項２のいずれか１項に記載の窒化物半導体。
【請求項４】
前記Ａｌを含む窒化物半導体層は、ＡｌＩｎＮで構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の窒化物半導体。
【請求項５】
Ｉｎ材料としてＴＭＩｎを使用することを特徴とする請求項４記載の窒化物半導体。
【請求項６】
Ｎ材料がアンモニア又はヒドラジン有機化合物であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の窒化物半導体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ａｌを含む窒化物半導体層を有する窒化物半導体に関する。
【背景技術】
【０００２】
青色、又は紫色の光を発する半導体レーザ素子、発光ダイオード等の半導体発光素子、パワーデバイスや高周波ＨＥＭＴ等の半導体電子デバイスとして、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＧａＡｌＮ、ＧａＰＮなどの窒素を含む六方晶化合物半導体が用いられており、中でもIII−Ｖ族窒化物半導体が利用されている。上記III−Ｖ族窒化物半導体（以下、単に窒化物半導体という）は、４元混晶系のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）で表される。
【０００３】
窒化物半導体の積層構造としては、活性層をｐ型窒化物半導体層とｎ型窒化物半導体層とで挟み込んだダブルへテロ結合構造やｐ型窒化物半導体層とｎ型窒化物半導体層とを直接接合したｐｎ接合の構造が知られており、このような構造の窒化物半導体は、ＭＯＣＶＤ法（有機金属化学気相成長法）等により製造される。
【０００４】
ｐ型窒化物半導体層及びｎ型窒化物半導体層には、ＡｌＧａＮや、ＡｌＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＩｎＧａＮなどの半導体層が形成される場合があり、このようにＡｌを含む窒化物を成膜する場合には、Ａｌ材料として、通常トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）が用いられている。ＴＭＡを使用する場合、Ａｌとメチル基の結合を完全に分離させるためには、１０００℃以上の高温を必要とする。したがって、低温で結晶成長させた場合には、Ａｌとメチル基の結合が完全に分離せず、Ａｌを含む窒化物に多量の炭素が混入して（１〜１０％）、本来の特性がなくなってしまうので、Ａｌを含む窒化物半導体層の作製には、成長温度を１０００℃以上に設定していた。
【特許文献１】特開平１１−１７７１７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術のように、Ａｌ材料としてトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）を用い、Ａｌを含む窒化物を１０００℃以上の成長温度で成長させると、以下のような問題が発生する。窒化物の窒素（Ｎ）原料としてアンモニア（ＮＨ３）が用いられるが、成長温度１０００℃以上の高温下でＮＨ３とＴＭＡとが混じると、気相反応が著しく激しくなり、気相反応の制御が困難になる。
【０００６】
一方、半導体結晶へのＩｎの取り込みは、成長温度が低くなる程良くなるので、窒化物半導体層として用いられるＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）のうち、Ｉｎ成分が含まれるＡｌＮ化合物半導体、例えば、ＡｌＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＮ等の場合には、１０００℃以上の高温度で結晶成長させると、Ｉｎの取り込みが悪くなり、Ｉｎ組成比率の高い窒化物半導体層を作製することができない。
【０００７】
他方、例えば７００℃以下の低温度で成長させると、ＴＭＡにおけるＡｌとメチル基の分離が不十分となり、前述したように半導体結晶への不純物炭素（Ｃ）の取り込み量が増え、半導体結晶中に転位や非発光再結合中心が多く形成されるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、Ａｌを含む窒化物半導体層を結晶成長させる場合に、７００℃以下の低温で成長させることができる窒化物半導体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、Ａｌを含む窒化物半導体層を有する窒化物半導体において、前記Ａｌを含む窒化物半導体層のＡｌ材料には、ＴＩＢＡｌ（トリイソブチルアルミ）、ＥＤＭＡＡｌ（エチルジメチルアミンアラン）、ＴＭＡＡｌ（トリメチルアミンアラン）、ＤＭＡｌＨ（ジメチルアルミニウムハイドライド）のいずれかを用い、７００℃以下の温度で結晶成長が行われ、結晶成長表面が非極性面又は半極性面により形成されていることを特徴とする窒化物半導体である。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、前記非極性面はｍ面又はａ面で構成され、前記半極性面は（１０−１−１）面、（１０−１−３）面、（１１−２２）面のいずれかで構成されていることを特徴とする請求項１記載の窒化物半導体である。
【００１１】
また、請求項３記載の発明は、前記Ａｌを含む窒化物半導体層におけるＧａ材料としてＴＭＧａ、ＴＥＧａ、ＴＰＧａ、ＥＤＭＡＧａＨ３のいずれかを用いることを特徴とする請求項１〜請求項２のいずれか１項に記載の窒化物半導体である。
【００１２】
また、請求項４記載の発明は、前記Ａｌを含む窒化物半導体層は、ＡｌＩｎＮで構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の窒化物半導体である。
【００１３】
また、請求項５記載の発明は、Ｉｎ材料としてＴＭＩｎを使用することを特徴とする請求項４記載の窒化物半導体である。
【００１４】
また、請求項６記載の発明は、Ｎ材料がアンモニア又はヒドラジン有機化合物であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の窒化物半導体である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、Ａｌを含む窒化物半導体層のＡｌ材料としてＴＩＢＡｌ（トリイソブチルアルミ）、ＥＤＭＡＡｌ（エチルジメチルアミンアラン）、ＴＭＡＡｌ（トリメチルアミンアラン）、ＤＭＡｌＨ（ジメチルアルミニウムハイドライド）のいずれかを用いているので、Ａｌを含む窒化物半導体層を７００℃以下の低温で結晶成長させることができる。したがって、窒素原料として用いられるアンモニアとの気相反応を抑えることができる。また、半導体結晶中への不純物炭素の取り込みがほとんどなくなるので、転位や非発光再結合中心の生成を減少させることができる。
【００１６】
また、ＩｎとＡｌを含む窒化物半導体層を形成する場合でも、半導体結晶中へのＩｎの取り込み効率を上げることができる。なお、結晶成長表面が非極性面又は半極性面により形成されているので、ＧａＮのＮ（窒素）極性面やＧａ極性面で形成されている場合と比較して、自発分極やピエゾ分極により発生する電界の影響を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図１は本発明の窒化物半導体の概略構成を示す。窒化物半導体は、ＳｉＣ基板１上に窒化物半導体結晶２をエピタキシャル成長させた構造となっている。ＳｉＣの種類には、その結晶構造によって、立方晶、六方晶、菱面体晶などがあるが、ＳｉＣ基板１には、六方晶（頭文字の表記はＨ）の結晶構造を有するものを用いる。例えば、４Ｈ−ＳｉＣ基板、６Ｈ−ＳｉＣ基板等を用いる。
【００１８】
図３は、六方晶系の結晶構造の模式図を示す。六方晶系の結晶構造は、ウルツ鉱型の結晶構造とも言われ、図３に示す結晶の面や方位はいわゆるミラー指数で表され、例えば、ｃ面は（０００１）、ｃ軸は＜０００１＞、ａ軸は＜１１−２０＞、ｍ軸は＜１−１００＞と表示する。なお、物理学上の慣用の約束として、（ｈｋｌｍ）はある特定面を指すのではなく、その結晶が持つ空間群において（ｈｋｌｍ）と等価な面全体を表す。同じく＜ｈｋｌｍ＞は、ある特定軸方向と等価な軸方向全体を表す。
【００１９】
窒化物半導体結晶２は、ＳｉＣ基板１のＳｉ（珪素）極性面やＣ（炭素）極性面ではなく、非極性面（ノンポーラ）であるｍ面（１０−１０）上に、ＭＯＣＶＤ法等によって形成され、その成長表面がｍ面で成長する。したがって、窒化物半導体結晶２の成長面は、Ｇａ極性面やＮ（窒素）極性面ではなく、非極性面となる。
【００２０】
図１では窒化物半導体結晶２の成長表面がｍ面となる構成を例示したが、図２に示すように、窒化物半導体結晶２の成長表面が非極性面であるａ面となるように構成することもできる。成長用基板としてのサファイア基板１１のｒ面上に窒化物半導体結晶２を結晶成長させれば、その成長表面はａ面となる。
【００２１】
また、窒化物半導体結晶２の成長表面が半極性面（セミポーラ）になるように構成することもできる。半極性面とは、（１０−１−１）面、（１０−１−３）面、（１１−２２）面のいずれかの面である。これら半極性面のうち、例えば（１０−１−１）面を図３に示す。図２のサファイア基板１１のｒ面の代わりにｍ面を用い、このｍ面上に窒化物半導体結晶２を結晶成長させると、窒化物半導体結晶２の成長表面は半極性面となる。
【００２２】
例えば、ＳｉＣ基板のｃ面上に窒化物半導体結晶を成長させた場合には、窒化物半導体結晶はｃ軸又は−ｃ軸配向となり、ＧａＮ系半導体層のＧａＮ／ＡｌＧａＮヘテロ結合界面等では、±ｃ軸方向に対称性がなく、±ｃ面成長のエピタキシャル膜には表裏が生じるというウルツ鉱構造のため、上記界面における自発分極と応力に起因するピエゾ分極が起こり、分極電荷が発生し、ヘテロ結合界面に電界が発生する。しかし、図１、２のように結晶成長させることで、上述したように窒化物半導体結晶の成長表面が、非極性面又は半極性面となるので、自発分極やピエゾ分極における電界の影響を低減できる。
【００２３】
ＳｉＣ基板１の非極性面や半極性面を用い、その上に窒化物半導体結晶２をエピタキシャル成長させた窒化物半導体によって構成された窒化物半導体発光素子の一例を図５に示す。
【００２４】
図５は、レーザ素子構造の例を示すものである。ＳｉＣ基板１上にＭＯＣＶＤ法により各層を作製する。ＳｉＣ基板１は、窒素ドープのｎ型ＳｉＣ基板を用いて導電性の基板とすれば、基板裏面に電極を形成できる。ＳｉＣ基板１上に、例えば、ｎ型バッファ層３２はＳｉをドープしたＡｌＮ又はＡｌＧａＮを２００Å、続いてｎ型ＧａＮを３μｍ成長させる。
【００２５】
ｎ型クラッド層３３はＳｉをドープしたＡｌＧａＮを１μｍ、ｎ型光ガイド層３４はＳｉをドープしたＧａＮを０．１μｍ成長させ、ＭＱＷ活性層３５は、ＧａＮからなる障壁層と、Ｉｎ０．２Ｇａ０．８Ｎからなる井戸層との多重量子井戸構造とし、ｐ型電子バリア層３６はＭｇをドープしたＡｌ０．２Ｇａ０．８Ｎを０．１μｍ、ｐ型光ガイド層３７はＭｇをドープしたＧａＮを０．１μｍ、ｐ型クラッド層３８はＭｇをドープしたＡｌＧａＮを０．５μｍ、ｐ型ＧａＮコンタクト層３９を成長させる。その後、ｐ型コンタクト層３９にはＰｄ／Ａｕからなるｐ電極４０、ＳｉＣ基板１の裏面にはＡｌ／Ａｕからなるｎ電極３１が形成される。
【００２６】
活性層にはＩｎＹ１Ｇａ１−Ｙ１Ｎ（０≦Ｙ１≦１）、クラッド層にはＡｌＹ２Ｇａ１−Ｙ２Ｎ（０≦Ｙ２≦１）を用いたが、前述したようにIII−Ｖ族窒化物半導体として、４元混晶系のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）を用いることができる。ここで、ｎ型バッファ層３２〜ｐ型コンタクト層３９までが、図１、２の窒化物半導体結晶２に相当する。また、ｎ型バッファ層３２〜ｎ型光ガイド層３４までがｎ型窒化物半導体層に、ｐ型電子ブロック層３６〜ｐ型コンタクト層３９までがｐ型窒化物半導体層に相当する。
【００２７】
図５の窒化物半導体発光素子では、ＳｉＣ基板１の表面を非極性面であるｍ面とすれば、その後の窒化物半導体層は、ＳｉＣ基板１の表面の面方位が引き継がれて、すべて成長表面がｍ面となる。
【００２８】
図５の窒化物半導体発光素子は、以下のように形成される。特に重要なのは、Ａｌを含む窒化物半導体層のＡｌ材料としてＴＩＢＡｌ（トリイソブチルアルミ）、ＥＤＭＡＡｌ（エチルジメチルアミンアラン）、ＴＭＡＡｌ（トリメチルアミンアラン）、ＤＭＡｌＨ（ジメチルアルミニウムハイドライド）のいずれかを用いることである。
【００２９】
また、図５の窒化物半導体発光素子製造時の成長温度の変化を図６に示す。図６の成長温度変化曲線の上部に記載されているのは、図５の各層の番号を表す。例えば、最初に成長温度７００℃以下でｎ型バッファ層３２とｎ型クラッド層３３を、次に１０５０℃でｎ型光ガイド層３４を、７５０℃ではＭＱＷ活性層３５を、７００℃以下でｐ型電子ブロック層３６を、再び１０５０℃ではｐ型光ガイド層３７を、次に７００℃以下でｐ型クラッド層３８を、１０５０℃でｐ型コンタクト層３９を成長させることを表している。
【００３０】
最初に、六方晶の結晶構造を有する４Ｈ−ＳｉＣ、６Ｈ−ＳｉＣ等からなる基板１をＭＯＣＶＤ装置内に搬送する。次に基板温度を７００℃に上げて、圧力を１０〜５０ＫＰａ（望ましくは２０〜４０ＫＰａ）にした後、Ａｌ材料として、例えばＴＩＢＡｌ（トリイソブチルアルミ）を１０μモル／分、Ｎ材料としてアンモニア（ＮＨ３）を２０Ｌ／分、ｎ型ドーパントガスとして水素ベース５０ｐｐｍのシラン（ＳｉＨ４）を１０ｃｃ／分、キャリア水素（Ｈ２）を２０Ｌ／分それぞれ流して、ｎ型ＡｌＮバッファ層３２を例えば２００Å堆積する。ここで、アンモニアとＴＭＡ等の有機金属とのモル比は、装置によっても異なるが、およそ１００〜１００００（望ましくは３００〜１０００）の範囲で設定される。また、アンモニアの流量についても、装置によるが、通常１〜１００ｓｌｍの範囲に設定される。
【００３１】
また、ｎ型バッファ層３２としてｎ型ＡｌＧａＮとする場合は、トリイソブチルアルミ（ＴＩＢＡｌ）に加えて、トリメチルガリウム（ＴＭＧａ）を加えるようにする。
【００３２】
ここで、Ａｌ材料として用いたトリイソブチルアルミ（ＴＩＢＡｌ）の化学構造式を図４（ａ）に示す。ＴＩＢＡｌは、Ａｌ（ｉｓｏＣ４Ｈ９）３と表されるが、図４（ａ）では構造をわかりやすくするために、Ｈ（水素）を省略して記載している。ＴＩＢＡｌは、Ａｌとイソブチル基との結合が弱く、１５０℃程度以上でＡｌとイソブチル基との分離が発生することが知られており、成長温度７００℃以下の低温での成長が可能となる。また、ＴＩＢＡｌが熱分解したときの分離生成物は、Ａｌとイソブタン又はイソブテンになって、イソブタンやイソブテンの分子構造は大きいので半導体結晶中への取り込みはほとんどなく、不純物である炭素（Ｃ）の取り込みを抑制することができる。したがって、半導体結晶中における転位や非発光再結合中心の生成が防止される。
【００３３】
上記のように、Ａｌと結合している他の化合物との結合が弱く、低温度で分離するものとして、図４（ｂ）〜（ｄ）が挙げられる。図４（ｂ）は、トリメチルアミンアラン（ＴＭＡＡｌ）の化学構造式を示す。ＴＭＡＡｌは、ＡｌＨ３とトリメチルアミン基との結合が弱く、約１１０℃以上で分離する特性がある。図４（ｃ）は、エチルジメチルアミンアラン（ＥＤＭＡＡｌ）の化学構造式を示す。ＥＤＭＡＡｌも、ＡｌＨ３とエチルジメチルアミン基との結合が弱く、約９０℃以上で分離する特性がある。図４（ｄ）は、ジメチルアルミニウムハイドライド（ＤＭＡｌＨ）の化学構造式を示す。ＤＭＡｌＨも、Ａｌとメチル基及び水素との結合が弱く、約３００℃以上で分離する特性がある。通常有機の直鎖が長く、一番端に金属が結合していると分解温度が下がる。
【００３４】
したがって、ｎ型、ｉ型、ｐ型にかかわらずＡｌを含む窒化物半導体層を７００℃以下で結晶成長させる場合には、図４（ａ）〜図４（ｄ）のいずれかの材料を用いることができる。また、図４（ｂ）〜図４（ｄ）で分離生成されるトリメチルアミン基、エチルジメチルアミン基なども、図４（ａ）の場合と同様、分子構造が大きいので、半導体結晶中への取り込みはほとんどなく、不純物である炭素（Ｃ）の取り込みを抑制することができる。
【００３５】
なお、以下の製造方法の説明にはＡｌ材料の代表としてＴＩＢＡｌを用いて記載しているが、他の３種類の材料に置き換えることができる。
【００３６】
ｎ型バッファ層３２成長後、成長温度を７００℃に維持したまま、例えば、トリイソブチルアルミ（ＴＩＢＡｌ）の流量を２μモル／分にし、さらにトリメチルガリウム（ＴＭＧａ）を２０μモル／分、追加して供給し、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層３３を成長させる。次に、ＴＩＢＡｌの供給のみ停止して、成長温度を１０５０℃に上げてｎ型ＧａＮ光ガイド層３４を積層する。
【００３７】
ＴＭＧａとシランの供給を停止し、アンモニアと窒素の混合雰囲気中で基板温度を７５０℃まで下げて、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）を２００μモル／分、トリエチルガリウム（ＴＥＧａ）を２０μモル／分供給して、ＭＱＷ活性層３５のＩｎＧａＮ井戸層を積層し、ＴＭＩｎの供給のみを停止してアンドープＧａＮからなる障壁層を積層する。そして、ＧａＮ障壁層とＩｎＧａＮ井戸層との繰り返しにより多重量子井戸構造とする。
【００３８】
ＭＱＷ活性層３５成長後、ｐ型ＡｌＧａＮ電子ブロック層３６を成長させるために、成長温度を７００℃に下げて、Ｇａ原子の原料ガスであるトリメチルガリウム（ＴＭＧａ）、窒素原子の原料ガスであるアンモニア（ＮＨ３）、Ａｌ原子の原料ガスであるトリイソブチルアルミ（ＴＩＢＡｌ）を供給するとともに、ｐ型ドーパントガスとしてＣＰ２Ｍｇ（ビスシクロペンタジエチルマグネシウム）を加える。
【００３９】
キャリアガスの水素又は窒素とともにＴＩＢＡｌ、ＴＭＧａ、ＮＨ３をｎ型ＡｌＧａＮクラッド層３３と同流量流し、ｐ型ＡｌＧａＮ電子ブロック層３６を積層する。その後、成長温度を１０５０℃に上げて、ＴＭＧａ、ＮＨ３をｎ型ＧａＮ光ガイド層３４のときと同流量で流し、ｐ型ＧａＮ光ガイド層３７を積層する。
【００４０】
次に、基板温度を７００℃に下げて、ＴＩＢＡｌを加え、ＴＩＢＡｌとＴＭＧａをｎ型ＡｌＧａＮクラッド層３３のときと同流量で流し、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層３８を積層する。その後は、基板温度を１０５０℃に上げて、ＴＩＢＡｌのみ供給を停止して、ＴＭＧａの流量等をｐ型ＧａＮ光ガイド層３７のときと同じ条件にしてｐ型ＧａＮコンタクト層３９を形成する。なお、上記実施例では、Ａｌを含む窒化物半導体層の成長温度については７００℃としたが、７００℃以下の低温度としても良い。
【００４１】
最後に、ＳｉＣ基板１の裏面にＡｌ／Ａｕ等からなるｎ電極３１を、ｐ型コンタクト層３９の上にＰｄ／Ａｕ等からなるｐ電極４０を蒸着又はスパッタにより形成し、ｐ電極４０側をアニール処理してオーミック接触をとれば、図５の窒化物半導体発光素子が完成する。
【００４２】
また、図５のレーザ構造についての製造方法についての上記説明は、一例を示したものであり、各半導体層の製造については、キャリアガスの水素又は窒素とともに、トリエチルガリウム（ＴＥＧａ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧａ）、アンモニア（ＮＨ３）、図４に示すトリイソブチルアルミ（ＴＩＢＡｌ）、トリメチルアミンアラン（ＴＭＡＡｌ）、エチルジメチルアミンアラン（ＥＤＭＡＡｌ）、ジメチルアルミニウムハイドライド（ＤＭＡｌＨ）のいずれか１つと、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）などの各半導体層の成分に対応する反応ガス、ｎ型にする場合のドーパントガスとしてのシラン（ＳｉＨ４）、ｐ型にする場合のドーパントガスとしてのＣＰ２Ｍｇ（ビスシクロペンタジエチルマグネシウム）等の必要なガスを供給して、１１００℃以下の範囲で、各半導体層を成長させることにより、所望の組成で、所望の導電型の半導体層を、必要な厚さに形成することができる。
【００４３】
ところで、Ａｌを含む窒化物半導体層でＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ等、Ｇａ原子を必要とする窒化物半導体結晶の成長には、上記のようにＧａ原子の原料であるトリメチルガリウム（ＴＭＧａ）以外に、トリエチルガリウム（ＴＥＧａ）、トリプロピルガリウム（ＴＰＧａ）、トリメチルアミンガラン（ＥＤＭＡＧａＨ３）を用いても良い。Ａｌを含む窒化物半導体層は、図６に示すように、すべて７００℃以下で成長させることになるので、低温でも分解しやすい材料を用いる必要があるが、分子構造が大きい材料程、低温で分解しやすい。したがって、Ｇａ原子の材料として望ましい使用順位は、ＥＤＭＡＧａＨ３、ＴＰＧａ、ＴＥＧａ、ＴＭＧａの順となる。
【００４４】
同様に、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ等、Ｎ原子を必要とするＡｌを含む窒化物半導体層の成長には、上記のようにＮ原子の原料であるアンモニア（ＮＨ３）以外に、ジメチルヒドラジン（（ＣＨ３）２ＮＮＨ２）等のようにヒドラジン有機化合物を用いても良い。このヒドラジン有機化合物は低温でアンモニアよりも分解しやすい性質を持っているために、Ａｌを含む窒化物半導体層を成長させる場合、Ｎ原子の材料として望ましい使用順位は、ヒドラジン有機化合物、アンモニアの順となる。
【００４５】
また、ｐ型コンタクト層３９としてｐ型ＧａＮの代わりにｐ型ＡｌＩｎＮを用いても良い。この場合、窒素原子の原料としてアンモニア（ＮＨ３）、Ｉｎ原子の原料としてトリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）、Ａｌ原子の原料として図４（ａ）〜（ｄ）に示すＴＩＢＡｌ、ＴＭＡＡｌ、ＥＤＭＡＡｌ、ＤＭＡｌＨのいずれか１つを用い、ｐ型ドーパント材料としてＣＰ２Ｍｇを加えて成長させる。この場合、ｐ型ＧａＮと異なり、Ａｌ原子材料として低温で分解する上記のようなＡｌ化合物を用いて、７００℃以下の温度で成長させる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の窒化物半導体の概略構成と成長面を示す図である。
【図２】本発明の窒化物半導体の概略構成と成長面を示す図である。
【図３】六方晶系の結晶構造の模式図である。
【図４】本発明でＡｌ原料として用いるＡｌ化合物の化学構造式を示す図である。
【図５】本発明により形成された窒化物半導体発光素子構造の一例を示す断面図である。
【図６】図５の窒化物半導体発光素子の成長温度の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１    ＳｉＣ基板
２    窒化物半導体結晶
【図１】
2008034659.tif 000003
【図２】
2008034659.tif 000004
【図３】
2008034659.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008034659.tif 000007
【図６】
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