(57)【要約】【課題】窒化物系化合物半導体装置において、転位密度の低減を図る。【解決手段】基板１０上に第１バッファ層１２、第２バッファ層１４、ＳＬＳ層１６、ＭＱＷ発光層１８、ＳＬＳ層２０、電極形成層２２、ｐ電極２４、ｎ電極２６を形成する。第１バッファ層１２として低温形成のＡｌＮＰを用い、第２バッファ層１４として高温形成のＡｌＮＰを用いることで、ＭＱＷ発光層１８の転位密度を低減し、光の吸収を抑制する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に第１バッファ層及び第２バッファ層を形成し、前記第２バッファ層上に窒化物系化合物半導体層を形成してなる窒化物系化合物半導体装置であって、
前記第１バッファ層は、ＡｌＮ１−ｘＰｘ（但し、０＜ｘ＜１）であることを特徴とする窒化物系化合物半導体装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
前記第２バッファ層は、ＡｌＮ１−ｙＰｙ（但し、０≦ｙ＜１）であることを特徴とする窒化物系化合物半導体装置。
【請求項３】
基板上に第１バッファ層及び第２バッファ層を形成し、前記第２バッファ層上に窒化物系化合物半導体層を形成してなる窒化物系化合物半導体装置であって、
前記第１バッファ層は、ＡｌＮ１−ｘＡｓｘ（但し、０＜ｘ＜１）であることを特徴とする窒化物系化合物半導体装置。
【請求項４】
請求項３記載の装置において、
前記第２バッファ層は、ＡｌＮ１−ｙＡｓｙ（但し、０≦ｙ＜１）であることを特徴とする窒化物系化合物半導体装置。
【請求項５】
請求項１、３のいずれかに記載の装置において、
前記第２バッファ層は、ＡｌＧａＮであることを特徴とする窒化物系化合物半導体装置。
【請求項６】
請求項１記載の装置において、
前記第２バッファ層は、ＡｌＧａＮＰであることを特徴とする窒化物系化合物半導体装置。
【請求項７】
請求項３記載の装置において、
前記第２バッファ層は、ＡｌＧａＮＡｓであることを特徴とする窒化物系化合物半導体装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の装置において、
前記第２バッファ層上に形成される前記窒化物系化合物半導体層は、
ｎ型ＧａＮ系層と、
ｐ型ＧａＮ系層と、
前記ｎ型ＧａＮ系層と前記ｐ型ＧａＮ系層との間に形成されたＧａＮ系発光層と、
を有する窒化物系化合物半導体装置。
【請求項９】
窒化物系化合物半導体層を用いた発光装置であって、
基板と、
前記基板上に形成されたＡｌＮ１−ｘＰｘ低温バッファ層（但し、０＜ｘ＜１）と、
前記ＡｌＮ１−ｘＰｘ低温バッファ層上に形成されたＡｌＮ１−ｙＰｙ高温バッファ層（但し、０≦ｙ＜１）と、
前記ＡｌＮ１−ｙＰｙ高温バッファ層上に形成された第１導電型ＧａＮ系超格子層と、
前記第１導電型ＧａＮ系超格子層上に形成されたＧａＮ系多層量子井戸発光層と、
前記ＧａＮ系多層量子井戸発光層上に形成された第２導電型ＧａＮ系超格子層と、
を有することを特徴とする発光装置。
【請求項１０】
窒化物系化合物半導体層を用いた発光装置であって、
基板と、
前記基板上に形成されたＡｌＮ１−ｘＡｓｘ低温バッファ層（但し、０＜ｘ＜１）と、
前記ＡｌＮ１−ｘＰｘ低温バッファ層上に形成されたＡｌＮ１−ｙＡｓｙ高温バッファ層（但し、０≦ｙ＜１）と、
前記ＡｌＮ１−ｙＡｓｙ高温バッファ層上に形成された第１導電型ＧａＮ系超格子層と、
前記第１導電型ＧａＮ系超格子層上に形成されたＧａＮ系多層量子井戸発光層と、
前記ＧａＮ系多層量子井戸発光層上に形成された第２導電型ＧａＮ系超格子層と、
を有することを特徴とする発光装置。
【請求項１１】
請求項９、１０のいずれかに記載の装置において、
前記ｘは約０．０５であり、前記ｙは約０．０１であることを特徴とする発光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は窒化物系化合物半導体装置及び発光装置並びに半導体装置に関し、特にバッファ層の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
窒化ガリウム（ＧａＮ）系化合物半導体を用いた光電子素子が開発され、信号機や大型表示装置、光触媒反応を利用した環境浄化等の分野で実用化されている。これらは、ＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ等のＧａＮ系化合物半導体を発光層として用いている。ＩＩＩ属元素の固体組成を変化させるとバンドギャップエネルギが変化し、これに伴い発光波長が変化する。また、ＧａＮを電気伝導層としたＦＥＴ等の電子素子も作成されており、ＧａＮの優れた電気伝導特性と温度特性を活かした素子が開発されている。しかしながら、これらの素子は、ほとんどの場合格子整合しないサファイア等の基板上に結晶成長されるため、結晶中には高密度の転位が発生してしまう。
【０００３】
一方、発光波長が３７０ｎｍ以下の発光装置では、ＡｌＩｎＧａＮを発光層とし、発光層をＡｌＩｎＧａＮで挟んだ構造を、サファイアあるいはＳｉＣ上に成長したＧａＮバッファ層あるいはＡｌＮバッファ層上に成長させるのが一般的である。
【０００４】
【非特許文献１】
西田他、第６３回応用物理学学術講演会予稿集Ｎｏ．１、２０００年９月２４日−２７日、２７ａ−ＹＨ−４
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、基板上に形成されたＧａＮバッファ層あるいはＡｌＮバッファ層には格子不整合に基づく転位が生じており、これらが発光層にまで伝搬して発光効率を劣化させる。ＧａＮバッファ層を用いた方がＡｌＮを用いた場合と比べて発生する転位密度は１桁以上低いが、ＧａＮは発光層から射出した光の一部を吸収してしまうので、光の取り出し効率が低下する。したがって、バッファ層としてのＧａＮ及びＡｌＮはそれぞれに一長一短があり、ベストな材料とは言い難い。
【０００６】
本発明の目的は、転位密度を抑制した半導体装置を提供することにある。また、光の吸収を抑制した発光装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基板上に第１バッファ層及び第２バッファ層を形成し、前記第２バッファ層上に窒化物系化合物半導体層を形成してなる窒化物系化合物半導体装置であって、前記第１バッファ層は、ＡｌＮ１−ｘＰｘ（但し、０＜ｘ＜１）であることを特徴とする。第１バッファ層としてＡｌＮにＰ原子を添加したＡｌＮ１−ｘＰｘを用いることで、その上に形成される窒化物系化合物半導体層の転位密度を低減する。
【０００８】
本発明において、前記第２バッファ層は、ＡｌＮ１−ｙＰｙ（但し、０≦ｙ＜１）とすることが好適である。第２バッファ層として、ＡｌＧａＮあるいはＡｌＧａＮＰとしてもよい。
【０００９】
また、本発明は、基板上に第１バッファ層及び第２バッファ層を形成し、前記第２バッファ層上に窒化物系化合物半導体層を形成してなる窒化物系化合物半導体装置であって、前記第１バッファ層は、ＡｌＮ１−ｘＡｓｘ（但し、０＜ｘ＜１）であることを特徴とする。第１バッファ層としてＡｌＮにＡｓ原子を添加したＡｌＮ１−ｘＡｓｘを用いることで、その上に形成される窒化物系化合物半導体層の転位密度を低減する。
【００１０】
本発明において、前記第２バッファ層は、ＡｌＮ１−ｙＡｓｙ（但し、０≦ｙ＜１）とすることが好適である。第２バッファ層として、ＡｌＧａＮあるいはＡｌＧａＮＰとしてもよい。
【００１１】
前記第２バッファ層上に形成される前記窒化物系化合物半導体層として、ｎ型ＧａＮ系層、ｐ型ＧａＮ系層、及び前記ｎ型ＧａＮ系層と前記ｐ型ＧａＮ系層との間に形成されたＧａＮ系発光層とすることができる。この場合、窒化物系化合物半導体装置はＬＥＤとして機能する。第１バッファ層及び第２バッファ層にＧａＮ系ではなくＡｌＮＰあるいはＡｌＮＡｓを用いることで、ＧａＮ系発光層からの光の吸収が抑制される。
【００１２】
また、本発明は、窒化物系化合物半導体層を用いた発光装置であって、基板と、前記基板上に形成されたＡｌＮ１−ｘＰｘ低温バッファ層（但し、０＜ｘ＜１）と、前記ＡｌＮ１−ｘＰｘ低温バッファ層上に形成されたＡｌＮ１−ｙＰｙ高温バッファ層（但し、０≦ｙ＜１）と、前記ＡｌＮ１−ｙＰｙ高温バッファ層上に形成された第１導電型ＧａＮ系超格子層と、前記第１導電型ＧａＮ系超格子層上に形成されたＧａＮ系多層量子井戸発光層と、前記ＧａＮ系多層量子井戸発光層上に形成された第２導電型ＧａＮ系超格子層とを有することを特徴とする。ＡｌＮＰ低温バッファ層及びＡｌＮＰ高温バッファ層との組み合わせにより、その上に形成される超格子層及び多層量子井戸発光層の転位密度を低減するとともに、多層量子井戸層からの光のバッファ層での光吸収を抑制する。本発明において、例えば前記ｘは約０．０５であり、前記ｙは約０．０１とすることができる。
【００１３】
また、本発明は、窒化物系化合物半導体層を用いた発光装置であって、基板と、前記基板上に形成されたＡｌＮ１−ｘＡｓｘ低温バッファ層（但し、０＜ｘ＜１）と、前記ＡｌＮ１−ｘＰｘ低温バッファ層上に形成されたＡｌＮ１−ｙＡｓｙ高温バッファ層（但し、０≦ｙ＜１）と、前記ＡｌＮ１−ｙＡｓｙ高温バッファ層上に形成された第１導電型ＧａＮ系超格子層と、前記第１導電型ＧａＮ系超格子層上に形成されたＧａＮ系多層量子井戸発光層と、前記ＧａＮ系量子井戸発光層上に形成された第２導電型ＧａＮ系超格子層とを有することを特徴とする。ＡｌＮＡｓ低温バッファ層及びＡｌＮＡｓ高温バッファ層との組み合わせにより、その上に形成される超格子層及び多層量子井戸発光層の転位密度を低減するとともに、多層量子井戸層からの光のバッファ層での光吸収を抑制する。本発明において、例えば前記ｘは約０．０５であり、前記ｙは約０．０１とすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
【００１５】
図１には、本実施形態におけるＬＥＤの構成が示されている。サファイア等の基板１０上に第１バッファ層（あるいは低温バッファ層）１２、第２バッファ層（あるいは高温バッファ層あるいは下地層）１４が形成される。第２バッファ層１４上に、ｎ型クラッド層として機能する歪超格子層ＳＬＳ１６、発光層として機能する多層量子井戸ＭＱＷ層１８、ｐ型クラッド層として機能する歪超格子層ＳＬＳ層２０が形成される。ＳＬＳ層２０上に電極形成層２２が形成され、第２バッファ層１４が露出するまで表面をエッチングした後、電極形成層２２上にｐ型電極２４が形成され、第２バッファ層１４上にｎ型電極２６が形成される。
【００１６】
ＳＬＳ層１６としては、例えば組成の異なるＡｌＧａＮを交互に５０ピッチ積層した構成とすることができる。ＭＱＷ層１８としては、例えばＡｌＧａＮ井戸層とＡｌＩｎＧａＮバリア層を交互に数ピッチ積層した層とすることができる。ＳＬＳ層２０としては、組成の異なるＡｌＧａＮを交互に２０ピッチ積層した構成とすることができる。電極形成層２２としては、ｐ＋ＧａＮ等が用いられる。
【００１７】
ＳＬＳ層２２や電極形成層２４をｐ型とするためには、アクセプタとしてのＭｇをドープし、電磁エネルギや熱エネルギ、あるいは熱エネルギと電磁エネルギを併用してＭｇを活性化させてもよい。
【００１８】
従来のＬＥＤにおいては、第１バッファ層１２や第２バッファ層１４としてＧａＮやＡｌＮが用いられているが、本実施形態では、第１バッファ層１２としてＡｌＮ１−ｘＰｘ（但し、０＜ｘ＜１）が用いられ、第２バッファ層１４としてＡｌＮ１−ｙＰｙ（但し、０≦ｙ＜１）が用いられる。第１バッファ層１２は低温（５００℃程度）で形成され、第２バッファ層１４は高温（例えば１０８０℃程度）で形成される。
【００１９】
ｘ及びｙの組成を変化させ、電流を注入したときの発光強度は以下の通りである。なお、注入電流は２０ｍＡでそのときの電圧は３．６Ｖ〜３．８Ｖである。
【００２０】
【表１】
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表において、「ＬＴ」は低温形成であることを示し、「ＨＴ」は高温形成であることを示す。例えば、表１のサンプルＡは第１バッファ層（低温バッファ層）１２としてＡｌＮ０．９５Ｐ０．０５を用い、第２バッファ層１４（高温バッファ層あるいは下地層）としてＡｌＮ０．９９Ｐ０．０１を用いたサンプルである。Ｘ＝０．０５（組成比５％）、ｙ＝０．０１（組成比１％）の場合である。また、サンプルＢは第１バッファ層（低温バッファ層）としてサンプルＢと同一のＡｌＮ０．９５Ｐ０．０５を用い、第２バッファ層１４（高温バッファ層あるいは下地層）としてＡｌＮを用いたサンプルである。ｙ＝０（組成比０％）の場合である。発光強度はサンプルＥの発光強度を基準とした相対値である。サンプルＥはＧａＮを第１バッファ層１２及び第２バッファ層１４に用いたものである。各サンプルの発光強度は複数（９個）の平均値で示してある。サンプルＥの発光強度は、注入電流２０ｍＡで約１ｍＷである。
【００２１】
サンプルＥの転位密度は約５×１０８ｃｍ−２であり、全てのサンプルの中で最も低い。しかしながら、ＧａＮはＭＱＷ層１８から射出した光を吸収してしまうため光取り出し効率は低い。サンプルＡとサンプルＥを比較すると、転位密度はサンプルＡの方が高いにもかかわらず発光強度はサンプルＥの５．２倍となっている。これは、サンプルＡのバッファ層であるＡｌＮＰがＭＱＷ層１８からの光をほとんど吸収しないからである。さらに、ＡｌＮＰの表面の凹凸によりＭＱＷ層１８からの光を散乱しているためと考えられる。サンプルＢ及びサンプルＣもサンプルＥと比べるとバッファ層での吸収が低いため相対発光強度はそれぞれ４．５倍、２．５倍となっているが、サンプルＡよりは低い。これは、サンプルＢ及びサンプルＣの場合には、サンプルＡと比べて転位密度が高いためと考えられる。サンプルＤはサンプルＥよりも発光強度が低い。これは、第２バッファ層１４であるＡｌＧａＮ層上に形成したＳＬＳ１６層及びＭＱＷ層１８内の転位密度が高いこと、及びＡｌＧａＮでの光の吸収があるためと考えられる。
【００２２】
このように、第１バッファ層１２としてＡｌＮ１−ｘＰｘを用い、第２バッファ層としてＡｌＮ１−ｙＰｙを用いることで、発光強度を著しく向上させることができ、特に第１バッファ層１２及び第２バッファ層１４として共にＡｌＮＰを用いることで、低転位密度かつ低光吸収を実現し、結果として光取出効率の高いＬＥＤを得ることができる。
【００２３】
以下、第１バッファ層１２と第２バッファ層１４について、さらに詳細に説明する。
【００２４】
図２には、基板１０、第１バッファ層１２及び第２バッファ層１４が示されている。第１バッファ層１２は低温で形成されたＡｌＮＰであり、第２バッファ層は高温で形成されたＡｌＮＰである。具体的には、以下のようにして形成される。
【００２５】
まず、ＭＯＣＶＤ装置内にサファイアｃ面基板１０を設置し、水素雰囲気中で１１５０℃にて熱処理する。そして、温度５００℃でＡｌＮＰを形成して第１バッファ層１２とする。第１バッファ層１２の厚さは約２０ｎｍである。層の厚さ及び成長温度は一例であり、層の厚さが１０〜５０ｎｍ、成長温度が４００℃〜７００℃の範囲内であれば同様の層が形成される。その後、温度を１０８０℃まで上げ、ＡｌＮＰを形成して第２バッファ層１４とする。第２バッファ層１４の厚さは約２μｍである。第１バッファ層１２及び第２バッファ層１４のＡｌＮＰは、トリメチルアルミニウム、アンモニア、フォスフィンを原料ガスとしてＭＯＣＶＤ法により形成される。各原料ガスの流量は、トリメチルアルミニウム１０〜１５０μｍｏｌ／ｍｉｎ、アンモニア１５ＳＬＭ（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｌｉｔｅｒ  ｐｅｒ  ｍｉｎｕｔｅｓ：基準流量単位）、フォスフィン１〜１００ｓｃｃｍである。成長中の反応炉内の圧力は１００Ｔｏｒｒである。比較のため、第１バッファ層１２として低温でＧａＮあるいはＡｌＮを形成し、その後第２バッファ層１４としてＡｌＮＰを形成した。サンプル構成を以下に示す。
【００２６】
サンプルα：基板／ＬＴ−ＡｌＮＰ／ＨＴ−ＡｌＮＰ
サンプルβ：基板／ＬＴ−ＧａＮ／ＨＴ−ＡｌＮＰ
サンプルγ：基板／ＬＴ−ＡｌＮ／ＨＴ−ＡｌＮＰ
サンプルα及びサンプルγにおいては、第２バッファ層１４であるＨＴ−ＡｌＮＰの表面は鏡面であるが、サンプルβの表面は白濁している。
【００２７】
ＡｌＮＰ中のＰ組成は、原料ガス流量と成長温度に依存する。同じ原料ガス流量であれば、ＬＴ−ＡｌＮＰ中のＰ組成はＨＴ−ＡｌＮＰ中のＰ組成よりも大幅に大きくなる。例えば、フォスフィン流量が５０ｓｃｃｍの場合、ＬＴ−ＡｌＮＰ中のＰ組成比は約１０％であり、ＨＴ−ＡｌＮＰ中のＰ組成比は約１％となり、ＨＴ−ＡｌＮＰ中のＰ組成比はＬＴ−ＡｌＮＰ中のＰ組成比の約１／１０となる。ＨＴ−ＡｌＮＰの成長温度を１０８０℃から１０００℃まで下げると、ＨＴ−ＡｌＮＰ中のＰ組成比は１．５％となる。ＡｌＮＰ中のＰ組成比は、例えばＳＩＭＳ（二次イオン質量分析計）により測定される。サンプルαを組成比で示すと、基板／ＬＴ−ＡｌＮ０．９Ｐ０．１／ＨＴ−ＡｌＮ０．９９Ｐ０．０１であり、サンプルγを組成比で示すと、基板／ＬＴ−ＡｌＮ／ＨＴ−ＡｌＮ０．９９Ｐ０．０１である。これらのサンプルα、γの転位密度を平面ＴＥＭ（透過電子顕微鏡）で測定すると、サンプルαは約５×１０９ｃｍ−２、サンプルγは約５×１０１０ｃｍ−２である。従って、転位密度低減の観点からはサンプルαの方が望ましいことが分かる。
【００２８】
次に、第２バッファ層１４としてのＨＴ−ＡｌＮＰ中のＰ組成比を約１％に維持しつつ、第１バッファ層１２としてのＬＴ−ＡｌＮＰ中のＰ組成比を変化させて転位密度を測定した。
【００２９】
図３には、ＬＴ−ＡｌＮＰ中のＰ組成比に対する転位密度の変化が示されている。転位密度は、ＬＴ−ＡｌＮＰ中に０．５％程度のＰを添加することで急減に減少し、さらにＰ組成の増大とともに減少していく。しかし、あまりにＰ組成が高いと転位密度は逆に増大してしまう。ＬＴ−ＡｌＮＰの最適なＰ組成は、その上に形成されるＨＴ−ＡｌＮＰのＰ組成に依存するものの、本実施形態では最適なＰ組成比は約５％である。本実施形態における最適な組成比を例示すると以下の通りである。
【００３０】
基板１０／第１バッファ層（ＬＴ−ＡｌＮ０．９５Ｐ０．０５）１２／第２バッファ層（ＨＴ−ＡｌＮ０．９９Ｐ０．０１）
なお、ＨＴ−ＡｌＮ０．９９Ｐ０．０１のバンドギャップエネルギは室温で６ｅＶ程度と見積もられる。
【００３１】
図４には、基板１０、第１バッファ層１２、第２バッファ層１４の他の構成が示されている。第２バッファ層１４としてＨＴ−ＡｌＮあるいはＨＴ−ＡｌＧａＮを用い、第１バッファ層１２としてＬＴ−ＡｌＮＰその他を用いる構成である。具体的な製造方法は、以下の通りである。ＭＯＣＶＤ装置内にサファイアｃ面基板１０を設置し、水素雰囲気中で１１５０℃にて熱処理する。そして、温度５００℃でＡｌＮＰ、ＡｌＮ、ＧａＮを形成して第１バッファ層１２とする。第１バッファ層１２の厚さは約２０ｎｍである。その後、温度を１０８０℃まで上げ、ＡｌＮを形成して第２バッファ層１４とする。第２バッファ層１４の厚さは約２μｍである。ＡｌＮＰは、トリメチルアルミニウム、アンモニア、フォスフィンを原料ガスとしてＭＯＣＶＤ法により形成される。ＡｌＧａＮは、トリメチルアルミニウム、トリメチルガリウム、アンモニアを原料ガスとして形成される。
【００３２】
各サンプルの組成及びＴＥＭで測定した転位密度は以下の通りである。
【００３３】
【表２】
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表において、サンプルａは第１バッファ層１２としてＬＴ−ＡｌＮ０．９５Ｐ０．０５を形成し、第２バッファ層１４としてＨＴ−ＡｌＮを形成したものである。また、サンプルｄは第１バッファ層１２としてＬＴ−ＡｌＮ０．９５Ｐ０．０５を形成し、第２バッファ層１４としてＨＴ−Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎを形成したものである。
【００３４】
表からわかるように、Ｐを添加した第１バッファ層１２を用いたサンプルａ及びサンプルｄでは転位密度が１桁程度低い。また、サンプルａの方がサンプルｄよりも転位密度が低く、第１バッファ層１２としてＰを用いた場合、第２バッファ層１４としてＡｌＮ系を用いる場合の方がＡｌＧａＮ系を用いる場合よりも効果が高い。
【００３５】
以上より、第１バッファ層１２としてＬＴ−ＡｌＮＰを用い、第２バッファ層としてＨＴ−ＡｌＮＰあるいはＨＴ−ＡｌＮを用いる（あるいはＨＴ−ＡｌＧａＮを用いる）ことで、転位密度を低減しつつ光の吸収を抑制したＬＥＤを得ることができる。
【００３６】
なお、第２バッファ層１４としてのＨＴ−ＡｌＮＰのＡｌの一部あるいは全部をＧａで置き換えることも可能である。Ａｌの一部あるいは全部をＧａで置き換えると、その成長速度は増大する。一つの例は、基板／ＬＴ−ＡｌＮ０．９５Ｐ０．０５／ＨＴ−Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ｎ０．９９Ｐ０．０１である。ＨＴ−ＡｌＧａＮＰの成長温度は９８０℃である。ＨＴ−ＡｌＧａＮＰの成長温度はＡｌＮＰの場合と比べると低い。これは、Ｇａ−Ｐ結合がＡｌ−Ｐ結合に比べて弱いためと考えられる。また、転位密度はＧａの増大とともに若干増大する傾向がある。したがって、Ａｌの一部をＧａで適量だけ置換することが好適である。図５には、この場合の基板１０，第１バッファ層１２、第２バッファ層１４の構成が示されている。
【００３７】
また、ＨＴ−ＡｌＮＰのＡｌの一部をＩｎで置き換えたＨＴ−ＡｌＩｎＮＰも考えられるが、この場合にはＩｎを固相中に取り込むため成長温度を８５０℃以下にする必要があり成長速度が低下する。また、表面荒れも顕著になる。
【００３８】
また、本実施形態において、Ｐを添加する代わりにＡｓを添加してもよい。例えば、基板１０上に第１バッファ層１２としてＬＴ−ＡｌＮＡｓを形成し、第２バッファ層１４としてＡｌＮを形成する。第２バッファ層１４上に図１に示されたＳＬＳ層１６、ＭＱＷ層１８、ＳＬＳ層２０を形成し、さらにｐ型電極２４及びｎ型電極２６を形成してＬＥＤを作製したところ、相対光強度４．０が得られた。Ｐ原子を用いた場合と比較すると光出力は弱いが、Ａｓ原子もＰ原子と同様の効果を生じ得る。
【００３９】
Ｐ原子の代わりにＡｓ原子を用いた構成例を以下に示す。
【００４０】
基板／ＬＴ−ＡｌＮＡｓ／ＨＴ−ＡｌＮＡｓ
基板／ＬＴ−ＡｌＮＡｓ／ＨＴ−ＡｌＮ
基板／ＬＴ−ＡｌＮＡｓ／ＨＴ−ＡｌＧａＮ
基板／ＬＴ−ＡｌＮＡｓ／ＨＴ−ＡｌＧａＮＡｓ
組成比は、例えば基板／ＬＴ−ＡｌＮ０．９５Ａｓ０．０５／ＨＴ−ＡｌＮ０．９９Ａｓ０．０１である。図６に、この場合の構成例が示されている。
【００４１】
また、本実施形態において、第１バッファ層１２としてＬＴ−ＡｌＮＰを用い、第２バッファ層１４としてＨＴ−ＡｌＮＡｓを用いることも可能である。第１バッファ層１２としてＬＴ−ＡｌＮＡｓを用い、第２バッファ層１４としてＨＴ−ＡｌＮＰを用いることも可能である。
【００４２】
さらに、本実施形態では、第１バッファ層１２及び第２バッファ層１４上にＳＬＳ層や発光層を積層してなるＬＥＤについて説明したが、ＬＥＤ以外の電子デバイスにも適用することが可能である。その一例はＧａＮを電気伝導層としたＦＥＴ等の電子デバイスである。基板上にＡｌＮＰ結晶あるいはＡｌＮＡｓ結晶を成長させて下地層とし、この下地層の上にＧａＮを電気伝導層としたＦＥＴ等を形成することで、転位密度の低減された電子デバイスが得られる。基本構成は、基板／ＡｌＮＰ（あるいはＡｌＮＡｓ）／半導体層であり、基板及び半導体層の材料は任意である。半導体層の転位密度を低減させることで、半導体層の電気特性向上が期待できる。第１バッファ層及び第２バッファ層が一体化されてＡｌＮＰ（ＡｌＮＡｓ）層を構成する。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、転位密度を抑制することができる。また、ＬＥＤ等の発光装置に適用した場合に転位密度を抑制するとともに光の吸収を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のＬＥＤの構成図である。
【図２】第１バッファ層及び第２バッファ層の構成図である。
【図３】ＬＴ−ＡｌＮＰ中のＰ組成比とＨＴ−ＡｌＮＰ中の転位密度の関係を示すグラフ図である。
【図４】第１バッファ層及び第２バッファ層の他の構成図である。
【図５】第１バッファ層及び第２バッファ層のさらに他の構成図である。
【図６】第１バッファ層及び第２バッファ層のさらに他の構成図である。
【符号の説明】
１０  基板、１２  第１バッファ層、１４  第２バッファ層、１６  ＳＬＳ層、１８  ＭＱＷ層、２０  ＳＬＳ層、２２  電極形成層、２４  ｐ電極、２６  ｎ電極。
【図１】
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【図２】
2004363349.tif 000006
【図３】
2004363349.tif 000007
【図４】
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【図５】
2004363349.tif 000009
【図６】
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