(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドナーをドープしたｎ型窒化物半導体からなるコンタクト層を備えた窒化物半導体素子の製造方法であって、
該コンタクト層を、該コンタクト層よりも低いドナー濃度を有する窒化物半導体層を下地層として、または、低温バッファ層を下地層として、その直上に、有機金属化合物気相成長法によって形成するにあたり、まず、該下地層の上に窒素原料を連続的に供給しつつ３族原料とドナー原料とを交互に供給して、ドナーがドープされた第１の部分を形成し、続いて、該第１の部分の上に、窒素原料と３族原料とドナー原料とを同時に供給して、ドナーがドープされた第２の部分を形成することを特徴とする、窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項２】
前記下地層が、コンタクト層よりも低いドナー濃度を有する窒化物半導体層である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記コンタクト層のドナー濃度が、前記下地層のドナー濃度の１００倍以上である、請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記下地層が、ドナーを意図的にドープしていない窒化物半導体層である、請求項２に記載の製造方法。
【請求項５】
前記下地層が、アクセプターをドープした窒化物半導体層である、請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】
前記下地層が低温バッファ層である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項７】
前記第２の部分のドナー濃度が１×１０１８ｃｍ−３〜１×１０２０ｃｍ−３である、請求項１〜６のいずれかに記載の製造方法。
【請求項８】
前記第１の部分のドナー濃度が、前記第２の部分のドナー濃度と同じかまたは前記第２の部分のドナー濃度よりも高濃度である、請求項１〜７のいずれかに記載の製造方法。
【請求項９】
前記ドナーがＳｉである、請求項１〜８のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１０】
発光素子の製造方法である、請求項１〜９のいずれかに記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドナーをドープしたｎ型窒化物半導体からなるコンタクト層を備えた窒化物半導体素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化物半導体とは、一般式ＡｌａＩｎｂＧａ１−ａ−ｂＮ（０≦ａ≦１、０≦ｂ≦１、０≦ａ＋ｂ≦１）で表される化合物半導体であり、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮなど、任意の組成のものを含む。上記化学式において、３族元素の一部をＢ（ホウ素）、Ｔｌ（タリウム）などで置換したもの、また、Ｎ（窒素）の一部をＰ（リン）、Ａｓ（ヒ素）、Ｓｂ（アンチモン）、Ｂｉ（ビスマス）などで置換したものも、窒化物半導体に含まれる。
【０００３】
窒化物半導体を素子構造の主要部に用いた窒化物半導体素子として、近年、発光ダイオードなどの発光素子が実用化されている。窒化物半導体を用いた発光ダイオード素子は、例えば、サファイア基板上に、有機金属化合物気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）を用いて、窒化物半導体からなるｎ型層、活性層、ｐ型層をこの順に形成して積層し、ｎ型層とｐ型層のそれぞれにオーミック電極を形成することにより構成される。サファイア基板とｎ型層との間には、一般に、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮなどを単結晶層が形成される温度よりも低温で成長してなる低温バッファ層が介在される。低温バッファ層の上にアンドープの窒化物半導体層を介してｎ型層が形成されることもあり、特に、表面に凹凸が加工された基板を用いた場合には、凹凸をアンドープのＧａＮで埋め込んでから、ドナーをドープしたｎ型層を形成することが好ましいとされている（特許文献１）。これは、窒化物半導体の成長時にＳｉ（ケイ素）、Ｇｅ（ゲルマニウム）などのドナーをドープすると、結晶のラテラル方向成長（基板の主面に平行な方向の成長）が抑制されるために、ドナーを含む窒化物半導体で凹凸を平坦に埋め込むことが難しいからである。
【０００４】
一方、ｎ型層のうち、オーミック電極が形成されるｎ型コンタクト層には、オーミック電極との接触抵抗が低くなるように、ドナーが高濃度にドープされる。その濃度は、好ましくは１×１０１８ｃｍ−３以上であり、より好ましくは２×１０１８ｃｍ−３以上であるとされている。通常、ドナーをドープした窒化物半導体は、３族原料（例えば、トリメチルガリウム）と、窒素原料（例えば、アンモニア）と、ドナー原料（例えば、シラン）とを、同時に供給することにより形成される（特許文献２）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２８０６０９号公報
【特許文献２】特開２００４−９６１２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ドナーを意図的にドープしていない窒化物半導体層を下地層として、その直上に、３族原料と窒素原料とドナー原料とを同時に供給して、ドナーを高濃度にドープした窒化物半導体を形成しようとすると、異常成長が発生して３次元的な結晶が生成する傾向があり、平坦な表面を有する単結晶層を得ることが難しいという問題がある。同様の問題が、低温バッファ層を下地層として、その直上に３族原料と窒素原料とドナー原料とを同時に供給して窒化物半導体層を形成しようとした場合にも見られる。
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑みなされたものであり、ドナーを高濃度にドープした窒化物半導体層を、それよりも低いドナー濃度を有する窒化物半導体層の直上または低温バッファ層の直上に成長する際の、異常成長の発生を防止し、それによって、ドナーをドープしたｎ型コンタクト層を備えた窒化物半導体素子を効率よく製造することのでき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】
【０００８】
本発明者等は、有機金属化合物気相成長法において、窒素原料を連続的に供給しつつ、３族原料とドナー原料とを交互に供給して窒化物半導体を形成すると、ドナーがドープされた窒化物半導体が得られること、そして、この方法によれば、ドナーを高濃度に含む窒化物半導体を、それよりも低いドナー濃度を有する窒化物半導体層の直上または低温バッファ層の直上に、容易に層状に形成し得ることを見出し、本発明を完成させるに至った。以下では、このような、有機金属化合物気相成長法において、窒素原料を連続的に供給しつつ、３族原料とドナー原料とを交互に供給してｎ型窒化物半導体を形成する方法を、「交互供給法」と呼ぶことにする。
本発明の製造方法は交互供給法を利用するものであって、上記目的を達成するために、次の特徴を有する。
【０００９】
（１）ドナーをドープしたｎ型窒化物半導体からなるコンタクト層を備えた窒化物半導体素子の製造方法であって、該コンタクト層を、該コンタクト層よりも低いドナー濃度を有する窒化物半導体層を下地層として、または、低温バッファ層を下地層として、その直上に、有機金属化合物気相成長法によって形成するにあたり、まず、該下地層の上に窒素原料を連続的に供給しつつ３族原料とドナー原料とを交互に供給して、ドナーがドープされた第１の部分を形成し、続いて、該第１の部分の上に、窒素原料と３族原料とドナー原料とを同時に供給して、ドナーがドープされた第２の部分を形成することを特徴とする、窒化物半導体素子の製造方法。
（２）前記下地層が、コンタクト層よりも低いドナー濃度を有する窒化物半導体層である、前記（１）に記載の製造方法。
（３）前記コンタクト層のドナー濃度が、前記下地層のドナー濃度の１００倍以上である、前記（２）に記載の製造方法。
（４）前記下地層が、ドナーを意図的にドープしていない窒化物半導体層である、前記（２）に記載の製造方法。
（５）前記下地層が、アクセプターをドープした窒化物半導体層である、前記（４）に記載の製造方法。
（６）前記下地層が低温バッファ層である、前記（１）に記載の製造方法。
（７）前記第２の部分のドナー濃度が１×１０１８ｃｍ−３〜１×１０２０ｃｍ−３である、前記（１）〜（６）のいずれかに記載の製造方法。
（８）前記第１の部分のドナー濃度が、前記第２の部分のドナー濃度と同じかまたは前記第２の部分のドナー濃度よりも高濃度である、前記（１）〜（７）のいずれかに記載の製造方法。
（９）前記ドナーがＳｉである、前記（１）〜（８）のいずれかに記載の製造方法。
（１０）発光素子の製造方法である、前記（１）〜（９）のいずれかに記載の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の製造方法によれば、ドナーが高濃度にドープされた窒化物半導体を、それよりも低いドナー濃度を有する窒化物半導体層の直上または低温バッファ層の直上に成長させる際の、異常成長の発生を防止することができるので、ドナーをドープしたｎ型コンタクト層を備えた窒化物半導体素子を効率よく製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を説明するにあたっては、有機金属化合物気相成長法において、窒素原料と３族原料とドナー原料とを同時に供給してｎ型窒化物半導体を形成する方法を、「同時供給法」とも呼ぶ。
【００１２】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の製造方法により製造される発光ダイオード素子の一構造例を示す模式断面図である。図１において、１はサファイア基板であり、２はＡｌＧａＮからなる低温バッファ層であり、３はＳｉドープＧａＮからなるｎ型コンタクト層（ｎ型クラッド層を兼用している。）であり、４はＧａＮ障壁層とＩｎＧａＮ井戸層とを交互に積層してなる多重量子井戸構造の活性層であり、５はＭｇドープＡｌＧａＮからなるｐ型クラッド層であり、６はＭｇドープＧａＮからなるｐ型コンタクト層であり、Ｐ１は部分的に露出したｎ型コンタクト層３に形成された負側のオーミック電極であり、Ｐ２はｐ型コンタクト層６上の略全面を覆って形成された透光性を有する正側のオーミック電極であり、Ｐ３は正側のオーミック電極Ｐ２に電気的に接続されたボンディングパッドである。
ｎ型コンタクト層３は、交互供給法により形成された第１の部分３１と、同時供給法により形成された第２の部分３２と、から構成されている。
【００１３】
図１に示す発光ダイオード素子は、次のようにして製造することができる。
まず、サファイア基板１をＭＯＶＰＥ装置の成長炉内に設置し、水素気流中で１１００℃に加熱することにより、その表面のクリーニングを行う。
次に、基板温度を５００℃に下げ、キャリアガスとして水素ガスを用い、原料としてトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、アンモニアを基板上に供給して、ＡｌＧａＮからなる低温バッファ層２を３０ｎｍの厚さに形成する。
次に、基板温度を１０００℃に上げ、交互供給法により、ｎ型コンタクト層の第１の部分３１を０．１μｍの厚さに形成する。具体的には、原料としてアンモニアを流量６ｓｌｍで連続的に供給しつつ、ＴＭＧとシランを交互に供給する。ＴＭＧを供給する際には、キャリアガスに水素ガスを用い、流量を４２ｓｃｃｍとし、１回当たりの供給時間を１秒とする。シランは水素ガスで１０ｐｐｍに希釈したものを用い、流量を４ｓｃｃｍとし、１回当たりの供給時間を１秒とする。
次に、基板温度を１０００℃に保ったまま、アンモニアとＴＭＧとシランとを同時に供給して、すなわち、同時供給法により、ｎ型コンタクト層の第２の部分３２を２．９μｍの厚さに形成する。ＴＭＧとシランの供給量は、第２の部分３２のキャリア濃度が２×１０１８ｃｍ−３となるように設定する。
【００１４】
次に、基板温度を７００℃〜８００℃に下げ、キャリアガスとして窒素ガスを用い、原料としてＴＭＧ、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）、アンモニアを用いて、厚さ１０ｎｍのＧａＮ障壁層と、厚さ３ｎｍのＩｎＧａＮ井戸層とを交互に成長させ、活性層４を形成する。障壁層および井戸層への不純物のドーピングは任意に行うことができる。
次に、基板温度を１０００℃に上げ、キャリアガスとして水素ガスを用い、原料としてＴＭＡ、ＴＭＧ、アンモニア、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ２Ｍｇ）を基板上に供給して、ｐ型クラッド層５を３０ｎｍの厚さに形成する。
次に、基板温度を１０００℃に保ったまま、キャリアガスとして水素ガスを用い、原料としてＴＭＧ、アンモニア、Ｃｐ２Ｍｇを基板上に供給して、ｐ型コンタクト層６を１００ｎｍの厚さに形成する。
【００１５】
ｐ型コンタクト層６の形成後、基板加熱を停止して、ウェハを室温まで冷却する。この冷却の際の雰囲気を、微量のアンモニアを含む不活性ガス雰囲気とすることで、ｐ型クラッド層５およびｐ型コンタクト６にアクセプターとして添加したＭｇ（マグネシウム）を活性化させることができる。また、アンモニア雰囲気で冷却を行い、冷却後のウェハに対してアニーリング処理や電子線照射処理を行って、Ｍｇを活性化させてもよい。
【００１６】
上記手順により得られたウェハに対して、この分野の周知の方法を用いて、負側のオーミック電極Ｐ１、正側のオーミック電極Ｐ２、ボンディングパッドＰ３の形成を行う。最後に、この分野の周知の方法を用いて、ウェハからチップ状の発光ダイオード素子を切り出す。
【００１７】
図１の例では、ｎ型コンタクト層３を低温バッファ層２の直上に形成しているが、低温バッファ層２の上に不純物の意図的なドープをしていないアンドープの窒化物半導体層（例えば、アンドープＧａＮ層）を形成し、その上に、交互供給法と同時供給法を順次行ってｎ型コンタクト層を形成してもよい。アンドープの窒化物半導体からなる単結晶層を下地層とした場合も、該アンドープの層に接する部分を交互供給法で成長させることによって、ドナーを高濃度にドープした窒化物半導体を層状に形成することが容易となる。
また、下地層がアンドープ層ではなく、ｎ型コンタクト層よりも低濃度にドナーをドープした窒化物半導体の単結晶層である場合にも、該下地層と接する部分を交互供給層で形成することによって、ｎ型コンタクト層形成時の異常成長を抑制する効果を得ることができる。特に、ｎ型コンタクト層に下地層の１００倍以上の濃度でドナーをドープする場合には、顕著な効果が得られる。
【００１８】
ｎ型コンタクト層３のうち、交互供給法で形成する第１の部分３１のキャリア濃度（ドナー濃度）は特に限定されないが、好ましくは、該第１の部分のキャリア濃度は、同時供給法で形成する第２の部分３２のキャリア濃度の１０％以上、より好ましくは３０％以上とする。第１の部分のキャリア濃度は、第２の部分のキャリア濃度と同じとしてもよく、また、それより高くしても構わない。
第１の部分３１の膜厚は、該第１の部分が、下地層である低温バッファ層２の表面を完全に覆う厚さに設定すればよく、例えば、０.００１μｍ〜１μｍとすることができる。交互供給法では、３族原料とドナー原料の供給がそれぞれ間欠的であるために、同時供給法と比べると半導体層の成長速度が小さく、１μｍよりも厚くすると製造に要する時間が著しく長くなる。従って、第１の部分の膜厚は、好ましくは０．５μｍ以下であり、より好ましくは０．２μｍ以下である。
【００１９】
ｎ型コンタクト層３のキャリア濃度（ドナー濃度）は、電極との接触抵抗を低くするために、１×１０１８ｃｍ−３以上とすることが好ましく、２×１０１８ｃｍ−３以上とすることがより好ましい。ｎ型コンタクト層のキャリア濃度に特に上限はないが、ドナーのドーピング量を高くし過ぎると結晶性の低下が著しくなることから、好ましくは１×１０２０ｃｍ−３以下であり、より好ましくは５×１０１９ｃｍ−３以下である。ｎ型コンタクト層の膜厚は、０．１μｍ〜１０μｍとすることができる。ｎ型コンタクト層の結晶組成に限定はなく、第１の部分と第２の部分が同じ結晶組成を有していてもよいし、異なる結晶組成を有していてもよい。また、第１の部分および第２の部分は、それぞれ、異なる組成の結晶からなる層を積層したものであってもよい。同時供給法により第２の部分を形成する際には、窒素原料と３族原料とを連続的に供給する一方で、ドナー原料の供給には所々に短いインターバルを設けてもよい。
【００２０】
［第２の実施形態］
図２は、本発明の製造方法を用いて製造される発光ダイオード素子の、他の構造例を示す模式断面図である。
図２において、１はサファイア基板であり、２はＡｌＧａＮからなる低温バッファ層であり、３はＳｉドープＧａＮからなるｎ型第一コンタクト層であり、４はＧａＮ障壁層とＩｎＧａＮ井戸層とを交互に積層してなる多重量子井戸構造の活性層であり、５はＭｇドープＡｌＧａＮからなるｐ型クラッド層であり、６はＭｇドープＧａＮからなるｐ型中間層であり、７はＳｉドープＧａＮからなるｎ型第二コンタクト層であり、Ｐ１は部分的に露出したｎ型第一コンタクト層３に形成された負側のオーミック電極であり、Ｐ２はｎ型第二コンタクト層７に形成された正側のオーミック電極である。
ｎ型第一コンタクト層３は、交互供給法で形成された第１の部分３１と、同時供給法で形成された第２の部分３２と、から構成されている。
ｎ型第二コンタクト層７は、交互供給法で形成された第１の部分７１と、同時供給法で形成された第２の部分７２と、から構成されている。ｐ型中間層６とｎ型第二コンタクト層７との間には、トンネル接合が形成されている。
正側のオーミック電極Ｐ２は、例えば、Ａｌ（アルミニウム）、Ｔｉ（チタン）、Ｗ（タングステン）、Ｖ（バナジウム）、Ｎｂ（ニオブ）などから選ばれる一種以上の金属を用いて形成することができる他、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、ＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）、酸化錫、酸化亜鉛などの導電性酸化物で形成することもできる。
【００２１】
図２に示す発光ダイオード素子を製造する場合、ｐ型クラッド層５の形成までは、前記第１の実施形態の場合と同様の方法により行うことができる。
ｐ型中間層６は、ｐ型クラッド層５の形成に続いて、基板温度を１０００℃に保持したまま、キャリアガスとして水素ガスを用い、原料としてＴＭＧ、アンモニア、Ｃｐ２Ｍｇを基板上に供給して、１００ｎｍの厚さに形成する。
ｐ型中間層６の形成後、基板温度を１０００℃に保持したまま、交互供給法により、ｎ型第二コンタクト層７の第１の部分７１を、０．１μｍの厚さに形成する。具体的には、原料としてアンモニアを流量６ｓｌｍで連続的に供給しつつ、ＴＭＧとシランを交互に供給する。ＴＭＧを供給する際には、キャリアガスに水素ガスを用い、流量を４２ｓｃｃｍとし、１回当たりの供給時間を１秒とする。シランは水素ガスで１０ｐｐｍに希釈したものを用い、流量を１６ｓｃｃｍとし、１回当たりの供給時間を１秒とする。
続いて、基板温度を１０００℃に保持したまま、アンモニアとＴＭＧとシランとを同時に供給して、すなわち、同時供給法により、ｎ型第二コンタクト層７の第２の部分７２を、１μｍの厚さに形成する。このときのＴＭＧとシランの供給量は、第２の部分７２のキャリア濃度が２×１０１８ｃｍ−３となるように設定する。
【００２２】
なお、ｐ型クラッド層５やｐ型中間層６の形成時に供給したＣｐ２Ｍｇが成長炉の内壁等に吸着して系内に残留し、そのために、後に成長するｎ型第二コンタクト層７にＭｇが混入する、いわゆる「メモリー効果」が問題となる場合には、ｐ型中間層６の形成後、ウェハを一旦ＭＯＶＰＥ装置から取出し、ベーキング、洗浄等によって成長系内からＣｐ２Ｍｇを除去する処置を行うか、あるいは、ウェハを別のＭＯＶＰＥ装置に移し変えてｎ型第二コンタクト層７の形成を行うことにより、この問題を解決することができる。
ｎ型第二コンタクト層７の形成後、基板加熱を停止して、ウェハを室温まで冷却する。この冷却の際の雰囲気を不活性ガス雰囲気とすることで、ｐ型クラッド層５およびｐ型中間層６にアクセプターとして添加したＭｇを活性化させることができる。また、アンモニア雰囲気で冷却を行い、冷却後のウェハに対してアニーリング処理を施して、ｐ型クラッド層５およびｐ型中間層６に添加したＭｇを活性化させてもよい。
【００２３】
負側のオーミック電極Ｐ１は、塩素ガスを用いた反応性イオンエッチングによってｎ型第一コンタクト層３を部分的に露出させ、その露出面上に形成する。負側のオーミック電極Ｐ１は、正側のオーミックＰ２と同様に、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂなどの金属材料や、ＩＴＯ、ＩＺＯ、酸化錫、酸化亜鉛などの導電性酸化物で形成することができる。したがって、負側のオーミック電極Ｐ１と、正側のオーミックＰ２とを、同じ材料により、同時に形成することも可能である。正側および負側のオーミック電極の形成は、蒸着やスパッタリングにより行うことができる。
電極の形成後、この分野の周知の方法を用いて、ウェハからチップ状の発光ダイオード素子を切り出す。
【００２４】
本第２の実施形態は、ｎ型第一コンタクト層３のみならず、ｎ型第二コンタクト層７の形成にも、交互供給法を用いることを特徴としている。ｎ型第二コンタクト層７は、ｐ型中間層６との間でトンネル接合が形成されるよう、特に、ｐ型中間層６との界面近傍のキャリア濃度（ドナー濃度）を十分に高くする必要があるが、交互供給法によれば、５×１０１８ｃｍ−３以上のキャリア濃度が得られるようにＳｉを高濃度にドープしたＧａＮを、Ｓｉを意図的にドープしていないＭｇドープＧａＮ層の直上に、容易に層状に成長させることができる。
このように、交互供給法を用いたｎ型窒化物半導体の形成方法は、ｐ型窒化物半導体層上に、当該ｐ型窒化物半導体とでトンネル接合を構成するｎ型窒化物半導体を層状に形成するのに、極めて適している。
【００２５】
以下には、交互供給法によりｎ型窒化物半導体層を形成し、そのキャリア濃度（ドナー濃度）を測定した実験例を示す。
［実験例１］
（サンプルの作製）
本実験例１で用いたサンプルの構造を図３に模式的に示す。図３において、１０はサファイア基板、２１は低温バッファ層、２２はアンドープＧａＮ層、３０はｎ型ＧａＮ層である。このサンプルの作製方法は次の通りである。
まず、直径２インチのｃ面サファイア基板１０をＭＯＶＰＥ装置の成長炉内に設置し、水素気流中で１１００℃に加熱することにより、その表面のクリーニングを行った。
次に、基板温度を５００℃に下げ、キャリアガスとして水素ガスを用い、原料としてＴＭＧとアンモニアを供給して、基板１０上にＧａＮからなる低温バッファ層２１を３０ｎｍの厚さに形成した。
次に、基板温度を１０００℃に上げ、キャリアガスとして水素ガスを用い、原料としてＴＭＧとアンモニアを供給して、低温バッファ層２１上にアンドープＧａＮ層２２を２μｍの厚さに形成した。
次に、基板温度を１０００℃に保ったまま、交互供給法により、ｎ型ＧａＮ層３０を２μｍの厚さに形成した。このｎ型ＧａＮ層３０を形成する際に、基板上に供給するＴＭＧの量とシランの量との比率を４通りに変化させて、４種類のサンプル（サンプルＡ〜サンプルＤ）を作製した。具体的には、ＴＭＧをキャリアガスに水素ガスを用いて供給する際の流量を４２ｓｃｃｍに固定し、ＴＭＧの供給時間と、シランの流量および供給時間を、表１に示すように設定した。ＴＭＧの供給量に対するシランの供給量の比率は、サンプルＡを１としたとき、サンプルＢは２．５、サンプルＣは１０、サンプルＤは４０である。
いずれのサンプルにおいても、ｎ型ＧａＮ層３０を形成する際に基板１０に供給するアンモニアの流量は６ｓｌｍとし、また、シランは水素ガスで１０ｐｐｍに希釈したものを用いた。
【００２６】
【表１】
0004770580.tif 000002
【００２７】
ホール測定により調べた、各サンプルのｎ型ＧａＮ層の特性を表２に示す。
【００２８】
【表２】
0004770580.tif 000003
【００２９】
表２に示すように、各サンプルともｎ型ＧａＮ層はｎ型導電性を示した。成長時のＴＭＧの供給量に対するシランの供給量の比率が大きくなる程、キャリア濃度が増加し、抵抗率が低下していることから、ｎ型ＧａＮ層には、シランに由来するＳｉがドナーとして取り込まれたと考えられる。
【００３０】
なお、サンプルＡ〜サンプルＤのｎ型ＧａＮ層の表面を微分干渉顕微鏡で観察したところ、いずれも良好な鏡面状を呈しており、サンプル間の差は見られなかった。
【００３１】
本発明は上記説明した実施形態や実験例により限定されない。
本発明の製造方法では、基板として、サファイア基板の他に、ＳｉＣ基板、ＧａＮ基板、ＡｌＧａＮ基板、ＡｌＮ基板、Ｓｉ基板、ＧａＡｓ基板、ＧａＰ基板、スピネル基板、ＺｎＯ基板、ＮＧＯ（ＮｄＧａＯ３）基板、ＬＧＯ（ＬｉＧａＯ２）基板、ＬＡＯ（ＬａＡｌＯ３）基板、ＺｒＢ２基板、ＴｉＢ２基板などの単結晶基板を好適に用いることができる。本発明の製造方法により製造される窒化物半導体素子は、ｎ型コンタクト層の形成時に用いられた基板を必須として含むものではなく、該基板は素子の製造過程において、研磨、エッチング、レーザリフトオフなどの方法によって除去される場合がある。
【００３２】
本発明の製造方法では、ｎ型コンタクト層のうち、少なくとも、下地層（ｎ型コンタクト層よりも低いドナー濃度を有する窒化物半導体層、または、低温バッファ層）と接する部分を、交互供給法により形成することを必須とするが、ｎ型コンタクト層の構成は該部分のみを交互供給法で形成した構成に限定されず、例えば、交互供給法で形成した部分と同時供給法により形成した部分とを交互に含むものであってもよい。
【００３３】
本発明の製造方法では、窒素原料として、アンモニア、ヒドラジン、メチルヒドラジン、ジメチルヒドラジン、ｔ−ブチルアミン、エチレンジアミン等を好適に用いることができる。これらは単独で、または任意の組み合わせで混合して用いることができる。
【００３４】
本発明の製造方法では、３族原料のうち、ガリウム原料としては、トリメチルガリウム、トリエチルガリウム等のトリアルキルガリウムを、アルミニウム原料としては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム等のトリアルキルアルミニウムを、インジウム原料としては、トリメチルインジウム、トリエチルインジウム等のトリアルキルインジウム、ジエチルインジウムクロライド等のトリアルキルインジウムのアルキル基の一部をハロゲン原子に交換したもの、インジウムクロライドなどのハロゲン化インジウムを、好適に用いることができる。
【００３５】
本発明の製造方法では、ドナーとしてＳｉ、Ｇｅ（ゲルマニウム）を好適に用いることができ、ドナー原料としては、シラン、ジシラン、ゲルマン、テトラメチルゲルマニウム、テトラエチルゲルマニウムなどを好適に用いることができる。
【００３６】
交互供給法では、窒素原料の供給量を一定に保持することは必須ではなく、例えば、３族原料の供給時とドナーの供給時とで、その供給量を変えることができる。また、交互供給法では、３族原料とドナー原料の供給を切り替えるときに、３族原料とドナー原料のいずれも供給しないインターバルを設けてもよい。
【００３７】
本発明の製造方法は、発光ダイオード素子、レーザ素子等の発光素子、高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）等のトランジスタ、受光素子等、任意の窒化物半導体素子の製造に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の製造方法により製造される発光ダイオード素子の一構造例を示す模式断面図である。
【図２】本発明の製造方法により製造される発光ダイオード素子の一構造例を示す模式断面図である。
【図３】サンプルの構造を説明するための模式断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  サファイア基板
２  低温バッファ層
３  ｎ型コンタクト層
３１  第１の部分
３２  第２の部分
４  活性層
５  ｐ型クラッド層
６  ｐ型コンタクト層
Ｐ１  負側のオーミック電極
Ｐ２  正側のオーミック電極
Ｐ３  ボンディングパッド
【図１】
0004770580.tif 000004
【図２】
0004770580.tif 000005
【図３】
0004770580.tif 000006