(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、ｎ型窒化物半導体層と、前記ｎ型窒化物半導体層上に形成したｐ型窒化物半導体層と、前記ｐ型窒化物半導体層上に形成したｐ電極と、前記ｐ型窒化物半導体層の一部を取り除いて露出させた前記ｎ型窒化物半導体層上に形成したｎ電極と、前記ｐ型窒化物半導体層及び前記ｎ型窒化物半導体層を覆う絶縁膜とを有する窒化物半導体素子において、
前記ｎ電極が、前記絶縁膜の上から形成され、前記絶縁膜に設けられた開口部を介して前記ｎ型窒化物半導体層に接続しており、
前記ｎ電極と接続した部分の前記ｎ型窒化物半導体層が、部分的に当該ｎ型窒化物半導体層の端面まで除かれ、前記窒化物半導体素子の周囲を囲む形状となっていることを特徴とする窒化物半導体素子。
【請求項２】
前記ｎ型窒化物半導体層が、前記ｎ電極よりも狭い面積で５００〜１００００Åの深さまで除か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素子。
【請求項３】
前記ｎ型窒化物半導体層が、前記基板が露出する深さまで除か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素子。
【請求項４】
前記絶縁膜が、ＳｉＯ２又はＳｉＮであることを特徴とする請求項１記載の窒化物半導体素子。
【請求項５】
基板上にｎ型窒化物半導体層とｐ型窒化物半導体層とを積層し、前記ｐ型窒化物半導体層の一部を除いて前記ｎ型窒化物半導体層を露出させ、前記ｎ型窒化物半導体層及びｐ型窒化物半導体層の上に絶縁膜を形成し、前記ｎ型窒化物半導体層を覆う領域にある前記絶縁膜に開口部を形成し、前記開口部内の前記ｎ型窒化物半導体をエッチングして一部除き、前記絶縁膜の上から前記開口部を介して前記ｎ型窒化物半導体層にｎ電極を形成す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の製造方法。
【請求項６】
前記絶縁膜のエッチングを、ＣＦ４、ＣＨＦ３、及びＳＦ６からなる群から選択された少なくとも１つを含むガスを用いてドライエッチングにより行い、前記ｎ型窒化物半導体のエッチングを、Ｃｌ２又はＳｉＣｌ４の少なくとも一方を含むガス用いてドライエッチングにより行うことを特徴とする請求項５記載の窒化物半導体素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、窒化物半導体（ＩｎｘＡｌｙＧａ1-ｘ-ｙＮ、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ+ｙ≦１）から成る窒化物半導体素子に関し、詳細には、基板の同一面側にｎ電極及びｐ電極を備えた窒化物半導体素子におけるｎ電極の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の窒化物半導体素子の一例を、図５（平面図）及び図６（図５のａ−ａ’線断面図）に示す。サファイア基板１０の上に、ｎ型窒化物半導体層１２が成長され、そのｎ型窒化物半導体層１２の上にｐ型窒化物半導体層１４が成長されている。サファイア基板１０は絶縁性であるため、ｎ型窒化物半導体層１２及びｐ型窒化物半導体層１４へのコンタクトはいずれもサファイア基板１０の上側から取る必要がある。そこで、ｐ型窒化物半導体層１４の一部をエッチングにより除去して、ｎ型窒化物半導体層１２を基板上側に露出させている。ｐ型窒化物半導体層１４の表面には、ｐ型層１４とオーミック接触可能な透光性の第１ｐ電極１６が形成され、その上に外部から電気接続を行うための第２ｐ電極１８が形成されている。露出させたｎ型窒化物半導体層１２の表面には、ｎ型層１２とオーミック接触するｎ電極２２が形成されている。ｎ電極２２とｐ型窒化物半導体層１４の短絡を防止するため、ｐ型窒化物半導体層１４はｎ電極２２よりも大面積に除去され、ｎ電極２２とｐ型窒化物半導体層１４の端面との間に十分な間隔が空くようにしている。
【０００３】
また、ｎ型窒化物半導体層１２及びｐ型窒化物半導体層１４を保護するために、素子表面は透光性の絶縁膜２０によって覆われている。絶縁膜２０は第２ｐ電極１８及びｎ電極２２の上に開口部２０ａ及び２０ｂを有しており、開口部２０ａ及び２０ｂから露出した第２ｐ電極１８及びｎ電極２２にワイヤボンディングが行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の窒化物半導体発光素子では、素子が小型化した場合に、素子機能に重要なｐｎ接合界面（ｎ型窒化物半導体層１２とｐ型窒化物半導体層１４との接合界面）の面積が狭くなるという問題があった。例えば、窒化物半導体素子が発光ダイオードである場合には、ｐｎ接合界面は発光領域となるため、ｐｎ接合界面の面積が狭くては十分な発光強度を得ることができない。
【０００５】
ｎ電極２２にワイヤーボンディングを行うためには、素子の大きさに関わらずｎ電極２２のワイヤーボンディング部分が少なくとも直径約５０μｍ以上あることが必要となる。しかし、従来の構造ではｎ電極２２がｐ型窒化物半導体層１４と同じ層に形成されていたため、ｎ電極２２からｐ型窒化物半導体層１４の端面までの距離を十分大きくしなければ両者が短絡する恐れがあり、ｐ型窒化物半導体層１４はｎ電極２２を含む広い範囲に渡って除去する必要があった。このため、素子が小型化するとｐｎ接合界面の面積が相対的に減少してしまう。
【０００６】
また、ｎ電極２２のワイヤーボンディング部分の大きさを決めるのは開口部２０ｂであるが、ｎ電極２２及び開口部２０ｂの位置や大きさが一定のパターニング精度内でばらついてもｎ型窒化物半導体層２２が露出しないようにするためには、ｎ電極２２はパターニング精度分だけ開口部２０ｂよりもさらに大きく設計する必要がある。このため、ｎ電極２２はパターニング精度分だけワイヤーボンディングに必要な最低面積よりもさらに大きく形成する必要があり、その分だけｐｎ接合界面の面積が減少していた。
【０００７】
そこで、本発明は、ｎ電極２２とｐ型窒化物半導体層の短絡を防止すると共にｎ電極２２の占有面積を減少することにより、ｐｎ接合界面の面積を広げることのできる新たな窒化物半導体素子を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本件発明に係る窒化物半導体発光素子は、基板上に、ｎ型窒化物半導体層と、前記ｎ型窒化物半導体層上に形成したｐ型窒化物半導体層と、前記ｐ型窒化物半導体層上に形成したｐ電極と、前記ｐ型窒化物半導体層の一部を取り除いて露出させた前記ｎ型窒化物半導体層上に形成したｎ電極と、前記ｐ型窒化物半導体層及び前記ｎ型窒化物半導体層を覆う絶縁膜とを有する窒化物半導体素子において、前記ｎ電極が、前記絶縁膜の上から形成され、前記絶縁膜に設けられた開口部を介して前記ｎ型窒化物半導体層に接続しており、前記ｎ電極と接続した部分の前記ｎ型窒化物半導体層が、部分的に当該ｎ型窒化物半導体層の端面まで除かれ、前記窒化物半導体素子の周囲を囲む形状となっていることを特徴とする。
【０００９】
本件発明の第１の特徴は、ｎ電極が、絶縁膜の上から形成されると共に、絶縁膜に設けたられた開口部を介してｎ型窒化物半導体層と接続する点にあり、これによりｎ電極とｐ型窒化物半導体層の短絡発生を防止すると共にｎ電極の占有面積を減少することができる。即ち、ｎ電極とｐ型窒化物半導体層の間に絶縁膜が形成されているため、ｎ電極とｐ型窒化物半導体層が互いに近接していても短絡する恐れがない。また、ｎ電極が絶縁膜の上から形成されているため、ワイヤーボンディングに利用できる部分が絶縁膜の開口面積によって制限されることがなく、ｎ電極自身がワイヤーボンディングに必要な直径約５０μｍ以上を確保すれば良くなる。したがって、ｐ型窒化物半導体層を除去する面積を従来よりも減少させ、ｐｎ接合界面の面積を増加して発光効率を高めることができる。
【００１０】
しかしながら、単純に絶縁膜の上からｎ電極を形成したのでは、順方向駆動電圧が約１．３倍から１．５倍程度上昇してしまう。これは、ｎ型窒化物半導体層に絶縁膜を形成し、絶縁膜に開口部を形成するエッチングを行う際に、絶縁膜の下にあるｎ型窒化物半導体層がダメージを受けるためである。ダメージを受けたｎ型窒化物半導体層に対しては、ｎ電極が良好なオーミック接触が取ることができない。そこで、本件発明の第２の特徴は、ｎ電極と接続する部分のｎ型窒化物半導体層が、部分的に除かれた形状、例えば、凹状又は切り欠き状となっている点にある。これにより、絶縁膜に開口部を形成する際にダメージを受けた部分のｎ型窒化物半導体層が取り除かれるため、ｎ電極とｎ型窒化物半導体層の間のオーミック接触性が良好となる。また、ｎ型窒化物半導体層が凹状又は段状であることにより、ｎ型窒化物半導体層内を流れる電流の起点がより深い位置となり、ｎ電極とｎ型窒化物半導体層の接触面積も増えるため、ｐ電極からｎ電極に向かう電流分布の均一性が向上する。
【００１１】
ｎ型窒化物半導体層を取り除く部分の大きさは、ｎ電極よりも小さくなるようにとすることが好ましい。ワイヤーボンディングに必要なｎ電極の直径は少なくとも５０μｍ以上、一般に約７０〜１００μｍである。ｎ型窒化物半導体層を取り除く部分の深さについては、ワイヤーボンディング時の平坦性が重要である場合には、５００〜１００００Åとすることが好ましい。ｎ型窒化物半導体層を深く取り除くほどｎ電極の段差が大きくなるからである。一方、電流の均一性が重要である場合には、ｎ型窒化物半導体層をできるだけ深く取り除くことが好ましく、例えば、基板が露出する深さとしても良い。
【００１２】
また、発光面積をできるだけ大きくするためには、ｎ型窒化物半導体層をその端面まで除くことが好ましい。ｎ型窒化物半導体層を端面まで除くこと、即ち、ｎ電極をｎ型窒化物半導体層の端部に形成することにより、ｐ型窒化物半導体層を除去する面積を最小限にすることができる。さらに、端面まで除く場合にチップ周囲を囲むようにｎ型窒化物半導体を除去すれば、発光分布の均一性を向上することができる。尚、絶縁膜の材料は特に限定されないが、例えば、ＳｉＯ２又はＳｉＮであることが好ましい。
【００１３】
本発明に係る窒化物半導体素子の製造方法は、基板上にｎ型窒化物半導体層とｐ型窒化物半導体層とを積層し、前記ｐ型窒化物半導体層の一部を除いて前記ｎ型窒化物半導体層を露出させ、前記ｎ型窒化物半導体層及びｐ型窒化物半導体層の上に絶縁膜を形成し、前記ｎ型窒化物半導体層を覆う領域にある絶縁膜に開口部を形成し、前記開口部内の前記ｎ型窒化物半導体をエッチングして一部除き、前記ｎ電極を前記絶縁膜の上から前記開口部を介して前記ｎ型窒化物半導体層上に形成することを特徴とする。これにより、絶縁膜の形成及び除去によってダメージを受けたｎ型窒化物半導体層を取り除き、ｎ電極とｎ型窒化物半導体層のオーミック接触を良好にすることができる。
【００１４】
絶縁膜のエッチングを、ＣＦ４、ＣＨＦ３、及びＳＦ６からなる群から選択された少なくとも１つを含むガスを用いてドライエッチングにより行い、ｎ型窒化物半導体のエッチングを、Ｃｌ２又はＳｉＣｌ４の少なくとも一方を含むガス用いてドライエッチングにより行うことが好ましい。このようなエッチングガスの組み合わせを用いることにより、絶縁膜のエッチングを高効率に行い、かつ、ｎ型窒化物半導体層にダメージを与えずにエッチングすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るｐｎ接合型の窒化物半導体素子の一例を示す断面図である。ここでは、ｐｎ接合型窒化物半導体発光ダイオードを例に説明する。サファイア基板１０の上に、ＧａＮ又はＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ＜１）から成る低温成長バッファ層（図示せず）を介して、ｎ型窒化物半導体層（ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ-yＮ、０≦ｘ＜１、０≦ｙ＜１、０≦ｘ＋ｙ＜１）１２が形成され、さらに、ｐ型窒化物半導体層（ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ-yＮ、０≦ｘ＜１、０≦ｙ＜１、０≦ｘ＋ｙ＜１）１４が形成されている。ｐ型窒化物半導体層１４の一部を切り欠いてｎ型窒化物半導体層１２が露出している。
【００１６】
ｐ型窒化物半導体層１４のほぼ全面に、金属薄膜から成る透光性の第１ｐ電極１６が形成されており、ｎ型窒化物半導体層を露出させるための切り欠き部と互いに対角線をなす位置にある第１ｐ電極１６の隅部に、ワイヤーボンディング用の第２ｐ電極１８が形成されている。そして、素子の全面に絶縁膜２０が形成されており、第２ｐ電極１８の上及び露出したｎ型窒化物半導体層１２の上に、開口部２０ａ及び２０ｂが形成されている。開口部２０ｂの下にあるｎ型窒化物半導体層１２は深さ約５００〜１００００Åで一部取り除かれた凹状となっており、ｎ電極２２が開口部２０ｂの上から開口部２０ｂよりも広面積に形成され、ｎ型窒化物半導体層の凹部１２ａを埋めている。
【００１７】
ｎ電極２２は、その全面をワイヤーボンディングに使用することができるため、ワイヤーボンディングに必要な最小の径（例えば、直径約５０μｍ）で形成すれば良い。また、ｎ電極２２とｐ型窒化物半導体層１４との間は絶縁膜２０によって隔てられているため、互いに近接して設けることができる。したがって、ｐ型窒化物半導体層１４を除去する面積は従来よりも少なくて良く、例えば、ｎ電極のワイヤーボンディングに必要な面積とほぼ同等とすることができる。即ち、発光領域となるｐｎ接合界面の面積を従来よりも増加させることができる。
【００１８】
図２（ａ）から（ｄ）は、図１に示す窒化物半導体素子の製造方法を示すフローチャートである。尚、ｎ電極の形成に関する工程を除いて一般的な窒化物半導体発光ダイオードと同様の製造方法を用いることができる。まず、図２（ａ）に示すように、サファイア基板１０の上に、ＧａＮ又はＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ＜１）から成る低温成長バッファ層（図示せず）を介して、ｎ型窒化物半導体層（ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ-yＮ、０≦ｘ＜１、０≦ｙ＜１、０≦ｘ＋ｙ＜１）１２、及びｐ型窒化物半導体層（ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ-yＮ、０≦ｘ＜１、０≦ｙ＜１、０≦ｘ＋ｙ＜１）１４を形成する。ｎ型窒化物半導体層１２及びｐ型窒化物半導体層１４は、例えば、ＭＯＣＶＤ法で成長させることができる。そして、ｐ型窒化物半導体層１４及びｎ型窒化物半導体層１２の一部をリアクティブ・イオン・エッチング法（以下、ＲＩＥ法）を用いてエッチングし、ｎ型窒化物半導体層１２を露出させる。ｐ型窒化物半導体層１４のほぼ全面に、Ｎｉ/Ａｕ等の金属薄膜から成る透光性の第１ｐ電極１６を形成し、ｎ型窒化物半導体層を露出させるための切り欠き部と互いに対角線をなす位置にある第１ｐ電極１６の隅部に、Ａｕ等の金属から成るワイヤーボンディング用の第２ｐ電極１８を形成する。そして、第２ｐ電極１８の上（＝開口部２０ａの部分）を除く素子の全面にＳｉＯ２又はＳｉＮなどの絶縁膜２０が形成する。
【００１９】
次に、図２（ｂ）に示すように、ｎ型窒化物半導体層１２を覆う部分の絶縁膜２０に開口部２０ｂを形成する。開口部２０ｂの形成は、ＣＦ４、ＣＨＦ３、ＳＦ６などを含むフッ素系のガスを用いたドライエッチングで行うことが好ましい。開口部２０ｂ内に露出させたｎ型窒化物半導体層１２の表面には、絶縁膜２０の形成及びエッチング除去によるダメージが残っているため、そのままｎ電極２２を形成すると、ｎ電極２２とｎ型窒化物半導体層１２の接触抵抗が高くなって順方向駆動電圧が約１．５倍上昇する。また、ｎ型窒化物半導体層のエッチングをフッ酸を用いたウエットエッチングで行えばｎ型窒化物半導体層１２へのダメージを減少させることができるが、絶縁膜２０の製膜をＣＶＤ又はスパッタリングといった方法で行う際のダメージは残るため、順方向駆動電圧が従来よりも約１．３倍上昇してしまう。
【００２０】
そこで次に、図２（ｃ）に示すように、開口部２０ｂ内に露出したｎ型窒化物半導体層１２をエッチングして除去して凹部１２ａを形成する。ｎ型窒化物半導体層１２のエッチングは、図２（ａ）においてｐ型窒化物半導体層１４及びｎ型窒化物半導体層をエッチングした場合と同様の条件で、即ち、Ｃｌ２及びＳｉＣｌ４を含むガス用いたＲＩＥ法により行うことが好ましい。これらのエッチング方法を用いることにより、絶縁膜２０の形成とエッチングによりダメージを受けたｎ型窒化物半導体層１２を除去して、結晶状態の比較的良好なｎ型窒化物半導体面を露出させることができる。
【００２１】
ｎ型窒化物半導体層をエッチングする深さについては、エッチングが深いほど、ダメージの除去に有利であり、また、ｎ型窒化物半導体層を流れる電流の起点を深くし、且つｎ電極とｎ型窒化物半導体層の接触面積を増やして、ｎ型窒化物半導体層を流れる電流の均一性を高めることができる。一方、エッチングが深すぎては、その後に形成するｎ電極２２表面に大きな段差ができてワイヤーボンディングが困難となる。したがって、ワイヤーボンディングを行う際には、エッチングする深さが５００〜１００００Åであることが好ましい。尚、ワイヤーボンディングに代えて導電性ペーストによる接続を行う場合には、さらに深いエッチングを行うこともできる。
【００２２】
次に、図２（ｄ）に示すように、絶縁膜２０の開口部２０ｂの上から、開口部２０ｂよりも広い面積でＷ及びＡｌを含む金属等から成るｎ電極２２を形成し、凹部１２ａ内のｎ型窒化物半導体層１２と接続する。ｎ電極２２は、凹部１２ａを埋めて平坦となるように厚膜に形成することが好ましい。
【００２３】
実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２に係る窒化物半導体素子を示す断面図である。本実施の形態においては、ｎ型窒化物半導体層１２のエッチングをサファイア基板１０が露出するまで行って凹部１２ａを形成する。その他の点については実施の形態１と同様である。本実施の形態によれば、ｎ電極２２がより深い位置まで形成されているため、ｐ電極１６からｎ電極２２に向かって流れる電流の分布をｎ型窒化物半導体層１２の膜厚方向に広げることができ、より均一な発光を得ることができる。また、ｎ型窒化物半導体層１２のエッチングをサファイア基板１０で止めるため、エッチング深さの制御が容易となり、素子性能のばらつきを抑制することができる。
【００２４】
尚、本実施の形態では、凹部１２ａが深いため、ｎ電極２２が凹部１２ａを十分に平坦化することができず、ｎ電極２２に大きな段差ができる。このため、ｎ電極２２へのリード接続は、ワイヤーボンディングよりも導電性ペーストによって行うことが好ましい。ワイヤーボンディングを段差のある電極に行うのは困難である一方、導電性ペーストであれば電極の段差に沿って密着することが可能だからである。
【００２５】
実施の形態３．
図４は、本発明の実施の形態３に係る窒化物半導体素子を示す断面図である。本実施の形態においては、絶縁膜２０の端の一部を切り欠くことによって開口部２０ｂを形成し、ｎ型窒化物半導体層１２をその端面までエッチングすることによってｎ型窒化物半導体層１２に切り欠き部１２ｃを形成する。そして、ｎ電極２２をｎ型窒化物半導体層の切り欠き部１２ｃを覆うように形成する。その他の点は実施の形態２と同様である。
【００２６】
本実施の形態によれば、素子の最も端にｎ電極２２を形成することができるため、ｐｎ接合界面の面積をより大きくすることができる。尚、本実施の形態においても、ｎ電極２２へのリード接続は、ワイヤーボンディングよりも導電性ペーストによって行うことが好ましい。
【００２７】
尚、上記実施の形態１から３では、ｎ型窒化物半導体層とｐ型窒化物半導体層の２層から成る単純なｐｎ接合型の窒化物半導体発光ダイオードを例として説明したが、ｎ型窒化物半導体層とｐ型窒化物半導体層を含み、各々の層の上面から電極を取る構造の素子であれば、他の構造の素子にも、上記実施の形態と同様にして本件発明を適用することができる。例えば、ｎ型コンタクト層、ｎ型クラッド層、活性層、ｐ型クラッド層及びｐ型コンタクト層を含むダブルへテロ構造を有し、基板上面からｎ型コンタクト層及びｐ型コンタクト層に電極を形成する素子の場合、ｎ型コンタクト層を上記実施の形態におけるｎ型窒化物半導体層１２と同様に扱えば良い。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
実施例１．
本実施例では、ダブルへテロ構造を有する窒化物半導体発光ダイオードについて本件発明を適用する。尚、本実施例では、単純なｐｎ接合型をダブルヘテロ型に変更した点を除いて、図１及び図２に示される実施形態と同様の構造を作製した。素子の大きさは、約３５０μｍ角とした。また、窒化物半導体層の成長はいずれもＭＯＣＶＤ法により行った。
【００２９】
（ｎ型コンタクト層）
まず、２インチφ、（０００１）Ｃ面を主面とするサファイア基板１０の上に５００℃にて、ＧａＮよりなるバッファ層を２００オングストロームの膜厚で成長させた後、１０５０℃で、原料ガスにＴＭＧ、アンモニアガス、不純物ガスにシランガスを用い、Ｓｉを４．５×１０18／cm3ドープしたＧａＮよりなるｎ側コンタクト層を２．２５μｍの膜厚で成長させる。
【００３０】
（ｎ型クラッド層）
次にシランガスのみを止め、１０５０℃で、ＴＭＧ、アンモニアガスを用い、アンドープＧａＮ層を７５オングストロームの膜厚で成長させ、続いて同温度にてシランガスを追加しＳｉを４．５×１０18／cm3ドープしたＧａＮ層を２５オングストロームの膜厚で成長させる。このようにして、７５オングストロームのアンドープＧａＮ層からなるＡ層と、ＳｉドープＧａＮ層を有する２５オングストロームのＢ層とからなるペアを成長させる。そしてペアを２５層積層して２５００オングストローム厚として、超格子構造の多層膜よりなるｎ側第１クラッド多層膜層を成長させる。同様の温度で、アンドープＧａＮよりなる第２の窒化物半導体層を４０オングストローム成長させ、次に温度を８００℃にして、ＴＭＧ、ＴＭＩ、アンモニアを用い、アンドープＩｎ0.13Ｇａ0.87Ｎよりなる第１の窒化物半導体層を２０オングストローム成長させる。そしてこれらの操作を繰り返し、第２＋第１の順で交互に１０層づつ積層させ、最後にＧａＮよりなる第２の窒化物半導体層を４０オングストローム成長さた超格子構造の多層膜よりなるｎ側第２クラッド多層膜層を６４０オングストロームの膜厚で成長させる。
【００３１】
（活性層）
次に、アンドープＧａＮよりなる障壁層を２５０オングストロームの膜厚で成長させ、続いて温度を８００℃にして、ＴＭＧ、ＴＭＩ、アンモニアを用いアンドープＩｎ0.3Ｇａ0.7Ｎよりなる井戸層を３０オングストロームの膜厚で成長させる。そして障壁＋井戸＋障壁＋井戸・・・・＋障壁の順で障壁層を７層、井戸層を６層、交互に積層して、総膜厚１９３０オングストロームの多重量子井戸構造よりなる活性層を成長させる。
【００３２】
（ｐ型クラッド層）
次に、温度１０５０℃でＴＭＧ、ＴＭＡ、アンモニア、Ｃｐ2Ｍｇ（シクロペンタジエニルマグネシウム）を用い、Ｍｇを１×１０20／cm3ドープしたｐ型Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ｎよりなる第３の窒化物半導体層を４０オングストロームの膜厚で成長させ、続いて温度を８００℃にして、ＴＭＧ、ＴＭＩ、アンモニア、Ｃｐ2Ｍｇを用いＭｇを１×１０20／cm3ドープしたＩｎ0.03Ｇａ0.97Ｎよりなる第４の窒化物半導体層を２５オングストロームの膜厚で成長させる。そしてこれらの操作を繰り返し、第３＋第４の順で交互に５層ずつ積層し、最後に第３の窒化物半導体層を４０オングストロームの膜厚で成長させた超格子構造の多層膜よりなるｐ側多層膜クラッド層を３６５オングストロームの膜厚で成長させる。
【００３３】
（ｐ型コンタクト層）
続いて１０５０℃で、ＴＭＧ、アンモニア、Ｃｐ2Ｍｇを用い、Ｍｇを１×１０20／cm3ドープしたｐ型ＧａＮよりなるｐ側コンタクト層を７００オングストロームの膜厚で成長させる。反応終了後、温度を室温まで下げ、さらに窒素雰囲気中、ウェーハを反応容器内において、７００℃でアニーリングを行い、ｐ型層をさらに低抵抗化する。
【００３４】
（ｐ電極形成）
次に、ウェーハを反応容器から取り出し、表面に所定の形状のマスクを形成し、ＲＩＥ装置でｐ型コンタクト層側からエッチングを行い、ｎ側コンタクト層の表面を露出させる。
【００３５】
エッチング後、最上層にあるｐ型コンタクト層のほぼ全面に、膜厚２００オングストロームのＮｉとＡｕを含む透光性の第１ｐ電極と、その第１ｐ電極の上にボンディング用のＡｕよりなる第２ｐ電極を０．５μｍの膜厚で形成する。
【００３６】
（絶縁膜、ｎ電極形成）
次に、第２ｐ電極を除いて基板全面を覆うように、ＳｉＯ２から成る絶縁膜をスパッタリングにより３０００Åの膜厚で形成する。そして、ｎ型コンタクト層の上の絶縁膜をＣＦ４を用いたＲＩＥ法によりエッチングして、直径５０μｍの円形開口部を形成し、ｎ型コンタクト層を露出させる。そして、露出したｎ型コンタクトをＣｌ２及びＳｉＣｌ４含むガスを用いてＲＩＥ法によりエッチングして、ｎ型コンタクト層に深さ４０００Åの凹部を形成する。その後、ｎ型コンタクト層の凹部及び絶縁膜の一部を覆うように、ＷとＡｌを含むｎ電極を直径７０μｍで形成してＬＥＤ素子とする。
【００３７】
比較例１．
ｎ型コンタクト層に凹部を形成しない点を除いて実施例１と同様にしてＬＥＤ素子を作製する。
実施例１のＬＥＤ素子は、図５及び６に示したような従来のＬＥＤ素子に比べてｐｎ接合界面の面積を約１５％拡大することができた。また、実施例１のＬＥＤ素子は、従来のＬＥＤ素子と同等の順方向駆動電圧を有し、比較例１のＬＥＤ素子に比べて順方向電圧が約５０％低かった。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、ｎ電極とｐ型窒化物半導体層の短絡を防止し、ｎ電極の占有面積を減少することにより、ｐｎ接合界面の面積比を拡大しながら、ｎ電極とｎ型窒化物半導体層の間の良好なオーミック接触を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、本件発明の実施の形態１に係る窒化物半導体素子の一例を示す模式断面図である。
【図２】  図２は、図１に示す窒化物半導体素子の製造方法を示す工程図である。
【図３】  図３は、本件発明の実施の形態２に係る窒化物半導体素子の一例を示す模式断面図である。
【図４】  図４は、本件発明の実施の形態３に係る窒化物半導体素子の一例を示す模式断面図である。
【図５】  図５は、従来の窒化物半導体素子の一例を示す模式平面図である。
【図６】  図６は、図５に示す窒化物半導体素子の模式断面図である。
【符号の説明】
１０  基板、１２  ｎ型窒化物半導体層、１２ａ  凹部、１４  ｐ型窒化物半導体層、１６  第１ｐ電極、１８  第２ｐ電極、２０  絶縁膜、２０ａ及び２０ｂ開口部、２２  ｎ電極
【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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