(57)【要約】少なくともいくらかのインジウム（Ｉｎ）を含有するｐ型接触層を含む、発光ダイオード素子層構造であって、ｐ型接触層は、非意図的にドープされたひずみ窒化物接触層である、発光ダイオード素子層構造。一実施形態において、窒化物接触層の厚さは、１０ｎｍ未満である。一実施形態において、窒化物接触層は、変動するまたは段階的な組成を有する複数の層を備える。一実施形態において、窒化物接触層は、非極性、ｃ面、または半極性面上で成長させられる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化物半導体素子を電気的に接触させるための素子層構造であって、
該窒化物半導体素子のｐ型窒化物層と、
該ｐ型窒化物層に対する接点を伴う接点と半導体との接合を形成するための、該ｐ型窒化物層上の非意図的にドープされた（ＵＩＤ）ひずみ窒化物層と
を備え、該接点と該ＵＩＤひずみ窒化物層との間の該接点と半導体との接合にわたる抵抗は、該接点と該ｐ型窒化物層との間に直接形成される接点と半導体との接合にわたる抵抗と比較して低減される、
素子層構造。
【請求項２】
前記ＵＩＤひずみ窒化物層は、前記ｐ型窒化物層および前記接点の両方に接合する、請求項１に記載の素子層構造。
【請求項３】
前記ＵＩＤひずみ窒化物層は、前記ｐ型窒化物層に対して格子不整合である、請求項１に記載の素子層構造。
【請求項４】
少なくともいくらかのインジウム（Ｉｎ）を含有する半導体窒化物層である、ｐ型接触層を備える、素子層構造。
【請求項５】
前記ｐ型接触層は、非意図的にドープされたひずみ窒化物接触層である、請求項４に記載の素子層構造。
【請求項６】
前記窒化物接触層の厚さは、１０ｎｍ未満である、請求項５に記載の素子層構造。
【請求項７】
前記窒化物接触層は、変動するまたは段階的な組成を有する複数の層を備える、請求項５に記載の素子層構造。
【請求項８】
前記窒化物接触層は、非極性、ｃ面、または半極性面上で成長させられる、請求項５に記載の素子層構造。
【請求項９】
前記窒化物接触層は、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）接触層である、請求項５に記載の素子層構造。
【請求項１０】
前記素子は、発光ダイオードである、請求項４に記載の素子層構造。
【請求項１１】
増加した注入効率を有する窒化物半導体素子を製造するための方法であって、
（ａ）ｐ型窒化物層に対する接点を伴う接点と半導体との接合を形成するために該半導体窒化物素子の該ｐ型窒化物層上の非意図的にドープされた（ＵＩＤ）ひずみ窒化物層を使用するステップであって、該接点と該ＵＩＤひずみ窒化物層との間の該接点と半導体との接合にわたる抵抗が、該接点と該ｐ型窒化物層との間に直接形成される接点と半導体との接合にわたる抵抗と比較して低減される、ステップを
含む、方法。
【請求項１２】
前記ＵＩＤひずみ窒化物層は、前記ｐ型窒化物層および前記接点の両方に接合する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ＵＩＤひずみ窒化物層は、前記ｐ型窒化物層に対して格子不整合である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記ＵＩＤひずみ窒化物層は、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記ＵＩＤひずみ窒化物層は、前記ｐ型窒化物層上で成長させられる、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用）
本願は、米国特許法第１１９条（ｅ）の下での、同時係属の共有に係る米国仮特許出願第６０／９１５，１８９号（２００７年５月１日出願、Ｍｉｃｈａｅｌ  Ｉｚａ，Ｈｉｒｏｋｕｎｉ  Ａｓａｍｉｚｕ，Ｃｈｒｉｓｔｉａｎ  Ｇ．Ｖａｎ  ｄｅ  Ｗａｌｌｅ，Ｓｔｅｖｅｎ  Ｐ．ＤｅｎＢａａｒｓ，Ｓｈｕｊｉ  Ｎａｋａｍｕｒａ、名称「ＬＩＧＨＴ  ＥＭＩＴＴＩＮＧ  ＤＩＯＤＥ  ＤＥＶＩＣＥ  ＬＡＹＥＲ  ＳＴＲＵＣＴＵＲＥ  ＵＳＩＮＧ  ＡＮ  ＩＮＤＩＵＭ  ＧＡＬＬＩＵＭ  ＮＩＴＲＩＤＥ  ＣＯＮＴＡＣＴ  ＬＡＹＥＲ」、代理人事件番号３０７９４．２２７−ＵＳ−Ｐ１（２００７−４５９−１））に基づく利益を主張する。該仮出願は、参照により本明細書に援用される。
【０００２】
（１．技術分野）
本発明は、少なくともいくらかのインジウム（Ｉｎ）を含有するｐ型接触層を含む、改良型発光ダイオード（ＬＥＤ）素子層構造であって、ｐ型接触層は、非意図的にドープされたひずみ窒化物接触層である、発光ダイオード（ＬＥＤ）素子層構造に関する。
【背景技術】
【０００３】
（２．関連技術の説明）
（注記：本出願は、本明細書の全体を通して、括弧内の１つ以上の参照番号、例えば、［参考文献ｘ］によって示されるような、いくつかの異なる出版物を参照する。これらの参照番号に従って順序付けられる、これらの異なる出版物の一覧は、以下の「参考文献」と題された項で見出すことができる。これらの出版物のそれぞれは、参照することにより本明細書に組み込まれる。）
窒化ガリウム（ＧａＮ）、ならびにアルミニウムおよびインジウムを組み込むその３元および４元化合物（ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ）の有用性が、可視および紫外光電子素子、ならびに高出力電子素子の製造について十分に確立されている。これらの素子は、典型的には、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）、有機金属化学気相蒸着（ＭＯＣＶＤ）、およびハイドライド気相エピタキシー（ＨＶＰＥ）を含む、成長技術を使用して、エピタキシャルに成長させられる。
【０００４】
ＧａＮおよびその合金は、六角ウルツ鉱結晶構造で最も安定しており、該構造は、相互（ａ軸）に対して１２０°回転させられる、２つ（または３つ）の同等の底面軸によって表され、これらの全ては、固有のｃ軸に垂直である。ＩＩＩ族および窒素原子は、結晶のｃ軸に沿って交互のｃ面を占有する。ウルツ鉱型構造に含まれる対称元素は、ＩＩＩ族窒化物がこのｃ軸に沿ってバルク自発分極を保有し、ウルツ鉱型構造が圧電分極を呈することを決定づける。
【０００５】
ウルツ鉱型格子は、基底の六角形のエッジ長（ａ）、六角格子セルの高さ（ｃ）、およびｃの単位の［０００１］軸に沿った陽イオン・陰イオン結合距離の比（ｕ）といった、３つのパラメータによって特徴付けることができる。理想的には、ウルツ鉱結晶のｃ／ａ比は、０．３７５のｕ値を伴う１．６３３である。しかしながら、異なる金属陽イオンのサイズおよび結合距離により、ＡｌＮ、ＧａＮ、およびＩｎＮのｃ／ａ比は異なる。ＧａＮは、理想的な結晶に最も近く、次いで、ＩｎＮおよびＡｌＮが続く。金属・窒素結合の強力なイオン挙動、および反転対称の欠如は、［０００１］方向に沿った強力な分極をもたらす［参考文献１−３］。
【０００６】
結晶の強力なイオン結合の効果に加えて、結晶格子の非理想性の程度もまた、分極の規模および方向に影響を及ぼす。分極の強度への主な寄与は、［０００１］方向に平行な共有結合に起因するが、他の３つの結合も平等にイオン結合である。これらの３つの結合は、ｃ軸に平行な結合とは反対の角度に向けられているため、他の結合を一因とする分極に対抗する機能を果たす。ｃ／ａ比率が減少する（ｃが減少し、ａが増加する）につれて、３つの角度を成す結合の効果が減少し、全分極が増加し、その逆もまた同様である。したがって、この巨視的分極は、ゼロひずみで平衡格子において生じるため、自発分極（Ｐｓｐ）と称される［参考文献１−３］。
【０００７】
先の議論から、結晶の理想性が変化すると、それが結晶に存在する実際の分極を強力にもたらすことができることを想像するのは困難ではない。これを行う１つの方法は、結晶格子にひずみを加え、これによって、ｃ／ａ比率を変化させることによるものである。ひずみのあるＩＩＩ族窒化物に存在するこの追加の分極は、圧電分極（Ｐｐｅ）と呼ばれる［参考文献１−３］。例えば、ＡｌＮの薄い層がＧａ面ＧａＮに堆積される（したがって、ＡｌＮ格子が下層のＧａＮ膜に整合させられる）場合、ＧａＮのパラメータよりも小さいＡｌＮのパラメータにより、ＡｌＮ層は、引張ひずみの下に置かれる。ＡｌＮにおける引張ひずみは、ｃ／ａ比を強制的に減少させ、それにより、圧電分極を増加させ、したがってＡｌＮ層における全分極を増加させる。しかしながら、ＩｎＮの格子パラメータがＧａＮのパラメータよりも大きいため、Ｇａ面ＧａＮに整合した薄いＩｎＮ層成長格子における圧縮ひずみが観察される。このことは、圧電分極方向を自発分極方向の反対方向に向けさせ、それにより、ＩｎＮ層に存在する全分極を減少させる。
【０００８】
図１ａ−１ｄは、Ｇａ面およびＮ面両方のＧａＮ  １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ上で疑似形態的に成長させられたＩＩＩ族窒化物１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄに対するこれらの効果を図示し、Ｇａ面ＧａＮ  １０２ａ上で成長させられたＧａ面ＡｌｘＧａ１-ｘＮ  １００ａ（図１ａ）、Ｎ面ＧａＮ  １０２ｂ上で成長させられたＮ面ＡｌｘＧａ１-ｘＮ  １００ｂ（図１ｂ）、Ｇａ面ＧａＮ  １０２ｃ上で成長させられたＧａ面ＩｎｘＧａ１-ｘＮ  １００ｃ（図１ｃ）、およびＮ面ＧａＮ  １０２ｄ上で成長させられたＮ面ＩｎｘＧａ１-ｘＮ  １００ｄにおける、ＰｓｐおよびＰｐｅ方向を示す。
【０００９】
ＡｌＧａＮ  １００ａは、引張ひずみ１０４を受けており、ＡｌＧａＮ  １００ｂは、引張ひずみ１０６を受けており、ＩｎＧａＮ  １００ｃは、圧縮ひずみ１０８を受けており、ＩｎＧａＮ  １００ｄは、圧縮ひずみ１１０を受けている。
【００１０】
ＡｌＧａＮ  １００ａは、ＡｌＧａＮ  １００ａの最後の成長表面がＧａ面１１４（図１ａ）であるように、ＧａＮ  １０２ａ上で＜０００１＞方向１１２に成長させられ、ＩｎＧａＮ  １００ｃは、ＩｎＧａＮ  １００ｃの最後の成長表面がＧａ面１１８であるように、ＧａＮ  １０２ｃ上で＜０００１＞方向１１６に成長させられる。ＡｌＧａＮ  １００ｂは、ＡｌＧａＮ  １００ｂの最後の成長表面がＮ面１２２であるように、ＧａＮ  １０２ｂ上で＜０００-１＞方向１２０に成長させられ、ＩｎＧａＮ  １００ｄは、ＩｎＧａＮ  １００ｄの最後の成長表面がＮ面１２６であるように、ＧａＮ  １０２ｄ上で＜０００−１＞方向１２４に成長させられる。
【００１１】
加えて、ＬＥＤの外部量子効率または全効率（ηＬ）を、以下の式によって定義することができる。
ηＬ＝ηｉｎｔηｉｎｊηｅｘｔ
式中、抽出効率ηｅｘｔは、抽出される光子の量として定義され、注入効率ηｉｎｊは、素子の活性領域に注入される担体の量として定義され、内部量子効率ηｉｎｔは、素子の活性領域で生成される光子の量として定義される。素子の内部量子効率は、欠陥および不純物等の非発光中心の数を低減することによって最大限化することができる。窒化物に基づく青色ＬＥＤの内部量子および注入効率は、素子層の堆積条件を最適化することによって、すでに高レベルに改良されている。したがって、素子の外部効率のさらなる改良は、抽出効率および注入効率の改良を必要とする。
【００１２】
窒化物に基づく素子の注入効率は、金属・半導体接合面にわたる低電圧降下を伴うｐ型接点を取得する困難によって妨害される。高温での後続酸化を伴う、ニッケル／金（Ｎｉ／Ａｕ）接点の堆積、およびインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）等の透明導電酸化物（ＴＣＯ）の使用等の、ｐ型ＩＩＩ族窒化化合物に対するオーム接点を製造するために、これまで使用されてきたいくつかの方法がある。金属／半導体接合面にわたる電圧降下を改良するための別のアプローチは、窒化物半導体素子の最上部で成長させられたひずみ窒化物接触層の使用である［参考文献５−８］。窒化物素子上に疑似形態的に成長させられたひずみ窒化物接触層の使用は、障壁を通した電荷担体のトンネル現象を大幅に強化させることができるような方法で、電場の傾きをもたらす［参考文献８］。
【００１３】
Ｐ型のドープされたひずみ接触層は、以前に実証されており、窒化物素子の性能を改良することが示されている［参考文献８、９］。しかしながら、窒化物層のｐ型ドーピングは、結晶の欠陥および窒化物膜の総形態的分解を誘発することによって、材料の質を大幅に低下させることが示されている［参考文献１０］。これらの効果は、窒化物膜の電気的性能に有害な影響を及ぼすことが示された。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、窒化物に基づく素子の全抵抗を改良するために非意図的にドープされたひずみ窒化物接触層を使用することによって、上記の方法と区別される。この改良型技術は、接点と半導体との接合にわたる抵抗を低減し、それにより、窒化物膜のドーピングと関連する有害な効果なしで、所与の電流における作動電圧を大幅に低減するための手段として使用することができる。結果として、非意図的にドープされた窒化物の、所与の電流における低減した作動電圧を呈する接触層の成長のための改良型方法の必要性がある。本発明は、この必要性を満たす。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、１つ以上の非意図的にドープされたひずみ接触層を使用する、改良された質の窒化物素子を説明する。非意図的にドープされたひずみ窒化物接触層は、ＩＩＩ族窒化物素子の注入効率を改良する手段を提供する。
【００１６】
窒化物という用語は、化学式ＧａｎＡｌｘＩｎｙＢｚＮを有する（Ｇａ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｂ）Ｎ半導体の任意の合金組成を指し、式中、
【００１７】
【数１】
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である。
【００１８】
非意図的にドープされたひずみ接触層は、変動するまたは段階的な組成を有する複数の層、異種（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｂ）Ｎ組成の１つ以上の層を備えるヘテロ構造、または異種（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｂ）Ｎ組成の１つ以上の層を備え得る。１つまたは複数の非意図的にドープされたひずみ接触層は、ＨＶＰＥ、ＭＯＣＶＤ、またはＭＢＥ等の堆積技術を使用して堆積され得る。
【００１９】
非意図的にドープされたひずみ接触層は、従来のｃ面配向窒化物半導体結晶上、ａ面またはｍ面等の非極性面上、または任意の半極性面上等で、任意の結晶学的窒化物方向に堆積され得る（例えば、成長させられる）。
【００２０】
本発明は、窒化物半導体素子のｐ型窒化物層と、ｐ型窒化物層に対する接点を伴う接点と半導体との接合を形成するための、ｐ型窒化物層上の非意図的にドープされた（ＵＩＤ）ひずみ窒化物層とを備える、窒化物半導体素子に電気的に接触するための素子層構造を開示し、接点とＵＩＤひずみ窒化物層との間の接点と半導体との接合にわたる抵抗は、接点とｐ型窒化物層との間に直接形成される接点と半導体との接合にわたる抵抗と比較して低減される。ＵＩＤひずみ窒化物層は、ｐ型窒化物層および接点の両方に接合し得る。ＵＩＤひずみ窒化物層は、ｐ型窒化物層に対して格子不整合であり得る。
【００２１】
本発明はさらに、少なくともいくらかのインジウム（Ｉｎ）を含有する半導体窒化物層である、ｐ型接触層を備える、素子層構造を開示する。ｐ型接触層は、非意図的にドープされたひずみ窒化物接触層であり得る。窒化物接触層の厚さは、１０ｎｍ未満であり得る。窒化物接触層は、インジウム窒化ガリウム（ＩｎＧａＮ）接触層であり得る。窒化物接触層は、発光ダイオード等の素子で使用され得る。
【００２２】
本発明はさらに、ｐ型窒化物層に対する接点を伴う接点と半導体との接合を形成するために半導体窒化物素子のｐ型窒化物層上の非意図的にドープされた（ＵＩＤ）ひずみ窒化物層を使用するステップであって、接点とＵＩＤひずみ窒化物層との間の接点と半導体との接合にわたる抵抗が、接点とｐ型窒化物層との間に直接形成される接点と半導体との接合にわたる抵抗と比較して低減されるステップを含む、増加した注入効率で窒化物半導体素子を製造するための方法を開示する。
【００２３】
ここで、類似参照番号が全体を通して対応する部分を表す、図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１ａ−１ｄは、Ｇａ面およびＮ面膜に対する疑似形態的に成長したＡｌＧａＮ／ＧａＮおよびＩｎＧａＮ／ＧａＮのヘテロ構造における、自発および圧電分極を図示する概略図である［参考文献４］。
【図２】図２は、本発明の好ましい実施形態のフローチャートである。
【図３】図３は、非意図的にドープされたＩｎＧａＮ接触層の厚さの関数としての、測定された「オンウエハ」出力電力を示すグラフである。
【図４】図４は、本発明による、窒化物半導体素子を電気的に接触させるための素子層構造を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
好ましい実施形態の以下の説明では、この説明の一部を形成し、本発明が実践され得る具体的実施形態を例証として示す、添付図面を参照する。他の実施形態が利用され得、本発明の範囲を逸脱することなく構造的変更を行い得ることを理解されたい。
【００２６】
（概説）
現在の窒化物素子には、不良な金属と半導体との電気的特性による、低い注入効率という問題がある。本発明の非意図的にドープされた窒化物ひずみ接触層の使用は、接触層のドーピングによって導入される材料の質の劣化なしで、金属と半導体との接合面にわたる電圧降下を低減することによって、窒化物に基づく素子の注入効率を改良する手段を提供する。本発明（Ｇａ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｂ）Ｎ素子を強化する手段を提供する。
【００２７】
（技術的説明）
図２は、以下の段落で説明される本発明の好ましい実施形態による、非意図的にドープされたひずみＩｎＧａＮ接触層の成長のためのＭＯＣＶＤ工程を図示する、フローチャートである。
【００２８】
非意図的にドープされたひずみ接触層の成長のために、最初に、ブロック２００に示されるように、サファイア（０００１）基板をＭＯＣＶＤ反応器の中に搭載する。ブロック２０２に示されるように、反応器のヒータをオンにし、水素および／または窒素下で１１５０℃の設定点温度まで上昇させる。概して、窒素および／または水素は、ブロック２０２において大気圧で基板の上を流れる（オプションのステップである）。次いで、２０分後、反応器の設定点温度を５７０℃に減少させ、３ｓｃｃｍのトリメチルガリウム（ＴＭＧａ）を反応器に導入して、ブロック２０４に示されるように、ＧａＮ核形成または緩衝層成長を開始する。１００秒後、ＧａＮ核形成または緩衝層は、所望の厚さに到達する。この時点で、ＴＭＧａ流動を止め、反応器の温度を１１８５℃に増加させる。
【００２９】
いったん設定点温度に到達すると、１５ｓｃｃｍのＴＭＧａを反応器に導入して、ブロック２０６に示されるように、１５分間のＧａＮ成長を開始する。いったん所望のＧａＮの厚さが達成されると、４ｓｃｃｍのＳｉ２Ｈ６を反応器に導入して、ブロック２０８に示されるように、４５分間のシリコンでドープされたｎ型ＧａＮの成長を開始する。
【００３０】
いったん所望のｎ型ＧａＮの厚さが達成されると、反応器の温度設定点を８８０℃に減少させ、３０ｓｃｃｍのトリエチルガリウム（ＴＥＧａ）を反応器に２００秒間導入して、ブロック２１０に示されるように、ＧａＮ障壁の堆積を開始する。いったん所望の障壁の厚さが達成されると、７０ｓｃｃｍのトリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）を反応器に２４秒間導入し、次いで、止めて、ブロック２１０に示されるように、ＩｎＧａＮ量子井戸の堆積を開始する。次いで、これら２つの先行ステップを５回繰り返す。最後のＩｎＧａＮ量子井戸が堆積された後、ＧａＮの成長のために、３０ｓｃｃｍのＴＥＧａを反応器に１６０秒間導入し、次いで、止める。これらの先行ステップは、ブロック２１０に示されたＬＥＤの多重量子井戸（ＭＱＷ）と称される。いったんＭＱＷが堆積されると、ブロック２１２に示されたＡｌＧａＮ電子遮断層の堆積のために、１ｓｃｃｍのＴＭＧａおよび１ｓｃｃｍのトリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）を反応器に１００秒間導入し、次いで、止める。
【００３１】
いったん所望の厚さのＡｌＧａＮ厚さが達成されると、反応器の設定点温度を８８０℃で維持し、ブロック２１４に示されるように、マグネシウムでドープされたｐ型ＧａＮの堆積のために、３．５ｓｃｃｍのＴＭＧａおよび５０ｓｃｃｍのビス（シクロペンタジエニル）マグネシウム（Ｃｐ２Ｍｇ）を反応器に１２分間導入し、次いで、止める。
【００３２】
いったん所望のｐ型ＧａＮの厚さが達成されると、反応器設定点温度を９３０℃に増加させ、ブロック２１６に示されるように、非意図的にドープされたひずみ窒化物接触層の成長のために、３０ｓｃｃｍのＴＥＧａとともに４０ｓｓｃｍのＴＭＩｎを４０秒間導入する。
【００３３】
いったん所望の非意図的にドープされたひずみ窒化物接触層の厚さが達成されると、ブロック２１８に示されるように、反応器を冷却する一方で、アンモニアを流してＧａＮ膜を保存する。
【００３４】
最終結果は、ブロック２２０によって表されるような、非意図的にドープされたひずみ接触層を伴う窒化物ダイオードである。
【００３５】
いったん反応器が冷却されると、ブロック２２２で示されるように、ｐ型ＧａＮを活性化するために、窒化物ダイオードを除去し、水素欠乏雰囲気中で７００℃の温度にて１５分間焼鈍する。
（利点および改良）
表１は、２０ｍＡおよび１００ｍＡの駆動電流について、サンプルＡとして知られる、ＩｎＧａＮ接触層がないＬＥＤ素子構造の電圧特性と比較した、サンプルＢとして知られる、非意図的にドープされたひずみ窒化物接触層（この場合、ＩｎＧａＮ接触層）を使用するＬＥＤ素子構造の電圧特性を示す。表はまた、両素子に対する測定された「オンウエハ」出力電力も示す。
【００３６】
【表１】
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以上のように、サンプルＢは、２０ｍＡおよび１００ｍＡの両方におけるより低い作動電圧により、大幅に改良された接触層を有する。加えて、この作動電圧の改良は、素子の測定された出力電力の減少なしで達成される。したがって、本発明の好ましい実施形態で説明されるような、非意図的にドープされたひずみ窒化物接触層の使用は、窒化物に基づく素子で、２０ｍＡおよび１００ｍＡの両方の駆動電流における作動電圧を大幅に低減することによって、素子動作の大幅な強化を示す。
【００３７】
加えて、接触層性質に対する厚さの効果を検討するために、ＩｎＧａＮ接触層の厚さを変動させることができる。例えば、接触層の厚さは、厚さ２ｎｍ、４ｎｍ、および６ｎｍの接触層を使用することによって変動され得る。
【００３８】
図３は、種々の非意図的にドープされたＩｎＧａＮ接触層の厚さを伴うサンプルに対する、測定された「オンウエハ」出力電力を示す。２ｎｍおよび４ｎｍの非意図的にドープされたＩｎＧａＮ接触層の厚さを伴うサンプルについて、出力電力の降下が観察されないことが、データから明確である。しかしながら、出力電力は、６ｎｍのサンプルについて大幅に減少する。このことは、素子の出力電力性能を損なわずに、非意図的にドープされたＩｎＧａＮ接触層を使用することによって、順電圧の低減を達成するために、非意図的にドープされたＩｎＧａＮ接触層の厚さが１０ｎｍ未満となるべきことを示す。
【００３９】
（可能な修正および変化例）
図４は、窒化物半導体素子４００を電気的に接触させるための素子層構造を示す概略図であり、窒化物半導体素子４００のｐ型窒化物層４０２と、ｐ型窒化物層４０２に対する接点４０８を伴う接点と半導体との接合４０６を形成するための、ｐ型窒化物層４０２上の非意図的にドープされた（ＵＩＤ）ひずみ窒化物層４０４とを備え、接点４０８とＵＩＤひずみ窒化物層４０４との間の接点と半導体との接合４０６にわたる抵抗は、接点４０８とｐ型窒化物層４０２との間に直接形成される接点と半導体との接合にわたる抵抗と比較して低減される。ＵＩＤひずみ窒化物層４０４は、ｐ型窒化物層４０２および接点４０８の両方に接合し得る（すなわち、ＵＩＤ層４０４と接点４０８との間またはＵＩＤ層４０４とｐ型層４０２との間に、他の層がない）。ひずみ状態を達成するために、ＵＩＤ層４０４は、典型的には、ｐ型窒化物層４０２に対して格子不整合である。素子層構造は、少なくともいくらかのインジウムを含有する半導体窒化物層である、ｐ型接触層４０４を備え得る。
【００４０】
素子層構造は、典型的には、成長によって、例えば、ＭＯＣＶＤ、ＭＢＥ、またはＨＶＰＥによって形成されるが（成長パラメータは変動し得る）、増加した注入効率を有する素子層構造を達成する、任意の製造方法が使用され得る（ウエハボンディング等の非成長方法を含むが、それらに限定されない）。
【００４１】
例えば、図２は、非意図的にドープされたひずみ窒化物接触層の成長のための成長工程を示す。ステップは、成長反応器に基板を搭載するステップ（ブロック２００）と、水素および／または窒素および／またはアンモニア下で基板を加熱するステップ（ブロック２０２）と、基板に窒化物緩衝層を堆積させるステップ（ブロック２０４）と、緩衝層に窒化物半導体を堆積させるステップ（ブロック２０６）と、窒化物半導体にｎ型窒化物半導体膜を堆積させるステップ（ブロック２０８）と、ｎ型半導体膜に窒化物ＭＱＷ等の活性層を堆積させるステップ（ブロック２１０）と、活性層にＡｌＧａＮ遮断層を堆積させるステップ（ブロック２１２）と、遮断層に窒化物ｐ型半導体膜を堆積させるステップ（ブロック２１４）と、ｐ型層に意図的にドープされたひずみ窒化物接触層を堆積させるステップ（ブロック２１６）と、構造を冷却し（ブロック２１８）、それにより、ブロック２０２−２１６で形成された層を備える（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｂ）Ｎダイオード膜を達成するステップ（ブロック２２０）と、膜を焼鈍するステップ（ブロック２２２）とを含み得る。これらのステップは、一実施形態の一例であり、所望に応じて、ステップが省略または追加され得る。
【００４２】
ＵＩＤ層４０４は、半導体素子４００に対するオーム接触およびショットキー接触等であるが、それらに限定されない、接触を行うために使用され得る。接点４０８は、典型的には、金属合金である（しかし、それに限らない）。
【００４３】
図４はまた、ｎ型窒化物層４１２とｐ型窒化物層４０２との間の活性領域４１０等の付加的な層も示し、素子４００は、発光ダイオードである。しかしながら、トランジスタまたはレーザ等の、改良された注入効率およびより低い接触抵抗から利益を得てもよい、他の素子もまた、製造され得る。
【００４４】
ＩＩＩ族窒化物素子層は、Ｇａ面、ＩＩＩ族面、またはＮ面配向素子を達成するように、＜０００１＞または＜０００−ｌ＞方向に成長させられ得る。
【００４５】
ＵＩＤ層以外の付加的な層は、ｐ型層４０２とＵＩＤ層４０４との間、またはＵＩＤ層４０４と接点４０８との間に配置され得る。本開示の全体を通して、「非意図的にドープされた」は、ＵＩＤ層と同等である。
【００４６】
（参考文献）
以下の参考文献は、参照することにより本明細書に組み込まれる。
１．Ｗ．  Ｑ．  Ｃｈｅｎ  ａｎｄ  Ｓ．  Ｋ．  Ｈａｒｋ，  Ｊ．  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  ７７，  ５７４７  （１９９５）．
２．Ａ．  Ｂｙｋｈｏｖｓｋｉ，  Ｂ．  Ｌ．  Ｇｅｌｍｏｎｔ，  ａｎｄ  Ｍ．  Ｓ．  Ｓｈｕｒ，  Ｊ．  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  ８１，  ６３３２  （１９９７）．
３．Ｏ．  Ａｍｂａｃｈｅｒ，  Ｊ．  Ｓｍａｒｔ，  Ｊ．  Ｒ．  Ｓｈｅａｌｙ，  Ｎ．  Ｇ．  Ｗｅｉｍａｎｎ，  Ｋ．  Ｃｈｕ，  Ｍ．  Ｍｕｒｐｈｙ，  Ｗ．  Ｊ．  Ｓｃｈａｆｆ，  Ｌ．  Ｆ．  Ｅａｓｔｍａｎ，  Ｒ．  Ｄｉｍｉｔｒｏｖ，  Ｌ．  Ｗｉｔｔｍｅｒ，  Ｍ．  Ｓｔｕｔｚｍａｎｎ，  Ｗ．  Ｒｉｅｇｅｒ，  ａｎｄ  Ｊ．  Ｈｉｌｓｅｎｂｅｃｋ，  Ｊ．  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  ８５，  ３２２２  （１９９９）．
４．Ｏ．  Ａｍｂａｃｈｅｒ，  Ｂ．  Ｆｏｕｔｚ，  Ｊ．  Ｓｍａｒｔ，  Ｊ．  Ｒ．  Ｓｈｅａｌｙ，  Ｎ．  Ｇ．  Ｗｅｉｍａｎｎ，  Ｋ．  Ｃｈｕ，  Ｍ．  Ｍｕｒｐｈｙ，  Ａ．  Ｊ．  Ｓｉｅｒａｋｏｗｓｋｉ，  Ｗ．  Ｊ．  Ｓｃｈａｆｆ，  ａｎｄ  Ｌ．  Ｆ．  Ｅａｓｔｍａｎ，  Ｊ．  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  ８７，  ３３４  （１９９９）．
５．Ｌ．  Ｌｉ，  Ｅ．  Ｆ．  Ｓｃｈｕｂｅｒｔ，  ａｎｄ  Ｊ．  Ｗ．  Ｇｒａｆｆ，  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ｌｅｔｔ．  ７６，  ２７２８  （２０００）．
６．Ｔ．  Ｇｅｓｓｍａｎｎ，  Ｙ．-Ｌ．  Ｌｉ，  Ｅ．  Ｌ．  Ｗａｌｄｒｏｎ，  Ｊ．  Ｗ．  Ｇｒａｆｆ，  Ｊ．  Ｋ．  Ｓｈｅｕ，  ａｎｄ  Ｅ．  Ｆ．，Ｓｃｈｕｂｅｒｔ，  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ｌｅｔｔ．  ８０，  ９８２  （２００２）．
７．Ｋ．  Ｋｕｍａｋｕｒａ，  Ｔ．  Ｍａｋｉｍｏｔｏ，  ａｎｄ  Ｎ．  Ｋｏｂａｙａｓｈｉ，  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ｌｅｔｔ．  ７９，  ２５８８  （２００１）．
８．Ｔｈ．  Ｇｅｓｓｍａｎｎ，  Ｊ．  Ｗ．  Ｇｒａｆｆ，  Ｙ．-Ｌ．  Ｌｉ，  Ｅ．  Ｌ．  Ｗａｌｄｒｏｎ，  ａｎｄ  Ｅ．  Ｆ．  Ｓｃｈｕｂｅｒｔ，  Ｊ．  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  ９２，  ３７４０  （２００２）．
９．Ｋ．  Ｋｕｍａｋｕｒａ，  Ｔ．  Ｍａｋｉｍｏｔｏ，  ａｎｄ  Ｎ．  Ｋｏｂａｙａｓｈｉ，  Ｊｐｎ．  Ｊ．  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ｖｏｌ．  ４２  （２００３）  ｐｐ．  ２２５４-２２５６，  Ｐａｒｔ  １，  Ｎｏ．  ４Ｂ，  （２００３）．
１０．Ｐ．  Ｋｏｚｏｄｏｙ，  Ｈ．  Ｘｉｎｇ，  Ｓ．  Ｐ．  ＤｅｎＢａａｒｓ，  Ｕ．  Ｋ．  Ｍｉｓｈｒａ，  Ａ．  Ｓａｘｌｅｒ，  Ｒ．  Ｐｅｒｒｉｎ，  Ｓ．  Ｅｌｈａｍｒｉ，  ａｎｄ  Ｗ．  Ｃ．  Ｍｉｔｃｈｅｌ，  Ｊ．  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  ８７，  １８３２  （２０００）。
【００４７】
（結論）
本発明の好ましい実施形態の説明をここで終了する。本発明の１つ以上の実施形態の前述の説明は、例証および説明の目的で提示されている。これは、包括的であること、または開示される正確な形態に本発明を限定することを目的としない。上記の教示の観点から、多くの修正および変化例が可能である。本発明の範囲は、発明を実施するための形態によって限定されないが、むしろ、本明細書に添付の請求項によって限定されることが意図される。
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図２】
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【国際調査報告】
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