(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上に配置されたＩＩＩ−Ｖ窒化物層と、
前記ＩＩＩ−Ｖ窒化物層の上に配置された活性層と、
前記活性層の上に配置された第２のＩＩＩ−Ｖ窒化物層と、
を含み、
前記ＩＩＩ−Ｖ窒化物層の複数の部分が、シリコン、ゲルマニウム、錫、酸素及びそれらの組合せからなる群から選ばれるドーパントでドーピングされ、
前記ＩＩＩ−Ｖ窒化物層の複数の第２の部分が、前記複数の部分に使用されたドーパントとは異なる、シリコン、ゲルマニウム、錫、酸素及びそれらの組合せからなる群から選ばれるドーパントでドーピングされ、
前記複数の部分及び前記複数の第２の部分が交互に配置されて、超格子構造が形成される
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
アルミニウム、炭素、ガリウム、インジウム、窒素、酸素、シリコン，及びそれらの組合せからなる群から選ばれる元素を含む基板と、
前記基板の上に配置され、アルミニウム、ガリウム、インジウム、窒素及びそれらの組合せからなる群から選ばれる元素を含むＩＩＩ−Ｖ窒化物層と、
前記ＩＩＩ−Ｖ窒化物層の上に配置され、アルミニウム、ガリウム、インジウム、窒素、及びそれらの組合せからなる群から選ばれる元素を含む活性層と、
前記活性層の上に配置され、アルミニウム、ガリウム、インジウム、窒素、及びそれらの組合せからなる群から選ばれる元素を含む第２のＩＩＩ−Ｖ窒化物層と、
を含み、
前記ＩＩＩ−Ｖ窒化物層の複数の第１の部分が、シリコン、ゲルマニウム、錫、酸素、及びそれらの組合せからなる群から選ばれる第１のドーパントでドーピングされ、
前記ＩＩＩ−Ｖ窒化物層の複数の第２の部分が、前記複数の第１の部分に使用されたドーパントとは異なる、シリコン、ゲルマニウム、錫、酸素、及びそれらの組合せからなる群から選ばれる第２のドーパントでドーピングされ、
前記複数の第１の部分の各々と前記複数の第２の部分の各々が交互に配置される
ことを特徴とする発光装置。
【請求項３】
前記ＩＩＩ−Ｖ窒化物層と前記第２のＩＩＩ−Ｖ窒化物層中に複数のドーピングされていない層を含む
ことを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記ＩＩＩ−Ｖ窒化物層が少なくとも濃くドーピングされた部分を有し、それが装置の接触層となる
ことを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【請求項５】
前記ＩＩＩ−Ｖ窒化物層と前記第２のＩＩＩ−Ｖ窒化物層は、厚さが１０オングストロームから１０ミクロンまでの範囲である
ことを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【請求項６】
前記第１のドーパントはゲルマニウムであり、前記第２のドーパントはシリコンである
ことを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般に半導体装置に関し、より詳細にはドーピングされたＩＩＩ−Ｖ窒化物発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シリコン（Ｓｉ）は、その好ましい特性のためにｎ−型、ＩＩＩ−Ｖ窒化物のために選択されるドナーである。特に、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）の間に、高純度ガスとして使用可能なシラン（ＳｉＨ4）を成長している結晶に流すことによって、Ｓｉ原子を与えることができる。更に、シリコンはそれがドナーとして作用する窒化ガリウム（ＧａＮ）格子中のガリウム（Ｇａ）サイト上に効果的に混合する。更にＧａＮ（ＳｉGa）中のＳｉは〜２０メガＶのイオン化のための活性化エネルギーを有する浅いドナーである。
【０００３】
しかしながら、Ｓｉによるドーピングでは、Ｓｉを混合することによって（特にサファイア基板上の）異種エピタキシャル成長したＩＩＩ−Ｖ窒化物が割れを発生する原因となる事実のため、ＩＩＩ−Ｖ窒化物層の実現可能なｎ−型伝導率に限界がある。所定の材料厚さに関して、Ｓｉドーピングレベルが特定の臨界濃度を超えるときに材料に割れが始まる。同様に所定のドーピング濃度に関して、材料厚さが所定の臨界厚さを超えるときに材料に割れが始まる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
半導体材料の電気抵抗を小さくするために、ドーピング濃度が高くそして材料厚さが厚いことがともに望ましい。例えば〜３．５ミクロン厚さのＧａＮ材料では、発光ダイオード（ＬＥＤ）構造に標準的に適用された場合、ドーピング濃度は〜５ｅ１８ｃｍ-3までが限界である。前述の結論として、窒化ガリウムインジウムアルミニウム（ＡｌＩｎＧａＮ）ＬＥＤのシリーズ抵抗はＳｉドープＧａＮ層の抵抗によって支配される。これは、電流がＳｉドープＧａＮ層を通って水平方向に流れるサファイアのような非伝導性基板上の成長、及び電流がＳｉドープＧａＮの厚い層を通って垂直に流れる炭化シリコン（ＳｉＣ）と水素化物気相エピタキシ（ＨＶＰＥ）成長ＧａＮのような伝導性基板上の成長の場合である。より高いドーピング濃度及び／又はより厚いｎ−型ＧａＮ材料（非伝導性基板上の成長の場合）が、低いシリーズ抵抗を有するＩＩＩ−Ｖ窒化物をベースとしたＬＥＤの構成にとっては有利である。
【０００５】
更に、Ｓｉに加え、ＩＩＩ−Ｖ窒化物材料の潜在的なドナーとしてゲルマニウム（Ｇｅ）と錫（Ｓｎ）がドナー不純物として研究されてきた。しかしながら、Ｇｅドーピング実験についての報告書があり、その中ではＧｅによるドーピングは問題が多いと結論づけられた。Ｓ．Ｎａｋａｍｕｒａ，Ｔ．Ｍｕｋａｉ及びＭ．ＳｅｎｏｈによるＪｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．３１，２８８３，１９９２の「ＧａＮバッファ層により成長するＳｉ及びＧｅドープＧａＮ材料」では、Ｇｅのドーピング率がＳｉよりも１桁のオーダー少ないと報告されている。更に、ＧｅドープＧａＮの最大キャリア濃度は〜１×１０19ｃｍ-3が限界であり、その理由はＧｅドープＧａＮ材料の表面がそのドーピングレベルで粗くなりくぼみが現れるとしている。Ｘ．Ｚａｎｇ，Ｐ．Ｋｕｎｇ，Ａ．Ｓａｘｌｅｒ，Ｄ．Ｗａｌｋｅｒ，Ｔ．Ｃ．Ｗａｎｇ，及びＭ．ＲａｚｅｇｈｉによるＡｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．  ６７，１７４５（１９９５）の「ＡｌxＧａ1?xＮの成長：サファイア及びＳｉ基板上のＧｅ」ではＧｅドープ窒化ガリウムアルミニウム（ＡｌＧａＮ）材料の電子移動度は低く、Ｇｅドーピングは成長している低抵抗率材料には有効ではないと結論づけている。
【０００６】
Ｓｉドーピングレベルが所定の臨界厚さにおいて所定の濃度を超えるときに起きる材料割れに対する解法が長い間要請されていた。また、シリコンドーピングはＩＩＩ−Ｖ窒化物材料を脆化させ、それが更に材料が割れに至る傾向を増大させることが知られており、この問題の解法が長い間要請されていた。ＧａＮとその合金間の格子不整合に起因する大きな圧電効果のあることも明らかにされていた。例えば、２つのＧａＮ層間で成長した窒化物ガリウムインジウム層は、それぞれのインターフェイスに関して高い圧電シートチャージを有するであろう。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ゲルマニウム（Ｇｅ）、シリコン（Ｓｉ）、錫（Ｓｎ）、及び／又は酸素（Ｏ）のようなドナードーパントを有するＩＩＩ−Ｖ窒化物のｎ−型装置層、及び／又はマグネシウム（Ｍｇ）、ベリリウム（Ｂｅ）、亜鉛（Ｚｎ）及び／又はカドミウム（Ｃｄ）などのようなアクセプタドーパントを有するＩＩＩ−Ｖ窒化物のｐ−型装置層とを含み、どちらも同時に又はドーピング超格子中で歪みを強化し、伝導率を改善し、長い波長の発光が得られる、半導体装置を提供する。
【０００８】
本発明は更に、同時に又はドーピング超格子中のいずれかでドナードーパントとしてのＳｉ及びＳｎと共に、Ｇｅを単独で又は組合せで協働ドーパントとして使用し、歪みを強化する半導体装置を提供する。Ｓｉと異なり、Ｇｅドーピングは割れの問題を引き起こすことなく、３ミクロン及びそれ以上の層厚において、濃度を〜１０19ｃｍ-3から〜１０20ｃｍ-3までの範囲にすることができる。
【０００９】
本発明は更に、ＩＩＩ−Ｖ窒化物材料を脆化させないドナー不純物を提供する。
本発明は更に、ＩＩＩ−Ｖ窒化物材料のためにマルチドナー不純物ドーピングを提供し、ドーピングと歪みの強化を別々に制御する。
本発明は更に、ＩＩＩ−Ｖ窒化物層の接触層としての用途のために高伝導、ｎ型、Ｇｅドープ、窒化ガリウム（ＧａＮ）材料を提供する。
【００１０】
本発明は更に、長い波長（λ≧５００ｎｍ）の発光のため窒化ガリウムインジウム（ＩｎＧａＮ）発光層を含む高窒化インジウム（ＩｎＮ）の成長を促進するドナー不純物を有する発光装置を提供する。このため、ＩｎＧａＮ活性領域は高品質でそれ故高効率のＩｎＮがより高い構成と、長い波長の発光又は割れの発生が少ないＧａＮ上部へのＡｌＧａＮ層の成長を可能とする。
【００１１】
本発明は更に、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、酸素（Ｏ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ベリリウム（Ｂｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、又はカドミウム（Ｃｄ）の組合せにより協働ドーピングし、格子不整合基板上に異種エピタキシャル成長したＩＩＩ−Ｖ窒化物材料の構造的な整合性を安定させるＩＩＩ−Ｖ窒化物材料の伝導率を改善する発光装置を提供する。
【００１２】
本発明は更に、伝導及び接触層のために別々のドナードーパントを使用する発光装置を提供する。
本発明は更に、底部層がＧｅによりドーピングされ上部層が別の種（例えばＳｉ、Ｓｎ又はＳｉ、Ｇｅ、及びＳｎの組合せ）によってドーピングされる発光装置を提供する。これによりＧａＮの平面内格子定数が三元化合物（例えばＩｎＧａＮ又は窒化ガリウムアルミニウム（ＡｌＧａＮ））の平面内格子定数に近い値に調整できる。このため、ＩｎＧａＮ活性領域は高品質でそれ故高効率のＩｎＮがより高い構成と、長い波長の発光又は割れの発生が少ないＧａＮ上部へのＡｌＧａＮ層の成長を可能とする。
【００１３】
本発明は更に、歪みと、従ってＩＩＩ−Ｖ窒化物層における圧電性効果を制御する方法を提供する。歪みを強化することが、圧電インターフェイスチャージの制御において大きな役割を果たす。
本発明の前述した及びその他の利点は、当業者には添付図面と以下に示す詳細説明により明らかになるだろう。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、発光装置のような電子装置１０が示されており、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）又はレーザダイオード（ＬＤ）である。発光装置１０は、サファイア、炭化珪素（ＳｉＣ）、シリコン（Ｓｉ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、又は窒化ガリウム（ＧａＮ）から任意に選択される基板１１を有する。基板１１は、以下に説明する種々の層を堆積した後、発光装置１０の形成中におそらく廃棄される。
【００１５】
異種基板上に単一結晶ＩＩＩ−Ｖ窒化物層の核生成をするのが困難なことにより、多くの場合低温バッファ層１２が基板１１上に配置される。バッファ層１２は、サファイア上に約５００℃の低温で堆積されたＧａＮ又は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）のような材料からなる。
【００１６】
高伝導率、ｎ−型、発光、ＩＩＩ−Ｖ窒化物層１３がバッファ層１２に堆積される。窒化物層１３は、ドープＧａＮ、窒化ガリウムインジウム（ＩｎＧａＮ）、窒化ガリウムアルミニウム（ＡｌＧａＮ）、窒化インジウムアルミニウム（ＡｌＩｎＮ）、又は窒化インジウムガリウムアルミニウム（ＡｌＧａＩｎＮ）で作られる。これらの材料は、ｎ−層の中の電圧が低いために発光装置１０を低い電圧で動作させ、ｐ−ｎ接合の近くの電子濃度が高いために電子注入がすぐれており、オーム電気特性により層に対する電極を形成せしめる。好ましい実施形態では、ドーパントはシリコン（Ｓｉ）の代わりにゲルマニウム（Ｇｅ）か、又はＳｉ、Ｇｅ、錫（Ｓｎ）と酸素（Ｏ）の組合せである。
【００１７】
活性層１４は窒化物層１３の上に堆積される。活性層１４は、単一量子井戸（ＳＱＷ）、多量子井戸（ＭＱＷ）、又はダブルヘテロ構造（ＤＨ）を持つことができる。通常この層は、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＩｎＧａＮ、又はＡｌＩｎＧａＮである。
【００１８】
高伝導性ｐ−型、ＩＩＩ−Ｖ窒化物層１５は活性層１４上に堆積される。ｐ−型窒化物層１５は、ｐ−型ドーパントが使われる以外はｎ−型窒化物層１３と同じである。
被覆及び／又は接触層などの最終装置層１６を、ｐ−型窒化物層１５の上部に堆積させることができる。
有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）、分子線エピタキシ（ＭＢＥ）、ガスソースＭＢＥ（ＧＳＰＭＢＥ）、又は水素化物気相エピタキシ（ＨＶＰＥ）などの技術を使用して種々の層を堆積できる。又種々の層の構成及び／又はドーピングは一つの層から別々の層に突然変えることができ、又最終厚さにわたって円滑に格付けができ、又はドープされていない層と組み合わせることもできる。
【００１９】
図２を参照すると、そこには発光装置２０のような電子装置が示されている。発光装置２０は、サファイア、炭化珪素（ＳｉＣ）、シリコン（Ｓｉ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、又は窒化ガリウム（ＧａＮ）から任意に選択される基板２０を有する。再度述べるが、異種基板上に単一結晶ＩＩＩ−Ｖ窒化物層の核生成をするのが困難なことにより、多くの場合低温バッファ層２２が基板２１上に配置される。このバッファ層２２はサファイア上に低温度で堆積されたＧａＮ又はＡｌＮのような材料である。
【００２０】
高伝導、ｎ−型ＩＩＩ−Ｖ窒化物層がバッファ層２２上に堆積される。この窒化層物は別のドナーでドーピングされた層を持つＧａＮ、別のドナーでドーピングされたＧａＮ及びＩｎＧａＮ層、別のドナーでドーピングされたＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、及びＡｌＧａＩｎＮ、又は間にドーピングされない層を有するこれらの層とすることができる。この層構造は「超格子」と定義される。しかしながらこれらの層は、層の厚さが１０オングストロームから１０ミクロンまでの範囲にはいるので、通常の格子構造の層より厚さが厚い。この厚さが厚いことにより歪制御が優れていることが実証されている。
【００２１】
ドーピング層は窒化物層２３から２９までで示され、ドーパントとしてＳｉ、Ｇｅ、Ｏを組み合わせたものを有する。ドーパントの組合せは、窒化物層２３、２５、２７、２９の奇数で示されるドーピング窒化物層が１つ又はそれ以上のドーパントを使用し、窒化物層２４、２６、２８の偶数で示されるドーピング窒化物層がその他のドーパントを使用して、所望の歪みの状態を達成するように交互に配置される。例えば、窒化物層２３、２５、２７、２９がＧｅでドーピングされ、窒化物層２４、２６、２８がＳｉでドーピングされる。
【００２２】
活性層３０は窒化物層２９上に堆積される。活性層３０はＳＱＷ、ＭＱＷ、又はＤＨ構造を有することができる。通常この層はＩｎＧａＮ又はＡｌＩｎＧａＮを含むＩｎＮである。ＩｎＧａＮ活性領域でＩｎＮ成分がより多いと、より長い波長の発生が得られる。
高伝導、ｐ−型、ＩＩＩ−Ｖ窒化物層３１が活性層３０上に堆積される。ｐ−型窒化物層３１は、ｐ−型ドーパントが使用されている以外はｎ−型窒化物層２３と同じである。
被覆及び／又は接触層などの最終装置層３２を、ｐ−型窒化物層３１の上部に堆積させることができる。最終装置層３２は、発光装置２０で要求される別の層である。
【００２３】
図３を参照すると、発光装置５０のような別の電子装置が示されている。発光装置５０は、サファイア、ＳｉＣ、又はＧａＮの基板５１を有する。異種基板上に単一結晶ＩＩＩ−Ｖ窒化物層の核生成をするのが困難なことにより、多くの場合低温バッファ層５２が基板５１上に堆積される。バッファ層５２はＧａＮ又はＡｌＮのような材料からなる。
【００２４】
高伝導率、ｎ−型ＩＩＩ−Ｖ窒化物層がバッファ層５２上に堆積される。この窒化層はドープＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、又はＡｌＧａＩｎＮで作られる。ここでは窒化物層５３で示される窒化物層には１つのドーパント種が使用され、窒化物層５４で示される窒化物層には別のドーパント種が使用される。好ましい実施形態では、ドーパントはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎ及びＯの組合せである。窒化物層５３がＳｉでドーピングされ、窒化物層５４がＧｅでドーピングされる場合、窒化物層５４を接触層とすることができる。
【００２５】
活性層５５が窒化物層５３及び５４上に堆積される。活性層５５はＳＱＷ又はＭＱＷ構造を有することができる。通常この層はＩｎＧａＮ又はＡｌＩｎＧａＮを含むＩｎＮである。
高伝導ｐ−型、ＩＩＩ−Ｖ窒化物層５６は活性層５５上に堆積される。ｐ−型窒化物層５６はｐ−型ドーパントが使用されている以外はｎ−型窒化物層５３及び５４と同一である。
被覆及び／又は接触層のような最終装置層５７を、ｐ−型窒化物層５６の上部に堆積させることができる。最終装置層５７は発光装置５０で要求される別の層である。
【００２６】
過去にはＳｉがその好ましい特性のために、ｎ−型、ＩＩＩ−Ｖ窒化物層のドナーとして選定されてきた。しかしながら、Ｓｉによるドーピングでは、Ｓｉが混入すると格子定数の差及び基板との熱膨張率の差により、異エピタキシャル生成ＧａＮに割れが発生するという事実のために、達成可能なｎ−型ＩＩＩ−Ｖ窒化物層の伝導率が限定される。割れの問題は、Ｓｉドナーのイオン半径がＧａ上位原子に比べて小さい結果である可能性がある。Ｓｉのイオン半径は０．４１オングストロームで、一方Ｇａのイオン半径は０．６２オングストロームである。
例えば、ｃ−平面サファイア上で成長するためには、ＳｉドーピングによってＳｉドーピング濃度が高くなるためにｃ−軸方向の圧縮歪みの増加を引き起こすことが確認されている。その結果、ＧａＮの底部平面がより引張り歪みの大きい状態におかれる。２つの可能性のあるドナー不純物、ＩＩＩ−Ｖ窒化物材料のためのＧｅ及びＳｎは、Ｓｉより大きなイオン半径を有しＧａのイオン半径にかなり近い。Ｇｅのイオン半径は０．５３オングストロームで、Ｓｎのイオン半径は０．７１オングストロームである。
【００２７】
更に、Ｓｉと同様にＧｅ及びＳｎドーピング源は両方ともゲルマニウム水素化物（ＧｅＨ4）及び錫水素化物（ＳｎＨ4）として、通常のＭＯＣＶＤ処理と共にガス状で容易に使用できる。そしてＧａＮ（ＧｅGa）中のＧｅ及びＧａＮ（ＳｎGa）中のＳｎはＧａＮ（ＳｉGa）中のシリコンと同様であることが期待される。そのためこれらのイオンが理想的なドーパントとなる。
図１に示した構成と関連して、窒化物層１３はＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎ又はＯにより単独で又は組合せによりドーピングできる。ＳｉドープＧａＮとは異なり、強くＧｅドープされたＧａＮは厚さが〜１ミクロンを超えて成長した場合でも割れが発生しないだろう。更に〜１０19ｃｍ-3から〜１０20ｃｍ-3までの範囲のＧｅドーピングレベルの窒化物層１３は通常種々の金属とオーム接触をし、従って良好な接触層を作る。そのような濃度のドーピングは、前述のＮａｋａｍｕｒａその他の文献のように達成不可能と考えられていた。
【００２８】
又図１に関し、窒化物層１３はＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、及びＯの組合せを使用して協働ドーピングをすることが可能である。異なるドナー種を同時に導入することによって、異エピタキシャル成長ＩＩＩ−Ｖ窒化物の格子不整合基板上での構造的整合性が安定する。例えば、ＳｉとＧｅ、ＳｉとＳｎ、及びＧｅとＳｎの組合せを使用することにより引張り歪みを減らすことが可能である。更に、Ｏを使うことは、それがＮ−格子サイトを占有するので非常に望ましい。従って、Ｇａ格子サイトを占有するＳｉ、Ｇｅ、又はＳｎとのサイト競合がなく、高いドーピングレベルを実現できる。高いドーピングレベルによって、著しく高い伝導率を実現することが可能となる。Ｓｉ／Ｇｅ、Ｓｉ／Ｓｎ、及びＧｅ／Ｓｎの協働ドーパントを使用することにより、格子を安定させ割れを防ぐことが可能となる。ドーパントの種類とその割合はＧａＮ、ＩｎＧａＮ、及びＡｌＧａＮの成長に関して別々に選択され、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、又はＡｌＩｎＧａＮの過度な成長のために望ましい歪みの状態に調整する。
【００２９】
図２に関連して、発光装置２０は、Ｇｅに関するドーピング効率がＳｉに関する効率よりオーダーの大きさで低いと前述のＮａｋａｍｕｒａ他が報告した問題に対する解決である。この問題を回避するために、Ｓｉ層がＧｅドープ層の間にサンドイッチされ、そのためＳｉドープ層の合計厚さが所定のドーピングレベルにおいて割れに関する臨界厚さを超えない。従って、Ｓｉドープ層２４、２６、及び２８は比較的薄くなる。Ｇｅドープ層２３、２５、２７、及び２９は同じ濃度にドーピングできるが、十分に厚くでき所望の高伝導率が得られる。
【００３０】
再度図１を参照すると、窒化物層１３の別々のドーパントは単一のドーパント濃度か又はバッファ層１２から窒化物層１３に対して徐々に変化するドーパント濃度とすることができる。また、窒化物層１３に対して、バッファ層１２において１つのドーパントで始まり、１つのドーパントの濃度を徐々に減少させ第２のドーパントの濃度を徐々に増加させるのが実用的である。
例えば、ＩｎＧａＮ又はＡｌＧａＮ活性層１４の結果として生じる過剰成長に関する歪みの段階的調整は、特定のドーパントを選定しその相対濃度を選別することによって可能になるだろう。ＩｎＧａＮ及びＡｌＧａＮの平面内格子パラメータはそれぞれ、ＧａＮの格子パラメータよりも大きく、そして小さい。
【００３１】
結果として、２つの別々のドナー種によってＧａＮ窒化物層１３を協働してドーピングし、ＩｎＧａＮ活性層１４のインターフェースに向って平面内格子定数を増加させるドナー種の濃度を増加させることによって、ＩｎＧａＮの過剰成長に関する格子を調整する。例えば、Ｓｉ及びＧｅによる協働ドーピングと、ＩｎＧａＮインターフェースに向ってＳｉ濃度を増加させることである。
【００３２】
一方では、ＧａＮ窒化物層１３のためのドナードーパントの別の対を選定し、ＡｌＧａＮ活性層１４のインターフェースに向って平面内格子定数を減少させるドナーの濃度を増加させることは、表面発光レーザにおけるミラースタックの増加のために要求されるような厚いＡｌＧａＮ層の過剰成長にとって有益であり、例えばＳｉ及びＧｅによる協働ドーピングとＡｌＧａＮインターフェースに向ってＧｅ濃度を増加させることである。
【００３３】
図３に関連して、ちょうど前述したことと同じ結果が、分離ドープ層の導入によって実現することができる。例えば、ＧａＮの窒化物層５３がＧｅによってドーピングできる。これにより高いドーピングが実現でき、その層は厚くなるであろう。ＧｅドープＧａＮ層の上部には、ｃ−平面の格子パラメータを増加させ従ってＩｎＧａＮが高いＩｎＮ構成によって成長するようになる、Ｓｉのような別のドナー種を使用して大幅にドーピングされた窒化物層５４が成長する。ＩｎＧａＮ活性領域中のＩｎＮ構成が高いと、より長い波長の発光を得ることができる。また、底部平面において引張り歪みが高いと、ＩｎＧａＮインターフェースにおいて圧電シートチャージが減少するであろう。
【００３４】
その代わりに、窒化物層５３はＧａＮを含むことになり、Ｓｉ及びＧｅドープＧａＮの窒化物層５４が〜１０20ｃｍ-3のドーピング濃度で上部に成長することになるだろう。この高いＧｅドープ窒化物層５４は、厚みが十分に厚い接触層となって、そのために例えばエッチング深さが変化したとしても、エッチングによって容易に到達するであろう。次いで活性層５５がこの接触層の上部に成長する。
【００３５】
本発明は特定の最良の形態について説明してきたが、同業者には前述の説明に照らして多くの代替、修正、変更が明白であることは理解できよう。例えば、その構成は、Ｍｇ、Ｂｅ、Ｚｎ、又はＣｄがドーパントである半導体装置における高度にドーピングされたｐ−層にもさらに適用が可能である。従って、特許請求の範囲の精神と範囲内に含まれる、そのような代替、修正、及び変更はすべて本発明に含まれることを意図している。ここで説明された又は添付図面に示されたことはすべて例示であって、本発明をそれに限定するものではないと解釈すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明のドープＩＩＩ−Ｖ窒化物層を組み込んだ発光装置である。
【図２】
本発明のドープ超格子を有する発光装置である。
【図３】
本発明の歪強化ドープを組み込んだ発光装置である。
【符号の説明】
１０、２０、５０  発光装置
１１、２１、５１  任意選択基板
１２、２２、５２  低温バッファ層
１３、２３、２５、２７、２９、５３、５４  窒化物層
１４、３０、５５  活性層
１５、３１、５６  ＩＩＩ−Ｖ窒化物層
１６、５７  最終装置層
３２  ｎ−型窒化物層
【図１】
0005346146.tif 000002
【図２】
0005346146.tif 000003
【図３】
0005346146.tif 000004