(57)【要約】【課題】  窒化ガリウム系化合物半導体と格子整合性の高い二硼化物単結晶からなる、化学式ＸＢ２（ＸはＴｉ，Ｚｒの少なくとも１種を含む）で表される基板表面の窒化を抑制し、基板表面からのＸ元素，Ｂ元素の抜けによる表面荒れを抑制して、成長初期から２次元の層状成長を実現し、反位領域境界や積層欠陥を低減した平坦性に優れた低転位の窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法を提供すること。【解決手段】  化学式ＸＢ２で表される基板１０の一主面に、Ｇａ，Ａｌ，Ｉｎの少なくとも１種を含む３族元素原料を供給して金属層１１を堆積する工程１、窒素源を供給し金属層１１を窒化する工程２、基板１０の一主面に化学式Ｇａ１−ｘ−ｙＩｎｙＡｌｘＮ（０≦ｘ＋ｙ≦１、ｘ≧０、ｙ≧０）で表される窒化ガリウム系化合物半導体１３を堆積する工程３を具備し、工程１での基板１０の温度が工程２及び３での基板１０の温度より低い。【選択図】  図１
2007201151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜装置内に設置された、化学式ＸＢ２（但し、ＸはＺｒ，Ｔｉ，Ｍｇ，Ａｌ及びＨｆのうちの少なくとも１種を含む）で表される二硼化物単結晶からなる基板の一主面に、Ｇａ，Ａｌ，Ｉｎのうち少なくとも１種を含む３族元素原料を供給して金属層を堆積させる工程（１）と、前記成膜装置内に窒素源を供給して前記金属層を窒化させる工程（２）と、前記基板の一主面に化学式Ｇａ１−ｘ−ｙＩｎｙＡｌｘＮ（ただし、０≦ｘ＋ｙ≦１、ｘ≧０、ｙ≧０とする）で表される窒化ガリウム系化合物半導体を堆積させる工程（３）とを具備しており、前記工程（１）における前記基板の温度が前記工程（２）及び前記工程（３）における前記基板の温度より低いことを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法。
【請求項２】
前記工程（１）における前記基板の温度を前記金属層の融点以下とすることを特徴とする請求項１記載の窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法に関するものであり、特に結晶欠陥を低減した平坦性に優れた高品質の窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
窒化ガリウム（ＧａＮ），窒化インジウム（ＩｎＮ），窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の窒化ガリウム系化合物半導体は、直接遷移型の化合物半導体であり、また広いバンドギャップを持つため、青色光、青紫色光または紫色光の発光ダイオードやレーザダイオードなどの発光素子、フォトディテクターや火炎センサーなどの受光素子として利用されている。
【０００３】
また、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Field Effect Transistor），ＭＥＳＦＥＴ（Metal-Semiconductor  ＦＥＴ），ＭＩＳＦＥＴ（Metal-Insulator-Semiconductor  ＦＥＴ），高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ：high electron mobility transistor）などの電子素子では、窒化ガリウム系化合物半導体はＧａＡｓに近いキャリア輸送特性を有し、ワイドバンドギャップを持ち破壊電界が高いことから、高周波及び高出力トランジスタの材料として有望視されている。
【０００４】
特に、近年では青色光発光素子、紫色光発光素子、紫外光発光素子などの窒化ガリウム系化合物半導体からなる発光素子からの発光を受け、光を発する蛍光体及び燐光体を設けた照明装置の製品開発が進んでいる。このような照明装置では、蛍光体及び燐光体の発光効率を向上させることと、発光素子の発光効率を向上させることが重要課題となっている。
【０００５】
発光素子の発光効率を向上させるには、内部量子効率を向上させることが重要であり、そのためには非発光再結合中心となる結晶欠陥を低減した窒化ガリウム系化合物半導体を成長させる必要がある。
【０００６】
窒化ガリウム系化合物半導体の結晶成長には、窒化ガリウム系化合物半導体と格子整合する良質な基板が実現していないため、サファイア基板や窒化珪素（６Ｈ−ＳｉＣ）基板等の、異種材料（窒化ガリウム系化合物半導体との格子整合性、熱膨張係数の整合性が良好とはいえない材料）の単結晶基板を用いている。因みに、サファイア基板とＧａＮでは格子不整合が１３．８％、熱膨張係数差が３．２×１０−６／Ｋであり、６Ｈ−ＳｉＣ基板とＧａＮでは格子不整合が３．４％、熱膨張係数差が１．７×１０−６／Ｋである。
【０００７】
これら格子不整合の大きい基板を用いた窒化ガリウム系化合物半導体のエピタキシャル成長においては、歪み緩衝層（バッファ層）を基板と窒化ガリウム系化合物半導体との間に挿入する構成が用いられている。具体的には、サファイア基板上に窒化ガリウム系化合物半導体層（ＧａＮ層）を成長させる場合、低温（４００〜５００℃）でＡｌＮまたはＧａＮからなるバッファ層を成長させた後に、ＧａＮ層を成長させる方法が採られている。
【０００８】
この場合、サファイア基板上に低温堆積させたＡｌＮまたはＧａＮからなるバッファ層はほとんどアモルファスで堆積する。その後、昇温過程において結晶化し、柱状組織を形成する。次に、柱状組織が形成されたバッファ層上に、ＧａＮ層が隣接する柱状構造を埋め込むようにして成長し、平坦なＧａＮ層が成長する。従って、上記ＧａＮ層の成長過程では、初期成長は３次元の島状成長から始まり、最終的に２次元の層状成長になる。そのため、砒化ガリウム（ＧａＡｓ）基板上にＧａＡｓ層を成長するようなホモエピタキシ成長にみられる２次元の層状成長の過程に比べて、Ｇａ元素とＮ元素の積層順序が反転した反位領域境界（inversion domain boundary）、微結晶と微結晶が横方向成長して合体する際に発生すると考えられる欠陥が多く発生する。サファイア基板上へのＧａＮ層成長の場合、ＧａＮ層中には、密度１×１０８〜１×１０１０ｃｍ−２の転位が生じる。
【０００９】
なお、反位領域境界とは、ＧａＮのように結晶構造に対称中心を持たない系では、Ｇａ原子とN原子の位置を入れ替えた構造では、元の構造と極性が異なる。このような極性を異にする領域が隣り合って生成した場合の境界であり、この境界は一種の面欠陥である。
【００１０】
近年、窒化ガリウム系化合物半導体成長用の基板の候補として、結晶構造が六方晶系からなる、化学式ＸＢ２（但し、ＸはＺｒ，Ｔｉ，Ｍｇ，Ａｌ及びＨｆのうちの少なくとも１種を含む）で表される導電性の二硼化物単結晶基板が注目を集めている。二硼化物単結晶基板は、例えばＺｒＢ２の格子定数ａ＝３．１７０Åは、ウルツァイト構造のＧａＮの格子定数ａ＝３．１８９Åとの格子不整合が０．５７％であり、熱膨張係数の差も２．７×１０−６／Ｋであり、ＧａＮ層と極めて整合性の高い基板である。
【特許文献１】特開平２−４２７７０号公報
【特許文献２】特開平２−２５７６７９号公報
【特許文献３】特開平６−１９６７５７号公報
【特許文献４】特開平６−２６８２５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来、窒化ガリウム系化合物半導体を成長させる際には、基板と窒化ガリウム系化合物半導体のエピタキシャル層との間の格子不整合を緩和する目的で、上記のような低温堆積層に代表される歪み緩衝層（バッファ層）を挿入する技術が用いられている。この歪み緩衝層の挿入によって、窒化ガリウム系化合物半導体層と大きな格子不整合性を有する基板であっても、デバイス応用が可能な窒化ガリウム系化合物半導体層の成長が可能になったが、照明装置への応用を目的とした高発光効率の発光素子の実現を考えた場合、窒化ガリウム系化合物半導体層の結晶品質は決して十分なものとは言えない。
【００１２】
発光素子の発光効率の向上にとっては、窒化ガリウム系化合物半導体層の非発光再結合中心となる欠陥の密度低減が必須となるが、この点で化学式ＸＢ２（ただし、ＸはＴｉ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｈｆ及びＺｒのうち少なくとも１種を含む。）で表される二硼化物単結晶から成る基板、特にＺｒＢ２基板は、窒化ガリウム（ＧａＮ）との格子不整合が０．６％と小さいことから、ホモエピタキシャル成長と同様に、成長の初期からレイヤー・バイ・レイヤーモードの実現が期待されている。
【００１３】
なお、レイヤー・バイ・レイヤーモードとは、例えばＧａＮ層を成長させる際に、原子レベルの厚みのＧａ層またはＮ層が形成され、そのＧａ層またはＮ層上に原子レベルの厚みのＮ層またはＧａ層が形成され、原子が一層ずつ配列されて成長する態様のことをいう。
【００１４】
しかしながら、例えば二硼化物単結晶基板は、（０００１）面方向においては構成元素のＸ元素及びＢ元素が交互に現れる構造を呈している。そして、二硼化物単結晶基板に対して、窒化ガリウム系化合物半導体が成長する８００℃以上の高温で長時間の熱処理を施すと、二硼化物単結晶基板の表面から構成元素のＸ元素及びＢ元素が離脱し、二硼化物単結晶基板の表面がＸ元素及びＢ元素のいずれか一方の原子で被覆されているステップ状の表面ではなくなる。そのため、成長初期からレイヤー・バイ・レイヤーモードでの成長が実現できなくなる。
【００１５】
そこで、二硼化物単結晶基板の表面を一旦Ｎ層で覆ってレイヤー・バイ・レイヤーモードでの成長を容易化するために、窒化ガリウム系化合物半導体層を成長させる際に、窒化ガリウム系化合物半導体層の成長前に雰囲気中に窒素源であるアンモニアガスを供給することにより、二硼化物単結晶基板の表面の窒化を進行させ、二硼化物単結晶基板の表面にＸ１−ｕＢｕＮ（ただし０≦ｕ≦１）層を形成させることもできる。しかしながら、この場合、Ｘ１−ｕＢｕＮは立方晶系であるため、六方晶系からなる二硼化物単結晶基板と窒化ガリウム系化合物半導体との高い格子整合性を有効に利用することができないとう問題点がある。
【００１６】
従って、本発明は上記従来の技術における問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、窒化ガリウム系化合物半導体と格子整合性の高い、化学式ＸＢ２（但し、ＸはＺｒ，Ｔｉ，Ｍｇ，Ａｌ及びＨｆのうちの少なくとも１種を含む。）で表される二硼化物単結晶基板の表面の窒化を抑制し、また二硼化物単結晶基板の表面からのＸ元素及びＢ元素の抜けによる表面荒れを抑制し、成長初期から２次元の層状成長を実現し、積層欠陥を低減した平坦性に優れた高品質、低転位の窒化ガリウム系化合物半導体の成長が可能な窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法は、成膜装置内に設置された、化学式ＸＢ２（但し、ＸはＺｒ，Ｔｉ，Ｍｇ，Ａｌ及びＨｆのうちの少なくとも１種を含む。）で表される二硼化物単結晶からなる基板の一主面に、Ｇａ，Ａｌ，Ｉｎのうち少なくとも１種を含む３族元素原料を供給して金属層を堆積させる工程（１）と、前記成膜装置内に窒素源を供給して前記金属層を窒化させる工程（２）と、前記基板の一主面に化学式Ｇａ１−ｘ−ｙＩｎｙＡｌｘＮ（ただし、０≦ｘ＋ｙ≦１、ｘ≧０、ｙ≧０とする）で表される窒化ガリウム系化合物半導体を堆積させる工程（３）とを具備しており、前記工程（１）における前記基板の温度が前記工程（２）及び前記工程（３）における前記基板の温度より低いことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法は、前記工程（１）における前記基板の温度を前記金属層の融点以下とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法は、成膜装置内に設置された、化学式ＸＢ２（ただし、ＸはＴｉ及びＺｒのうち少なくとも１種を含む。）で表される二硼化物単結晶からなる基板の一主面に、Ｇａ，Ａｌ，Ｉｎのうち少なくとも１種を含む３族元素原料を供給して金属層を堆積させる工程（１）と、成膜装置内に窒素源を供給して金属層を窒化させる工程（２）と、基板の一主面に化学式Ｇａ１−ｘ−ｙＩｎｙＡｌｘＮ（ただし、０≦ｘ＋ｙ≦１、ｘ≧０、ｙ≧０とする）で表される窒化ガリウム系化合物半導体を堆積させる工程（３）とを具備しており、工程（１）における基板の温度が工程（２）及び工程（３）における基板の温度より低いことから、工程（１）において３族原料からなる金属層によって基板の一主面（窒化ガリウム系化合物半導体の成長面）を被覆し、その結果、その後の工程（２）において窒素源を供給しても、基板表面にＸ元素及びＢ元素が露出していないため、窒化が進行してＸ１−ｕＢｕＮ（ただし０≦ｕ≦１）層が形成されることはない。また、工程（１）における基板の温度が工程（２）及び工程（３）における基板の温度より低いことから、基板の表面から構成元素のＸ元素及びＢ元素が表面から離脱することがなく、基板の表面がＸ元素及びＢ元素のいずれか一方の原子で被覆されている清浄なステップ状の表面状態となるため、３族原料からなる金属層を容易に堆積させることができ、窒化ガリウム系化合物半導体の成長初期からレイヤー・バイ・レイヤーモードでの成長が実現できる。
【００２０】
また、本発明の窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法は好ましくは、工程（１）における基板温度を金属層の融点以下とするものであるが、この場合以下のような作用効果を奏する。金属層の融点を超える基板温度で３族原料を供給すると、溶融した金属自身の表面張力で金属層が粒状になり、基板表面に離散的に金属粒子が局在することになる。このように離散的に金属粒子が局在すると、基板の一主面全体が金属層で被覆されていない状態になり、基板の一主面が部分的に露出した状態となり、基板の一主面において構成元素のＸ元素及びＢ元素が表面のところどころで離脱する。また、工程（２）で窒素源を供給することにより、部分的に露出した基板の一主面の窒化が進行し、Ｘ１−ｕＢｕＮ（ただし、０≦ｕ≦１）層が基板の一主面のところどころに形成される。従って、工程（１）における基板温度が金属層の融点以下であることにより、基板の一主面にＸ１−ｕＢｕＮ（ただし、０≦ｕ≦１）層がところどころに形成されることがなく、また、Ｘ元素及びＢ元素を基板表面から離脱させることなく、基板表面を清浄なステップ状の表面状態（原子レベルのステップ（階段状部）が形成された表面状態）として、成長初期からレイヤー・バイ・レイヤーモードでの成長を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２２】
本発明の製造方法の一例として、有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）による製造工程を示す模式図を図１（ａ）〜（ｃ）に示す。また、製造工程における時間と基板温度、時間のタイミングを図２に示す。
【００２３】
本発明の窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法は、成膜装置内に設置された、化学式ＸＢ２（ただし、ＸはＴｉ及びＺｒのうち少なくとも１種を含む。）で表される二硼化物単結晶からなる基板１０の一主面に、Ｇａ，Ａｌ，Ｉｎのうち少なくとも１種を含む３族元素原料を供給して金属層１１を堆積させる工程（１）と、成膜装置内に窒素源を供給して金属層１１を窒化させる工程（２）と、基板１０の一主面に化学式Ｇａ１−ｘ−ｙＩｎｙＡｌｘＮ（ただし、０≦ｘ＋ｙ≦１、ｘ≧０、ｙ≧０とする）で表される窒化ガリウム系化合物半導体１３を堆積させる工程（３）とを具備しており、工程（１）における基板１０の温度が工程（２）及び工程（３）における基板１０の温度より低い、という構成である。
【００２４】
本発明の成膜装置としては、上記のＭＯＶＰＥ装置の他に、分子線エピタキシャル（ＭＢＥ）装置、ガスソース分子線エピタキシャル（ガスソースＭＢＥ）装置、有機金属分子線エピタキシャル（ＭＯＭＢＥ）装置を用いてもよい。
【００２５】
本発明の基板１０として、二硼化物単結晶、例えばＺｒＢ２単結晶からなる基板１０を用い、その（０００１）面を窒化ガリウム系化合物半導体１３の成長面としてＭＯＶＰＥ装置内にセットする。そして、基板１０を４００〜７００℃、例えば５５０℃まで昇温し、基板１０表面の自然酸化膜の除去を行う。
【００２６】
その後、温度（５５０℃）を保った状態でＧａ，Ａｌ，Ｉｎの１種あるいは複数種の有機金属化合物原料からなる３族原料、例えばトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）を供給し、基板１０の一主面（成長面）に、図１（ａ）に示した金属層１１を、１０〜３０秒程度堆積させる。
【００２７】
このとき、ＴＭＡとＴＭＧの供給比を調整することにより、堆積させる金属層１１の融点を基板１０の温度（５５０℃）よりも高くすることができる。基板１０の温度が５５０℃である場合、ＴＭＡとＴＭＧの供給比を２：８〜３：７（気相モル比）とすることにより、金属層１１の融点を４００〜５００℃程度にすることができる。そしてこの場合、金属層１１が表面張力で粒状になることを防止し、基板１０表面が部分的に露出することを防止することができる。
【００２８】
この金属層１１は、具体的にはＧａ層、Ａｌ層、Ｇａ1-ｘＡｌｘ層（ただし、０≦ｘ≦１、ｘ≧０）等である。また、金属層１１の厚みは、３〜５０Å程度がよく、３Å未満では１原子層の厚さに満たなく、５０Åを超えると窒化ガリウム系化合物の数分子層に相当し、その後の金属層１１を窒化させることが難しくなる。
【００２９】
次に、３族原料であるＴＭＡとＴＭＧの供給を休止し、基板１０温度を８００〜１１００℃、例えば１１００℃に昇温して、窒素源としてアンモニアを１０〜６０秒程度供給する。そして、図１（ｂ）に示すように、金属層１１を窒化することにより、窒化ガリウム系化合物半導体の層１２を形成する。即ち、金属層１１を窒化することにより、窒化ガリウム系化合物半導体の層１２に変質させるのである。
【００３０】
そしてこの場合、基板１０の一主面に金属層１１を堆積して被覆しているため、昇温過程において基板１０からＺｒ原子やＢ原子の離脱を防止し、表面を荒らすことなく清浄なステップ状の表面状態を維持できる。また、基板１０表面を窒素源であるアンモニアの雰囲気に直接曝すことがないため、基板１０表面の窒化を防止し、基板１０表面に立方晶系のＺｒ１−ｕＢｕＮ（ただし０≦ｕ≦１）層が形成されることを防止することができる。
【００３１】
その後、３族原料であるＴＭＡ，ＴＭＧと窒素源であるアンモニアを同時に供給して、図１（ｃ）に示すように窒化ガリウム系化合物半導体層１３を所望の膜厚まで堆積させる。
【００３２】
窒化ガリウム系化合物半導体１３は、化学式Ｇａ１−ｘ−ｙＩｎｙＡｌｘＮ（ただし、０≦ｘ＋ｙ≦１、ｘ≧０、ｙ≧０とする）で表されるものであるが、具体的には、例えばＡｌ０．２４Ｇａ０．７６Ｎ（ｘ＝０．２４，ｙ＝０）という組成のものである。特に、このようなＡｌを含む窒化ガリウム系化合物半導体１３は、二硼化物単結晶（例えばＺｒＢ２単結晶）基板と良好な格子整合性を得ることができる。
【００３３】
そして、３族原料の供給の停止と同時に、基板１０温度を降温する。このとき、窒化ガリウム系化合物半導体１３表面からの窒素の離脱を防止するため、アンモニアの供給は４００℃以下で停止する。
【００３４】
本発明の窒化ガリウム系化合物半導体１３が発光素子を構成するものである場合、その窒化ガリウム系化合物半導体１３の構成は以下のようになる。
【００３５】
即ち、例えば窒化ガリウム系化合物半導体１３は、化学式Ｇａ１−ｘ１−ｙ１Ｉｎｙ１Ａｌｘ１Ｎ（ただし、０＜ｘ１＋ｙ１＜１、ｘ１＞０、ｙ１≧０とする。）で表される窒化ガリウム系化合物半導体から成る第１導電型半導体層と、化学式Ｇａ１−ｘ２−ｙ２Ｉｎｙ２Ａｌｘ２Ｎ（ただし、０＜ｘ２＋ｙ２＜１、ｘ２＞０、ｙ２≧０とする。）で表される窒化ガリウム系化合物半導体から成る第２導電型半導体層との間に、化学式Ｇａ１−ｘ３−ｙ３Ｉｎｙ３Ａｌｘ３Ｎ（ただし、０＜ｘ３＋ｙ３＜１、ｘ３＞０、ｙ３≧０とする。）で表される窒化ガリウム系化合物半導体から成る発光層が挟まれて接合されている構成（ただし、（ｘ１，ｘ２）＞（ｘ３，ｙ１，ｙ２）≦ｙ３とする。）である。
【００３６】
また、例えば第１導電型半導体層及び第２導電型半導体層は、それぞれｐ型半導体層及びｎ型半導体層である。窒化ガリウム系化合物半導体をｐ型半導体とするには、元素周期律表において２族の元素であるマグネシウム（Ｍｇ）等をドーパントとして、窒化ガリウム系化合物半導体に混入させればよい。また、窒化ガリウム系化合物半導体をｎ型半導体とするには、元素周期律表において４族の元素であるシリコン（Ｓｉ）等をドーパントとして窒化ガリウム系化合物半導体に混入させればよい。
【００３７】
また、第１導電型半導体層及び第２導電型半導体層は、両方ともアルミニウム（Ａｌ）を含む窒化ガリウム系化合物半導体から成るものとし、いずれも発光層に含まれるアルミニウムよりもその含有量を多くする。このようにすると、第１及び第２導電型半導体層の禁制帯幅が両方とも発光層の禁制帯幅よりも大きくなるので、発光層に電子と正孔とを閉じ込めて、これら電子と正孔を効率良く再結合させて強い発光強度で発光させることができる。
【００３８】
また、第１及び第２導電型半導体層は、アルミニウムを含んだ窒化ガリウム系化合物半導体からなることにより、第１及び第２導電型半導体層における禁制帯幅が比較的大きくなり、第１及び第２導電型半導体層における紫外光等の短波長側の光の吸収を小さくすることができる。
【００３９】
なお、第１導電型半導体層及び第２導電型半導体層はそれぞれｎ型半導体層及びｐ型半導体層としても構わない。
【００４０】
また、発光層を成す窒化ガリウム系化合物半導体の組成は、所望の発光波長が得られる適当なものに設定すればよい。例えば、発光層を、アルミニウムもインジウムも含まないＧａＮからなるものとすれば、禁制帯幅は約３．４エレクトロンボルト（ｅＶ）となり、約３６５ナノメートル（ｎｍ）の発光波長である紫外光によって発光層を発光させることができる。また、これよりも発光波長を短波長とする場合、発光層は、禁制帯幅を大きくする元素であるアルミニウムを発光波長に応じて設定される量だけ含ませた窒化ガリウム系化合物半導体から成るものとすればよい。
【００４１】
また、発光層に禁制帯幅を小さくする元素であるインジウム（Ｉｎ）を含有させてもよく、所望の発光波長となるようにアルミニウムをより多く含有させる等して、アルミニウム，インジウム及びガリウムの組成比を適宜設定すればよい。また、発光層は、禁制帯幅の広い障壁層と禁制帯幅の狭い井戸層とから成る量子井戸構造が複数回繰り返し規則的に積層された超格子である多層量子井戸構造（ＭＱＷ：Multi Quantum Well）としてもよい。
【００４２】
このような発光素子は次のように動作する。即ち、窒化ガリウム系化合物半導体１３にバイアス電流を流して、発光層で波長３５０〜４００ｎｍ程度の紫外光〜近紫外光を発生させ、発光素子の外側にその紫外光〜近紫外光を取り出すように動作する。
【００４３】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内での種々の変更や改良等を施すことはなんら差し支えない。
【００４４】
例えば、結晶成長方法はＭＯＶＰＥ法としたが、これに代えて分子線エピタキシャル（ＭＢＥ）法、ガスソース分子線エピタキシャル（ガスソースＭＢＥ）法、もしくは有機金属分子線エピタキシャル（ＭＯＭＢＥ）法でもよい。
【００４５】
また、３族原料として有機金属化合物を用いたが、セル中で加熱した金属蒸気でもよい。
【００４６】
かくして、本発明によれば、窒化ガリウム系化合物半導体と格子整合性の高い二硼化物単結晶からなる基板の表面の窒化を抑制し、また基板表面からのＸ元素及びＢ元素抜けによる表面荒れを抑制し、窒化ガリウム系化合物半導体の成長初期から２次元の層状成長を実現し、積層欠陥を低減した平坦性に優れた高品質、低転位の窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法について実施の形態の一例を示し、基板及び窒化ガリウム系化合物半導体の成長工程ごとの模式的な断面図である。
【図２】本発明の窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法について実施の形態の一例を示し、成長工程における温度シーケンス及び原料供給シーケンスをそれぞれ示すグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
１０：基板
１１：金属層
１２：窒化した金属層（窒化ガリウム系化合物半導体層）
１３：窒化ガリウム系化合物半導体
【図１】
2007201151.tif 000003
【図２】
2007201151.tif 000004