(57)【要約】【課題】  厚みの薄いｎ型半導体層を備え、発光性に優れた窒化物半導体素子を提供する。  【解決手段】本発明に係る窒化物半導体素子は、少なくともｎ電極、ｎ型半導体層、活性層、ｐ型半導体層を順に備える窒化物半導体素子であって、ｎ型半導体層は、電子濃度が、５×１０16ｃｍ-3以上、５×１０18ｃｍ-3以下のｎ型不純物ドープＧａＮからなるｎ型ＧａＮコンタクト層と、ｎ型ＧａＮコンタクト層の一方の主面上に設けられたｎ電極と、ｎ型ＧａＮコンタクト層の他方の主面上に設けられ、該ｎ型ＧａＮコンタクト層との界面に電子を蓄積する電子蓄積層を発生させるＡｌxＧａ1-xＮ（０＜ｘ＜１）又はInxＧａ1-xＮ（０＜ｘ＜１）の少なくともいずれか一方からなる発生層とを備える。【選択図】  図1
2007214384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともｎ電極、ｎ型半導体層、活性層、ｐ型半導体層を順に備える窒化物半導体素子であって、
前記ｎ型半導体層は、電子濃度が、５×１０16ｃｍ-3以上、５×１０18ｃｍ-3以下のｎ型不純物ドープＧａＮからなるｎ型ＧａＮコンタクト層と、
前記ｎ型ＧａＮコンタクト層の一方の主面上に設けられた前記ｎ電極と、
前記ｎ型ＧａＮコンタクト層の他方の主面上に設けられ、該ｎ型ＧａＮコンタクト層との界面に電子を蓄積する電子蓄積層を発生させるＡｌxＧａ1-xＮ（０＜ｘ＜１）、又は、InxＧａ1-xＮ（０＜ｘ＜１）の少なくともいずれかからなる発生層とを備えることを特徴とする窒化物半導体素子。
【請求項２】
前記発生層は、組成式の異なるＡｌxＧａ1-xＮ（０＜ｘ＜１）層及びＡｌyＧａ1-yＮ（０≦ｙ＜１、ｙ＜ｘ）層を交互に積層した超格子構造であり、
前記ＡｌxＧａ1-xＮ層及び前記ＡｌyＧａ1-yＮ層は、１層あたりの厚みが３０ｎｍ以下であ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。
【請求項３】
前記発生層は、ＩｎxＧａ1-xＮ（０＜ｘ＜１）層及びＡｌyＧａ1-yＮ（０＜ｙ＜１）層を交互に積層した超格子構造であり、
前記ＩｎxＧａ1-xＮ層及び前記ＡｌyＧａ1-yＮ層は、１層あたりの厚みが３０ｎｍ以下であ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。
【請求項４】
前記発生層は、組成式の異なるＩｎxＧａ1-xＮ（０＜ｘ＜１）層及びＩｎyＧａ1-yＮ（０≦ｙ＜１、ｙ＜ｘ）層を交互に積層した超格子構造であり、
前記ＩｎxＧａ1-xＮ層及び前記ＩｎyＧａ1-yＮ層は、１層あたりの厚みが３０ｎｍ以下であ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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくともｎ電極、ｎ型半導体層、活性層、ｐ型半導体層を順に備える窒化物半導体素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、窒化物半導体素子は、照明、バックライト等用の光源として用いられる青色ＬＥＤ(Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ)、白色照明用の光源として用いられる緑色ＬＥＤに利用されている。なお、白色照明は、赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤにより白色を形成する。
【０００３】
図１１に示すように、窒化物半導体素子は、基板６００上にｎ型半導体層、ＭＱＷ活性層６０５、ｐ型半導体層からなる窒化物半導体層が積層されている。基板５００を介して、窒化物半導体層へ電流を流す経路を確保するために、基板５００として、導電性を備える基板が望まれているが、導電性のある基板の価格は、導電性のない基板の価格と比べて高くなってしまうため、導電性のない基板に添加物がドープされることにより、基板に導電性を備えさせる試みが検討されている。
【０００４】
しかし、添加物がドープされる基板５００が用いられる場合、基板５００による光の吸収量が大きくなり、窒化物半導体素子の特性に影響を及ぼしてしまうため、一般的に、導電性がなく、添加物がドープされていない基板（例えば、サファイア基板等）が、基板５００として用いられている。
【０００５】
導電性がなく、添加物がドープされていない基板が、基板５００として用いられる場合、窒化物半導体素子は、基板５００の一方の主面側で、電流を流す経路を確保する必要がある。
【０００６】
具体的には、図１１に示すように、基板５００上に窒化物半導体層（ｎ型バッファ層５０１乃至ｐ型コンタクト層５０７）を積層した後、ｐ型コンタクト層５０７側からｎ型コンタクト層５０２が露出するまで窒化物半導体層の一部をエッチングする。次に、露出したｎ型コンタクト層５０２の主面上に、ｎ電極５１４を形成する。また、ｐ型コンタクト層５０７の主面上に、ｐ電極５０８を形成する。これにより、窒化物半導体素子は、基板５００を介さずに、ｎ電極５１４とｐ電極５０８との間に電流を流す経路を確保することができる。
【０００７】
しかしながら、図１２に示すように、従来用いられている窒化物半導体素子は、抵抗値が同じであれば短い距離を流れようとする電流の性質により、ｎ電極５１４とｐ電極５０８との間に電流を流した際に、ｐ電極５０８からｎ電極５１４に向かう直線Ｌ上に該当する部位に電流が集中し、窒化物半導体層の各層において、均等に電流が行き渡らないという問題点があった。
【０００８】
これにより、かかる窒化物半導体素子のＭＱＷ活性層５０５は、ＭＱＷ活性層５０５から均等に発光させることが難しくなるという問題点があった。
【０００９】
また、かかる窒化物半導体素子は、電流と同様に、ｐ電極５０８からｎ電極５１４に向かう直線Ｌ上に該当する部位に電圧が集中するため、該部位で静電破壊が起こりやすくなるという問題点があった。
【００１０】
また、かかる窒化物半導体素子は、基板５００の一方の主面側に、ｐ電極５０８とｎ電極５１４とが形成されているため、基板の一方の主面側にｎ電極が形成され、他方の主面側にｐ電極が形成されている窒化物半導体素子と比べてチップ面積が大きくなり、生産性が低下するという問題点があった。
【００１１】
そこで、かかる問題点を解決するために、基板上に窒化物半導体層を積層し、窒化物半導体層の一方の主面上にｐ電極を形成した後、かかる窒化物半導体層を基板から分離し、窒化物半導体層のｐ電極が形成された面と反対側の主面上にｎ電極を形成する対向電極型の窒化物半導体素子の製造方法が提案されている。
【００１２】
具体的には、サファイアからなる基板と、ＧａＮ系半導体からなる窒化物半導体層とを用いる対向電極型の窒化物半導体素子の場合、基板上に窒化物半導体層を積層し、窒化物半導体層の主面上に、ｐ電極を形成する。
【００１３】
次に、波長が３００ｎｍ以下程度のエキシマレーザ光を数１００ｍＪ/ｃｍ２の照射エネルギーで基板側から窒化物半導体層側に向けて照射し、基板と窒化物半導体層との界面付近の窒化物半導体層を熱分解させて、窒化物半導体層を基板から分離し、露出した窒化物半導体層の主面上に、ｎ電極を形成する。
【００１４】
これにより、対向電極型の窒化物半導体素子を得る窒化物半導体素子の製造方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１５】
かかる製造方法は、導電性のある基板を用いた場合と同様に、窒化物半導体層の一方の主面上にｐ電極と、他方の主面上にｎ電極とが形成されている対向電極型の窒化物半導体素子を得ることができ、光取り出し効率を向上した窒化物半導体素子を製造することができる。
【特許文献１】特開２００３−１６８８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、図１３に示すように、かかる製造方法により作製された窒化物半導体素子は、窒化物半導体層を基板から分離するため、ｎ電極６１４とＭＱＷ活性層６０５との間に、ｎ型コンタクト層６０２及びｎ型クラッド層６０４のみを備える。つまり、かかる窒化物半導体素子のｎ電極６１４からＭＱＷ活性層６０５までの距離は、数μｍしかなく、ｎ型コンタクト層６０２及びｎ型クラッド層６０４の幅と比較して、短くなる。
【００１７】
従って、かかるｎ型半導体層において、ｎ電極６１４から結晶成長方向に対して略水平方向に拡がりながら、ＭＱＷ活性層６０５までに至る距離と、ｎ電極６１４からＭＱＷ活性層６０５までの直線的な距離とに、大きな差が生じてしまう。
【００１８】
また、かかる窒化物半導体素子において、抵抗値が同じであれば短い距離を流れようとする電流の性質により、ｎ電極６１４とｐ電極６０８との間に電流を流した際に、電流が、ｎ電極６１４からＭＱＷ活性層６０５までに、結晶成長方向に対して略水平方向に一様に拡がらずに、直線的に流れやすくなるという問題点があった。
【００１９】
また、かかる窒化物半導体素子において、一様に拡がった電流が、ＭＱＷ活性層６０５まで流れにくいため、ＭＱＷ活性層６０５を均等に発光させることが難しくなるという問題点があった。
【００２０】
かかる問題点を解決するために、ｎ電極６１４の面積を大きくすることにより、電流が一様に拡がり、ＭＱＷ活性層６０５まで流れるようにする検討がされたが、ｎ電極６１４の面積を大きくすると、ｎ型コンタクト層６０２より放出される光を遮るため、窒化物半導体素子の光取り出し効率が低減するという問題点があった。
【００２１】
また、ｎ電極６１４とＭＱＷ活性層６０５との間のｎ型半導体層の各層の厚みを増加することにより、ｎ電極６１４からＭＱＷ活性層６０５までの距離を、電流が、一様に拡がりながら、ＭＱＷ活性層６０５まで流れるのに十分な距離にする検討がされたが、結晶成長する時間が長くなり、製造コストが増加するという問題点があった。また、窒化物半導体層を基板から分離する際に、窒化物半導体層を支持する支持基板から、基板までの距離が長くなることにより、窒化物半導体層にかかる応力が大きくなり、窒化物半導体層にダメージが生じるという問題点があった。
【００２２】
また、ｎ型不純物のドープ量を増加することにより、ｎ型半導体層の抵抗値を下げる検討がされたが、例えば、Ｓｉドープ量を増加することにより、ｎ型半導体層の結晶性が劣化し、該ｎ型半導体層の上に結晶成長するＭＱＷ活性層６０５の品質が劣化し、発光特性が劣化するという問題点があった。
【００２３】
そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、ｎ電極と活性層との間のｎ型半導体層の厚みを薄く抑えながら、発光性に優れた窒化物半導体素子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】
【００２４】
本発明に係る窒化物半導体素子の第１の特徴は、少なくともｎ電極、ｎ型半導体層、活性層、ｐ型半導体層を順に備える窒化物半導体素子であって、ｎ型半導体層は、電子濃度が、５×１０16ｃｍ-3以上、５×１０18ｃｍ-3以下のｎ型不純物ドープＧａＮからなるｎ型ＧａＮコンタクト層と、該ｎ型ＧａＮコンタクト層の一方の主面上に設けられたｎ電極と、該ｎ型ＧａＮコンタクト層の他方の主面上に設けられ、該ｎ型ＧａＮコンタクト層との界面に電子を蓄積する電子蓄積層を発生させるＡｌxＧａ1-xＮ（０＜ｘ＜１）、又は、InxＧａ1-xＮ（０＜ｘ＜１）の少なくともいずれかからなる発生層とを備えることを要旨とする。
【００２５】
かかる特徴によれば、電子濃度が、５×１０16ｃｍ-3以上、５×１０18ｃｍ-3以下のｎ型不純物ドープＧａＮからなるｎ型ＧａＮコンタクト層上に、ＡｌxＧａ1-xＮ（０＜ｘ＜１）、又は、InxＧａ1-xＮ（０＜ｘ＜１）の少なくともいずれかからなる発生層を備えることにより、ｎ電極とｐ電極との間に電流を流した際に、該ｎ型ＧａＮコンタクト層と、該発生層との界面に電子蓄積層を発生させることができる。かかる電子蓄積層は、該ｎ型ＧａＮコンタクト層と、該発生層との界面近傍に２次元的に電子を蓄積し、低抵抗であるため電流を流れやすくする。
【００２６】
これにより、かかる窒化物半導体素子において、ｎ電極とｐ電極との間に電流を流した際に、かかる電子蓄積層で、ｎ電極から流れた電流が拡散され結晶成長方向に対して、略水平方向に、速やかに電子蓄積層全体に拡がる。かかる電子蓄積層を経由して、該電子蓄積層に拡がった電流が、活性層に一様に流れるようになるため、活性層を均等に発光させることができる。従って、電子蓄積層で、電流を均等に拡散できるため、ｎ電極と活性層との間のｎ型半導体層の厚みを薄く抑えながら、発光性に優れた窒化物半導体素子を得ることができる。
【００２７】
本発明の第１の特徴において、発生層は、組成式の異なるＡｌxＧａ1-xＮ（０＜ｘ＜１）層及びＡｌyＧａ1-yＮ（０≦ｙ＜１、ｙ＜ｘ）層を交互に積層した超格子構造であり、ＡｌxＧａ1-xＮ層及びＡｌyＧａ1-yＮ層は、１層あたりの厚みが３０ｎｍ以下であってもよい。
【００２８】
また、発生層は、ＩｎxＧａ1-xＮ（０＜ｘ＜１）層及びＡｌyＧａ1-yＮ（０＜ｙ＜１）層を交互に積層した超格子構造であり、ＩｎxＧａ1-xＮ層及びＡｌyＧａ1-yＮ層は、１層あたりの厚みが３０ｎｍ以下であってもよい。
【００２９】
また、発生層は、組成式の異なるＩｎxＧａ1-xＮ（０＜ｘ＜１）層及びＩｎyＧａ1-yＮ（０≦ｙ＜１、ｙ＜ｘ）層を交互に積層した超格子構造であり、ＩｎxＧａ1-xＮ層及びＩｎyＧａ1-yＮ層は、１層あたりの厚みが３０ｎｍ以下であってもよい。
【００３０】
かかる特徴によれば、発生層が、１層あたりの厚みが３０ｎｍ以下で、上述した超格子構造であることにより、ｎ型ＧａＮコンタクト層と、該発生層との界面近傍に更に２次元的に電子を蓄積し、低抵抗である電子蓄積層を発生させることができる。これにより、ｎ電極と活性層との間のｎ型半導体層の厚みを薄く抑えながら、更に、発光性に優れた窒化物半導体素子を得ることができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、ｎ電極と活性層との間のｎ型半導体層の厚みを薄く抑えながら、発光性に優れた窒化物半導体素子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることを留意するべきである。
【００３３】
したがって、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００３４】
（本発明の第１実施形態に係る窒化物半導体素子の構成）
図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係る窒化物半導体素子について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る窒化物半導体素子の断面構造を示す。本実施形態に係る窒化物半導体素子の一例として、光源として用いられる青色ＬＥＤ、白色照明用の光源として用いられる青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤについて説明する。
【００３５】
本実施形態に係る窒化物半導体素子は、図１に示すように、ｎ型半導体層と、ＭＱＷ活性層１０５と、ｐ型半導体層とが積層された窒化物半導体層を備えている。
【００３６】
第１実施形態にかかる窒化物半導体素子において、ｎ型半導体層は、ｎ電極１１４とＭＱＷ活性層１０５との間に積層される窒化物半導体層であり、ｎ型ＧａＮコンタクト層１０２と、ｎ型ＡｌＧａＮ層１０３と、ｎ型クラッド層１０４とからなる。
【００３７】
かかるｎ型半導体層は、電子濃度が、５×１０16ｃｍ-3以上、５×１０18ｃｍ-3以下のｎ型不純物ドープＧａＮからなるｎ型ＧａＮコンタクト層１０２と、ｎ型ＧａＮコンタクト層１０２の一方の主面上に設けられたｎ電極１１４と、ｎ型ＧａＮコンタクト層１０２の他方の主面上に設けられ、ｎ型ＧａＮコンタクト層１０２との界面に電子を蓄積する電子蓄積層を発生させるＡｌxＧａ1-xＮ（０＜ｘ＜１）からなる発生層とを備える。
【００３８】
第１実施形態にかかる窒化物半導体素子において、ｐ型半導体層は、透明電極１０８とＭＱＷ活性層１０５との間に積層される窒化物半導体層であり、ｐ型クラッド層１０６と、ｐ型コンタクト層１０７とからなる。
【００３９】
かかるｐ型半導体層は、ｐ型コンタクト層１０７の一方の主面上にｐ電極として透明電極１０８とを備えている。
【００４０】
また、かかる窒化物半導体素子は、透明電極１０８上に、反射ミラー膜１１１を備え、ＭＱＷ活性層より放出された光を該反射ミラー膜１１１で反射することにより、ｎ型ＧａＮコンタクト層１０２から放出される光の発光性を更に向上することができる。
【００４１】
また、かかる窒化物半導体素子は、反射ミラー膜１１１上に、接着膜１１２を介して、接着された支持基板１１３を備える。
【００４２】
窒化物半導体層の側面には、ＳｉＮなどによって形成された絶縁膜１０９が形成されている。
【００４３】
ｎ電極１１４は、ｎ型ＧａＮコンタクト層１０２の一方の主面（本実施形態に係る窒化物半導体素子のｎ型ＧａＮコンタクト層１０２においては、ｎ型ＡｌＧａＮ層１０３が積層されていない側の下面。以下、下面と示す。）上に、Ｔｉ層、Ａｌ層の順に積層され、ｎ型ＧａＮコンタクト層１０２とオーミック接触している。なお、ｎ電極１１４は、Ａｌ層のみによって形成されてもよい。
【００４４】
透明電極１０８は、ｐ型コンタクト層１０７の一方の主面（本実施形態に係る窒化物半導体素子のｐ型コンタクト層１０７においては、ｐ型クラッド層１０６が積層されていない側の上面。以下、上面と示す。）上に、ＺｎＯによって形成されているｐ電極である。
【００４５】
ｎ型ＧａＮコンタクト層１０２は、電子濃度が、５×１０16ｃｍ-3以上、５×１０18ｃｍ-3以下のｎ型不純物ドープＧａＮによって形成されている。ｎ型ＧａＮコンタクト層１０２の電子濃度が、５×１０16ｃｍ-3以上、１×１０18ｃｍ-3以下であることがより好ましい。
【００４６】
ｎ型不純物ドープとしては、例えば、Ｓｉドープ等が用いられる。
【００４７】
更に、かかるｎ型ＧａＮコンタクト層１０２は、１層あたりの厚みが、１０ｎｍ以下の超格子構造であってもよい。この場合、ｎ型ＧａＮコンタクト層１０２の１層あたりの厚みは、５ｎｍ以下であることがより好ましい。
【００４８】
ｎ型ＡｌＧａＮ層１０３は、ＳｉがドープされたＡｌ0.08ＧａＮによって形成され、電子を蓄積する電子蓄積層を発生させる発生層として機能する。なお、ｎ型ＡｌＧａＮ層１０３は、Ａｌ0.08ＧａＮのみに限られず、ＡｌxＧａ1-xＮ（０＜ｘ＜１）を満たす組成であればよい（以下、ｎ型ＡｌＧａＮ層１０３について同様とする。）
ｎ型クラッド層１０４は、ＳｉがドープされたＧａＮによって形成されている。
【００４９】
ＭＱＷ活性層１０５は、Ｉｎを含む窒化物半導体によって形成されている多重量子井戸構造（ＭＱＷ構造：Ｍｕｌｔｉ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌ）である。
【００５０】
具体的には、ＭＱＷ活性層１０５は、厚みが３ｎｍのＩｎ０.17ＧａＮによって形成されている井戸層と、厚みが１０ｎｍのアンドープＧａＮによって形成されているバリア層とを交互にそれぞれ８回積層したＭＱＷ構造である。
【００５１】
ｐ型クラッド層１０６は、アンドープＧａＮ、又は、１％程度のＩｎを含むＩｎ０.01ＧａＮによって形成されている。
【００５２】
ｐ型コンタクト層１０７は、ＭｇがドープされたＧａＮによって形成されている。なお、ｐ型コンタクト層１０７は、透明電極１０８とオーミック接触している。
【００５３】
（本発明の第１実施形態に係る窒化物半導体素子の製造方法）
以下、図２乃至図５を参照して、本実施形態に係る窒化物半導体素子の製造方法において行われる工程について説明する。
【００５４】
図２及び図３に示すように、ステップＳ１０１において、サファイアからなる基板（以下、基板１００と示す。）上に、ｎ型ＧａＮコンタクト層１０２を結晶成長するｎ型ＧａＮコンタクト層積層工程が行われる。
【００５５】
具体的には、本実施形態においては、第１に、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置に基板１００を入れて、水素ガスを流しながら１０５０℃程度まで温度を上げることにより、基板１００をサーマルクリーニングする。
【００５６】
第２に、６００℃程度までＭＯＣＶＤ装置内の温度を下げて、基板１００上に、ＧａＮからなるｎ型バッファ層１０１をエピタキシャル成長することにより結晶成長（以下、単に結晶成長と示す）する。
【００５７】
第３に、１０００℃程度までＭＯＣＶＤ装置内の温度を再び上げて、ｎ型バッファ層１０１上に、電子濃度が、５×１０16ｃｍ-3以上、５×１０18ｃｍ-3以下のＳｉドープＧａＮからなるｎ型ＧａＮコンタクト層１０２を結晶成長する。ｎ型ＧａＮコンタクト層１０２の電子濃度は、５×１０16ｃｍ-3以上、１×１０18ｃｍ-3以下であることがより好ましい。
【００５８】
ステップＳ１０２において、ｎ型ＧａＮコンタクト層１０２上に、該ｎ型ＧａＮコンタクト層１０２との界面に電子を蓄積する電子蓄積層を発生させる、ＡｌＧａＮからなる発生層を積層する発生層積層工程を行う。
【００５９】
具体的には、発生層積層工程において、ｎ型ＧａＮコンタクト層１０２上に、ＳｉがドープされたＡｌ0.08ＧａＮからなり、電子蓄積層を発生させる発生層として機能するｎ型ＡｌＧａＮ層１０３を結晶成長する。
【００６０】
図３に、かかる発生層積層工程が行われた後の窒化物半導体素子の断面図を示す。
【００６１】
ステップＳ１０３において、ｎ型ＡｌＧａＮ層１０３上に窒化物半導体層を積層する窒化物半導体層積層工程を行う。
【００６２】
具体的には、窒化物半導体層積層工程において、第１に、ｎ型ＡｌＧａＮ層１０３上に、ＳiがドープされたＧａＮからなるｎ型クラッド層１０４を結晶成長する。かかるｎ型クラッド層１０４を結晶成長することにより、ｎ型半導体層を積層する。
【００６３】
第２に、ｎ型クラッド層１０４上に、厚みが、３ｎｍのＩｎ０.17ＧａＮからなる井戸層と、厚みが、１０ｎｍのアンドープＧａＮからなるバリア層とをそれぞれ８回積層してＭＱＷ構造であるＭＱＷ活性層１０５を結晶成長する。
【００６４】
第３に、ＭＱＷ活性層１０５上に、アンドープＧａＮ層、又は、１％程度のＩｎ組成のＩｎＧａＮ層からなるｐ型クラッド層１０６を結晶成長する。
【００６５】
第４に、ＭＯＣＶＤ装置内の温度を更に上げながら、ｐ型クラッド層１０６上に、ＭｇをドープしたＧａＮからなるｐ型コンタクト層１０７を結晶成長する。かかるｐ型コンタクト層１０７を結晶成長することにより、ｐ型半導体層を積層する。
【００６６】
第５に、ｐ型コンタクト層１０７上に、分視線エピタキシー法を用いて、約２×１０−４Ωｃｍ程度の低抵抗率を有するＧａドープのＺｎＯからなる透明電極１０８を形成する。
【００６７】
第６に、透明電極１０８から窒化物半導体層にかけてエッチングすることにより、窒化物半導体層を窒化物半導体素子の大きさに分割する切り溝を形成する。
【００６８】
具体的には、ＳｉＯ2等からなる誘電体膜、又は、レジストによるマスクを透明電極１０８上に形成させた後、例えば、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）方式によって、透明電極１０８からｎ型バッファ層１０１が露出するまで透明電極１０８及び窒化物半導体層をエッチングすることにより、窒化物半導体層を窒化物半導体素子の大きさに分割する切り溝を形成する。
【００６９】
第７に、Ｐ−ＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）やスパッタリングを用いて、透明電極１０８及び窒化物半導体層の側面などの露出する面上にＳｉＮ等からなる絶縁膜１０９を形成する。
【００７０】
第８に、絶縁膜１０９にＣＦ４系のガスを用いて、透明電極１０８上に形成された絶縁膜１０９をドライエッチングすることにより、コンタクトホール１１０を形成する。
【００７１】
なお、かかるドライエッチングは、ＺｎＯからなる透明電極１０８のエッチングレートが遅いため、透明電極１０８のみをエッチングすることができる。これにより、他の層を保護することができる。
【００７２】
図４に、かかる窒化物半導体層積層工程が行われた後の窒化物半導体素子の断面図を示す。
【００７３】
ステップＳ１０４において、窒化物半導体層を基板１００から剥離する剥離工程を行う。
【００７４】
具体的には、剥離工程において、第１に、コンタクトホール１１０から露出した透明電極１０８上及びｐ型コンタクト層１０７上に形成された絶縁膜１０９上に、Ａｌ層、Ｔｉ層、Ａｕ層を順に積層して、反射ミラー膜１１１を形成する。Ａｕ層を積層した後に、窒化物半導体素子の形にパターニングして、電解メッキで数μｍのＡｕメッキを施すことがより好ましい。
【００７５】
なお、Ａｌ層の代わりにＡｇ層等の銀白系の他の金属層を用いてもよい。また、Ａｕ層の代わりに、Ａｕ及びＳｎの合金層を用いてもよい。また、Ｔｉ層を用いずに、Ａｌ層上に続いてＡｕ層を積層してもよい。
【００７６】
第２に、窒化物半導体層を窒化物半導体素子の大きさに分割する切り溝を形成するエッチングと同じ箇所を、基板１００が露出するまでエッチングする。なお、窒化物半導体層のｐｎ接合部は、絶縁膜１０９によって保護されているため、かかるエッチングにより不必要にダメージを受けることはない。
【００７７】
第３に、Ａｕ及びＳｎの合金層、又は、Ａｕ層のみからなる接着膜１１２をＣｕやＡｌＮ等の高熱伝導材料からなる支持基板１１３に塗布し、接着膜１１２の一部を熱により溶かし、反射ミラー膜１１１と支持基板１１３とを圧着する。
【００７８】
かかる圧着は、４００℃程度の温度で、カーボン製の装置で支持基板１１３と、窒化物半導体層とを挟むことがより好ましい。これによると、カーボンの熱膨張が、小さいため、窒化物半導体層と、支持基板１１３とが膨張する程度の力により、最適に圧着することができる。
【００７９】
図５に、かかる剥離工程の反射ミラー膜１１１と支持基板１１３との圧着が行われた後の窒化物半導体素子の断面図を示す。
【００８０】
第４に、波長が２４８ｎｍ程度のＫｒＦレーザ光を３００〜４００ｍＪ／ｃｍ-2程度の照射エネルギーで、基板１００側から窒化物半導体層に向けて照射することにより、基板１００とｎ型バッファ層１０１との界面付近のｎ型バッファ層１０１を熱分解して、窒化物半導体層を基板１００から分離する。
【００８１】
ＫｒＦレーザ光は、サファイアからなる基板１００をほぼ完全に透過して、ＧａＮからなるｎ型バッファ層１０１にほぼ完全に吸収される。これにより、基板１００と、ｎ型バッファ層１０１との界面付近のｎ型バッファ層１０１は、急速に温度が上昇し、ｎ型バッファ層１０１が熱分解する。
【００８２】
なお、かかる熱分解の際に発生するＮ2ガスは、窒化物半導体層の間にある空隙に流れ、窒化物半導体層に圧力を加えることがないため、窒化物半導体層にクラックを発生させる等の問題を起こすことはない。
【００８３】
ステップＳ１０５において、窒化物半導体層の下面上にｎ電極１１４を形成するｎ電極形成工程を行う。
【００８４】
具体的には、ｎ電極形成工程において、第１に、剥離工程によりｎ型ＧａＮコンタクト層１０２の下面に残ったＧａを酸やアルカリ等によるエッチングによって除去する。アルカリ等によるエッチングの後にドライエッチングを更に施し、ｎ型ＧａＮコンタクト層１０２をエッチングしておくことがより好ましい。これにより、ｎ型ＧａＮコンタクト層１０２と、ｎ電極１１４とのオーミック特性が更に向上する。
【００８５】
第２に、ｎ型ＧａＮコンタクト層１０２の下面上に、Ｔｉ層、Ａｌ層の順に積層して、ｎ型ＧａＮコンタクト層１０２の下面とオーミック接触するｎ電極１１４を形成する。なお、ｎ電極１１４は、Ｔｉ層を用いずにＡｌ層のみによって積層されてもよい。
【００８６】
これにより、図１に示す、窒化物半導体素子が完成される。
【００８７】
（本発明の第１実施形態に係る窒化物半導体素子の作用・効果）
図６に示すように、本実施形態に係る窒化物半導体素子によれば、ｎ型半導体層は、電子濃度が、５×１０16ｃｍ-3以上、５×１０18ｃｍ-3以下のｎ型不純物ドープＧａＮからなるｎ型ＧａＮコンタクト層１０２と、ｎ型ＧａＮコンタクト層１０２上に、該ｎ型ＧａＮコンタクト層１０２との界面に電子を蓄積する電子蓄積層を発生させるＡｌＧａＮからなる発生層として、ｎ型ＡｌＧａＮ層１０３とを備えることにより、ｎ電極１１４とｐ電極である透明電極１０８との間に電流を流した際に、ｎ型ＡｌＧａＮ層１０３が、電子蓄積層を発生させる発生層として機能し、ｎ型ＧａＮコンタクト層１０２と、ｎ型ＡｌＧａＮ層１０３との界面に電子蓄積層を発生させることができる。
【００８８】
かかる電子蓄積層は、ｎ型ＧａＮコンタクト層１０２と、ｎ型ＡｌＧａＮ層１０３との界面近傍に２次元的に電子を蓄積し、低抵抗であるため電流を流れやすくする。
【００８９】
これにより、かかる窒化物半導体素子において、ｎ電極１１４と透明電極１０８との間に電流を流した際に、かかる電子蓄積層で、ｎ電極１１４から流れた電流が拡散され、結晶成長方向に対して、略水平方向に、速やかに電子蓄積層全体に拡がる。かかる電子蓄積層を経由して拡がった電流は、ＭＱＷ活性層１０５に一様に流れ、窒化物半導体層全体に拡がるようになるため、ＭＱＷ活性層１０５を均等に発光させることができる。従って、ｎ電極１１４とＭＱＷ活性層１０５との間のｎ型半導体層の厚みを薄く抑えながら、発光性に優れた窒化物半導体素子を得ることができる。
【００９０】
ｎ型ＧａＮコンタクト層１０２の電子濃度は、５×１０16ｃｍ-3以上、１×１０18ｃｍ-3以下であることがより好ましく、これによれば、窒化物半導体素子の輝度をより向上することができる。
【００９１】
（本発明の第２実施形態に係る窒化物半導体素子）
以下、本発明の第２実施形態に係る窒化物半導体素子について図７を参照しながら更に説明する。
【００９２】
なお、以下においては、上述した第１実施形態との相違点を主として説明する。
【００９３】
第１実施形態においては、発生層として、ｎ型ＧａＮコンタクト層１０２上に、ＳｉがドープされたＡｌ0.08ＧａＮからなり、電子蓄積層を発生させるｎ型ＡｌＧａＮ層１０３が形成されている。
【００９４】
これに対して、第２実施形態においては、発生層として、ｎ型ＧａＮコンタクト層２０２上に、InxＧａ1-xＮ（０＜ｘ＜１）からなるｎ型ＩｎＧａＮ層２０３が形成されている。
【００９５】
例えば、ｎ型ＩｎＧａＮ層２０３は、ＳｉがドープされたＩｎ0.05ＧａＮからなる。
【００９６】
なお、ｎ型ＩｎＧａＮ層２０３は、Ｉｎ0.05ＧａＮのみに限られず、InxＧａ1-xＮ（０＜ｘ＜１）を満たす組成であればよい（以下、ｎ型ＩｎＧａＮ層２０３について同様とする。）
これによれば、ｎ型半導体層は、電子濃度が、５×１０16ｃｍ-3以上、５×１０18ｃｍ-3以下のＳｉドープＧａＮからなるｎ型ＧａＮコンタクト層２０２と、該ｎ型ＧａＮコンタクト層２０２上に、該ｎ型ＧａＮコンタクト層２０２との界面に電子を蓄積する電子蓄積層を発生させるＩｎＧａＮからなる発生層として、ｎ型ＩｎＧａＮ層２０３とを備えることにより、ｎ電極２１４とｐ電極である透明電極２０８との間に電流を流した際に、ｎ型ＩｎＧａＮ層２０３が、電子蓄積層を発生させる発生層として機能し、ｎ型ＧａＮコンタクト層２０２と、ｎ型ＩｎＧａＮ層２０３との界面近傍に２次元的に更に電子を蓄積し、低抵抗である電子蓄積層を発生させることができる。
【００９７】
従って、ｎ電極２１４と透明電極２０８との間に電流を流した際に、かかる電子蓄積層で、ｎ電極２１４から流れた電流が拡散され、結晶成長方向に対して、略水平方向に、速やかに電子蓄積層全体に拡がる。かかる電子蓄積層を経由して拡がった電流が、ＭＱＷ活性層２０５に一様に流れ、窒化物半導体層全体に拡がるようになるため、ＭＱＷ活性層２０５を均等に発光させることができる。従って、ｎ電極２１４と透明電極２０８との間のｎ型半導体の厚みを薄く抑えながら、発光性に優れた窒化物半導体素子を得ることができる。
【００９８】
（本発明の第３実施形態に係る窒化物半導体素子）
以下、本発明の第３実施形態に係る窒化物半導体素子について図８を参照しながら更に説明する。
【００９９】
なお、以下においては、上述した第１実施形態との相違点を主として説明する。
【０１００】
第１実施形態においては、発生層として、ｎ型ＧａＮコンタクト層１０２上に、ＳｉがドープされたＡｌ0.08ＧａＮからなり、電子蓄積層を発生させるｎ型ＡｌＧａＮ層１０３が形成されている。
【０１０１】
これに対して、第３実施形態においては、発生層として、ＩｎＧａＮ/ＧａＮ超格子層３０３が、ｎ型ＧａＮコンタクト層３０２上に、形成されている。ＩｎＧａＮ/ＧａＮ超格子層３０３は、組成式の異なるＩｎxＧａ1-xＮ（０＜ｘ＜１）層及びＩｎyＧａ1-yＮ（０≦ｙ＜１、ｙ＜ｘ）層を交互に積層した超格子構造であり、ＩｎxＧａ1-xＮ層及びＩｎyＧａ1-yＮ層は、１層あたりの厚みが３０ｎｍ以下である。
【０１０２】
例えば、ＩｎＧａＮ/ＧａＮ超格子層３０３は、ｎ型ＧａＮコンタクト層３０２上に、１層あたりの厚みが３０ｎｍ以下で、ＳｉがドープされたＩｎ0.05ＧａＮからなるＩｎＧａＮ層と、１層あたりの厚みが３０ｎｍ以下で、ＳｉをドープされたＧａＮからなるＧａＮ層とを交互に積層した超格子構造に形成されている。
【０１０３】
なお、ＳｉがドープされたＩｎＧａＮ層及びＧａＮ層の代わりに、アンドープのＩｎＧａＮ層及びアンドープのＧａＮ層を用いてもよい。
【０１０４】
これによれば、ｎ型半導体層は、電子濃度が、５×１０16ｃｍ-3以上、５×１０18ｃｍ-3以下のＳｉドープＧａＮからなるｎ型ＧａＮコンタクト層３０２と、該ｎ型ＧａＮコンタクト層３０２上に、１層あたりの厚みが３０ｎｍ以下のＩｎＧａＮ層と、１層あたりの厚みが３０ｎｍ以下のＧａＮ層とを交互に積層した超格子構造のＩｎＧａＮ/ＧａＮ超格子層３０３とを備えることにより、ｎ電極３１４とｐ電極である透明電極３０８との間に電流を流した際に、ＩｎＧａＮ/ＧａＮ超格子層３０３が、電子蓄積層を発生させる発生層として機能し、ｎ型ＧａＮコンタクト層３０２と、ＩｎＧａＮ/ＧａＮ超格子層３０３との界面近傍２次元的に、更に電子を蓄積し、低抵抗である電子蓄積層を発生させることができる。
【０１０５】
従って、ｎ電極３１４と透明電極３０８との間に電流を流した際に、かかる電子蓄積層で、電流が、結晶成長方向に対して、略水平方向に、更に速やかに電子蓄積層全体に拡がる。かかる電子蓄積層を経由して拡がった電流が、ＭＱＷ活性層３０５に一様に流れ、窒化物半導体層全体に拡がるようになるため、ｎ電極３１４とＭＱＷ活性層３０５との間のｎ型半導体層の厚みを薄く抑えながら、更に、発光性に優れた窒化物半導体素子を得ることができる。
【０１０６】
（本発明の第４実施形態に係る窒化物半導体素子）
以下、本発明の第４実施形態に係る窒化物半導体素子について図９を参照しながら更に説明する。
【０１０７】
なお、以下においては、上述した第１実施形態との相違点を主として説明する。
【０１０８】
第１実施形態においては、発生層として、ｎ型ＧａＮコンタクト層１０２上に、ＳｉがドープされたＡｌ0.08ＧａＮからなり、電子蓄積層を発生させる発生層として機能するｎ型ＡｌＧａＮ層１０３が形成されている。
【０１０９】
これに対して、第４実施形態においては、発生層として、ＩｎＧａＮ/ＡｌＧａＮ超格子層４０３が、ｎ型ＧａＮコンタクト層４０２上に、形成されている。ＩｎＧａＮ/ＡｌＧａＮ超格子層４０３は、ＩｎxＧａ1-xＮ（０＜ｘ＜１）層及びＡｌyＧａ1-yＮ（０＜ｙ＜１）層を交互に積層した超格子構造であり、ＩｎxＧａ1-xＮ層及びＡｌyＧａ1-yＮ層は、１層あたりの厚みが３０ｎｍ以下である。
【０１１０】
例えば、ＩｎＧａＮ/ＡｌＧａＮ超格子層４０３は、ｎ型ＧａＮコンタクト層４０２上に、１層あたりの厚みが３０ｎｍ以下で、ＳｉがドープされたＩｎ0.05ＧａＮからなるＩｎＧａＮ層と、１層あたりの厚みが３０ｎｍ以下で、ＳｉをドープされたＡｌ0.02ＧａＮからなるＡｌＧａＮ層とを交互に積層した超格子構造に形成されている。
【０１１１】
なお、ＩｎＧａＮ/ＡｌＧａＮ超格子層４０３は、ＳｉがドープされたＩｎＧａＮ層及びＡｌＧａＮ層の代わりに、アンドープのＩｎＧａＮ層及びアンドープのＡｌＧａＮ層を用いてもよい。
【０１１２】
これによれば、ｎ型半導体層は、電子濃度が、５×１０16ｃｍ-3以上、５×１０18ｃｍ-3以下のＳｉドープＧａＮからなるｎ型ＧａＮコンタクト層４０２と、ｎ型ＧａＮコンタクト層４０２上に、１層あたりの厚みが３０ｎｍ以下のＩｎＧａＮ層と、１層あたりの厚みが３０ｎｍ以下のＡｌＧａＮ層とを交互に積層した超格子構造のＩｎＧａＮ/ＡｌＧａＮ超格子層４０３とを備えることにより、ｎ電極４１４とｐ電極である透明電極４０８との間に電流を流した際に、ＩｎＧａＮ/ＡｌＧａＮ超格子層４０３が、電子蓄積層を発生させる発生層として機能し、ｎ型ＧａＮコンタクト層４０２と、ＩｎＧａＮ/ＡｌＧａＮ超格子層４０３との界面近傍に２次元的に更に電子を蓄積し、低抵抗である電子蓄積層を発生させることができる。
【０１１３】
従って、ｎ電極４１４と透明電極４０８との間に電流を流した際に、かかる電子蓄積層で、電流が、結晶成長方向に対して、略水平方向に、更に速やかに電子蓄積層全体に拡がる。かかる電子蓄積層を経由して拡がった電流は、ＭＱＷ活性層４０５に一様に流れ、窒化物半導体層全体に拡がるようになるため、ｎ電極４１４とＭＱＷ活性層４０５との間のｎ型半導体層の厚みを薄く抑えながら、更に、発光性に優れた窒化物半導体素子を得ることができる。
【０１１４】
（その他の実施形態）
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【０１１５】
例えば、第１実施形態においては、発生層として、ｎ型ＧａＮコンタクト層１０２上に、ＳｉがドープされたＡｌ0.08ＧａＮからなるｎ型ＡｌＧａＮ層１０３が形成されているが、本発明においては、これに限られない。
【０１１６】
発生層として、ｎ型ＧａＮコンタクト層１０２上にＡｌＧａＮ/ＧａＮ超格子層が形成されていてもよい。かかるＡｌＧａＮ/ＧａＮ超格子層は、組成式の異なるＡｌxＧａ1-xＮ（０＜ｘ＜１）層及びＡｌyＧａ1-yＮ（０≦ｙ＜１、ｙ＜ｘ）層を交互に積層した超格子構造であり、ＡｌxＧａ1-xＮ層及びＡｌyＧａ1-yＮ層は、１層あたりの厚みが３０ｎｍ以下である。
【０１１７】
例えば、ＡｌＧａＮ/ＧａＮ超格子層は、ｎ型ＧａＮコンタクト層１０２上に、１層あたりの厚みが３０ｎｍ以下で、ＳｉがドープされたＡｌ0.02ＧａＮからなるＡｌＧａＮ層と、１層あたりの厚みが３０ｎｍ以下で、ＳｉをドープされたＧａＮからなるＧａＮ層とを交互に積層した超格子構造に形成されていてもよい。
【０１１８】
また、かかるＡｌＧａＮ/ＧａＮ超格子層は、ＳｉがドープされたＡｌＧａＮ層及びＧａＮ層の代わりに、アンドープのＡｌＧａＮ層及びアンドープのＧａＮ層を用いてもよい。
【０１１９】
これによれば、ｎ型半導体層は、電子濃度が、５×１０16ｃｍ-3以上、５×１０18ｃｍ-3以下のＳｉドープＧａＮからなるｎ型ＧａＮコンタクト層と、該ｎ型ＧａＮコンタクト層上に、１層あたりの厚みが３０ｎｍ以下のＡｌＧａＮ層と、１層あたりの厚みが３０ｎｍ以下のＧａＮ層とを交互に積層した超格子構造のＡｌＧａＮ/ＧａＮ超格子層とを備えることにより、ｎ電極とｐ電極である透明電極との間に電流を流した際に、ＡｌＧａＮ/ＧａＮ超格子層が、電子蓄積層を発生させる発生層として機能し、ｎ型ＧａＮコンタクト層と、ＡｌＧａＮ/ＧａＮ超格子層との界面近傍に、２次元的に電子を蓄積し、低抵抗である電子蓄積層を発生させることができる。
【０１２０】
また、第１実施形態では、ＭＯＣＶＤ法を用いて、窒化物半導体層を結晶成長する説明をしたが、本発明はこれに限られず、ＨＶＰＥ法やガスソースＭＢＥ法などを用いて、窒化物半導体層を結晶成長してもよい。また、窒化物半導体層の結晶構造として、ウルツ鉱型であっても閃亜鉛鉱型構造であってもよい。また、結晶成長の面方位は、[０００１]に限るものではなく、[１１−２０]や[１−１００]でもよい。
【０１２１】
また、第１実施形態では、窒化物半導体層の基板として、サファイアからなる基板１００を用いているが、本発明はこれに限られず、窒化物半導体層の成長の可能な基板、例えば、ＳｉＣ、ＺｎＯ、ＬＡＯ、スピネル、ＡｌXＧａ1-XＮ(０＜Ｘ≦１)等が使用可能である。
【０１２２】
また、第１実施形態では、剥離工程において、ＫｒＦレーザを用いたが、他のエキシマレーザ（ＡｒＦ：波長約１９３ｎｍ、ＸｅＣｌ：波長約３０８ｎｍ、ＹＡＧ３倍波：波長約３５５ｎｍ、サファイア−チタン３倍波：波長約３６０ｎｍ、Ｈｅ−Ｃｄ：波長約３２５ｎｍ）等により剥離工程を行ってもよい。
【０１２３】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【実施例】
【０１２４】
次に、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
【０１２５】
（実施例１、実施例２、及び比較例１）
少なくともｎ電極、ｎ型半導体層、活性層、ｐ型半導体層を順に備える窒化物半導体素子であって、電子濃度が、表１に示す濃度のＳｉドープＧａＮからなるｎ型ＧａＮコンタクト層と、該ｎ型ＧａＮコンタクト層の一方の主面上に設けられたｎ電極と、該ｎ型ＧａＮコンタクト層の他方の主面上に設けられ、該ｎ型ＧａＮコンタクト層との界面に電子蓄積層を発生させるＡｌxＧａ1-xＮ（０＜ｘ＜１）からなる発生層とを備える窒化物半導体素子を作製した。
【０１２６】
具体的には、図２に示す、ｎ型ＧａＮコンタクト層積層工程において、第１に、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置に基板１００を入れて、水素ガスを流しながら１０５０℃程度まで温度を上げることにより、基板１００をサーマルクリーニングした。
【０１２７】
第２に、６００℃程度までＭＯＣＶＤ装置内の温度を下げて、基板１００上に、ＧａＮからなるｎ型バッファ層１０１を結晶成長した。
【０１２８】
第３に、１０００℃程度までＭＯＣＶＤ装置内の温度を再び上げて、ｎ型バッファ層１０１上に、電子濃度が、１×１０17ｃｍ-3のＳｉドープＧａＮからなるｎ型ＧａＮコンタクト層１０２を結晶成長した。以下、発生層積層工程乃至ｎ電極形成工程を経ることで、実施例１にかかる窒化物半導体素子を製造した。
【０１２９】
同様にして、電子濃度が、１×１０18ｃｍ-3ＳｉドープＧａＮからなるｎ型ＧａＮコンタクト層を備える実施例２に係る窒化物半導体素子を製造した。
【０１３０】
同様にして、電子濃度が、１×１０19ｃｍ-3ＳｉドープＧａＮからなるｎ型ＧａＮコンタクト層を備える比較例１に係る窒化物半導体素子を製造した。
【０１３１】
かかる窒化物半導体素子について、電子移動度、導電率、電気抵抗、輝度の測定を行った。結果を表１及び図１０に示す。
【表１】
2007214384.tif 000003
【０１３２】
表１に示すように、電子濃度が、１×１０17ｃｍ-3以上、１×１０19ｃｍ-3以下の範囲内のＳｉドープＧａＮからなるｎ型ＧａＮコンタクト層を備える実施例１、実施例２、比較例１の窒化物半導体素子は、電気抵抗が低く、電子移動度が向上していた。
【０１３３】
図１０に示すように、特に、実施例２の窒化物半導体素子は、電子移動度、輝度がともに優れた窒化物半導体素子となっていた。
【０１３４】
それに対して、比較例１の窒化物半導体素子は、実施例２の窒化物半導体素子と比較して電子移動度及び、輝度が、低下していた。これにより、窒化物半導体素子のｎ型ＧａＮコンタクト層の電子濃度を５×１０18ｃｍ-3以上にすると、窒化物半導体素子の輝度が、低下し、十分な発光特性が得られないことがわかった。
【０１３５】
また、電子濃度が、１×１０17ｃｍ-3以上、１×１０19ｃｍ-3以下における輝度の変化と同様の変化が、電子濃度が、１×１０17ｃｍ-3以下のＳｉドープＧａＮからなるｎ型ＧａＮコンタクト層を備える窒化物半導体素子においても起こると仮定すると、ｎ型ＧａＮコンタクト層の電子濃度が、５×１０16ｃｍ-3以下になると、窒化物半導体素子の輝度が、低下し、十分な発光特性が得られないことがわかった。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る窒化物半導体素子の断面構造を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る窒化物半導体素子の製造方法のフローを示すものである。
【図３】本発明の第１実施形態に係る窒化物半導体素子の製造方法を示す。
【図４】本発明の第１実施形態に係る窒化物半導体素子の製造方法を示す。
【図５】本発明の第１実施形態に係る窒化物半導体素子の製造方法を示す。
【図６】本発明の第１実施形態に係る窒化物半導体素子の電子蓄積層を説明する図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る窒化物半導体素子の断面構造を示す図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る窒化物半導体素子の断面構造を示す図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係る窒化物半導体素子の断面構造を示す図である。
【図１０】実施例に係る窒化物半導体素子の電子移動量及び輝度を示す図である。
【図１１】従来技術に係る窒化物半導体素子を示す図である。
【図１２】従来技術に係る窒化物半導体素子の断面構造を示す図である。
【図１３】従来技術に係る窒化物半導体素子の断面構造を示す図である。
【符号の説明】
【０１３７】
１００、５００…基板、１０１、５０１…ｎ型バッファ層、
１０２、２０２、３０２、４０２…ｎ型ＧａＮコンタクト層、５０２、６０２…ｎ型コンタクト層
１０３…ｎ型ＡｌＧａＮ層、２０３…ｎ型ＩｎＧａＮ層、３０３…ＩｎＧａＮ／ＧａＮ超格子層、
４０３…ＩｎＧａＮ/ＡｌＧａＮ超格子層、
１０４、２０４、３０４、４０４、５０４、６０４…ｎ型クラッド層、
１０５、２０５、３０５、４０５、５０５、６０５…ＭＱＷ活性層、
１０６、２０６、３０６、４０６、５０６、６０６…ｐ型クラッド層、
１０７、２０７、３０７、４０７、５０７、６０７…ｐ型コンタクト層、
１０８、２０８、３０８、４０８…透明電極、５０８、６０８…ｐ電極、
１０９、２０９、３０９、４０９…絶縁膜、１１０…コンタクトホール、
１１１、２１１、３１１、４１１…反射ミラー膜、１１２、２１２、３１２、４１２、６１２…接着膜、
１１３、２１３、３１３、４１３、６１３…支持基板、１１４、２１４、３１４、４１４、５１４、６１４…ｎ電極
【図１】
2007214384.tif 000004
【図２】
2007214384.tif 000005
【図３】
2007214384.tif 000006
【図４】
2007214384.tif 000007
【図５】
2007214384.tif 000008
【図６】
2007214384.tif 000009
【図７】
2007214384.tif 000010
【図８】
2007214384.tif 000011
【図９】
2007214384.tif 000012
【図１０】
2007214384.tif 000013
【図１１】
2007214384.tif 000014
【図１２】
2007214384.tif 000015
【図１３】
2007214384.tif 000016