(57)【要約】【課題】ＳｉＣ基板を用いてｐ電極とｎ電極を対向させた窒化物半導体発光素子を構成するとともに、半導体層の界面に発生する自発分極やピエゾ分極によるキャリア空乏化を低減させて、駆動電圧を安定させることができる窒化物半導体発光素子を提供する。【解決手段】窒化物半導体結晶７は、ＳｉＣ基板１のＭ面（１０−１０）上に、ＭＯＣＶＤ法等によって形成され、その成長表面がＭ面で成長する。Ｍ面は、Ｇａ極性面やＮ（窒素）極性面ではなく、無極性面となるので、自発分極やピエゾ分極により発生する電界の影響を非常に小さくすることができる。また、導電性のＳｉＣ基板１を用いているために、ｐ電極とｎ電極を対向させた窒化物半導体発光素子を形成できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｍ面（１０−１０）を主面とする導電性ＳｉＣ基板上に、ｎ型窒化物半導体層、発光層、ｐ型窒化物半導体層が形成され、ｐ電極とｎ電極は前記ＳｉＣ基板を挟んで対向するように設けられた窒化物半導体発光素子であって、
前記ｎ型窒化物半導体層からｐ型窒化物半導体層まで、成長面の方位がｍ軸方向で形成されていることを特徴とする窒化物半導体発光素子。
【請求項２】
対向する１対の劈開面がＡ面又はＣ面により形成さ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発光素子。
【請求項３】
前記ｎ型窒化物半導体層又はｐ型窒化物半導体層には、Ａｌを含む半導体層が含まれていることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項４】
発光波長が４５０ｎｍ〜６５０ｎｍとなるように前記発光層のＩｎ組成比率が構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項５】
前記ｐ型窒化物半導体層の一部に形成されたリッジ部が、ａ軸＜１１−２０＞方向に対して対称形状となるように構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の窒化物半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、六方晶系の結晶構造を有する導電性ＳｉＣ基板を用いた窒化物半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
青色、又は紫色の光を発する半導体レーザ素子、発光ダイオード等の半導体発光素子として、窒化物半導体発光素子がある。ＧａＮ系半導体素子の製造の際には、ＧａＮからなる基板の製造が困難であるため、サファイア、ＳｉＣ、Ｓｉ等からなる基板上にＧａＮ系半導体層をエピタキシャル成長させている。
【０００３】
サファイア基板は、エピタキシャル成長工程の高温アンモニア雰囲気中の安定性にすぐれているので、成長用基板として良く用いられる。しかしながら、サファイア基板は絶縁性基板であり、導通がとれず、サファイア基板を挟んで電極を設けることができない。
【０００４】
したがって、特許文献１に示すように、サファイア基板上の窒化物半導体は、エピタキシャル成長後にｎ型窒化ガリウム層を露出するまでエッチングし、エッチングされた面にｎ型コンタクトを形成して、同一面側にｐ型とｎ型の二つの電極を設ける構造が一般的である。
【０００５】
ところが、上記のように同一面側にｐ型とｎ型の二つの電極を設ける構成とすると、ｎ電極に近接したメサ部分に電流が集中しやすいことにより、ＥＳＤ（静電破壊）電圧を上げることができない。また、活性層に均一に電流注入するのが難しく、活性層を均等に発光させるのが困難となる。さらに、同一面側で、ｐ電極とｎ電極の両方にワイヤボンディング用電極を必要とするため、いずれか一方のワイヤボンディング用電極を設ければ良い導電性基板上の窒化物半導体よりも有効発光面積を狭めてしまうとともに、チップ（素子）面積が大きくなり、同一のウエハから取れるチップ数が減少する。
【０００６】
そこで、特許文献２に示すように、導電性のＳｉＣ基板上に窒化物半導体をエピタキシャル成長させ、ＳｉＣ基板を挟んでｐ電極とｎ電極を対向させた構成とすることにより、上記問題を解決している。
【０００７】
導電性のＳｉＣ基板を用いた窒化物半導体発光素子は、特許文献２に示されるように、６Ｈ−ＳｉＣ基板上にＭＯＣＶＤ（有機金属気相成長法）装置により、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層、ノンドープＧａＮ光閉じ込め層、ＭＱＷ活性層、ノンドープＧａＮ光閉じ込め層、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層、ｐ型ＧａＮコンタクト層を順に形成する。
【０００８】
ＳｉＣの種類には、その結晶構造によって、立方晶、六方晶、菱面体晶等があるが、６Ｈ−ＳｉＣ基板は、六方晶の結晶構造を有する。６Ｈ−ＳｉＣ基板の上にＧａＮ系半導体層を積層する場合には、ＳｉＣ基板のＣ面（０００１）が用いられ、（０００１）方位のＳｉＣ基板上に積層したＧａＮ系半導体は、（０００１）方位のウルツ鉱型の結晶構造を持ち、Ｇａのカチオン元素が成長表面方向になる結晶極性を有している。すなわち、ＳｉＣ基板の垂直方向がｃ軸＜０００１＞で積層されている。
【特許文献１】特開平７−２９７４９５号公報
【特許文献２】特開平１０−２６１８１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記従来技術のように、ＳｉＣ基板のＣ面（０００１）に積層されたＧａＮ系半導体層は、Ｇａ極性面が成長表面方向となるが、成長したＧａＮ系半導体層のＧａＮ／ＡｌＧａＮヘテロ結合界面等では、格子定数が異なるために界面において応力が発生する。また、ｃ軸方向に対称性がなく、Ｃ面成長のエピタキシャル膜には表裏が生じるというウルツ鉱構造のため、上記界面における自然分極と応力に起因するピエゾ分極が起こり、分極電荷が発生し、ヘテロ結合界面に電界が発生する。
【００１０】
この電界は、例えば、ノンドープＧａＮ光閉じ込め層からｐ型ＡｌＧａＮクラッド層に向かって発生するので、発生した電界によって、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層からノンドープＧａＮ光閉じ込め層に流れ込む正孔が電気的な反発を受けてＭＱＷ活性層に流れ込めなくなり、キャリア空乏化が発生して駆動電圧が上昇する。また、電界の発生方向が逆になった場合には、ｎ側のＧａＮ／ＡｌＧａＮ界面で同様な現象が発生する。駆動電圧の上昇は、窒化物半導体発光素子の寿命を短くすることになる。また、例えばＩｎＧａＮからなる量子井戸の場合は、生じた電界により、キャリアの分極が起きるため（量子シュタルク効果）、発光効率の低下、発光波長のシフトを招く。
【００１１】
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、放熱性の良いＳｉＣ基板を用いてｐ電極とｎ電極を対向させた窒化物半導体発光素子を構成するとともに、半導体層の界面に発生する自発分極やピエゾ分極によるキャリア空乏化を低減させて、駆動電圧を安定させることができる窒化物半導体発光素子を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、Ｍ面（１０−１０）を主面とする導電性ＳｉＣ基板上に、ｎ型窒化物半導体層、発光層、ｐ型窒化物半導体層が形成され、ｐ電極とｎ電極は前記ＳｉＣ基板を挟んで対向するように設けられた窒化物半導体発光素子であって、前記ｎ型窒化物半導体層からｐ型窒化物半導体層まで、成長面の方位がｍ軸方向で形成されていることを特徴とする窒化物半導体発光素子である。
【００１３】
また、請求項２記載の発明は、対向する１対の劈開面がＡ面又はＣ面により形成さ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発光素子である。
【００１４】
また、請求項３記載の発明は、前記ｎ型窒化物半導体層又はｐ型窒化物半導体層には、Ａｌを含む半導体層が含まれていることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の窒化物半導体発光素子である。
【００１５】
また、請求項４記載の発明は、発光波長が４５０ｎｍ〜６５０ｎｍとなるように前記発光層のＩｎ組成比率が構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の窒化物半導体発光素子である。
【００１６】
また、請求項５記載の発明は、前記ｐ型窒化物半導体層の一部に形成されたリッジ部が、ａ軸＜１１−２０＞方向に対して対称形状となるように構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の窒化物半導体発光素子である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ＳｉＣ基板の露出したＭ面上に窒化物半導体を積層しているので、窒化物半導体の成長面は、ＧａＮのＮ（窒素）極性やＧａ極性とは異なる無極性面で形成され、自発分極やピエゾ分極により発生する電界の影響を非常に小さくすることができる。また、ｐ電極とｎ電極はＳｉＣ基板を挟んで対向するように設けられているので、同一面側にｐ型とｎ型の二つの電極を設ける構造と比較して、静電耐圧を高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図１は本発明の窒化物半導体素子の概略構成を示す。窒化物半導体素子は、ＳｉＣ基板１上に窒化物半導体結晶７をエピタキシャル成長させた構造となっている。ＳｉＣの種類には、その結晶構造によって、立方晶、六方晶、菱面体晶などがあるが、ＳｉＣ基板１には、六方晶（頭文字の表記はＨ）の結晶構造を有するものを用いる。例えば、４Ｈ−ＳｉＣ基板、６Ｈ−ＳｉＣ基板等を用いる。
【００１９】
図４は、六方晶系の結晶構造の模式図を示す。六方晶系の結晶構造は、ウルツ鉱型の結晶構造とも言われ、図４に示す結晶の面や方位はいわゆるミラー指数で表され、例えば、Ｃ面は（０００１）、ｃ軸は＜０００１＞、ａ軸は＜１１−２０＞、ｍ軸は＜１−１００＞と表示する。なお、物理学上の慣用の約束として、（ｈｋｌｍ）はある特定面を指すのではなく、その結晶が持つ空間群において（ｈｋｌｍ）と等価な面全体を表す。同じく＜ｈｋｌｍ＞は、ある特定軸方向と等価な軸方向全体を表す。
【００２０】
窒化物半導体結晶７は、ＳｉＣ基板１のＭ面（１０−１０）上に、ＭＯＣＶＤ法等によって形成され、その成長表面がＭ面で成長する。Ｍ面は、Ｇａ極性面やＮ（窒素）極性面ではなく、無極性面となる。
【００２１】
図１を真上の方向から見た図が、図２である。窒化物半導体結晶７の成長面の方位がｍ軸方向となっている。また、結晶成長させた後、劈開を行う場合には、ａ軸と平行に劈開するか、ｃ軸と平行に劈開するかのどちらかを行う。この状態を詳しく示したのが、図３である。結晶成長が終了した後、ウエハをチップ毎の大きさに切り出すのであるが、窒化物半導体発光素子は、Ｍ面が成長面となっており、劈開をａ軸に平行に行うと、その劈開面はＣ面となり、平行な＋Ｃ面と−Ｃ面とが対向して形成される。他方、ｃ軸方向に平行に劈開を行うと、劈開面はＡ面となり、２つの平行なＡ面が対向して形成される。また、劈開面以外のもう１対の面については、ダイヤモンドカッター等で切断しても良いが、Ａ面、Ｃ面の両方を、どちらも劈開面で構成しても良い。
【００２２】
このようにすると、劈開面の平行度及び鏡面度が高くなるとともに、結晶欠陥の転位が少ない面が得られる。したがって、特に、窒化物半導体発光素子をレーザ素子構造とした場合には、共振器の光路に垂直な方向の対向する端面を劈開により、上記のようにＣ面又はＡ面で構成することにより、レーザの出力効率が向上する。
【００２３】
次に、ＳｉＣ基板１を用いたＬＥＤの例を図５に示す。ＳｉＣ基板１は、六方晶の結晶構造を有する４Ｈ−ＳｉＣ、６Ｈ−ＳｉＣ等からなる基板を用い、かつ窒素ドープのｎ型ＳｉＣ基板、すなわち導電性基板とすることで、ＳｉＣ基板１を挟んでｎ電極とｐ電極が対向する構造の窒化物半導体素子を形成する。また、図５は、ＳｉＣ基板１の無極性面であるＭ面を用い、このＭ面上に窒化物半導体結晶７を成長させて、成長表面がＭ面となった窒化物半導体発光素子を示す。
【００２４】
まず、ＭＯＣＶＤ法で、ＳｉＣ基板１上にｎ型窒化物半導体層２、活性層３、ｐ型窒化物半導体層４を順に形成する。ここで、ｎ型窒化物半導体層２〜ｐ型窒化物半導体層４までが、図１の窒化物半導体結晶７に相当する。ｎ型窒化物半導体層２は、例えば、ｎ型不純物ＳｉドープのＧａＮコンタクト層とｎ型不純物ＳｉドープのＩｎＧａＮ／ＧａＮ超格子層とで構成される。発光層としての活性層３は、一例として、ＩｎＧａＮ井戸層とＧａＮ又はＩｎＧａＮバリア層を交互に積層した多重量子井戸構造が用いられる。ｐ型窒化物半導体層４は、例えば、ｐ型不純物ＭｇドープのＡｌＧａＮ電子バリア層とｐ型不純物ＭｇドープのＧａＮコンタクト層との積層により構成される。最後にｐ電極５、ｎ電極６を蒸着又はスパッタにより形成する。
【００２５】
ｎ電極６については、Ｎｉ／Ｔｉ／Ａｕの多層金属膜等が、ｐ電極５には、Ｐｄ／Ａｕの多層金属膜等が用いられる。
【００２６】
ところで、活性層にはＩｎxＧａ1-xＮ（０≦ｘ≦１）、電子バリア層にはＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ≦１）を用いたが、一般に各窒化物半導体層には、III族（三族）窒化物半導体として、ＡｌxＧａyＩｎzＮ（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）を用いることができる。また、活性層は、上述したように、量子井戸構造（Quantum Well）を有する活性層であり、井戸層（ウェル層）を、井戸層よりもバンドギャップの大きな障壁層（バリア層）でサンドイッチ状に挟んだ構造となっている。この量子井戸構造は、１つではなく、多重化しても良く、この場合は、ＭＱＷ（Multi Quantum Well）、すなわち多重量子井戸構造となる。
【００２７】
活性層のＩｎｙ１Ｇａ１−ｙ１Ｎ（０＜ｙ１＜１）井戸層において、ｙ１を０＜ｙ１＜１の範囲で変化させることにより、発光波長を紫色から赤色まで変化させることができる。活性層のＩｎ組成比率は約１５％以上、すなわち４５０ｎｍ以上、６５０ｎｍ以下の範囲内のピーク波長を有するようにＩｎ組成比率が構成される。
【００２８】
各半導体層の製造については、キャリアガスの水素／窒素とともに、トリエチルガリウム（ＴＥＧａ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、アンモニア（ＮＨ３）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）などの各半導体層の成分に対応する反応ガス、ｎ型にする場合のドーパントガスとしてのシラン（ＳｉＨ４）、ｐ型にする場合のドーパントガスとしてのＣＰ２Ｍｇ（シクロペンタジエチルマグネシウム）等の必要なガスを供給して、７００℃〜１２００℃程度の範囲で順次成長させることにより、所望の組成で、所望の導電型の半導体層を、必要な厚さに形成する。その後、上述したように、対向する１対の劈開面がＣ面又はＡ面となるように劈開する。
【００２９】
次に、窒化物半導体発光素子としてリッジ構造を有するリッジ型レーザ構造の例を図６に示す。図６の窒化物半導体発光素子は、ＳｉＣ基板１上に形成された、ｎ型バッファ層１１、ｎクラッド層１２、ｎ型光ガイド層１３、活性層１４、ｐ型光ガイド層１５、ｐ型クラッド層１６、ｐ型コンタクト層１７からなる半導体積層構造を有している。ＳｉＣ基板１の裏面にはｎ電極２０が、ｐ型クラッド層１６の上には絶縁膜１８が、ｐ型コンタクト層１７の上にはｐ電極１９が形成されている。
【００３０】
ここで、ｎ型バッファ層１１〜ｐ型コンタクト層１７までが、図１の窒化物半導体結晶７に相当する。また、ｎ型バッファ層１１、ｎクラッド層１２、ｎ型光ガイド層１３がｎ型窒化物半導体層に、ｐ型光ガイド層１５、ｐ型クラッド層１６、ｐ型コンタクト層１７がｐ型窒化物半導体層に、活性層１４は発光層に相当する。
【００３１】
図６の窒化物半導体発光素子の垂直方向の導波は、活性層１４と、これを挟み込む上下のｎ型光ガイド層１３とｐ型光ガイド層１５及びｎ型クラッド層１２とｐ型クラッド層１６の積層構造により構成されており、水平方向の導波路は、ｐ型クラッド層１６によって形成された共振器方向に延びるストライプ状のリッジ構造により構成されている。
【００３２】
このリッジ型レーザ素子は、以下のように形成される。ＳｉＣ基板１は、図５と同様、六方晶の結晶構造を有する４Ｈ−ＳｉＣ、６Ｈ−ＳｉＣ等からなる基板を用い、かつ窒素ドープのｎ型ＳｉＣ基板を用いて導電性基板とした。
【００３３】
製造方法は、まず、導電性のＳｉＣ基板１をＭＯＣＶＤ装置内に搬送する。ここで用いるＳｉＣ基板１はＭ面（１０−１０）を積層面側に有する基板である。
【００３４】
次に基板温度を１０００℃〜１１００℃（望ましくは１０４０℃〜１０６０℃）の範囲にし、圧力を１０〜５０ＫＰａ（望ましくは２０〜４０ＫＰａ）にした後、例えば、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）を１０μモル／分、アンモニア（ＮＨ３）を２０Ｌ／分、水素ベース５０ｐｐｍのシラン（ＳｉＨ4）を１０ｃｃ／分、キャリア水素（Ｈ２）を２０Ｌ／分それぞれ流して、ｎ型ＡｌＮバッファ層１１を堆積する。ここで、アンモニアとＴＭＡ等の有機金属とのモル比は、装置によっても異なるが、およそ１００〜１００００（望ましくは３００〜１０００）の範囲で設定される。また、アンモニアの流量についても、装置によるが、通常１〜１００ｓｌｍの範囲に設定される。
【００３５】
次に、例えば、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）の流量を２μモル／分にし、さらにトリメチルガリウム（ＴＭＧ）を２０μモル／分、追加して供給し、ｎ型Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎクラッド層１２を成長させる。
【００３６】
次に、ＴＭＡの供給のみを停止してｎ型ＧａＮ光ガイド層１３を積層した後、ＴＭＧとシランの供給のみを停止し、アンモニアと窒素の混合雰囲気中で７５０℃に降温して一定温度になった後、例えば、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）を２００μモル／分、トリエチルガリウム（ＴＥＧａ）を２０μモル／分供給して、活性層１４のアンドープＩｎ０．２Ｇａ０．８Ｎ井戸層を堆積する。次に、アンドープＧａＮ障壁層を成長し、井戸層と障壁層との繰り返しにより、ＧａＮ障壁層とＩｎＧａＮ井戸層との多重量子井戸構造とする。
【００３７】
活性層１４成長後、ＮＨ３とＴＭＧを前記ｎ型ＧａＮ光ガイド層１３のときと同流量で流し、シクロペンタジエニルマグネシウム（ＣＰ２Ｍｇ）を追加してｐ型ＧａＮ光ガイド層１５を積層する。
【００３８】
次に、成長温度を１０００℃程度に上げ、さらにＴＭＡを加え、ＴＭＡとＴＭＧ等を前記ｎ型Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎクラッド層１２のときと同流量で流し、シクロペンタジエニルマグネシウム（ＣＰ２Ｍｇ）を追加して、ｐ型Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎクラッド層１６を積層した後、ＴＭＡのみ供給を停止して、ＴＭＡとＴＭＧの流量等を上記ｐ型ＧａＮ光ガイド層１５のときと同じ条件にし、ｐ型ＧａＮコンタクト層１７を成長させる。ｐ型コンタクト層１７は、ｐ型クラッド層１６よりも、高濃度に不純物をドーピングしている。
【００３９】
その後、ｐ型クラッド層１６及びｐ型コンタクト層１７がレーザの共振器方向（リッジ部のストライプ方向）を長手方向としてストライプ状に形成されるように、レジストをｐ型コンタクト層１７上にパターニングする。このとき、レーザの共振器方向が図６に示すようにａ軸＜１１−２０＞に平行になるように、上記レジストのパターニングを行っておく。
【００４０】
レジストのパターニング後、塩素ガス等によるドライエッチングを行い、ｐ型クラッド層１６をリッジ形状に形成する。形成されたリッジ部のストライプ方向は、ａ軸と平行になり、リッジ形状はａ軸を中心として左右対称になる。
【００４１】
リッジ部を形成した後、ＳｉＯ２等の絶縁膜１８を形成し、ｐ型コンタクト層１７上のレジストをリフトオフする。最後に、ＳｉＣ基板１側にＮｉ／Ｔｉ／Ａｕの多層金属膜等を用いてｎ電極２０を、ｐ型コンタクト層１７側にＰｄ／Ａｕの多層金属膜等を用いてｐ電極１９を形成する。
【００４２】
なお、上記実施例では、ｐ型コンタクト層１７をｐ型ＧａＮとしたが、ＧａＮよりバンドギャップの小さいＩｎＧａＮを用いて、ｐ電極１９とのオーミック接触を取り易くすることもできる。
【００４３】
以上のようにして完成したレーザ構造のウエハを、劈開する。劈開は、リッジ部のストライプ方向が、ａ軸と平行になるように形成されているため、ｃ軸と平行になるように、すなわち対向する１対のＣ面が露出するように行われる。劈開して端面を形成した後、共振器端面をコーティングする。このコーティングの種類によって、反射率を制御することができる。ところで、上記のように劈開されたレーザチップの共振器方向の端面は、図６からもわかるように、１対のＡ面で構成されることになる。Ｃ面に平行に積層欠陥が多く存在するので、このようにＡ面を共振器の端面とすることで、Ｃ面を共振器端面とするよりも、導波路に含まれる転位を減らすことができる。
【００４４】
ところで、活性層にはＩｎxＧａ1-xＮ（０≦ｘ≦１）、クラッド層にはＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ≦１）を用いたが、図５の場合と同様、一般に各窒化物半導体層には、III族（三族）窒化物半導体として、ＡｌxＧａyＩｎzＮ（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）を用いることができる。
【００４５】
活性層における量子井戸構造（Quantum Well）の構造等は、図５の場合の説明と同様である。なお、活性層のＩｎｙ１Ｇａ１−ｙ１Ｎ（０＜ｙ１＜１）井戸層において、ｙ１を０＜ｙ１＜１の範囲で変化させることにより、発光波長を紫色から赤色まで変化させることができる。活性層のＩｎ組成比率は約１５％以上（上記実施例では２０％）、すなわち４５０ｎｍ以上、６５０ｎｍ以下の範囲内のピーク波長を有するようにＩｎ組成比率が構成される。
【００４６】
また、図６のレーザ構造についての製造方法についての上記説明は、一例を示したものであり、各半導体層の製造については、キャリアガスの水素／窒素とともに、トリエチルガリウム（ＴＥＧａ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、アンモニア（ＮＨ３）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）などの各半導体層の成分に対応する反応ガス、ｎ型にする場合のドーパントガスとしてのシラン（ＳｉＨ４）、ｐ型にする場合のドーパントガスとしてのＣＰ２Ｍｇ（シクロペンタジエニルマグネシウム）等の必要なガスを供給して、７００℃〜１２００℃程度の範囲で順次成長させることにより、所望の組成で、所望の導電型の半導体層を、必要な厚さに形成することができる。
【００４７】
以上のように、窒化物半導体発光素子を形成することで、窒化物半導体の成長方向が、無極性面であるＭ面となるので、自発分極やピエゾ分極によってＡｌＧａＮ／ＧａＮ界面に発生する電界を非常に小さくすることができる。また、ＩｎＧａＮ量子井戸の分極を防ぐことで、発光効率の向上、波長シフトの抑制が可能となる。さらに、ＳｉＣ基板を挟んでｐ電極とｎ電極を対向するように設けているので、高静電耐圧とすることができ、ＳｉＣ基板は、放熱性が良いので、素子の発熱による影響を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の窒化物半導体発光素子の概略構成と成長方向を示す図である。
【図２】図１を真上から見た概略図である。
【図３】図１の窒化物半導体発光素子の劈開面方向を示す図である。
【図４】六方晶系の結晶構造の模式図である。
【図５】本発明の窒化物半導体発光素子構造の一例を示す断面図である。
【図６】本発明の窒化物半導体発光素子構造の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１    ＳｉＣ基板
７    窒化物半導体結晶
【図１】
2007329418.tif 000003
【図２】
2007329418.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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