(57)【要約】【課題】低抵抗、かつ抵抗率の面内均一性に優れたｐ型窒化物系半導体層を備える半導体積層体、特に窒化物系半導体発光素子を量産製造することを目的とする。【解決手段】基板に複数の窒化物系半導体層を成長してなる半導体積層体を、５０℃以上、４００℃未満で液体処理する半導体積層体の処理方法を提供する。また、前記液体処理のである半導体積層体の処理方法。また、前記処理方法を製造工程に含む窒化物系半導体発光素子の製造方法を提供する。【選択図】図１
2007317726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に複数の窒化物系半導体層を成長してなる半導体積層体を、液体処理することを特徴とする半導体積層体の処理方法。
【請求項２】
前記液体処理の温度は、５０℃以上、４００℃未満であることを特徴とする請求項１に記載の半導体積層体の処理方法。
【請求項３】
前記液体処理は、融点が４００℃以下の液体を用いることを特徴とする請求項１に記載の半導体積層体の処理方法。
【請求項４】
前記液体は、水、エタノール、メタノール、インジウム、カリウム、ガリウム、セシウム、セレン、タリウム、ナトリウム、フランジウム、ボロニウム、ルビジウムを少なくとも１種以上含む液体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半導体積層体の処理方法。
【請求項５】
前記液体中には、窒素、アルゴン、二酸化炭素、酸素、アンモニアを少なくとも１種以上含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の半導体積層体の処理方法。
【請求項６】
前記液体に共存するガスは、窒素、アルゴン、二酸化炭素、酸素、アンモニアを少なくとも１種以上含むガスであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の半導体積層体の処理方法。
【請求項７】
前記液体中には、不純物として、Ｇａ2Ｏ3、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｎを少なくとも１種以上含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の半導体積層体の処理方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の処理方法を製造工程に含むことを特徴とする窒化物系半導体発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低抵抗なｐ型窒化物系半導体層を含む窒化物系半導体層を有する半導体積層体の処理方法、および窒化物系半導体発光素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化物系半導体層を成長させた半導体積層体は、比較的短波長の紫外線領域から赤色を含む可視光領域までの広い波長領域の発光が可能であり、半導体レーザダイオード（ＬＤ）や、発光ダイオード（ＬＥＤ）などを構成する材料として広く用いられている。
【０００３】
窒化物系半導体に関して、旧来、気体雰囲気中でアニーリングすることにより、ｐ型ドーパントと結合している水素を出して、低抵抗なｐ型窒化物系半導体層とする手法が用いられてきた。
【０００４】
この際、アニーリングは高温で処理することによって行なわれるために、窒化物系半導体層の分解がおこり、その結晶性が悪くなるという問題点が生じる。そこで、窒化物系半導体の分解圧以上で加圧した窒素雰囲気のもと、４００℃以上の温度でアニーリングを行なったり、半導体積層体をさらにキャップ層で覆ったのちにアニーリングを行なったりすることで分解を防ぐ技術が用いられていた（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−１８３１８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、気体中、具体的には、窒素中でアニールする場合、窒化物系半導体層を成長させた半導体積層体を均一に加熱しないと、ｐ型窒化物系半導体層の抵抗率に分布が生じるため、量産性の観点から好ましくない。
【０００６】
たとえば、図５に示すような装置５１０に、該半導体積層体１０１を立てて、ランプ５０１による輻射熱で加熱する場合、ランプ５０１から影になる部分とランプ５０１からの輻射が直接照射される部分の間に、温度差が生じてしまい、好ましくない。
【０００７】
そこで、半導体積層体１０１の抵抗率の面内分布を向上させるには、図６に示すような、プレート６０１上に半導体積層体１０１の全体が接するように設置する方法が考えられる。しかしながら、該方法では、プレート６０１上に半導体積層体１０１の全体を置く必要があり、多数をアニールする場合、装置面積、加熱源の大型化が必要となる。
【０００８】
基本的に、ガス中で熱処理する場合、ドーパントを不活化していた水素が結合から外れた場合、ｐ型窒化物系半導体層表面に凝集し、表面から離脱しにくい傾向にある。このため、凝集していた水素が再度ｐ型窒化物系半導体層中のドーパントと結合し、局所的に抵抗率を上げることがある。
【０００９】
したがって、前記のように、従来の方法では、該半導体積層体を、均一性良く、かつ大量にｐ型窒化物系半導体層の抵抗を低くするという点で十分でなく、さらなる量産化に適した方法が模索されていた。
【００１０】
本発明は、上記問題点を鑑みて、低抵抗、かつ抵抗率の面内均一性に優れたｐ型窒化物系半導体層を備える半導体積層体の処理方法を提供し、もって、窒化物系半導体発光素子を量産製造する方法を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、基板に複数の窒化物系半導体層を成長してなる半導体積層体を、液体処理することを特徴とする半導体積層体の処理方法である。
【００１２】
また、本発明は、前記液体処理の温度は、５０℃以上、４００℃未満であることが好ましい。
【００１３】
また、本発明は、前記液体処理は、融点が４００℃以下の液体を用いることが好ましい。
【００１４】
また、本発明は、前記液体は、水、エタノール、メタノール、インジウム、カリウム、ガリウム、セシウム、セレン、タリウム、ナトリウム、フランジウム、ボロニウム、ルビジウムを少なくとも１種以上含む液体であることが好ましい。
【００１５】
また、本発明は、前記液体中には、窒素、アルゴン、二酸化炭素、酸素、アンモニアを少なくとも１種以上含むことが好ましい。
【００１６】
また、本発明は、前記液体と共存するガスは、窒素、アルゴン、二酸化炭素、酸素、アンモニアを少なくとも１種以上含むガスであることが好ましい。
【００１７】
また、本発明は、前記液体中には、不純物として、Ｇａ2Ｏ3、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｎを少なくとも１種以上含むことが好ましい。
【００１８】
また、本発明は、処理方法を製造工程に含むことを特徴とする窒化物系半導体発光素子の製造方法である。
【発明の効果】
【００１９】
ガス中での気相処理によってアニールする場合、ドーパントを不活化していた水素が結合から外れた場合、ｐ型窒化物系半導体層表面に凝集し、表面から離脱しにくい傾向にあるが、液体処理では凝集した水素が該窒化物系半導体表面から取り除かれて、再度、該窒化物系半導体層に取り込まれることなく、一旦、低抵抗化したｐ型窒化物系半導体層は、低抵抗な状態が保持される。
【００２０】
液体処理は、５０℃以上４００℃未満で行なうことから、窒化物系半導体層のｐ型ドーパントと結合している水素を効率良く切断することが出来る。５０℃未満では、ｐ型窒化物系半導体層のｐ型ドーパントと水素との結合を切断することが困難であり、４００℃以上では、窒化物系半導体層が相互作用し、ウィスカー状の結晶が成長することがあるため好ましくないからである。
【００２１】
また、前記液体が、水、エタノール、メタノール、インジウム、カリウム、ガリウム、セシウム、セレン、タリウム、ナトリウム、フランジウム、ボロニウム、ルビジウムを少なくとも１種以上含む液体であることによって、低抵抗、かつ抵抗率の面内均一性に優れたｐ型窒化物系半導体層を備える半導体積層体、特に窒化物系半導体発光素子を量産製造することが可能となる。そして、液体中で処理する場合の方が、半導体積層体の均熱性が向上し、その設置方法に依存しないため、大量に半導体積層体をアニールすることができ、効果的な処理を行なうことができる。
【００２２】
また、前記液体中に、窒素、アルゴン、二酸化炭素、酸素、アンモニアを少なくとも１種以上含むことによって、結合から外れてｐ型窒化物系半導体層の表面で凝集している水素が、効率的に取り除かれ、再度、ｐ型窒化物系半導体層に取り込まれることなく、一旦、低抵抗化したｐ型窒化物系半導体層は、低抵抗な状態が保持される。
【００２３】
また、Ｇａ2Ｏ3、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｇａが液体中に存在することにより、結合から外れて、該窒化物系半導体層の表面で凝集している水素が効率的に取り除かれ、再度、該窒化物系半導体層に取り込まれることなく、一旦、低抵抗化したｐ型窒化物系半導体層は、低抵抗な状態が保持される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
＜半導体積層体＞
本発明の半導体積層体は、窒化物系半導体層を基板上に複数積層してなる。窒化物系半導体層とは、具体的には、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＧａＮなど窒素を含む半導体、もしくはこれらの混晶半導体をいう。以下、本発明における半導体積層体の構造を図２に基づいて説明する。
【００２５】
基板２００上には、ＭＯＣＶＤ（有機金属気相成長法）法で成長を行なった窒化物系半導体層２１０を有する。基板２００としては、具体的には、サファイア基板などを用いる。
【００２６】
基板２００の上に１００〜３００Åのｎ型バッファ層２０１が積層し、その上に順次アンドープ層２０２、３〜１１μｍのｎ型クラッド層２０３、バリア層と井戸層からなる１５〜２０ｎｍの活性層２０４、１５〜４５ｎｍのｐ型クラッド層２０５、５０〜１００ｎｍのｐ型コンタクト層２０６が積層した構造となっている。
【００２７】
以上の基板２００上に形成された半導体積層は、全て窒化物系半導体によって形成される。
【００２８】
活性層２０４は、窒化物系半導体をレーザなどに扱う際の多重量子井戸式構造であり、この構造に関しては特に限定はなく、前記バリア層と井戸層とが幾重にも重なったものでも良い。つまり、本発明は、ｐ型半導体層を含む、半導体積層体であればよい。
【００２９】
なお、基板は導電性基板、絶縁性基板のどちらでも良い。導電性基板である場合は、具体例としては、ＧａＮであり、絶縁性基板の場合にはサファイアである。
【００３０】
次に、本発明の半導体積層体の製造方法について図２を参照して説明する。
基板２００の上にＭＯＣＶＤ法を用いて、複数の前記窒化物系半導体層を順次、積層することにより行なう。まず、基板２００を１０００〜１２００℃でベーキングを行なう。その後、１１００〜１４００℃でキャリアガスとして水素等を用いながら、原料として、たとえばトリメチルガリウムやアンモニア等を用いて、ｎ型バッファ層２０１を形成する。そして、１０００〜１３００℃で上記と同様の方法で、原料としてトリメチルガリウム等を用いて、アンドープ層２０２を形成する。アンドープ層２０２の上にｎ型クラッド層２０３を形成する際は、ｎ型ドーパントとして、モノシラン（ＳｉＨ4）等をドープしながら、１０００〜１３００℃で原料として、たとえばトリメチルガリウムやアンモニア等を用いて行なう。
【００３１】
その後、ｎ型クラッド層２０３の上に、１０００〜１３００℃にて、原料としてたとえばトリメチルインジウム、アンモニア等を用いて、バリア層と井戸層からなる多重量子井戸式構造をもつ活性層２０４を形成する。
【００３２】
ｐ型クラッド層２０５を形成する際は、１０００〜１３００℃で、ｐ型ドーパントとしてＭｇイオンやＺｎイオン等をドープしながら、原料としてトリメチルガリウム、トリメチルアルミニウムとアンモニア等を用いて行なう。最後に同様の方法でｐ型コンタクト層２０６を形成する。基板２００の上に積層された窒化物系半導体層２１０からなる本発明の半導体積層体１０１は、以上の工程で形成される。
【００３３】
そして、Ｍｇイオン等をドープされたｐ型クラッド層２０５、ｐ型コンタクト層２０６のｐ型導電性活性化を行なうために、半導体積層体１０１に対して、以下に示す液体処理を行なう。
【００３４】
＜液体処理＞
前記半導体積層体中、ｐ型の窒化物系半導体層のｐ型ドーパントと結合している水素を切断し、低抵抗な半導体層を形成する。本発明においては、気体中での処理ではなく、液体に浸漬させるため均一な効果が得られるために低温の操作でよい。また、本発明において、処理温度が高いとき、要する処理時間は短縮され、処理時間と処理温度の関係は反比例する。
【００３５】
液体処理は、半導体積層体全体が、５０℃以上４００℃未満の液体に３〜１５分間浸る必要がある。ｐ型窒化物系半導体層のｐ型ドーパントと結合している水素を効率良く切断することが出来る。
【００３６】
≪液体処理に用いる液体≫
液体処理に用いる液体として好ましい水、エタノール、メタノール、インジウム、カリウム、ガリウム、セシウム、セレン、タリウム、ナトリウム、フランジウム、ボロニウム、ルビジウムは、処理が均一な効果を期待できるため、本発明に使用される。上記に挙げる物質は、前記液体全体の１０〜１００％含まれていると効果が見込まれ、ガリウムを液体中に含んでいるとき特に高い効果が見込まれる。また、窒素、アルゴン、二酸化炭素、酸素、アンモニアのいずれかが、液体中、３０ｃｍ3／Ｌ程度溶け込んでいた場合に効果が見られる。前記の気体の中で、アンモニアを液体中に含んでいるときに特に高い効果が見込まれる。
【００３７】
液体が外接する気体も上記の５種類の窒素、アルゴン、二酸化炭素、酸素、アンモニアなどが良いことが分かっている。閉鎖系の装置内等で本発明を実施する場合には、系内の気圧は１０６ＫＰａ程度である場合が最も望ましい。
【００３８】
不純物としてのＧａ2Ｏ3、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｇａイオンは、敢えて、１質量％以上添加しなければ、添加しない場合と同様の効果しか見られない。上記の不純物の中でＧａを液体中に含んでいるときに特に高い効果を得ることができる。不純物のイオンは加える場合は、全ての上記イオンを含むほうが望ましく、また、ＧａとＭｇの組み合わせで加える場合も効果が得られる。
【００３９】
≪液体処理の工程≫
液体、気体が入った閉鎖系の中に該半導体積層体をいれ、液体処理を行なう。この際に、具体的には、図１に示すような加熱装置を利用することができる。以下、該装置を用いた液体処理方法を例にして説明する。
【００４０】
まず、基板２００上に窒化物系半導体層２１０を成長後、半導体積層体１０１を有機または無機溶剤を用いて結晶成長表面の清浄化処理を行なう。
【００４１】
そして清浄化した半導体積層体１０１を１００枚程度を円筒状の熱処理容器１０２内に入れる。該熱処理容器１０２内には半導体積層体１０１が１００枚程度組み込める治具１０３を設置しており、該熱処理容器１０２は、処理炉１０４内を可動できる機構になっており、治具１０３が回転するとき、半導体積層体は面積の１０％程度液体に浸っていればよいと考えられる。
【００４２】
本発明においては、熱処理用液体に対し半導体積層体１０１が浸かる割合は１００％である。
【００４３】
次に、処理炉１０４を５０℃以上４００℃未満まで、特に望ましくは３５０〜４００℃まで温度を上げて、該熱処理容器１０２を１０〜２０分加熱する。その後、半導体積層体１０１を加熱装置から取り出し、塩酸、もしくは王水で洗浄し、成長表面を荒らさないように注意して表面に付着した液体を除去する。
【００４４】
液体中で処理する場合の方が、該半導体積層体への均熱性が向上し、該半導体積層体の設置方法に依存しないため、大量にアニールすることができ、効果的な処理を行なうことができる。
【００４５】
また、処理炉の代替としては昇温可能な他の結晶成長装置等を用いて処理を行なってもよい。
【００４６】
＜窒化物系半導体発光素子＞
複数の窒化物系半導体層を成長させた半導体積層体を素子化して、窒化物系半導体発光素子を形成する。
【００４７】
本発明の窒化物系半導体発光素子の断面図である図３に基づいて、まず、その構造を説明する。
【００４８】
サファイア基板３００上には１５〜４５ｎｍ程度のｎ型ＡｌＧａＮバッファ層３０１、その上にアンドープＧａＮ層３０２、３〜１１μｍ程度のｎ型ＧａＮクラッド層３０３、そして、該ｎ型ＧａＮクラッド層３０３の上に、ＧａＮバリア層と、ＩｎＧａＮ井戸層からなる１５〜２０ｎｍ程度の発光層３０４を成長している。該発光層３０４の上には１５〜４５ｎｍ程度のｐ型ＡｌＧａＮクラッド層３０５、５０〜１００ｎｍ程度のｐ型ＧａＮコンタクト層３０６を成長している。上記の方法でサファイア基板３００の上に窒化物系半導体層３１０が積層されている。
【００４９】
そして、ｐ型ＧａＮコンタクト層３０６上にｐ型電極３２２、ｎ型ＧａＮクラッド層３０３上にｎ型電極３２１を有する。
【００５０】
次に、図３を参照して窒化物系半導体発光素子に製造方法について説明する。
サファイア基板３００の上にＭＯＣＶＤ法を用いて、複数の前記窒化物系半導体層３１０を順次、積層することにより行なう。まず、サファイア基板３００を１０００〜１３００℃でベーキングを行なう。その後、１０００〜１３００℃でキャリアガスとして水素等を用いながら、原料として、たとえばトリメチルガリウム、トリメチルアルミニウムやアンモニアを用いて、ｎ型ＡｌＧａＮバッファ層３０１を形成する。そして、１０００〜１３００℃で上記と同様の方法で、原料としてトリメチルガリウム、アンモニウムを用いて、アンドープＧａＮ層３０２を形成する。アンドープＧａＮ層３０２の上にｎ型ＧａＮクラッド層３０３を形成する際は、ｎ型ドーパントとして、モノシラン（ＳｉＨ4）等をドープしながら、１０００〜１３００℃でアンドープＧａＮ層３０２と同様に行なう。
【００５１】
その後、７００〜９００℃にて、ｎ型ＧａＮクラッド層３０３の上に原料としてたとえばトリメチルインジウム、トリメチルガリウム、アンモニアを用いて、１．０〜３．５μｍの井戸層と、１２〜２２μｍのバリア層からなる発光層３０４を形成する。
【００５２】
ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層３０５を形成する際は、１０００〜１３００℃で、ｐ型ドーパントとしてＭｇイオンやＺｎイオン等をドープしながら、原料としてトリメチルガリウム、トリメチルアルミニウムとアンモニアを用いて行なう。最後に１０００〜１３００℃で、ｐ型ＧａＮコンタクト層３０６を形成する。
【００５３】
そして、Ｍｇイオン等をドープされたｐ型ＡｌＧａＮクラッド層３０５、ｐ型ＧａＮコンタクト層３０６のｐ型導電性活性化を行なうために、上述した液体処理を行ない、そののちにｐ型電極３２２、ｎ型電極３２１を形成する。
【００５４】
なお、本実施の形態では、各層厚をしていているが、これに限られるものではない。また、ＭＯＣＶＤ法によって窒化物系半導体層を形成しているが、ＭＢＥ（分子線エピタキシー）法、ＭＯＭＢＥ（有機金属分子線エピタキシー）法、その他の方法で実施してもよい。
【実施例】
【００５５】
＜実施例１＞
図１および図３に基づいて、本発明の窒化物系半導体発光素子の製造方法について説明する。
【００５６】
まず、図３にて、サファイア基板３００を１１００℃で水素雰囲気下にてベーキングを行なった。その後、ＭＯＣＶＤ法にて、６００℃でキャリアガスとして水素を、原料として、トリメチルガリウム、トリメチルアルミニウム、アンモニアを用いて、ｎ型ＡｌＧａＮバッファ層３０１を３０ｎｍ形成した。そして、上記と同様の方法で、原料としてトリメチルガリウム、アンモニアを用いて、アンドープＧａＮ層３０２を１μｍ形成した。アンドープＧａＮ層３０２の上にｎ型ＧａＮクラッド層３０３を４μｍ形成する際は、原料として、トリメチルガリウムとアンモニアを用いて、ｎ型ドーパントとして、モノシラン（ＳｉＨ4）をドープしながら、１１００℃で、行なった。
【００５７】
そして、７００℃にて、原料としてトリメチルインジウム、アンモニアを用いて、ＧａＮからなる２．５ｎｍのバリア層と、ＩｎＧａＮからなる１７ｎｍの井戸層で構成された発光層３０４を成長した。
【００５８】
発光層３０４の上に、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層３０５を３０ｎｍ形成する際は、１１００℃で、ｐ型ドーパントとしてＭｇイオンをドープしながら、原料としてトリメチルガリウム、トリメチルアルミニウムとアンモニアを用いて行なった。最後に同様の方法でｐ型ＧａＮコンタクト層３０６を形成した。
【００５９】
そして、Ｍｇイオンをドープされたｐ型ＡｌＧａＮクラッド層３０５、ｐ型ＧａＮコンタクト層３０６のｐ型導電性活性化を行なうために、上述の方法で製造した半導体積層体に対して、以下に示す液体処理を行なった。
【００６０】
上述の方法で形成した半導体積層体の半導体層成長表面を塩酸を用いて清浄化処理を行なった。清浄化した半導体積層体１００枚を図１のような熱処理容器１０２内に入れた。
【００６１】
液体に対し半導体積層体が浸かる割合は１００％であり、該液体としてガリウムを用いた。また、液体には不純物は添加せず、液体に接触しているガスはアルゴンを用いた。次に、処理炉１０４を２５０℃まで温度を上げるために、該熱処理容器１０２を１０分加熱した。
【００６２】
その後、窒化物系半導体を成長させた半導体積層体１０１を熱処理容器１０２から取り出し、王水で洗浄し、成長表面を荒らさないように注意してガリウムを除去した。
【００６３】
そして、液体処理をした後に、ｐ型ＧａＮコンタクト層３０６上にｐ型電極３２２を、ｎ型ＧａＮクラッド層３０３上にｎ型電極３２１をそれぞれ形成し、窒化物系半導体発光素子を製造した。最後に、図３に示す該窒化物系半導体発光素子を利用した、発光ダイオードを周知の方法で形成し、図４に示すような、窒化物系半導体発光素子４０２を内蔵した発光ダイオード４０１を完成させた。
【００６４】
前記のように製造した同一半導体積層体内の発光ダイオード１２０００個の平均値をとると、電流２０ｍＡにおける電圧は３．２５Ｖ、標準偏差は０．０６１であった。
【００６５】
＜比較例１＞
液体処理において、ガリウム液体を窒素ガス雰囲気に変え、処理温度を５００℃にする以外は、全て実施例２と同様の方法で発光ダイオードを形成した。
【００６６】
同一半導体積層体内の発光ダイオード１２０００個の平均値をとると、電流２０ｍＡにおける電圧は３．３７Ｖ、標準偏差は０．１２１であった。
【００６７】
＜発光ダイオードの性能の比較（実施例１と比較例１）＞
実施例１と比較例１による発光ダイオードの性能を比べると、各々の電流２０ｍＡにおける前記電圧の差は、ｐ型窒化物系半導体層の抵抗に依存していると考えられる。比較例１のように窒素ガス中で熱処理する場合、ドーパを不活化していた水素が結合から外れ、ｐ型窒化物系半導体層に凝集し、表面から離脱しにくい傾向にあることがわかる。しかし、実施例１のような、液体処理する場合では、凝集した水素が該窒化物系半導体表面から取り除かれて、再度、該窒化物系半導体層に取り込まれることなく、一旦、低抵抗化したｐ型窒化物系半導体層は、低抵抗な状態が保持される。
【００６８】
また、半導体積層体間における差異に関しても、本発明を利用した実施例１の方が低電圧であり、抵抗率の分布に関しても各々の標準偏差を比べると、実施例１の方が優れている結果となった。
【００６９】
＜実施例２＞
抵抗率の面内分布を確認するため、サファイア基板上にＭＯＣＶＤ法で、１１００℃でキャリアガスとして水素を、原料として、トリメチルガリウム、トリメチルアルミニウム、アンモニアを用いて、Ｍｇイオンをドープしながら、０．４μｍ／ｈｒで０．１μｍのｐ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎ層を成長した。
【００７０】
次に、実施例１の方法でガリウム液体を用いての液体処理をして、５ｍｍ角のサンプルでホール効果測定を行なった。面内２０点を測定したところ、平均値としてキャリア濃度が１．６×１０17／ｃｍ2、抵抗率の標準偏差が６．７％であった。
【００７１】
＜比較例２＞
抵抗率の面内分布を確認するため、サファイア基板上にＭＯＣＶＤ法で、１１００℃でキャリアガスとして水素を、原料として、トリメチルガリウム、トリメチルアルミニウム、アンモニアを用いて、Ｍｇイオンをドープしながら０．４μｍ／ｈｒで０．１μｍのｐ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎ層を成長した。
【００７２】
次に、比較例１の方法で窒素ガスを用いての熱処理をして、５ｍｍ角のサンプルでホール効果測定を行なった。面内２０点を測定したところ、平均値としてキャリア濃度が２×１０17／ｃｍ2、抵抗率の標準偏差が１０．２％であった。
【００７３】
＜ｐ型窒化物系半導体層の性能の比較（実施例２と比較例２）＞
実施例２と比較例２を比べると、実施例２の方が高い性能を示した。まず、キャリア濃度は全般的に実施例２の方が低く、抵抗率の標準偏差も実施例２の方が低かった。これは、窒化物系半導体層表面の水素の除去が、実施例２のように、液体を使用した方が均一行なわれ、その結果、抵抗率の面内均一性が得られることによる。
【００７４】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明によれば、低抵抗、かつ抵抗率の面内均一性に優れたｐ型窒化物系半導体層を備える半導体積層体、そして窒化物系半導体発光素子を量産製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】実施例１において液体処理に用いた加熱装置の断面構造を示した図である。
【図２】本発明の半導体積層体の構造断面を示した図である。
【図３】本発明の窒化物系半導体発光素子の構造断面を示した図である。
【図４】本発明の窒化物系半導体発光素子を利用した発光ダイオードの構造断面を示した図である。
【図５】アニーリングをランプによる加熱によって行なう装置の斜視図である。
【図６】アニーリングをプレートによる加熱によって行なう装置の斜視図である。
【符号の説明】
【００７７】
１０１  半導体積層体、１０２  熱処理容器、１０３  治具、１０４  処理炉、２００  基板、２０１  ｎ型バッファ層、２０２  アンドープ層、２０３  ｎ型クラッド層、２０４  活性層、２０５  ｐ型クラッド層、２０６  ｐ型コンタクト層、２１０  窒化物系半導体層、３００  サファイア基板、３０１  ｎ型ＡｌＧａＮバッファ層、３０２  アンドープＧａＮ層、３０３  ｎ型ＧａＮクラッド層、３０４  発光層、３０５  ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層、３０６  ｐ型ＧａＮコンタクト層、３１０  窒化物系半導体層、３２１  ｎ型電極、３２２  ｐ型電極、４０１  発光ダイオード、４０２  窒化物系半導体発光素子、５０１  ランプ、５１０  装置、６０１  プレート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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