(57)【要約】【課題】高温ＡｌＮバッファ層上に形成される窒化物半導体結晶の結晶品質が良好なものを再現良く得ることできる窒化物半導体素子及びその製造方法を提供する。【解決手段】サファイア基板１上に形成されたＡｌＮバッファ層２上にアンドープＧａＮ層３、Ｓｉ膜３１、ｎ型ＧａＮ層４、ＭＱＷ活性層５、ｐ型ＧａＮ層６が順に積層されている。このように、ＧａＮ層の途中にシリコン膜を形成する。さらに、ＡｌＮバッファ層は高温で結晶成長させる。また、Ｓｉ膜３１より後に形成されるｎ型ＧａＮ層４の結晶成長過程で、結晶成長表面からの光の反射率が一旦低下し、ｎ型ＧａＮ層４より後に形成される窒化物半導層の結晶成長過程で、結晶成長表面からの光の反射率が上昇するように構成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成長用基板上に配置されたＡｌＮバッファ層と、
前記ＡｌＮバッファ層上に配置されたＧａＮ層とを少なくとも備え、
前記ＧａＮ層の途中にシリコン膜を形成したことを特徴とする窒化物半導体素子。
【請求項２】
前記シリコン膜は、前記ＡｌＮバッファ層とＧａＮ層の境界から１００ｎｍ以下の高さに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素子。
【請求項３】
前記シリコン膜の膜厚は０．０５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の窒化物半導体素子。
【請求項４】
成長用基板上にＡｌＮバッファ層を形成する第１の工程と、
前記ＡｌＮバッファ層上にＧａＮ層を積層する第２の工程と、
前記ＧａＮ層上にシリコン膜を積層する第３の工程と、
前記シリコン膜上にＧａＮ層を積層する第４の工程とを備えたことを特徴とする窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項５】
前記ＡｌＮバッファ層は成長温度９００℃以上で形成し、前記第４の工程におけるＧａＮ層の結晶成長過程で、結晶成長表面からの光の反射率が一旦低下し、該ＧａＮ層より後に形成される窒化物半導層の結晶成長過程で結晶成長表面からの光の反射率が上昇するように形成したことを特徴とする請求項４記載の窒化物半導体素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡｌＮバッファ層を備えた窒化物半導体素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化ガリウム系化合物半導体、いわゆるIII−V族窒化物半導体（以下、窒化物半導体という）と呼ばれる半導体素子の開発が盛んである。窒化物半導体は、照明、バックライト等用の光源として使われる青色ＬＥＤ、多色化で使用されるＬＥＤ、ＬＤ等に用いられている。窒化物半導体は、バルク単結晶の製造が困難なために、サファイア、ＳｉＣ等の異種基板の上にＭＯＣＶＤ（有機金属気相成長法）を利用してＧａＮを成長させることが行われている。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、成長用基板として特に用いられる。
【０００３】
窒化物半導体素子を形成する場合は、窒化物半導体層の結晶性を高めて、性能の良いデバイスとするために、例えば、サファイア基板上に成長温度４００〜６００℃の低温で、低温ＧａＮバッファ層又は低温ＡｌＮバッファ層を結晶成長させた後、ＧａＮ半導体層を成長させることが行われている。
【０００４】
低温ＡｌＮバッファ層を用いる場合は、成長用基板上に、成長温度４００〜６００℃の低温で、膜厚が１００〜５００Å（オングストローム）の低温ＡｌＮバッファ層を設ける。この方法はバッファ層であるＡｌＮ層上にＧａＮを成長させることによって、ＧａＮ半導体層の結晶性および表面モフォロジーを改善できる特徴がある。
【０００５】
しかしながら上記方法は、バッファ層の成長条件が厳しく制限され、半導体の結晶性および表面モフォロジーを歩留よく改善することが困難であり、実用的ではない。
【０００６】
そこで、特許文献１、特許文献２に記載されているように、上記低温ＡｌＮバッファ層の代わりに、成長温度５００〜８００℃の低温で形成する低温ＧａＮバッファ層を成長用基板上に形成し、その上に窒化物半導体結晶を成長させることが提案されている。
【特許文献１】特開２００２−１５４９００号公報
【特許文献２】特開平４−２９７０２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記従来技術では、窒化物半導体結晶の結晶性等の改善は期待できるが、低温ＧａＮバッファ層を成長後、窒化物半導体結晶を形成する場合に、成長温度を１０００℃以上の高温まで上昇させなければならないため、この温度上昇の過程で低温ＧａＮバッファ層が劣化してしまい、バッファ層としての役割を果たさなくなるという問題があった。また、高温に温度を上昇させるので、既に低温で作製したＧａＮバッファ層の熱歪みの問題も発生する。
【０００８】
さらには、低温ＧａＮバッファ層及び低温ＡｌＮバッファ層のいずれの場合も膜厚が薄い方がその上に結晶成長させるＧａＮ膜の結晶軸の方向が揃いやすい。これにより、ＧａＮ膜の結晶性は良くなるが、膜厚を薄くすると、表面には六角形ファセットが形成されやすくなり、ＧａＮ膜の表面モフォロジーが悪くなるため、デバイス作製に用いるには問題があった。
【０００９】
そこで、これらの問題を解決するために、９００℃以上の高温で作製される高温ＡｌＮバッファ層を成長用基板の上に成長させた後、窒化物半導体結晶を積層するという手法が提案されている。しかしながら、ＡｌＮバッファ層上に形成される窒化物半導体結晶の結晶性及び表面モフォロジーを良くしようとすると、高温ＡｌＮバッファ層の成長条件の設定が難しい。また、ＡｌＮバッファ層上のＧａＮ膜の成長条件にも左右されるため、良質な窒化物半導体結晶を再現良く作製することが困難であった。
【００１０】
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、高温ＡｌＮバッファ層上に形成される窒化物半導体結晶の結晶品質が良好なものを再現良く得ることできる窒化物半導体素子及びその製造方法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】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、成長用基板上に配置されたＡｌＮバッファ層と、前記ＡｌＮバッファ層上に配置されたＧａＮ層とを少なくとも備え、前記ＧａＮ層の途中にシリコン膜を形成したことを特徴とする窒化物半導体素子である。
【００１２】
また、請求項２記載の発明は、前記シリコン膜は、前記ＡｌＮバッファ層とＧａＮ層の境界から１００ｎｍ以下の高さに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素子である。
【００１３】
また、請求項３記載の発明は、前記シリコン膜の膜厚は０．０５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の窒化物半導体素子である。
【００１４】
また、請求項４記載の発明は、成長用基板上にＡｌＮバッファ層を形成する第１の工程と、前記ＡｌＮバッファ層上にＧａＮ層を積層する第２の工程と、前記ＧａＮ層上にシリコン膜を積層する第３の工程と、前記シリコン膜上にＧａＮ層を積層する第４の工程とを備えたことを特徴とする窒化物半導体素子の製造方法である。
【００１５】
また、請求項５記載の発明は、前記ＡｌＮバッファ層は成長温度９００℃以上で形成し、前記第４の工程におけるＧａＮ層の結晶成長過程で、結晶成長表面からの光の反射率が一旦低下し、該ＧａＮ層より後に形成される窒化物半導層の結晶成長過程で結晶成長表面からの光の反射率が上昇するように形成したことを特徴とする請求項４記載の窒化物半導体素子の製造方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ＡｌＮバッファ層上に形成されるＧａＮ層の途中にＳｉ膜を形成しているので、Ｓｉ膜以降のＧａＮ層の結晶性が向上する。また、ＡｌＮバッファ層を成長温度９００℃以上で形成し、シリコン膜より後に形成されるＧａＮ層の結晶成長過程で、結晶成長表面からの光の反射率が一旦低下し、前記ＧａＮ層より後に形成される窒化物半導層の結晶成長過程で結晶成長表面からの光の反射率が上昇するように形成しているので、結晶性及び表面平坦性が良い窒化物半導体素子を再現良く作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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断面構造の一例を示す。
【００１８】
成長用基板としてのサファイア基板１上にＡｌＮバッファ層２を積層し、その上に窒化物半導体層を結晶成長させるものである。この窒化物半導体は、既知のＭＯＣＶＤ法等によって形成する。なお、窒化物半導体は、ＡｌＧａＩｎＮ４元混晶を表し、いわゆるIII−V族窒化物半導体と呼ばれるもので、ＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）で表すことができる。
【００１９】
サファイア基板１上に形成されたＡｌＮバッファ層２上にアンドープＧａＮ層３、Ｓｉ膜３１、Ｓｉドープのｎ型ＧａＮ層４、ＭＱＷ活性層５、Ｍｇドープのｐ型ＧａＮ層６が順に積層されている。この例では、アンドープＧａＮ層３とｎ型ＧａＮ層４とが、請求項に記載したＧａＮ層に相当する。これらの各半導体層は、ＭＯＣＶＤ法によって形成される。また、ＭＱＷ活性層５は、ＧａＮからなる障壁層と、ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ（０＜Ｘ１）からなる井戸層との多重量子井戸構造で構成される。
【００２０】
本発明では、ＡｌＮバッファ層２を結晶成長させる場合、９００℃以上の高温で成長させるとともに、ＧａＮ層の途中、すなわちアンドープＧａＮ層３とｎ型ＧａＮ層４との間にシリコン（Ｓｉ）膜３１を形成している。このようにすることにより、Ｓｉ膜３１の後に形成されるｎ型ＧａＮ層４の結晶品質を高めることができる。ｎ型ＧａＮ層４の結晶品質が良くなれば、その上に順に形成されるＭＱＷ活性層５、ｐ型ＧａＮ層６の結晶品質も向上する。
【００２１】
また、以下の製造方法の説明で、アンドープＧａＮ層３の膜厚を、例えば１０００Å（１００ｎｍ）程度としたように、シリコン膜３１の作製位置は、ＡｌＮバッファ層２とアンドープＧａＮ層３の境界面から１００ｎｍ以下の高さに形成することが望ましい。これは、ＡｌＮバッファ層上に形成されるＧａＮ層の膜厚が１００ｎｍ以下の範囲で、ＧａＮ層の結晶性が非常に悪くなるためであり、上記位置にシリコン膜を形成すれば、シリコン膜以降のＧａＮ層及び窒化物半導体層の結晶性の大幅な向上が得られ、効果が大きいためである。
【００２２】
次に、図１の窒化物半導体素子の製造方法を説明する。まず、成長用基板としてサファイア基板１をＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長）装置に入れ、水素ガスを流しながら、１０５０℃程度まで温度を上げ、サファイア基板１をサーマルクリーニングする。温度をそのまま維持するか、あるいは９００℃以上の適切な温度まで下げ（例えば９１０℃の成長温度で）、高温ＡｌＮバッファ層２を膜厚２０Å（２ｎｍ）成長させる。高温ＡｌＮバッファ層２の作製は、Ａｌ原料として用いる反応ガス（例えばＴＭＡ）と、Ｎ原料として用いる反応ガス（例えばＮＨ３）を供給して行う。
【００２３】
高温ＡｌＮバッファ層２形成後、ＴＭＡの供給を停止し、アンモニアを供給した状態で、成長温度を９０５℃程度にし、圧力１５０Ｔｏｒｒ以上（例えば２００Ｔｏｒｒ）にし、例えば、トリメチルガリウム（ＴＭＧａ）を２０μモル／分供給し、アンドープＧａＮ層３を膜厚１０００Å程度成長させる。このように、高温ＡｌＮバッファ層２上に結晶成長させるＧａＮ層の成長圧力を１５０Ｔｏｒｒ以上とするのは、３次元的な結晶成長で、成長の核を大きくするためである。他方、成長温度９００℃以上とするのは、成長温度が低すぎるとＧａＮの結晶性が悪くなるためである。
【００２４】
上述したように、ＡｌＮバッファ層２形成後に、アンドープＧａＮ層３を成長させる場合、ＡｌＮバッファ層２の成長温度を９１０℃程度、アンドープＧａＮ層３の結晶成長も９０５℃程度としておくと、成長温度をほとんど変化させずに、すぐに、アンドープＧａＮ層３の成長を開始することができ、加熱されることによるＡｌＮバッファ層２の劣化を防止することができる。さらに、成長温度差によるＡｌＮバッファ層２の熱歪みも防止することができる。
【００２５】
次に、ＴＭＧａの供給を停止し、原料ガスとしては、シラン（ＳｉＨ４）とアンモニア（ＮＨ３）のみを供給し、成長温度は９０５℃のままで、Ｓｉ膜３１を膜厚０．２４Å（２４ｐｍ）結晶成長させる。次に、成長温度を１０２０℃程度に上昇させ、例えば、トリメチルガリウム（ＴＭＧａ）を２０μモル／分供給し、ｎ型ドーパントガスとしてシラン（ＳｉＨ４）を供給してｎ型ＧａＮ層４を２．５μｍ程度形成する。
【００２６】
その後、ＴＭＧａ、シランの供給を停止し、アンモニアと水素の混合雰囲気中で基板温度を７００℃〜８００℃の間に下げて、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）を２００μモル／分、トリエチルガリウム（ＴＥＧａ）を２０μモル／分供給して、ＭＱＷ活性層５のＩｎＧａＮ井戸層を積層し、ＴＭＩｎの供給のみを停止してアンドープＧａＮからなる障壁層を積層する。そして、ＧａＮ障壁層とＩｎＧａＮ井戸層との繰り返しにより多重量子井戸構造とする。
【００２７】
ＭＱＷ活性層５成長後、成長温度を１０２０℃程度に上昇させて、Ｇａ原子の原料ガスであるトリメチルガリウム（ＴＭＧａ）、窒素原子の原料ガスであるアンモニア（ＮＨ３）、ｐ型不純物Ｍｇのドーパント材料であるＣＰ２Ｍｇ（ビスシクロペンタジエチルマグネシウム）を供給し、ｐ型ＧａＮ層６を成長させる。ここで、ＭＱＷ活性層５は膜厚０．１μｍ程度、ｐ型ＧａＮ層６は膜厚０．２μｍ程度とした。
【００２８】
各半導体層の製造については、キャリアガスの水素又は窒素とともに、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。
【００２９】
以上のように、形成される窒化物半導体素子について、例えば、図１のＳｉ膜３１の有無により、Ｓｉ膜３１以降のｎ型ＧａＮ層４の結晶性がどのように変化するかを調べたのが、図３である。１つは、本発明のように、サファイア基板１上にＡｌＮバッファ層２、アンドープＧａＮ層３、Ｓｉ膜３１を順に積層した後、その上にｎ型ＧａＮ層４を結晶成長させ、ｎ型ＧａＮ層４表面をＸ線回折装置でスキャンしてスペクトルを分析した。一方、比較対象として、サファイア基板１上にＡｌＮバッファ層２、アンドープＧａＮ層３を順に積層した後、Ｓｉ膜３１を形成せず、アンドープＧａＮ層３の上に直接ｎ型ＧａＮ層４を結晶成長させ、ｎ型ＧａＮ層４表面をＸ線回折装置でスキャンしてスペクトルを分析した。これらのスペクトルの半値全幅を測定することで、結晶性を判断した。
【００３０】
また、Ｘ線回折半値全幅の測定は、アンドープＧａＮ層３及びｎ型ＧａＮ層４の成長方向を変えて２種類の方向について行った。（０００１）はｃ軸方向、（１０−１０）はｍ軸方向を示し、これらの成長方向は、成長用基板であるサファイア基板１の成長主面をＣ面｛０００１｝、Ｍ面｛１０−１０｝とすることで可能となる。
【００３１】
成長の主面を極性面であるＣ面としたときには、Ｓｉ膜３１が有る場合と無い場合とではＸ線回折半値全幅値の違いはない。一方、成長の主面を非極性面であるＭ面としたときには、Ｓｉ膜３１が形成されている場合には、Ｘ線回折半値全幅値０．１４度、Ｓｉ膜３１が形成されていない場合には、Ｘ線回折半値全幅値０．１９度となっており、Ｓｉ膜３１が形成されている方が、ｎ型ＧａＮ層４の結晶軸方向が揃っていて結晶性の良い数値が示されている。このように、ＧａＮ層の途中でＳｉ膜を形成すると、Ｓｉ膜以降のＧａＮ層について結晶性が向上することがわかる。
【００３２】
ところで、結晶品質には、結晶性の他に表面モフォロジー、表面の平坦性を考える必要があるが、単にＳｉ膜をＧａＮ層の途中に作製しても、ＧａＮ層の表面平坦性が良くなるとは限らない。再現良く、良好な結晶品質を示すＧａＮ層を形成する方法を以下に説明する。
【００３３】
図１の構成において、ＡｌＮバッファ層２、アンドープＧａＮ層３、Ｓｉ膜３１、ｎ型ＧａＮ層４を結晶成長させる過程で成長する半導体層表面に赤外線を照射して、その反射率を測定し、縦軸を反射率、横軸を時間（秒）で表示したのが図５〜図６である。具体的には、ＭＯＣＶＤ装置の成長室の上部に光を透過する窓を設け、この窓に近接して赤外線ＬＥＤと赤外線検出器を配置して測定した。この構成で、赤外線ＬＥＤを発光させると、赤外光は窓を通って、成長室内部の結晶成長中のウエハに当たって反射し、この反射赤外光が窓に近接して設けられた赤外線検出器で検出される。そして、赤外線ＬＥＤの発光量と赤外線検出器で検出された赤外光量との比で反射率が算出される。
【００３４】
これらの赤外線反射率の意味を図４に示す。図４に示すＡが、Ｓｉ膜３１形成後のＧａＮ層の結晶成長が開始する時点である。図１の例では、Ａはｎ型ＧａＮ層４の結晶成長が開始する時点である。ｎ型ＧａＮ層４の成長開始までは、およそ８〜１０％の反射率となる。次に、Ａ地点からｎ型ＧａＮ層４の結晶成長が開始される。期間Ｂは、ｎ型ＧａＮ層４の結晶成長期間を示す。また、成長が進んで膜厚が増加し、ｎ型ＧａＮ層４の後に形成されるＭＱＷ活性層５やｐ型ＧａＮ層６等が結晶成長すると、期間Ｃのように反射率をモニターする波長λの１／２周期で振動する。これは、基板上の薄膜では、電子密度（屈折率）が異なる界面で赤外線が反射され干渉するため、反射率曲線にλ／２の周期の振動パターンが発生するためである。
【００３５】
期間Ｂの次の期間Ｃのような振動パターンの周期が膜厚の情報を含んでおり、振幅は表面と界面の粗さ情報を含んでいる。また、表面が粗くなると、反射率は急激に減少する。Ｓｉ膜以降に形成するＧａＮ層（図１ではｎ型ＧａＮ層４）の表面の平坦性を向上させること、例えば表面を鏡面に近づけるためには、期間Ｂにおける反射率が一旦低下した後、ＧａＮ層の上にさらに結晶成長させる次の窒化物半導体層（図１ではＭＱＷ活性層５）の結晶成長段階にかけて反射率が上昇する必要があることが知られており、期間Ｂの曲線形状が鍋底形状になる必要がある。また、期間Ｂにおける光の反射率振動の最小値が小さいほど好ましい。そこで、期間Ｂにおける反射率の変動の極小値Ｈ１やＨ２等を調べて、表面状態とＳｉ膜３１の膜厚との関係を調べた。
【００３６】
図５は、Ｓｉ膜３１の膜厚が０．２４Åのときを示しているが、このとき、期間Ｂにおける反射率の最小値は、０．０２％となっている。また、期間Ｂにおける曲線形状も、ｎ型ＧａＮ層４の成長開始時点から反射率は下がり、鍋底を形成した後、期間Ｃにかけて反射率が上昇している。
【００３７】
一方、図６は、Ｓｉ膜３１の膜厚が０．９Åのときを示している。期間Ｂにおける曲線形状は、ｎ型ＧａＮ層４の成長開始時点から反射率は下がってはいるが、期間Ｂにおける反射率は０に収束した後、反射率が上がることがなく、鍋底を形成していない。また、図５の期間Ｃに見られるような周期的な振動パターンの発生もない。これは、光が成長表面で乱反射していることを示し、ｎ型ＧａＮ層４の成長表面の平坦性は極めて悪いことがわかる。これらのことより、Ｓｉ膜３１は、およそ０．５Å（０．０５ｎｍ）以下の膜厚が望ましいと考えられる。
【００３８】
図７及び図８は、比較のために、成長表面の赤外線反射率を測定した図である。図７は、図１の構成において、Ｓｉ膜３１を形成せずに、アンドープＧａＮ層３の上に直接ｎ型ＧａＮ層４を結晶成長させたときの赤外線反射率を示すもので、図３のＳｉ膜無に対応している。この場合、図７において、Ｂ（図示せず）に相当する期間では、反射率振動が発生し、最大値と最小値が形成されているが、最小値は０．２７％、最大値は０．６２％となり、最小値は図５の場合よりも大きくなっている。
【００３９】
他方、図８は、図１のＡｌＮバッファ層２をＧａＮバッファ層に替え、さらに、Ｓｉ膜３１を形成しない場合の成長表面の赤外線反射率を示す。Ｂ（図示せず）に相当する期間では、反射率の最小値は０．０２％程度となり、図５の場合と同様な反射率の最小値となっている。
【００４０】
以上のことより、高温ＡｌＮバッファ層を用い、かつＧａＮ層の途中にＳｉ膜を挿入するとともに、このシリコン膜より後に形成されるＧａＮ層の結晶成長過程で、結晶成長表面からの光の反射率が一旦低下し、前記ＧａＮ層より後に形成される窒化物半導層の結晶成長過程で結晶成長表面からの光の反射率が上昇するように構成すれば、Ｓｉ膜以降のＧａＮ層の平坦性及び結晶性を再現性良く向上させることができるので、結晶品質の良い窒化物半導体素子を実現できる。
【００４１】
図２は、図１とほぼ同じ積層構造を示すが、Ｓｉ膜３１の挿入位置が異なるものである。図１では、ＧａＮ層としてアンドープＧａＮ層３とｎ型ＧａＮ層４とが存在し、アンドープＧａＮ層３とｎ型ＧａＮ層４との間にＳｉ膜３１が挿入されている。これに対し、図２は、ＧａＮ層としてアンドープＧａＮ層３とｎ型ＧａＮ層４とが存在し、アンドープＧａＮ層３の途中でＳｉ膜３１が挿入されている。アンドープＧａＮ層３の２つの層をアンドープＧａＮ層３ａ、３ｂとすると、アンドープＧａＮ層３ａ上に形成されたＳｉ膜３１以降に結晶成長させるアンドープＧａＮ層３ｂの結晶性や平坦性が、図１で説明したのと同じように向上し、窒化物半導体素子の結晶品質が良くなる。
【００４２】
ここで、図９は、例えば、図２の構成で、窒化物半導体素子の表面（ｐ型ＧａＮ層６）側からサファイア基板１側に向かってＳＩＭＳ（Secondary Ion Mass Spectrometry）で解析を行った結果を概略的に示すものである。横軸はｐ型ＧａＮ層６の表面からの深さを、縦軸はシリコン原子濃度を示す。ＳＩＭＳ解析の解像度が、例えば１００Å程度であったとしても、膜厚０．０５ｎｍ程度のシリコン膜３１の位置で、Ｓｉ濃度は急激に増加する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の窒化物半導体素子の断面構造の一例を示す図である。
【図２】本発明の窒化物半導体素子の断面構造の一例を示す図である。
【図３】Ｓｉ膜の有無によるＧａＮ膜の結晶性の変化を示す図である。
【図４】半導体層を結晶成長させながら表面の反射率を測定した場合の反射率変動の模式図である。
【図５】Ｓｉ膜膜厚が０．２４Åの場合のＧａＮ層成長過程における反射率変動を示す図である。
【図６】Ｓｉ膜膜厚が０．９Åの場合のＧａＮ層成長過程における反射率変動を示す図である。
【図７】Ｓｉ膜を形成しない場合のＧａＮ層成長過程における反射率変動を示す図である。
【図８】Ｓｉ膜を形成せず、低温ＧａＮバッファ層を用いた場合のＧａＮ層成長過程における反射率変動を示す図である。
【図９】窒化物半導体素子の表面側からサファイア基板側に向かってＳＩＭＳ解析を行った結果を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１    サファイア基板
２    ＡｌＮバッファ層
３    アンドープＧａＮ層
４    ｎ型ＧａＮ層
５    ＭＱＷ活性層
６    ｐ型ＧａＮ層
【図１】
2009158954.tif 000003
【図２】
2009158954.tif 000004
【図３】
2009158954.tif 000005
【図４】
2009158954.tif 000006
【図５】
2009158954.tif 000007
【図６】
2009158954.tif 000008
【図７】
2009158954.tif 000009
【図８】
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【図９】
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