JP4304984B2 - 窒化物半導体成長基板およびそれを用いた窒化物半導体素子 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、窒化物半導体発光素子や窒化物半導体レーザ素子を得るための窒化物半導体層の成長基板に関し、特にシリコン基板上にエピタキシャル成長による窒化物半導体層を形成する際に用いられる成長基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
窒化物半導体発光素子、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）では、基本的にはサファイア基板上にｎ型窒化物半導体層、活性層、ｐ型窒化物半導体層を形成することで、エピタキシャル成長による窒化物半導体素子を得ている。しかしながらサファイア基板を用いた場合、サファイア基板はチップ化などの際の加工性が悪いため、加工しやすい基板上成長された窒化物半導体発光素子が求められている。そこで加工のしやすい基板として、シリコン基板が挙げられるが、シリコン基板はサファイアよりも窒化物半導体との格子定数差に起因する格子不整合の度合いが大きい。そのため、シリコン基板上にエピタキシャル成長による窒化物半導体層を形成しようとしても、窒化物半導体成長基板の表面が凹凸を有してしまい、素子特性のよい窒化物半導体素子を得ることは非常に困難であった。窒化物半導体層をエピタキシャル成長するためには、さらには結晶性のよい窒化物半導体層を得るためには、窒化物半導体成長基板の表面が鏡面であることが必要となる。
【０００３】
表面が鏡面となる窒化物半導体成長基板としては、引用文献１のように、異種基板の上に多結晶を含むバッファ層を形成し、その上にｐ型不純物をドープした窒化物半導体層を形成し、さらにその上に第２の窒化物半導体層を設ける構造が開示されている。
【引用文献１】
特開２０００−２７７８０３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この構造により、表面が鏡面となる窒化物半導体成長基板を得ることができるが、好ましい形態としては、サファイア基板である。異種基板としてサファイアの他に、ＳｉＣ、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ、Ｓｉ等が挙げられているが、なかでもサファイアよりも窒化物半導体との格子定数差の大きい異種基板を用いた場合は、信頼性が低下してしまう。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決し、異種基板としてＳｉ（シリコン）を用いても、発光もしくはレーザ発振する窒化物半導体素子を形成するための窒化物半導体成長基板を、さらには窒化物半導体素子を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、次の（１）〜（９）からなる。
（１）本発明の窒化物半導体成長基板は、シリコン基板上にバッファ層と、該バッファ層に接して設けられたｐ型不純物をドープした第１の窒化物半導体層と、該第１の窒化物半導体層に接して設けられた第２の窒化物半導体層とを有し、前記バッファ層は、前記シリコン基板側に多結晶からなる窒化物半導体層と、前記第１の窒化物半導体層側に少なくともＡｌとＧａを含んでなる単結晶の窒化物半導体層と、を有し、前記第１の窒化物半導体層の膜厚は０．１μｍ以上４μｍ以下であって、前記第２の窒化物半導体層はアンドープもしくはＳｉドープのＧａＮであることを特徴とする。
（２）さらに本発明の窒化物半導体成長基板は、前記バッファ層の多結晶からなる窒化物半導体層はＡｌＮであることを特徴とする。
（３）さらに本発明の窒化物半導体成長基板は、前記バッファ層の少なくともＡｌとＧａを含んでなる窒化物半導体層のＡｌの混晶比は、０．１以上０．５以下であることを特徴とする。
（４）さらに本発明の窒化物半導体成長基板は、前記第１の窒化物半導体層はＭｇをドープしたＧａＮであることを特徴とする。
（５）さらに本発明の窒化物半導体成長基板は、前記バッファ層の少なくともＡｌとＧａを含んでなる窒化物半導体層は、シリコン基板から離れるにつれて、Ａｌが少なくかつＧａが多くなるように形成された組成傾斜層であることを特徴とする。
（６）さらに本発明の窒化物半導体成長基板は、前記バッファ層の少なくともＡｌとＧａを含んでなる窒化物半導体層は、１１００℃以上１２００℃以下の温度で成長させることにより設けられることを特徴とする。
（７）さらに本発明の窒化物半導体成長基板は、前記シリコン基板とバッファ層との間に、シリコンのエピタキシャル成長層を有することを特徴とする。
（８）本発明の窒化物半導体素子は、前記（１）〜（７）のいずれか１つに記載の窒化物半導体成長基板上に、ｎ型不純物をドープした窒化物半導体層を有することを特徴とする。
（９）本発明の窒化物半導体素子は、前記（１）〜（７）のいずれか１つに記載の窒化物半導体成長基板上に、少なくともｎ型クラッド層と活性層とｐ型クラッド層とを有する窒化物半導体層が積層されてなることを特徴とする。
【０００７】
このようにすることで、シリコン基板を用いた窒化物半導体成長基板の表面を鏡面とすることができ、窒化物半導体成長基板上にエピタキシャル成長、さらには結晶性の良い窒化物半導体層を形成することが可能となり、また窒化物半導体素子を得ることができる。
【０００８】
異種基板上に窒化物半導体層を形成する際に、ｐ型不純物をドープした窒化物半導体層を形成することで、鏡面を得ることができるが、異種基板と窒化物半導体層との格子不整合が大きいものほど、鏡面は得られにくい。そのような場合、ｐ型不純物のドープ量を多くすることで、鏡面が得られることがわかった。よって、サファイアよりも窒化物半導体との格子定数差の大きい基板を用いるときには、ｐ型不純物をドープした窒化物半導体層は、ｐ型不純物を多くドープすればよい。
【０００９】
しかしながら窒化物半導体層へのドープが、ｐ型不純物であって、とくにＭｇである場合、熱拡散が発生し、ｐ型不純物をドープした窒化物半導体層の不純物濃度を再現性よく形成するのが困難となる。また隣接層へのｐ型不純物の拡散によって、結晶性や素子特性を悪くしてしまう。特に、成長基板として、鏡面を得るためのｐ型不純物をドープした窒化物半導体層を形成する場合には、異種基板との間にバッファ層を介しており、このバッファ層にｐ型不純物が拡散されると、窒化物半導体と異種基板との格子不整合緩和の機能が充分に発揮されなくなってしまう。とくに、バッファ層が、低温成長によって形成される多結晶からなる窒化物半導体層である時、ｐ型不純物をドープした窒化物半導体層を形成する際に、この低温成長層が結晶化が促進されると同時に不純物が拡散されてしまい、結晶性や素子特性、さらには成長時のウエハが割れやすくなってしまうという問題がある。この格子不整合緩和として機能するバッファ層は、窒化物半導体と異種基板との格子不整合が大きいほど重要であり、サファイアよりも窒化物半導体との格子定数差が大きいシリコン等では特に問題となっており、そこでｐ型不純物をドープした窒化物半導体層と接する側に、単結晶のＡｌとＧａを含んでなる窒化物半導体層を形成する。この層は、単結晶となる温度で成長されているために、ｐ型不純物の拡散は起こりにくい。また拡散が起こったとしても、低温成長層の格子不整合緩和の機能に影響はない。これによって、シリコン基板上にバッファ層として充分に機能するバッファ層が形成でき、また成長基板表面にｐ型不純物を多くドープした窒化物半導体層を結晶性よく形成することができるので、シリコン基板を用いた表面が鏡面の窒化物半導体成長基板を得ることが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の窒化物半導体成長基板について詳細に説明する。
図１は、本発明の窒化物半導体成長基板を説明する模式断面図であり、シリコン基板１０１上に、多結晶からなる窒化物半導体層１０２と、ＡｌとＧａを含んでなる窒化物半導体層１０３とからなるバッファ層４０１、さらにその上にｐ型不純物がドープされた窒化物半導体層１０４、さらにその上にアンドープもしくはＳｉドープの窒化物半導体層１０５とからなる。
【００１１】
本発明に用いられるシリコン基板としては、（１１１）シリコンが用いられる。 また、窒化物半導体の成長方法としては、一般的に知られているＭＯＶＰＥ（有機金属気相成長法）、ＨＶＰＥ（ハライド気相成長法）、ＭＢＥ（分子線エピタキシー法）等を適用できる。
【００１２】
次に、シリコン基板の上にバッファ層を形成する。本発明の、バッファ層は、少なくとも、多結晶からなる窒化物半導体層とＡｌとＧａを含む窒化物半導体層とからなる。多結晶からなる窒化物半導体層としては、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＧａＮ等が挙げられるが、好ましくはＡｌＮとすることで、シリコンと窒化物半導体との格子不整合が最も緩和されるので好ましい。また多結晶からなる窒化物半導体層の形成方法は、具体的には、３００℃以上９００℃以下の温度で、さらに好ましくは５００℃以上８００℃以下の温度で、膜厚１０Å〜０．５μｍで成長させる。
【００１３】
さらに多結晶からなる窒化物半導体層の上に、少なくともＡｌとＧａを含む窒化物半導体層を形成する。少なくともＡｌとＧａを含む窒化物半導体層としては、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮなどが挙げられる。ＡｌＧａＮはクラックが入りやすい傾向にあり、この層をＩｎを含んでなる層とすることで、クラックの発生を低減することができる。好ましいＡｌの混晶比としては、０．１以上０．５以下とすることで、格子不整合が緩和されやすいので好ましい。Ｉｎを含んでなるときは、Ｉｎの混晶比は０．１以下にする。また、もっとも格子不整合が緩和される構造としては、シリコン基板から離れるにつれて、Ａｌが少なくかつＧａが多くなるように形成された組成傾斜層とする。組成傾斜層とする場合のＡｌの混晶比は上記の限りでなく、下限値は０（ＧａＮ）とし、即ち０以上、０．５以下とすることが好ましい。少なくともＡｌとＧａを含む窒化物半導体層の膜厚としては、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲が好ましい。
【００１４】
本発明の、少なくともＡｌとＧａを含んでなる窒化物半導体層の成長温度は、単結晶の層になれば特に問題はなく、多結晶の窒化物半導体層の成長温度よりも高い温度で形成する。この層が単結晶の層であることで、上に成長するｐ型不純物をドープした第１の窒化物半導体層から下の多結晶からなる窒化物半導体層へのｐ型不純物の拡散を防ぐことができるので好ましい。好ましい範囲としては、９５０℃以上１３００℃以下であり、さらに好ましい範囲としては、１１００℃以上１２００℃以下で形成することが好ましい。１１００℃以上１２００℃以下の温度で形成することで、サファイア基板を用いた場合よりも窒化物半導体層との格子不整合差が大きい、シリコン基板上においても、Ｍｇがドープされた窒化物半導体層の表面を良好な鏡面とすることができるので好ましい。
【００１５】
また、この少なくともＡｌとＧａを含んでなる窒化物半導体層は、ｐ型不純物をドープした第１の窒化物半導体層からのｐ型不純物の拡散があるため、ｐ型不純物を含むことがあるが、当然のことながらこの層に含まれるｐ型不純物量は、第１の窒化物半導体層のｐ型不純物量よりも少ない。
【００１６】
本発明の、ｐ型不純物をドープした第１の窒化物半導体層は、ＡｌＩｎＧａＮであるが、結晶性の良いＧａＮを成長させないと、鏡面は得られない傾向にある。従って、ＡｌもしくはＩｎを含む場合は、それぞれの混晶比は０．１以下であることが好ましいが、さらに好ましくは、ＧａＮである。またｐ型不純物としては、Ｚｎ、Ｂｅ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｍｇが挙げられるが、好ましくは、Ｍｇであり、ＭｇドープのＧａＮとすることで、比較的膜厚が薄くても、良好な結晶性、表面の平坦性を実現することができる。
【００１７】
第１の窒化物半導体層の膜厚としては、特に限定されないが、０．１〜４μｍの範囲で形成することで、表面を鏡面とすることができる。０．１μｍよりも小さいと、鏡面にならないだけでなく、表面が凹凸を有してしまい、平坦な面が得られず、また４μｍより大きいと、シリコン基板上の窒化物半導体全体の膜厚が大きくなってしまい、基板の反りが無視できないほどになってしまう。さらに好ましい膜厚としては、０．１〜２μｍであり、１μｍ程度であれば比較的隣接する層も制限を受けず表面が鏡面となる窒化物半導体成長基板を得ることができる。
【００１８】
また第１の窒化物半導体層の成長温度としては、好ましくは９５０℃以上１３００℃以下であり、さらに好ましい範囲としては、１１００℃以上１２００℃以下で形成することが好ましい。１１００℃以上１２００℃以下の温度で形成することで、サファイア基板を用いた場合よりも窒化物半導体層との格子不整合差が大きい、シリコン基板上においても、Ｍｇがドープされた窒化物半導体層の表面を良好な鏡面とすることができるので好ましい。ここで少なくともＡｌとＧａを含む窒化物半導体層とｐ型不純物がドープされた第１の窒化物半導体層とは好ましくは同じ温度で形成し、これらの温度は通常サファイア基板上への窒化物半導体層の好ましい成長温度である１０５０℃よりも高い温度にしなければ、表面が鏡面となりにくい。本発明は、窒化物半導体層の結晶化をさらに促進させることで、シリコン基板上に窒化物半導体層を得ることができるという特徴も有する。
【００１９】
第１の窒化物半導体層にドープされるｐ型不純物量としては、特に限定されないが、１×１０^１８／ｃｍ^３〜２×１０^２１／ｃｍ^３とすることが好ましい。中でも比較的高濃度であるとクラックが入りやすい傾向にあり、さらに好ましくは、１×１０^１８／ｃｍ^３〜１×１０^２０／ｃｍ^３とする。
【００２０】
本発明の、第２の窒化物半導体層は、第１の窒化物半導体層の上に接して設けられ、好ましくはアンドープもしくはＳｉドープの窒化物半導体層とする。この層によって、第１の窒化物半導体層に含まれるｐ型不純物が、素子構造側へ拡散するのを防止することができる。具体的には、図２に示すように、窒化物半導体成長基板上に素子構造のｎ型コンタクト層となるｎ型不純物をドープした窒化物半導体層を形成すると、前記第２の窒化物半導体層がない場合では、第１の窒化物半導体層からｐ型不純物が拡散し、図で示すｎ型不純物をドープした窒化物半導体層の中に拡散し、お互いに補償するため抵抗値が上がる。このため、ｎ電極の形成層として、ｎ型不純物をドープした窒化物半導体層は、好ましいものでなくなる。
【００２１】
第２の窒化物半導体としては、ＡｌＩｎＧａＮ層であって、各組成比は何でも良いが、それ自身で結晶性のよい窒化物半導体層を選択することが好ましい。例えば、ＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮなどが挙げられる。それ自身で結晶性がもっともよいものとしてはＧａＮである。また不純物については、アンドープのＧａＮ、ＳｉドープのＧａＮのどちらでもよいが、その上に成長する素子構造の窒化物半導体層の結晶性をよくするためには、アンドープのＧａＮとすることが好ましい。アンドープのＧａＮとすることで、表面が最も鏡面となる窒化物半導体成長基板を得ることができる。この第２の窒化物半導体層の膜厚としては、第１の窒化物半導体層のｐ型不純物が、第２の窒化物半導体層より上に成長させる素子構造の窒化物半導体層に拡散しない程度であればよく、５ｎｍ以上５μｍ以下の範囲が好ましい。アンドープのＧａＮとする場合、５ｎｍ以上、３μｍ以下の範囲が好ましい。
【００２２】
また本発明で用いられる（１１１）シリコン基板上に、シリコンのエピタキシャル成長層を成長させ、その上にバッファ層を形成することで、得られる窒化物半導体成長基板はさらに鏡面となり、好ましい。このシリコンのエピタキシャル成長膜は１μｍ以上１０μｍ以下で形成することで、シリコン基板が有する歪みをなくすことができる。最も好ましくは、３μｍ以上７μｍ以下で形成することで、窒化物半導体成長基板は最も鏡面となりやすい。
【００２３】
本発明において、上述した窒化物半導体成長基板を用いることで、良好な結晶性を維持して、素子構造となる半導体層をエピタキシャル成長することができる。すなわち、成長基板の良好な結晶性、表面が鏡面であることを基に、素子構造を成長させることができるため、素子特性のよい、さらに信頼性の高い窒化物半導体素子得ることができる。窒化物半導体素子としては、具体的には、ＡｌＩｎＧａＮからなる層を素子構造として、窒化物半導体成長基板の表面に成長させたものであり、ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＰＤ（フォトダイオード、）ＬＤ（レーザ素子）等に適用が可能である。
【００２４】
また、上記記載の窒化物半導体成長基板上に、少なくともｎ型クラッド層と活性層とｐ型クラッド層とを有するＡｌＩｎＧａＮ系の窒化物半導体層を積層することによって、シリコン基板上に発光もしくはレーザ発振する窒化物半導体素子を得ることができる。
【００２５】
【実施例】
［実施例１］ 図１は、本発明の一実施例にかかる窒化物半導体成長基板の構造を示す模式的な断面図であり、以下にこの図を基に、本発明の成長基板の製造方法について述べる。
【００２６】
（１１１）シリコンよりなる基板１０１を、反応容器内において水素雰囲気中、１０５０℃で表面のクリーニングを行う。
【００２７】
続いて、バッファ層４０１として、水素雰囲気中、５１０℃でアンモニアとＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）を用い、基板上にＡｌＮよりなる多結晶の低温成長バッファ層１０２を１０００オングストロームの膜厚で成長させた。
【００２８】
さらにバッファ層４０１として、水素雰囲気中、１１００℃でアンモニアとＴＭＧ（トリメチルガリウム）とＴＭＡとを用い、多結晶のＡｌＮ上にＡｌ_０．３Ｇａ_０．７Ｎ１０３を６００オングストロームの膜厚で成長させた。
【００２９】
バッファ層４０１（多結晶の低温成長バッファ層１０２と少なくともＡｌとＧａを含む窒化物半導体層１０３）成長後、１１００℃で、アンモニア、ＴＭＧ、シクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ_２Ｍｇ）を用い、Ｍｇを１×１０^２０／ｃｍ^３ドープしたＧａＮよりなる第１の窒化物半導体層１０４を１μｍの膜厚で成長させる。次に、アンモニアとＴＭＧとを用い、アンドープのＧａＮよりなる第２の窒化物半導体層１０５を１μｍの膜厚で成長させる。以上によって、窒化物半導体成長基板を得た。このとき窒化物半導体成長基板の表面を観察したところ、表面は良好な鏡面であり、シリコン基板全体に均一の窒化物半導体が形成されていた。
【００３０】
［実施例２］
（１１１）シリコンよりなる基板１０１を、反応容器内において水素雰囲気中、１０５０℃で表面のクリーニングを行う。
続いて、シリコンのエピタキシャル成長膜を５μｍの膜厚で形成する。次にバッファ層４０１以降は、実施例１と同様にして窒化物半導体成長基板を得た。このとき窒化物半導体成長基板の表面を観察したところ、表面は良好な鏡面であり、シリコン基板全体に均一の窒化物半導体が形成されていた。
【００３１】
［実施例３］
図２は、本発明の一実施例にかかるＬＥＤ素子の構造を示す模式的な断面図であり、以下にこの図を基に、本発明の素子の製造方法について述べる。実施例１と同様にして、窒化物半導体成長基板を得る。得られた窒化物半導体成長基板上に、ｎ電極を形成するための層として、ＳｉドープＧａＮからなるｎ型コンタクト層２０１を２μｍの膜厚で形成する。つぎに、ＳｉドープＡｌＧａＮからなるｎ型クラッド層２０２を４５０オングストロームの膜厚で形成する。
【００３２】
つぎに、ＩｎＧａＮよりなる活性層２０３を４００オングストロームの膜厚で形成する。この層のＩｎとＧａの混晶比は、所望の発光波長によって、適宜調整する。また活性層としては、井戸層と障壁層とが複数積層された多重量子井戸構造としても良い。
【００３３】
つぎに、ＭｇドープのＡｌＧａＮよりなるｐ型クラッド層２０４を６００オングストロームの膜厚で成長する。さらに続いて、ｐ電極を形成するための層として、ＭｇドープＧａＮよりなるｐ型コンタクト層２０５を１０００オングストロームの膜厚で成長する。
【００３４】
成長終了後、反応容器内において、７００℃でアニーリングを行い、ｐ型層をさらに低抵抗化した後、基板を反応容器内から取りだし、最上層のｐ型コンタクト層２０５の表面に所定の形状のマスクを形成し、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）装置でｐ型コンタクト層からエッチングを行い、図２に示すようにｎ型コンタクト層２０１の表面を露出させる。
【００３５】
エッチング後、最上層にあるｐ型コンタクト層のほぼ全面に膜厚２００オングストロームのＮｉとＡｕを含む透光性のｐ電極３０１と、そのｐ電極の上にボンディング用のＡｕよりなるｐパッド電極３０２を０．２μｍの膜厚で形成する。一方、露出されたｎ型コンタクト層の表面には、ＷとＡｌを含むｎ電極３０３を形成する。最後にｐ電極の表面を保護するためにＳｉＯ_２よりなる絶縁膜３０４を図２に示すように形成した後、基板をスクライブにより分離して３５０μｍ角のＬＥＤ素子とする。
このＬＥＤ素子は青色の発光が観測された。
【００３６】
［比較例１］
バッファ層に接するＭｇドープＧａＮを形成しない他は実施例１と同様にして窒化物半導体成長基板を形成したところ、表面は鏡面が得られなかった。またさらにその上に、実施例３と同様の素子構造を形成したところ、発光は見られなかった。
【００３７】
［比較例２］
バッファ層中のＡｌＧａＮを成長させず、ＡｌＮよりなる多結晶の低温成長バッファ層上に、直接ＭｇドープＧａＮを形成する以外は実施例１と同様の方法で窒化物半導体成長基板を形成したところ、表面はいくらか鏡面ではあるが、一部鏡面とはならず、さらにその上に実施例３と同様の素子構造を形成したところ、ほとんど発光は見られなかった。
【００３８】
［実施例４］
低温成長バッファ層を成長後、さらにバッファ層として、水素雰囲気中、１１００℃でアンモニアとＴＭＧ（トリメチルガリウム）とＴＭＡとＴＭＩ（トリメチルインジウム）を用い、多結晶のＡｌＮ上にＡｌ_０．３Ｉｎ_０．０１Ｇａ_０．６９Ｎを１００オングストロームの膜厚で成長させ、その上にＭｇドープＧａＮを成長させた他は実施例１と同様にして窒化物半導体成長基板を形成したところ、実施例１と同様に表面は鏡面の成長基板を得ることができた。さらにその上に実施例３と同様にして素子構造を形成したところ、実施例３と同様に青色の発光が観測された。
【００３９】
［実施例５］
低温成長バッファ層を成長後、さらにバッファ層として、ＴＭＧとＴＭＡのガス流量を調節して、Ａｌ_０．５Ｇａ_０．５Ｎを０．２μｍ成長させる。続いて、Ａｌ_０．４Ｇａ_０．６Ｎを０．２μｍ、さらに、Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ｎを０．２μｍ、Ａｌ_０．２Ｇａ_０．８Ｎを０．２μｍ、Ａｌ_０．１Ｇａ_０．９Ｎを０．２μｍ、ＧａＮを０．２μｍの膜厚で成長させ、組成傾斜からなる層を形成する。その上にＭｇドープＧａＮを成長させた他は実施例１と同様にして窒化物半導体成長基板を形成したところ、実施例１と同様に表面は鏡面の成長基板を得ることができた。さらにその上に実施例３と同様にして素子構造を形成したところ、実施例３と同様に青色の発光が観測された。
【００４０】
［実施例６］
実施例１と同様にして、窒化物半導体成長基板を得る。さらに、実施例３の素子構造のうち、活性層を多重量子井戸とし、ｎ型クラッド層と活性層、およびｐ型クラッド層と活性層との間にレーザ光を導波させるための光ガイド層を設け、さらにｐ型コンタクト層から、ｐ型光ガイド層までをストライプリッジとし、導波路内において、実効屈折率差を設け、その他は、実施例３と同様に形成することで、窒化物半導体レーザ素子を得ることができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によって、異種基板としてシリコンを用いても、表面が鏡面な窒化物半導体成長基板を得ることができる。その上に素子構造を形成することで、青色の発光が見られ、素子特性のよい、さらに信頼性の高い窒化物半導体素子を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る窒化物半導体成長基板を説明する模式断面図、
【図２】 本発明の一実施例にかかる窒化物半導体素子の模式断面図。
【符号の説明】
１０１・・・シリコン基板、
１０２・・・多結晶からなる窒化物半導体層、
１０３・・・少なくともＡｌとＧａを含んでなる窒化物半導体層、
１０４・・・第１の窒化物半導体層、
１０５・・・第２の窒化物半導体層、
２０１・・・ｎ型コンタクト層、
２０２・・・ｎ型クラッド層、
２０３・・・活性層、
２０４・・・ｐ型クラッド層、
２０５・・・ｐ型コンタクト層、
３０１・・・ｐ電極、
３０２・・・ｐパッド電極、
３０３・・・ｎ電極、
３０４・・・絶縁膜、
４０１・・・バッファ層。

Claims (9)

1. シリコン基板上にバッファ層と、該バッファ層に接して設けられたｐ型不純物をドープした第１の窒化物半導体層と、該第１の窒化物半導体層に接して設けられた第２の窒化物半導体層とを有し、
   前記バッファ層は、前記シリコン基板側に多結晶からなる窒化物半導体層と、前記第１の窒化物半導体層側に少なくともＡｌとＧａを含んでなる単結晶の窒化物半導体層と、を有し、
   前記第１の窒化物半導体層の膜厚は０．１μｍ以上４μｍ以下であって、
   前記第２の窒化物半導体層はアンドープもしくはＳｉドープのＧａＮであることを特徴とする窒化物半導体成長基板。
2. 前記バッファ層の多結晶からなる窒化物半導体層はＡｌＮ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成長基板。
3. 前記バッファ層の少なくともＡｌとＧａを含んでなる窒化物半導体層のＡｌの混晶比は、０．１以上０．５以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の窒化物半導体成長基板。
4. 前記第１の窒化物半導体層はＭｇをドープしたＧａＮであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の窒化物半導体成長基板。
5. 前記バッファ層の少なくともＡｌとＧａを含んでなる窒化物半導体層は、シリコン基板から離れるにつれて、Ａｌが少なくかつＧａが多くなるように形成された組成傾斜層であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の窒化物半導体成長基板。
6. 前記バッファ層の少なくともＡｌとＧａを含んでなる窒化物半導体層は、１１００℃以上１２００℃以下の温度で成長させることにより設けられることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の窒化物半導体成長基板。
7. 前記シリコン基板とバッファ層との間に、シリコンのエピタキシャル成長層を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の窒化物半導体成長基板。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の窒化物半導体成長基板上に、ｎ型不純物をドープした窒化物半導体層を有することを特徴とする窒化物半導体素子。
9. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の窒化物半導体成長基板上に、少なくともｎ型クラッド層と活性層とｐ型クラッド層とを有する窒化物半導体層が積層されてなることを特徴とする窒化物半導体素子。

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