III族氮化物半导体元件、III族氮化物半导体元件的制造方法技术

本发明专利技术提供在III族氮化物半导体中促进p型掺杂剂活化的包含p型III族氮化物半导体的元件和制作元件的方法。在外延衬底E上生长低氢含量膜(55)。低氢含量膜(55)具有例如1×1020cm-3以下的氢浓度。低氢含量膜(55)的生长例如在不使用包含氢的原料的情况下通过干式工艺来进行，利用蒸镀法形成。低氢含量膜(55)含有电介质、例如硅氧化物。用低氢含量膜(55)覆盖后对半导体区域(53)进行活化退火，由添加Mg的III族氮化物半导体层形成p型III族氮化物半导体层。该活化退火的温度为摄氏600度以上且摄氏1100度以下。低氢含量膜(55)中的残留氢不阻碍氢自添加Mg的III族氮化物半导体层放出。

【技术实现步骤摘要】
III族氮化物半导体元件、III族氮化物半导体元件的制造方法
本专利技术涉及III族氮化物半导体元件、和III族氮化物半导体元件的制造方法。
技术介绍
专利文献1中记载了p型氮化镓系化合物半导体的制作方法。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平5-183189号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题专利文献1中记载了使用由通过等离子体CVD法生长的SiO2构成的膜对氮化镓系化合物半导体进行退火的技术。根据专利技术人的研究，通过等离子体CVD沉积而成的SiN、SiO2、SiON等的膜具有1×1021～1×1022cm-3左右的氢浓度，膜中的大部分氢以Si-OH键的形式含有。Si-OH键在超过摄氏1000度左右的温度下逐渐分解，产生活性氢(H)。另外，通过等离子体CVD形成的沉积膜具有对表面的氢钝化效果。该膜中的氢对p型掺杂剂的活化不利。另外，在半极性面上形成的p型半导体区域与具有c面的半导体区域相比，氢难以从III族氮化物半导体中脱离，因此难以进行p型掺杂剂的活化。本专利技术鉴于这样的情况而进行。本专利技术的某侧面的目的在于提供在III族氮化物半导体中促进p型掺杂剂的活化的半导体元件和制作元件的方法。另外，本专利技术的某侧面的目的在于提供在III族氮化物半导体中促进p型掺杂剂的活化的制作p型III族氮化物半导体的方法。另外，本专利技术的某侧面的目的在于提供半极性面上p型III族氮化物半导体。用于解决问题的方法本专利技术的一个侧面的III族氮化物半导体元件，在形成于半极性面衬底上的p型III族氮化物半导体区域中，所述p型III族氮化物半导体区域内含有的H浓度为p型掺杂剂浓度的25％以下，并且所述p型III族氮化物半导体区域内含有的氧浓度为5×1017atoms/cc以下，所述半极性面衬底的主面的法线轴与所述半极性面衬底的c轴所成的角度在波导轴的方向上处于45度以上且80度以下或100度以上且135度以下的角度范围。本专利技术的另一侧面的III族氮化物半导体元件的制造方法，其具备：在具有含有p型掺杂剂的III族氮化物半导体层的半导体区域上生长具有1×1020cm-3以下的氢浓度的低氢含量膜的工序；和在生长所述低氢含量膜后对所述半导体区域进行活化退火，由所述III族氮化物半导体层形成p型III族氮化物半导体层的工序，所述低氢含量膜由与III族氮化物不同的材料构成，半极性面衬底的主面的法线轴与所述半极性面衬底的c轴所成的角度在波导轴的方向上处于45度以上且80度以下或100度以上且135度以下的角度范围。专利技术效果如以上说明的，根据本专利技术的某侧面，可提供在III族氮化物半导体中促进p型掺杂剂活化的半导体元件和制作元件的方法。附图说明图1是表示包括本实施方式的制作p型III族氮化物半导体的方法和制作半导体元件的方法中的主要工序的工序流程图。图2是示意表示本实施方式的方法中的主要工序的图。图3是示意表示本实施方式的方法中的主要工序的图。图4是示意表示本实施方式的方法中的主要工序的图。图5是示出本实施方式的氮化物半导体发光元件的结构的图。图6是表示该实施例中制作的III族氮化物半导体激光元件的图。图7是表示基于不同退火处理的Mg浓度与H浓度的关系的图。具体实施方式接着对本专利技术的方式进行说明。本专利技术的一个方式的III族氮化物半导体元件，在形成于半极性面衬底上的p型III族氮化物半导体区域中，所述p型III族氮化物半导体区域内含有的H浓度为p型掺杂剂浓度的25％以下，并且所述p型III族氮化物半导体区域内含有的氧浓度为5×1017atoms/cc以下，所述半极性面衬底的主面的法线轴与所述半极性面衬底的c轴所成的角度在波导轴的方向上处于45度以上且80度以下或100度以上且135度以下的角度范围。在该III族氮化物半导体元件中，所述半导体元件的发光波长可以处于480nm以上且550nm以下的范围。本专利技术的一个方式所涉及的III族氮化物半导体元件的制造方法，其具备：在具有含有p型掺杂剂的III族氮化物半导体层的半导体区域上生长具有1×1020cm-3以下的氢浓度的低氢含量膜的工序；和在生长所述低氢含量膜后对所述半导体区域进行活化退火，由所述III族氮化物半导体层形成p型III族氮化物半导体层的工序，所述低氢含量膜由与III族氮化物不同的材料构成，半极性面衬底的主面的法线轴与所述半极性面衬底的c轴所成的角度在波导轴的方向上处于45度以上且80度以下或100度以上且135度以下的角度范围。在该制造方法中，生长所述低氢含量膜的工序可以如下方式进行：在成膜装置中在不使用包含氢的物质的情况下生长所述低氢含量膜。另外，在该制造方法中，所述活化退火的温度优选为摄氏600度以上。另外，该III族氮化物半导体元件的制造方法中，所述低氢含量膜可以具备电介质。在上述方式中，所述低氢含量膜可以包含硅氧化物、锆氧化物、铝氧化物、钛氧化物、钽氧化物中的至少任意一者。另外，在上述方式中，所述低氢含量膜可以具备具有氢吸留性的金属。另外，在上述方式中，所述低氢含量膜可以包含Ti(钛)、Pd(钯)、Ni(镍)、Co(钴)、Pt(铂)、Rh(铑)中的至少任意一者。在上述方式中，所述低氢含量膜可以通过气相生长法形成。另外，在上述方式中，所述低氢含量膜可以通过蒸镀法形成。另外，在上述方式中，所述低氢含量膜可以通过电子束蒸镀法形成。本方式所涉及的制造方法在形成所述p型III族氮化物半导体层后，还可以具备以使所述p型III族氮化物半导体层在所述半导体区域的表面露出的方式除去所述低氢含量膜的工序。另外，本方式所涉及的制造方法在形成所述p型III族氮化物半导体层的工序之后，具备对所述p型III族氮化物半导体层进行加工而形成脊形结构的工序，所述脊形结构可以沿所述半极性面衬底的c轴与m轴或a轴所规定的基准面延伸。在上述方式中，所述III族氮化物半导体层可以具备Mg掺杂GaN层、Mg掺杂AlN层、Mg掺杂InN层、Mg掺杂AlGaN层、Mg掺杂InGaN层、Mg掺杂InAlGaN层、Mg掺杂InAlN层中的至少任意一者。本专利技术的一个方式所涉及的半极性面上p型III族氮化物半导体，在由III族氮化物半导体形成的形成于半极性面衬底上的p型III族氮化物半导体区域中，p型层内含有的H浓度为p型掺杂剂浓度的25％以下，并且p型层内含有的氧浓度为5×1017atoms/cc以下。本专利技术的一个方式涉及制作p型III族氮化物半导体的方法。该方法具备：(a)使具有1×1020cm-3以下的氢浓度、并且能够吸附氢的低氢含量膜在具有含有p型掺杂剂的III族氮化物半导体层的半导体衬底上生长的工序，和(b)在生长所述低氢含量膜后对所述半导体区域进行活化退火，由所述III族氮化物半导体层形成p型III族氮化物半导体层的工序。所述低氢含量膜由与III族氮化物不同的材料构成。此时，低氢含量膜可以直接与p型III族氮化物半导体连接，也可以经由其他材料间接地与p型III族氮化物半导体连接。根据该制作p型III族氮化物半导体的方法，在活化退火时，在生长由与III族氮化物不同的材料构成的低氢含量膜后进行热处理。在III族氮化物半导体层中氢与p型掺杂剂键合。由于低氢含量膜的氢浓度被降低，因此在活化退火时几乎不产生多余的氢。因此，能够进行更本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种III族氮化物半导体元件，在形成于半极性面衬底上的p型III族氮化物半导体区域中，所述p型III族氮化物半导体区域内含有的H浓度为p型掺杂剂浓度的25％以下，并且所述p型III族氮化物半导体区域内含有的氧浓度为5×1017atoms/cc以下，所述半极性面衬底的主面的法线轴与所述半极性面衬底的c轴所成的角度在波导轴的方向上处于45度以上且80度以下或100度以上且135度以下的角度范围。

【技术特征摘要】
2013.10.24 JP 2013-2212851.一种III族氮化物半导体元件的制造方法，其具备：在具有含有p型掺杂剂的III族氮化物半导体层的半导体区域上生长具有1×1020cm-3以下的氢浓度的低氢含量膜的工序，和在生长所述低氢含量膜后对所述半导体区域进行活化退火，由所述III族氮化物半导体层形成p型III族氮化物半导体层的工序，所述低氢含量膜由与III族氮化物不同的材料构成，半极性面衬底的主面的法线轴与所述半极性面衬底的c轴所成的角度在波导轴的方向上处于45度以上且80度以下或100度以上且135度以下的角度范围，所述低氢含量膜包含硅氧化物、锆氧化物、钛氧化物、钽氧化物中的至少任意一者。2.如权利要求1所述的III族氮化物半导体元件的制造方法，其中，生长所述低氢含量膜的工序是在成膜装置中、在不使用包含氢的物质的情况下生长所述低氢含量膜。3.如权利要求1所述的III族氮化物半导体元件的制造方法，其中，所述活化退火的温度为摄氏600度以上。4.如权利要求1所述的III族氮化物半导体元...

【专利技术属性】
技术研发人员：嵯峨宣弘，德山慎司，住吉和英，京野孝史，片山浩二，滨口达史，梁岛克典，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP