[发明专利]氮化物半导体装置的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用Mg作为p型杂质的氮化物半导体装置的制造方 法，特别是涉及具有p型氮化物半导体层的氮化物半导体装置的制造 方法，所述p型氮化物半导体层的结晶性良好、电阻率足够低、且 Mg的掺杂效率大于0.3％。

背景技术

近年来，为了实现光盘的高密度化，人们正在积极研究开发能够 在蓝色区～紫外线区发光的半导体激光。这种蓝紫色激光二极管(以下， 将激光二极管记作LD)具有由GaN、GaPN、GaNAs、InGaN、AlGaN、 AlGaInN等形成的氮化物半导体装置。具有AlGaInN系层合结构的氮 化物半导体装置已实际应用。

作为氮化物半导体装置的制造方法，有人提案了下述方法：只使 用氨作为V族原料来形成p型GaN层，之后只使用三甲基肼作为V 族原料来形成p型GaN层(例如参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2003-178987号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在形成p型GaN层时，若使用氨(NH₃)作为V族原料，则由氨生成 的H自由基进入p型GaN层中。而且，发生H自由基与p型杂质反应的H 钝化，存在p型杂质的活化率下降、p型GaN层的电阻率变高的问题。 因此，结晶成长后进行热处理使p型杂质活化时，可以降低p型GaN层 的电阻率。但是，有时通过热处理，氮(N)自p型GaN层的表面脱离、 结晶劣化。

[化学式1]

另一方面，在形成p型GaN层时，若使用二甲基肼(UDMHy)作为V 族原料，则由二甲基肼生成H自由基的同时还生成CH₃自由基。由于该 CH₃自由基与H自由基反应以CH₄的形式被排出，所以可以防止H自由 基进入到结晶中。

[化学式2]

但是，若自III族原料的三甲基镓(TMG)中游离的CH₃自由基也不 以CH₄的形式排出，则CH₃自由基进入结晶中，碳浓度变高。而且，由 于碳补偿了受体，所以电阻率变高。但是，只使用二甲基肼作为V族 原料时，用于由CH₃自由基生成CH₄所必需的H自由基不足。因此，存 在p型GaN层的电阻率变高的问题。

[化学式3]

另外，p型氮化物半导体层的掺杂量必须达到实用上足够的水平。 因此，使用Mg作为p型杂质时，要求Mg的掺杂效率大于0.3％。

本发明是为了解决上述课题而设，其目的在于得到具有p型氮化 物半导体层的氮化物半导体装置的制造方法，所述p型氮化物半导体 层的结晶性良好、电阻率足够低、且Mg的掺杂效率大于0.3％。

解决课题的方法

第1发明为氮化物半导体装置的制造方法，该方法具备：使用有 机金属化合物作为III族原料、使用氨和肼衍生物作为V族原料、以及 使用Mg原料气体作为p型杂质原料，于基板上形成p型氮化物半导体层 的步骤，上述方法的特征在于：在形成上述p型氮化物半导体层时， 使含有上述III族原料、上述V族原料和上述p型杂质原料的原料气体的 流速大于0.2m/秒。

第2发明为氮化物半导体装置的制造方法，该方法具备：使用有 机金属化合物作为III族原料、使用氨作为V族原料、以及使用p型杂质 原料，于基板上形成第一p型氮化物半导体层的步骤；以及使用有机 金属化合物作为III族原料、使用氨和肼衍生物作为V族原料、以及使 用Mg原料气体作为p型杂质原料，于上述第一p型氮化物半导体层上形 成第二p型氮化物半导体层的步骤；上述方法的特征在于：在形成上 述第二p型氮化物半导体层时，使含有上述III族原料、上述V族原料和 上述p型杂质原料的原料气体的流速大于0.2m/秒。