[发明专利]氮化物半导体元件及其制法

权利要求书

1.一种氮化物半导体元件，其为在基板上叠层氮化物半导体层而形成的氮化物半导体元件，其特征在于：所述基板由氧化锌系化合物构成，与该基板相接设置有由In_yGa_1-yN(0＜y≤0.5)构成的第一氮化物半导体层，在该第一氮化物半导体层上叠层氮化物半导体层，以形成半导体元件。

2.根据权利要求1所述的氮化物半导体元件，其特征在于：以面内的结晶晶格常数在与所述基板之间晶格匹配(Δa/a≤1％，这里Δa是所述基板与第一氮化物半导体层的a轴的晶格常数差的绝对值，a是基板的a轴的晶格常数)的方式形成所述第一氮化物半导体层。

3.根据权利要求1或2所述的氮化物半导体元件的制法，其特征在于：所述第一氮化物半导体层以含有In的层和不含In的层的多层结构，形成为各层的厚度在50nm以下的超晶格结构。

4.根据权利要求1或2所述的氮化物半导体元件，其特征在于：以越接近表面侧In的组成越连续地或分阶段地减少的方式形成所述第一氮化物半导体层。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的氮化物半导体元件，其特征在于：在所述第一氮化物半导体层上，设置有由n型Al_zGa_1-zN(0≤z≤1)构成的n型层，在该n型层上直接形成有n侧电极。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的氮化物半导体元件，其特征在于：所述基板和所述第一氮化物半导体层形成为n型，在该n型的第一氮化物半导体层上，设置有由n型Al_zGa_1-zN(0≤z≤1)构成的n型层，在所述基板的与设置有所述第一氮化物半导体层的面相反的面上形成有n侧电极。

7.根据权利要求5或6所述的氮化物半导体元件，其特征在于：在所述n型层上以形成发光层的方式叠层活性层和p型层，以与该p型层电连接的方式形成p侧电极，从而形成半导体发光元件。

8.一种氮化物半导体元件的制法，其特征在于：(a)在由氧化锌系化合物构成的基板的除去半导体层叠层面而露出的面上形成保护膜，(b)将所述基板设置在MOCVD装置内，使用氮气作为载气，生长由In_yGa_1-yN(0＜y≤0.5)构成的第一氮化物半导体层，(c)接着生长期望的氮化物半导体层，形成氮化物半导体元件。

9.根据权利要求8所述的氮化物半导体元件的制法，其特征在于：在比GaN的生长温度低的600～900℃的低温下，生长所述第一氮化物半导体层。

10.根据权利要求8或9所述的氮化物半导体元件的制法，其特征在于：在所述第一氮化物半导体层的生长中，通过控制In原料气体的流量，形成超晶格结构，或形成In的组成缓缓地或分阶段地减少的梯度层。

11.根据权利要求8～10中任一项所述的氮化物半导体元件的制法，其特征在于：在形成所述(c)工序的元件后，通过湿蚀刻除去所述基板的一部分或全部。

12.根据权利要求11所述的氮化物半导体元件的制法，其特征在于：在所述第一氮化物半导体层上生长的期望的氮化物半导体层，以形成发光层、并且在所述第一氮化物半导体层侧形成n型层、在表面侧形成p型层的方式生长而形成，所述发光层以至少含有n型层和p型层的方式形成，在通过所述湿蚀刻而露出的n型的层上形成n侧电极，从而形成半导体发光元件。

13.根据权利要求12所述的氮化物半导体元件的制法，其特征在于：在通过所述湿蚀刻而露出的n型的层的表面上形成凹凸，此后形成所述n侧电极。

14.根据权利要求8～13中任一项所述的氮化物半导体元件的制法，其特征在于：在所述第一氮化物半导体层上生长的期望的氮化物半导体层，以形成发光层、并且在所述第一氮化物半导体层侧形成n型层、在表面侧形成p型层的方式生长而形成，所述发光层以至少含有n型层和p型层的方式形成，在该表面侧形成p侧电极后进行芯片化，在使该p侧电极侧与辅助固定件芯片结合后，通过湿蚀刻除去所述基板的一部分或全部，由此形成半导体发光元件。