JP2001223385A - Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発光層に対するｎコンタクト層の歪の影響を
緩和し、もって発光出力の向上を図る。 【構成】 コンタクト層とクラッド層との間にコンタク
ト層よりも軟質でありかつ該コンタクト層と異種の材料
からなる中間層を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はIII族窒化物系化合物半
導体素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】III族窒化物系化合物半導体素子の一つ
である発光素子の一般的な構造は、サファイア基板の上
にＡｌＮやＧａＮからなる薄いバッファ層を介して、ｎ
コンタクト層（第１のIII族窒化物系化合物半導体
層）、ｎクラッド層（第２のIII族窒化物系化合物半導
体層）、発光層、ｐクラッド層及びｐコンタクト層を順
次積層した構成である。かかる構成を採用することによ
り、青色〜緑色系発光の得られることが知られている。
本発明に関連する技術として、特開平８−２２８０２５
号公報を参照されたい。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】かかるIII族窒化物系
化合物半導体発光素子には、更なる発光出力の向上が求
められている。そのためには、各III族窒化物系化合物
半導体層の結晶性を向上させることが不可欠である。現
在の層構成において、半導体層の結晶性向上の阻害要因
としてサファイア基板とIII族窒化物系化合物半導体と
の間の格子定数（原子間距離）の差が挙げられる。サフ
ァイア（０００１）の格子定数が０．４７５８ｎｍであ
るのに対しＧａＮ（０００１）の格子定数は０．３１８
９ｎｍである。このような格子定数の差により、サファ
イア基板の上に成長された第１のIII族窒化物系化合物
半導体層（ｎコンタクト層）には大きな歪がかかってい
る。この歪は第１のIII族窒化物系化合物半導体層の上
の層にまで影響し、例えば発光素子においては発光層で
の発光出力を低下させる一因となっている。そこでこの
発明は、基板の上に形成されて歪が生じている第１のII
I族窒化物系化合物半導体層の当該歪がその上の層まで
影響することを緩和し、より良い結晶性を有するIII族
窒化物系化合物半導体素子の提供を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記課題に
鑑みてなされたものであり、その構成は次の通りであ
る。即ち、基板と、第１のIII族窒化物系化合物半導体
層と、中間層と、第２のIII族窒化物系化合物半導体層
とを順次積層してなるIII族窒化物系化合物半導体素子
であって、前記第１のIII族窒化物系化合物半導体層よ
りも軟質でありかつ該第１のIII族窒化物系化合物半導
体層と異種の材料で前記中間層が形成されている、こと
を特徴とするIII族窒化物系化合物半導体素子。

【０００５】このように構成された発光素子によれば、
第１のIII族窒化物系化合物半導体層と第２のIII族窒化
物系化合物半導体層とに間に設けられる中間層が第１の
III族窒化物系化合物半導体層よりも軟質の材料で形成
されている。第１のIII族窒化物系化合物半導体層の歪
が第２のIII族窒化物系化合物半導体層に伝播すること
をかかる軟質の中簡層が防止する。これにより、第２の
III族窒化物系化合物半導体層以上の層に対する第１のI
II族窒化物系化合物半導体層の歪の影響が低減される。
また、この中間層の材料は第１のIII族窒化物系化合物
半導体層の材料と異なっている。即ち、中間層は第１の
III族窒化物系化合物半導体層の上にヘテロ成長された
ものである。これにより、第１のIII族窒化物系化合物
半導体層の格子欠陥もそのままのかたちで上の層まで伝
播しなくなる。

【０００６】上記において、基板はその上にIII族窒化
物系化合物半導体を成長させることができるものであれ
ば特に限定されない。例えば、サファイア、スピネル、
シリコン、炭化シリコン、酸化亜鉛、リン化ガリウム、
ヒ化ガリウム、酸化マグネシウム、酸化マンガン、III
族窒化物系化合物半導体単結晶などを基板の材料として
挙げることができる。本発明者らの検討によれば、基板
としてサファイアを採用し、特にそのａ面を用いること
が好ましい。結晶性の良いIII族窒化物系化合物半導体
を形成させるためにはサファイア基板上にサファイア基
板との格子不整合を是正するためにバッファ層を形成す
ることが好ましい。バッファ層にはＡｌＸＧａＹＩｎ１
ーＸーＹＮ（０＜Ｘ＜１、０＜Ｙ＜１、０＜Ｘ＋Ｙ＜
１）で表現される四元系の化合物半導体、Ａｌ_ＸＧａ_１
−ＸＮ（０＜Ｘ＜１）で表現される三元系の化合物半導
体、並びにＡｌＮ、ＧａＮ及びＩｎＮを用いることがで
きる。

【０００７】III族窒化物系化合物半導体は、一般式と
してＡｌ_ＸＧａ_ＹＩｎ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ（０≦Ｘ≦１、０≦
Ｙ≦１、０≦Ｘ＋Ｙ≦１）で表され、ＡｌＮ、ＧａＮ及
びＩｎＮのいわゆる２元系、Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ、Ａｌ
_ｘＩｎ_１−ｘＮ及びＧａ_ｘＩｎ_１−ｘＮ（以上において
０≦ｘ≦１）のいわゆる３元系を包含する。III族元素
の一部をボロン（Ｂ）、タリウム（Ｔｌ）等で置換して
も良く、また、窒素（Ｎ）の一部もリン（Ｐ）、ヒ素
（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）等で
置換できる。III族窒化物系化合物半導体層は任意のド
ーパントを含むものであっても良い。ｎ型不純物とし
て、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃ等を用いることができ
る。ｐ型不純物として、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓ
ｒ、Ｂａ等を用いることができる。なお、ｐ型不純物を
ドープした後にIII族窒化物系化合物半導体を電子線照
射、プラズマ照射若しくは炉による加熱にさらすことも
可能である。III族窒化物系化合物半導体層の形成方法
は特に限定されないが、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶ
Ｄ法）のほか、周知の分子線結晶成長法（ＭＢＥ法）、
ハライド系気相成長法（ＨＶＰＥ法）、スパッタ法、イ
オンプレーティング法、電子シャワー法等によっても形
成することができる。

【０００８】サファイア基板など絶縁性基板の上には、
第１のIII族窒化物系化合物半導体層−中間層−第２のI
II族窒化物系化合物半導体層の順で積層される。発光素
子の場合はｎコンタクト層−中間層−ｎクラッド層−発
光層−ｐクラッド層−ｐコンタクト層の順序で積層され
る。基板が導電性でありかつ中間層にも導電性があると
きには、基板を電極に利用できるので、ｐコンタクト層
−中間層−ｐクラッド層−発光層−ｎクラッド層−ｎコ
ンタクト層の順序で積層することも可能である。

【０００９】中間層は第１のIII族窒化物系化合物半導
体層よりも軟質でありかつ該第１のIII族窒化物系化合
物半導体層と異種の材料で形成されるものである。中間
層の材料を軟質とすることにより発光層等に対する第１
のIII族窒化物系化合物半導体層の歪の影響が緩和され
る。基板との格子定数の相違に起因する格子欠陥が第１
のIII族窒化物系化合物半導体層に多く形成されるが、
異種の材料を用いることにより、当該第１のIII族窒化
物系化合物半導体層の格子欠陥をシャットアウトするこ
ともできる。ここに、第１のIII族窒化物系化合物半導
体層より中間層の方が軟質であることは、前者を構成す
る化合物の格子定数（原子間距離）に比べて後者を構成
する化合物の格子定数が長いことをいい、好ましくは後
者の格子定数を前者のそれの１０１〜１３０％とする。
更に好ましくは、１１０〜１３０％である。

【００１０】中間層の膜厚は２０〜２０００ｎｍとす
る。好ましい中間層の膜厚は１００〜２００ｎｍであ
り、更に好ましくは１５０ｎｍである。中間層の形成方
法は特に限定されるものではなく、ＭＯＣＶＤ法、ＭＢ
Ｅ法、ＨＶＰＥ法等を利用できる。工業的に見れば、II
I族窒化物系化合物半導体が専らＭＯＣＶＤ法により成
長されているので、この中間層も同じくＭＯＣＶＤ法で
形成することが好ましい。この場合の成長温度は４００
〜８００℃とし、好ましくは６００℃とする。勿論、こ
の中間層の形成材料はコンタクト層を構成するIII族窒
化物系化合物半導体層の上に成長可能であり、かつその
上にクラッド層を構成するIII族窒化物系化合物半導体
層を成長させられなければならない。さらには、工業的
に見て多くのIII族窒化物系化合物半導体層がＭＯＣＶ
Ｄ法で形成されることに注目すれば、中間層も同じくＭ
ＯＣＶＤ法で形成できることが、製造工程の簡素化の点
から好ましい。

【００１１】かかる中間層の形成材料として、（１）Ｚ
ｎＳ_ＡＳｅ_１−Ａ（０≦Ａ≦１）、（２）Ａｌ_ＢＧａ_Ｃ
Ｉｎ_{１−Ｂ−Ｃ}Ａｓ（０≦Ｂ≦１、０≦Ｃ≦１、０≦Ｂ
＋Ｃ≦１）、Ａｌ_ＤＧａ_ＥＩｎ_{１−Ｄ−Ｅ}Ｐ（０≦Ｄ≦
１、０≦Ｅ≦１、０≦Ｄ＋Ｅ≦１）及び（３）ＺｎＯを
挙げることができる。

【００１２】（１） 一般にII−VI族の化合物はIII-V
族の化合物よりも柔らかい（格子欠陥の発生に必要なエ
ネルギーが相対的に低い）。かかるII−VI族の化合物の
なかでもＭＯＣＶＤ法での形成可能性及びバンドギャッ
プエネルギーの大きさを考慮すると、ＺｎＳ_ＡＳｅ
_１−Ａ（０≦Ａ≦１）が中間層の形成材料として好まし
い。III族窒化物系化合物半導体がウルツァイト（Ｗ）
型の結晶構造をとるので、このＺｎＳ_ＡＳｅ_１−Ａ（０
≦Ａ≦１）もウルツァイト型とすることが好ましい。表
１に代表的な化合物の格子定数とバンドギャップエネル
ギーＥｇを示す。なお、バンドギャップエネルギーの欄
の括弧内の数値は、バンドギャップエネルギーに対応す
る波長であり、化合物はこの波長の光を吸収することに
なる。

【表１】

【００１３】化合物ＺｎＳ_ＡＳｅ_１−Ａにおいて、Ａは
０〜１の範囲を取ることが出来るが、０．８≦Ａ≦０．
９８とすることが好ましく、更に好ましくはＡ＝０．９
５である。このようにＳの組成を多くすることにより、
化合物のバンドギャップエネルギーを大きく保ち、もっ
て可視光領域（３８０ｎｍ以上）の光の吸収を無くする
ようにする。化合物ＺｎＳ_ＡＳｅ_１−Ａからなる中間層
をＭＯＣＶＤ法で形成するときの材料ガスとしては、Ｄ
ＭＺｎ（ジエメチルジンク）、ＤＥＺｎ（ジエチルジン
ク）、Ｈ_２Ｓ、Ｈ_２Ｓｅ、ｔ−ＢＳ（ｔ−ブチルサルフ
ァ）、ＤＥＳｅ（ジエチルセレン）等を利用できる。キ
ャリアガスには、III族窒化物系化合物半導体と同様
に、水素並びに窒素及びＨｅなどの不活性ガスを用いる
ことができる。

【００１４】III族窒化物系化合物半導体の成長温度
（ほぼ１０００℃）のおいてＺｎＳ_ＡＳｅ_１−Ａからは
その構成元素が脱離するおそれがある。そのため、かか
る中間層の上にこれの成長温度と同じ温度である４００
〜８００℃でIII族窒化物系化合物半導体からなるキャ
ップ層を形成し、その後、温度を１０００℃まであげて
クラッド層を形成することが好ましい。これにより、中
間層からその構成物質が脱離することを可能な限り防止
できる。更に好ましくは、当該キャップ層を中間層の側
面にも形成する。キャップ層の膜厚は特に限定されない
が、１〜１００ｎｍとする。好ましくは５〜５０ｎｍ、
更に好ましくはほぼ１０ｎｍとする。キャップ層はクラ
ッド層と同じ材料ガスから形成されるものとすること
が、製造工程簡素化の観点から好ましい。なお、中間層
から脱離する構成元素の量を調整することにより、結晶
中に適当な空孔などの欠陥が生じその結果中間層が更に
柔らかくすることも出来る。また、ＺｎＳ_ＡＳｅ_１−Ａ
はｎ型に成り易いので、ｎコンタクト層とｎクラッド層
との間に介在させることが好ましい。

【００１５】表１にあるように、ＺｎＳはウルツァイト
（Ｗ）型若しくは閃亜鉛鉱（Ｚ）型の結晶構造をとり、
ＺｎＳは閃亜鉛鉱（Ｚ）型の結晶構造をとる。ＺｎＳ
（Ｗ）の場合はＧａＮと結晶構造が同じなので、そのま
ま（０００１）方向に成長する。一方、ＺｎＳ（Ｚ）と
ＺｎＳｅ（Ｚ）はＧａＮと結晶構造が異なるので、閃亜
鉛鉱（Ｚ）型で（００１）方向には成長せず、（１１
１）方向で成長すると考えられる（図１参照）。コンタ
クト層がＧａＮであるとすると、ＺｎＳ（Ｗ）は（００
０１）方向に、ＺｎＳｅ（Ｚ）は（１１１）方向に成長
すると考えられる。中間層は成長温度が低いのでＺｎＳ
ｅ（Ｚ）でも（１１１）方向に成長する可能性がある。

【００１６】これらの場合、表２に示すとおり、サファ
イアと比べても原子間距離がＧａＮに近いため、ＧａＮ
の上に結晶成長しかつその上にＧａＮを結晶成長させる
ことが可能である。

【表２】

【００１７】（２） 一般にＡｌ_ＢＧａ_ＣＩｎ
_{１−Ｂ−Ｃ}Ａｓ（０≦Ｂ≦１、０≦Ｃ≦１、０≦Ｂ＋Ｃ
≦１）、Ａｌ_ＤＧａ_ＥＩｎ_{１−Ｄ−Ｅ}Ｐ（０≦Ｄ≦１、
０≦Ｅ≦１、０≦Ｄ＋Ｅ≦１）はIII族窒化物系化合物
半導体よりも柔らかい（格子欠陥の発生に必要なエネル
ギーが相対的に低い）。これらの化合物については成長
方法も確立されており、ＭＯＣＶＤ法においてはＶ族元
素の材料ガスを変更するのみでよい。更には電気特性も
優れている。ただし、バンドギャップは小さいため、発
光素子で発光された光を透過させない。上記一般式で表
される化合物の代表例の結晶構造、格子定数、バンドギ
ャップエネルギー（Ｅｇ）及び当該バンドギャップエネ
ルギーに対応する吸収波長を表３に示す。

【表３】

【００１８】これらの化合物はＧａＮ（Ｗ）と異なり閃
亜鉛鉱（Ｚ）型の結晶構造をとるが、その（１１１）方
向をみれば表４に示すとおり原子間距離がＧａＮに近い
ため、ＧａＮの上に結晶成長しかつその上にＧａＮを結
晶成長させることが可能である。

【表４】

【００１９】（３） ＺｎＯはIII族窒化物系化合物半
導体よりも柔らかい（格子欠陥の発生に必要なエネルギ
ーが相対的に低い）。また、ＺｎＯは表１に示すとおり
バンドギャップエネルギーが大きく発光層で発光した光
を透過させる。ＺｎＯは表１に示すとおりＧａＮと同じ
結晶構造を有し、かつ表２に示すとおり原子間距離も非
常に近い。よって、ＧａＮの上に結晶成長しかつその上
にＧａＮを結晶成長させることが可能である。ＺｎＯか
らなる中間層の形成方法は特に限定されない。

【００２０】以上説明したように、本発明の中間層は第
１のIII族窒化物系化合物半導体層と第２のIII族窒化物
系化合物半導体層との間に介在されて、第１のIII族窒
化物系化合物半導体層の歪が第２のIII族窒化物系化合
物半導体層に伝播するのを緩衝する。したがって、発光
ダイオードやレーザダイオードのような発光素子の他に
も、受光ダイオード、太陽電池等の光素子、整流器、サ
イリスタ及びトランジスタ等のバイポーラ素子、ＦＥＴ
等のユニポーラ素子並びにマイクロウェーブ素子などの
電子デバイスを挙げられる。また、これらの素子の中間
体としての積層体にも本発明は適用されるものである。
なお、発光素子の構成としては、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接
合やｐｎ接合を有したホモ構造、ヘテロ構造若しくはダ
ブルへテロ構造のものを用いることができる。発光層と
して量子井戸構造（単一量子井戸構造若しくは多重量子
井戸構造）を採用することもできる。

【００２１】

【実施例】次に、この発明の実施例を説明する。実施例
は発光ダイオード１０であり、その構成を図２に示す。 層 ： 組成：ドーパント （膜厚） 透光性電極１９ ｐ型クラッド層 １８ ： ｐ−ＧａＮ:Ｍｇ （25nm） 発光層 １７ ： 超格子構造 量子井戸層 ： Ｉｎ_０．１５Ｇａ_０．８５Ｎ （3.5nm) バリア層 ： ＧａＮ （7.0nm） 量子井戸層とバリア層の繰り返し数：1〜10 ｎ型クラッド層 １６ ： ｎ−ＧａＮ：Ｓｉ （15nm） キャップ層１５ ： ｎ−ＧａＮ：Ｓｉ （10nm） 中間層 １４ ： ＺｎＳｅ（Ｗ） (150nm) ｎコンタクト層１３ ： ｎ^＋−ＧａＮ：Ｓｉ （4.5μm） バッファ層 １２ ： ＡｌＮ （15nm） 基板 １１ ： サファイア（ａ面） （300μm）

【００２２】ｎ型クラッド層１６は発光層１７側の低電
子濃度ｎ-層と中間層１５側の高電子濃度ｎ＋層とから
なる２層構造とすることができる。発光層１７は超格子
構造のものに限定されない。発光素子の構成としてはシ
ングルへテロ型、ダブルへテロ型及びホモ接合型のもの
などを用いることができる。発光層１７とｐ型クラッド
層１８との間にマグネシウム等のアクセプタをドープし
たバンドギャップの広いIII族窒化物系化合物半導体層
を介在させることができる。これは発光層１７中に注入
された電子がｐ型クラッド層１８に拡散するのを防止す
るためである。ｐ型クラッド層１８を発光層１７側の低
ホール濃度ｐ−層と電極側の高ホール濃度ｐ＋層とから
なる２層構造とすることができる。

【００２３】上記構成の発光ダイオードにおいて、バッ
ファ層１２はほぼ４００℃で、ｎコンタクト層１３はほ
ぼ１０００℃でＭＯＣＶＤ法により成長させる。キャリ
アガスには水素ガスを用いる。その後、Ｇａ材料ガス
（ＴＭＧなど）の供給を停止し、温度を６００℃まで下
げ、Ｎ材料ガス（アンモニなど）の供給を停止する。そ
の後、Ｚｎ材料ガス（ＤＭＺｎなど）とＳｅ材料ガス
（ＤＥＳｅなど）を所定の割合で供給して、中間層１４
を成長させる。このときのキャリアガスにも水素ガスを
用いる。中間層１４が所定の膜厚まで成長したら、Ｚｎ
材料ガス及びＳｅ材料ガスの供給を停止する。次に、温
度を６００℃に維持したままＧａ材料ガスとＮ材料ガス
を供給し、キャップ層１５を成長させる。キャップ層１
５が所定の膜厚まで成長したら、温度を１０００℃まで
上げて、ｎクラッド層１６を形成する。このｎクラッド
層１６以降の層は常法に従ってＭＯＣＶＤ法により形成
される。

【００２４】次に、マスクを形成してｐ型クラッド層１
８乃至ｎコンタクト層１３の一部を反応性イオンエッチ
ングにより除去し、ｎ電極パッド２１を形成すべきｎコ
ンタクト層１３を表出させる。

【００２５】半導体表面上にフォトレジストを一様に塗
布して、フォトリソグラフィにより、ｐ型クラッド層１
８の上の電極形成部分のフォトレジストを除去して、そ
の部分のｐ型クラッド層１８を露出させる。蒸着装置に
て、露出させたｐ型クラッド層１８の上に、Ａｕ−Ｃｏ
透光性電極層１９を形成する。次に、同様にしてｐ電極
パッド２０、ｎ電極パッド２１を蒸着する。

【００２６】図３に他の実施例の発光ダイオード３０を
示す。なお、図２の例と同一の要素には同一の符号を付
してその説明を省略する。 層 ： 組成：ドーパント （膜厚） 透光性電極１９ ｐ型クラッド層 １８ ： ｐ−ＧａＮ:Ｍｇ （25nm） 発光層 １７ ： 超格子構造 量子井戸層 ： Ｉｎ_０．１５Ｇａ_０．８５Ｎ （3.5nm) バリア層 ： ＧａＮ （7.0nm） 量子井戸層とバリア層の繰り返し数：1〜10 ｎ型クラッド層 １６ ： ｎ−ＧａＮ：Ｓｉ （15nm） キャップ層１５ ： ｎ−ＧａＮ：Ｓｉ （10nm） 中間層 ３４ ： ＧａＡｓ（Ｚ） (150nm) ｎコンタクト層１３ ： ｎ^＋−ＧａＮ：Ｓｉ （4.5μm） バッファ層 １２ ： ＡｌＮ （15nm） 基板 １１ ： サファイア（ａ面） （300μm） ＧａＡｓ中間層３４はＭＯＣＶＤ法により形成する。Ｇ
ａ源としてＴＭＧやＴＥＧを用いることが出来る。Ａｓ
源としてはＴＥＡｓ、ｔ−ＢＡｓを用いることが出来
る。他の要素の製造方法は図２の例と同一である。

【００２７】図４に他の実施例の発光ダイオード４０を
示す。なお、図２の例と同一の要素には同一の符号を付
してその説明を省略する。 層 ： 組成：ドーパント （膜厚） 透光性電極１９ ｐ型クラッド層 １８ ： ｐ−ＧａＮ:Ｍｇ （25nm） 発光層 １７ ： 超格子構造 量子井戸層 ： Ｉｎ_０．１５Ｇａ_０．８５Ｎ （3.5nm) バリア層 ： ＧａＮ （7.0nm） 量子井戸層とバリア層の繰り返し数：1〜10 ｎ型クラッド層 １６ ： ｎ−ＧａＮ：Ｓｉ （15nm） キャップ層１５ ： ｎ−ＧａＮ：Ｓｉ （10nm） 中間層 ４４ ： ＺｎＯ（Ｗ） (150nm) ｎコンタクト層１３ ： ｎ^＋−ＧａＮ：Ｓｉ （4.5μm） バッファ層 １２ ： ＡｌＮ （15nm） 基板 １１ ： サファイア（ａ面） （300μm） ＺｎＯ中間層４４はＭＯＣＶＤ法により形成する。この
とき、キャリアガスとして不活性ガス（窒素ガス、ヘリ
ウムガスなど）を用いる。Ｚｎ源としてＤＭＺｎやＤＥ
Ｚｎを用いることが出来る。Ｏ源としてはＴＨＦを用い
ることが出来る。他の要素の製造方法は図２の例と同一
である。

【００２８】以上、明細書では発光素子を例に採り説明
してきたが、この発明は各種半導体素子に適用されるこ
とはもとより、その中間体である積層体にも適用される
ものである。この発明は、上記発明の実施の形態及び実
施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の
範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲
で種々の変形態様もこの発明に含まれる。

【００２９】以下、次の事項を開示する。 （１１） 基板と、第１のIII族窒化物系化合物半導体
層と、中間層と、第２のIII族窒化物系化合物半導体層
とを順次積層してなる積層体であって、前記第１のIII
族窒化物系化合物半導体層よりも軟質でありかつ該第１
のIII族窒化物系化合物半導体層と異種の材料で前記中
間層が形成されている、ことを特徴とする積層体。 （１２） 前記中間層は、ＺｎＳ_ＡＳｅ_１−Ａ（０≦Ａ
≦１）、Ａｌ_ＢＧａ_ＣＩｎ_{１−Ｂ−Ｃ}Ａｓ（０≦Ｂ≦
１、０≦Ｃ≦１、０≦Ｂ＋Ｃ≦１）、Ａｌ_ＤＧａ_ＥＩｎ
_{１−Ｄ−Ｅ}Ｐ（０≦Ｄ≦１、０≦Ｅ≦１、０≦Ｄ＋Ｅ≦
１）及びＺｎＯ中から選ばれる材料で形成されている、
ことを特徴とする（１１）に記載の積層体。 （１３） 前記中間層はＺｎＳ_ＡＳｅ_１−Ａ（０≦Ａ≦
１）であり、該中間層と前記ｎクラッド層との間にキャ
ップ層が介在されている、ことを特徴とする（１１）に
記載の積層体。 （１４） 前記中間層はＺｎＳ_ＡＳｅ_１−Ａ（０≦Ａ≦
１）若しくはＺｎＯである、ことを特徴とする（１１）
に記載の積層体。 （１５） 前記基板はサファイアである、ことを特徴と
する（１１）〜（１４）のいずれかに記載の積層体。 （１６） 第２のIII族窒化物系化合物半導体層が発光
素子若しく受光素子の構成を有する、ことを特徴とする
（１１）〜（１５）にいずれかに記載の積層体。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はウルツァイト型結晶構造と閃亜鉛鉱型結
晶構造を示す模式図である。

【図２】図２この発明の実施例の発光ダイオードを示
す。

【図３】図３はこの発明の他の実施例の発光ダイオード
を示す。

【図４】図４はこの発明の他の実施例の発光ダイオード
を示す。

【符号の説明】

１０、３０、４０ 発光ダイオード １３ ｎコンタクト層 １４、３４、４４ 中間層 １５ キャップ層 １６ ｎクラッド層 １７ 発光層 １８ ｐ型クラッド層

フロントページの続き (72)発明者 沢崎 勝久 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内 Ｆターム(参考） 5F041 AA04 CA22 CA40 CA65 CA85 CA88 5F045 AA04 AA19 AB09 AB14 AB17 AB18 AB22 AC01 AC08 AC09 AC12 AD08 AD09 AD10 AD11 AD12 AD14 AF02 AF03 AF04 AF06 AF09 BB12 CA09 DA53

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板と、第１のIII族窒化物系化合物半
   導体層と、中間層と、第２のIII族窒化物系化合物半導
   体層とを順次積層してなるIII族窒化物系化合物半導体
   素子であって、 前記第１のIII族窒化物系化合物半導体層よりも軟質で
   ありかつ該第１のIII族窒化物系化合物半導体層と異種
   の材料で前記中間層が形成されている、ことを特徴とす
   るIII族窒化物系化合物半導体素子。
2. 【請求項２】 前記中間層は、ＺｎＳ_ＡＳｅ_１−Ａ（０
   ≦Ａ≦１）、Ａｌ_ＢＧａ_ＣＩｎ_{１−Ｂ−Ｃ}Ａｓ（０≦Ｂ
   ≦１、０≦Ｃ≦１、０≦Ｂ＋Ｃ≦１）、Ａｌ _ＤＧａ_ＥＩ
   ｎ_{１−Ｄ−Ｅ}Ｐ（０≦Ｄ≦１、０≦Ｅ≦１、０≦Ｄ＋Ｅ
   ≦１）及びＺｎＯ中から選ばれる材料で形成されてい
   る、ことを特徴とする請求項１に記載のIII族窒化物系
   化合物半導体素子。
3. 【請求項３】 前記中間層はＺｎＳ_ＡＳｅ_１−Ａ（０≦
   Ａ≦１）であり、該中間層と前記ｎクラッド層との間に
   キャップ層が介在されている、ことを特徴とする請求項
   １に記載のIII族窒化物系化合物半導体素子。
4. 【請求項４】 前記中間層はＺｎＳ_ＡＳｅ_１−Ａ（０≦
   Ａ≦１）若しくはＺｎＯである、ことを特徴とする請求
   項１に記載のIII族窒化物系化合物半導体素子。
5. 【請求項５】 前記基板はサファイアである、ことを特
   徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のIII族窒化物
   系化合物半導体素子。
6. 【請求項６】 素子が発光素子の構成を有する、ことを
   特徴とする請求項１〜５にいずれかに記載のIII族窒化
   物系化合物半導体素子。