JP2007081084A

JP2007081084A - 半導体発光素子

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Publication number: JP2007081084A
Application number: JP2005266418A
Authority: JP
Inventors: Takashi Udagawa; 隆宇田川
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 2005-09-14
Filing date: 2005-09-14
Publication date: 2007-03-29

Abstract

【課題】半導体発光素子のＤＨ構造の発光部をなすクラッド層を、結晶欠陥の少ない良質な燐化硼素系半導体層で構成して、発光特性も大幅に向上させることができるようにする。
【解決手段】本発明は、III族窒化物半導体からなる発光層１０４と、その発光層１０４に接合するクラッド層１０３，１０５とからなる異種（ヘテロ）接合構造型の発光部を備えた半導体発光素子１０において、クラッド層が六方晶の燐化硼素系半導体から構成されているものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、III族窒化物半導体からなる発光層と、その発光層に接合するクラッド層とからなる異種（ヘテロ）接合構造型の発光部を備えた半導体発光素子に関する。

従来から、例えば、青色帯または緑色帯の可視発光ダイオード（英略称：ＬＥＤ）は、もっぱら、III族窒化物半導体からなる六方晶のウルツ鉱型（Ｗｕｒｔｚｉｔｅ）結晶層を利用して構成されている（下記の特許文献１参照）。例えば、短波長可視或いは近紫外または紫外ＬＥＤの発光部は、III族窒化物半導体材料からなるクラッド（ｃｌａｄ）層と発光層との異種（ｈｅｔｅｒｏ）接合から構成されるものとなっている（下記の特許文献２参照）。
特公昭５５−３８３４号公報特開平４−２１３８７８号公報

また一方で、立方晶の閃亜鉛鉱結晶型（ｚｉｎｃ−ｂｌｅｎｄｅ）の燐化硼素系半導体層をクラッド層としてダブルヘテロ（英略称：ＤＨ）構造の発光部を構成する技術例も知れている（下記の特許文献３参照）。また、燐化硼素（ＢＰ）とIII族窒化半導体との超格子構造を発光層として利用してｐｎ接合型ＤＨ構造の発光部を構成する技術例が開示されている（下記の特許文献４参照）。
特開２００４−１８６２９１号公報特開平２−２８８３８８号公報

発光部を構成する発光層、及び発光層に対して障壁層として作用するクラッド層を構成する立方晶の燐化硼素系半導体層は、例えば、立方晶の閃亜鉛鉱結晶型の燐化硼素（ＧａＰ）（下記の特許文献５参照）や立方晶の３Ｃ型の炭化珪素（ＳｉＣ）を下地層として利用して形成されている（下記の特許文献６参照）。
特開平３−８７０１９号公報特開平４−８４４８６号公報

ところが、従来の立方晶の結晶材料からなる下地層上に形成された燐化硼素系半導体層は、下地層との格子上のマッチングの不充分さから、結晶欠陥を多く含む結晶層となってしまう。例えば、下地層との格子のミスマッチングに因り、双晶（ｔｗｉｎ）や積層欠陥（ｓｔａｃｋｉｎｇｆａｕｌｔ）等の面欠陥を多く含む結晶層となってしまう問題がある。このため、この様な結晶欠陥を多量に含む燐化硼素系半導体層を、例えば、クラッド層として用いてＬＥＤの発光部を構成しても、ＬＥＤを駆動させるための電流の発光層への短絡的な流通を発生させるため、発光面積を拡張できず、高輝度のＬＥＤを安定して得るのに至っていない。

本発明は、上記従来技術の問題点を克服すべくなされたもので、ＤＨ構造の発光部をなすクラッド層を、結晶欠陥の少ない良質な燐化硼素系半導体層で構成することができ、発光特性も大幅に向上させることができる半導体発光素子を提供することを目的とする。

１）上記目的を達成するために、第１の発明は、III族窒化物半導体からなる発光層と、その発光層に接合するクラッド層とからなる異種（ヘテロ）接合構造型の発光部を備えた半導体発光素子において、上記クラッド層は六方晶の燐化硼素系半導体から構成されているものである。

２）第２の発明は、上記した１）項に記載の発明の構成において、上記発光層は、六方晶のIII族窒化物半導体から構成されているものである。

３）第３の発明は、上記した２）項に記載の発明の構成において、上記クラッド層と上記発光層とは、（１．１．−２．０．）結晶面で接合しているものである。

４）第４の発明は、上記した３）項に記載の発明の構成において、上記クラッド層は、（１．１．−２．０．）結晶面を表面とする六方晶のIII族窒化物半導体層上に接合させて設けられているものである。

５）第５の発明は、上記した１）項から５）項の何れか１項に記載の発明の構成において、上記クラッド層は六方晶の単量体燐化硼素（ＢＰ）から構成され、上記発光層は窒化ガリウム・インジウム（組成式Ｇａ_XＩｎ_1-XＮ：０≦Ｘ≦１）から構成されているものである。

本発明によれば、III族窒化物半導体からなる発光層と、その発光層に接合するクラッド層とからなる異種（ヘテロ）接合構造型の発光部を備えた半導体発光素子において、クラッド層を双晶や積層欠陥等の欠陥密度の小さい良質な六方晶の燐化硼素系半導体層から構成することとしたので、逆方向電圧等に優れる半導体発光素子を提供することができる。

また、本発明によれば、特に、結晶性に優れる六方晶の燐化硼素系半導体層からなるクラッド層を下地として、その上に例えば、III族窒化物半導体材料からなる六方晶の発光層を接合させて設ける構成としたので、双晶等の結晶欠陥密度の低い良質な発光層を構成でき、従って、高輝度の半導体発光素子を提供できる。

また、本発明によれば、特に、六方晶の燐化硼素系半導体層からなるクラッド層と、六方晶の発光層とを、互いに、（１．１．−２．０．）結晶面で接合させる構成としたので、格子のマッチングに優れる接合系を形成できるため、高輝度の半導体発光素子を提供できる。

また、本発明によれば、特に、六方晶の燐化硼素系半導体層からなるクラッド層を、（１．１．−２．０．）結晶面を表面とする六方晶のIII族窒化物半導体層に接合させて設けることとしたので、結晶性に優れる六方晶の燐化硼素系半導体層を安定して形成でき、従って、高輝度の半導体発光素子を提供できる。

また、本発明によれば、特に、発光層を窒化ガリウム・インジウム（Ｇａ_XＩｎ_1-XＮ：０≦Ｘ≦１）とし、クラッド層を六方晶の単量体燐化硼素（ＢＰ）から構成することとしたので、高輝度の発光をもたらす異種接合型の発光部を構成することができるため、高輝度な半導体発光素子を提供できる。

本発明に係る半導体発光素子は、III族窒化物半導体からなる発光層と、その発光層に接合するクラッド層とからなる異種（ヘテロ）接合構造型の発光部を備え、クラッド層が六方晶の燐化硼素系半導体から構成されているものである。

上記のクラッド層を構成する燐化硼素系半導体とは、硼素（元素記号：Ｂ）と燐（元素記号：Ｐ）とを必須の構成元素として含むIII−Ｖ族化合物半導体である。例えば、単量体（ｍｏｎｏｍｅｒ）の燐化硼素（ＢＰ）であり、Ｂ₁₂Ｐ₂、Ｂ₆Ｐなどの多量体である。また、燐化硼素・インジウム（組成式Ｂ_1-XＩｎ_XＰ：０≦Ｘ＜１）であり、また、燐化硼素・アルミニウム（組成式Ｂ_1-XＡｌ_XＰ：０≦Ｘ＜１）である。さらに硼素（Ｂ）と燐（Ｐ）と、その燐とは別のＶ族元素を含む、例えば組成式がＢＮ_XＰ_1-X（０≦Ｘ＜１）やＢＮ_XＡｓ_1-X（０≦Ｘ＜１）で表される半導体である。

本発明では、六方晶（ｈｅｘａｇｏｎａｌ）のウルツ結晶型の燐化硼素系半導体層を利用する。六方晶の燐化硼素系半導体層は、｛１．１．−２．０．｝結晶面（通称、Ａ面）等の無極性の表面を下地層として形成できる。特に、六方晶のＡ面を下地として用いれば、そのＡ面の無極性に依り、六方晶の燐化硼素系半導体層を効率的に形成できる。例えば、六方晶ウルツ鉱結晶型のＧａＮ等のIII族窒化物半導体結晶のＡ面上に効率的に形成できる。

この下地層として適用されるIII族窒化物半導体層は、上記の窒化ガリウム（ＧａＮ）の他に、例えば窒化物アルミニウム（ＡｌＮ）や窒化インジウム（ＩｎＮ）、またこれらの混晶である窒化アルミニウム・ガリウム・インジウム（組成式Ａｌ_XＧａ_YＩｎ_ZＮ：０≦Ｘ，Ｙ，Ｚ≦１、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１）で形成してもよい。また、このIII族窒化物半導体は、窒素（元素記号：Ｎ）と、窒素以外の燐（元素記号：Ｐ）や砒素（元素記号：Ａｓ）等の第Ｖ族元素とを含む、例えば、窒化燐化ガリウム（組成式ＧａＮ_1-YＰ_Y：０≦Ｙ＜１）などで形成してもよい。六方晶の燐化硼素系半導体層は、特に、窒化ガリウム（ＧａＮ）の｛１．１．−２．０．｝結晶面（Ａ面）等を下地として用いることにより、その結晶面の無極性のために簡便に形成できる。

クラッド層としての六方晶の燐化硼素系半導体層は、ハロゲン（ｈａｌｏｇｅｎ）気相エピタキシャル（ＶＰＥ）成長法、ハイドライド（水素化物：ｈｙｄｒｉｄｅ）ＶＰＥ成長法、有機金属化学的気相堆積（ＭＯＣＶＤ）法、分子線エピタキシャル（英略称：ＭＢＥ）法や化学ビームエピタキシー（ＣＢＥ）法等の気相成長手段で形成できる。例えば、ＭＯＣＶＤ法によれば、成長温度を７００℃〜１２００℃として、六方晶結晶のＡ結晶面等の無極性の下地上に燐化硼素系半導体層を形成できる。例えば、単量体の燐化硼素（ＢＰ）からなる六方晶ウルツ鉱型の単結晶層を形成できる。

六方晶の単量体の燐化硼素のａ軸格子定数は、約０．３２ｎｍである。従って、六方晶のウルツ鉱結晶型のＧａＮのａ軸（＝０．３２ｎｍ）及びＡｌＮのａ軸（＝０．３１ｎｍ）に略一致する。従って、六方晶の単量体燐化硼素（ＢＰ）層を例えば下部クラッド層として用いることにより、その上には、六方晶のＢＰと格子定数が近似する六方晶のIII族窒化物半導体からなる発光層を形成できる。例えば、六方晶の窒化ガリウム・インジウム（Ｇａ_XＩｎ_1-XＮ：０≦Ｘ≦１）から発光層を構成できる。六方晶の単量体燐化硼素（ＢＰ）層を下部クラッド層として用いれば、その上には、良好な格子マッチングにより、双晶や積層欠陥等が顕著に低減された、結晶性に優れる良質の窒化ガリウム・インジウム（組成式Ｇａ_XＩｎ_1-XＮ：０≦Ｘ≦１）からなる発光層を得ることが可能となる。双晶等の結晶欠陥の密度が顕著に減少した六方晶の発光層が得られている様は、例えば、透過型電子顕微鏡（英略称：ＴＥＭ）を利用した分析から知れる。

また、III族窒化物半導体からなる発光層を、表面を（１．１．−２．０．）結晶面とする六方晶の燐化硼素系半導体層を下地（下部クラッド層）として用いて形成すると、上記のIII族窒化物半導体との良好な格子マッチング性と相俟って、結晶性に優れる発光層を効率的に形成できる。六方晶の燐化硼素系半導体結晶をなす（１．１．−２．０．）結晶面では、その結晶を構成する硼素（Ｂ）等のIII族構成元素と、燐（Ｐ）などのＶ族構成元素とが均等な密度で表面に露出していることが優位に作用しているためであると考察される。（１．１．−２．０．）結晶面を表面とする六方晶の単量体燐化硼素（ＢＰ）層等の燐化硼素系半導体層は、表面を（１．１．−２．０．）結晶面とする六方晶の化合物半導体結晶の例えば、ＧａＮやＡｌＮ或いは酸化亜鉛（ＺｎＯ）を下地として形成するのが得策である。

更に、六方晶の単量体燐化硼素（ＢＰ）層などの六方晶の燐化硼素系半導体層の（１．１．−２．０．）結晶面からなる表面に、（１．１．−２．０．）結晶面をもって接合しているIII族窒化物半導体層は、高強度の発光をもたらす発光層として利用することができる。特に、無極性の（１．１．−２．０．）結晶面からなる六方晶の燐化硼素系半導体層の表面に平行に（１．１．−２．０．）結晶面を積重させて構成したＧａ_XＩｎ_1-XＮ（０≦Ｘ≦１）等のIII族窒化物半導体層は、双晶等の欠陥密度が小さく結晶性に優れるため、高強度の発光をもたらす発光層として特に有用となる。

（１．１．−２．０．）結晶面を表面とする燐化硼素系半導体層は、また、面方位に依存せず、極性の無い結晶面を与える単一の元素からなる六方晶の金属膜、例えば、ハフニウム（元素記号：Ｈｆ）膜などを下地として形成できる。しかしながら、上記の如くのＧａＮ等の六方晶の化合物半導体結晶を下地として形成した（１．１．−２．０．）結晶面を表面とする燐化硼素系半導体層を下地とすれば、（１．１．−２．０．）結晶面をもって燐化硼素系半導体層に接合するIII族窒化物半導体層をより効率的に得ることができる。更に、燐化硼素系半導体層に接合するIII族窒化物半導体層を、ガリウム（元素記号：Ｇａ）とインジウム（元素記号：Ｉｎ）と含む結晶層から構成すると、（１．１．−２．０．）結晶面をもって燐化硼素系半導体層に接合するIII族窒化物半導体層をより安定して得ることができる。

また、結晶性に優れる六方晶のIII族窒化物半導体からなる発光層を下地として、その上に、更に、上部クラッド層を接合させて設ければ、ヘテロ接合構造型の発光部を構成できる。表面を（１．１．−２．０．）結晶面とする発光層であれば、その上側の表面に設ける上部クラッド層も六方晶の燐化硼素系半導体から構成するのに好都合となる。例えば、表面を（１．１．−２．０．）結晶面とする六方晶の単量体のＢＰ層から上部クラッド層を構成するのに好都合となる。発光層を挟持する様に対向して配置する下部及び上部クラッド層の双方を共々、無極性の（１．１．−２．０．）結晶面が互いに平行に積重した、六方晶のｎ形またはｐ形の例えば、ＢＰ層から構成することとすれば、ピエゾ（ｐｉｅｚｏ）効果等による悪影響を避けて、発光層との良好な格子のマッチング性と相俟って、高強度の発光をもたらすｐｎ接合型ＤＨ構造の発光部を構成できる。

発光層と単一ヘテロ接合（英略称：ＳＨ）構造をなす下部または上部クラッド層、または発光層と二重ヘテロ接合（ＤＨ）構造をなす下部及び上部クラッド層は発光層をなすIII族窒化物半導体材料よりも大きな禁止帯幅を有する六方晶の燐化硼素系半導体材料から構成するのが好ましい。例えば、六方晶のＢＰ、六方晶の窒化燐化硼素（組成式ＢＮ_XＰ_1-X：０≦Ｘ＜１）から構成するのが好ましい。

（実施例１）六方晶の単量体ＢＰ層を下部クラッド層として備えた化合物半導体ＬＥＤを構成する場合を例にして本発明の内容を具体的に説明する。

図１に本実施例１に記載の化合物半導体ＬＥＤ１０の平面模式図を示す。また、図２は、図１に示すＬＥＤ１０の破線Ａ−Ａ’に沿った断面模式図である。

ＬＥＤ１０用途の積層構造体１００は、サファイア（α―Ａｌ₂Ｏ₃単結晶）を基板１０１として用いて形成した。基板１０１のＲ結晶面からなる表面上には、一般的な減圧ＭＯＣＶＤ法により、層厚を約８μｍとし、表面を（１．１．−２．０．）結晶面とするｎ形のＧａＮ層１０２を形成した。

ｎ形ＧａＮ層１０２の（１．１．−２．０．）結晶面からなる表面上には、一般的な常圧(略大気圧)ＭＯＣＶＤ法により、７５０℃で、六方晶でアンドープの単量体ＢＰからなる燐化硼素系半導体層１０３を下部クラッド層として形成した。燐化硼素系半導体層（ＢＰ層）１０３は、層厚が約２９０ｎｍで、その表面は（１．１．−２．０．）結晶面であった。また、伝導形はｎ形で、そのキャリア濃度は一般的な電界Ｃ−Ｖ法で約２×１０¹⁹ｃｍ³と測定された。更に、一般的なＴＥＭ分析によって、下層のＧａＮ層１０２の内部に含まれている転位は、この燐化硼素系半導体層１０３との接合界面で伝播を阻止されているのが示された。

六方晶の燐化硼素系半導体層１０３をなすＢＰ層の（１．１．−２．０．）結晶面からなる表面には、ｎ形のＧａ_0.88Ｉｎ_0.12Ｎ層を井戸（ｗｅｌｌ）層とし、ｎ形のＧａＮ層を障壁層とする２層を交互に５周期に亘り積層させた多重量子井戸（ＭＱＷ）構造からなる発光層１０４を設けた。この多重量子井戸構造をなすＧａ_0.88Ｉｎ_0.12Ｎ井戸層のうち、六方晶のＢＰ層１０３と接合するＧａ_0.88Ｉｎ_0.12Ｎ井戸層の表面を（１．１．−２．０．）結晶面として形成したため、この井戸層は結晶性に優れる六方晶の単結晶層となった。一般的なＴＥＭ分析によれば、ＢＰ層１０３の表面と接合する井戸層の内部には、双晶は殆ど認められなかった。

また、六方晶のＢＰ層１０３の表面と、（１，１．−２．０．）結晶面をもって接合する井戸層の結晶性の良好さを反映して、より上層のＧａＮ障壁層及びＧａ_0.88Ｉｎ_0.12Ｎ井戸層の何れもが双晶を殆ど含まない結晶性に優れる六方晶の単結晶層となった。また、多重量子井戸構造の発光層１０４をなす井戸層及び障壁層の何れもが、六方層のＢＰ層１０３の表面をなす（１．１．−２．０．）結晶面に、（１．１．−２．０．）結晶面を平行として積重した六方晶の単結晶層となった。

六方晶のＢＰ層を下地として設けることにより、結晶欠陥の少ない六方晶のIII族窒化物半導体層から構成できた多重量子井戸構造の発光層の最表層をなすｎ形ＧａＮ層の（１．１．−２．０．）表面には、一般的な減圧ＭＯＣＶＤ法により、１０８０℃で、ｐ形のＡｌ_0.15Ｇａ_0.85Ｎ層を上部クラッド層１０５として設けた。上部クラッド層１０５は、キャリア濃度を約４×１０¹⁷ｃｍ^-3とし、層厚を約９０ｎｍとする六方層のＡｌ_0.15Ｇａ_0.85Ｎ層から構成した。これにより、上記の六方晶の燐化硼素系半導体層１０３をなすＢＰ層と、発光層１０４と、上部クラッド層１０５とでｐｎ接合型ＤＨ構造の発光部を構成した。

上部クラッド層１０５をなす、（１．１．−２．０．）結晶面からなるＡｌ_0.15Ｇａ_0.85Ｎ層表面には、一般的な減圧ＭＯＣＶＤ法により、１０５０℃で、ｐ形ＧａＮ層をコンタクト層１０６として設けた。コンタクト層１０６は、キャリア濃度を約１×１０¹⁸ｃｍ^-3とし、層厚を約８０ｎｍとする六方層のＧａＮ層から構成した。

ｐ形ＧａＮ層からなるコンタクト層１０６を最表層として設けて、積層構造体１００の形成を終了した後、コンタクト層１０６の表面の一端に、ｐ形オーミック（Ｏｈｍｉｃ）電極１０７を形成した。ｐ形オーミック電極１０７は、金（元素記号：Ａｕ）と酸化ニッケル（ＮｉＯ）とから構成した。ｎ形オーミック電極１０８は、一般的なドライエッチング法を利用して露出させた六方晶の燐化硼素系半導体層をなすＢＰ層１０３上に形成した。ｎ形オーミック電極は、金（Ａｕ）・ゲルマニウム（Ｇｅ）合金から構成した。

このＬＥＤ１０のｐ形及びｎ形オーミック電極１０７、１０８間に、順方向に、２０ｍＡの素子駆動電流を通流して、発光特性を調査した。ＬＥＤ１０から出射される主たる発光の波長は約４５０ｎｍであった。チップ状態での発光輝度は約１．２カンデラ（ｃｄ）であった。２０ｍＡの順方向電流を通流した際の順方向電圧は約３．５Ｖであった。また、ｐｎ接合型ＤＨ構造の発光部を構成する下部クラッド層をなす六方晶の燐化硼素系半導体層１０３、発光層１０４、及び上部クラッド層１０５をなすIII族窒化物半導体層の結晶性の良好さを反映して、逆方向電流を１０μＡとした際の逆方向電圧は１０Ｖを超える高値となった。更に、六方晶の燐化硼素系半導体層１０３により、ｎ形ＧａＮ層１０２からｐｎ接合型ＤＨ構造の発光部への転位の伝播が阻止されたため、局所的な耐圧不良（ｌｏｃａｌｂｒｅａｋｄｏｗｎ）も殆ど認められないＬＥＤ１０が得られた。

（実施例２）六方晶の燐化硼素系半導体層を、発光層を挟持する上部及び下部クラッド層として構成された発光部を備えたＬＥＤを構成する場合を例にして、本発明の内容を具体的に説明する。

図３に、本実施例２に記載するＬＥＤ２０の断面構造を模式的に示す。図３において、図１及び図２に示したのと同一の構成要素については、同一の符号を付して図示する。

上記の実施例１に記載の如く、サファイア基板１０１の表面上に、ｎ形で六方晶のＧａＮ層１０２、ｎ形で六方晶の単量体ＢＰ層からなる燐化硼素系半導体層１０３、及び多重量子井戸構造の発光層１０４を、この順序で積層した。発光層１０４は、燐化硼素系半導体層１０３を下地としたため、双晶等の結晶欠陥の少ない六方晶のＧａＩｎＮ井戸層及びＧａＮ障壁層から構成されるものとなった。

次に、発光層の最表層をなすｎ形で六方晶のＧａＮ層からなる障壁層上に、一般的なＭＯＣＶＤ法により、六方晶でｐ形の燐化硼素系半導体層２０１を設けた。このｐ形の燐化硼素系半導体層２０１は、アンドープでｐ形の六方晶の単量体のＢＰ層から構成した。ｐ形のＢＰ層２０１の層厚は約２５０ｎｍであり、キャリア濃度は約２×１０¹⁹ｃｍ^-3であった。また、ｐ形ＢＰ層２０１の表面は、下地の六方晶ＧａＮからなる障壁層の表面と同じく、（１．１．−２．０．）結晶面であった。

ｐ形で六方晶のＢＰ層２０１の禁止帯幅は約３．１エレクトロンボルト（ｅＶ）を超えるものであったため、六方晶のＢＰからなる燐化硼素系半導体層２０１を上部クラッド層として利用し、ｎ形燐化硼素系半導体層１０２及び発光層１０４とともに、ｐｎ接合型ＤＨ構造の発光部を形成した。

上部クラッド層とした六方晶の燐化硼素系半導体層２０１は、高いキャリア濃度を有していることから、上記の実施例１とは異なり、上部クラッド層上に、敢えて、ｐ形オーミック電極１０７を設けるためのコンタクト層は形成せずに、ＬＥＤ２０用途の積層構造体２００の作製を終了した。

ｐ形オーミック電極１０７は、図３に示す如く、六方晶でｐ形の燐化硼素系半導体層の表面に直接、接合させて設けた。一方のｎ形オーミック電極１０８は、上記の実施例１に記載の如く、一般的なドライエッチング法を利用して露出させた六方晶でｎ形の燐化硼素系半導体層１０３の表面に設けて、ＬＥＤ２０を構成した。

このＬＥＤ２０のｐ形及びｎ形オーミック電極１０７、１０８間に、順方向に、２０ｍＡの素子駆動電流を通流して、発光特性を調査した。ＬＥＤ２０から出射される主たる発光の波長は約４５０ｎｍであった。順方向電流を２０ｍＡとした際の順方向電圧は、高いキャリア濃度を有する良導性の六方晶の燐化硼素系半導体層２０１から上部クラッド層を形成したために、上記の実施例１に記載のＬＥＤ１０より低い３．３Ｖとなった。チップ状態での発光輝度は、上部クラッド層及び下部クラッド層を何れも、六方晶の燐化硼素系半導体層から構成したために、約１．８ｃｄの高値となった。

また、ｐｎ接合型ＤＨ構造の発光部を構成する下部クラッド層及び上部クラッド層をなす六方晶の燐化硼素系半導体層１０３、２０１と発光層１０４をなすIII族窒化物半導体層の結晶性の良好さを反映して、逆方向電流を１０μＡとした際の逆方向電圧は１０Ｖを超える高値となった。更に、六方晶の燐化硼素系半導体層１０３により、ｎ形ＧａＮ層１０２からｐｎ接合型ＤＨ構造の発光部への転位の伝播が阻止されたため、局所的な耐圧不良（ｌｏｃａｌｂｒｅａｋｄｏｗｎ）も殆ど認められないＬＥＤ２０が得られた。

実施例１に記載のＬＥＤの平面模式図である。図１に示す破線Ａ−Ａ’に沿ったＬＥＤの断面模式図である。実施例２に記載のＬＥＤの断面模式図である。

符号の説明

１０，２０化合物半導体ＬＥＤ
１００，２００ＬＥＤ用途積層構造体
１０１基板
１０２六方晶ＧａＮ層
１０３六方晶ｎ形燐化硼素系半導体層（下部クラッド層）
１０４発光層
１０５上部クラッド層
１０６コンタクト層
１０７ｐ形オーミック電極
１０８ｎ形オーミック電極
２０１六方晶ｐ形燐化硼素系半導体層（上部クラッド層）

Claims

III族窒化物半導体からなる発光層と、その発光層に接合するクラッド層とからなる異種（ヘテロ）接合構造型の発光部を備えた半導体発光素子において、
上記クラッド層は六方晶の燐化硼素系半導体から構成されている、
ことを特徴とする半導体発光素子。
上記発光層は六方晶のIII族窒化物半導体から構成されている、請求項１に記載の半導体発光素子。
上記クラッド層と上記発光層とは、（１．１．−２．０．）結晶面で接合している、請求項２に記載の半導体発光素子。
上記クラッド層は、（１．１．−２．０．）結晶面を表面とする六方晶のIII族窒化物半導体層上に接合させて設けられている、請求項３に記載の半導体発光素子。
上記クラッド層は六方晶の単量体燐化硼素（ＢＰ）から構成され、上記発光層は窒化ガリウム・インジウム（組成式Ｇａ_XＩｎ_1-XＮ：０≦Ｘ≦１）から構成されている、請求項２乃至４の何れか１項に記載の半導体発光素子。