JP2019165156A - 半導体発光素子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ファセット面が形成された量子ドットを有する発光層を備え、ｐ型層への酸素混入が抑制された半導体発光素子およびその製造方法を実現する。【解決手段】基板１上に、ｎ型層２、発光層３、ｐ型層４がこの順で積層された半導体発光素子であって、ｎ型層２およびｐ型層４がＩｎｘＧａ（１−ｘ−ｙ）ＡｌｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、１−ｘ−ｙ≧０）で、発光層３がＩｎｘＧａ（１−ｘ）Ｎ（０≦ｘ≦１）、かつ（１１−２ｎ）面（ｎは結晶構造が成立する任意の整数）のファセット面を有する量子ドット３１１を備え、ｐ型層４にＭｇがドープされている。これにより、ｐ型層４の最表面４ａの表面粗さが低減され、ｐ型層４への酸素混入およびこれに伴う特性低下が抑制された半導体発光素子となる。その製造方法には、ｐ型層４を形成する際のV族元素の原料供給量に対するIII族元素の原料供給量の比を、ｎ型層２のそれよりも大きくすることを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、量子ドットを有する半導体発光素子およびその製造方法に関する。

従来、この種の半導体発光素子としては、例えば、基板上に、化合物半導体によりなるｎ型層、ＩｎＧａＮ系化合物によりなる量子ドットを含む発光層、化合物半導体によりなるｐ型層がこの順で積層された構成が知られている。量子ドットを含む発光層は、例えば、量子ドット効果を示さないバリア層と量子ドット層とが交互に複数積層された構成とされる。

この量子ドット層は、例えば、面内格子定数を有する基板上に、この面内格子定数と異なる材料を自己組織化させる手法で形成される。このような手法で形成される量子ドットは、面内格子定数の差により圧縮もしくは引張の歪みが生じるため、積層される層数が多くなるほど発光層全体の歪みが大きくなる要因となる。このような歪みが大きくなると、半導体発光素子の特性が低下してしまう。この課題を解決するものとして、例えば特許文献１に記載の半導体発光素子が提案されている。

この半導体発光素子は、基板上に、ＡｌＧａＮ系化合物によりなるｎ型層、ＡｌＧａＩｎＮ系化合物によりなる量子ドット層を含む発光層、ＡｌＧａＮ系化合物によりなるｐ型層がこの順で積層された構成とされている。

具体的には、この半導体発光素子は、Ａｌ_ｘＧａ_ｙＩｎ_{(１−ｘ−ｙ)}Ｎによりなるバリア層（ｘ、ｙは、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、１−ｘ−ｙ≠０を満たす任意の数）とＡｌＧａＩｎＮ系化合物によりなる量子ドット層とが積層されてなる発光層を備える。この半導体発光素子は、Ａｌの含有量が調整され、圧縮歪みを有する部分と引張り歪みを有する部分との両方を成長させて得られるバリア層を有するため、発光層の歪みが抑制された構造となる。

特開２０１０−１０６７８号公報

ここで、本発明者らは、主としてＩｎＧａＮ系化合物で構成される量子ドット層を含む発光層を備える半導体発光素子について検討を行った結果、量子ドットにファセット面が形成されると、半導体発光素子の特性が低下することを突き止めた。

具体的には、本発明者らは、例えばＩｎ組成が０．４２程度と大きいＩｎＧａＮ系化合物で構成され、赤色の波長領域の光を生じさせる量子ドットを備える半導体発光素子においては、ファセット面が形成され、その電気特性や発光特性が低下することに気付いた。さらなる鋭意検討の結果、量子ドットのファセット面形成により発光層の最表面が凹凸形状となり、この最表面上に形成されるｐ型層がこの凹凸形状を引き継いだ形状となることで、半導体発光素子の特性が低下することが判明した。

特許文献１に記載の半導体発光素子は、発光層の歪みが抑制された構造となるものの、量子ドットにファセット面が形成された場合には、このファセット面形成による悪影響を抑制することができない構造である。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、量子ドットにおいてファセット面が形成された場合であっても、ファセット面形成による特性低下が抑制される半導体発光素子およびその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の半導体発光素子は、基板（１）上に、ｎ型層（２）、量子ドット（３１１）によりなる量子ドット層（３１）を備える発光層（３）、ｐ型層（４）がこの順に積層された半導体発光素子である。このような構成において、ｎ型層およびｐ型層は、Ｉｎ_ｘＧａ_{（１−ｘ−ｙ）}Ａｌ_ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、１−ｘ−ｙ≧０）である第１窒化物半導体を有してなると共に、第１窒化物半導体の単層もしくは積層構造とされており、ｐ型層は、ドーパントとしてＭｇを含んでおり、量子ドットは、Ｉｎ_ｘＧａ_{（１−ｘ）}Ｎ（０≦ｘ≦１）である第２窒化物半導体を有してなると共に、（１１−２ｎ）面（ｎは結晶構造が成り立つ任意の整数）のファセット面を有する。

これにより、ファセット面を有する量子ドットを備える発光層の最表面に表面凹凸が形成されても、Ｍｇがドープされることでその表面凹凸が発光層の最表面におけるそれよりも低減されたｐ型層が積層された半導体発光素子となる。そのため、ｐ型層の表面凹凸が低減され、量子ドットのファセット面形成による特性低下が抑制される半導体発光素子となる。

請求項１０に記載の半導体レーザ素子は、基板（１）と、基板上に配置され、Ｉｎ_ｘＧａ_{（１−ｘ−ｙ）}Ａｌ_ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、１−ｘ−ｙ≧０）である窒化物半導体を有してなる、ｎ型バッファ（２１）、ｎ型クラッド層（２２）およびｎ型ガイド層（２３）がこの順で積層されてなるｎ型層（２）と、ｎ型層上に配置され、Ｉｎ_ｘＧａ_{（１−ｘ）}Ｎ（０≦ｘ≦１）である窒化物半導体を有してなり、（１１−２ｎ）面（ｎは結晶構造が成り立つ任意の整数）のファセット面を備える複数の量子ドット（３１１）で構成された量子ドット層（３１）を備える発光層（３）と、発光層上に形成され、Ｉｎ_ｘＧａ_{（１−ｘ−ｙ）}Ａｌ_ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、１−ｘ−ｙ≧０）である窒化物半導体を有してなる、ｐ型電子障壁層（４１）、ｐ型ガイド層（４２）、ｐ型クラッド層（４３）およびｐ型キャップ層（４４）がこの順で積層されてなるｐ型層（４）と、を備える。このような構成において、ｐ型層は、ドーパントとしてＭｇを含んでいる。

これにより、請求項１に記載の発明と同様に、量子ドットにおいてファセット面が形成された場合であっても、ファセット面形成による特性低下が抑制された半導体レーザ素子となる。

請求項１３に記載の半導体発光素子の製造方法は、請求項１ないし９のいずれか１つに記載の半導体発光素子の製造方法であって、基板を用意することと、ｎ型層を形成することと、量子ドット層を備える発光層を形成することと、ｐ型層を形成することと、を含む。このような製造方法において、ｐ型層を形成することにおいては、ｐ型層を構成する第１窒化物半導体におけるV族元素の原料供給量に対するIII族元素の原料供給量の比を、ｎ型層を形成する工程における第１窒化物半導体におけるV族元素の原料供給量に対するIII族元素の原料供給量の比よりも大きくする。

これにより、量子ドットのファセット面に起因する表面凹凸が発光層の最表面に形成されても、ｐ型層にＭｇをドープすることでサーファクタント効果により、その表面凹凸が発光層３の表面凹凸よりも低減された半導体発光素子を製造することができる。さらに、ｐ型層の形成工程におけるV族に対するIII族の比を、ｎ型層の形成工程におけるそれよりも高くすることで、上記のサーファクタント効果が高められ、よりｐ型層の最表面における表面粗さを低減することができる。よって、ファセット面形成による特性低下が抑制された半導体発光素子を製造することができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態の半導体発光素子の断面構成の一例を示す概略断面図である。 量子ドットの結晶のユニットセルを示した模式図である。 第１実施形態の半導体発光素子における量子ドットの断面を拡大して示す概略断面図である。 ファセット面が形成された量子ドットを有する発光層の最表面をＡＦＭ(Atomic Force Microscopeの略)により観察した結果を示す図である。 ファセット面が形成された量子ドットを有する発光層上に形成されたｐ型層の最表面をＡＦＭにより観察した結果を示す図である。 ｐ型層にドープされたＭｇの濃度とｐ型層内における酸素濃度とをプロットしたグラフである。 ｐ型層の最表面が平坦化された理想の状態における該最表面のイメージを示す模式図である。 ｐ型層の最表面に凹凸が形成された場合における該最表面のイメージを示す模式図である。 従来の赤色の半導体発光素子のエネルギー準位および電子や正孔の流れのイメージを示す模式図である。 第１実施形態の半導体発光素子を赤色で発光させる構成とした場合におけるエネルギー準位および電子や正孔の流れのイメージとを示す模式図である。 第２実施形態の半導体発光素子の断面構成の一例を示す概略断面図である。 第３実施形態の半導体発光素子の断面構成の一例を示す概略断面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
第１実施形態の半導体発光素子について、図１〜図８を参照して述べる。本実施形態の半導体発光素子は、例えば発光ダイオードや半導体レーザとして用いられる。本実施形態では、半導体レーザ素子とされた例について説明する。

図１では、本実施形態の半導体発光素子の構成を分かり易くするため、構成要素の厚みなどを誇張してデフォルメしたものを示している。図３では、見易くするため、後述する量子ドット３１１を覆うバリア層３２を省略している。

本実施形態の半導体発光素子は、図１に示すように、基板１と、ｎ型層２と、量子ドット層３１を有してなる発光層３と、ｐ型層４とを備え、これらがこの順に積層された構成とされている。本実施形態の半導体発光素子は、例えば基板１のうち主面１ａの反対面側とｐ型層４側とに配置される図示しない一対の電極を備え、電界が印加されるとｎ型層２側からｐ型層４側に向かって電子が移動し、ｐ型層４側からｎ型層２側に向かって正孔が移動する。本実施形態の半導体発光素子は、これらの正孔と電子とが発光層３で再結合することで発光する構成とされている。

基板１は、図１に示すように、主面１ａを有する板状とされ、ｎ型層２が形成される支持基板であり、例えば、ＧａＮ、サファイアやＳｉＣなどが用いられる。基板１は、ＧａＮ系化合物により構成されるｎ型層２を形成する観点から、（０００１）面、すなわちｃ軸を主面とするＧａＮ結晶からなるＧａＮ自立基板とされることが好ましい。ただ、基板１は、ｎ型層２をエピタキシャル成長により形成できる下地となればよく、サファイアやＳｉＣによりなる基材上にＧａＮのエピタキシャル層が形成されたＧａＮテンプレート基板とされてもよいし、他の基板とされてもよい。

なお、ここでいう（０００１）面や後述する（１１−２４）面、[２−１−１０]などの表現は、いわゆるミラー指数であり、六方晶など結晶の格子面および格子方向を記述する際に用いられるものである。その詳細は、量子ドット３１１についての説明にて後述する。

ｎ型層２は、本実施形態では、例えば、図１に示すように、ｎ型バッファ層２１と、ｎ型クラッド層２２と、ｎ型ガイド層２３とを有してなり、これらがこの順で基板１上に積層された積層構造とされている。ｎ型層２は、例えば、ＳｉなどのＩＶ族元素の不純物がドープされたｎ型半導体であって、主として一般式がＩｎ_ｘＧａ_{（１−ｘ−ｙ）}Ａｌ_ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、１−ｘ−ｙ≧０）である窒化物半導体で構成されている。

なお、以下の説明において、ｎ型層２を構成する窒化物半導体とｐ型層４を構成する窒化物半導体とを区別するために、便宜的に、前者を第１窒化物半導体と称し、後者を第２窒化物半導体と称する。

ｎ型バッファ層２１は、図１に示すように、基板１の主面１ａ上に形成され、基板１とｎ型クラッド層２２とを緩衝する層であり、例えば、ＳｉがドープされたＧａＮ層とされる。ｎ型バッファ層２１は、例えば、１５０ｎｍ〜１μｍ程度の厚みとされる。

ｎ型クラッド層２２は、図１に示すように、ｎ型バッファ層２１上に形成され、電界が印加された場合に電子を発光層３側に供給する層であり、例えば、ＳｉがドープされたＡｌＧａＮ層とされる。ｎ型クラッド層２２は、例えば、ＡｌＧａＮ中のＡｌ組成が７％程度とされることが好ましく、この場合、Ａｌ_０．０７Ｇａ_０．９３Ｎ程度の組成となる。ｎ型クラッド層２２は、例えば、４００ｎｍ〜６００ｎｍ程度の厚みとされる。

ｎ型ガイド層２３は、図１に示すように、ｎ型クラッド層２２上に形成され、発光層３で生じた光を閉じ込めるための層であり、例えば、ＳｉがドープされたＩｎＧａＮ層とされる。ｎ型ガイド層２３は、例えば、ＩｎＧａＮ中のＩｎ組成が４％程度とされることが好ましく、この場合、Ｉｎ_０．０４Ｇａ_０．９６Ｎ程度の組成となる。ｎ型ガイド層２３は、例えば、１００ｎｍ〜１５０ｎｍ程度の厚みとされる。

発光層３は、図１に示すように、ｎ型ガイド層２３上に形成されると共に、複数の量子ドット３１１からなる量子ドット層３１とこれを覆うバリア層３２とを有してなる。発光層３は、例えば、量子ドット層３１とバリア層３２とが１層ずつ積層されるか、またはこれらが交互に繰り返し積層された構成とされるが、本実施形態では、図１に示すように、６層ずつ積層された構成とされている。

なお、発光層３は、量子ドット３１１のドットサイズを変えることで発光ピーク波長を変更したり、量子ドット層３１およびバリア層３２の層数を増やすことで発光強度を上げたりするなどの調整がなされてもよい。また、発光層３の量子ドット層３１およびバリア層３２の積層数は、任意である。

量子ドット層３１は、複数の量子ドット３１１が、図１に示すように、所定の間隔で配置されてなる。言い換えると、量子ドット層３１が形成される下地は、該量子ドット層３１に部分的に覆われており、各量子ドット３１１間においては該量子ドット３１層から露出している。

量子ドット３１１は、主として一般式がＩｎ_ｘＧａ_(１−ｘ)Ｎ（０≦ｘ≦１）である窒化物半導体で構成されている。量子ドット３１１は、半導体発光素子の発光の波長領域に応じたＩｎ組成とされ、例えばｘが０．４２以上１以下の範囲とされ、特に発光層３で赤色の波長領域の光を生じさせる場合には、ｘが０．４２以上０．５４以下の範囲とされる。量子ドット３１１は、例えば、ＩｎＧａＮ中のＩｎ組成が４２％程度とされ、この場合、Ｉｎ_０．４２Ｇａ_０．５８Ｎ程度の組成となる。

量子ドット３１１は、（１１−２ｎ）面（ｎは、結晶構造が成り立つ任意の整数）のファセット面が形成されており、本実施形態では、図２もしくは図３に示すように、（１１−２４）面のファセット面が形成されている。

具体的には、量子ドット３１１の結晶構造のユニットセルを、図２に示すように、ａ１軸（すなわち[２−１−１０]軸方向）、ａ２軸（すなわち[−１２−１０]軸方向）、ａ３軸（すなわち[−１−１２０]軸方向）、ｃ軸（すなわち[０００１]軸方向）と表記する。このとき、図２に示す（０００１）面がｎ型ガイド層２３と接する側の面となり、ｃ軸方向が積層方向となり、図２で太い枠線で示す（１１−２４）面が量子ドット３１１のファセット面となる。

図２に示すユニットセルをａ３軸に沿った平面で切断した断面に相当する図３に示すように、（１１−２４）面のファセット面が形成された場合、量子ドット３１１のうち下地側の面と該ファセット面とのなす角度のうち鋭角のもの（θ１）は、３９．１°となる。言い換えると、量子ドット３１１のうち下地側の面と該ファセット面とのなす角度のうち鋭角のもの（以下「ファセット面角度θ１」という）は、量子ドット３１１のうち（０００１）面と（１１−２ｎ）面とのなす角度のうち鋭角のものとなる。

なお、量子ドット３１１のファセット面、すなわち（１１−２ｎ）面は、Ｉｎ_ｘＧａ_(１−ｘ)Ｎ中のＩｎ組成により変わるが、結晶構造が成立すればよく、（１１−２４）面に限られるものではない。つまり、量子ドット３１１のファセット面角度θ１は、量子ドット３１１のファセット面に応じて変わるとも言える。

バリア層３２は、主として一般式がＩｎ_ｘＧａ_(１−ｘ)Ｎ（０≦ｘ≦１）である窒化物半導体で構成されており、例えばＩｎＧａＮ中のＩｎ組成が０％、すなわちＧａＮとされる。バリア層３２は、本実施形態では、図１に示すように、量子ドット層３１および該量子ドット層３１が形成された下地を覆っている。

なお、量子ドット層３１とバリア層３２とが交互に繰り返し積層された場合、各量子ドット層３１における量子ドット３１１や各バリア層３２の組成は、すべて同じとされてもよいし、一部または全部異なっていてもよい。

また、発光層３は、ファセット面が形成された量子ドット３１１の影響により、図４に示すように、該発光層３のうちｐ型層４側の一面３ａにおいて表面凹凸が形成されている。発光層３は、一面３ａの表面粗さＲａが、例えば１ｎｍ〜２ｎｍ程度とされる。なお、ここでいう表面粗さＲａとは、日本工業規格（ＪＩＳ規格）において規定する算術平均粗さである。

ｐ型層４は、本実施形態では、例えば、図１に示すように、ｐ型電子障壁層４１と、ｐ型ガイド層４２と、ｐ型クラッド層４３と、ｐ型キャップ層４４とを有してなり、これらがこの順で発光層３上に積層された積層構造とされている。ｐ型層４は、Ｍｇがドーパントとして含まれたｐ型半導体であって、主として一般式がＩｎ_ｘＧａ_{（１−ｘ−ｙ）}Ａｌ_ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、１−ｘ−ｙ≧０）である第２窒化物半導体で構成されている。ｐ型層４は、図１に示す最表面４ａ、すなわちｐ型キャップ層４４のうちｐ型クラッド層４３の反対側の面における表面粗さを低減し、半導体発光素子としての特性を向上させる観点から、Ｍｇの濃度が１×１０^２０ｃｍ^−３以下とされている。このＭｇ濃度の調整による効果については、後述する。

ｐ型電子障壁層４１は、ｎ型層２から発光層３へ移動した電子をブロックし、発光層３に留める障壁となる層であり、図１に示すように、発光層３上に配置されている。ｐ型電子障壁層４１は、ＭｇがドープされたＡｌＧａＮとされ、例えば、ＡｌＧａＮ中のＡｌ組成が１５％程度とされることが好ましく、この場合、Ａｌ_０．１５Ｇａ_０．８５Ｎ程度の組成となる。ｐ型電子障壁層４１は、例えば、１５ｎｍ〜２０ｎｍ程度の厚みとされる。

ｐ型ガイド層４２は、図１に示すように、ｐ型電子障壁層４１上に形成され、発光層３で生じた光を発光層３内に閉じ込めるための層であり、例えば、ＭｇがドープされたＩｎＧａＮとされる。ｐ型ガイド層４２は、例えば、ＩｎＧａＮ中のＩｎ組成が４％程度とされることが好ましく、この場合、Ｉｎ_０．０４Ｇａ_０．９６Ｎ程度の組成となる。ｐ型ガイド層４２は、例えば、１００ｎｍ〜１５０ｎｍ程度の厚みとされる。

ｐ型クラッド層４３は、図１に示すように、ｐ型ガイド層４２上に形成され、電界が印加された場合に正孔を発光層３側に供給する層であり、例えば、ＭｇがドープされたＡｌＧａＮ層とされる。ｐ型クラッド層４３は、例えば、ＡｌＧａＮ中のＡｌ組成が７％程度とされることが好ましく、この場合、Ａｌ_０．０７Ｇａ_０．９３Ｎ程度の組成となる。ｐ型クラッド層４３は、例えば、４００ｎｍ〜６００ｎｍ程度の厚みとされる。

ｐ型キャップ層４４は、図１に示すように、ｐ型クラッド層４３上に形成され、図示しない電極と接続される層であり、例えば、ＭｇがドープされたＧａＮとされる。ｐ型キャップ層４４は、例えば、１００ｎｍ〜３００ｎｍ程度の厚みとされる。ｐ型キャップ層４４の最表面、すなわちｐ型層４の最表面４ａは、ｐ型層４の構成要素にＭｇがドープされることによるサーファクタント効果で、図５に示すように、発光層３の一面３ａよりもその表面凹凸の粗さ度合いが小さくなっている。

具体的には、ｐ型層４の最表面４ａは、発光層３の一面３ａの表面粗さＲａが１ｎｍ〜２ｎｍである場合には、その表面粗さＲａが０．３ｎｍ〜０．４ｎｍ程度とされ、発光層３の一面３ａよりも平坦化されている。言い換えると、本実施形態の半導体発光素子は、ｐ型層４を構成する第２窒化物半導体のｃ軸方向を法線方向とする平面とｐ型層４の最表面４ａが有する傾斜面とのなす角度のうち鋭角のものの角度が、ファセット面角度θ１よりも小さい構成とされている。

なお、ここでいう「平坦化」とは、相対的に表面粗さＲａが小さくなることを意味している。また、ここでいう「傾斜面」とは、ｐ型層４の最表面４ａのうち第２窒化物半導体のｃ軸方向を法線方向とする平面に対して傾斜している面を意味する。

以上が、本実施形態の半導体発光素子の構成である。つまり、本実施形態の半導体素子は、量子ドット３１１に（１１−２４）面のファセット面が形成される一方で、ｐ型層４の最表面４ａにおいては、（１１−２４）面のファセット面が形成されていない構造とされている。なお、ファセット面が形成されているか否かについては、例えばＡＦＭなどの公知の方法により確認することができる。

次に、本実施形態の半導体発光素子の製造方法の一例について説明する。なお、本実施形態の半導体発光素子の製造工程には、任意のエピタキシャル成長による成膜法を採用できるため、本明細書では簡単に説明する。

まず、基板１として（０００１）面を主面とするＧａＮ自立基板を用意する。この基板１の主面１ａ上に、例えば分子線エピタキシー法（ＭＢＥ：Molecular Beam Epitaxyの略、以下「ＭＢＥ法」という）などによりｎ型層２、発光層３およびｐ型層４をこの順番で形成する。

ＭＢＥ法でｎ型層２、発光層３およびｐ型層４を形成する場合、基板１を真空チャンバー内の試料台にセットし、例えば、１０^−１０torr程度の超高真空中でIII族の材料（Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ）およびＶ族の材料（Ｎ）を用いてエピタキシャル成長させて形成する。

例えば、III族の材料やドーパント（Ｓｉ、Ｍｇなど）については、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｍｇなどをそれぞれ別々のＫセルにセットし、所定の温度で加熱して蒸発させて基板１の主面１ａ側に供給することができる。この際、各材料がセットされたＫセル上に配置されたシャッターの開閉を適宜制御することで、エピタキシャル成長に必要な材料を選択的に供給することができる。Ｖ族の材料（Ｎ）については、例えばＮ_２ガスとして供給管により真空チャンバー内に供給することができるが、高純度の窒素を供給するため、別途ＲＦプラズマ源を用いてプラズマ化することで原子状窒素として供給することが好ましい。

具体的には、用意した基板１を、例えば、８００℃に加熱し、Ｓｉ、Ｇａ、Ｎを供給してエピタキシャル成長させることで、ｎ型バッファ層２１としてＳｉがドープされたＧａＮを形成する。ｎ型バッファ層２１の成膜方向における厚み（以下、単に「膜厚」という）は、例えば１５０ｎｍとされる。

続いて、ｎ型バッファ層２１が成膜された基板１を、例えば、８７５℃に加熱し、Ｓｉ、Ａｌ、Ｇａ、Ｎを供給してエピタキシャル成長させることで、ｎ型クラッド層２２としてＳｉがドープされたＧａＮを形成する。ｎ型クラッド層２２の膜厚は、例えば５００ｎｍとされる。

その後、例えば、ｎ型クラッド層２２が成膜された基板１を７００℃に加熱し、Ｓｉ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｎを供給してエピタキシャル成長させることで、ｎ型ガイド層２３としてＳｉがドープされたＩｎＧａＮを形成する。ｎ型ガイド層２３の膜厚は、例えば１５０ｎｍとされる。このようにして、ｎ型層２を基板１上に形成することができる。

そして、ｎ型層２が形成された基板１を、例えば、５３０℃に加熱し、Ｉｎ、Ｇａ、Ｎを供給してエピタキシャル成長させることで、Ｉｎ_ｘＧａ_(１−ｘ)Ｎ（０≦ｘ≦１）によりなる量子ドット３１１を複数備える量子ドット層３１を形成する。次いで、量子ドット層３１が形成された基板１を５３０℃に保ったまま、Ｇａ、Ｎを供給してエピタキシャル成長させることで、バリア層３２としてＧａＮを形成する。なお、量子ドット層３１を形成する際の基板１の温度とバリア層３２を形成する際の基板１の温度は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。本実施形態では、量子ドット層３１の形成とバリア層３２の形成とを交互に６回繰り返すことで、発光層３を形成することができる。発光層３の厚みは、例えば６０ｎｍとされる。

続いて、発光層３が形成された基板１を、例えば、７５０℃で加熱し、Ｍｇ、Ａｌ、Ｇａ、Ｎを供給してエピタキシャル成長させることで、ｐ型電子障壁層４１としてＭｇがドープされたＡｌＧａＮを形成することができる。ｐ型電子障壁層４１の膜厚は、例えば２０ｎｍとされる。

その後、ｐ型電子障壁層４１が形成された基板１を、例えば、７５０℃で加熱し、Ｍｇ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｎを供給してエピタキシャル成長させることで、ｐ型ガイド層４２としてＭｇがドープされたＩｎＧａＮを形成することができる。ｐ型ガイド層４２の膜厚は、例えば１５０ｎｍとされる。

そして、ｐ型ガイド層４２が形成された基板１を、例えば、７５０℃で加熱し、Ｍｇ、Ａｌ、Ｇａ、Ｎを供給してエピタキシャル成長させることで、ｐ型クラッド層４３としてＭｇがドープされたＡｌＧａＮを形成することができる。ｐ型クラッド層４３の膜厚は、例えば５００ｎｍとされる。

続いて、ｐ型クラッド層４３が形成された基板１を、例えば、７５０℃で加熱し、Ｍｇ、Ｇａ、Ｎを供給してエピタキシャル成長させることで、ｐ型キャップ層４４としてＭｇがドープされたＧａＮを形成することができる。ｐ型キャップ層４４の膜厚は、例えば２００ｎｍとされる。そして、基板１の主面１ａの反対面上およびｐ型層４上にそれぞれ電極を、例えば、別途、真空蒸着法などによって形成することで、本実施形態の半導体発光素子を製造することができる。

なお、ｐ型層４を形成する際における加熱温度は、７５０℃以下とされることが好ましい。本発明者らの検討結果によれば、７５０℃を超える加熱温度の場合には量子ドット３１１により得られる発光波長が変化したのに対して、７５０℃以下の加熱温度では量子ドット３１１により得られる発光波長が変化しなかったためである。

ここで、各層をエピタキシャル成長により形成する際における「Ｖ族元素の原料の供給量」に対する「III族元素の原料の供給量」の比を「III／Ｖ比」として、ｐ型層４を形成する際におけるIII／Ｖの比を所定の値以上とすることが好ましい。具体的には、ｐ型層４を形成する際におけるIII／Ｖの比を、ｎ型層２を形成する際におけるIII／Ｖ比よりも大きくすることが好ましい。これは、本発明者らの鋭意検討により得られた知見であるが、III族元素の原料の供給量をV族元素のそれよりも多くすることで、ｐ型層４にＭｇのドープによるサーファクタント効果、すなわちｐ型層４の表面における凹凸の低減効果が高まるためである。物理的には、ＭＢＥ法以外の成膜方法でも同様の効果が得られると考えられる。

具体的には、ｎ型層２を形成する際におけるIII／Ｖ比を１とした場合、ｐ型層４を形成する際におけるIII／Ｖ比を例えば１．０６とすることで、ｐ型層４の表面は、サーファクタント効果によりその凹凸が低減された状態となる。

なお、III族元素もしくはV族元素の原料の供給量、すなわち原料供給量としては、例えば、供給するモル数を指標とすることができる。また、上記の製造方法の一例では、ｎ型層２、発光層３およびｐ型層４をＭＢＥ法により形成する場合について説明したが、この方法に限定されるものではない。例えば、ｎ型層２、発光層３およびｐ型層４を有機金属気相堆積法（ＭＯＣＶＤ：Metal Organic Chemical Vapor Depositionの略）や原子堆積法（ＡＬＥ：Atomic Layer Epitaxyの略）などの方法で形成してもよい。また、ｎ型層２、発光層３およびｐ型層４それぞれの膜厚については、上記した例に限られず、適宜変更されてもよいことは言うまでもない。

次に、本実施形態の半導体発光素子において、ｐ型層４でのＭｇドープ濃度とこれによる効果について、図６、図７を参照して説明する。図６では、ｐ型層４におけるＭｇ濃度および酸素濃度（単位：atoms/cm³）の関係を対数グラフで示しており、Ｍｇ濃度に対して酸素濃度がその１０分の１となる場合を太い実線で示している。図７Ａ、図７Ｂでは、分かり易くするために、ｐ型層４の最表面４ａ（本実施形態では、ｐ型キャップ層４４の表面）における結晶状態をデフォルメして示している。また、図７Ｂでは、ｐ型キャップ層４４の最表面４ａにおける原子配列を分かり易くするため、断面視にて当該最表面４ａのなす角度を破線で示している。また、図７Ｂでは、同様の目的で、便宜的に、最表面４ａよりも外側に位置する部分に本来存在しない結晶状態の続きを一点鎖線で示している。なお、図６に示すデータは、二次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）により得られたものである。

ここで、過去の論文により、ＬＥＤ素子においてｐ型層での酸素混入量が少ないと発光強度が大きくなり、逆に酸素混入量が多いほど発光強度が小さくなり、酸素混入量が所定以上となると発光しなくなることが報告されている。この現象は、窒化物半導体のｐ型化を阻害する酸素の混入によりｐ型層による発光層への正孔注入の効率が低下するためと考えられる。このような論文としては、例えば、Matumoto et.al Japanese Journal of Applied Physics 48(2009) 062102などが挙げられる。

本発明者らは、ｐ型層４における酸素混入の抑制による特性向上について鋭意検討を行い、Ｍｇをドープさせ、サーファクタント効果によりｐ型層４の最表面４ａにおける表面粗さＲａを低減することで、ｐ型層４における酸素混入を抑制できることを見出した。そして、ｐ型層４におけるＭｇ濃度を所定の濃度とすることで、ｐ型層４における酸素濃度が抑制されることが判明し、本発明者らは、本実施形態の半導体発光素子に至った。

具体的には、図６に示すように、ｐ型層４のＭｇ濃度を少なくとも1.1×10²⁰ atoms/cm³以下の濃度でドープすることで、ｐ型層４中の酸素濃度をＭｇ濃度の１０分の１以下に抑えることができることが判明した。例えば、図６に示すように、ｐ型層４のＭｇ濃度が1.1×10²⁰ atoms/cm³、5.3×10¹⁹ atoms/cm³、4.6×10¹⁹ atoms/cm³のとき、それぞれｐ型層４の酸素濃度が1.7×10¹⁸ atoms/cm³、2.8×10¹⁸ atoms/cm³、2.2×10¹⁸ atoms/cm³であった。一方、ｐ型層４のＭｇ濃度が1.8×10²⁰ atoms/cm³以上の場合、図６に示すように、ｐ型層４中の酸素濃度がＭｇ濃度と同程度もしくはそれ以上となった。

この結果は、ｐ型層４のＭｇ濃度が少なくとも1.1×10²⁰ atoms/cm³以下、好ましくは1.0×10²⁰ atoms/cm³以下とされることで、ｐ型層４における酸素混入が抑制されることを示している。このため、ｐ型層４におけるＭｇ濃度は、窒化物半導体をｐ型化できる程度の濃度よりも高く、かつ1.1×10²⁰ atoms/cm³以下、好ましくは、1.0×10¹⁹ atoms/cm³以上1.0×10²⁰ atoms/cm³以下とされることが好ましい。

ｐ型層４の最表面４ａの表面粗さＲａが小さくなることで、ｐ型層４への酸素混入が抑制される理由として、次のようなことが考えられる。

例えば、ファセット面が形成された量子ドット３１１を備える発光層３上にｐ型層４を形成し、その最表面にｐ型キャップ層４４をＭｇがドープされたＧａＮで形成する場合について検討する。この場合、図７Ａに示すように、ｐ型キャップ層４４の最表面４ａにＧａ原子が配置され、その最表面４ａが平坦化されることが理想である。これは、Ｇａ原子が最表面４ａに配置されることで、Ｎ原子が配置される場合に比べ、酸素がｐ型キャップ層４４内に混入することが抑制されるためである。

しかしながら、実際には、図７Ｂに示すように、ｐ型キャップ層４４の最表面４ａは、完全に平坦ではなく、表面凹凸が存在する状態となる。以下、説明の簡略化のため、便宜上、この表面凹凸のうちｃ軸方向を法線とする平面に対して傾斜している面を「傾斜面」と称する。例えば、図７Ｂに示すように、（１１−２４）面とされた傾斜面などの一部の最表面４ａに酸素分子を引き付けやすいＮ原子が配置された構成となると考えられる。そして、Ｎ原子の最表面４ａでの露出が多いほど、ｐ型層４の最表面４ａの表面粗さＲａが大きくなると考えられる。

つまり、Ｇａ原子比率が高い状態ほど、ｐ型層４の最表面４ａの表面粗さＲａは小さくなり、酸素混入が抑制されるｐ型層４を形成できると考えられる。

なお、ｐ型層４の最表面４ａにＧａ原子が主として配置されているかどうかについては、エピタキシャル成長によりｐ型層４を形成する際に、例えば反射高速電子線回折(ＲＨＥＥＤ) などの方法で結晶表面の観察をすることで確認することができる。また、ｐ型層４のＭｇ濃度が所定以上とされた場合に、ｐ型層４の酸素濃度がＭｇ濃度と同程度もしくはそれ以上となったのは、必要以上にＭｇをドープしたことで最表面４ａの構造が変化し、却って酸素を引き寄せたためと考えられる。

次に、本実施形態の半導体発光素子を赤色の波長領域で発光させたい場合における量子ドット３１１の好ましい組成について、図８Ａ、図８Ｂを参照して説明する。図８Ａ、図８Ｂでは、正孔を白丸で、電子を黒丸で、正孔および電子の流れを矢印で示すと共に、クラッド層と発光層との境界を便宜的に破線で示している。この場合、量子ドット３１１は、Ｉｎ_ｘＧａ_(１−ｘ)Ｎ（０．４２≦ｘ≦０．５４）で構成されることが好ましい。

従来、赤色で発光する半導体発光素子としては、発光層としてＡｌＧａＩｎＰが用いられ、発光層を挟持するｎ型およびｐ型のクラッド層としてＡｌＧａＡｓが用いられた構成とされたものが知られている。しかしながら、このような構成では、図８Ａに示すように、発光層とクラッド層との間における価電子帯（Ｅｖ）および伝導帯（Ｅｃ）のエネルギー障壁が０．１ｅＶ程度と小さく、例えば車載環境などの高温環境下に晒されると、正孔や電子がリークしてしまう。具体的には、この半導体発光素子が高温環境下に晒されると、発光層に移動した電子および正孔の一部に熱エネルギーが加わることで、この一部がエネルギー障壁を超えてしまい、電子がｐ型クラッド層へ、正孔がｎ型クラッド層へリークしてしまう。

これに対して、本実施形態の半導体発光素子では、発光層３としてＩｎ_ｘＧａ_(１−ｘ)Ｎを用い、ｎ型クラッド層２２およびｐ型クラッド層４３として例えばＡｌＧａＮを用いた構成とされる。すなわち、本実施形態の半導体発光素子は、図８Ｂに示すように、発光層３とｎ型クラッド層２２、および発光層３とｐ型クラッド層４３との間のＥｖおよびＥｃのエネルギー障壁が１．５ｅＶよりも大きい構成となる。そのため、発光層３に移動した電子や正孔に熱エネルギーが加わっても、これらのエネルギー障壁を超えて移動することができず、正孔および電子のリークが抑制される。これにより、量子ドット３１１をＩｎ_ｘＧａ_(１−ｘ)Ｎを用い、かつ０．４２≦ｘ≦０．５４とすることで、車載環境などの高温環境下に晒されても発光特性の低下が無い耐熱性のある赤色の半導体発光素子となる。

本実施形態によれば、ファセット面が形成された量子ドット３１１を有する発光層３を備え、発光層３の一面３ａに表面凹凸が形成されても、Ｍｇを所定の濃度でドープしたｐ型層４を積層されることでｐ型層４の最表面４ａが平坦化された半導体発光素子となる。そのため、ｐ型層４への酸素混入が抑制され、ファセット面が形成された量子ドット３１１を有しつつも、特性低下が抑制された半導体発光素子となる。

また、Ｍｇを所定の濃度としつつ、ｐ型層４を形成することで、ファセット面が形成された量子ドット３１１を有する発光層３の一面３ａにおける表面粗さＲａをｐ型層４で低減され、特性低下が抑制された半導体発光素子を製造することができる。この際、ｐ型層４を形成する際のIII/V比を、ｎ型層２を形成する際のIII/V比よりも大きくすることで、ｐ型層４におけるサーファクタント効果を高めることができ、より特性低下が抑制された半導体発光素子を製造することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態の半導体発光素子について、図９を参照して説明する。図９では、図１と同様に、構成要素の厚みや寸法などをデフォルメしたものを示している。

本実施形態の半導体発光素子は、図９に示すように、上記第１実施形態の半導体発光素子にさらにスペーサー５が加わった構成とされている点において、上記第１実施形態と相違する。本実施形態では、この相違点について主に説明する。

スペーサー５は、図９に示すように、発光層３とｐ型電子障壁層４１との間に配置され、ｐ型電子障壁層４１を構成する窒化物半導体にドープされたＭｇが発光層３内に拡散することを抑制する層である。スペーサー５は、一般式がＩｎ_ｘＧａ_{(１−ｘ−ｙ)}Ａｌ_ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、１−ｘ−ｙ≧０）である窒化物半導体であって、意図的な不純物をドープされていないノンドープ層とされ、例えばＧａＮとされる。

スペーサー５は、他の層と同様に、例えば、ＭＢＥ法で形成される。ＭＢＥ法の場合には、例えば、発光層３を形成した基板１を７５０℃に加熱し、Ｇａ、Ｎを供給してエピタキシャル成長させることで、スペーサー５として膜厚が６０ｎｍ程度のＧａＮを形成することができる。

なお、ｐ型ガイド層４２は、ＭｇがドープされたＧａＮで構成されることが好ましい。これは、Ｉｎを含んだ組成とされたｐ型ガイド層４２において新たなファセット面が形成された場合には、発光層３の一面３ａをｐ型層４で平坦化することが阻害されてしまい得ることから、このような平坦化の阻害を確実に防止するためである。

本実施形態によれば、上記第１実施形態の効果に加えて、ｐ型層４にドープされたＭｇが発光層３に拡散すること、およびこれに伴う発光効率の低下を抑制でき、特性低下がより低減された半導体発光素子となる。

（第３実施形態）
第３実施形態の半導体発光素子について、図１０を参照して説明する。図１０では、図１と同様に、構成要素の厚みや寸法などをデフォルメしたものを示している。

本実施形態の半導体発光素子は、図１０に示すように、ｎ型層２およびｐ型層４が単層で構成されている点において、上記第１実施形態と相違し、例えば発光ダイオードなどに適用され得る。本実施形態では、この相違点について主に説明する。

ｎ型層２は、本実施形態では、例えば、ＳｉがドープされたＧａＮの単層で構成され、その膜厚が１μｍ程度とされる。ｎ型層２は、上記第１実施形態と同様に、基板１を８００℃に加熱し、Ｓｉ、Ｇａ、Ｎを供給してＭＢＥ法によりエピタキシャル成長させることで形成されることができる。

ｐ型層４は、本実施形態では、例えば、ＭｇがドープされたＧａＮの単層で構成され、その膜厚が１μｍ程度とされる。ｐ型層４は、上記第１実施形態と同様に、発光層３が形成された基板１を７５０℃に加熱し、Ｍｇ、Ｇａ、Ｎを供給してＭＢＥ法によりエピタキシャル成長させることで形成されることができる。

なお、ｎ型層２およびｐ型層４は、一般式がＩｎ_ｘＧａ_{(１−ｘ−ｙ)}Ａｌ_ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、１−ｘ−ｙ≧０）の任意の構成とされるが、上記の例に限られるものではない。

本実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の効果が得られる半導体発光素子となる。

（他の実施形態）
なお、上記した各実施形態に示した半導体発光素子およびその製造方法は、本発明の一例を示したものであり、上記の各実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

（１）例えば、上記各実施形態では、ｎ型層２、発光層３およびｐ型層４の具体的な組成や膜厚の一例を挙げたが、これに限定されるものではなく、適宜変更されてもよい。例えば、ｎ型クラッド層２２がＩｎＡｌＮ、ｎ型ガイド層２３がＧａＮ、ｐ型電子障壁層４１がＩｎＡｌＮ、ｐ型ガイド層４２がＧａＮ、ｐ型クラッド層４３がＩｎＡｌＮとされてもよく、他の組成とされてもよい。

（２）上記第２実施形態では、ＭｇがドープされたＧａＮで構成されたｐ型ガイド層４２とすることが好ましい旨を説明したが、上記第１実施形態でも同様にｐ型ガイド層４２をＭｇがドープされたＧａＮで構成してもよい。

２ ｎ型層
３ 発光層
３１ 量子ドット層
３１１ 量子ドット
３２ バリア層
４ ｐ型層
４１ ｐ型電子障壁層
４２ ｐ型ガイド層
４３ ｐ型クラッド層
４４ ｐ型キャップ層

Claims (15)

1. 基板（１）上に、ｎ型層（２）、量子ドット（３１１）によりなる量子ドット層（３１）を備える発光層（３）、ｐ型層（４）がこの順に積層された半導体発光素子であって、
   前記ｎ型層および前記ｐ型層は、Ｉｎ_ｘＧａ_{（１−ｘ−ｙ）}Ａｌ_ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、１−ｘ−ｙ≧０）である第１窒化物半導体を有してなると共に、前記第１窒化物半導体の単層もしくは積層構造とされており、
   前記ｐ型層は、ドーパントとしてＭｇを含んでおり、
   前記量子ドットは、Ｉｎ_ｘＧａ_{（１−ｘ）}Ｎ（０≦ｘ≦１）である第２窒化物半導体を有してなると共に、（１１−２ｎ）面（ｎは結晶構造が成り立つ任意の整数）のファセット面を有する半導体発光素子。
2. 前記ｐ型層における前記Ｍｇの濃度は、１×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下である請求項１に記載の半導体発光素子。
3. 前記ｐ型層における酸素濃度は、前記ｐ型層における前記Ｍｇの濃度の１／１０以下である請求項１または２に記載の半導体発光素子。
4. 前記第２窒化物半導体のｃ軸方向を法線方向とする平面と前記ｐ型層の最表面が有する傾斜面とのなす角度のうち鋭角のものの角度は、前記平面と前記ファセット面とのなす角のうち鋭角のものの角度よりも小さい請求項１ないし３のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
5. 前記ｐ型層のうち前記発光層と反対側の面における表面粗さは、前記発光層のうち前記ｐ型層に接する面における表面粗さよりも小さい請求項１ないし４のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
6. 前記ファセット面は、（１１−２４）面である請求項１ないし５のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
7. 前記発光層は、前記量子ドット層と、前記量子ドット層上に形成され、Ｉｎ_ｘＧａ_{（１−ｘ）}Ｎ（０≦ｘ≦１）である窒化物半導体からなるバリア層（３２）と、を備え、
   前記バリア層は、前記量子ドット層と前記量子ドット層が形成された下地とを覆っている請求項１ないし６のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
8. 前記発光層は、前記量子ドット層と、前記量子ドット層上に形成され、Ｉｎ_ｘＧａ_{（１−ｘ）}Ｎ（０≦ｘ≦１）である窒化物半導体からなるバリア層（３２）と、を備え、前記量子ドット層と前記バリア層とが交互に繰り返し積層された構成とされている請求項１ないし７のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
9. 前記発光層は、Ｉｎ_ｘＧａ_(１−ｘ)Ｎ（０．４２≦ｘ≦１）である窒化物半導体で構成されている請求項１ないし８のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
10. 基板（１）と、
    前記基板上に配置され、Ｉｎ_ｘＧａ_{（１−ｘ−ｙ）}Ａｌ_ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、１−ｘ−ｙ≧０）である窒化物半導体を有してなる、ｎ型バッファ（２１）、ｎ型クラッド層（２２）およびｎ型ガイド層（２３）がこの順で積層されてなるｎ型層（２）と、
    前記ｎ型層上に配置され、Ｉｎ_ｘＧａ_{（１−ｘ）}Ｎ（０≦ｘ≦１）である窒化物半導体を有してなり、（１１−２ｎ）面（ｎは結晶構造が成り立つ任意の整数）のファセット面を備える複数の量子ドット（３１１）で構成された量子ドット層（３１）を備える発光層（３）と、
    前記発光層上に形成され、Ｉｎ_ｘＧａ_{（１−ｘ−ｙ）}Ａｌ_ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、１−ｘ−ｙ≧０）である窒化物半導体を有してなる、ｐ型電子障壁層（４１）、ｐ型ガイド層（４２）、ｐ型クラッド層（４３）およびｐ型キャップ層（４４）がこの順で積層されてなるｐ型層（４）と、を備え、
    前記ｐ型層は、ドーパントとしてＭｇを含んでいる半導体レーザ素子。
11. 前記発光層と前記ｐ型電子障壁層との間に、Ｉｎ_ｘＧａ_{（１−ｘ−ｙ）}Ａｌ_ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、１−ｘ−ｙ≧０）である窒化物半導体を有してなると共に、ノンドープ層とされたスペーサー（５）をさらに備える請求項１０に記載の半導体レーザ素子。
12. 前記ｐ型ガイド層は、ＧａＮで構成されている請求項１０または１１に記載の半導体レーザ素子。
13. 請求項１ないし９のいずれか１つに記載の半導体発光素子の製造方法であって、
    前記基板を用意することと、
    前記ｎ型層を形成することと、
    前記量子ドット層を備える前記発光層を形成することと、
    前記ｐ型層を形成することと、を含み、
    前記ｐ型層を形成することにおいては、前記ｐ型層を構成する前記第１窒化物半導体におけるV族元素の原料供給量に対するIII族元素の原料供給量の比を、前記ｎ型層を形成する工程における前記第１窒化物半導体におけるV族元素の原料供給量に対するIII族元素の原料供給量の比よりも大きくする半導体発光素子の製造方法。
14. 前記ｎ型層を形成することにおいては、分子線エピタキシー法により行い、
    前記ｐ型層を形成することにおいては、分子線エピタキシー法により行う請求項１３に記載の半導体発光素子の製造方法。
15. 前記ｐ型層を形成することにおいては、前記基板の温度を７５０℃以下とする請求項１３または１４に記載の半導体発光素子の製造方法。