JP3448450B2 - 発光素子およびその製造方法 - Google Patents
発光素子およびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子、発光
素子およびその製造方法ならびに発光素子を用いた電子
機器に関する。
素子およびその製造方法ならびに発光素子を用いた電子
機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮまたは
ＩｎＡｌＧａＮ等のIII −Ｖ族窒化物系半導体からなる
発光ダイオードや半導体レーザ素子等の発光素子は、直
接遷移によって発光強度の大きい黄色から紫外領域の発
光、特に青色発光が可能なことから注目されている。
ＩｎＡｌＧａＮ等のIII −Ｖ族窒化物系半導体からなる
発光ダイオードや半導体レーザ素子等の発光素子は、直
接遷移によって発光強度の大きい黄色から紫外領域の発
光、特に青色発光が可能なことから注目されている。
【０００３】図８は従来のIII −Ｖ族窒化物系半導体か
らなる発光ダイオードを示す模式的断面図である。
らなる発光ダイオードを示す模式的断面図である。
【０００４】図８において、サファイヤ基板１０１上
に、ＧａＮバッファ層１０２、ｎ型クラッド層でもある
ｎ型ＧａＮコンタクト層１０３、ＩｎＧａＮ活性層１０
４、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１０５およびｐ型ＧａＮ
コンタクト層１０６が順に形成されている。ｐ型ＧａＮ
コンタクト層１０６上にｐ側電極１０７が形成され、ｎ
型ＧａＮコンタクト層１０３上にｎ側電極１０８が形成
されている。
に、ＧａＮバッファ層１０２、ｎ型クラッド層でもある
ｎ型ＧａＮコンタクト層１０３、ＩｎＧａＮ活性層１０
４、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１０５およびｐ型ＧａＮ
コンタクト層１０６が順に形成されている。ｐ型ＧａＮ
コンタクト層１０６上にｐ側電極１０７が形成され、ｎ
型ＧａＮコンタクト層１０３上にｎ側電極１０８が形成
されている。
【０００５】この発光ダイオードの各層は、例えば、下
記表１に示す成長温度で有機金属化学気相成長法（ＭＯ
ＣＶＤ法）により成長される。
記表１に示す成長温度で有機金属化学気相成長法（ＭＯ
ＣＶＤ法）により成長される。
【０００６】
【表１】
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
発光ダイオードの製造時には、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド
層１０５は、ＩｎＧａＮ活性層１０４上に結晶性良く成
長するように、ＩｎＧａＮ活性層１０４の成長温度より
も高い成長温度で形成される。このような高温でのｐ型
ＡｌＧａＮクラッド層１０５の成長時にＩｎＧａＮ活性
層１０４からＩｎ等の構成元素が脱離する。これによ
り、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１０５の結晶成長時にＩ
ｎＧａＮ活性層１０４の結晶性が劣化する。この結果、
発光ダイオードの発光強度を大きくすることが困難であ
った。
発光ダイオードの製造時には、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド
層１０５は、ＩｎＧａＮ活性層１０４上に結晶性良く成
長するように、ＩｎＧａＮ活性層１０４の成長温度より
も高い成長温度で形成される。このような高温でのｐ型
ＡｌＧａＮクラッド層１０５の成長時にＩｎＧａＮ活性
層１０４からＩｎ等の構成元素が脱離する。これによ
り、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１０５の結晶成長時にＩ
ｎＧａＮ活性層１０４の結晶性が劣化する。この結果、
発光ダイオードの発光強度を大きくすることが困難であ
った。
【０００８】本発明の目的は、高い発光強度を有する発
光素子およびその製造方法を提供することである。
光素子およびその製造方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明に係る発光素子は、第１導電型の窒化物系の化合物
半導体からなる第１のクラッド層と、インジウムを含む
窒化物系の化合物半導体からなる活性層と、窒化物系の
化合物半導体からなるキャップ層と、第２導電型の窒化
物系の化合物半導体からなる第２のクラッド層とをこの
順に備え、活性層は、量子井戸層を含む量子井戸構造を
有し、キャップ層はＡｌu Ｇａ1-u Ｎからなり、第２の
クラッド層は第２導電型のＡｌz Ｇａ1-z Ｎからなり、
キャップ層のＡｌ組成比ｕは第２のクラッド層のＡｌ組
成比ｚよりも小さく、キャップ層の不純物濃度は、第２
のクラッド層の不純物濃度よりも低く、キャップ層の厚
さは２００Å以上４００Å以下であることを特徴とす
る。
発明に係る発光素子は、第１導電型の窒化物系の化合物
半導体からなる第１のクラッド層と、インジウムを含む
窒化物系の化合物半導体からなる活性層と、窒化物系の
化合物半導体からなるキャップ層と、第２導電型の窒化
物系の化合物半導体からなる第２のクラッド層とをこの
順に備え、活性層は、量子井戸層を含む量子井戸構造を
有し、キャップ層はＡｌu Ｇａ1-u Ｎからなり、第２の
クラッド層は第２導電型のＡｌz Ｇａ1-z Ｎからなり、
キャップ層のＡｌ組成比ｕは第２のクラッド層のＡｌ組
成比ｚよりも小さく、キャップ層の不純物濃度は、第２
のクラッド層の不純物濃度よりも低く、キャップ層の厚
さは２００Å以上４００Å以下であることを特徴とす
る。
【００１０】本発明に係る発光素子においては、活性層
上にキャップ層が設けられているので、活性層からイン
ジウム等の構成元素が脱離することが抑制される。その
結果、発光強度を大きくすることができる。
上にキャップ層が設けられているので、活性層からイン
ジウム等の構成元素が脱離することが抑制される。その
結果、発光強度を大きくすることができる。
【００１１】第２の発明に係る発光素子は、第１導電型
の窒化物系の化合物半導体からなる第１のクラッド層
と、インジウムを含む窒化物系の化合物半導体からなる
活性層と、窒化物系の化合物半導体からなるキャップ層
と、第２導電型の窒化物系の化合物半導体からなる第２
のクラッド層とをこの順に備え、活性層は、量子井戸層
を含む量子井戸構造を有し、キャップ層はＧａＮからな
り、キャップ層の不純物濃度は、第２のクラッド層の不
純物濃度よりも低く、キャップ層の厚さは２００Å以上
４００Å以下であることを特徴とする。
の窒化物系の化合物半導体からなる第１のクラッド層
と、インジウムを含む窒化物系の化合物半導体からなる
活性層と、窒化物系の化合物半導体からなるキャップ層
と、第２導電型の窒化物系の化合物半導体からなる第２
のクラッド層とをこの順に備え、活性層は、量子井戸層
を含む量子井戸構造を有し、キャップ層はＧａＮからな
り、キャップ層の不純物濃度は、第２のクラッド層の不
純物濃度よりも低く、キャップ層の厚さは２００Å以上
４００Å以下であることを特徴とする。
【００１２】本発明に係る発光素子においては、活性層
上にキャップ層が設けられているので、活性層からイン
ジウム等の構成元素が脱離することが抑制される。その
結果、発光強度を大きくすることができる。
上にキャップ層が設けられているので、活性層からイン
ジウム等の構成元素が脱離することが抑制される。その
結果、発光強度を大きくすることができる。
【００１３】第３の発明に係る発光素子は、第１導電型
の窒化物系の化合物半導体からなる第１のクラッド層
と、インジウムを含む窒化物系の化合物半導体からなる
活性層と、窒化物系の化合物半導体からなるキャップ層
と、第２導電型の窒化物系の化合物半導体からなる第２
のクラッド層とをこの順に備え、活性層は、量子井戸層
を含む量子井戸構造を有し、キャップ層は、活性層と第
２のクラッド層との中間のバンドギャップを有し、キャ
ップ層の不純物濃度は、第２のクラッド層の不純物濃度
よりも低く、キャップ層の厚さは２００Å以上４００Å
以下であることを特徴とする。
の窒化物系の化合物半導体からなる第１のクラッド層
と、インジウムを含む窒化物系の化合物半導体からなる
活性層と、窒化物系の化合物半導体からなるキャップ層
と、第２導電型の窒化物系の化合物半導体からなる第２
のクラッド層とをこの順に備え、活性層は、量子井戸層
を含む量子井戸構造を有し、キャップ層は、活性層と第
２のクラッド層との中間のバンドギャップを有し、キャ
ップ層の不純物濃度は、第２のクラッド層の不純物濃度
よりも低く、キャップ層の厚さは２００Å以上４００Å
以下であることを特徴とする。
【００１４】本発明に係る発光素子においては、活性層
上にキャップ層が設けられているので、活性層からイン
ジウム等の構成元素が脱離することが抑制される。その
結果、発光強度を大きくすることができる。
上にキャップ層が設けられているので、活性層からイン
ジウム等の構成元素が脱離することが抑制される。その
結果、発光強度を大きくすることができる。
【００１５】量子井戸層はＩｎs Ｇａ1-s Ｎ（１＞ｓ＞
０）からなってもよい。この場合、インジウムは脱離し
やすいので、顕著な効果が得られる。
０）からなってもよい。この場合、インジウムは脱離し
やすいので、顕著な効果が得られる。
【００１６】量子井戸構造は量子障壁層をさらに含んで
もよい。量子井戸層はＩｎs Ｇａ1-s Ｎ（１＞ｓ＞０）
からなり、量子障壁層はＩｎr Ｇａ1-r Ｎ（１＞ｓ＞ｒ
≧０）からなってもよい。
もよい。量子井戸層はＩｎs Ｇａ1-s Ｎ（１＞ｓ＞０）
からなり、量子障壁層はＩｎr Ｇａ1-r Ｎ（１＞ｓ＞ｒ
≧０）からなってもよい。
【００１７】第４の発明に係る発光素子は、非単結晶の
窒化物系の化合物半導体からなるバッファ層と、単結晶
の窒化物系の化合物半導体からなるアンドープの下地層
と、第１導電型の窒化物系の化合物半導体からなる第１
のクラッド層と、インジウムを含む窒化物系の化合物半
導体からなる活性層と、Ａｌを含むＡｌＧａＮからなる
キャップ層と、第２導電型の窒化物系の化合物半導体か
らなる第２のクラッド層と、第２導電型のコンタクト層
とをこの順に備え、活性層は、量子井戸層および量子障
壁層を含む量子井戸構造を有し、キャップ層は、活性層
よりも大きなバンドギャップを有し、キャップ層のＡｌ
組成比は０．１以下であることを特徴とする。
窒化物系の化合物半導体からなるバッファ層と、単結晶
の窒化物系の化合物半導体からなるアンドープの下地層
と、第１導電型の窒化物系の化合物半導体からなる第１
のクラッド層と、インジウムを含む窒化物系の化合物半
導体からなる活性層と、Ａｌを含むＡｌＧａＮからなる
キャップ層と、第２導電型の窒化物系の化合物半導体か
らなる第２のクラッド層と、第２導電型のコンタクト層
とをこの順に備え、活性層は、量子井戸層および量子障
壁層を含む量子井戸構造を有し、キャップ層は、活性層
よりも大きなバンドギャップを有し、キャップ層のＡｌ
組成比は０．１以下であることを特徴とする。
【００１８】本発明に係る発光素子においては、活性層
上にキャップ層が設けられているので、活性層からイン
ジウム等の構成元素が脱離することが抑制される。その
結果、発光強度を大きくすることができる。
上にキャップ層が設けられているので、活性層からイン
ジウム等の構成元素が脱離することが抑制される。その
結果、発光強度を大きくすることができる。
【００１９】第５の発明に係る発光素子は、非単結晶の
窒化物系の化合物半導体からなるバッファ層と、単結晶
の窒化物系の化合物半導体からなるアンドープの下地層
と、第１導電型のコンタクト層と、第１導電型の窒化物
系の化合物半導体からなる第１のクラッド層と、インジ
ウムを含む窒化物系の化合物半導体からなる活性層と、
Ａｌを含むＡｌＧａＮからなるキャップ層と、第２導電
型の窒化物系の化合物半導体からなる第２のクラッド層
とをこの順に備え、活性層は、量子井戸層および量子障
壁層を含む量子井戸構造を有し、キャップ層は、活性層
よりも大きなバンドギャップを有し、キャップ層のＡｌ
組成比は０．１以下であることを特徴とする。
窒化物系の化合物半導体からなるバッファ層と、単結晶
の窒化物系の化合物半導体からなるアンドープの下地層
と、第１導電型のコンタクト層と、第１導電型の窒化物
系の化合物半導体からなる第１のクラッド層と、インジ
ウムを含む窒化物系の化合物半導体からなる活性層と、
Ａｌを含むＡｌＧａＮからなるキャップ層と、第２導電
型の窒化物系の化合物半導体からなる第２のクラッド層
とをこの順に備え、活性層は、量子井戸層および量子障
壁層を含む量子井戸構造を有し、キャップ層は、活性層
よりも大きなバンドギャップを有し、キャップ層のＡｌ
組成比は０．１以下であることを特徴とする。
【００２０】本発明に係る発光素子においては、活性層
上にキャップ層が設けられているので、活性層からイン
ジウム等の構成元素が脱離することが抑制される。その
結果、発光強度を大きくすることができる。
上にキャップ層が設けられているので、活性層からイン
ジウム等の構成元素が脱離することが抑制される。その
結果、発光強度を大きくすることができる。
【００２１】第６の発明に係る発光素子は、非単結晶の
窒化物系の化合物半導体からなるバッファ層と、単結晶
の窒化物系の化合物半導体からなるアンドープの下地層
と、第１導電型のＧａＮからなるコンタクト層と、第１
導電型の窒化物系の化合物半導体からなる第１のクラッ
ド層と、インジウムを含む窒化物系の化合物半導体から
なる活性層と、Ａｌを含むＡｌＧａＮからなるキャップ
層と、第２導電型の窒化物系の化合物半導体からなる第
２のクラッド層とをこの順に備え、キャップ層は、活性
層よりも大きなバンドギャップを有し、キャップ層のＡ
ｌ組成比は０．１以下であることを特徴とする。
窒化物系の化合物半導体からなるバッファ層と、単結晶
の窒化物系の化合物半導体からなるアンドープの下地層
と、第１導電型のＧａＮからなるコンタクト層と、第１
導電型の窒化物系の化合物半導体からなる第１のクラッ
ド層と、インジウムを含む窒化物系の化合物半導体から
なる活性層と、Ａｌを含むＡｌＧａＮからなるキャップ
層と、第２導電型の窒化物系の化合物半導体からなる第
２のクラッド層とをこの順に備え、キャップ層は、活性
層よりも大きなバンドギャップを有し、キャップ層のＡ
ｌ組成比は０．１以下であることを特徴とする。
【００２２】本発明に係る発光素子においては、活性層
上にキャップ層が設けられているので、活性層からイン
ジウム等の構成元素が脱離することが抑制される。その
結果、発光強度を大きくすることができる。
上にキャップ層が設けられているので、活性層からイン
ジウム等の構成元素が脱離することが抑制される。その
結果、発光強度を大きくすることができる。
【００２３】第２のクラッド層上に第２導電型のコンタ
クト層をさらに備えてもよい。活性層は、量子井戸層を
含む量子井戸構造を有してもよい。量子井戸層はＩｎs
Ｇａ1-s Ｎ（１＞ｓ＞０）からなってもよい。この場
合、インジウムは脱離しやすいので、顕著な効果が得ら
れる。
クト層をさらに備えてもよい。活性層は、量子井戸層を
含む量子井戸構造を有してもよい。量子井戸層はＩｎs
Ｇａ1-s Ｎ（１＞ｓ＞０）からなってもよい。この場
合、インジウムは脱離しやすいので、顕著な効果が得ら
れる。
【００２４】量子井戸構造は量子障壁層をさらに含んで
もよい。量子井戸層はＩｎs Ｇａ1-s Ｎ（１＞ｓ＞０）
からなり、量子障壁層はＩｎr Ｇａ1-r Ｎ（１＞ｓ＞ｒ
≧０）からなってもよい。
もよい。量子井戸層はＩｎs Ｇａ1-s Ｎ（１＞ｓ＞０）
からなり、量子障壁層はＩｎr Ｇａ1-r Ｎ（１＞ｓ＞ｒ
≧０）からなってもよい。
【００２５】第２導電型のコンタクト層はＧａＮからな
ってもよい。キャップ層のＡｌ組成比は０．１以下であ
ることが好ましい。この場合、活性層からインジウム等
の構成元素が脱離することが抑制される。その結果、発
光強度を顕著に大きくすることができる。
ってもよい。キャップ層のＡｌ組成比は０．１以下であ
ることが好ましい。この場合、活性層からインジウム等
の構成元素が脱離することが抑制される。その結果、発
光強度を顕著に大きくすることができる。
【００２６】キャップ層は、活性層よりも大きなバンド
ギャップを有することが好ましい。これにより、キャッ
プ層が発光領域となることが防止される。
ギャップを有することが好ましい。これにより、キャッ
プ層が発光領域となることが防止される。
【００２７】キャップ層は、活性層と第２のクラッド層
との中間のバンドギャップを有することが好ましい。こ
れにより、動作電圧を低くすることが可能となる。
との中間のバンドギャップを有することが好ましい。こ
れにより、動作電圧を低くすることが可能となる。
【００２８】キャップ層の不純物濃度は、第２のクラッ
ド層の不純物濃度よりも低いことが好ましい。これによ
り、キャップ層側から活性層へ不所望な不純物が拡散す
るおそれが小さくなる。その結果、不所望な不純物拡散
による発光強度の劣化を抑制することができる。
ド層の不純物濃度よりも低いことが好ましい。これによ
り、キャップ層側から活性層へ不所望な不純物が拡散す
るおそれが小さくなる。その結果、不所望な不純物拡散
による発光強度の劣化を抑制することができる。
【００２９】キャップ層はアンドープ層であることが好
ましい。この場合、キャップ層側から活性層へ不所望な
不純物が拡散するおそれがほとんどなくなる。その結
果、不所望な不純物拡散による発光強度の劣化を十分に
抑制することができる。
ましい。この場合、キャップ層側から活性層へ不所望な
不純物が拡散するおそれがほとんどなくなる。その結
果、不所望な不純物拡散による発光強度の劣化を十分に
抑制することができる。
【００３０】キャップ層の厚さは２００Å以上４００Å
以下であることが好ましい。これにより、発光強度を顕
著に大きくすることが可能となる。
以下であることが好ましい。これにより、発光強度を顕
著に大きくすることが可能となる。
【００３１】第２のクラッド層はＡｌＧａＮからなって
もよい。キャップ層のＡｌ組成比は第２のクラッド層の
Ａｌ組成比よりも小さいことが好ましい。
もよい。キャップ層のＡｌ組成比は第２のクラッド層の
Ａｌ組成比よりも小さいことが好ましい。
【００３２】下地層は、Ａｌy Ｇａ1-y Ｎからなり、下
地層のＡｌ組成比ｙは０以上で１より小さいことが好ま
しい。これにより、製造歩留りが向上する。
地層のＡｌ組成比ｙは０以上で１より小さいことが好ま
しい。これにより、製造歩留りが向上する。
【００３３】バッファ層はＡｌx Ｇａ1-x Ｎからなり、
バッファ層のＡｌ組成比ｘは０より大きく１以下である
ことが好ましい。これにより、製造歩留りが向上する。
バッファ層のＡｌ組成比ｘは０より大きく１以下である
ことが好ましい。これにより、製造歩留りが向上する。
【００３４】特に、バッファ層のＡｌ組成比ｘが０．４
以上で１より小さいことがより好ましい。これにより、
製造歩留りがより向上する。バッファ層のＡｌ組成比ｘ
が０．４以上０．６以下がさらに好ましい。これによ
り、製造歩留りがさらに向上する。
以上で１より小さいことがより好ましい。これにより、
製造歩留りがより向上する。バッファ層のＡｌ組成比ｘ
が０．４以上０．６以下がさらに好ましい。これによ
り、製造歩留りがさらに向上する。
【００３５】活性層はＩｎＧａＮからなってもよい。こ
の場合、インジウムは脱離しやすいので、顕著な効果が
得られる。
の場合、インジウムは脱離しやすいので、顕著な効果が
得られる。
【００３６】第７の発明に係る発光素子は、非単結晶の
Ａｌ x Ｇａ 1-x Ｎからなるバッファ層と、単結晶の窒化
物系の化合物半導体からなるアンドープの下地層と、第
１導電型の窒化物系の化合物半導体からなる第１のクラ
ッド層と、インジウムを含む窒化物系の化合物半導体か
らなる活性層と、窒化物系の化合物半導体からなるキャ
ップ層と、第２導電型の窒化物系の化合物半導体からな
る第２のクラッド層と、第２導電型のコンタクト層とを
この順に備え、活性層は、量子井戸層および量子障壁層
を含む量子井戸構造を有し、キャップ層は、活性層より
も大きなバンドギャップを有し、バッファ層のＡｌ組成
比ｘは０．４以上０．６以下であることを特徴とする。
Ａｌ x Ｇａ 1-x Ｎからなるバッファ層と、単結晶の窒化
物系の化合物半導体からなるアンドープの下地層と、第
１導電型の窒化物系の化合物半導体からなる第１のクラ
ッド層と、インジウムを含む窒化物系の化合物半導体か
らなる活性層と、窒化物系の化合物半導体からなるキャ
ップ層と、第２導電型の窒化物系の化合物半導体からな
る第２のクラッド層と、第２導電型のコンタクト層とを
この順に備え、活性層は、量子井戸層および量子障壁層
を含む量子井戸構造を有し、キャップ層は、活性層より
も大きなバンドギャップを有し、バッファ層のＡｌ組成
比ｘは０．４以上０．６以下であることを特徴とする。
【００３７】第８の発明に係る発光素子は、非単結晶の
Ａｌ x Ｇａ 1-x Ｎからなるバッファ層と、単結晶の窒化
物系の化合物半導体からなるアンドープの下地層と、第
１導電型のコンタクト層と、第１導電型の窒化物系の化
合物半導体からなる第１のクラッド層と、インジウムを
含む窒化物系の化合物半導体からなる活性層と、窒化物
系の化合物半導体からなるキャップ層と、第２導電型の
窒化物系の化合物半導体からなる第２のクラッド層とを
この順に備え、活性層は、量子井戸層および量子障壁層
を含む量子井戸構造を有し、キャップ層は、活性層より
も大きなバンドギャップを有し、バッファ層のＡｌ組成
比ｘは０．４以上０．６以下であることを特徴とする。
Ａｌ x Ｇａ 1-x Ｎからなるバッファ層と、単結晶の窒化
物系の化合物半導体からなるアンドープの下地層と、第
１導電型のコンタクト層と、第１導電型の窒化物系の化
合物半導体からなる第１のクラッド層と、インジウムを
含む窒化物系の化合物半導体からなる活性層と、窒化物
系の化合物半導体からなるキャップ層と、第２導電型の
窒化物系の化合物半導体からなる第２のクラッド層とを
この順に備え、活性層は、量子井戸層および量子障壁層
を含む量子井戸構造を有し、キャップ層は、活性層より
も大きなバンドギャップを有し、バッファ層のＡｌ組成
比ｘは０．４以上０．６以下であることを特徴とする。
【００３８】第９の発明に係る発光素子は、非単結晶の
Ａｌ x Ｇａ 1-x Ｎからなるバッファ層と、単結晶の窒化
物系の化合物半導体からなるアンドープの下地層と、第
１導電型のＧａＮからなるコンタクト層と、第１導電型
の窒化物系の化合物半導体からなる第１のクラッド層
と、インジウムを含む窒化物系の化合物半導体からなる
活性層と、窒化物系の化合物半導体からなるキャップ層
と、第２導電型の窒化物系の化合物半導体からなる第２
のクラッド層とをこの順に備え、キャップ層は、活性層
よりも大きなバンドギャップを有し、バッファ層のＡｌ
組成比ｘは０．４以上０．６以下であることを特徴とす
る。
Ａｌ x Ｇａ 1-x Ｎからなるバッファ層と、単結晶の窒化
物系の化合物半導体からなるアンドープの下地層と、第
１導電型のＧａＮからなるコンタクト層と、第１導電型
の窒化物系の化合物半導体からなる第１のクラッド層
と、インジウムを含む窒化物系の化合物半導体からなる
活性層と、窒化物系の化合物半導体からなるキャップ層
と、第２導電型の窒化物系の化合物半導体からなる第２
のクラッド層とをこの順に備え、キャップ層は、活性層
よりも大きなバンドギャップを有し、バッファ層のＡｌ
組成比ｘは０．４以上０．６以下であることを特徴とす
る。
【００３９】第１０の発明に係る発光素子の製造方法
は、非単結晶の窒化物系の化合物半導体からなるバッフ
ァ層を気相成長法により形成する工程と、バッファ層上
に単結晶の窒化物系の化合物半導体からなるアンドープ
の下地層を気相成長法により形成する工程と、下地層上
に第１導電型の窒化物系の化合物半導体からなる第１の
クラッド層を気相成長法により形成する工程と、第１の
クラッド層上にインジウムを含有する窒化物系の化合物
半導体からなる活性層を気相成長法により形成する工程
と、活性層上に活性層の成長温度とほぼ同じかまたは低
い成長温度でＡｌを含むＡｌＧａＮからなるキャップ層
を気相成長法により形成する工程と、キャップ層上に第
２導電型の第２のクラッド層を気相成長法により形成す
る工程と、第２のクラッド層上に第２導電型のコンタク
ト層を気相成長法により形成する工程とを含み、キャッ
プ層は、活性層よりも大きなバンドギャップを有するこ
とを特徴とする。
は、非単結晶の窒化物系の化合物半導体からなるバッフ
ァ層を気相成長法により形成する工程と、バッファ層上
に単結晶の窒化物系の化合物半導体からなるアンドープ
の下地層を気相成長法により形成する工程と、下地層上
に第１導電型の窒化物系の化合物半導体からなる第１の
クラッド層を気相成長法により形成する工程と、第１の
クラッド層上にインジウムを含有する窒化物系の化合物
半導体からなる活性層を気相成長法により形成する工程
と、活性層上に活性層の成長温度とほぼ同じかまたは低
い成長温度でＡｌを含むＡｌＧａＮからなるキャップ層
を気相成長法により形成する工程と、キャップ層上に第
２導電型の第２のクラッド層を気相成長法により形成す
る工程と、第２のクラッド層上に第２導電型のコンタク
ト層を気相成長法により形成する工程とを含み、キャッ
プ層は、活性層よりも大きなバンドギャップを有するこ
とを特徴とする。
【００４０】本発明に係る発光素子においては、活性層
上にキャップ層が設けられているので、活性層からイン
ジウム等の構成元素が脱離することが抑制される。その
結果、発光強度を大きくすることができる。
上にキャップ層が設けられているので、活性層からイン
ジウム等の構成元素が脱離することが抑制される。その
結果、発光強度を大きくすることができる。
【００４１】第１１の発明に係る発光素子の製造方法
は、非単結晶の窒化物系の化合物半導体からなるバッフ
ァ層を気相成長法により形成する工程と、バッファ層上
に単結晶の窒化物系の化合物半導体からなるアンドープ
の下地層を気相成長法により形成する工程と、下地層上
に第１導電型のコンタクト層を気相成長法により形成す
る工程と、第１導電型のコンタクト層上に第１導電型の
窒化物系の化合物半導体からなる第１のクラッド層を気
相成長法により形成する工程と、第１のクラッド層上に
インジウムを含有する窒化物系の化合物半導体からなる
活性層を気相成長法により形成する工程と、活性層上に
活性層の成長温度とほぼ同じかまたは低い成長温度で窒
化物系の化合物半導体からなるキャップ層を気相成長法
により形成する工程と、キャップ層上に第２導電型のク
ラッド層を気相成長法により形成する工程とを含み、キ
ャップ層は、活性層よりも大きなバンドギャップを有
し、キャップ層の厚さは２００Å以上４００Å以下であ
ることを特徴とする。
は、非単結晶の窒化物系の化合物半導体からなるバッフ
ァ層を気相成長法により形成する工程と、バッファ層上
に単結晶の窒化物系の化合物半導体からなるアンドープ
の下地層を気相成長法により形成する工程と、下地層上
に第１導電型のコンタクト層を気相成長法により形成す
る工程と、第１導電型のコンタクト層上に第１導電型の
窒化物系の化合物半導体からなる第１のクラッド層を気
相成長法により形成する工程と、第１のクラッド層上に
インジウムを含有する窒化物系の化合物半導体からなる
活性層を気相成長法により形成する工程と、活性層上に
活性層の成長温度とほぼ同じかまたは低い成長温度で窒
化物系の化合物半導体からなるキャップ層を気相成長法
により形成する工程と、キャップ層上に第２導電型のク
ラッド層を気相成長法により形成する工程とを含み、キ
ャップ層は、活性層よりも大きなバンドギャップを有
し、キャップ層の厚さは２００Å以上４００Å以下であ
ることを特徴とする。
【００４２】本発明に係る発光素子においては、活性層
上にキャップ層が設けられているので、活性層からイン
ジウム等の構成元素が脱離することが抑制される。その
結果、発光強度を大きくすることができる。
上にキャップ層が設けられているので、活性層からイン
ジウム等の構成元素が脱離することが抑制される。その
結果、発光強度を大きくすることができる。
【００４３】第１２の発明に係る発光素子の製造方法
は、非単結晶の窒化物系の化合物半導体からなるバッフ
ァ層を気相成長法により形成する工程と、バッファ層上
に単結晶の窒化物系の化合物半導体からなるアンドープ
の下地層を気相成長法により形成する工程と、下地層上
に第１導電型の窒化物系の化合物半導体からなる第１の
クラッド層を気相成長法により形成する工程と、第１の
クラッド層上にインジウムを含有する窒化物系の化合物
半導体からなる活性層を気相成長法により形成する工程
と、活性層上に活性層の成長温度とほぼ同じかまたは低
い成長温度で窒化物系の化合物半導体からなるキャップ
層を気相成長法により形成する工程と、キャップ層上に
第２導電型の第２のクラッド層を気相成長法により形成
する工程と、第２のクラッド層上に第２導電型のコンタ
クト層を気相成長法により形成する工程とを含み、活性
層は、量子井戸層および量子障壁層を含む量子井戸構造
を有し、キャップ層は、活性層よりも大きなバンドギャ
ップを有し、キャップ層の厚さは２００Å以上４００Å
以下であることを特徴とする。
は、非単結晶の窒化物系の化合物半導体からなるバッフ
ァ層を気相成長法により形成する工程と、バッファ層上
に単結晶の窒化物系の化合物半導体からなるアンドープ
の下地層を気相成長法により形成する工程と、下地層上
に第１導電型の窒化物系の化合物半導体からなる第１の
クラッド層を気相成長法により形成する工程と、第１の
クラッド層上にインジウムを含有する窒化物系の化合物
半導体からなる活性層を気相成長法により形成する工程
と、活性層上に活性層の成長温度とほぼ同じかまたは低
い成長温度で窒化物系の化合物半導体からなるキャップ
層を気相成長法により形成する工程と、キャップ層上に
第２導電型の第２のクラッド層を気相成長法により形成
する工程と、第２のクラッド層上に第２導電型のコンタ
クト層を気相成長法により形成する工程とを含み、活性
層は、量子井戸層および量子障壁層を含む量子井戸構造
を有し、キャップ層は、活性層よりも大きなバンドギャ
ップを有し、キャップ層の厚さは２００Å以上４００Å
以下であることを特徴とする。
【００４４】本発明に係る発光素子においては、活性層
上にキャップ層が設けられているので、活性層からイン
ジウム等の構成元素が脱離することが抑制される。その
結果、発光強度を大きくすることができる。
上にキャップ層が設けられているので、活性層からイン
ジウム等の構成元素が脱離することが抑制される。その
結果、発光強度を大きくすることができる。
【００４５】第２のクラッド層上に第２導電型のコンタ
クト層を気相成長法により形成する工程をさらに含んで
もよい。第２導電型のコンタクト層はＧａＮからなって
もよい。
クト層を気相成長法により形成する工程をさらに含んで
もよい。第２導電型のコンタクト層はＧａＮからなって
もよい。
【００４６】下地層上に第１導電型のコンタクト層を気
相成長法により形成する工程をさらに含み、第１のクラ
ッド層を第１導電型コンタクト層上に形成してもよい。
第１導電型のコンタクト層はＧａＮからなってもよい。
相成長法により形成する工程をさらに含み、第１のクラ
ッド層を第１導電型コンタクト層上に形成してもよい。
第１導電型のコンタクト層はＧａＮからなってもよい。
【００４７】キャップ層はＡｌＧａＮからなってもよ
い。キャップ層はＡｌを含んでもよい。
い。キャップ層はＡｌを含んでもよい。
【００４８】キャップ層のＡｌ組成比は０．１以下であ
ることが好ましい。この場合、活性層からインジウム等
の構成元素が脱離することが抑制される。その結果、発
光強度を顕著に大きくすることができる。
ることが好ましい。この場合、活性層からインジウム等
の構成元素が脱離することが抑制される。その結果、発
光強度を顕著に大きくすることができる。
【００４９】活性層は、量子井戸層を含む量子井戸構造
を有してもよい。量子井戸層はＩｎs Ｇａ1-s Ｎ（１＞
ｓ＞０）からなってもよい。この場合、インジウムは脱
離しやすいので、顕著な効果が得られる。量子井戸構造
は量子障壁層をさらに含んでもよい。量子井戸層はＩｎ
s Ｇａ1-s Ｎ（１＞ｓ＞０）からなり、量子障壁層はＩ
ｎr Ｇａ1-r Ｎ（１＞ｓ＞ｒ≧０）からなってもよい。
を有してもよい。量子井戸層はＩｎs Ｇａ1-s Ｎ（１＞
ｓ＞０）からなってもよい。この場合、インジウムは脱
離しやすいので、顕著な効果が得られる。量子井戸構造
は量子障壁層をさらに含んでもよい。量子井戸層はＩｎ
s Ｇａ1-s Ｎ（１＞ｓ＞０）からなり、量子障壁層はＩ
ｎr Ｇａ1-r Ｎ（１＞ｓ＞ｒ≧０）からなってもよい。
【００５０】量子障壁層はＧａＮ量子障壁層であり、Ｇ
ａＮ量子障壁層を７００℃以上９５０℃以下の成長温度
で形成してもよい。この場合、ＩｎＧａＮ量子井戸層か
らインジウム等の構成元素の脱離を抑制することができ
るので、発光強度を大きくすることができる。量子障壁
層として量子井戸層よりもＩｎ組成の少ないＩｎＧａＮ
を用いてもよい。
ａＮ量子障壁層を７００℃以上９５０℃以下の成長温度
で形成してもよい。この場合、ＩｎＧａＮ量子井戸層か
らインジウム等の構成元素の脱離を抑制することができ
るので、発光強度を大きくすることができる。量子障壁
層として量子井戸層よりもＩｎ組成の少ないＩｎＧａＮ
を用いてもよい。
【００５１】下地層は、Ａｌy Ｇａ1-y Ｎからなり、下
地層のＡｌ組成比ｙは０以上で１より小さいことが好ま
しい。これにより、製造歩留りが向上する。
地層のＡｌ組成比ｙは０以上で１より小さいことが好ま
しい。これにより、製造歩留りが向上する。
【００５２】バッファ層はＡｌx Ｇａ1-x Ｎからなり、
バッファ層のＡｌ組成比ｘは０より大きく１以下である
ことが好ましい。これにより、製造歩留りが向上する。
バッファ層のＡｌ組成比ｘは０より大きく１以下である
ことが好ましい。これにより、製造歩留りが向上する。
【００５３】特に、バッファ層のＡｌ組成比ｘが０．４
以上で１より小さいことがより好ましい。これにより、
製造歩留りがより向上する。バッファ層のＡｌ組成比ｘ
が０．４以上０．６以下がさらに好ましい。これによ
り、製造歩留りがさらに向上する。
以上で１より小さいことがより好ましい。これにより、
製造歩留りがより向上する。バッファ層のＡｌ組成比ｘ
が０．４以上０．６以下がさらに好ましい。これによ
り、製造歩留りがさらに向上する。
【００５４】活性層はＩｎＧａＮからなってもよい。こ
の場合、インジウムは脱離しやすいので、顕著な効果が
得られる。
の場合、インジウムは脱離しやすいので、顕著な効果が
得られる。
【００５５】キャップ層は、活性層よりも大きなバンド
ギャップを有する。これにより、キャップ層が発光領域
となることが防止される。
ギャップを有する。これにより、キャップ層が発光領域
となることが防止される。
【００５６】キャップ層は、活性層と第２のクラッド層
との中間のバンドギャップを有することが好ましい。こ
れにより、動作電圧を低くすることが可能となる。
との中間のバンドギャップを有することが好ましい。こ
れにより、動作電圧を低くすることが可能となる。
【００５７】キャップ層の不純物濃度は、第２のクラッ
ド層の不純物濃度よりも低いことが好ましい。これによ
り、キャップ層側から活性層へ不所望な不純物が拡散す
るおそれが小さくなる。その結果、不所望な不純物拡散
による発光強度の劣化を抑制することができる。
ド層の不純物濃度よりも低いことが好ましい。これによ
り、キャップ層側から活性層へ不所望な不純物が拡散す
るおそれが小さくなる。その結果、不所望な不純物拡散
による発光強度の劣化を抑制することができる。
【００５８】キャップ層はアンドープ層であることが好
ましい。この場合、キャップ層側から活性層へ不所望な
不純物が拡散するおそれがほとんどなくなる。その結
果、不所望な不純物拡散による発光強度の劣化を十分に
抑制することができる。
ましい。この場合、キャップ層側から活性層へ不所望な
不純物が拡散するおそれがほとんどなくなる。その結
果、不所望な不純物拡散による発光強度の劣化を十分に
抑制することができる。
【００５９】キャップ層の厚さは２００Å以上４００Å
以下であることが好ましい。これにより、発光強度を顕
著に大きくすることが可能となる。
以下であることが好ましい。これにより、発光強度を顕
著に大きくすることが可能となる。
【００６０】キャップ層を活性層の成長温度とほぼ同じ
成長温度で形成してもよい。第２のクラッド層はＡｌＧ
ａＮからなってもよい。キャップ層のＡｌ組成比は第２
のクラッド層のＡｌ組成比よりも小さいことが好まし
い。
成長温度で形成してもよい。第２のクラッド層はＡｌＧ
ａＮからなってもよい。キャップ層のＡｌ組成比は第２
のクラッド層のＡｌ組成比よりも小さいことが好まし
い。
【００６１】キャップ層の成長温度は、活性層が単結晶
成長する温度であることが好ましい。活性層の成長温度
は７００℃以上９５０℃以下であることが好ましい。キ
ャップ層の成長温度は７００℃以上９５０℃以下である
ことが好ましい。この場合、活性層上に低い成長温度で
キャップ層が形成されるので、活性層からインジウム等
の構成元素が脱離することが抑制される。
成長する温度であることが好ましい。活性層の成長温度
は７００℃以上９５０℃以下であることが好ましい。キ
ャップ層の成長温度は７００℃以上９５０℃以下である
ことが好ましい。この場合、活性層上に低い成長温度で
キャップ層が形成されるので、活性層からインジウム等
の構成元素が脱離することが抑制される。
【００６２】第１３の発明に係る発光素子の製造方法
は、非単結晶の窒化物系の化合物半導体からなるバッフ
ァ層を気相成長法により形成する工程と、バッファ層上
に単結晶の窒化物系の化合物半導体からなるアンドープ
の下地層を気相成長法により形成する工程と、下地層上
に第１導電型のコンタクト層を気相成長法により形成す
る工程と、第１導電型のコンタクト層上に第１導電型の
窒化物系の化合物半導体からなる第１のクラッド層を気
相成長法により形成する工程と、第１のクラッド層上に
インジウムを含有する窒化物系の化合物半導体からなる
活性層を気相成長法により形成する工程と、活性層上に
活性層の成長温度とほぼ同じかまたは低い成長温度でＡ
ｌを含むＡｌＧａＮからなるキャップ層を気相成長法に
より形成する工程と、キャップ層上に第２導電型の第２
のクラッド層を気相成長法により形成する工程とを含
み、キャップ層は、活性層よりも大きなバンドギャップ
を有することを特徴とする。
は、非単結晶の窒化物系の化合物半導体からなるバッフ
ァ層を気相成長法により形成する工程と、バッファ層上
に単結晶の窒化物系の化合物半導体からなるアンドープ
の下地層を気相成長法により形成する工程と、下地層上
に第１導電型のコンタクト層を気相成長法により形成す
る工程と、第１導電型のコンタクト層上に第１導電型の
窒化物系の化合物半導体からなる第１のクラッド層を気
相成長法により形成する工程と、第１のクラッド層上に
インジウムを含有する窒化物系の化合物半導体からなる
活性層を気相成長法により形成する工程と、活性層上に
活性層の成長温度とほぼ同じかまたは低い成長温度でＡ
ｌを含むＡｌＧａＮからなるキャップ層を気相成長法に
より形成する工程と、キャップ層上に第２導電型の第２
のクラッド層を気相成長法により形成する工程とを含
み、キャップ層は、活性層よりも大きなバンドギャップ
を有することを特徴とする。
【００６３】第１４の発明に係る発光素子の製造方法
は、非単結晶の窒化物系の化合物半導体からなるバッフ
ァ層を気相成長法により形成する工程と、バッファ層上
に単結晶の窒化物系の化合物半導体からなるアンドープ
の下地層を気相成長法により形成する工程と、下地層上
に第１導電型の窒化物系の化合物半導体からなる第１の
クラッド層を気相成長法により形成する工程と、第１の
クラッド層上にインジウムを含有する窒化物系の化合物
半導体からなる活性層を気相成長法により形成する工程
と、活性層上に活性層の成長温度とほぼ同じかまたは低
い成長温度でＡｌを含むＡｌＧａＮからなるキャップ層
を気相成長法により形成する工程と、キャップ層上に第
２導電型の第２のクラッド層を気相成長法により形成す
る工程と、第２のクラッド層上に第２導電型のコンタク
ト層を気相成長法により形成する工程とを含み、活性層
は、量子井戸層および量子障壁層を含む量子井戸構造を
有し、キャップ層は、活性層よりも大きなバンドギャッ
プを有することを特徴とする。
は、非単結晶の窒化物系の化合物半導体からなるバッフ
ァ層を気相成長法により形成する工程と、バッファ層上
に単結晶の窒化物系の化合物半導体からなるアンドープ
の下地層を気相成長法により形成する工程と、下地層上
に第１導電型の窒化物系の化合物半導体からなる第１の
クラッド層を気相成長法により形成する工程と、第１の
クラッド層上にインジウムを含有する窒化物系の化合物
半導体からなる活性層を気相成長法により形成する工程
と、活性層上に活性層の成長温度とほぼ同じかまたは低
い成長温度でＡｌを含むＡｌＧａＮからなるキャップ層
を気相成長法により形成する工程と、キャップ層上に第
２導電型の第２のクラッド層を気相成長法により形成す
る工程と、第２のクラッド層上に第２導電型のコンタク
ト層を気相成長法により形成する工程とを含み、活性層
は、量子井戸層および量子障壁層を含む量子井戸構造を
有し、キャップ層は、活性層よりも大きなバンドギャッ
プを有することを特徴とする。
【００６４】第１５の発明に係る発光素子の製造方法
は、非単結晶のＡｌ x Ｇａ 1-x Ｎからなるバッファ層を
気相成長法により形成する工程と、バッファ層上に単結
晶の窒化物系の化合物半導体からなるアンドープの下地
層を気相成長法により形成する工程と、下地層上に第１
導電型のコンタクト層を気相成長法により形成する工程
と、第１導電型のコンタクト層上に第１導電型の窒化物
系の化合物半導体からなる第１のクラッド層を気相成長
法により形成する工程と、第１のクラッド層上に インジ
ウムを含有する窒化物系の化合物半導体からなる活性層
を気相成長法により形成する工程と、活性層上に活性層
の成長温度とほぼ同じかまたは低い成長温度で窒化物系
の化合物半導体からなるキャップ層を気相成長法により
形成する工程と、キャップ層上に第２導電型の第２のク
ラッド層を気相成長法により形成する工程とを含み、キ
ャップ層は、活性層よりも大きなバンドギャップを有
し、バッファ層のＡｌ組成比ｘは０．４以上０．６以下
であることを特徴とする。
は、非単結晶のＡｌ x Ｇａ 1-x Ｎからなるバッファ層を
気相成長法により形成する工程と、バッファ層上に単結
晶の窒化物系の化合物半導体からなるアンドープの下地
層を気相成長法により形成する工程と、下地層上に第１
導電型のコンタクト層を気相成長法により形成する工程
と、第１導電型のコンタクト層上に第１導電型の窒化物
系の化合物半導体からなる第１のクラッド層を気相成長
法により形成する工程と、第１のクラッド層上に インジ
ウムを含有する窒化物系の化合物半導体からなる活性層
を気相成長法により形成する工程と、活性層上に活性層
の成長温度とほぼ同じかまたは低い成長温度で窒化物系
の化合物半導体からなるキャップ層を気相成長法により
形成する工程と、キャップ層上に第２導電型の第２のク
ラッド層を気相成長法により形成する工程とを含み、キ
ャップ層は、活性層よりも大きなバンドギャップを有
し、バッファ層のＡｌ組成比ｘは０．４以上０．６以下
であることを特徴とする。
【００６５】第１６の発明に係る発光素子の製造方法
は、非単結晶のＡｌ x Ｇａ 1-x Ｎからなるバッファ層を
気相成長法により形成する工程と、バッファ層上に単結
晶の窒化物系の化合物半導体からなるアンドープの下地
層を気相成長法により形成する工程と、下地層上に第１
導電型の窒化物系の化合物半導体からなる第１のクラッ
ド層を気相成長法により形成する工程と、第１のクラッ
ド層上にインジウムを含有する窒化物系の化合物半導体
からなる活性層を気相成長法により形成する工程と、活
性層上に活性層の成長温度とほぼ同じかまたは低い成長
温度で窒化物系の化合物半導体からなるキャップ層を気
相成長法により形成する工程と、キャップ層上に第２導
電型の第２のクラッド層を気相成長法により形成する工
程と、第２のクラッド層上に第２導電型のコンタクト層
を気相成長法により形成する工程とを含み、活性層は、
量子井戸層および量子障壁層を含む量子井戸構造を有
し、キャップ層は、活性層よりも大きなバンドギャップ
を有し、バッファ層のＡｌ組成比ｘは０．４以上０．６
以下であることを特徴とする。
は、非単結晶のＡｌ x Ｇａ 1-x Ｎからなるバッファ層を
気相成長法により形成する工程と、バッファ層上に単結
晶の窒化物系の化合物半導体からなるアンドープの下地
層を気相成長法により形成する工程と、下地層上に第１
導電型の窒化物系の化合物半導体からなる第１のクラッ
ド層を気相成長法により形成する工程と、第１のクラッ
ド層上にインジウムを含有する窒化物系の化合物半導体
からなる活性層を気相成長法により形成する工程と、活
性層上に活性層の成長温度とほぼ同じかまたは低い成長
温度で窒化物系の化合物半導体からなるキャップ層を気
相成長法により形成する工程と、キャップ層上に第２導
電型の第２のクラッド層を気相成長法により形成する工
程と、第２のクラッド層上に第２導電型のコンタクト層
を気相成長法により形成する工程とを含み、活性層は、
量子井戸層および量子障壁層を含む量子井戸構造を有
し、キャップ層は、活性層よりも大きなバンドギャップ
を有し、バッファ層のＡｌ組成比ｘは０．４以上０．６
以下であることを特徴とする。
【００６６】
【００６７】
【００６８】
【００６９】第１７の発明に係る電子機器は、第１〜第
９のいずれかの発明に係る発光素子を用いたものであ
る。第１７発明に係る発光素子は、高い発光強度を有す
るので、電子機器の光学的性能が向上する。
９のいずれかの発明に係る発光素子を用いたものであ
る。第１７発明に係る発光素子は、高い発光強度を有す
るので、電子機器の光学的性能が向上する。
【００７０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施例にお
けるIII −Ｖ族窒化物系半導体からなる発光ダイオード
を図１を用いて詳細に説明する。
けるIII −Ｖ族窒化物系半導体からなる発光ダイオード
を図１を用いて詳細に説明する。
【００７１】図１において、サファイヤ絶縁基板１上
に、層厚１１０ÅのアンドープのＡｌx Ｇａ1-x Ｎ（ｘ
＝０．５）バッファ層２、層厚０．２μｍのアンドープ
のＧａＮ下地層３、層厚４μｍのｎ型クラッド層を兼用
するＳｉドープのｎ型ＧａＮコンタクト層４、およびＺ
ｎおよびＳｉがドープされた層厚０．２μｍのＩｎq Ｇ
ａ1-q Ｎ（ｑ＝０．０５）活性層５が順に形成されてい
る。ＩｎＧａＮ活性層５上には、その活性層５の結晶劣
化を防止する層厚２００ÅのアンドープのＧａＮキャッ
プ層６、Ｍｇがドープされた層厚０．１５μｍのｐ型Ａ
ｌz Ｇａ1-z Ｎ（ｚ＝０．２）クラッド層７、およびＭ
ｇがドープされた層厚０．３μｍのｐ型ＧａＮコンタク
ト層８が順に形成されている。
に、層厚１１０ÅのアンドープのＡｌx Ｇａ1-x Ｎ（ｘ
＝０．５）バッファ層２、層厚０．２μｍのアンドープ
のＧａＮ下地層３、層厚４μｍのｎ型クラッド層を兼用
するＳｉドープのｎ型ＧａＮコンタクト層４、およびＺ
ｎおよびＳｉがドープされた層厚０．２μｍのＩｎq Ｇ
ａ1-q Ｎ（ｑ＝０．０５）活性層５が順に形成されてい
る。ＩｎＧａＮ活性層５上には、その活性層５の結晶劣
化を防止する層厚２００ÅのアンドープのＧａＮキャッ
プ層６、Ｍｇがドープされた層厚０．１５μｍのｐ型Ａ
ｌz Ｇａ1-z Ｎ（ｚ＝０．２）クラッド層７、およびＭ
ｇがドープされた層厚０．３μｍのｐ型ＧａＮコンタク
ト層８が順に形成されている。
【００７２】ｐ型ＧａＮコンタクト層８からｎ型ＧａＮ
コンタクト層４中の所定位置までの一部領域が除去さ
れ、ｎ型ＧａＮコンタクト層４が露出している。ｐ型Ｇ
ａＮコンタクト層８の上面にＡｕからなるｐ側電極９が
形成され、ｎ型ＧａＮコンタクト層４が露出したｎ側電
極形成領域上にＡｌからなるｎ側電極１０が形成されて
いる。
コンタクト層４中の所定位置までの一部領域が除去さ
れ、ｎ型ＧａＮコンタクト層４が露出している。ｐ型Ｇ
ａＮコンタクト層８の上面にＡｕからなるｐ側電極９が
形成され、ｎ型ＧａＮコンタクト層４が露出したｎ側電
極形成領域上にＡｌからなるｎ側電極１０が形成されて
いる。
【００７３】上記の発光ダイオードの製造方法を説明す
る。本実施例では、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶ
Ｄ法）により各層が形成される。
る。本実施例では、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶ
Ｄ法）により各層が形成される。
【００７４】まず、有機金属化学気相成長装置内に基板
１を設置した後、その基板１を非単結晶成長温度、例え
ば６００℃の成長温度（基板温度）に保持した状態にし
て、キャリアガスとしてＨ2 およびＮ2 、原料ガスとし
てアンモニア、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）およびト
リメチルアルミニウム（ＴＭＡ）を用いて、基板１上に
非単結晶のアンドープのＡｌＧａＮバッファ層２を成長
させる。
１を設置した後、その基板１を非単結晶成長温度、例え
ば６００℃の成長温度（基板温度）に保持した状態にし
て、キャリアガスとしてＨ2 およびＮ2 、原料ガスとし
てアンモニア、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）およびト
リメチルアルミニウム（ＴＭＡ）を用いて、基板１上に
非単結晶のアンドープのＡｌＧａＮバッファ層２を成長
させる。
【００７５】その後、基板１を単結晶成長温度、好まし
くは１０００〜１２００℃、例えば１１５０℃の成長温
度に保持した状態にして、キャリアガスとしてＨ2 およ
びＮ2 、原料ガスとしてアンモニアおよびトリメチルガ
リウム（ＴＭＧ）を用いて、バッファ層２上に単結晶の
アンドープのＧａＮ下地層３を成長させる。
くは１０００〜１２００℃、例えば１１５０℃の成長温
度に保持した状態にして、キャリアガスとしてＨ2 およ
びＮ2 、原料ガスとしてアンモニアおよびトリメチルガ
リウム（ＴＭＧ）を用いて、バッファ層２上に単結晶の
アンドープのＧａＮ下地層３を成長させる。
【００７６】続いて、基板１を単結晶成長温度、好まし
くは１０００〜１２００℃、例えば１１５０℃の成長温
度に保持した状態で、キャリアガスとしてＨ2 およびＮ
2 、原料ガスとしてアンモニアおよびトリメチルガリウ
ム（ＴＭＧ）、ドーパントガスとしてＳｉＨ4 を用い
て、下地層３上に単結晶のＳｉドープのｎ型ＧａＮコン
タクト層４を成長させる。
くは１０００〜１２００℃、例えば１１５０℃の成長温
度に保持した状態で、キャリアガスとしてＨ2 およびＮ
2 、原料ガスとしてアンモニアおよびトリメチルガリウ
ム（ＴＭＧ）、ドーパントガスとしてＳｉＨ4 を用い
て、下地層３上に単結晶のＳｉドープのｎ型ＧａＮコン
タクト層４を成長させる。
【００７７】次に、基板１を単結晶成長温度、好ましく
は７００〜９５０℃、例えば８６０℃の成長温度に保持
した状態にして、キャリアガスとしてＨ2 およびＮ2 、
原料ガスとしてアンモニア、トリエチルガリウム（ＴＥ
Ｇ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）、ドーパントガ
スとしてＳｉＨ4 およびジエチル亜鉛（ＤＥＺ）を用い
て、ｎ型コンタクト層４上に単結晶のＳｉおよびＺｎド
ープのＩｎＧａＮ活性層５を成長させる。
は７００〜９５０℃、例えば８６０℃の成長温度に保持
した状態にして、キャリアガスとしてＨ2 およびＮ2 、
原料ガスとしてアンモニア、トリエチルガリウム（ＴＥ
Ｇ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）、ドーパントガ
スとしてＳｉＨ4 およびジエチル亜鉛（ＤＥＺ）を用い
て、ｎ型コンタクト層４上に単結晶のＳｉおよびＺｎド
ープのＩｎＧａＮ活性層５を成長させる。
【００７８】引き続いて、基板１を活性層５の成長温度
と同じかもしくはこれよりも低い温度、本実施例では８
６０℃に保持した状態で、キャリアガスとしてＨ2 およ
びＮ2 、原料ガスとしてアンモニアおよびトリメチルガ
リウム（ＴＭＧ）を用いて、ＩｎＧａＮ活性層５上にそ
の活性層５の成長に連続して単結晶のアンドープのＧａ
Ｎキャップ層６を成長させる。トリメチルガリウム（Ｔ
ＭＧ）の代わりにトリエチルガリウム（ＴＥＧ）を用い
てもよい。
と同じかもしくはこれよりも低い温度、本実施例では８
６０℃に保持した状態で、キャリアガスとしてＨ2 およ
びＮ2 、原料ガスとしてアンモニアおよびトリメチルガ
リウム（ＴＭＧ）を用いて、ＩｎＧａＮ活性層５上にそ
の活性層５の成長に連続して単結晶のアンドープのＧａ
Ｎキャップ層６を成長させる。トリメチルガリウム（Ｔ
ＭＧ）の代わりにトリエチルガリウム（ＴＥＧ）を用い
てもよい。
【００７９】その後、基板１を単結晶成長温度、好まし
くは１０００〜１２００℃、例えば１１５０℃の成長温
度に保持した状態にして、キャリアガスとしてＨ2 およ
びＮ2 、原料ガスとしてアンモニア、トリメチルガリウ
ム（ＴＭＧ）およびトリメチルアルミニウム（ＴＭ
Ａ）、ドーパントガスとしてＣｐ2 Ｍｇ（シクロペンタ
ジエニルマグネシウム）を用いて、ＧａＮキャップ層６
上に単結晶のＭｇドープのｐ型ＡｌＧａＮクラッド層７
を成長させる。
くは１０００〜１２００℃、例えば１１５０℃の成長温
度に保持した状態にして、キャリアガスとしてＨ2 およ
びＮ2 、原料ガスとしてアンモニア、トリメチルガリウ
ム（ＴＭＧ）およびトリメチルアルミニウム（ＴＭ
Ａ）、ドーパントガスとしてＣｐ2 Ｍｇ（シクロペンタ
ジエニルマグネシウム）を用いて、ＧａＮキャップ層６
上に単結晶のＭｇドープのｐ型ＡｌＧａＮクラッド層７
を成長させる。
【００８０】次に、基板１を単結晶成長温度、好ましく
は１０００〜１２００℃、例えば１１５０℃の成長温度
に保持した状態にして、キャリアガスとしてＨ2 および
Ｎ2、原料ガスとしてアンモニアおよびトリメチルガリ
ウム（ＴＭＧ）、ドーパントガスとしてＣｐ2 Ｍｇ（シ
クロペンタジエニルマグネシウム）を用いて、ｐ型クラ
ッド層７上に単結晶のＭｇドープのｐ型ＧａＮコンタク
ト層８を成長させる。
は１０００〜１２００℃、例えば１１５０℃の成長温度
に保持した状態にして、キャリアガスとしてＨ2 および
Ｎ2、原料ガスとしてアンモニアおよびトリメチルガリ
ウム（ＴＭＧ）、ドーパントガスとしてＣｐ2 Ｍｇ（シ
クロペンタジエニルマグネシウム）を用いて、ｐ型クラ
ッド層７上に単結晶のＭｇドープのｐ型ＧａＮコンタク
ト層８を成長させる。
【００８１】上記結晶成長後、基板１を上記装置から取
り出し、ｐ型コンタクト層８からｎ型コンタクト層４の
層途中までを反応性イオンビームエッチング法（ＲＩＥ
法）によりエッチング除去して、ｎ型コンタクト層４が
露出したｎ側電極形成領域を作製する。
り出し、ｐ型コンタクト層８からｎ型コンタクト層４の
層途中までを反応性イオンビームエッチング法（ＲＩＥ
法）によりエッチング除去して、ｎ型コンタクト層４が
露出したｎ側電極形成領域を作製する。
【００８２】そして、ｐ型コンタクト層８およびｐ型ク
ラッド層７のドーパントを活性化して高キャリア濃度に
するとともに、ｎ型コンタクト層４のエッチングによる
結晶劣化を回復するために、窒素雰囲気中、７５０℃〜
８００℃で３０〜６０分熱処理を行う。
ラッド層７のドーパントを活性化して高キャリア濃度に
するとともに、ｎ型コンタクト層４のエッチングによる
結晶劣化を回復するために、窒素雰囲気中、７５０℃〜
８００℃で３０〜６０分熱処理を行う。
【００８３】その後、ｐ型コンタクト層８上にＡｕから
なるｐ側電極９を蒸着法等により形成するとともに、ｎ
型コンタクト層４の上記ｎ側電極形成領域上にＡｌから
なるｎ側電極１０を蒸着法等により形成した後、５００
℃で熱処理してｐ側電極９およびｎ側電極１０をそれぞ
れｐ型コンタクト層８およびｎ型コンタクト層４にオー
ミック接触させ、図１に示す発光ダイオードを形成す
る。
なるｐ側電極９を蒸着法等により形成するとともに、ｎ
型コンタクト層４の上記ｎ側電極形成領域上にＡｌから
なるｎ側電極１０を蒸着法等により形成した後、５００
℃で熱処理してｐ側電極９およびｎ側電極１０をそれぞ
れｐ型コンタクト層８およびｎ型コンタクト層４にオー
ミック接触させ、図１に示す発光ダイオードを形成す
る。
【００８４】この発光ダイオードは、ＩｎＧａＮ活性層
５にアンドープのＧａＮキャップ層６が密接して形成さ
れた構成を有するので、ＩｎＧａＮ活性層５の形成中ま
たは形成後にその活性層５からＩｎ等の構成元素が脱離
することが抑制される。この結果、活性層５の結晶欠陥
の数が低減し、結晶性の劣化が抑制される。
５にアンドープのＧａＮキャップ層６が密接して形成さ
れた構成を有するので、ＩｎＧａＮ活性層５の形成中ま
たは形成後にその活性層５からＩｎ等の構成元素が脱離
することが抑制される。この結果、活性層５の結晶欠陥
の数が低減し、結晶性の劣化が抑制される。
【００８５】また、上記活性層５は結晶欠陥が少ないの
で、この活性層５へ不所望な不純物が拡散することが抑
制されると考えられる。
で、この活性層５へ不所望な不純物が拡散することが抑
制されると考えられる。
【００８６】さらに、本実施例のＧａＮキャップ層６
は、故意にドーパントを使用することなく形成される所
謂アンドープ層であるので、ＩｎＧａＮ活性層５への不
所望な不純物の拡散が十分に抑制される。
は、故意にドーパントを使用することなく形成される所
謂アンドープ層であるので、ＩｎＧａＮ活性層５への不
所望な不純物の拡散が十分に抑制される。
【００８７】このように、本実施例の場合、活性層５か
らの構成元素の脱離が抑制されて活性層５の結晶欠陥数
が低減したことによる活性層５への不純物の拡散抑制効
果と、キャップ層６がアンドープ層であることによる活
性層５への不純物の拡散抑制効果の両効果により、活性
層５への不所望な不純物拡散が顕著に抑制される。
らの構成元素の脱離が抑制されて活性層５の結晶欠陥数
が低減したことによる活性層５への不純物の拡散抑制効
果と、キャップ層６がアンドープ層であることによる活
性層５への不純物の拡散抑制効果の両効果により、活性
層５への不所望な不純物拡散が顕著に抑制される。
【００８８】したがって、キャップ層６がない以外は本
実施例と同じ発光ダイオードでは、発光波長のばらつき
が大きく、また不発光あるいは低発光になる発光ダイオ
ードの数が多いのに比べて、本実施例の発光ダイオード
では、発光波長のばらつきが小さく、発光強度が顕著に
大きくなる。
実施例と同じ発光ダイオードでは、発光波長のばらつき
が大きく、また不発光あるいは低発光になる発光ダイオ
ードの数が多いのに比べて、本実施例の発光ダイオード
では、発光波長のばらつきが小さく、発光強度が顕著に
大きくなる。
【００８９】特に、本実施例の発光ダイオードの製造時
には、ＩｎＧａＮ活性層５の全面直上にアンドープのＧ
ａＮキャップ層６をＩｎＧａＮ活性層５の成長温度以下
の温度、本実施例では８６０℃で成長させるので、この
キャップ層６を形成する際に、ＩｎＧａＮ活性層５の構
成元素の脱離を抑制できるとともに、キャップ層６を形
成した後にＩｎＧａＮ活性層５からの構成元素の脱離を
防止できる。したがって、本実施例の製造方法は好まし
い製造方法である。
には、ＩｎＧａＮ活性層５の全面直上にアンドープのＧ
ａＮキャップ層６をＩｎＧａＮ活性層５の成長温度以下
の温度、本実施例では８６０℃で成長させるので、この
キャップ層６を形成する際に、ＩｎＧａＮ活性層５の構
成元素の脱離を抑制できるとともに、キャップ層６を形
成した後にＩｎＧａＮ活性層５からの構成元素の脱離を
防止できる。したがって、本実施例の製造方法は好まし
い製造方法である。
【００９０】特に、本実施例では、ＩｎＧａＮ活性層５
およびＧａＮキャップ層６の成長温度をほぼ同じとして
これらを連続的に成長させるので、ＩｎＧａＮ活性層５
からの構成元素の脱離を十分に抑制できるとともに、量
産性も向上する。
およびＧａＮキャップ層６の成長温度をほぼ同じとして
これらを連続的に成長させるので、ＩｎＧａＮ活性層５
からの構成元素の脱離を十分に抑制できるとともに、量
産性も向上する。
【００９１】なお、上述では、ＧａＮキャップ層６の層
厚を２００Åとしたときの発光強度が３４０（任意単
位）であるのに対して、ＧａＮキャップ層６の層厚を１
００Åとしたときは、キャップ層６がない場合よりは大
きいが、発光強度が３６（任意単位）とほぼ１０分の１
となった。また、ＧａＮキャップ層６の層厚を３００Å
としたときは、２００Åのときに比べて、発光強度が
１．４倍となり、ＧａＮキャップ層６の層厚を４００Å
としたときは、２００Åとしたときの０．８倍となっ
た。
厚を２００Åとしたときの発光強度が３４０（任意単
位）であるのに対して、ＧａＮキャップ層６の層厚を１
００Åとしたときは、キャップ層６がない場合よりは大
きいが、発光強度が３６（任意単位）とほぼ１０分の１
となった。また、ＧａＮキャップ層６の層厚を３００Å
としたときは、２００Åのときに比べて、発光強度が
１．４倍となり、ＧａＮキャップ層６の層厚を４００Å
としたときは、２００Åとしたときの０．８倍となっ
た。
【００９２】このことから、ＧａＮキャップ層６の層厚
が２００〜４００Åのときに好ましい効果が得られる。
すなわち、ＧａＮキャップ層６の層厚は量子効果がほぼ
生じない層厚以上が好ましいと推察される。
が２００〜４００Åのときに好ましい効果が得られる。
すなわち、ＧａＮキャップ層６の層厚は量子効果がほぼ
生じない層厚以上が好ましいと推察される。
【００９３】さらに、本実施例では、基板１上に非単結
晶のＡｌＧａＮバッファ層２を形成した後、単結晶成長
条件でアンドープのＧａＮ単結晶下地層３を形成するの
で、容易に下地層３の表面性を顕著に良好にできる。こ
の結果、素子のリーク電流を抑制でき、素子の製造歩留
りを向上できる。
晶のＡｌＧａＮバッファ層２を形成した後、単結晶成長
条件でアンドープのＧａＮ単結晶下地層３を形成するの
で、容易に下地層３の表面性を顕著に良好にできる。こ
の結果、素子のリーク電流を抑制でき、素子の製造歩留
りを向上できる。
【００９４】なお、非単結晶のバッファ層２としてＧａ
Ｎ層を用いた場合、そのＧａＮ層の表面にピットが発生
して貫通欠陥となりやすいため、バッファ層２としてＧ
ａＮ層を用いることは製造歩留りの観点から好ましくな
い。アンドープの単結晶下地層３と組み合わせて用いら
れる非単結晶のバッファ層２としては、製造歩留りの観
点からＡｌＮ層を用いることが好ましく、ＡｌＧａＮ層
を用いることが最も好ましい。
Ｎ層を用いた場合、そのＧａＮ層の表面にピットが発生
して貫通欠陥となりやすいため、バッファ層２としてＧ
ａＮ層を用いることは製造歩留りの観点から好ましくな
い。アンドープの単結晶下地層３と組み合わせて用いら
れる非単結晶のバッファ層２としては、製造歩留りの観
点からＡｌＮ層を用いることが好ましく、ＡｌＧａＮ層
を用いることが最も好ましい。
【００９５】ＡｌＧａＮ層のＡｌ組成比を変えて表面状
態およびＸ線回折スペクトルのＦＷＨＭ（半値全幅）を
測定した。その測定結果を表２に示す。
態およびＸ線回折スペクトルのＦＷＨＭ（半値全幅）を
測定した。その測定結果を表２に示す。
【００９６】
【表２】
表２の結果から、ＡｌＧａＮ層のＡｌ組成比は０．４以
上で１より小さいことが好ましく、０．４以上０．６以
下がさらに好ましい。
上で１より小さいことが好ましく、０．４以上０．６以
下がさらに好ましい。
【００９７】また、アンドープの単結晶下地層３として
は、ＧａＮ層のほか、ＡｌＧａＮ層を用いてもよいが、
ＡｌＮ層を用いると表面にクラックが生じやすいので好
ましくない。
は、ＧａＮ層のほか、ＡｌＧａＮ層を用いてもよいが、
ＡｌＮ層を用いると表面にクラックが生じやすいので好
ましくない。
【００９８】次に、本発明の第２の実施例におけるIII
−Ｖ族窒化物系半導体からなる発光ダイオードを説明す
る。
−Ｖ族窒化物系半導体からなる発光ダイオードを説明す
る。
【００９９】本実施例が第１の実施例と異なるのは、キ
ャップ層６としてアンドープのＧａＮ層に代えて層厚２
００ÅのアンドープのＡｌu Ｇａ1-u Ｎ層を用いた点で
ある。ここで、ｕはほぼ０．１および０．２である。こ
のＡｌu Ｇａ1-u Ｎ層もＭＯＣＶＤ法により形成され、
成長温度は、活性層５の成長温度と同じかもしくはこれ
よりも低い温度、本実施例では８６０℃である。キャリ
アガスとしてはＨ2 およびＮ2 、原料ガスとしてはアン
モニア、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）およびトリメチ
ルアルミニウム（ＴＭＡ）を用いる。トリメチルガリウ
ム（ＴＭＧ）の代わりにトリエチルガリウム（ＴＥＧ）
を用いてもよい。
ャップ層６としてアンドープのＧａＮ層に代えて層厚２
００ÅのアンドープのＡｌu Ｇａ1-u Ｎ層を用いた点で
ある。ここで、ｕはほぼ０．１および０．２である。こ
のＡｌu Ｇａ1-u Ｎ層もＭＯＣＶＤ法により形成され、
成長温度は、活性層５の成長温度と同じかもしくはこれ
よりも低い温度、本実施例では８６０℃である。キャリ
アガスとしてはＨ2 およびＮ2 、原料ガスとしてはアン
モニア、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）およびトリメチ
ルアルミニウム（ＴＭＡ）を用いる。トリメチルガリウ
ム（ＴＭＧ）の代わりにトリエチルガリウム（ＴＥＧ）
を用いてもよい。
【０１００】本実施例の発光ダイオードにおいても、キ
ャップ層６を有さない発光ダイオードに比べて発光強度
が顕著に大きくなることがわかった。
ャップ層６を有さない発光ダイオードに比べて発光強度
が顕著に大きくなることがわかった。
【０１０１】しかしながら、第１の実施例で層厚２００
ÅのアンドープのＧａＮキャップ層６の発光強度が４５
０（任意単位）であるとした場合に比べて、第２の実施
例でＡｌ組成比ｕが約０．１であるアンドープのＡｌu
Ｇａ1-u Ｎキャップ層６を用いた場合の発光強度は、半
分以下の１９０（任意単位）であった。
ÅのアンドープのＧａＮキャップ層６の発光強度が４５
０（任意単位）であるとした場合に比べて、第２の実施
例でＡｌ組成比ｕが約０．１であるアンドープのＡｌu
Ｇａ1-u Ｎキャップ層６を用いた場合の発光強度は、半
分以下の１９０（任意単位）であった。
【０１０２】さらに、Ａｌ組成比ｕが約０．２であるア
ンドープのＡｌu Ｇａ1-u Ｎキャップ層６を用いた場合
の発光強度は、Ａｌ組成比ｕが０．１の場合の３分の１
であった。
ンドープのＡｌu Ｇａ1-u Ｎキャップ層６を用いた場合
の発光強度は、Ａｌ組成比ｕが０．１の場合の３分の１
であった。
【０１０３】上述からキャップ層６としてＧａＮ層を用
いることが最も好ましく、Ａｌu Ｇａ1-u Ｎ層を使用す
る場合にもＡｌ組成比ｕがほぼ０．１と小さい方が好ま
しいことがわかる。ＡｌＧａＮでは、Ａｌ組成比が大き
い程バンドギャップが大きくなる。ｐ型クラッド層７の
Ａｌ組成比は、第１の実施例で述べたように０．２であ
る。キャップ層６のＡｌ組成比が０．１であると、キャ
ップ層６のバンドギャップはｐ型クラッド層７のバンド
ギャップよりも小さいことになる。このことから、キャ
ップ層６のバンドギャップは、活性層５のバンドギャッ
プとｐ型クラッド層７のバンドギャップの間の大きさが
好ましいことが理解できる。
いることが最も好ましく、Ａｌu Ｇａ1-u Ｎ層を使用す
る場合にもＡｌ組成比ｕがほぼ０．１と小さい方が好ま
しいことがわかる。ＡｌＧａＮでは、Ａｌ組成比が大き
い程バンドギャップが大きくなる。ｐ型クラッド層７の
Ａｌ組成比は、第１の実施例で述べたように０．２であ
る。キャップ層６のＡｌ組成比が０．１であると、キャ
ップ層６のバンドギャップはｐ型クラッド層７のバンド
ギャップよりも小さいことになる。このことから、キャ
ップ層６のバンドギャップは、活性層５のバンドギャッ
プとｐ型クラッド層７のバンドギャップの間の大きさが
好ましいことが理解できる。
【０１０４】次に、本発明の第３の実施例におけるIII
−Ｖ族窒化物系半導体からなる発光ダイオードを図２を
用いて説明する。
−Ｖ族窒化物系半導体からなる発光ダイオードを図２を
用いて説明する。
【０１０５】本実施例が第１の実施例と異なるのは、Ｇ
ａＮ下地層３を用いない点であり、製造方法もこのＧａ
Ｎ下地層３の形成工程がない点を除いて第１の実施例と
同様である。
ａＮ下地層３を用いない点であり、製造方法もこのＧａ
Ｎ下地層３の形成工程がない点を除いて第１の実施例と
同様である。
【０１０６】本実施例の発光ダイオードでは、第１の実
施例の発光ダイオードと比べて製造歩留りが低下する
が、キャップ層６を有さない発光ダイオードに比べて発
光強度が大きくなる。
施例の発光ダイオードと比べて製造歩留りが低下する
が、キャップ層６を有さない発光ダイオードに比べて発
光強度が大きくなる。
【０１０７】なお、上記各実施例の発光ダイオードはｎ
型コンタクト層４上に活性層５を備えた構造を有する
が、ｎ型コンタクト層４と活性層５との間にｎ型ＡｌＧ
ａＮクラッド層を設けてもよい。また、ｎ型コンタクト
層４と活性層５との間にｎ型ＡｌＧａＮクラッド層およ
びｎ型ＩｎＧａＮ層を設けてもよい。
型コンタクト層４上に活性層５を備えた構造を有する
が、ｎ型コンタクト層４と活性層５との間にｎ型ＡｌＧ
ａＮクラッド層を設けてもよい。また、ｎ型コンタクト
層４と活性層５との間にｎ型ＡｌＧａＮクラッド層およ
びｎ型ＩｎＧａＮ層を設けてもよい。
【０１０８】上記各実施例では、活性層５として量子井
戸構造でない非量子井戸構造の活性層を用いたが、もち
ろん、単一量子井戸構造または多重量子井戸構造の活性
層を用いてもよい。例えば、活性層５をＩｎs Ｇａ1-s
Ｎ（１＞ｓ＞０）量子井戸層からなる単一量子井戸構造
としてもよく、あるいはＩｎs Ｇａ1-s Ｎ（１＞ｓ＞
０）量子井戸層とＩｎr Ｇａ1-r Ｎ（１＞ｓ＞ｒ≧０）
量子障壁層とからなる多重量子井戸構造としてもよい。
戸構造でない非量子井戸構造の活性層を用いたが、もち
ろん、単一量子井戸構造または多重量子井戸構造の活性
層を用いてもよい。例えば、活性層５をＩｎs Ｇａ1-s
Ｎ（１＞ｓ＞０）量子井戸層からなる単一量子井戸構造
としてもよく、あるいはＩｎs Ｇａ1-s Ｎ（１＞ｓ＞
０）量子井戸層とＩｎr Ｇａ1-r Ｎ（１＞ｓ＞ｒ≧０）
量子障壁層とからなる多重量子井戸構造としてもよい。
【０１０９】Ｉｎs Ｇａ1-s Ｎ（１＞ｓ＞０）量子井戸
層とＧａＮ量子障壁層とからなる多重量子井戸構造を用
いる場合、ＧａＮ量子障壁層は７００℃以上９５０℃以
下の成長温度で形成することが好ましく、量子井戸層お
よび量子障壁層の成長温度をほぼ等しくすることが好ま
しい。
層とＧａＮ量子障壁層とからなる多重量子井戸構造を用
いる場合、ＧａＮ量子障壁層は７００℃以上９５０℃以
下の成長温度で形成することが好ましく、量子井戸層お
よび量子障壁層の成長温度をほぼ等しくすることが好ま
しい。
【０１１０】また、上記各実施例の発光ダイオードで
は、ＳｉおよびＺｎがドープされた活性層５を用いてい
るが、アンドープの活性層を用いてもよい。
は、ＳｉおよびＺｎがドープされた活性層５を用いてい
るが、アンドープの活性層を用いてもよい。
【０１１１】次に、本発明の第４の実施例における屈折
率導波型半導体レーザ素子を図３を用いて説明する。こ
の半導体レーザ素子はセルフアライン型半導体レーザ素
子である。
率導波型半導体レーザ素子を図３を用いて説明する。こ
の半導体レーザ素子はセルフアライン型半導体レーザ素
子である。
【０１１２】図３において、サファイア絶縁基板１１上
に、層厚約１００〜２００ÅのアンドープのＡｌＧａＮ
バッファ層１２、層厚０．４μｍのアンドープのＧａＮ
下地層１３、層厚４μｍのｎ型ＧａＮコンタクト層１
４、および層厚０．１〜０．５μｍのｎ型ＡｌＧａＮク
ラッド層１５が順に形成されている。ｎ型ＡｌＧａＮク
ラッド層１５上には、ＩｎＧａＮ活性層１６、層厚２０
０〜４００ÅのアンドープのＧａＮキャップ層１７、お
よび層厚０．１〜０．５μｍのｐ型ＡｌＧａＮクラッド
層１８が順に形成されている。
に、層厚約１００〜２００ÅのアンドープのＡｌＧａＮ
バッファ層１２、層厚０．４μｍのアンドープのＧａＮ
下地層１３、層厚４μｍのｎ型ＧａＮコンタクト層１
４、および層厚０．１〜０．５μｍのｎ型ＡｌＧａＮク
ラッド層１５が順に形成されている。ｎ型ＡｌＧａＮク
ラッド層１５上には、ＩｎＧａＮ活性層１６、層厚２０
０〜４００ÅのアンドープのＧａＮキャップ層１７、お
よび層厚０．１〜０．５μｍのｐ型ＡｌＧａＮクラッド
層１８が順に形成されている。
【０１１３】ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１８上には、中
央部にストライプ状の開口部を有する層厚０．２〜０．
３μｍのｎ型ＧａＮまたはｎ型ＡｌＧａＮからなる電流
ブロック層１９が形成されている。ｎ型電流ブロック層
１９の上面およびストライプ状の開口部内には、層厚
０．１〜０．５μｍのｐ型ＧａＮコンタクト層２０が形
成されている。
央部にストライプ状の開口部を有する層厚０．２〜０．
３μｍのｎ型ＧａＮまたはｎ型ＡｌＧａＮからなる電流
ブロック層１９が形成されている。ｎ型電流ブロック層
１９の上面およびストライプ状の開口部内には、層厚
０．１〜０．５μｍのｐ型ＧａＮコンタクト層２０が形
成されている。
【０１１４】ｐ型ＧａＮコンタクト層２０上にｐ側電極
２１が形成され、ｎ型ＧａＮコンタクト層１４上にｎ側
電極２２が形成されている。
２１が形成され、ｎ型ＧａＮコンタクト層１４上にｎ側
電極２２が形成されている。
【０１１５】活性層１６としては、非量子井戸構造層を
用いてもよく、あるいは単一量子井戸構造層または多重
量子井戸層を用いてもよい。非量子井戸構造層の場合に
は、層厚を０．１〜０．３μｍ程度とする。単一量子井
戸構造層の場合には、量子井戸層の層厚を１０〜５０Å
とし、多重量子井戸構造層に場合には、量子井戸層の層
厚を１０〜５０Åとし、量子障壁層の層厚を１０〜１０
０Å程度とする。
用いてもよく、あるいは単一量子井戸構造層または多重
量子井戸層を用いてもよい。非量子井戸構造層の場合に
は、層厚を０．１〜０．３μｍ程度とする。単一量子井
戸構造層の場合には、量子井戸層の層厚を１０〜５０Å
とし、多重量子井戸構造層に場合には、量子井戸層の層
厚を１０〜５０Åとし、量子障壁層の層厚を１０〜１０
０Å程度とする。
【０１１６】この半導体レーザ素子は、ＭＯＶＣＤ法等
の化学気相成長法を用いて１回の結晶成長により作製さ
れる。製造の際には、アンドープのＡｌＧａＮバッファ
層１２の成長温度を６００℃とし、アンドープのＧａＮ
下地層１３、ｎ型ＧａＮコンタクト層１４およびｎ型Ａ
ｌＧａＮクラッド層１５の成長温度を１１５０℃とし、
ＩｎＧａＮ活性層１６およびＧａＮキャップ層１７の成
長温度を７００〜９５０℃とし、ｐ型ＡｌＧａＮクラッ
ド層１８、ｎ型電流ブロック層１９およびｐ型ＧａＮコ
ンタクト層２０の成長温度を１１５０℃とする。
の化学気相成長法を用いて１回の結晶成長により作製さ
れる。製造の際には、アンドープのＡｌＧａＮバッファ
層１２の成長温度を６００℃とし、アンドープのＧａＮ
下地層１３、ｎ型ＧａＮコンタクト層１４およびｎ型Ａ
ｌＧａＮクラッド層１５の成長温度を１１５０℃とし、
ＩｎＧａＮ活性層１６およびＧａＮキャップ層１７の成
長温度を７００〜９５０℃とし、ｐ型ＡｌＧａＮクラッ
ド層１８、ｎ型電流ブロック層１９およびｐ型ＧａＮコ
ンタクト層２０の成長温度を１１５０℃とする。
【０１１７】本実施例の半導体レーザ素子においても、
キャップ層１７を有さない半導体レーザ素子に比べて発
光強度が大きくなる。
キャップ層１７を有さない半導体レーザ素子に比べて発
光強度が大きくなる。
【０１１８】次に、本発明の第５の実施例における屈折
率導波型半導体レーザ素子を図４を用いて説明する。こ
の半導体レーザ素子はリッジ埋め込み型導体レーザ素子
である。
率導波型半導体レーザ素子を図４を用いて説明する。こ
の半導体レーザ素子はリッジ埋め込み型導体レーザ素子
である。
【０１１９】図４において、サファイア絶縁基板３１上
に、層厚１００〜２００ÅのアンドープのＡｌＧａＮバ
ッファ層３２、層厚０．４μｍのアンドープのＧａＮ下
地層３３、層厚４μｍのｎ型ＧａＮコンタクト層３４、
および層厚０．１〜０．５μｍのｎ型ＡｌＧａＮ層クラ
ッド層３５が順に形成されている。ｎ型ＡｌＧａＮクラ
ッド層３５上には、ＩｎＧａＮ活性層３６、層厚２００
〜４００ÅのアンドープのＧａＮキャップ層３７、およ
び層厚０．１〜０．５μｍのｐ型ＡｌＧａＮクラッド層
３８が順に形成されている。なお、ＩｎＧａＮ活性層３
６の構造および層厚は第４の実施例のＩｎＧａＮ活性層
１６と同様である。
に、層厚１００〜２００ÅのアンドープのＡｌＧａＮバ
ッファ層３２、層厚０．４μｍのアンドープのＧａＮ下
地層３３、層厚４μｍのｎ型ＧａＮコンタクト層３４、
および層厚０．１〜０．５μｍのｎ型ＡｌＧａＮ層クラ
ッド層３５が順に形成されている。ｎ型ＡｌＧａＮクラ
ッド層３５上には、ＩｎＧａＮ活性層３６、層厚２００
〜４００ÅのアンドープのＧａＮキャップ層３７、およ
び層厚０．１〜０．５μｍのｐ型ＡｌＧａＮクラッド層
３８が順に形成されている。なお、ＩｎＧａＮ活性層３
６の構造および層厚は第４の実施例のＩｎＧａＮ活性層
１６と同様である。
【０１２０】ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層３８は、平坦部
とその平坦部の中央部上に形成されたリッジ部とを有す
る。ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層３８のリッジ部上には、
層厚０．１μｍのｐ型ＧａＮからなるｐ型キャップ層３
９が形成されている。ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層３８の
平坦部上面およびリッジ部側面ならびにｐ型キャップ層
３９の側面には、層厚０．２〜０．３μｍのｎ型ＧａＮ
またはｎ型ＡｌＧａＮからなる電流ブロック層４０が形
成されている。ｐ型キャップ層３９上およびｎ型電流ブ
ロック層４０上には、層厚０．１〜０．５μｍのｐ型Ｇ
ａＮコンタクト層４１が形成されている。
とその平坦部の中央部上に形成されたリッジ部とを有す
る。ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層３８のリッジ部上には、
層厚０．１μｍのｐ型ＧａＮからなるｐ型キャップ層３
９が形成されている。ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層３８の
平坦部上面およびリッジ部側面ならびにｐ型キャップ層
３９の側面には、層厚０．２〜０．３μｍのｎ型ＧａＮ
またはｎ型ＡｌＧａＮからなる電流ブロック層４０が形
成されている。ｐ型キャップ層３９上およびｎ型電流ブ
ロック層４０上には、層厚０．１〜０．５μｍのｐ型Ｇ
ａＮコンタクト層４１が形成されている。
【０１２１】ｐ型ＧａＮコンタクト層４１上にはｐ側電
極４２が形成され、ｎ型ＧａＮコンタクト層３４上には
ｎ側電極４３が形成されている。
極４２が形成され、ｎ型ＧａＮコンタクト層３４上には
ｎ側電極４３が形成されている。
【０１２２】この半導体レーザ素子は、ＭＯＣＶＤ法等
の化学気相成長法を用いて３回の結晶成長で作製され
る。製造の際には、アンドープのＡｌＧａＮバッファ層
３２の成長温度を６００℃とし、アンドープのＧａＮ下
地層３３、ｎ型ＧａＮコンタクト層３４およびｎ型Ａｌ
ＧａＮクラッド層３５の成長温度を１１５０℃とし、Ｉ
ｎＧａＮ活性層３６およびアンドープのＧａＮキャップ
層３７の成長温度を７００〜９５０℃とし、ｎ型ＡｌＧ
ａＮクラッド層３８、ｐ型キャップ層３９、ｎ型電流ブ
ロック層４０およびｐ型ＧａＮコンタクト層４１の成長
温度を１１５０℃とする。
の化学気相成長法を用いて３回の結晶成長で作製され
る。製造の際には、アンドープのＡｌＧａＮバッファ層
３２の成長温度を６００℃とし、アンドープのＧａＮ下
地層３３、ｎ型ＧａＮコンタクト層３４およびｎ型Ａｌ
ＧａＮクラッド層３５の成長温度を１１５０℃とし、Ｉ
ｎＧａＮ活性層３６およびアンドープのＧａＮキャップ
層３７の成長温度を７００〜９５０℃とし、ｎ型ＡｌＧ
ａＮクラッド層３８、ｐ型キャップ層３９、ｎ型電流ブ
ロック層４０およびｐ型ＧａＮコンタクト層４１の成長
温度を１１５０℃とする。
【０１２３】本実施例の半導体レーザ素子においても、
キャップ層３７を有さない半導体レーザ素子に比べて発
光強度が大きくなる。
キャップ層３７を有さない半導体レーザ素子に比べて発
光強度が大きくなる。
【０１２４】次に、本実施例の第６の実施例における利
得導波型半導体レーザ素子を図５を用いて説明する。
得導波型半導体レーザ素子を図５を用いて説明する。
【０１２５】図５において、サファイア絶縁基板５１上
に、層厚１００〜２００ÅのアンドープのＡｌＧａＮバ
ッファ層５２、層厚０．４μｍのアンドープのＧａＮ下
地層５３、層厚４μｍのｎ型ＧａＮコンタクト層５４、
および層厚０．１〜０．５μｍのｎ型ＡｌＧａＮクラッ
ド層５５が順に形成されている。
に、層厚１００〜２００ÅのアンドープのＡｌＧａＮバ
ッファ層５２、層厚０．４μｍのアンドープのＧａＮ下
地層５３、層厚４μｍのｎ型ＧａＮコンタクト層５４、
および層厚０．１〜０．５μｍのｎ型ＡｌＧａＮクラッ
ド層５５が順に形成されている。
【０１２６】ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層５５上には、Ｉ
ｎＧａＮ活性層５６、層厚２００〜４００Åのアンドー
プのＧａＮキャップ層５７、層厚０．１〜０．５μｍの
ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層５８、および層厚０．１〜
０．５μｍのｐ型ＧａＮコンタクト層５９が順に形成さ
れている。なお、ＩｎＧａＮ活性層５６の構造および層
厚は、第４の実施例のＩｎＧａＮ活性層１６と同様であ
る。
ｎＧａＮ活性層５６、層厚２００〜４００Åのアンドー
プのＧａＮキャップ層５７、層厚０．１〜０．５μｍの
ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層５８、および層厚０．１〜
０．５μｍのｐ型ＧａＮコンタクト層５９が順に形成さ
れている。なお、ＩｎＧａＮ活性層５６の構造および層
厚は、第４の実施例のＩｎＧａＮ活性層１６と同様であ
る。
【０１２７】ｐ型ＧａＮコンタクト層５９上には、中央
部にストライプ状の開口部を有するＳｉＯ2 、ＳｉＮま
たはｎ型ＧａＮからなる電流ブロック層６０が形成され
ている。ｐ型ＧａＮコンタクト層５９上にはｐ側電極６
１が形成され、ｎ型ＧａＮコンタクト層５４上にはｎ側
電極６２が形成されている。
部にストライプ状の開口部を有するＳｉＯ2 、ＳｉＮま
たはｎ型ＧａＮからなる電流ブロック層６０が形成され
ている。ｐ型ＧａＮコンタクト層５９上にはｐ側電極６
１が形成され、ｎ型ＧａＮコンタクト層５４上にはｎ側
電極６２が形成されている。
【０１２８】本実施例の半導体レーザ素子は、ＭＯＣＶ
Ｄ法等の化学気相成長法を用いて１回の結晶成長で作製
される。製造の際には、アンドープのＡｌＧａＮバッフ
ァ層５２の成長温度を６００℃とし、アンドープのＧａ
Ｎ下地層５３、ｎ型ＧａＮコンタクト層５４およびｎ型
ＡｌＧａＮクラッド層５５の成長温度を１１５０℃と
し、ＩｎＧａＮ活性層５６およびアンドープのＧａＮキ
ャップ層５７の成長温度を７００〜９５０℃とし、ｐ型
ＡｌＧａＮクラッド層５８およびｐ型ＧａＮコンタクト
層５９の成長温度を１１５０℃とする。
Ｄ法等の化学気相成長法を用いて１回の結晶成長で作製
される。製造の際には、アンドープのＡｌＧａＮバッフ
ァ層５２の成長温度を６００℃とし、アンドープのＧａ
Ｎ下地層５３、ｎ型ＧａＮコンタクト層５４およびｎ型
ＡｌＧａＮクラッド層５５の成長温度を１１５０℃と
し、ＩｎＧａＮ活性層５６およびアンドープのＧａＮキ
ャップ層５７の成長温度を７００〜９５０℃とし、ｐ型
ＡｌＧａＮクラッド層５８およびｐ型ＧａＮコンタクト
層５９の成長温度を１１５０℃とする。
【０１２９】本実施例の半導体レーザ素子においても、
キャップ層５７を有さない半導体レーザ素子に比べて発
光強度が大きくなる。
キャップ層５７を有さない半導体レーザ素子に比べて発
光強度が大きくなる。
【０１３０】上記第１〜第６の実施例では、絶縁基板上
に半導体層を備えた発光素子について説明したが、本発
明は、ＳｉＣ基板等の導電性基板上に半導体層を備え、
この半導体層の最上層の上面と基板の下面に電極を有す
る発光素子にも同様に適用することができる。
に半導体層を備えた発光素子について説明したが、本発
明は、ＳｉＣ基板等の導電性基板上に半導体層を備え、
この半導体層の最上層の上面と基板の下面に電極を有す
る発光素子にも同様に適用することができる。
【０１３１】また、上述では、ｎ型クラッド層上に活性
層、キャップ層およびｐ型クラッド層をこの順序で形成
しているが、ｐ型クラッド層上に活性層、キャップ層お
よびｎ型クラッド層をこの順序で形成してもよく、すな
わち、第１〜第６の実施例において各層の導電型を逆に
してもよい。
層、キャップ層およびｐ型クラッド層をこの順序で形成
しているが、ｐ型クラッド層上に活性層、キャップ層お
よびｎ型クラッド層をこの順序で形成してもよく、すな
わち、第１〜第６の実施例において各層の導電型を逆に
してもよい。
【０１３２】また、上記第１〜第６の実施例では、本発
明を発光ダイオード、半導体レーザ素子等の発光素子に
適用する場合について説明したが、本発明は、電界効果
トランジスタ等の、Ｉｎを含有する化合物半導体層を備
えた半導体素子にも適用可能である。
明を発光ダイオード、半導体レーザ素子等の発光素子に
適用する場合について説明したが、本発明は、電界効果
トランジスタ等の、Ｉｎを含有する化合物半導体層を備
えた半導体素子にも適用可能である。
【０１３３】例えば、図６に示す構造では、ｎ型ＧａＮ
層７１上にｎ型ＡｌＧａＮ層７２およびＩｎＧａＮ層７
３が順に形成され、ＩｎＧａＮ層７３上にアンドープの
ＧａＮキャップ層７４を介してｐ型ＳｉＣ層７５が形成
されている。この場合、ＩｎＧａＮ層７３およびＧａＮ
キャップ層７４を７００〜９５０℃の成長温度で形成
し、ｐ型ＳｉＣ層７５を１３００〜１５００℃の成長温
度で形成する。この例においても、ＩｎＧａＮ層７３上
にアンドープのＧａＮキャップ層７４が形成されている
ので、ＩｎＧａＮ層７３からＩｎ等の構成元素が脱離す
ることが抑制される。
層７１上にｎ型ＡｌＧａＮ層７２およびＩｎＧａＮ層７
３が順に形成され、ＩｎＧａＮ層７３上にアンドープの
ＧａＮキャップ層７４を介してｐ型ＳｉＣ層７５が形成
されている。この場合、ＩｎＧａＮ層７３およびＧａＮ
キャップ層７４を７００〜９５０℃の成長温度で形成
し、ｐ型ＳｉＣ層７５を１３００〜１５００℃の成長温
度で形成する。この例においても、ＩｎＧａＮ層７３上
にアンドープのＧａＮキャップ層７４が形成されている
ので、ＩｎＧａＮ層７３からＩｎ等の構成元素が脱離す
ることが抑制される。
【０１３４】また、図７の構造では、ｎ型ＳｉＣ層８１
上にＩｎＧａＮ層８２が形成され、ＩｎＧａＮ層８２上
にアンドープのＧａＮキャップ層８３を介してｐ型Ｓｉ
Ｃ層８４が形成されている。この場合にも、ＩｎＧａＮ
層８２およびアンドープのＧａＮキャップ層８３を７０
０〜９５０℃の成長温度で形成し、ｐ型ＳｉＣ層８４を
１３００〜１５００の成長温度で形成する。この例にお
いても、ＩｎＧａＮ層８２上にアンドープのＧａＮキャ
ップ層８３が形成されているので、ＩｎＧａＮ層８２か
らＩｎ等の構成元素が脱離することが抑制される。
上にＩｎＧａＮ層８２が形成され、ＩｎＧａＮ層８２上
にアンドープのＧａＮキャップ層８３を介してｐ型Ｓｉ
Ｃ層８４が形成されている。この場合にも、ＩｎＧａＮ
層８２およびアンドープのＧａＮキャップ層８３を７０
０〜９５０℃の成長温度で形成し、ｐ型ＳｉＣ層８４を
１３００〜１５００の成長温度で形成する。この例にお
いても、ＩｎＧａＮ層８２上にアンドープのＧａＮキャ
ップ層８３が形成されているので、ＩｎＧａＮ層８２か
らＩｎ等の構成元素が脱離することが抑制される。
【０１３５】上記第１〜第３の実施例の発光ダイオード
は、光ファイバ通信システム用光源、フォトカプラ用光
源、単色または多色パイロットランプ、数字表示器、レ
ベルメータ、ディスプレイ等の表示装置用の光源、ファ
クシミリ装置用光源、プリンタヘッド、信号機、ハイビ
ームランプ等の自動車用ランプ、液晶テレビジョン装
置、液晶表示装置用バック光源、アミューズメントシス
テム等に用いることができる。
は、光ファイバ通信システム用光源、フォトカプラ用光
源、単色または多色パイロットランプ、数字表示器、レ
ベルメータ、ディスプレイ等の表示装置用の光源、ファ
クシミリ装置用光源、プリンタヘッド、信号機、ハイビ
ームランプ等の自動車用ランプ、液晶テレビジョン装
置、液晶表示装置用バック光源、アミューズメントシス
テム等に用いることができる。
【０１３６】また、上記第４〜第６の実施例の半導体レ
ーザ素子は、レーザメス、光通信システム用光源、ＤＶ
Ｄ（デジタルビデオディスク）等のディスクシステムの
光ピックアップ装置用光源、カラーレーザビームプリン
タ用光源、レーザ加工装置用光源、レーザホログラフィ
用光源、レーザディスプレイ用光源、アミューズメント
システム用光源等に用いることができる。
ーザ素子は、レーザメス、光通信システム用光源、ＤＶ
Ｄ（デジタルビデオディスク）等のディスクシステムの
光ピックアップ装置用光源、カラーレーザビームプリン
タ用光源、レーザ加工装置用光源、レーザホログラフィ
用光源、レーザディスプレイ用光源、アミューズメント
システム用光源等に用いることができる。
【図１】本発明の第１の実施例における発光ダイオード
の模式的断面図である。
の模式的断面図である。
【図２】本発明の第３の実施例における発光ダイオード
の模式的断面図である。
の模式的断面図である。
【図３】本発明の第４の実施例における半導体レーザ素
子の模式的断面図である。
子の模式的断面図である。
【図４】本発明の第５の実施例における半導体レーザ素
子の模式的断面図である。
子の模式的断面図である。
【図５】本発明の第６の実施例における半導体レーザ素
子の模式的断面図である。
子の模式的断面図である。
【図６】本発明を適用可能な構造の一例を示す模式的断
面図である。
面図である。
【図７】本発明を適用可能な構造の他の例を示す模式的
断面図である。
断面図である。
【図８】従来の発光ダイオードの模式的断面図である。
１，１１，３１，５１ サファイヤ絶縁基板
２，１２，３２，５２ ＡｌＧａＮバッファ層
３ ＧａＮ下地層
４ ＧａＮコンタクト層
５，１６，３６，５６ ＩｎＧａＮ活性層
６，１７，３７，５７ ＧａＮキャップ層
７，１８，３８，５８ ＡｌＧａＮクラッド層
１５，３５，５４ ＡｌＧａＮクラッド層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 松下 保彦
大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号
三洋電機株式会社内
(72)発明者 八木 克己
大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号
三洋電機株式会社内
(56)参考文献 特開 平６−216409（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−18159（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−293643（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−232685（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−293935（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−283854（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−266352（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−199798（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−148678（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−148247（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−64419（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−97921（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−232680（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−283825（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−186363（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−293897（ＪＰ，Ａ)
国際公開97／026680（ＷＯ，Ａ１)
Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｐ
ａｒｔ２，Ｖｏｌ．35 Ｎｏ．１Ｂ,
ｐ．Ｌ74−Ｌ76
Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｐ
ａｒｔ２，Ｖｏｌ．35 Ｎｏ．２Ｂ,
ｐ．Ｌ217−Ｌ220
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 33/00
H01S 5/00 - 5/50
Claims (62)
- 【請求項１】 第１導電型の窒化物系の化合物半導体か
らなる第１のクラッド層と、 インジウムを含む窒化物系の化合物半導体からなる活性
層と、 窒化物系の化合物半導体からなるキャップ層と、 第２導電型の窒化物系の化合物半導体からなる第２のク
ラッド層とをこの順に備え、 前記活性層は、量子井戸層を含む量子井戸構造を有し、 前記キャップ層はＡｌu Ｇａ1-u Ｎからなり、 前記第２のクラッド層は第２導電型のＡｌz Ｇａ1-z Ｎ
からなり、 前記キャップ層のＡｌ組成比ｕは前記第２のクラッド層
のＡｌ組成比ｚよりも小さく、 前記キャップ層の不純物濃度は、前記第２のクラッド層
の不純物濃度よりも低く、 前記キャップ層の厚さは２００Å以上４００Å以下であ
ることを特徴とする発光素子。 - 【請求項２】 第１導電型の窒化物系の化合物半導体か
らなる第１のクラッド層と、 インジウムを含む窒化物系の化合物半導体からなる活性
層と、 窒化物系の化合物半導体からなるキャップ層と、 第２導電型の窒化物系の化合物半導体からなる第２のク
ラッド層とをこの順に備え、 前記活性層は、量子井戸層を含む量子井戸構造を有し、 前記キャップ層はＧａＮからなり、 前記キャップ層の不純物濃度は、前記第２のクラッド層
の不純物濃度よりも低く、 前記キャップ層の厚さは２００Å以上４００Å以下であ
ることを特徴とする発光素子。 - 【請求項３】 第１導電型の窒化物系の化合物半導体か
らなる第１のクラッド層と、 インジウムを含む窒化物系の化合物半導体からなる活性
層と、 窒化物系の化合物半導体からなるキャップ層と、 第２導電型の窒化物系の化合物半導体からなる第２のク
ラッド層とをこの順に備え、 前記活性層は、量子井戸層を含む量子井戸構造を有し、 前記キャップ層は、前記活性層と前記第２のクラッド層
との中間のバンドギャップを有し、 前記キャップ層の不純物濃度は、前記第２のクラッド層
の不純物濃度よりも低く、 前記キャップ層の厚さは２００Å以上４００Å以下であ
ることを特徴とする発光素子。 - 【請求項４】 前記量子井戸層はＩｎs Ｇａ1-s Ｎ（１
＞ｓ＞０）からなることを特徴とする請求項１〜３のい
ずれか記載の発光素子。 - 【請求項５】 前記量子井戸構造は量子障壁層をさらに
含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の
発光素子。 - 【請求項６】 前記量子井戸層はＩｎs Ｇａ1-s Ｎ（１
＞ｓ＞０）からなり、前記量子障壁層はＩｎr Ｇａ1-r
Ｎ（１＞ｓ＞ｒ≧０）からなることを特徴とする請求項
５記載の発光素子。 - 【請求項７】 非単結晶の窒化物系の化合物半導体から
なるバッファ層と、 単結晶の窒化物系の化合物半導体からなるアンドープの
下地層と、 第１導電型の窒化物系の化合物半導体からなる第１のク
ラッド層と、 インジウムを含む窒化物系の化合物半導体からなる活性
層と、 Ａｌを含むＡｌＧａＮからなるキャップ層と、 第２導電型の窒化物系の化合物半導体からなる第２のク
ラッド層と、 第２導電型のコンタクト層とをこの順に備え、 前記活性層は、量子井戸層および量子障壁層を含む量子
井戸構造を有し、 前記キャップ層は、前記活性層よりも大きなバンドギャ
ップを有し、 前記キャップ層のＡｌ組成比は０．１以下であることを
特徴とする発光素子。 - 【請求項８】 非単結晶の窒化物系の化合物半導体から
なるバッファ層と、 単結晶の窒化物系の化合物半導体からなるアンドープの
下地層と、 第１導電型のコンタクト層と、 第１導電型の窒化物系の化合物半導体からなる第１のク
ラッド層と、 インジウムを含む窒化物系の化合物半導体からなる活性
層と、 Ａｌを含むＡｌＧａＮからなるキャップ層と、 第２導電型の窒化物系の化合物半導体からなる第２のク
ラッド層とをこの順に備え、 前記活性層は、量子井戸層および量子障壁層を含む量子
井戸構造を有し、 前記キャップ層は、前記活性層よりも大きなバンドギャ
ップを有し、 前記キャップ層のＡｌ組成比は０．１以下であることを
特徴とする発光素子。 - 【請求項９】 非単結晶の窒化物系の化合物半導体から
なるバッファ層と、 単結晶の窒化物系の化合物半導体からなるアンドープの
下地層と、 第１導電型のＧａＮからなるコンタクト層と、 第１導電型の窒化物系の化合物半導体からなる第１のク
ラッド層と、 インジウムを含む窒化物系の化合物半導体からなる活性
層と、 Ａｌを含むＡｌＧａＮからなるキャップ層と、 第２導電型の窒化物系の化合物半導体からなる第２のク
ラッド層とをこの順に備え、 前記キャップ層は、前記活性層よりも大きなバンドギャ
ップを有し、 前記キャップ層のＡｌ組成比は０．１以下であることを
特徴とする発光素子。 - 【請求項１０】 前記第２のクラッド層上に第２導電型
のコンタクト層をさらに備えたことを特徴とする請求項
８または９に記載の発光素子。 - 【請求項１１】 前記第２導電型のコンタクト層はＧａ
Ｎからなることを特徴とする請求項７または１０に記載
の発光素子。 - 【請求項１２】 前記活性層は、量子井戸層を含む量子
井戸構造を有することを特徴とする請求項９記載の発光
素子。 - 【請求項１３】 前記量子井戸層はＩｎs Ｇａ1-s Ｎ
（１＞ｓ＞０）からなることを特徴とする請求項１２記
載の発光素子。 - 【請求項１４】 前記量子井戸構造は量子障壁層をさら
に含むことを特徴とする請求項１２記載の発光素子。 - 【請求項１５】 前記量子井戸層はＩｎs Ｇａ1-s Ｎ
（１＞ｓ＞０）からなり、前記量子障壁層はＩｎr Ｇａ
1-r Ｎ（１＞ｓ＞ｒ≧０）からなることを特徴とする請
求項７、８または１４記載の発光素子。 - 【請求項１６】 前記キャップ層は、前記活性層と前記
第２のクラッド層との中間のバンドギャップを有するこ
とを特徴とする請求項７〜１５のいずれかに記載の発光
素子。 - 【請求項１７】 前記キャップ層の不純物濃度は、前記
第２のクラッド層の不純物濃度よりも低いことを特徴と
する請求項７〜１６のいずれかに記載の発光素子。 - 【請求項１８】 前記キャップ層はアンドープ層である
ことを特徴とする請求項７〜１７のいずれかに記載の発
光素子。 - 【請求項１９】 前記キャップ層の厚さは２００Å以上
４００Å以下であることを特徴とする請求項７〜１８の
いずれかに記載の発光素子。 - 【請求項２０】 前記第２のクラッド層はＡｌＧａＮか
らなることを特徴とする請求項７〜１９のいずれかに記
載の発光素子。 - 【請求項２１】 前記キャップ層のＡｌ組成比は前記第
２のクラッド層のＡｌ組成比よりも小さいことを特徴と
する請求項２０記載の発光素子。 - 【請求項２２】 前記キャップ層は、前記活性層からの
インジウムの脱離を抑制する層であることを特徴とする
請求項７〜２１のいずれかに記載の発光素子。 - 【請求項２３】 前記下地層は、Ａｌy Ｇａ1-y Ｎから
なり、前記下地層のＡｌ組成比ｙは０以上で１より小さ
いことを特徴とする請求項７〜２２のいずれかに記載の
発光素子。 - 【請求項２４】 前記バッファ層はＡｌx Ｇａ1-x Ｎか
らなり、前記バッファ層のＡｌ組成比ｘは０より大きく
１以下であることを特徴とする請求項７〜２３のいずれ
かに記載の発光素子。 - 【請求項２５】 前記バッファ層のＡｌ組成比ｘは０．
４以上０．６以下であることを特徴とする請求項２４記
載の発光素子。 - 【請求項２６】 前記活性層はＩｎＧａＮからなること
を特徴とする請求項７〜２５のいずれかに記載の発光素
子。 - 【請求項２７】 非単結晶のＡｌx Ｇａ1-x Ｎからなる
バッファ層と、 単結晶の窒化物系の化合物半導体からなるアンドープの
下地層と、 第１導電型の窒化物系の化合物半導体からなる第１のク
ラッド層と、 インジウムを含む窒化物系の化合物半導体からなる活性
層と、 窒化物系の化合物半導体からなるキャップ層と、 第２導電型の窒化物系の化合物半導体からなる第２のク
ラッド層と、 第２導電型のコンタクト層とをこの順に備え、 前記活性層は、量子井戸層および量子障壁層を含む量子
井戸構造を有し、 前記キャップ層は、前記活性層よりも大きなバンドギャ
ップを有し、 前記バッファ層のＡｌ組成比ｘは０．４以上０．６以下
であることを特徴とする発光素子。 - 【請求項２８】 非単結晶のＡｌx Ｇａ1-x Ｎからなる
バッファ層と、 単結晶の窒化物系の化合物半導体からなるアンドープの
下地層と、 第１導電型のコンタクト層と、 第１導電型の窒化物系の化合物半導体からなる第１のク
ラッド層と、 インジウムを含む窒化物系の化合物半導体からなる活性
層と、 窒化物系の化合物半導体からなるキャップ層と、 第２導電型の窒化物系の化合物半導体からなる第２のク
ラッド層とをこの順に備え、 前記活性層は、量子井戸層および量子障壁層を含む量子
井戸構造を有し、 前記キャップ層は、前記活性層よりも大きなバンドギャ
ップを有し、 前記バッファ層のＡｌ組成比ｘは０．４以上０．６以下
であることを特徴とする発光素子。 - 【請求項２９】 非単結晶のＡｌx Ｇａ1-x Ｎからなる
バッファ層と、 単結晶の窒化物系の化合物半導体からなるアンドープの
下地層と、 第１導電型のＧａＮからなるコンタクト層と、 第１導電型の窒化物系の化合物半導体からなる第１のク
ラッド層と、 インジウムを含む窒化物系の化合物半導体からなる活性
層と、 窒化物系の化合物半導体からなるキャップ層と、 第２導電型の窒化物系の化合物半導体からなる第２のク
ラッド層とをこの順に備え、 前記キャップ層は、前記活性層よりも大きなバンドギャ
ップを有し、 前記バッファ層のＡｌ組成比ｘは０．４以上０．６以下
であることを特徴とする発光素子。 - 【請求項３０】 非単結晶の窒化物系の化合物半導体か
らなるバッファ層を気相成長法により形成する工程と、 前記バッファ層上に単結晶の窒化物系の化合物半導体か
らなるアンドープの下地層を気相成長法により形成する
工程と、 前記下地層上に第１導電型の窒化物系の化合物半導体か
らなる第１のクラッド層を気相成長法により形成する工
程と、 前記第１のクラッド層上にインジウムを含有する窒化物
系の化合物半導体からなる活性層を気相成長法により形
成する工程と、 前記活性層上に前記活性層の成長温度とほぼ同じかまた
は低い成長温度でＡｌを含むＡｌＧａＮからなるキャッ
プ層を気相成長法により形成する工程と、 前記キャップ層上に第２導電型の第２のクラッド層を気
相成長法により形成する工程と、 前記第２のクラッド層上に第２導電型のコンタクト層を
気相成長法により形成する工程とを含み、 前記キャップ層は、前記活性層よりも大きなバンドギャ
ップを有することを特徴とする発光素子の製造方法。 - 【請求項３１】 非単結晶の窒化物系の化合物半導体か
らなるバッファ層を気相成長法により形成する工程と、 前記バッファ層上に単結晶の窒化物系の化合物半導体か
らなるアンドープの下地層を気相成長法により形成する
工程と、 前記下地層上に第１導電型のコンタクト層を気相成長法
により形成する工程と、 前記第１導電型のコンタクト層上に第１導電型の窒化物
系の化合物半導体からなる第１のクラッド層を気相成長
法により形成する工程と、 前記第１のクラッド層上にインジウムを含有する窒化物
系の化合物半導体からなる活性層を気相成長法により形
成する工程と、 前記活性層上に前記活性層の成長温度とほぼ同じかまた
は低い成長温度で窒化物系の化合物半導体からなるキャ
ップ層を気相成長法により形成する工程と、 前記キャップ層上に第２導電型の第２のクラッド層を気
相成長法により形成する工程とを含み、 前記キャップ層は、前記活性層よりも大きなバンドギャ
ップを有し、 前記キャップ層の厚さは２００Å以上４００Å以下であ
ることを特徴とする発光素子の製造方法。 - 【請求項３２】 非単結晶の窒化物系の化合物半導体か
らなるバッファ層を気相成長法により形成する工程と、 前記バッファ層上に単結晶の窒化物系の化合物半導体か
らなるアンドープの下地層を気相成長法により形成する
工程と、 前記下地層上に第１導電型の窒化物系の化合物半導体か
らなる第１のクラッド層を気相成長法により形成する工
程と、 前記第１のクラッド層上にインジウムを含有する窒化物
系の化合物半導体からなる活性層を気相成長法により形
成する工程と、 前記活性層上に前記活性層の成長温度とほぼ同じかまた
は低い成長温度で窒化物系の化合物半導体からなるキャ
ップ層を気相成長法により形成する工程と、 前記キャップ層上に第２導電型の第２のクラッド層を気
相成長法により形成する工程と、 前記第２のクラッド層上に第２導電型のコンタクト層を
気相成長法により形成する工程とを含み、 前記活性層は、量子井戸層および量子障壁層を含む量子
井戸構造を有し、 前記キャップ層は、前記活性層よりも大きなバンドギャ
ップを有し、 前記キャップ層の厚さは２００Å以上４００Å以下であ
ることを特徴とする発光素子の製造方法。 - 【請求項３３】 前記キャップ層の厚さは２００Å以上
４００Å以下であることを特徴とする請求項３０記載の
発光素子の製造方法。 - 【請求項３４】 前記第２のクラッド層上に第２導電型
のコンタクト層を気相成長法により形成する工程をさら
に含むことを特徴とする請求項３１記載の発光素子の製
造方法。 - 【請求項３５】 前記第２導電型のコンタクト層はＧａ
Ｎからなることを特徴とする請求項３０、３２、３３ま
たは３４のいずれかに記載の発光素子の製造方法。 - 【請求項３６】 前記下地層上に第１導電型のコンタク
ト層を気相成長法により形成する工程をさらに含み、 前記第１のクラッド層を前記第１導電型のコンタクト層
上に形成することを特徴とする請求項３０、３２または
３３記載の発光素子の製造方法。 - 【請求項３７】 前記第１導電型のコンタクト層はＧａ
Ｎからなることを特徴とする請求項３１または３６記載
の発光素子の製造方法。 - 【請求項３８】 前記キャップ層はＡｌＧａＮからなる
ことを特徴とする請求項３１または３２記載の発光素子
の製造方法。 - 【請求項３９】 前記キャップ層はＡｌを含むことを特
徴とする請求項３８記載の発光素子の製造方法。 - 【請求項４０】 前記キャップ層のＡｌ組成比は０．１
以下であることを特徴とする請求項３９記載の発光素子
の製造方法。 - 【請求項４１】 前記活性層は、量子井戸層を含む量子
井戸構造を有することを特徴とする請求項３０、３１ま
たは３３記載の発光素子の製造方法。 - 【請求項４２】 前記量子井戸層はＩｎs Ｇａ1-s Ｎ
（１＞ｓ＞０）からなることを特徴とする請求項４１記
載の発光素子の製造方法。 - 【請求項４３】 前記量子井戸構造は量子障壁層をさら
に含むことを特徴とする請求項４１記載の発光素子の製
造方法。 - 【請求項４４】 前記量子井戸層はＩｎs Ｇａ1-s Ｎ
（１＞ｓ＞０）からなり、前記量子障壁層はＩｎr Ｇａ
1-r Ｎ（１＞ｓ＞ｒ≧０）からなることを特徴とする請
求項３２または４３記載の発光素子の製造方法。 - 【請求項４５】 前記量子障壁層はＧａＮ量子障壁層で
あり、 前記ＧａＮ量子障壁層を７００℃以上９５０℃以下の成
長温度で形成することを特徴とする請求項４４記載の発
光素子の製造方法。 - 【請求項４６】 前記キャップ層は、前記活性層からの
インジウムの脱離を抑制する層であることを特徴とする
請求項３０〜４５のいずれかに記載の発光素子の製造方
法。 - 【請求項４７】 前記下地層はＡｌy Ｇａ1-y Ｎからな
り、前記下地層のＡｌ組成比ｙは０以上で１より小さい
ことを特徴とする請求項３０〜４６のいずれかに記載の
発光素子の製造方法。 - 【請求項４８】 前記バッファ層はＡｌx Ｇａ1-x Ｎか
らなり、前記バッファ層のアルミニウム組成比ｘは０よ
り大きく１以下であることを特徴とする請求項３０〜４
７のいずれかに記載の発光素子の製造方法。 - 【請求項４９】 前記バッファ層のＡｌ組成比ｘは０．
４以上０．６以下であることを特徴とする請求項４８記
載の発光素子の製造方法。 - 【請求項５０】 前記活性層はＩｎＧａＮからなること
を特徴とする請求項３０〜４９のいずれかに記載の発光
素子の製造方法。 - 【請求項５１】 前記キャップ層は、前記活性層と前記
第２のクラッド層との中間のバンドギャップを有するこ
とを特徴とする請求項３０〜５０のいずれかに記載の発
光素子の製造方法。 - 【請求項５２】 前記キャップ層の不純物濃度は、前記
第２のクラッド層の不純物濃度よりも低いことを特徴と
する請求項３０〜５１のいずれかに記載の発光素子の製
造方法。 - 【請求項５３】 前記キャップ層はアンドープ層である
ことを特徴とする請求項３０〜５２のいずれかに記載の
発光素子の製造方法。 - 【請求項５４】 前記キャップ層を前記活性層の成長温
度とほぼ同じ成長温度で形成することを特徴とする請求
項３０〜５３のいずれかに記載の発光素子の製造方法。 - 【請求項５５】 前記第２のクラッド層はＡｌＧａＮか
らなることを特徴とする請求項３０〜５４のいずれかに
記載の発光素子の製造方法。 - 【請求項５６】 前記キャップ層のＡｌ組成比は前記第
２のクラッド層のＡｌ組成比よりも小さいことを特徴と
する請求項５５記載の発光素子の製造方法。 - 【請求項５７】 前記キャップ層を７００℃以上９５０
℃以下の成長温度で形成することを特徴とする請求項３
０〜５６のいずれかに記載の発光素子の製造方法。 - 【請求項５８】 非単結晶の窒化物系の化合物半導体か
らなるバッファ層を気相成長法により形成する工程と、 前記バッファ層上に単結晶の窒化物系の化合物半導体か
らなるアンドープの下地層を気相成長法により形成する
工程と、 前記下地層上に第１導電型のコンタクト層を気相成長法
により形成する工程と、 前記第１導電型のコンタクト層上に第１導電型の窒化物
系の化合物半導体からなる第１のクラッド層を気相成長
法により形成する工程と、 前記第１のクラッド層上にインジウムを含有する窒化物
系の化合物半導体からなる活性層を気相成長法により形
成する工程と、 前記活性層上に前記活性層の成長温度とほぼ同じかまた
は低い成長温度でＡｌを含むＡｌＧａＮからなるキャッ
プ層を気相成長法により形成する工程と、 前記キャップ層上に第２導電型の第２のクラッド層を気
相成長法により形成する工程とを含み、 前記キャップ層は、前記活性層よりも大きなバンドギャ
ップを有することを特徴とする発光素子の製造方法。 - 【請求項５９】 非単結晶の窒化物系の化合物半導体か
らなるバッファ層を気相成長法により形成する工程と、 前記バッファ層上に単結晶の窒化物系の化合物半導体か
らなるアンドープの下地層を気相成長法により形成する
工程と、 前記下地層上に第１導電型の窒化物系の化合物半導体か
らなる第１のクラッド層を気相成長法により形成する工
程と、 前記第１のクラッド層上にインジウムを含有する窒化物
系の化合物半導体からなる活性層を気相成長法により形
成する工程と、 前記活性層上に前記活性層の成長温度とほぼ同じかまた
は低い成長温度でＡｌを含むＡｌＧａＮからなるキャッ
プ層を気相成長法により形成する工程と、 前記キャップ層上に第２導電型の第２のクラッド層を気
相成長法により形成する工程と、 前記第２のクラッド層上に第２導電型のコンタクト層を
気相成長法により形成する工程とを含み、 前記活性層は、量子井戸層および量子障壁層を含む量子
井戸構造を有し、 前記キャップ層は、前記活性層よりも大きなバンドギャ
ップを有することを特徴とする発光素子の製造方法。 - 【請求項６０】 非単結晶のＡｌx Ｇａ1-x Ｎからなる
バッファ層を気相成長法により形成する工程と、 前記バッファ層上に単結晶の窒化物系の化合物半導体か
らなるアンドープの下地層を気相成長法により形成する
工程と、 前記下地層上に第１導電型のコンタクト層を気相成長法
により形成する工程と、 前記第１導電型のコンタクト層上に第１導電型の窒化物
系の化合物半導体からなる第１のクラッド層を気相成長
法により形成する工程と、 前記第１のクラッド層上にインジウムを含有する窒化物
系の化合物半導体からなる活性層を気相成長法により形
成する工程と、 前記活性層上に前記活性層の成長温度とほぼ同じかまた
は低い成長温度で窒化物系の化合物半導体からなるキャ
ップ層を気相成長法により形成する工程と、 前記キャップ層上に第２導電型の第２のクラッド層を気
相成長法により形成する工程とを含み、 前記キャップ層は、前記活性層よりも大きなバンドギャ
ップを有し、 前記バッファ層のＡｌ組成比ｘは０．４以上０．６以下
であることを特徴とする発光素子の製造方法。 - 【請求項６１】 非単結晶のＡｌx Ｇａ1-x Ｎからなる
バッファ層を気相成長法により形成する工程と、 前記バッファ層上に単結晶の窒化物系の化合物半導体か
らなるアンドープの下地層を気相成長法により形成する
工程と、 前記下地層上に第１導電型の窒化物系の化合物半導体か
らなる第１のクラッド層を気相成長法により形成する工
程と、 前記第１のクラッド層上にインジウムを含有する窒化物
系の化合物半導体からなる活性層を気相成長法により形
成する工程と、 前記活性層上に前記活性層の成長温度とほぼ同じかまた
は低い成長温度で窒化物系の化合物半導体からなるキャ
ップ層を気相成長法により形成する工程と、 前記キャップ層上に第２導電型の第２のクラッド層を気
相成長法により形成する工程と、 前記第２のクラッド層上に第２導電型のコンタクト層を
気相成長法により形成する工程とを含み、 前記活性層は、量子井戸層および量子障壁層を含む量子
井戸構造を有し、 前記キャップ層は、前記活性層よりも大きなバンドギャ
ップを有し、 前記バッファ層のＡｌ組成比ｘは０．４以上０．６以下
であることを特徴とする発光素子の製造方法。 - 【請求項６２】 請求項１〜２９のいずれかに記載の発
光素子を用いた電子機器。
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