JP3667995B2

JP3667995B2 - ＧａＮ系量子ドット構造の製造方法およびその用途

Info

Publication number: JP3667995B2
Application number: JP15584198A
Authority: JP
Inventors: 悟田中; 克信青柳; 洋一郎大内; 広明岡川; 一行只友
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd; RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd; RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Priority date: 1998-06-04
Filing date: 1998-06-04
Publication date: 2005-07-06
Anticipated expiration: 2018-06-04
Also published as: JPH11354840A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＧａＮ系材料からなる量子ドット構造の製造方法と、その用途に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＧａＮ系発光素子は、近年高輝度の発光ダイオード（ＬＥＤ）が実現されたのを機会に研究が活発に行われており、半導体レーザの室温連続発振の報告も聞かれる様になっている。
【０００３】
ＧａＮ系発光素子のなかでも、緑色〜青色の短い波長の発光が得られ、しかも高い発光効率が得られるものとして、発光層（活性層）にＩｎＧａＮの量子井戸層を用いたものがある。
ＩｎＧａＮを用いて量子井戸層を形成する場合、その熱力学的な不安定性から、層全体にわたって均一な組成比にはならず、層中で局所的にＩｎ組成比の異なった部分が発生する。この部分は量子ドットに似た性質をもつ。ＩｎＧａＮの量子井戸層を発光層として用いた発光素子では、この量子ドット的な部位が、層の厚み方向のみならず３次元的な方向について励起子を閉じ込める作用を示し、この部分でキャリアの再結合発光が起きると言われており、これがＩｎＧａＮ量子井戸層が高い発光効率で発光し得る要因の１つとされている。
【０００４】
ＩｎＧａＮ量子井戸層中の量子ドット的な部位は、ＩｎＧａＮ自体の性質によってＩｎＧａＮ層中に存在するものである。他方、ＧａＡｓ系の材料では、ドット材料と基板材料との格子不整合を利用した量子ドットの形成が知られている。これらに対して、近年、ＧａＮ系材料からなる結晶層をベース層として、その表面（ベース面）に特殊な表面処理を施し、特定の気相成長法を用いることによって、該ベース面上にこれと格子整合性の良好なＧａＮ系半導体を量子ドットとして突起状に結晶成長させ得ることが明らかとなった（Appl.Phys.Lett.69(1996)4096 ）。このＧａＮ系量子ドットの形成のメカニズムは、前記ＩｎＧａＮや、ＧａＡｓ系における量子ドットの形成とは全く異なるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のＧａＮ系量子ドットは、ベース面上の残りの領域を出発面とする結晶成長によって、別のＧａＮ系材料からなる層（キャップ層）が該量子ドットを埋め込むまで形成され、ＧａＮ系量子ドット構造とされる。
従って、このようなＧａＮ系量子ドット構造の形成においては、ベース面の表面処理を施した後、先ず、量子ドットを形成するために量子ドット専用の材料を供給し、次に、材料を切り換えて、キャップ層専用の材料を供給するという、２段階の供給を行なっていた。
【０００６】
本発明の目的は、上記のような従来のＧａＮ系量子ドット構造の製造方法に比べて、より工程の簡略化された新たなＧａＮ系量子ドット構造の製造方法を提供し、さらにこれを半導体発光素子の製造方法に応用することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によるＧａＮ系量子ドット構造の製造方法は、以下の特徴を有するものである。
（１）ＧａＮ系材料からなる結晶層をベース層とし、該ベース層の上面をベース面として、該ベース面の表面状態をアンチサーファクタントによって変化させ、
３元以上の組成を有しかつ下記（ｉ）の格子整合性を有するＧａＮ系材料（Ａ）を、気相成長法にて、前記材料（Ａ）および成長条件の変更を行なうことなくベース面に供給し続けることによって、
供給したＧａＮ系材料（Ａ）とは異なる組成比のＧａＮ系材料からなり、ベース面上に分散する量子ドットと、
供給したＧａＮ系材料（Ａ）と同じ組成比のＧａＮ系材料からなり、前記量子ドットを埋め込んでベース面上に成長する結晶層とを、
形成する工程を有することを特徴とするＧａＮ系量子ドット構造の製造方法。
【０００８】
上記および以下の説明でいう（ｉ）の格子整合性とは、次に示す格子整合性をいう。
（ｉ）ベース面の表面状態を変化させるような表面処理を施すことなく、該ベース面上にＧａＮ系材料（Ａ）を直接的に結晶成長させたとき、該ベース面上に膜状に結晶成長し得るような、ベース層のＧａＮ系材料に対する格子整合性。
【０００９】
（２）上記量子ドットを埋め込んでベース面上に成長する結晶層を、新たにベース層とする繰り返しの態様にて、量子ドットとこれを埋め込む結晶層との形成を繰り返し、それによって最初のベース面上に、量子ドットとこれを埋め込む結晶層との組を１段としてこれを２段以上積層し、多重の量子ドット構造とするものである上記（１）記載のＧａＮ系量子ドット構造の製造方法。
【００１０】
（３）量子ドットの材料のバンドギャップが、該量子ドット形成のベース面となるベース層の材料および該量子ドットを埋め込む結晶層の材料の各々のバンドギャップよりも小さくなるように、ベース層の材料と供給するＧａＮ系材料（Ａ）とを選択するものである上記（１）または（２）記載のＧａＮ系量子ドット構造の製造方法。
【００１１】
（４）ベース層の材料および供給するＧａＮ系材料（Ａ）をＡｌＧａＮとして、そのＡｌＧａＮよりもＡｌ成分の減少した組成比の材料からなる量子ドットを形成するものである上記（１）記載のＧａＮ系量子ドット構造の製造方法。
【００１２】
また、本発明によるＧａＮ系量子ドット構造の製造方法の用途は、上記（１）〜（４）のいずれかに記載の製造方法によって得られるＧａＮ系量子ドット構造を、発光に係る部分として形成することを特徴とするＧａＮ系半導体発光素子の製造方法である。
【００１３】
以下、本明細書では、ベース層に用いるＧａＮ系材料を「ベース材料」、量子ドットを埋め込んでベース面上に成長する結晶層を「キャップ層」、量子ドットおよびキャップ層を形成すべくベース面に供給するＧａＮ系材料（Ａ）を「キャップ材料」、キャップ材料の供給によって組成が変化し形成される量子ドットのＧａＮ系材料を「ドット材料」と、各々の呼称を設け併用して説明する。
また、ＧａＮ系量子ドット構造（以下、単に「量子ドット構造」ともいう）とは、ＧａＮ系材料からなる量子ドットが、そのドット材料とは異なる組成比のＧａＮ系材料にて包含された構造をいう。なかでも、量子ドットが、バンドギャップのより大きい材料にて包含された構造は、発光素子に有用である。
【００１４】
【作用】
アンチサーファクタントによって表面処理がなされたベース面上にＧａＮ系材料を供給すると量子ドットが形成されるが、本発明者等は、供給するＧａＮ系材料を３元以上の組成とすると、量子ドット成長の一定の段階を境に、成長の態様と組成が変動するということを新たなる知見として得た。本発明者等は、この知見を積極的に利用し、キャップ材料だけを供給し続けることによって、先ず、そのキャップ材料に含まれる元素の範囲内で、該キャップ材料とは異なる組成にて量子ドットを成長させ、その組成比の自らの変動によって、本来意図した組成のキャップ層を成長させ、量子ドット構造を得ることを可能とした。
【００１５】
ここで、ＧａＮ系材料が結晶成長するように、気相成長法にて原料ガスを供給するとは、該ＧａＮ系材料が形成されるような元素の比にて、原料ガスを気相成長法の条件下でベース面上に供給することである。例えば、ＧａＮ系材料としてＡｌＧａＮを結晶成長させるには、Ａｌ原料としてトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、Ｇａ原料としてトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、Ｎ原料としてアンモニアを供給する等である。
【００１６】
従来の製造方法では、量子ドットの成長を第１段階とし、キャップ層の成長を第２段階として、供給原料や成長条件などを２段階に切り換えていたが、本発明の製造方法では、供給原料や成長条件の変更・切り替えを一切行わず、最初からキャップ層を成長させるための原料を供給し続けるだけで、それとは異なる組成比の量子ドットを成長させ、さらに供給したとおりの組成比のキャップ層を成長させるのである。
【００１７】
ただし、ベース材料とキャップ材料とは、上記（ｉ）の関係にある。即ち、ベース面の表面状態を何ら変化させることなく従来通りの結晶成長法・成長条件にてベース面上にキャップ材料を成長させた場合には、キャップ材料は、従来知られているとおり、膜としてベース面上を全面覆う結晶層として成長する材料である。即ち、ベース材料とキャップ材料とは、共にＧａＮ系材料であって少なくともその程度に格子整合しているということである。
【００１８】
ベース材料とキャップ材料とが上記のような格子整合の関係にある状態において、キャップ材料を構成する原料が供給されたとき、ベース面上に成長する結晶の態様が量子ドットとなるためには、ベース面にアンチサーファクタント（ベース面であるＧａＮ系結晶層表面の表面状態を変化させる物質）を作用させる。アンチサーファクタントの作用によるＧａＮ系結晶層表面の表面状態の変化については、詳しくは解明されていないが、表面自由エネルギーが小さくなる変化であると考えられる。ベース面の表面状態をこのように変化させることによって、キャップ材料を構成する原料の中から、キャップ材料とは異なる組成比のＧａＮ系材料が、ベース面上に量子ドットとして結晶成長し、一定の大きさまで成長した段階で組成比と成長の態様が変動し、量子ドットを埋め込むキャップ層へと変化する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の製造方法によってＧａＮ系量子ドット構造が形成される様子を示す断面図である。ＧａＮ系材料からなる結晶層をベース層Ｂとし、該ベース層の上面をベース面とする。ベース層Ｂは、気相成長装置の槽内に配置されており、ベース面上にＧａＮ系材料が結晶成長可能な環境となっている。この状態から、先ず図１（ａ）に示すように、槽内にアンチサーファクタントＳを供給し、ベース面と接触させてその表面状態を変化させる。次に、３元以上の組成を有するＧａＮ系材料（キャップ材料）に対応する原料を含有するガスａをベース面に供給する。キャップ材料は、ベース材料に対して上記（ｉ）の格子整合性を有するものとする。
【００２０】
この原料ガスａの供給を継続するだけで、図１（ｂ）に示すように、ベース面上に分散する量子ドットｄが成長し、さらに、該量子ドットｄを埋め込んでキャップ層Ｃが成長する。このとき、量子ドットｄを構成する物質の組成比は、供給した原料によって本来成長すべき結晶の組成比とは異なるものとなり、キャップ層Ｃを構成する物質の組成比は、供給した原料によって本来成長すべき結晶そのものとなる。
【００２１】
本発明でいうＧａＮ系材料とは、式Ｉｎ_XＧａ_YＡｌ_ZＮ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、０≦Ｚ≦１、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１）で表される III族窒化物半導体である。
【００２２】
ベース層の材料は、前記式で表される窒化物半導体であればよいが、量子ドット構造を発光素子の発光部分として用いるならば、ベース層の材料は、量子ドットの材料よりもバンドギャップの大きいものが好ましい。
【００２３】
ベース面上に供給するキャップ材料は、前記式で表される窒化物半導体のうち、必ず３元または４元の窒化物半導体とする。２元の材料をキャップ材料として供給したのでは、実質的に有効な組成比の変動がなく、キャップ材料と組成比の異なる量子ドットが形成されないからである。
【００２４】
ベース面上にどのような組成のキャップ材料を供給し、そこからどのような組成の量子ドットを成長させるかは限定されず、目的に応じて３元以上のＧａＮ系材料をキャップ材料に選択すればよい。発光素子の発光部として有用な材料の一例としては、ＡｌＧａＮが挙げられる。ＡｌＧａＮをキャップ材料として供給することによって、そのＡｌＧａＮよりもＡｌ成分の減少した組成比の材料からなる量子ドット（即ち、キャップ層よりもバンドギャップの小さい量子ドット）を成長させ、供給したとおりのＡｌＧａＮをキャップ層とすることができる。
【００２５】
ベース面に量子ドットを形成するには、上記作用の説明で述べたように、ベース面にその表面状態を変化させる物質（アンチサーファクタント）を作用させる。ベース面にアンチサーファクタントを作用させるには、ベース面とアンチサーファクタントとを接触させればよい。接触の方法は限定されないが、例えば、ＭＯＣＶＤ法によって、ＡｌＧａＮ結晶層上面をベース面とする場合であれば、ＭＯＣＶＤ装置内でＡｌＧａＮ結晶層が成長した後、該装置内にガス状のアンチサーファクタントを供給すればよい。その後、キャップ材料を供給し、量子ドット構造を形成する。
【００２６】
アンチサーファクタントをガス状として供給するには、例えば、テトラエチルシランをアンチサーファクタントとするのであれば、その溶液にＨ₂ガスをバブリングさせることにより、Ｈ₂ガスをキャリアガスとして供給する方法が挙げられる。
【００２７】
アンチサーファクタントとして用いられる物質は、上記（ｉ）の格子整合性を有するＧａＮ系材料がドット状に成長する程度にベース面の表面状態を変化させる物質であればよく、ベース材料と供給するキャップ材料との組合せによって適当なものが選択でき、限定されない。例えば、ＡｌＧａＮ結晶層をベース層として、該ベース面上にＡｌＧａＮの原料を供給し量子ドットを形成させる場合、アンチサーファクタントとしては、テトラエチルシランが挙げられる。その他、ＳｉＨ₄、Ｓｉ₂Ｈ₆、またはこれらの混合ガス、Ｃｐ₂Ｍｇ（ビスシクロペンタジエニルマグネシウム）等が挙げられる。
【００２８】
量子ドットおよびキャップ層を成長させるときの原料供給法を含む結晶成長方法は、気相成長法に従えばよく、特にＭＯＣＶＤ、ＭＢＥなどが好ましい方法として挙げられる。
【００２９】
個々の量子ドットの大きさ、形状、また量子ドットの分散の度合いは、アンチサーファクタントの供給量、量子ドットの成長温度、ベース材料の組成をパラメータとして変化させることによって制御することができる。
【００３０】
以上は、１つの量子ドット構造を製造する方法であるが、これを繰り返すことによって、多重の量子ドット構造を容易に形成することができる。即ち、図２に５段の例を挙げて示すように、先ず、ベース層Ｂの上面に対するキャップ材料の供給によって量子ドットｄ１とキャップ層Ｂ１とを形成し量子ドット構造となった状態で、この量子ドットとキャップ層との組を１段として数える。そのキャップ層Ｂ１の上面を新たにベース面として、再びキャップ材料を供給し、量子ドットｄ２とキャップ層Ｂ２との組を成長させるという繰り返しの態様にて、最初のベース層Ｂ上に、量子ドットとキャップ層との組を（ｄ１、Ｂ１）〜（ｄ５、Ｂ５）として、５段まで積層し、多重量子ドット構造とするのである。
【００３１】
多重量子ドット構造の各段に形成される量子ドットのバンドギャップは、そのベース層の材料のバンドギャップよりも小さくなるように、供給するキャップ材料を選択すればよい。多重量子ドット構造において、各段の量子ドットとその周囲の材料とのバンドギャップの関係がこの条件を満足するのであれば、各段のキャップ材料同士は、互いに異なるバンドギャップでもよい。
【００３２】
本発明によって得られる量子ドット構造は、図３に示すように、半導体発光素子における発光現象に係る部分として好ましく利用することができる。その発光現象が、電子またはホールの注入によって量子ドット中において電子とホールとが再結合し発光する現象である場合、ベース材料、キャップ材料のバンドギャップよりも、量子ドットを構成する材料のバンドギャップを小さくすることが必要となる。このような関係を満たす好ましいキャップ材料としては、上記したようにＡｌＧａＮが挙げられる。また、その場合、量子ドットとの大きなバンドギャップの差を得るため、ベース材料もＡｌＧａＮとするのが好ましい。
【００３３】
本発明による量子ドット構造の製造方法を用いたＧａＮ系発光素子の製造例を図３に示す。同図では、説明のために簡単な構造のＬＥＤを例として示している。同図に示すように、結晶基板１上に、ＧａＮ系材料からなる結晶層を順次成長させて積み重ね、上記説明によって形成される量子ドット構造３を含む積層体Ｓを形成し、これにｐ型側の電極６とｎ型側の電極７を設けて構成する。層２はｎ型コンタクト層、層４はベース層Ｂ（ｎ型クラッド層）と対をなすｐ型クラッド層、層５はｐ型コンタクト層であり、いずれもＧａＮ系材料からなる。
【００３４】
図３の例における伝導型（ｐ型、ｎ型）の上下位置関係は、伝導型を形成するための加工上の理由から、結晶基板側をｎ型とし上層側をｐ型とする一般的なものとなっている。また、同図の例では、結晶基板に絶縁体（サファイア結晶基板）を用いており、層２の上面を露出させ、その面に電極７を設けるという電極の配置となっている。しかし、ｐ／ｎ型の上下が逆の態様や、結晶基板が導電性を有する場合の電極配置なども自由に選択してよい。
【００３５】
図３の量子ドット構造３におけるベース層Ｂとキャップ層Ｃの伝導型は、同じであっても、互いに異なるものであってもよく、発光素子における発光部分としてどのように用いるかによって選択すればよい。
図３の例では、量子ドット構造３は、第１伝導型（図ではｎ型）のベース層Ｂ（ｎ型クラッド層として機能する）と、多数の量子ドットｄ（アンドープ）と、キャップ層Ｃ（アンドープ）とからなり、その上にさらにｐ型クラッド層４が形成されている。
また、図３のベース層Ｂをアンドープとし、その下側にｎ型のクラッド層を別途設けた構造としてもよい。
【００３６】
上記したように、発光素子では、ベース材料およびキャップ材料の各々のバンドギャップの大きさは、ともにドット材料のバンドギャップの大きさよりも大きいものとする。これは、発光部である量子ドットに電子およびホールを効率よく注入するためである。
【００３７】
結晶基板は、ＧａＮ系結晶が成長可能なものであればよく、例えば、従来からＧａＮ系結晶を成長させる際に汎用されている、サファイア、水晶、ＳｉＣ等が挙げられる。なかでも、サファイアのＣ面、Ａ面、６Ｈ−ＳｉＣ基板、特にＣ面サファイア基板が好ましい。またこれら材料の表面に、ＧａＮ系結晶との格子定数や熱膨張係数の違いを緩和するためのＺｎＯ、ＭｇＯやＡｌＮ等のバッファー層を設けたものであっても良く、さらにはＧａＮ系結晶の薄膜を表層に有するものでもよい。図３の例では、基礎となるサファイア結晶基板１ａ上に、格子整合性を改善するためのバッファー層１ｂが形成されたものを結晶基板１として用いている。
【００３８】
【実施例】
本実施例では、本発明による量子ドット構造の製造方法を用いながら、図３に示す構造のＬＥＤを実際に製作した。本実施例では、量子ドット構造部分におけるベース材料をＡｌＧａＮとし、キャップ材料としてＡｌＧａＮを原料供給することによって、ＡｌＧａＮベース層Ｂと、量子ドットｄと、ＡｌＧａＮキャップ層Ｃとからなる量子ドット構造３を、発光素子中に形成した例である。
量子ドット構造３は、ベース層（ｎ型クラッド層）ＢをＡｌ_0.15Ｇａ_0.85Ｎとし、キャップ層ＣをアンドープのＡｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎとした。このとき、形成された量子ドットの組成を調べたところ、Ａｌは検出限界以下であり、実質的にＧａＮとして扱える組成であった。
また、ｐ型クラッド層４の材料は、Ａｌ_0.15Ｇａ_0.85Ｎとした。
【００３９】
〔結晶基板１の形成〕
最も基礎の結晶基板１ａとしてはサファイアＣ面基板を用いた。まずこのサファイア基板１ａをＭＯＣＶＤ装置内に配置し、水素雰囲気下で１２００℃まで昇温し、サーマルエッチングを行った。その後温度を５００℃まで下げＡｌ原料としてＴＭＡ、Ｎ原料としてアンモニアを流し、ＡｌＮ低温バッファー層１ｂを３０ｎｍ成長させ、結晶基板１を得た。
【００４０】
〔ｎ型コンタクト層２の形成〕
成長温度を１０００℃に昇温し、Ｇａ原料としてＴＭＧ、Ｎ原料としてアンモニア、ドーパント原料としてシランを流し、ｎ型ＧａＮコンタクト層２を３μｍ成長させた。
【００４１】
〔量子ドット構造３の形成〕
▲１▼ベース層Ｂの形成；成長温度を１１００℃とし、ＴＭＡ、ＴＭＧ、アンモニア、ドーパント原料としてシランを供給し、ｎ型Ａｌ_0.15Ｇａ_0.85Ｎからなるベース層Ｂを０．５μｍ成長させた。ベース層Ｂは、ｎ型クラッド層としての機能を果たす層である。
【００４２】
▲２▼ベース面の表面処理；温度を１０００℃とし、Ｈ₂ガスをキャリアとしてテトラエチルシランを供給し、ベース面に１０秒間接触させた。
【００４３】
▲３▼量子ドットｄとキャップ層Ｃの形成；成長温度を１１００℃とし、ＴＭＡ、ＴＭＧ、アンモニアを供給したところ、先ずベース面上には量子ドットｄが成長し、さらにこれを内部に埋め込むように、ＡｌＧａＮキャップ層Ｃが成長した。上記したように、量子ドットを構成する材料は実質的にＧａＮと言えるものであった。キャップ層Ｃの層厚は２０ｎｍとした。
【００４４】
〔ｐ型クラッド層４の形成〕
成長温度を１１００℃とし、ＴＭＡ、ＴＭＧ、アンモニア、ドーパント原料としてビスシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ₂ Ｍｇ）を供給し、ｐ型Ａｌ_0.15Ｇａ_0.85Ｎからなるクラッド層４を０．５μｍ成長させた。
【００４５】
〔ｐ型コンタクト層５の形成〕
成長温度を１０００℃とし、ＴＭＧ、アンモニア、およびドーパント原料としてＣｐ₂ Ｍｇを供給し、ｐ型ＧａＮコンタクト層５を１μｍ成長させた。
【００４６】
〔電極の形成等〕
試料を装置から取り出し、窒素雰囲気、８００℃で２０分間アニール処理を行った。最後に、ｐ型コンタクト層５の上にｐ型電極６を形成し、また、ドライエッチングにより積層体の上面からｐ型層と量子ドット構造の一部をエッチング除去し、ｎ型コンタクト層２の上面を露出させ、ｎ型電極７を形成し、ＬＥＤとした。
【００４７】
このＬＥＤを、Ｔｏ−１８ステム台にマウントし、２０ｍＡでの光度の測定を行ったところ、５０ｍｃｄであり、優れた発光特性を有する発光素子であることがわかった。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように、本発明の製造方法によって、より原料供給の工程を簡略化してＧａＮ系量子ドット構造を製造できるようになり、ＧａＮ系半導体発光素子の製造にも、発光部分の製造方法として好ましく取り入れることができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法によってＧａＮ系量子ドット構造が形成される様子を示す断面図である。同図では、他の層と区別するために、ベース層にハッチングを施している。また、図中の量子ドットは、存在を示すための模式的な表現であって、現実の量子ドットの形状とは無関係である。
【図２】図１に示す製造方法を繰り返すことによって得られるＧａＮ系の多重量子ドット構造の一例を示す断面図である。同図では、断面を示すハッチングを省略している。
【図３】本発明によって製造されたＧａＮ系発光素子の一例を示す断面図である。同図では、説明のために、各層の厚み、量子ドット・電極の寸法などを誇張して示しており、実際の比率とは異なる。また、他の層と区別するために、電極、ベース層、キャップ層にハッチングを施している。
【符号の説明】
ａキャップ材料を形成するための原料ガス
Ｂベース層
Ｃキャップ層
ｄ量子ドット
Ｓアンチサーファクタント

Claims

ＧａＮ系材料からなる結晶層をベース層とし、該ベース層の上面をベース面として、該ベース面の表面状態をアンチサーファクタントによって変化させ、
３元以上の組成を有しかつ下記（ｉ）の格子整合性を有するＧａＮ系材料（Ａ）を、気相成長法にて、前記材料（Ａ）および成長条件の変更を行なうことなくベース面に供給し続けることによって、
供給したＧａＮ系材料（Ａ）とは異なる組成比のＧａＮ系材料からなり、ベース面上に分散する量子ドットと、
供給したＧａＮ系材料（Ａ）と同じ組成比のＧａＮ系材料からなり、前記量子ドットを埋め込んでベース面上に成長する結晶層とを、
形成する工程を有することを特徴とするＧａＮ系量子ドット構造の製造方法。
（ｉ）ベース面の表面状態を変化させるような表面処理を施すことなく、該ベース面上にＧａＮ系材料（Ａ）を直接的に結晶成長させたとき、該ベース面上に膜状に結晶成長し得るような、ベース層のＧａＮ系材料に対する格子整合性。
上記量子ドットを埋め込んでベース面上に成長する結晶層を新たにベース層とする繰り返しの態様にて、量子ドットとこれを埋め込む結晶層との形成を繰り返し、それによって最初のベース面上に、量子ドットとこれを埋め込む結晶層との組を１段としてこれを２段以上積層し、多重の量子ドット構造とするものである請求項１記載のＧａＮ系量子ドット構造の製造方法。
量子ドットの材料のバンドギャップが、該量子ドット形成のベース面となるベース層の材料および該量子ドットを埋め込む結晶層の材料の各々のバンドギャップよりも小さくなるように、ベース層の材料と供給するＧａＮ系材料（Ａ）とを選択するものである請求項１または２記載のＧａＮ系量子ドット構造の製造方法。
ベース層の材料および供給するＧａＮ系材料（Ａ）をＡｌＧａＮとして、そのＡｌＧａＮよりもＡｌ成分の減少した組成比の材料からなる量子ドットを形成するものである請求項１記載のＧａＮ系量子ドット構造の製造方法。
請求項１〜４のいずれかに記載の製造方法を用い、該製造方法によって得られるＧａＮ系量子ドット構造を、発光に係る部分として形成することを特徴とするＧａＮ系半導体発光素子の製造方法。