JP6147336B2 - オプトエレクトロニクス半導体チップのための活性領域を製造するための方法 - Google Patents

オプトエレクトロニクス半導体チップのための活性領域を製造するための方法 Download PDF

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Description

本発明は、オプトエレクトロニクス半導体チップのための活性領域を製造するための方法に関する。更に本発明は、相応の半導体チップに関する。
本発明が解決すべき課題は、大電流の線形性が高められたオプトエレクトロニクス半導体チップを提供することである。
この課題は、特に、独立請求項の特徴を備えている方法及びオプトエレクトロニクス半導体チップによって解決される。有利な実施の形態は従属請求項に記載されている。
少なくとも一つの実施の形態によれば、本方法は、活性領域のための成長ベース部を準備するステップを備えている。成長ベース部は例えば、GaNから成る層とInGaNから成る層とが交互に設けられている超格子である。GaN層及び/又はInGaN層をそれぞれドーピングすることができ、例えばn型にドーピングすることができる。超格子は例えば、別の層、特にn導電型層、例えば電流拡散層、バッファ層、種層及び/又はマスキング層に成長されている。有利には、成長ベース部は超格子の一番上にあるGaN層である。
少なくとも一つの実施の形態によれば、本方法は、第4のバリア層を成長させるステップを備えている。この第4のバリア層は特に、成長ベース部に直接的に成長されるか、又は第3のバリア層に成長される。第4のバリア層はAlx4Iny4Ga1-x4-y4N、但し0≦x4≦0.40、且つ第4のバリア層にわたり平均して0<y4≦0.4、を基礎としている。x4≦0.01又はx4=0の場合、有利には0<y4≦0.15である。他の全てのバリア層と同様に、第4のバリア層は有利にはドーピングされていない。その場合、異種原子の濃度は特に最大で5×10-16cm-3である。択一的に、第4のバリア層をドーピングすることもでき、またオプションとして他のバリア層も同様にドーピングすることができる。
少なくとも一つの実施の形態によれば、第4のバリア層が、インジウム含有量に関して勾配を有するように成長される。その場合、インジウム含有量は成長方向に沿って平均して増大する。つまり、パラメータy4は成長方向に沿って大きくなる。
少なくとも一つの実施の形態によれば、本方法は、量子井戸層を第4のバリア層に成長させるステップを備えている。特に、量子井戸層は第4のバリア層に直上に成長される。量子井戸層はInyGa1-yNを基礎としている。ここで有利には、0.08≦y≦0.35であるか、又は0.08≦y≦0.3である。量子井戸層という語句に次元に関する制限はない。有利には、量子井戸層は二次元の量子井戸として形成されている。製造が完了したオプトエレクトロニクス半導体チップの動作時に、量子井戸層は、特に紫外線スペクトル領域及び/又は青色スペクトル領域及び/又は緑色スペクトル領域のビームを形成するように構成されている。
少なくとも一つの実施の形態によれば、本方法は、第1のバリア層を成長させるステップを備えている。有利には、第1のバリア層は量子井戸層の直上に成長される。第1のバリア層はAlx1Iny1Ga1-x1-y1N、但し、0≦x1≦0.4、且つ第1のバリア層にわたり平均して0<y1≦0.15、を基礎としている。x1≦0.01又はx1=0の場合、有利には0<y1≦0.15である。インジウム含有量は特に有利には、成長方向に沿って平均して減少する。
少なくとも一つの実施の形態によれば、有利には、第1のバリア層の直上に第2のバリア層が成長される。第2のバリア層はGaNを基礎としている。
本方法の少なくとも一つの実施の形態によれば、第3のバリア層が成長される。特に、第3のバリア層は第2のバリア層の直上に成長される。第3のバリア層はGaNを基礎としている。
本方法の少なくとも一つの実施の形態によれば、H2ガスの供給下で第3のバリア層が成長される。換言すれば、第3のバリア層の成長時に成長反応炉内に水素ガスが供給されている。有利には水素ガスは第3のバリア層の成長時にのみ供給される。従って、第1、第2及び第4のバリア層並びに量子井戸層の成長は、有利には水素ガスが供給されずに行われる。
成長という語句は、特にエピタキシャル成長、有利には金属有機気相エピタキシ、略してMOVPEに関連する。
少なくとも一つの実施の形態において、本方法は、オプトエレクトロニクス半導体チップのための活性領域を製造するために構成されている。本方法は、少なくとも以下のステップを備えているか、又は以下のステップだけを備えており、有利には以下に記載の順序でステップが実施される:
Alx4Iny4Ga1-x4-y4N、但し0≦x4≦0.40、且つ平均して0<y4≦0.4を基礎とする第4のバリア層を、成長方向に沿ってIn含有量が有利には増大するように成長させるステップ、
第4のバリア層に、InyGa1-yN、但し0.08≦y≦0.35、を基礎とする量子井戸層を成長させるステップ、
量子井戸層に、Alx1Iny1Ga1-x1-y1N、但し0≦x1≦0.40、且つ平均して0<y1≦0.4を基礎とし、In含有量は成長方向に沿って有利には減少する第1のバリア層を成長させるステップ、
第1のバリア層に、GaNを基礎とする第2のバリア層を成長させるステップ、
第2のバリア層に、H2ガスの供給下で、GaNを基礎とする第3のバリア層を成長させるステップ。
材料系AlInGaNを基礎としている発光ダイオードでは、特に動作電流密度が10A/cm2を上回ると、電流−電力特性曲線における非線形が顕著になる。この現象は効率減少又はドループ現象(Efficiency-Droop)とも称される。ドループ現象の原因の一つとして、III族窒化物が圧電材料であることが挙げられる。生じた電界によって、いわゆる量子閉じ込めシュタルク効果(Quantum Confined Stark Effect)が生じる。この効果によって、特に発光ダイオードの多重量子井戸構造における電荷輸送に悪影響が及ぼされる恐れがある。
量子井戸層間に設けられている、特にちょうど四つの部分層から成るバリアの比較的複雑な層構造によって、そのようにして製造されたオプトエレクトロニクス半導体チップの大電流の線形性が改善されている。特に、水素ガスが供給されることによって、殆どインジウムを含有していない、従って非常に品質の高い純粋なGaN層を第3のバリア層として達成することができる。これによって、その後に成長される層の品質が改善される。
本方法の少なくとも一つの実施の形態によれば、四つのバリア層並びに量子井戸層の上述した順序での成長が何度も繰り返され、特にそれらの層は直接的に重ねて成長される。例えば、活性領域は少なくとも三つ又は少なくとも四つの量子井戸層を含んでおり、各量子井戸層には複数のバリア層が対応付けられている。択一的又は付加的に、量子井戸層の数は最大で10又は最大で8である。
本方法の少なくとも一つの実施の形態によれば、第3のバリア層の成長中のH2の流量は少なくとも、Nについての反応ガスの流量の少なくとも15%、又は少なくとも20%、又は少なくとも25%である。択一的又は付加的に、H2の流量はNについての反応ガスの流量の最大で55%、又は最大で50%、又は最大で40%である。ここでは流量が、特に1分間当りの標準リットル、略してslpm又はslmで決定される。この流量はガス流量とも称される。また流量は、時間単位当りの標準条件下での成長時に供給される分子量に関する尺度である。Nについての反応ガスは有利にはNH3である。同様にN24を使用することもできる。
少なくとも一つの実施の形態によれば、第1のバリア層及び第4のバリア層はそれぞれ、少なくとも0.5nm、又は少なくとも0.6nm、又は少なくとも0.7nmの平均厚さを有している。択一的又は付加的に、第1のバリア層及び第4のバリア層の平均厚さは最大で1.8nm、又は最大で1.4nm、又は最大で1.2nmである。特にこの平均厚さは、約4±1の原子層に応じて、約0.8nmから0.9nmである。
少なくとも一つの実施の形態によれば、第2のバリア層及び第3のバリア層はそれぞれ、少なくとも0.5nm、又は少なくとも0.7nm、又は少なくとも0.8nmの平均厚さを有している。択一的又は付加的に、この平均厚さは最大で2.0nm、又は最大で1.8nm、又は最大で1.4nmである。特にこの平均厚さは、約5±1の原子層に応じて、約1.0nm、又は約1.1nmである。
少なくとも一つの実施の形態によれば、第3のバリア層は、その平均厚さが第2のバリア層の平均厚さよりも大きくなるように成長されている。第2のバリア層の平均厚さと第3のバリア層の平均厚さの差は、例えば少なくとも0.1nm、又は少なくとも0.15nm、また択一的又は付加的に最大で0.5nm、又は最大で0.3nmである。特に、厚さの平均的な差は原子層一つ分である。
本方法の少なくとも一つの実施の形態によれば、量子井戸層は、少なくとも2.5nm、又は少なくとも2.7nm、又は少なくとも2.9nmの平均厚さを有している。択一的又は付加的に、量子井戸層の平均厚さは最大で4.5nm、又は最大で4.0nm、又は最大で3.7nmである。
少なくとも一つの実施の形態によれば、量子井戸層の厚さと四つのバリア層の厚さの和である総厚は、少なくとも5.5nm、又は少なくとも6.0nmである。択一的又は付加的に、この総厚は最大で8.5nm、又は最大で7.5nmである。
少なくとも一つの実施の形態によれば、パラメータx1及び/又はx4はそれぞれ0.02以下、又は0.01である。特に、パラメータx1及びx4はそれぞれ製造公差の範囲で0でも良く、その場合には、アルミニウム濃度は有利には最大で2×1016cm-3である。
少なくとも一つの実施の形態によれば、パラメータy1及びy4はそれぞれ少なくとも0.01、又は少なくとも0.02、又は少なくとも0.04である。択一的又は付加的に、パラメータy1及びy4は最大で0.20、又は最大で0.15、又は0.11である。
少なくとも一つの実施の形態によれば、パラメータyは少なくとも0.10、又は少なくとも0.12である。択一的又は付加的に、パラメータyは最大で0.25、又は最大で0.20、又は最大で0.18である。
本方法の少なくとも一つの実施の形態によれば、成長方向に沿って、第1のバリア層及び第4のバリア層にわたり、パラメータy1及びy4はそれぞれ、少なくとも0.02、又は少なくとも0.03、又は少なくとも0.04変化する。択一的又は付加的に、この変化は最大で0.07、又は最大で0.06である。
少なくとも一つの実施の形態によれば、インジウム含有量は成長方向に沿って、第1のバリア層及び第4のバリア層においてそれぞれ単調に、又は極めて単調に変化する。択一的に、第1のバリア層におけるインジウム含有量の減少及び第4のバリア層におけるインジウム含有量の増大を、インジウム含有量の実際の経過に関する最良適合直線によっても決定することができる。
少なくとも一つの実施の形態によれば、量子井戸層の成長時及び/又はバリア層の成長時の成長速度は最大で0.03nm/秒又は最大で0.02nm/秒である。この場合、成長は比較的緩慢に行われる。
本方法の少なくとも一つの実施の形態によれば、Nについての反応ガスの流量と、周期表の第13族元素、つまり特にインジウム及びガリウムについての反応ガスの流量の比の値が少なくとも30,000、又は少なくとも70,000、又は少なくとも100,000である。反応ガスは、例えばガリウムについてはトリメチルガリウム又はトリエチルガリウムであり、インジウムについてはトリメチルインジウム又はトリエチルインジウムである。アルミニウムについては、例えばトリメチルアルミニウム又はトリエチルアルミニウムを使用することができる。以前は、周期表の第13族元素はIII族とも称されていた。
少なくとも一つの実施の形態によれば、少なくとも第1のバリア層及び第4のバリア層の成長時の成長温度は、量子井戸層の成長時の成長温度に比べて高められている。例えばこの温度上昇は0℃よりも高いか、又は、少なくとも1℃、又は少なくとも10℃、又は少なくとも15℃である。択一的又は付加的に、この温度上昇は最大で100℃、又は最大で60℃、又は最大で40℃である。
少なくとも一つの実施の形態によれば、活性領域の複数の層に関する成長温度はそれぞれ少なくとも730℃、又は少なくとも750℃である。択一的又は付加的に、成長温度は最大で850℃、又は最大で810℃である。
少なくとも一つの実施の形態によれば、パラメータx1及び/又はx4はそれぞれ0よりも大きい。換言すれば、その場合には第1のバリア層及び第4のバリア層がAlInGaNを基礎としている。Alについての反応ガスの供給と、Ga及び/又はInについての反応ガスの供給は、有利には時間的にずらされて行われる。窒素についての反応物質ガスは有利には継続的に供給される。換言すれば、アルミニウムについての反応ガスは、ガリウム及びインジウムについての反応ガスと時間的に同時に供給されることはない。特に、成長時には第13族元素についての複数の反応ガスの内の一種類だけがその都度供給される。Ga,In及びAlについての個々の反応ガスの供給の合間には、有利には1秒以上2秒以下、特に最大で10秒、又は最大で20秒の期間が存在する。有利には、この期間は高々、原子層一つ分の成長に平均して必要とされる時間に相当する。
少なくとも一つの実施の形態によれば、第1のバリア層及び第4のバリア層の成長時に、O2又は酸素化合物が供給される。特に、原子状酸素及び/又は活性酸素を提供する酸素化合物が供給される。その種の酸素化合物を、アルミニウムについての反応ガスとしても使用することができる。酸素化合物として例えば、ジエチルアルミニウムエトキシド、又はN2及びO2から成る混合物が挙げられる。酸素濃度は有利には10%以下、特に0.1%以下のドーパント範囲である。
本方法の少なくとも一つの実施の形態によれば、量子井戸層は、少なくとも435nm及び/又は最大で475nm又は最大で545nmの放射波長を有するように構成されている。
更に、オプトエレクトロニクス半導体チップが提供される。半導体チップは、上述の一つ又は複数の実施の形態と関連させて説明したような方法によって製造される。従って本方法の特徴は半導体チップの特徴も表しており、またその逆も当てはまる。
半導体チップの少なくとも一つの実施の形態においては、第3のバリア層は第2のバリア層よりも高いGaN結晶品質を有している。択一的又は付加的に、第3のバリア層におけるインジウムの不純物は、第2のバリア層における不純物よりも少ない。
2の供給に基づき、第3のバリア層は高められた品質を有している。特に有利には、第2のバリア層に対してH2は供給されない。何故ならば、H2を供給することによって、量子井戸層の材料品質、特に直前に成長された量子井戸層の材料品質に悪影響が及ぼされる恐れがあるからである。H2を供給することによる効果は、Inを成長反応炉から除去し、従って第3のバリア層へのInの不所望な侵入を阻止することである。
第1のバリア層及び第4のバリア層への付加的なInの供給によって、それらの層における材料品質が劣化する可能性があるが、しかしながら、量子井戸層のIn含有量が適合される。第3のバリア層がH2の供給下で、従って高品質で成長されることによって、この第3のバリア層に続いて成長される、Inを含有する層の品質にも影響が及ぼされ、それによって殊に高品質のInGaNバリア層が得られる。
以下では、本発明による方法並びに本発明によるオプトエレクトロニクス半導体チップを、図面を参照しながら複数の実施例に基づき詳細に説明する。個々の図面において、同一の構成要素には同一の参照番号を付している。しかしながら、図面は縮尺通りの関係性を表したものではなく、むしろより良い理解のために個々の構成要素を過度に拡大して図示している場合もある。
本発明によるオプトエレクトロニクス半導体チップの一つの実施例の概略的な断面図を示す。 本発明による半導体チップのための活性領域の概略図を示す。 本発明による方法の経過に関するチャートを示す。
図1には、活性領域2を備えているオプトエレクトロニクス半導体チップ1の一つの実施例が概略的に示されている。半導体チップ1は、個別には図示していないGaNの層及びInGaNの層が交互に設けられている超格子3を有している。超格子の一番上の層はGaNによって形成されている。
成長方向zに沿って、超格子3にはInGaNから成る第4のバリア層24が続いている。この第4のバリア層24には、半導体チップ1の動作時に電磁ビームを形成するための量子井戸層20が続いている。量子井戸層20には、InGaNを基礎とする第1のバリア層21が続いている。この第1のバリア層21には第2のバリア層22及び第3のバリア層23が続いており、これらの第2及び第3のバリア層はそれぞれGaNを基礎としている。これらの一連の層は活性領域2内部において繰り返し複数個設けられている。成長方向zに沿って見て、活性領域2の一番上にある層は、特に複数ある第3のバリア層23の内の一つを形成している。
図2においては、活性領域2が、成長方向zに沿った位置に応じたバンドギャップEの経過に基づいて図示されている。隣り合う二つの量子井戸層20の間には、四つのバリア層21,22,23,24が設けられている。層21,24内にはインジウムの割合に関して勾配が存在する。量子井戸層20から離れる方向において、インジウムの割合はそれぞれ低下し、例えば約10%から約5%に低下する。上記の説明とは異なり、バリア層21,24はAlInGaNを基礎としていてもよい。
量子井戸層20を挟むように設けられているInGaNバリア層21,24は有利には、層21,22,23,24から成るバリア全体の幾何学的な中心に対称的に成長されている。しかしながら、第1のバリア層21及び第4のバリア層24をバリア層の中心に非対称的に成長させることもできる。有利には、第1のバリア層21及び第4のバリア層24の厚さは最大で1nm又は最大で3nmである。
第2のバリア層22及び第3のバリア層23から成るGaNバリア領域は、有利には3nm以下又は2.2nm以下の厚さを有している。例えば、このGaNバリア領域は約1.5nm又は約2.1nmの平均厚さを有している。
図3には、オプトエレクトロニクス半導体チップ1を製造するための方法が、それぞれ時間tに依存する、温度経過及びガス流量Q又はH2ガス流量に基づきプロットされている。ここでは温度が、温度変化ΔT(単位℃)として示されており、また量子井戸層20についての成長温度に関連付けられている。
図3からは、量子井戸層20が第2のバリア層22及び第3のバリア層23よりも約15℃低い温度で成長されることが見て取れる。第1のバリア層21及び第4のバリア層24の成長中にそれぞれ温度が変化され、特に温度がスロープ状に適応される。
他の全ての実施例においても同様に、図2に示したものとは異なり、第1のバリア層21及び第4のバリア層24におけるインジウムの割合を、量子井戸層20のインジウム含有量から出発して、バリア層22,23まで連続的に又は段階的に0に低減することもできる。インジウム含有量の勾配を例えば、第1のバリア層21及び第4のバリア層24についての成長温度を介して、又は、インジウムについての反応物流量を介して調整することもできる。
図3とは異なり、バリア層21,22,23,24と量子井戸層20とを製造公差の範囲で同一温度において成長させることも同様に可能である。
更に図3には、GaNを基礎とする第3のバリア層23の成長中にH2が供給されることも示されている。これによって、残余インジウムを成長面から除去することができ、従って第3のバリア層23を非常に高い品質で形成することができる。
特に有利には、第2のバリア層22及び第3のバリア層23の成長中に、インジウムについての反応ガスの供給は停止されている。特に、インジウムについての反応物質は供給されないが、その一方で水素ガスが供給される。H2の流量は、その都度最大で3パーセントポイントの公差で、Nについての反応ガス、有利にはNH3の流量の例えば1/6、1/5、1/4、1/3又は1/2である。代替的な実施の形態においては、図3に示したものとは異なり、水素ガスを第2のバリア層22及び第3のバリア層23の両層を成長させている間に供給することができる。
GaN層22,23の堆積中、Nについての反応ガスの流量と周期表の第13族元素についての反応ガスの流量の比の値は有利には少なくとも100,000である。
第1のバリア層21及び第4のバリア層24に対してInGaNの代わりにAlInGaNが使用される場合、有利には周期表の第13族元素の個々の元素についての複数の反応ガスは同時にはエピタキシ反応炉には導入されない。Nについての反応ガスのソースは有利には開かれ続ける。
第13族元素についての反応ガスをパルス状に供給することができる。反応ガスのパルス列として、例えばAlx*(In−Ga)が考えられ、ここで、xは有利には1以上5以下の数である。つまり例えば、アルミニウム反応ガスを含む一つのパルスには、インジウム反応ガスを含む三つのパルス及びガリウム反応ガスを含む三つのパルスが続く。アルミニウムパルスとインジウムパルスとの間の成長休止期間は0秒から10秒以下、有利には1秒以上且つ2秒以下である。個々のパルスは有利には10秒以下の持続時間、特に1秒以上且つ2秒以下の持続時間を有している。
成長率は、第1のバリア層21及び第4のバリア層24については、有利には約0.02nm/秒であり、Nについての反応ガスの流量と、第13族についての反応ガスの流量の比の値は特に少なくとも40,000である。Al濃度は例えば0.01%以上且つ40%以下であり、またIn濃度は有利には少なくとも1%及び/又は最大で40%である。
AlInGaN層21,24の堆積は、AlInGaNの材料品質に持続的に好影響が及ぼされるように、インジウム原子のアルミニウム原子への結合に影響を及ぼすために、酸素を供給しながら行なうことができる。酸素濃度はこの場合、例えば0.1%以下又は10%以下である。
例えば、活性領域は以下のように構成されており、また以下のように製造される:
五つの量子井戸層20が、450nmの波長を形成するように、770℃の温度で堆積される。成長率は0.014nm/秒である。Nについての反応ガスと第13族元素についての反応ガスの比の値は30,000である。量子井戸層20はそれぞれ約3.3nmの厚さを有している。
InGANバリア層21,24は平均して7.5%のインジウム濃度を有している。第1のバリア層21及び第4のバリア層24に関する成長温度は、第2のバリア層22及び第3のバリア層23に関する成長温度と量子井戸層20の成長温度の間にある。成長方向zにおいて量子井戸層20を挟むように設けられているバリア層21,24は対称的に成長される。バリア層21,24はそれぞれ約0.75nmの平均厚さを有している。
バリア層22,23から成るGaNバリア領域の厚さは約1.5nmである。このGaNバリア領域はインジウムについての反応物の供給が停止された状態で成長される。GaNバリア領域の成長の1/3が経過した時点で、水素ガスが反応炉に供給される。水素ガスの流量はNH3ガスの流量をもとに定められており、NH3ガスの流量の約1/4である。GaNバリア領域の成長中に、Nについての反応物の流量と第13族元素についての反応物の流量の比の値は110,000である。GaNバリア領域は、量子井戸層20と同じ成長温度で堆積されるか、又は約20℃高い温度で堆積される。
量子井戸層20を備えているバリア層21,22,23,24は約7.0nmの厚さの超格子を有している。
別の例によれば、半導体チップは以下のように構成されており、また以下のように成長される:
量子井戸層が上述の例において説明したように成長される。GaNバリア層22,23も上述の例において説明したように成長される。
第1のバリア層21及び第4のバリア層24はAlInGaNを基礎としており、またAl含有量はIn含有量とほぼ等しく、約30%である。バリア層21,24は、量子井戸層20の成長温度に比べて約15℃高い温度で成長される。AlInGaNバリア層21,24は、層22,23から成るGaN領域に関して対称的に成長される。バリア層21,24はそれぞれ約0.75nmの厚さを有している。オプションとして、バリア層21,24の成長時に酸素を供給することができる。
上記において説明した本発明は、実施例に基づいた上記の説明によって限定されるものではない。むしろ本発明は、あらゆる新規の特徴並びにそれらの特徴のあらゆる組み合わせを含むものであり、これには殊に特許請求の範囲に記載した特徴の組み合わせ各々が含まれ、このことはそのような組み合わせ自体が特許請求の範囲あるいは実施例に明示的には記載されていないにしても当てはまる。
本願は、ドイツ連邦共和国特許出願第10 2012 104 671.9号の優先権を主張するものであり、その開示内容は参照により本願に含まれるものとする。

Claims (14)

  1. オプトエレクトロニクス半導体チップ(1)のための活性領域(2)を製造するための方法において、
    Alx4Iny4Ga1-x4-y4N、但し0≦x4≦0.40、且つ平均して0<y4≦0.4、からなる第4のバリア層(24)を、成長方向(z)に沿ってIn含有量が増大するように成長させるステップと、
    前記第4のバリア層(24)に、InyGa1-yN、但し0.08≦y≦0.35、からなる量子井戸層(20)を成長させるステップと、
    前記量子井戸層(20)に、Alx1Iny1Ga1-x1-y1N、但し0≦x1≦0.40、且つ平均して0<y1≦0.4、からなる第1のバリア層(21)を、前記成長方向(z)に沿ってIn含有量が減少するように成長させるステップと、
    前記第1のバリア層(21)に、GaNからなる第2のバリア層(22)を成長させるステップと、
    前記第2のバリア層(22)に、GaNからなる第3のバリア層(23)を成長させるステップと、
    を備えており、
    前記第3のバリア層(23)だけをH2ガスの供給下で成長させ、
    前記量子井戸層(20)と、隣接する前記第1のバリア層(21)及び前記第4のバリア層(24)との間に、ならびに、前記第のバリア層(21)と前記第のバリア層(22)との間に、および、前記第3のバリア層(23)と前記第4のバリア層(24)との間に、前記活性領域(2)の成長方向(z)に沿って、バンドギャップ(E)の経過に段階を形成し、
    前記量子井戸層(20)及び前記第1〜前記第4のバリア層(21,22,23,24)が成す総厚は、5.5nm以上且つ8.5nm以下であ
    前記第1〜前記第4のバリア層(21,22,23,24)の成長時の成長温度は、前記量子井戸層(20)に関する成長温度よりも少なくとも10℃、最大で60℃高く、
    前記第1〜前記第4のバリア層(21,22,23,24)の前記成長温度はそれぞれ730℃以上且つ850℃以下である、
    ことを特徴とする、方法。
  2. 前記各層(20,21,22,23,24)を請求項1において記載した順序で直接的に重ねて成長させ、前記順序での成長を前記活性領域(2)において3回以上且つ10回以下繰り返す、請求項1に記載の方法。
  3. 前記第3のバリア層(23)の成長中のH2の流量は、Nについての反応ガスの流量の15%以上且つ55%以下である、請求項1又は2に記載の方法。
  4. 前記第1のバリア層(21)及び前記第4のバリア層(24)をそれぞれ、0.6nm以上且つ1.8nm以下の平均厚さで成長させる、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記第2のバリア層(22)及び前記第3のバリア層(23)をそれぞれ、0.6nm以上且つ1.8nm以下の平均厚さで成長させる、但し、前記第3のバリア層(23)を前記第2のバリア層(22)よりも大きい平均厚さを有するように成長させる、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記量子井戸層(20)を2.5nm以上且つ4.0nm以下の平均厚さで成長させる、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の方法。
  7. x4≦0.02、
    平均して、0.04<y4≦0.11、
    0.12≦y≦0.18、
    x1≦0.02、且つ、
    平均して、0.04<y1≦0.11、
    である、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記成長方向(z)に沿って、前記第1のバリア層(21)及び前記第4のバリア層(24)にわたり、y1及びy4はそれぞれ、少なくとも0.03、最大で0.07変化する、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の方法。
  9. y1は前記成長方向(z)に沿って単調に減少し、y4は前記成長方向(z)に沿って単調に増大する、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の方法。
  10. 少なくとも前記量子井戸層(20)の成長時に、
    成長速度は最大で0.03nm/秒であり、
    Nについての反応ガスの流量と、周期表の第13族元素についての反応ガスの流量の比の値は少なくとも30.000である、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の方法。
  11. 周期表の第13族元素は少なくともIn及びGaである、請求項10に記載の方法。
  12. x1>0且つx4>0であり、
    前記第1のバリア層(21)及び前記第4のバリア層(24)の成長時に、
    Alについての反応ガスの供給と、In及びGaについての反応ガスの供給との間に少なくとも1秒の時間を空け、
    2又は酸素化合物を供給する、請求項1乃至11のいずれか一項に記載の方法。
  13. 前記量子井戸層(20)は435nm以上且つ545nm以下の波長で放射を行うように構成されている、請求項1乃至12のいずれか一項に記載の方法。
  14. 前記量子井戸層(20)中ならびに前記第2のバリア層(22)及び前記第3のバリア層(23)中の前記バンドギャップ(E)はそれぞれ一定であり、前記第1のバリア層(21)及び前記第4のバリア層(24)中の前記バンドギャップ(E)は隣接する前記量子井戸層(20)から離れる方向においてそれぞれ線形に増大し、前記第1のバリア層(21)及び前記第4のバリア層(24)中のインジウム含有量は、隣接する前記量子井戸層(20)から離れる方向においてそれぞれ10%から5%に低下する、
    請求項1乃至13のいずれか一項に記載の方法。
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