JPH11330545A - 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発光強度を更に向上させることにより屋外用
フルカラーディスプレイ等により一層好適に利用できる
窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の提供。 【解決手段】 基板１の上に少なくともｎ型クラッド層
３とｐ型クラッド層５とこれらの間の発光層４を積層し
たＧａＮ系化合物半導体発光素子において、発光層４を
ｎ型層４１とｐ型層４２の積層体またはこれらの層４
１，４２の間に積層するｉ型層との積層体とし、発光層
４自身の中にｐ−ｎ接合を形成することによって、発光
層４への電子と正孔の注入を促し、発光層４による発光
強度を上げる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発光ダイオードや
レーザダイオード等の光デバイスに利用される窒化ガリ
ウム系化合物半導体発光素子に係り、特に発光層の改良
によって発光強度を高くし得た半導体発光素子に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】窒化ガリウム（以下ＧａＮと称する）系
化合物半導体は、可視光発光デバイスや高温動作電子デ
バイス用の半導体材料として多用されるようになり、青
色や緑色の発光ダイオードの分野での展開が進んでい
る。

【０００３】このＧａＮ系化合物半導体の製造方法は、
サファイアやＳｉＣを基板とし、この基板の表面に有機
金属気相成長法によってＧａＮ系半導体薄膜を成長させ
るというのがその基本である。図３に従来のＧａＮ系化
合物半導体発光素子の例を示す縦断面図を示す。

【０００４】図３において、サファイアを利用した基板
１上にバッファ層２が形成され、このバッファ層２の上
には、下から順にｎ型クラッド層３，発光層４，ｐ型ク
ラッド層５及びｐ型コンタクト層６が有機金属気相成長
法によって積層されている。また、ｐ型コンタクト層６
の上にはｐ側電極７を形成し、ｐ型クラッド層５及び発
光層４の一部をエッチング除去して露出したｎ型クラッ
ド層３の表面にはｎ側電極８が形成されている。そし
て、発光域となる発光層４は、たとえば特開平６−２６
０２８１号公報に記載のように、ＭｇまたはＺｎ等のｐ
型不純物がドープされたｎ型のＩｎＧａＮ層とすること
が既に知られている。

【０００５】また、特開平８−４６２４０号公報には、
ｐ型不純物であるアクセプタ不純物とｎ型不純物である
ドナー不純物をドープしてｐ型とした発光層を形成する
発光素子が開示されている。この公報によれば、発光層
に正孔を高い濃度で持たせることができるとともに、電
子を発光層の深くまで注入できる電子の注入量を増やせ
るので、正孔と再結合される電子の数が増加し、これに
よって発光輝度を向上し得るとされている。

【０００６】これらの公報に記載の発光素子は、ｐ型ま
たはｎ型の伝導型という面で互いに相違する構成ではあ
る。しかしながら、ｐ−ｎ接合ではなく金属−絶縁層−
ｎ型半導体層接合のいわゆるＭＩＳ構造型の発光素子に
比べると、ｐ型またはｎ型の伝導型の違いに関係なく、
発光強度を大幅に改善し得たことは既に知られていると
おりである。そして、このような発光強度の改善によ
り、屋外用のフルカラーディスプレイが実用化されるよ
うになったが、視認性を高めるためにさらなる発光強度
の向上が望まれている。

【０００７】ところで、ＧａＮ系化合物半導体を用いた
ものも含め、発光ダイオ−ドやレーザダイオード等に用
いられる半導体発光素子は、一般的には、半導体のｐ型
領域とｎ型領域とを結晶学的に接合させて形成したｐ−
ｎ接合部を含む構成である。すなわち、ｐ型領域となる
半導体のｐ型層と、ｎ型領域となる半導体のｎ型層とを
積層させた構造とし、ｐ型層に正の極性、ｎ型層に負の
極性で電圧を印加することにより、ｐ−ｎ接合を介して
ｐ型層の側からｎ型層の側へ正孔が注入され、ｎ型層の
側からｐ型層の側へ電子が注入される。そして、ｐ−ｎ
接合付近での電子と正孔の再結合により、ｐ−ｎ接合部
の半導体のバンドギャップエネルギーに相当するエネル
ギーを持つ発光が得られるというものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図３の例における発光
層４を特開平６−２６０６８１号公報に記載のようにｎ
型とすると、このｎ型の発光層４とその表面に積層され
たｐ型クラッド層５とによって、ｐ−ｎ接合が形成され
ることになる。このため、発光に寄与する電子と正孔の
再結合は、発光層４とｐ型クラッド層５との接合部付近
で起きる。したがって、所望の発光波長を得るために選
択された半導体材料からなる発光層４の発光効率を高く
することが困難となり、発光強度の向上には上限があ
る。

【０００９】また、特開平８−４６２４０号公報のよう
に、発光層４をｐ型伝導型とする場合では、発光層４に
接して形成されているｎ型クラッド層３との間でｐ−ｎ
接合が形成される。したがって、発光に寄与する電子と
正孔の再結合が発光層４とｎ型クラッド層３との接合部
付近で行われ、発光強度の向上には同様に上限がある。

【００１０】このように、ＩｎＧａＮ等による発光層を
ｎ型またはｐ型のいずれかの伝導型とすると、ｐ型クラ
ッド層またはｎ型クラッド層との間のｐ−ｎ接合が発光
領域となってしまう。このため、電子と正孔の再結合を
所望の発光波長を得るために材料選択された発光層内だ
けで有効に生じさせることができず、所望の発光波長に
おいて十分な発光効率が得られないという問題がある。

【００１１】本発明において解決すべき課題は、発光強
度を更に向上させることにより屋外用フルカラーディス
プレイ等により一層好適に利用できるＧａＮ系化合物半
導体発光素子を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ＧａＮ系
化合物半導体発光素子の発光強度の向上を図るため、発
光層について鋭意検討を行った。その結果、従来の技術
に示したように発光層をｎ型またはｐ型のいずれかの伝
導型とするのではなく、発光層にｎ型層とｐ型層とを含
む構成とすることによって、発光強度の大幅な改善が得
られることを見出した。

【００１３】すなわち、本発明は、基板の上に、窒化ガ
リウム系化合物半導体からなるｎ型クラッド層と発光層
とｐ型クラッド層とをこの順に積層または逆の順に積層
する窒化ガリウム系化合物半導体発光素子であって、前
記発光層を、前記ｎ型クラッド層の側に設けたｎ型層と
前記ｐ型クラッド層の側に設けたｐ型層との積層体とし
てなることを特徴とする。このような構成においては、
ｐ−ｎ接合を発光層の中に形成できるので、発光効率の
高い発光素子が得られる。

【００１４】また、発光層は、前記ｎ型クラッド層に接
するｎ型層と、前記ｐ型クラッド層に接するｐ型層と、
これらのｎ型層とｐ型層との間に形成したｉ型層との積
層体としてもよく、同様にｐ−ｎ接合を発光層の中に形
成できるので、発光効率を高めることができる。

【００１５】なお、レーザダイオードの場合では、発光
層とｎ型及びｐ型のクラッド層との間には、発光層から
の光をその近傍に閉じ込めて導波するとともに発光層へ
のキャリアの閉じ込みを助けるために光ガイド層が一般
に形成される。この光ガイド層は、キャリアを発光層の
中に閉じ込めるという点ではクラッド層と同様の作用を
持つ。したがって、本発明は、ｐ型及びｎ型のクラッド
層はその単層とするかまたはこのような光ガイド層も備
えた構成のいずれでもよいことを要件として含む。

【００１６】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、基板の
上に、窒化ガリウム系化合物半導体からなるｎ型クラッ
ド層と発光層とｐ型クラッド層とをこの順に積層または
逆の順に積層する窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
であって、前記発光層を、前記ｎ型クラッド層の側に設
けたｎ型層と前記ｐ型クラッド層の側に設けたｐ型層と
の積層体としてなるものであり、ｐ−ｎ接合を発光層の
中に形成できるので、発光層の中への電子と正孔の注入
が促され、発光層での電子と正孔の再結合もより一層効
率的に実現されるという作用を有する。

【００１７】請求項２に記載の発明は、基板の上に、窒
化ガリウム系化合物半導体からなるｎ型クラッド層と発
光層とｐ型クラッド層とをこの順にまたは逆の順に積層
する窒化ガリウム系化合物半導体発光素子であって、前
記発光層を、前記ｎ型クラッド層の側に設けたｎ型層
と、前記ｐ型クラッド層の側に設けたｐ型層と、これら
のｎ型層とｐ型層との間に形成したｉ型層との積層体と
してなるものであり、ｐ−ｎ接合を発光層の中に形成で
きるので、発光層の中への電子と正孔の注入が促され、
発光層での電子と正孔の再結合もより一層効率的に実現
されるという作用を有する。

【００１８】以下に、本発明の実施の形態の具体例を図
面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施の形
態に係るＧａＮ系化合物半導体発光素子の構造を示す縦
断面図である。なお、サファイアを利用した基板上に成
膜するＧａＮ化合物半導体の層は、発光層を除いて図３
の従来の技術のものと同様であり、同じ部材については
共通の符号で指示し、その詳細な説明は省略する。

【００１９】図１において、サファイアからなる基板１
の上には、バッファ層２，ｎ型クラッド層３，発光層
４，ｐ型クラッド層５及びｐ型コンタクト層６が積層さ
れている。そして、ｐ型コンタクト層６の上にはｐ側電
極７を形成し、ｐ型クラッド層５及び活性層４の一部を
エッチング除去して露出したｎ型層３の表面にはｎ側電
極８が形成されている。なお、ｎ側電極８の材料として
は、アルミニウム（Ａｌ）やチタン（Ｔｉ）等の金属を
用いることができ、ｐ側及びｎ側の電極７，８のそれぞ
れはいずれも金属の蒸着法によって得られる。発光層４
はｎ型クラッド層３及びｐ型クラッド層５よりもバンド
ギャップエネルギーの小さいＩｎＧａＮやＩｎＧａＡｌ
Ｎ等のＧａＮ系化合物半導体であることが好ましい。特
に、所望の発光波長が得られるようなバンドギャップエ
ネルギーを有するように、インジウムの組成比を適宜調
整したＩｎＧａＮとすることが望ましい。

【００２０】本発明においては、発光層４は、ｎ型クラ
ッド層３に接触する側をｎ型層４１とし、このｎ型層４
１の上に積層されるとともにその上面をｐ型クラッド層
５に接触させたｐ型層４２との二重の積層体として形成
されたものである。

【００２１】ｎ型層４１は、先に述べたＩｎＧａＮやＩ
ｎＧａＡｌＮ等のＧａＮ系化合物半導体の気相成長過程
において、ＳｉやＧｅ等のｎ型不純物をドープするか、
あるいはｎ型不純物をドープせず、アンドープとしてｎ
型伝導型としたものである。なお、ＧａＮ系化合物半導
体は、ＳｉやＧｅ等のｎ型不純物をドープしなくてもｎ
型の伝導型とすることができ、ｎ型不純物を積極的にド
ープすることで発光層４への電子の注入効率の向上を図
ることも可能である。

【００２２】ｐ型層４２は、同様にＩｎＧａＮやＩｎＧ
ａＡｌＮ等のＧａＮ系化合物半導体の気相成長過程にお
いて、Ｍｇをドープさせてｐ型伝導型としたものであ
る。ｐ型ドーパントとしては、Ｍｇの他にもＺｎやＣ
ｄ，Ｂｅ，Ｃａ，Ｃ等の不純物が利用できる。この場
合、発光層４の中で深い準位を形成しにくいＭｇを用い
ると、発光層４のバンド間遷移を利用した発光が得やす
くなり、発光効率を高くすることができるので、発光輝
度の向上の面からはＭｇをドーパントとすることが好ま
しい。

【００２３】また、発光層４の下側に位置してその表面
にｎ型層４１を積層するｎ型クラッド層３は、発光層４
よりも大きいバンドギャップエネルギーを持つＧａＮ系
化合物半導体であればよい。たとえば、ＧａＮやＩｎＧ
ａＮ，ＩｎＧａＡｌＮ等が用いられる。

【００２４】発光層４の上側に位置してｐ型層４２の表
面に積層されるｐ型クラッド層５も、同様に発光層より
も大きいバンドギャップエネルギーを持つＧａＮ系化合
物半導体であればよい。たとえば、ＧａＮやＩｎＧａ
Ｎ，ＡｌＧａＮ，ＩｎＧａＡｌＮ等を用いることができ
る。

【００２５】このように、発光層４をｎ型層４１とｐ型
層４２との二重の層とすることによって、発光層４自身
の中にｎ型層４１とｐ型層４２とによるｐ−ｎ接合が確
実に形成される。したがって、発光層４の中への電子と
正孔の注入が促されるとともに、電子と正孔の再結合が
発光層４の中で行われやすくなるので、発光効率が高く
なり、発光強度の向上が可能となる。

【００２６】また、発光層４をｐ型層４２とｎ型層４１
の二重層とするのに加えて、発光層４のｎ型層４１はｎ
型クラッド層３に接し、発光層４のｐ型層４２はｐ型ク
ラッド層５に接触している。このような積層構造では、
ｐ−ｎ接合を発光層４の中に確実に形成できるととも
に、ｎ型クラッド層３から電子が効率的に発光層の中へ
注入され、かつｐ型クラッド層５から正孔が効率的に発
光層４の中へ注入される。したがって、発光層４の中で
の電子と正孔の再結合がさらに一層行われやすくなり、
発光効率もより一層高められる。

【００２７】図２は請求項２の発明のＧａＮ系化合物半
導体発光素子の縦断面図である。なお、図１の例と同じ
部材については共通の符号で指示し、詳細な説明は省略
する。

【００２８】この例では、発光層４はｎ型層４１とｐ型
層４２とに加えてこれらの層４１，４２の間にｉ型層４
３を形成した３層構造であり、この点だけが図１の構成
と相違する。

【００２９】本発明において、ｉ型層４３とは、抵抗率
が高くてキャリア濃度が非常に低いｐ型層あるいはｎ型
層のいずれかの層のことである。すなわち、ｉ型層４３
は、ＳｉやＧｅ等のｎ型不純物とＭｇ等のｐ型不純物と
を同時にドープさせて、あるいはｎ型不純物をドープせ
ずにＭｇ等のｐ型不純物を少量ドープさせてキャリアの
補償を生じさせ、キャリア濃度を非常に低くした層とし
て用いることができる。ｎ型不純物とｐ型不純物の同時
ドープは、発光層４の結晶成長中に、ｎ型不純物及びｐ
型不純物の原料ガスを同時に流して供給することで可能
である。また、これに代えて、ｎ型不純物をドープする
かあるいはｎ型不純物をドープせずにアンドープとして
ｎ型層４１を形成した後、ｐ型不純物をドープしたｐ型
層４２やｐ型クラッド層５を形成する際に、これらｐ型
の層からのｐ型不純物の拡散によりｎ型層の一部にｐ型
不純物をドープさせて、ｎ型不純物とｐ型不純物をドー
プ、あるいはｐ型不純物のみを低濃度にドープさせた領
域を層状に形成してこの層をｉ型層とすることもでき
る。

【００３０】このように、発光層４をｎ型層４１とｉ型
層４３とｐ型層４２との３層構造とすると、キャリア濃
度の非常に低いｉ型層４３を挟んでｎ型層４１とｐ型層
４２が形成されるので、発光層４の中にｐ−ｎ接合が確
実に形成される。このため、電子と正孔の再結合が発光
層４の中で促され発光強度を高めることができる。

【００３１】なお、図１及び図２の例では、基板１の上
にバッファ層２を介してｎ型クラッド層３と発光層４と
ｐ型クラッド層５との順に積層した場合を示したが、ｎ
型クラッド層３とｐ型クラッド層５とを入れ換えた構成
とすることもできる。すなわち、基板１側からｐ型クラ
ッド層５と発光層４とｎ型クラッド層３とを順に積層
し、発光層４はそのｐ型層４２をｐ型クラッド層５の側
に及びｎ型層４１をｎ型層３の側にそれぞれ設ける関係
としてもよい。また、図２の例におけるｉ型層４３を含
むものについても同様の構成とすればよい。

【００３２】

【実施例】以下、本発明の半導体発光素子をその具体的
な製造方法に基づいて説明する。本実施例は、有機金属
気相成長法を用いたＧａＮ系化合物半導体の成長方法を
示すものであり、実施例１は図１に示した構成のもので
あり、実施例２は図２に示した構成のものに対応する。

【００３３】（実施例１）まず、表面を鏡面に仕上げら
れたサファイアの基板１を反応管内の基板ホルダーに載
置した後、基板１の表面温度を１１００℃に１０分間保
ち、水素ガスを流しながら基板１を加熱することによ
り、基板１の表面に付着している有機物等の汚れや水分
を取り除くためのクリーニングを行う。

【００３４】次に、基板１の表面温度を６００℃にまで
降下させ、主キャリアガスとしての窒素ガスを１０リッ
トル／分、アンモニアを５リットル／分、トリメチルア
ルミニウム（以下、「ＴＭＡ」と記す）を含むＴＭＡ用
のキャリアガスを２０ｃｃ／分で流しながら、ＡｌＮか
らなるバッファ層２を２５ｎｍの厚さで成長させる。

【００３５】次に、ＴＭＡのキャリアガスのみを止めて
１０５０℃まで昇温させた後、主キャリアガスとして、
窒素ガスを９リットル／分、水素ガスを０．９５リット
ル／分で流しながら、新たにトリメチルガリウム（以
下、「ＴＭＧ」と記す）用のキャリアガスを４ｃｃ／
分、Ｓｉ源である１０ｐｐｍのＳｉＨ₄（モノシラン）
ガスを１０ｃｃ／分で流しながら６０分間成長させて、
ＳｉをドープしたＧａＮからなるｎ型クラッド層３を２
μｍの厚さで成長させる。

【００３６】ｎ型クラッド層３を成長形成した後、ＴＭ
Ｇ用のキャリアガスとＳｉＨ₄ガスを止め、基板１の表
面温度を７５０℃まで降下させ、新たに主キャリアガス
として窒素ガスを１０リットル／分、ＴＭＧ用のキャリ
アガスを２ｃｃ／分、トリメチルインジウム（以下、
「ＴＭＩ」と記す）用のキャリアガスを２００ｃｃ／分
で流しながら６０秒間成長させて、ＩｎＧａＮからなる
アンドープでｎ型の発光層４を６ｎｍの厚さで成長させ
る。

【００３７】発光層４を成膜後、ＴＭＩ用のキャリアガ
スとＴＭＧ用のキャリアガスを止め、基板１の表面温度
を１０５０℃まで上昇させ、新たに主キャリアガスとし
て窒素ガスを９リットル／分、水素ガスを０．９０リッ
トル／分、ＴＭＧ用のキャリアガスを４ｃｃ／分、ＴＭ
Ａ用のキャリアガスを６ｃｃ／分、Ｍｇ源であるビスシ
クロペンタジエニルマグネシウム（以下、「Ｃｐ₂Ｍ
ｇ」と記す）用のキャリアガスを６０ｃｃ／分で流しな
がら４分間成長させて、ＭｇをドープしたＡｌＧａＮか
らなるｐ型クラッド層５を０．１μｍの厚さで成長させ
る。

【００３８】ｐ型クラッド層５を成長形成した後、ＴＭ
Ａ用のキャリアガスと、ＴＭＧ用のキャリアガスと、Ｃ
ｐ₂Ｍｇ用のキャリアガスとを止め、基板１の温度を１
０５０℃に８分間保持して、ｐ型クラッド層５にドープ
されたＭｇを発光層４に拡散させ、発光層４のｐ型クラ
ッド層５に接する側を約３ｎｍの厚さでｐ型層４２と
し、発光層４のｎ型クラッド層３に接する側を約３ｎｍ
の厚さでｎ型層４１とする。このようにして、発光層４
をｎ型層４１とｐ型４２との積層体として形成する。

【００３９】引き続き、１０５０℃にて、新たに主キャ
リアガスとして窒素ガスを９リットル／分、水素ガスを
０．９０リットル／分と、ＴＭＧ用のキャリアガスを４
ｃｃ／分、Ｃｐ₂Ｍｇ用のキャリアガス１００ｃｃ／分
で流しながら３分間成長させ、ＭｇをドープしたＧａＮ
からなるｐ型コンタクト層６を０．１μｍの厚さで成長
させる。

【００４０】成長後、原料ガスであるＴＭＧ用のキャリ
アガスとＣｐ₂Ｍｇ用のキャリアガスとアンモニアを止
め、窒素ガスと水素ガスをそのままの流量で流しながら
室温まで冷却した後、ウェハーを反応管から取り出す。

【００４１】このようにして形成したｐ−ｎ接合を含む
ＧａＮ系化合物半導体からなる積層構造に対して、その
表面上にＣＶＤ法によりＳｉＯ₂膜を堆積させた後、フ
ォトリソグラフィーにより所定の形状にパターンニング
してエッチング用のマスクを形成する。そして、反応性
イオンエッチング法により、ｐ型コンタクト層６とｐ型
クラッド層５と活性層４の一部を約０．２５μｍの深さ
で除去して、ｎ型層３の表面上を露出させ、このｎ型層
３の露出表面の上にＡｌからなるｎ側電極８を蒸着形成
する。さらに、同様にしてｐ型コンタクト層６の表面上
にＮｉとＡｕからなるｐ側電極７を形成する。

【００４２】この後、サファイアの基板１の裏面を研磨
して１００μｍ程度にまで薄くし、スクライブによりチ
ップ状に分離する。このようにして、図１に示すような
発光素子が得られる。

【００４３】以上の製造方法によって得られたＧａＮ系
化合物半導体発光素子をその電極形成面側を上向きにし
てステムに接着した後、チップのｎ側電極８とｐ側電極
７をそれぞれステム上の電極にワイヤで結線し、その後
樹脂モールドして発光ダイオードを作製した。そして、
この発光ダイオードを２０ｍＡの順方向電流で駆動した
ところ、波長４５５ｎｍの青色に発光し、スペクトル半
値幅は１８ｎｍであり、発光出力は１０５０μＷであっ
た。

【００４４】（実施例２）実施例１と同様にして、基板
１の上にバッファ層２とｎ型クラッド層３とを形成した
後、７５０℃にて新たに主キャリアガスとして窒素ガス
を１０リットル／分、ＴＭＧ用のキャリアガスを２ｃｃ
／分、ＴＭＩ用のキャリアガスを２００ｃｃ／分で流
し、同時にＳｉＨ₄ガスを１０ｃｃ／分から０．１ｃｃ
／分までリニアに減少させながら流しながら７０秒間成
長させて、ＩｎＧａＮからなる発光層４の一部を７０ｎ
ｍの厚さで成長させる。引き続き、ＳｉＨ₄ガスを止め
ＴＭＧ用のキャリアガスとＴＭＩ用のキャリアガスをそ
のままの流量で流しながら１３０秒間成長させて、発光
層４の残りを１３０ｎｍの厚さで成長させる。

【００４５】この後、ＴＭＩ用のキャリアガスとＴＭＧ
用のキャリアガスを止め、基板１の表面温度を１０５０
℃まで上昇させ、新たに主キャリアガスとして窒素ガス
を９リットル／分、水素ガスを０．９０リットル／分、
ＴＭＧ用のキャリアガスを４ｃｃ／分、ＴＭＡ用のキャ
リアガスを６ｃｃ／分、Ｃｐ₂Ｍｇ用のキャリアガスを
６０ｃｃ／分で流しながら４分間成長させて、Ｍｇをド
ープしたＡｌＧａＮからなるｐ型クラッド層５を０．１
μｍの厚さで成長させる。

【００４６】ｐ型クラッド層５を成長形成した後、ＴＭ
Ａ用のキャリアガスと、ＴＭＧ用のキャリアガスとＣｐ
₂Ｍｇ用のキャリアガスとを止め、基板１の温度を１０
５０℃に１５分間保持して、ｐ型クラッド層５にドープ
されたＭｇを発光層４に拡散させ、発光層４のｐ型クラ
ッド層５に接する側を約７ｎｍの厚さでｐ型層４２と
し、発光層４のｎ型クラッド層３に接する側を約７ｎｍ
の厚さでｎ型層４１とし、ｎ型層４１とｐ型層４２の間
の層状の領域を約６ｎｍの厚さでｉ型層４３とする。こ
のようにして、発光層４をｎ型層４１とｉ型層４３とｐ
型層４２との積層体として形成する。

【００４７】この後、実施例１と同様にして電極形成及
びチップ分離等を行い、図２に示すような発光素子が得
られる。さらに、実施例１と同様にして、発光ダイオー
ドを作製し、２０ｍＡの順方向電流で駆動したところ、
波長４４５ｎｍの青色に発光し、スペクトル半値幅は１
７ｎｍであり、発光出力は１１５０μＷであった。

【００４８】

【発明の効果】請求項１及び２の発明では、ＧａＮ系半
導体化合物の発光層の中に、ｎ型層とｐ型層との積層体
またはｉ型層を含めた積層体を形成するので、発光層の
中への電子及び正孔の注入をより一層効率的に促すこと
ができ、発光強度が大幅に改善された青色発光の発光素
子が得られる。したがって、屋外設備用のフルカラーデ
ィスプレイ等ににも支障なく使用することができ、その
用途範囲の拡大が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るＧａＮ系化合物半
導体発光素子の構造を示す縦断面図

【図２】発光層をｎ型層とｉ型層とｐ型層の３層構造と
した例のＧａＮ系化合物半導体発光素子の構造を示す縦
断面図

【図３】従来のＧａＮ系化合物半導体発光素子の例を示
す縦断面図

【符号の説明】

１ 基板 ２ バッファ層 ３ ｎ型クラッド層 ４ 発光層 ５ ｐ型クラッド層 ６ ｐ型コンタクト層 ７ ｐ側電極 ８ ｎ側電極 ４１ ｎ型層 ４２ ｐ型層 ４３ ｉ型層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板の上に、窒化ガリウム系化合物半導体
   からなるｎ型クラッド層と発光層とｐ型クラッド層とを
   この順に積層または逆の順に積層する窒化ガリウム系化
   合物半導体発光素子であって、前記発光層を、前記ｎ型
   クラッド層の側に設けたｎ型層と前記ｐ型クラッド層の
   側に設けたｐ型層との積層体としてなることを特徴とす
   る窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
2. 【請求項２】基板の上に、窒化ガリウム系化合物半導体
   からなるｎ型クラッド層と発光層とｐ型クラッド層とを
   この順にまたは逆の順に積層する窒化ガリウム系化合物
   半導体発光素子であって、前記発光層を、前記ｎ型クラ
   ッド層の側に設けたｎ型層と、前記ｐ型クラッド層の側
   に設けたｐ型層と、これらのｎ型層とｐ型層との間に形
   成したｉ型層との積層体としてなることを特徴とする窒
   化ガリウム系化合物半導体発光素子。