(57)【要約】【課題】ウェハ外周部分の動作電圧を抑え、特性の面内均一性を向上させ、ウェハ全面を使用することができ、また信頼性の高い発光素子用エピタキシャルウェハを提供する。【解決手段】ｎ型基板２上に、少なくともｎ型クラッド層４、発光層５、ｐ型クラッド層７が順次積層された発光素子用エピタキシャルウェハ１において、ｎ型クラッド層４は、Ｓｉを含む２種類以上のｎ型不純物を用いて作製されたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ型基板上に、少なくともｎ型クラッド層、発光層、ｐ型クラッド層が順次積層された発光素子用エピタキシャルウェハにおいて、
前記ｎ型クラッド層は、Ｓｉを含む２種類以上のｎ型不純物を用いて作製されたことを特徴とする発光素子用エピタキシャルウェハ。
【請求項２】
前記ｎ型クラッド層は、Ｓｉを含む２種類以上のｎ型不純物を混合添加したエピタキシャル層からなる請求項１に記載の発光素子用エピタキシャルウェハ。
【請求項３】
前記ｎ型不純物がＳｉとＳｅであり、前記ｎ型クラッド層中のＳｅ濃度はｎ型不純物濃度に対して２０％以上８０％以下にされる請求項２に記載の発光素子用エピタキシャルウェハ。
【請求項４】
前記ｎ型クラッド層中のＳｉの濃度がｎ型基板側から徐々に高く、Ｓｉ以外のｎ型不純物の濃度がｎ型基板側から徐々に低くなるようにされ、かつ前記ｎ型クラッド層のキャリア濃度が３．５×１０17ｃｍ-3以上８．０×１０17ｃｍ-3以下にされる請求項２に記載の発光素子用エピタキシャルウェハ。
【請求項５】
前記ｎ型クラッド層は、Ｓｉ以外の不純物を添加したｎ型第１ドーパント添加層と、Ｓｉをｎ型不純物としたｎ型第２ドーパント添加層とを順次積層して形成される請求項１に記載の発光素子用エピタキシャルウェハ。
【請求項６】
前記ｎ型クラッド層の全体厚さが７５０ｎｍ以上１２００ｎｍ以下であり、そのうち２５％以上９０％以下が前記ｎ型第２ドーパント添加層である請求項５に記載の発光素子用エピタキシャルウェハ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の発光素子用エピタキシャルウェハを用いて作製されたことを特徴とする発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化合物半導体結晶からなる発光素子用エピタキシャルウェハおよび発光素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
化合物半導体結晶を用いた発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）は、ディスプレイ、リモコン、センサー、車載ランプなど様々な用途に用いられている。
【０００３】
化合物半導体結晶を成長させる方法には、有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ：Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ）法、分子線エピタキシー（ＭＢＥ：Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ）法などがある。
【０００４】
ＭＯＶＰＥ法では、III族有機金属原料ガスとＶ族原料ガスを、高純度水素キャリアガスとの混合ガスとして成長炉内に導入し、成長炉内で加熱された基板付近で原料を熱分解し、基板上に化合物半導体結晶をエピタキシャル成長させる。
【０００５】
ＭＢＥ法では、超高真空下で原料となる金属などを加熱して分子線を発生させ、目標の基板の結晶に照射し薄膜を成長させる。
【０００６】
化合物半導体エピタキシャルウェハとは、化合物半導体基板上に前述の方法でエピタキシャル層を形成したものである。基板はエピタキシャル成長のベースとなる。化合物半導体エピタキシャルウェハの代表例として、発光素子用エピタキシャルウェハがある。
【０００７】
この発光素子用エピタキシャルウェハは、基板上に少なくともｎ型クラッド層、発光層、ｐ型クラッド層が順次積層された構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−２７０７９７号公報
【特許文献２】特開２０００−３１５９７号公報
【特許文献３】特開２００４−６３７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、ｎ型クラッド層の不純物としては、主にＴｅ，Ｓｅ，Ｓｉが使用されている。
【００１０】
これらのうち、Ｔｅ，Ｓｅをエピタキシャル成長に使用すると、Ｔｅ，Ｓｅが反応炉内に残留し、後の成長中に、結晶内に取り込まれる現象（メモリー効果）が起こる。Ｓｉではこの現象は発生しない。
【００１１】
現在発光素子には、期待される用途の広さや従来技術との競合から、更なる低コスト化と安定した性能が求められている。
【００１２】
ところが、現在では前述したＳｅやＴｅのメモリー効果により、意図しない層の（例えば、ｐ型クラッド層や中間層）成長中にＳｅやＴｅが結晶内に取り込まれ、動作電圧（Ｖｆ）が高くなるという悪影響が出ていた。動作電圧とはＬＥＤチップに２０ｍＡの電流を流して発光させる際に必要な電圧のことである。
【００１３】
メモリー効果は、比較的ウェハ外周部分で強く発生するため、ウェハ外周部分のＶｆが高くなることで、ウェハ外周部分はＬＥＤとして使用できず、結果チップ歩留の低下を招いていた。
【００１４】
また、ｎ型不純物としてメモリー効果がないＳｉを用いると、通電初期の発光出力（Ｐｏ）が低く、通電後のＰｏが高くなってしまう、つまり信頼性が悪い状態であった。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、ウェハ外周部分の動作電圧を抑え、特性の面内均一性を向上させ、ウェハ全面を使用することができる発光素子用エピタキシャルウェハおよび信頼性の高い発光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、ｎ型基板上に、少なくともｎ型クラッド層、発光層、ｐ型クラッド層が順次積層された発光素子用エピタキシャルウェハにおいて、前記ｎ型クラッド層は、Ｓｉを含む２種類以上のｎ型不純物を用いて作製された発光素子用エピタキシャルウェハである。
【００１７】
請求項２の発明は、前記ｎ型クラッド層は、Ｓｉを含む２種類以上のｎ型不純物を混合添加したエピタキシャル層からなる請求項１に記載の発光素子用エピタキシャルウェハである。
【００１８】
請求項３の発明は、前記ｎ型不純物がＳｉとＳｅであり、前記ｎ型クラッド層中のＳｅの濃度は、Ｓｉ及びＳｅの濃度（ｎ型不純物濃度）に対して２０％以上８０％以下にされる請求項２に記載の発光素子用エピタキシャルウェハである。
【００１９】
請求項４の発明は、前記ｎ型クラッド層中のＳｉの濃度がｎ型基板側から徐々に高く、Ｓｉ以外のｎ型不純物の濃度がｎ型基板側から徐々に低くなるようにされ、かつ前記ｎ型クラッド層のキャリア濃度が３．５×１０17ｃｍ-3以上８．０×１０17ｃｍ-3以下の範囲である請求項２に記載の発光素子用エピタキシャルウェハである。
【００２０】
請求項５の発明は、前記ｎ型クラッド層は、Ｓｉ以外のｎ型不純物を添加したｎ型第１ドーパント添加層と、Ｓｉをｎ型不純物としたｎ型第２ドーパント添加層とを順次積層して形成される請求項１に記載の発光素子用エピタキシャルウェハである。
【００２１】
請求項６の発明は、前記ｎ型クラッド層の全体厚さが７５０ｎｍ以上１２００ｎｍ以下であり、そのうち２５％以上９０％以下が前記ｎ型第２ドーパント添加層である請求項５に記載の発光素子用エピタキシャルウェハである。
【００２２】
請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の発光素子用エピタキシャルウェハを用いて作製された発光素子である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ウェハ外周部分の動作電圧を抑え、特性の面内均一性を向上させ、ウェハ全面を使用することができる発光素子用エピタキシャルウェハを得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の発光素子用エピタキシャルウェハの構造図である。
【図２】実施例の結果をまとめた図である。
【図３】実施例の結果をまとめた図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２６】
図１は、本発明の好適な実施の形態に係る発光素子用エピタキシャルウェハの構造図で
ある。ここでは、ＬＥＤ用エピタキシャルウェハの場合を説明する。
【００２７】
図１に示すように、第１の実施の形態に係る発光素子用エピタキシャルウェハ１は、ｎ型基板２上に、バッファ層３、ｎ型クラッド層４、発光層５、スペーサ層６、ｐ型クラッド層７、中間層８、電流分散層９が順次積層されたものである。
【００２８】
ｎ型基板２は化合物半導体結晶の下地であり、導電性ＧａＡｓ基板からなる。バッファ層３はｎ型基板２とｎ型クラッド層４の格子不整合を緩和するための層であり、ｎ型ＧａＡｓからなる。
【００２９】
ｎ型クラッド層４はｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなり、ｐ型クラッド層７はｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなる。これらは活性層５に隣接あるいは近接して形成されるバンドギャップエネルギーが高い半導体層である。
【００３０】
活性層５は発光層であり、アンドープＡｌＧａＩｎＰからなり、スペーサ層６は活性層５の自由電子がイオン散乱されるのを抑止する働きがあり、活性層５よりＡｌ組成比の高いアンドープＡｌＧａＩｎＰからなる。
【００３１】
中間層８は、ｐ型クラッド層７と電流分散層９の格子不整合を緩和するための層であり、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなる。電流分散層９は、電流をチップの面方向に拡散させて、広い発光面積を得るための層であり、ｐ型ＧａＰからなる。
【００３２】
さて、本発明の発光素子用エピタキシャルウェハ１は、ｎ型クラッド層４が、Ｓｉを含む２種類以上のｎ型不純物を用いて作製された点に特徴がある。
【００３３】
すなわち、ｎ型クラッド層４は、Ｓｉを含む２種類以上のｎ型不純物を混合添加したエピタキシャル層からなる。ｎ型不純物としては、Ｓｉの他にＴｅやＳｅを用いる。このｎ型クラッド層４は、キャリア濃度が３．５×１０17ｃｍ-3以上８．０×１０17ｃｍ-3以下であり、厚さが７５０ｎｍ以上１２００ｎｍ以下である。
【００３４】
例えば、ｎ型不純物としてＳｉとＳｅを混合添加する場合には、Ｓｅの濃度がｎ型クラッド層におけるｎ型不純物の濃度に対して２０％以上８０％以下となるようにするとよい。これは、Ｓｅの濃度がＳｉ及びＳｅの濃度に対して２０％未満だと、発光素子を作製した際に発光出力の安定化を図ることができず信頼性が低下し、８０％を超えるように混合添加すると、動作電圧の面内均一性が悪くなってしまうからである。
【００３５】
この発光素子用エピタキシャルウェハ１の作用を説明する。
【００３６】
従来、ｎ型クラッド層のｎ型不純物としてＴｅ，Ｓｅを添加するとメモリー効果が発生することが知られている。Ｓｉではメモリー効果が発生しないが、Ｓｉを単独で添加した場合には、素子化した際のチップの発光出力が通電により変化してしまい信頼性が悪くなってしまう問題があった。
【００３７】
これに対し、発光素子用エピタキシャルウェハ１では、ｎ型クラッド層４のｎ型不純物として、メモリー効果が発生しないＳｉと、ドーピング効率のよいＳｅやＴｅを混合添加している。
【００３８】
そのため、Ｓｉによりメモリー効果を抑制してウェハ外周部分の動作電圧を抑え、特性の面内均一性を向上させ、ウェハ全面を使用することができる。また、発光素子用エピタキシャルウェハ１から発光素子を作製した際に、ＳｅやＴｅによりその発光出力の安定化を図ることができ、信頼性の高い発光素子を作製することができる。
【００３９】
次に、第２の実施の形態を説明する。
【００４０】
第２の実施の形態に係る発光素子用エピタキシャルウェハは、基本的には第１の実施の形態に係る発光素子用エピタキシャルウェハ１と同様であるが、ｎ型クラッド層４中のＳｉの濃度がｎ型基板２側から徐々に高く、Ｓｉ以外のｎ型不純物の濃度がｎ型基板２側から徐々に低くなるようにされ、かつｎ型クラッド層４のキャリア濃度が３．５×１０17ｃｍ-3以上８．０×１０17ｃｍ-3以下、厚さが７５０ｎｍ以上１２００ｎｍ以下にされたものである。Ｓｉ以外のｎ型不純物としては第１の実施の形態と同様に、ＳｅやＴｅを用いる。
【００４１】
より具体的には、ｎ型クラッド層４が所定のキャリア濃度を有するように、ｎ型クラッド層４中のＳｉ以外のｎ型不純物の濃度を、ｎ型基板２側から発光層５側に向かって１００％から０％に変化させ、またＳｉの濃度をそれとは逆に０％から１００％まで変化させる。
【００４２】
例えば、Ｓｅのキャリア濃度が１００ｃｃｍで７．５×１０17ｃｍ-3、Ｓｉのキャリア濃度が２００ｃｃｍで７．５×１０17ｃｍ-3だったとした場合には、ｎ型クラッド層４の成長スタート時は、Ｓｅ：１００ｃｃｍ、Ｓｉ：０ｃｃｍとして、ｎ型クラッド層４成長中に、Ｓｅ：１００→０ｃｃｍ、Ｓｉ：０→２００ｃｃｍに徐々に変化させる。なお、各ｎ型ドーパント原料ガスの供給量は、目標とするｎ型不純物濃度（及びキャリア濃度）と、各原料のドーピング効率とにより適宜決定する。
【００４３】
本実施形態では、ｎ型クラッド層４を成長させ終わる寸前には、Ｓｉ以外のｎ型不純物が供給されていない。そのため、その後に形成される層にｎ型不純物が取り込まれる心配はない。
【００４４】
また、ｎ型クラッド層４には、ドーピング効率のよいＳｅやＴｅも添加されているため、素子化した際に発光出力の安定化を図れ、結果発光素子の信頼性を向上できる。
【００４５】
そのため、第２の実施の形態に係る発光素子用エピタキシャルウェハによれば、第１の実施の形態に係る発光素子用エピタキシャルウェハ１と同様に、ウェハ外周部分の動作電圧を抑え、特性の面内均一性を向上させ、ウェハ全面を使用することができ、また信頼性の高い発光素子を作製することができる。
【００４６】
さらに、第３の実施の形態を説明する。
【００４７】
第３の実施の形態に係る発光素子用エピタキシャルウェハは、ｎ型クラッド層を２層構造としたものである。
【００４８】
具体的には、ｎ型クラッド層は、Ｓｉ以外の不純物（ＳｅやＴｅ）を添加したｎ型第１ドーパント添加層と、Ｓｉをｎ型不純物としたｎ型第２ドーパント添加層とを順次積層して形成される。
【００４９】
ｎ型クラッド層の全体厚さが７５０ｎｍ以上１２００ｎｍ以下であり、そのうち２５％以上９０％以下がｎ型第２ドーパント添加層であるとよい。これは、ｎ型第２ドーパント添加層の厚さがｎ型クラッド層の全体厚さに対して２５％未満だと、発光素子を作製した際に発光出力の安定化を図ることができず信頼性が低下し、９０％を超えると、動作電圧の面内均一性が悪くなってしまうからである。
【００５０】
第３の実施の形態に係る発光素子用エピタキシャルウェハでは、ｎ型クラッド層の上層部、すなわちｎ型第２ドーパント添加層にはｎ型不純物として、メモリー効果が発生しないＳｉが添加されているので、ｎ型クラッド層の成長後に形成される層にｎ型不純物が取り込まれる心配はない。
【００５１】
そのため、第３の実施の形態に係る発光素子用エピタキシャルウェハによれば、第１の実施の形態に係る発光素子用エピタキシャルウェハ１と同様に、ウェハ外周部分の動作電圧を抑え、特性の面内均一性を向上させ、ウェハ全面を使用することができ、また信頼性の高い発光素子を作製することができる。
【００５２】
次に、本発明の発光素子を説明する。
【００５３】
本発明の発光素子は、上述の第１〜３の実施の形態に係る発光素子用エピタキシャルウェハを用いて作製されたものである。
【００５４】
この発光素子は、ｎ型クラッド層４が、Ｓｉを含む２種類以上のｎ型不純物を用いて作製された本発明の発光素子用エピタキシャルウェハを用いているため、発光出力が安定しており、信頼性に優れる。
【実施例】
【００５５】
本発明の根拠を実施例により説明する。
【００５６】
先ず、III族有機金属原料ガスとＶ族原料ガスを、高純度水素キャリアガスとの混合ガスとして反応炉内に導入し、反応炉内で加熱された基板付近で原料を熱分解し、基板上にエピタキシャル成長させる有機金属気相成長法にて、表１に示すＬＥＤエピタキシャル構造を成長させた。
【００５７】
【表１】
2010232638.tif 000003
【００５８】
ここでは、ｎ型、ｐ型をそれぞれｎ−、ｐ−で示す。また、不純物を添加しないものはアンドープと呼び、ｕｎ−で示した。
【００５９】
本実施例の成長では、Ｇａ原料としてＴＭＧ（トリメチルガリウム）、Ａｌ原料としてＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、Ｉｎ原料としてＴＭＩ（トリメチルインジウム）、Ａｓ原料としてＡｓＨ3（アルシン）、Ｐ原料としてＰＨ3（ホスフィン）、ｎ型不純物であるＳｉの原料としてＳｉ2Ｈ6（ジシラン）、同じくＳｅの原料としてＨ2Ｓｅ（セレン化水素）、Ｔｅの原料としてＤＥＴｅ（ジエチルテルル）を用いた。ｐ型の不純物であるＭｇの原料としてＣｐ2Ｍｇ（ビスシクロペンタジニエルマグネシウム）、Ｚｎの原料としてＤＥＺ（ジエチル亜鉛）を用いた。
【００６０】
ｎ型基板（ｎ型導電性ＧａＡｓ基板）２上に、バッファ層３として５００ｎｍのｎ型ＧａＡｓ（キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）、その上にｎ型クラッド層４として１０００ｎｍのｎ型（Ａｌ0.68Ｇａ0.32）0.51Ｉｎ0.49Ｐ（キャリア濃度７．５×１０17ｃｍ-3）を成長させた。発光層５は不純物を添加しない（Ａｌ0.1Ｇａ0.9）0.51Ｉｎ0.49Ｐを６５０ｎｍ成長させた。発光層５の上にはスペーサ層６として（Ａｌ0.5Ｇａ0.5）0.51Ｉｎ0.49Ｐを３００ｎｍ成長させた。
【００６１】
そして、ｐ型クラッド層７として８００ｎｍの（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.51Ｉｎ0.49Ｐ（Ｍｇ添加キャリア濃度３×１０17ｃｍ-3）を成長させた。その上にはｐ型クラッド層７と電流分散層（コンタクト層）９の格子不整合を緩和する中間層８を成長させた。中間層８はＺｎ添加のｐ型（Ａｌ0.15Ｇａ0.85）0.51Ｉｎ0.49Ｐ（キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3）を３００ｎｍとした。最上層の電流分散層９としてはＺｎ添加のｐ型ＧａＰを９μｍ成長させた。
【００６２】
ここでは、次の実施例１〜５、比較例１〜３のＬＥＤ用エピタキシャルウェハを成長させた。実施例及び比較例で成長させたＬＥＤ用エピタキシャルウェハのサイズは４ｉｎｃｈである。
【００６３】
比較例として、ｎ型クラッド層の不純物にＳｅを用いたウェハ（比較例１）、ｎ型クラッド層の不純物にＴｅを用いたウェハ（比較例２）、ｎ型クラッド層の不純物にＳｉを用いたウェハ（比較例３）をそれぞれ作製した。
【００６４】
これらに対し実施例として、ｎ型クラッド層４の不純物としてＳｅとＳｉを同時添加（ｎ型クラッド層中における不純物の濃度比Ｓｅ：Ｓｉ＝２：１）したウェハ（実施例１）、ｎ型クラッド層４の不純物としてＴｅとＳｉを同時添加（ｎ型クラッド層中における不純物の濃度比Ｔｅ：Ｓｉ＝２：１）したウェハ（実施例２）、ｎ型クラッド層としてＳｅを添加した（Ａｌ0.68Ｇａ0.32）0.51Ｉｎ0.49Ｐ（キャリア濃度７．５×１０17ｃｍ-3）を５００ｎｍ成長させ、その上にＳｉを添加した（Ａｌ0.68Ｇａ0.32）0.51Ｉｎ0.49Ｐ（キャリア濃度７．５×１０17ｃｍ-3）を５００ｎｍ成長させたウェハ（実施例３）、ｎ型クラッド層としてＴｅを添加した（Ａｌ0.68Ｇａ0.32）0.51Ｉｎ0.49Ｐ（キャリア濃度７．５×１０17ｃｍ-3）を５００ｎｍ成長させ、その上にＳｉを添加した（Ａｌ0.68Ｇａ0.32）0.51Ｉｎ0.49Ｐ（キャリア濃度７．５×１０17ｃｍ-3）を５００ｎｍ成長させたウェハ（実施例４）、ｎ型クラッド層の成長スタート時は、Ｓｅ：１２５ｃｃｍ、Ｓｉ：０ｃｃｍとして、ｎ型クラッド層成長中に、Ｓｅ：１２５→０ｃｃｍ、Ｓｉ：０→２４１ｃｃｍに徐々に変化させ、ｎ型クラッド層の全体の厚さを１０００ｎｍ、キャリア濃度を７．９×１０17ｃｍ-3としたウェハ（実施例５）をそれぞれ作製した。なお、各ｎ型ドーパント原料ガスの供給量は、目標とするｎ型不純物濃度（及びキャリア濃度）と、各原料のドーピング効率とに基づき決定した。
【００６５】
これら実施例１〜５、比較例１〜３それぞれのウェハからＬＥＤチップを作製してその特性を比較した。比較した特性は、（１）通電初期の発光出力：Ｐｏ１［ｍＷ］、（２）通電初期の動作電圧：Ｖｆ１［Ｖ］、（３）２４０時間通電後の発光出力：Ｐｏ２［ｍＷ］、（４）２４０時間通電後の動作電圧：Ｖｆ２［Ｖ］である。また、発光出力・動作電圧それぞれ、２４０時間通電後特性（Ｐｏ２、Ｖｆ２）の通電初期特性（Ｐｏ１、Ｖｆ１）に対する割合をΔＰｏ［％］、ΔＶｆ［Ｖ］とした。なお、ΔＶｆは、２４０時間通電後の動作電圧Ｖｆ２から通電初期の動作電圧Ｖｆ１を引いた動作電圧の経時変化である。
【００６６】
（１）、（２）を初期特性と呼ぶ。また、（３）、（４）が信頼性試験で、ΔＰｏは１００％に近いほど、ΔＶｆは小さいほど信頼性が高いと言える。
【００６７】
実施例１〜５、比較例１〜３それぞれのウェハからは、ウェハ中央部と、ウェハ端から３ｍｍ内側に入った部分からチップを作製した。ウェハ中央部の発光出力とウェハ端から３ｍｍ内側に入った部分の発光出力の差をＰｏ差とする（ウェハ端３ｍｍ値−中央値）。同様に、動作電圧に関してもＶｆ差と呼ぶことにする。
【００６８】
これらが小さければ小さいほど、特性の面内均一性が良好であると言える。なお、前述のΔＰｏ、ΔＶｆは、ウェハ中央部で確認した。
【００６９】
実施例１〜５、比較例１〜３から作製したＬＥＤチップの各特性を表２に示す。
【００７０】
【表２】
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【００７１】
比較例１、２はＶｆ差が０．３５Ｖ，０．４２Ｖと高い。また、比較例３はΔＰｏが２５６．１％と非常に大きくなっている。これに対し実施例１〜５は、Ｖｆ差は０．０１〜０．０６と小さいことからＶｆの面内分布が大きく向上していることが分かる。また、ΔＰｏも１０１．８〜１０４．３％であり、信頼性も問題ない。その他の特性も比較例に対し同等かそれ以上の値を得ることができた。
【００７２】
次に、実施例１のＳｅとＳｉの割合を変化させた場合のＶｆ差とΔＰｏの結果を図２に示す。
【００７３】
図２に示すように、ＳｅとＳｉの混合添加において、Ｖｆ差、ΔＰｏいずれにも問題がないのは、Ｓｉ及びＳｅの濃度（ｎ型不純物濃度）に対して、Ｓｅの濃度を２０％以上８０％以下の割合とした場合であった。また、実施例２のＴｅとＳｉの混合添加の場合も同様の結果が得られた。
【００７４】
次に、実施例３のｎ型クラッド層としてＳｅを添加した（Ａｌ0.68Ｇａ0.32）0.51Ｉｎ0.49Ｐ（キャリア濃度７．５×１０17ｃｍ-3）を成長させ、その上にＳｉを添加した（Ａｌ0.68Ｇａ0.32）0.51Ｉｎ0.49Ｐ（キャリア濃度７．５×１０17ｃｍ-3）を成長させた構造にて、それぞれの厚さを変化させた場合のＶｆ差とΔＰｏの結果を図３に示す。ただし、両者の厚さの合計は１０００ｎｍとした。
【００７５】
図３に示すように、この構造において、Ｖｆ差、ΔＰｏいずれにも問題がないのは、Ｓｅを添加した（Ａｌ0.68Ｇａ0.32）0.51Ｉｎ0.49Ｐ（キャリア濃度７．５×１０17ｃｍ-3）の厚さが２５０ｎｍ以上９００ｎｍ以下の場合であった。また、実施例４のＴｅを添加した層とＳｉを添加した層を積層させる場合も同様の結果が得られた。
【００７６】
また、所定のキャリア濃度に形成されたｎ型クラッド層全体の厚さが７５０ｎｍ以上１２００ｎｍ以下のとき、Ｓｅを添加することで所定のキャリア濃度とした層の厚さがそのうちの２５％以上９０％以下である場合、実施例１〜５と同様に、Ｖｆの面内分布や信頼性、その他特性に良好な結果が得られた。
【００７７】
上記実施例では、発光層はアンドープのＡｌＧａＩｎＰ（６５０ｎｍ）の単層としたが、ＭＱＷ構造としてもよい。
【００７８】
以上から、ｎ型クラッド層に、Ｓｉを含む２種類以上のｎ型不純物を添加することにより、ウェハ外周部分の動作電圧を抑え、特性の面内均一性を向上させ、ウェハ全面を使用することができ、また発光出力の安定化を図り、信頼性の高い発光素子を作製することができることが分かる。
【符号の説明】
【００７９】
１  発光素子用エピタキシャルウェハ
２  ｎ型基板
４  ｎ型クラッド層
５  発光層
７  ｐ型クラッド層
【図１】
2010232638.tif 000005
【図２】
2010232638.tif 000006
【図３】
2010232638.tif 000007