(57)【要約】【課題】非極性面上に形成される発光素子において光閉じ込め性を向上できると共に転位による光学ロスを低減できる窒化物半導体発光素子を提供する。【解決手段】コア半導体領域１５、第１クラッド領域１７及び第２クラッド領域１９はＧａＮの支持基体１３の非極性の主面１３ａ上に搭載される。コア半導体領域１５は活性層２１及びキャリアブロック層２３を含む。第１クラッド領域１７はｎ型ＡｌＧａＮクラッド層２５及びｎ型ＩｎＡｌＧａＮクラッド層２６を含む。ｎ型ＩｎＡｌＧａＮクラッド層２６はｎ型ＡｌＧａＮクラッド層２５と活性層２１との間に設けられる。界面２７ｂにおけるミスフィット転位密度は界面２７ａにおけるミスフィット転位密度より大きい。ＡｌＧａＮクラッド層２５はＧａＮ支持基体１３に対して格子緩和し、ＩｎＡｌＧａＮクラッド層２６はＡｌＧａＮクラッド層２５に対して格子緩和している。【選択図】図２
2010263163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化物半導体発光素子であって、
六方晶系窒化ガリウム半導体からなる支持基体と、
第１導電型窒化ガリウム系半導体からなる第１クラッド領域と、
第２導電型窒化ガリウム系半導体からなる第２クラッド領域と、
活性層及びキャリアブロック層を含むコア半導体領域と
を備え、
前記六方晶系窒化ガリウム半導体のｃ軸は前記支持基体の前記主面の法線軸と異なる方向に向くと共に前記六方晶系窒化ガリウム半導体のｃ軸及び前記支持基体の前記法線軸によって規定される平面は所定の方向に延在しており、
前記コア半導体領域は、前記第１クラッド領域と前記第２クラッド領域との間に設けられ、
前記コア半導体領域、前記第１クラッド領域及び前記第２クラッド領域は前記支持基体の前記主面上に搭載されており、
前記第１クラッド領域は、ＡｌＧａＮクラッド層及びＩｎＡｌＧａＮクラッド層を含み、
前記第１クラッド領域の前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層は前記第１クラッド領域の前記ＡｌＧａＮクラッド層と前記活性層との間に設けられ、
前記第１クラッド領域の前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層は前記コア半導体領域に接合を成す、ことを特徴とする窒化物半導体発光素子。
【請求項２】
前記第１クラッド領域において、前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層と前記ＡｌＧａＮクラッド層との界面におけるミスフィット転位密度は前記コア半導体領域と前記第１クラッド領域との界面におけるミスフィット転位密度より大きい、ことを特徴とする請求項１に記載された窒化物半導体発光素子。
【請求項３】
前記第１クラッド領域において、前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層と前記ＡｌＧａＮクラッド層との界面のミスフィット転位密度は１×１０４ｃｍ−１以上である、ことを特徴とする請求項２に記載された窒化物半導体発光素子。
【請求項４】
前記コア半導体領域と前記第１クラッド領域との界面のミスフィット転位密度は１×１０４ｃｍ−１未満である、ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載された窒化物半導体発光素子。
【請求項５】
前記第１クラッド領域において、前記ＡｌＧａＮクラッド層のＡｌ組成は０．０５以上であり、０．２以下である、ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載された窒化物半導体発光素子。
【請求項６】
前記第１クラッド領域において、前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層の厚さは前記ＡｌＧａＮクラッド層の厚さより薄い、ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載された窒化物半導体発光素子。
【請求項７】
前記第１クラッド領域において、前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層のバンドギャップは前記ＡｌＧａＮクラッド層のバンドギャップ以下である、ことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載された窒化物半導体発光素子。
【請求項８】
前記第１クラッド領域において、前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層の膜厚は０．０５μｍ以上であり、０．３μｍ以下であることを特徴とする請求項７に記載された窒化物半導体発光素子。
【請求項９】
前記第１クラッド領域において、前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層のバンドギャップは前記ＡｌＧａＮクラッド層のバンドギャップ以上である、ことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載された窒化物半導体発光素子。
【請求項１０】
前記第１クラッド領域において、前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層の膜厚は０．０５μｍ以上であり、１．０μｍ以下である、ことを特徴とする請求項９に記載された窒化物半導体発光素子。
【請求項１１】
前記コア半導体領域は第１光ガイド層を含み、
前記第１光ガイド層は前記第１クラッド領域の前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層と接合を成し、
前記第１クラッド領域の前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層におけるＩｎＡｌＧａＮ固有の格子定数は前記コア半導体領域の前記第１光ガイド層の窒化ガリウム系半導体に固有の格子定数以下であり、
前記第１クラッド領域の前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層の格子定数は前記第１クラッド領域の前記ＡｌＧａＮクラッド層の格子定数より大きい、ことを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載された窒化物半導体発光素子。
【請求項１２】
前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層はｃ軸の前記主面への投影方向に関して前記第１光ガイド層に格子整合する、ことを特徴とする請求項１１に記載された窒化物半導体発光素子。
【請求項１３】
前記第１クラッド領域はｎ型導電性を有し、
前記第１クラッド領域の前記ＡｌＧａＮクラッド層と前記支持基体との界面におけるミスフィット転位密度は前記コア半導体領域と前記第１クラッド領域との界面におけるミスフィット転位密度より大きい、ことを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれか一項に記載された窒化物半導体発光素子。
【請求項１４】
前記第１クラッド領域はｐ型導電性を有し、
当該窒化物半導体発光素子は、前記第１クラッド領域上に設けられたｐ型コンタクト層を更に備え、
前記コア半導体領域は第２光ガイド層及び電子ブロック層を含み、
前記第２光ガイド層は前記電子ブロック層と前記第１クラッド領域との間に設けられ、
前記電子ブロック層は前記第２光ガイド層と前記活性層との間に設けられる、ことを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載された窒化物半導体発光素子。
【請求項１５】
前記第１クラッド領域はｎ型導電性を有し、
前記第２クラッド領域はｐ型導電性を有し、
前記第２クラッド領域は、ＡｌＧａＮクラッド層及びＩｎＡｌＧａＮクラッド層を含み、
前記第２クラッド領域の前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層は前記第２クラッド領域の前記ＡｌＧａＮクラッド層と前記活性層との間に設けられ、
前記第２クラッド領域の前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層は前記コア半導体領域に接合を成し、
前記第２クラッド領域の前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層の格子定数は前記第２クラッド領域の前記ＡｌＧａＮクラッド層の格子定数より大きい、ことを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載された窒化物半導体発光素子。
【請求項１６】
前記第２クラッド領域の前記ＡｌＧａＮクラッド層と前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層との界面におけるミスフィット転位密度は前記コア半導体領域と前記第２クラッド領域との界面におけるミスフィット転位密度より大きい、ことを特徴とする請求項１５に記載された窒化物半導体発光素子。
【請求項１７】
前記第２クラッド領域の前記ＡｌＧａＮクラッド層と前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層との界面におけるミスフィット転位密度は１×１０４ｃｍ−１以上である、ことを特徴とする請求項１５又は請求項１６に記載された窒化物半導体発光素子。
【請求項１８】
前記六方晶系窒化ガリウム半導体のｃ軸と前記支持基体の前記法線軸との成す角度は１０度以上であり、１７０度以下である、ことを特徴とする請求項１〜請求項１７のいずれか一項に記載された窒化物半導体発光素子。
【請求項１９】
前記角度は１０度以上８０度以下又は１００度以上１７０度以下である、ことを特徴とする請求項１〜請求項１８のいずれか一項に記載された窒化物半導体発光素子。
【請求項２０】
前記角度は６３度以上８０度以下又は１００度以上１１７度以下である、ことを特徴とする請求項１〜請求項１９のいずれか一項に記載された窒化物半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、紫外発光素子が記載されている。紫外発光素子は、波長３６０ｎｍ以下の紫外域の短波長域において室温で高効率で発光する。この紫外発光素子は、ＳｉＣ基板上において、交互の接合を成すＩｎ０．３７Ａｌ０．０２Ｇａ０．６１Ｎ層及びＩｎ０．１６Ａｌ０．０６Ｇａ０．７８Ｎ層を含む量子井戸構造を有する。この量子井戸構造はＡｌ０．４０Ｇａ０．６０Ｎ層上に直接に形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２３７４５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、ＩｎＡｌＧａＮ層はバッファ層の役割を果たしており、また障壁層と同じ組成を有する。このＩｎＡｌＧａＮバッファ層は、障壁層の延長として厚く成長される。また、量子井戸構造における井戸層の間に形成されたＩｎＡｌＧａＮ障壁層と同じ組成を有しており、この点でも、ＩｎＡｌＧａＮ層はクラッド層と異なる。
【０００５】
発明者らの知見によれば、半極性窒化ガリウム（ＧａＮ）基板上では、すべり面（例えばｃ面すべり面）が活性であるので、大きな歪みを有する隣接する半導体層は格子緩和により内包する歪みを解放する。このため、半極性窒化ガリウム基板上では、ｃ面ＧａＮ基板に比べて高Ａｌ組成のＡｌＧａＮを成長できる。このＡｌＧａＮには、クラックではなくミスフィット転位が導入されて、ひずみを解放する。高Ａｌ組成のＡｌＧａＮをクラッド層に利用するとき、ｐ型及びｎ型クラッド層に挟まれたコア半導体領域は、クラッド層に対して格子緩和する可能性がある。高Ａｌ組成のためクラッド層の格子定数とコア半導体領域の格子定数との差は大きいとき、クラッド層とコア半導体領域との界面にミスフィット転位が導入される。
【０００６】
クラッド層は光閉じ込めのために設けられ、クラッド層内では光の振幅は小さくなる。クラッド層の格子定数とコア半導体領域の格子定数との差に起因するミスフィット転位は上記界面に形成されるとき、ミスフィット転位は光散乱による光学ロスを引き起こす。
【０００７】
本発明は、このような事情を鑑みて為されたものであり、非極性面上に形成される発光素子において光閉じ込め性を向上できると共に転位による光学ロスを低減できる窒化物半導体発光素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面に係る窒化物半導体発光素子は、（ａ）六方晶系窒化ガリウム半導体からなる支持基体と、（ｂ）第１導電型窒化ガリウム系半導体からなる第１クラッド領域と、（ｃ）第２導電型窒化ガリウム系半導体からなる第２クラッド領域と、（ｄ）活性層及びキャリアブロック層を含むコア半導体領域とを備える。前記六方晶系窒化ガリウム半導体のｃ軸は前記支持基体の前記主面の法線軸と異なる方向に向くと共に前記六方晶系窒化ガリウム半導体のｃ軸及び前記支持基体の前記法線軸によって規定される平面は所定の方向に延在しており、前記コア半導体領域は、前記第１クラッド領域と前記第２クラッド領域との間に設けられ、前記コア半導体領域、前記第１クラッド領域及び前記第２クラッド領域は前記支持基体の前記主面上に搭載されており、前記第１クラッド領域は、ＡｌＧａＮクラッド層及びＩｎＡｌＧａＮクラッド層を含み、前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層は前記ＡｌＧａＮクラッド層と前記活性層との間に設けられ、前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層は前記コア半導体領域に接合を成す。
【０００９】
この窒化物半導体発光素子によれば、ＡｌＧａＮクラッド層とコア半導体領域との間にはＩｎＡｌＧａＮクラッド層が設けられるので、ＡｌＧａＮ層の光閉じ込め性を向上するためにＡｌ組成を大きくすること及び／又はＡｌＧａＮ層の膜厚を厚くすることが可能になる。また、四元系のＩｎＡｌＧａＮをクラッド層に適用するので、ＡｌＧａＮクラッド層及びＩｎＡｌＧａＮクラッド層からなるクラッド領域は、コア半導体領域との良好な接合とクラッドに必要な屈折率とを提供できる格子定数との両方を提供できる。
【００１０】
本発明に係る窒化物半導体発光素子では、前記第１クラッド領域は前記ＡｌＧａＮクラッド層と前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層との界面を含み、前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層と前記ＡｌＧａＮクラッド層との界面におけるミスフィット転位密度は前記コア半導体領域と前記第１クラッド領域との界面におけるミスフィット転位密度より大きい。
【００１１】
この窒化物半導体発光素子では、ＩｎＡｌＧａＮクラッド層とＡｌＧａＮクラッド層との界面におけるミスフィット転位密度がコア半導体領域と第１クラッド領域との界面におけるミスフィット転位密度より大きい。これは、ミスフィット転位密度の導入によりＩｎＡｌＧａＮクラッド層が格子緩和するほどＡｌＧａＮ層のＡｌ組成を大きくすること及び／又はＩｎＡｌＧａＮ層の膜厚を厚くすることによって、第１クラッド層全体としての光閉じ込め性を向上できる。また、この構造では、コア半導体領域と第１クラッド領域との界面が、大きなミスフィット転位密度の界面からＩｎＡｌＧａＮ層によって隔てられる。
【００１２】
本発明に係る窒化物半導体発光素子では、前記第１クラッド領域において、前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層と前記ＡｌＧａＮクラッド層との界面のミスフィット転位密度は１×１０４ｃｍ−１以上であることが好ましい。この窒化物半導体発光素子によれば、この転位密度の転位が上記界面に導入されるとき、界面に係る一方の半導体層に格子緩和が生じる。格子緩和する程のＡｌ組成及び膜厚のＡｌＧａＮクラッド層は光閉じ込め性を向上できる。
【００１３】
本発明に係る窒化物半導体発光素子では、前記コア半導体領域と前記第１クラッド領域との界面のミスフィット転位密度は１×１０４ｃｍ−１未満であることが好ましい。この窒化物半導体発光素子によれば、ミスフィット転位による光散乱に起因した光学ロスを低減することができる。比較的薄い半導体層の積層からなるコア半導体領域は、コヒーレントに成長された半導体層からなる。
【００１４】
本発明に係る窒化物半導体発光素子では、前記第１クラッド領域において、前記ＡｌＧａＮクラッド層のＡｌ組成は０．０５以上であることが好ましい。記ＡｌＧａＮクラッド層のＡｌ組成は０．２以下であることが好ましい。
【００１５】
Ａｌ組成が０．０５以上であるとき、ＡｌＧａＮクラッド層をＩｎＡｌＧａＮクラッド層に対して緩和させることができる。大きすぎるＡｌ組成は、ＡｌＧａＮクラッド層の結晶品質の悪化やｃ軸オフ方向に対する垂直方向へのＡｌＧａＮクラッド層の緩和が生じる可能性が高まる。
【００１６】
本発明に係る窒化物半導体発光素子では、前記第１クラッド領域において、前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層の厚さは前記ＡｌＧａＮクラッド層の厚さより薄いことが好ましい。この窒化物半導体発光素子によれば、ＡｌＧａＮクラッド層による光閉じ込め性を利用できる。厚いＩｎＡｌＧａＮを成長することによるスループットの低下を避けることができる。
【００１７】
本発明に係る窒化物半導体発光素子では、前記第１クラッド領域において、前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層のバンドギャップは前記ＡｌＧａＮクラッド層のバンドギャップ以下であることが好ましい。この窒化物半導体発光素子によれば、格子緩和したＡｌＧａＮクラッド層は、四元ＩｎＡｌＧａＮクラッド層では実用的に採用できない大きなバンドギャップを提供できる。
【００１８】
本発明に係る窒化物半導体発光素子では、前記第１クラッド領域において、前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層の膜厚は０．０５μｍ以上であることが好ましい。この窒化物半導体発光素子によれば、薄すぎるＩｎＡｌＧａＮクラッド層は、ＩｎＡｌＧａＮクラッド層とＡｌＧａＮクラッド層との界面をコア半導体領域から離すことができず、このとき、この界面において光学ロスが生じる。また、前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層の膜厚は０．３μｍ以下であることが好ましい。この窒化物半導体発光素子によれば、厚すぎるＩｎＡｌＧａＮは、ＡｌＧａＮクラッド層による光閉じ込め性への寄与が小さくなる。
【００１９】
本発明に係る窒化物半導体発光素子では、前記第１クラッド領域において、前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層のバンドギャップは前記ＡｌＧａＮクラッド層のバンドギャップ以上であることが好ましい。
【００２０】
この窒化物半導体発光素子によれば、ＩｎＡｌＧａＮを厚く成長して、ＩｎＡｌＧａＮクラッド層とＡｌＧａＮクラッド層との界面をコア半導体領域から離しても、クラッド領域全体として所望の光閉じ込め性を得ることができる。
【００２１】
本発明に係る窒化物半導体発光素子では、前記第１クラッド領域において、前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層の膜厚は０．０５μｍ以上であることが好ましい。この窒化物半導体発光素子によれば、薄いＩｎＡｌＧａＮ層は、ＩｎＡｌＧａＮクラッド層とＡｌＧａＮクラッド層との界面をコア半導体領域から離すことができず、このとき、この界面において光学ロスが生じる。また、本発明に係る窒化物半導体発光素子では、前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層の膜厚は１．０μｍ以下であることが好ましい。この窒化物半導体発光素子によれば、膜厚上限の１．０μｍは、成長速度を大きくできないＩｎＡｌＧａＮでも実用的である。
【００２２】
本発明に係る窒化物半導体発光素子では、前記コア半導体領域は第１光ガイド層を含み、前記第１光ガイド層は前記第１クラッド領域の前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層と接合を成し、前記第１クラッド領域の前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層におけるＩｎＡｌＧａＮ固有の格子定数は前記コア半導体領域の前記第１光ガイド層の窒化ガリウム系半導体に固有の格子定数以下であり、前記第１クラッド領域の前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層の格子定数は前記第１クラッド領域の前記ＡｌＧａＮクラッド層の格子定数より大きいことが好ましい。
【００２３】
この窒化物半導体発光素子によれば、ＩｎＡｌＧａＮクラッド層の格子定数がＡｌＧａＮクラッド層の格子定数より大きく、第１光ガイド層に固有の格子定数以下である。ＡｌＧａＮクラッド層とＩｎＡｌＧａＮクラッド層との界面に転位が導入されるとき、第１光ガイド層とＩｎＡｌＧａＮクラッド層との接合において転位による光学的ロスの生成を避けることができる。
【００２４】
本発明に係る窒化物半導体発光素子では、前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層はｃ軸の前記主面への投影方向に関して前記第１光ガイド層に格子整合することが好ましい。この窒化物半導体発光素子によれば、第１光ガイド層はＩｎＡｌＧａＮクラッド層上にコヒーレントに成長される。また、コア半導体領域はＩｎＡｌＧａＮクラッド層上にコヒーレントに成長される。
【００２５】
本発明に係る窒化物半導体発光素子では、前記第１クラッド領域はｎ型導電性を有し、前記第１クラッド領域の前記ＡｌＧａＮクラッド層と前記支持基体との界面におけるミスフィット転位密度は前記コア半導体領域と前記第１クラッド領域との界面におけるミスフィット転位密度より大きいことが好ましい。
【００２６】
この窒化物半導体発光素子によれば、ｎ側半導体領域における光閉じ込め性を向上できる。また、第１クラッド領域のＡｌＧａＮクラッド層が支持基体上において格子緩和している。これ故に、ＡｌＧａＮクラッド層のＡｌ組成を大きくすること及び／又はＡｌＧａＮクラッド層の膜厚を厚くすることによって、第１クラッド領域の光閉じ込め性を向上できる。
【００２７】
本発明に係る窒化物半導体発光素子では、前記第１クラッド領域の前記ＡｌＧａＮクラッド層と前記支持基体との界面におけるミスフィット転位密度は１×１０４ｃｍ−１以上であることが好ましい。この窒化物半導体発光素子によれば、この転位密度に相当するＡｌＧａＮクラッドは光閉じ込めを良好にできる。
【００２８】
本発明に係る窒化物半導体発光素子では、前記第１クラッド領域はｐ型導電性を有し、当該窒化物半導体発光素子は、前記第１クラッド領域上に設けられたｐ型コンタクト層を更に備え、前記コア半導体領域は第２光ガイド層及び電子ブロック層を含み、前記第２光ガイド層は前記電子ブロック層と前記第１クラッド領域との間に設けられ、前記電子ブロック層は前記第２光ガイド層と前記活性層との間に設けられることができる。
【００２９】
この窒化物半導体発光素子によれば、ｐ側半導体領域における光閉じ込め性を向上できる。格子緩和したＡｌＧａＮクラッド層上にｐ型コンタクト層が設けられ、ＡｌＧａＮクラッド層の格子緩和はｐ型コンタクト層に影響しない。
【００３０】
本発明に係る窒化物半導体発光素子では、前記第１クラッド領域はｎ型導電性を有し、前記第２クラッド領域はｐ型導電性を有し、前記第２クラッド領域は、ＡｌＧａＮクラッド層及びＩｎＡｌＧａＮクラッド層を含み、前記第２クラッド領域の前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層は前記第２クラッド領域の前記ＡｌＧａＮクラッド層と前記活性層との間に設けられ、前記第２クラッド領域の前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層は前記コア半導体領域に接合を成し、前記第２クラッド領域の前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層の格子定数は前記第２クラッド領域の前記ＡｌＧａＮクラッド層の格子定数より大きいことが好ましい。
【００３１】
この窒化物半導体発光素子によれば、ｐ側半導体領域及びｎ側半導体領域における光閉じ込め性を向上できる。
【００３２】
本発明に係る窒化物半導体発光素子では、前記第２クラッド領域の前記ＡｌＧａＮクラッド層と前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層との界面におけるミスフィット転位密度は前記コア半導体領域と前記第２クラッド領域との界面におけるミスフィット転位密度より大きいことが好ましい。
【００３３】
この窒化物半導体発光素子によれば、ｐ側半導体領域及びｎ側半導体領域にそれぞれ含まれるｐ型ＡｌＧａＮ層及びｎ型ＩｎＡｌＧａＮ層が格子緩和している。
【００３４】
本発明に係る窒化物半導体発光素子では、前記第２クラッド領域の前記ＡｌＧａＮクラッド層と前記ＩｎＡｌＧａＮクラッド層との界面におけるミスフィット転位密度は１×１０４ｃｍ−１以上であることができる。
【００３５】
この窒化物半導体発光素子によれば、この転位密度の転位が上記界面に導入されるとき、界面に係る一方の半導体層に格子緩和が生じる。この格子緩和は、ＡｌＧａＮクラッド層による光閉じ込めを良好にできる。
【００３６】
本発明に係る窒化物半導体発光素子では、前記六方晶系窒化ガリウム半導体のｃ軸と前記支持基体の前記法線軸との成す角度は１０度以上であることが好ましい。また、上記角度は１７０度以下であることが好ましい。この窒化物半導体発光素子によれば、非極性（半極性及び無極性）におけるすべり面の生成を利用して、良好な光閉じ込め性を得ることができる。
【００３７】
本発明に係る窒化物半導体発光素子では、前記角度は１０度以上８０度以下又は１００度以上１７０度以下であることが好ましい。この窒化物半導体発光素子によれば、半極性におけるすべり面の生成を利用して、良好な光閉じ込め性を得ることができる。
【００３８】
本発明に係る窒化物半導体発光素子では、前記角度は６３度以上８０度以下又は１００度以上１１７度以下であることが好ましい。
【００３９】
この窒化物半導体発光素子によれば、この角度範囲では、すべり面の導入による転位の生成が容易であり、デバイス設計自由度が高い。また、この角度範囲における半極性面では、Ｉｎ取り込みに優れる傾向がある。
【００４０】
本発明の上記の目的および他の目的、特徴、並びに利点は、添付図面を参照して進められる本発明の好適な実施の形態の以下の詳細な記述から、より容易に明らかになる。
【発明の効果】
【００４１】
以上説明したように、本発明によれば、非極性面上に形成される発光素子において光閉じ込め性を向上できると共に転位による光学ロスを低減できる窒化物半導体発光素子を提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、本実施の形態に係る窒化物半導体発光素子を概略的に示す図面である。
【図２】図２は、図１に示された窒化物半導体発光素子のエピタキシャル基板Ｅ１を構成する半導体層とその格子定数との関係を示す図面である。
【図３】図３は、クラッド領域における伝導帯のエネルギレベルを示す図面である。
【図４】図４は、クラッド領域における伝導帯のエネルギレベルを示す図面である。
【図５】図５は、窒化物レーザダイオードを作製する方法における主要な工程を示す図面である。
【図６】図６は、窒化物レーザダイオードを作製する方法における主要な工程を示す図面である。
【図７】図７は、実施例及び比較例における窒化物レーザダイオードの構造を示す図面である。
【図８】図８は、実施例及び比較例における窒化物レーザダイオードの構造を示す図面である。
【図９】図９は、逆格子マッピングを測定するためのエピタキシャル基板を示す図面である。
【図１０】図１０は、エピタキシャル基板における（２０−２４）の逆格子マッピング像を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
本発明の知見は、例示として示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解できる。引き続いて、添付図面を参照しながら、本発明の窒化物半導体発光素子及びエピタキシャル基板に係る実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。
【００４４】
図１は、本実施の形態に係る窒化物半導体発光素子を概略的に示す図面である。図２は、図１に示された窒化物半導体発光素子のエピタキシャル基板Ｅ１を構成する半導体層とその格子定数との関係を示す図面である。
【００４５】
窒化物半導体発光素子１１は、支持基体１３と、コア半導体領域１５と、第１クラッド領域１７と、第２クラッド領域１９とを備える。図１を参照すると、直交座標系Ｓ、ｃ軸ベクトルＶＣ及び法線ベクトルＮＶが示されている。支持基体１３は、六方晶系窒化ガリウム（ＧａＮ）半導体からなる。この六方晶系窒化ガリウム半導体のｃ軸（ベクトルＶＣで示される）Ｃｘは支持基体１３の主面１３ａの法線軸Ｎｘに対して所定の方向（例えばＸ軸方向）に傾斜している。好ましくは、所定の方向は六方晶系窒化ガリウム半導体のａ軸又はｍ軸等である。主面１３ａは、非極性（半極性、無極性）を有することができ、またＸ軸及びＹ軸によって規定される平面に平行である。六方晶系窒化ガリウム半導体のｃ軸Ｃｘは、支持基体１３の主面１３ａの法線軸Ｎｘと異なる方向に向く。支持基体１３の法線軸Ｎｘ及びｃ軸Ｃｘによって規定される平面は所定の方向に延在する。第１クラッド領域１７は、第１導電型（例えばｎ型）の窒化ガリウム系半導体からなる。第２クラッド領域１９は、第２導電型（例えばｐ型）の窒化ガリウム系半導体からなる。コア半導体領域１５は、活性層２１及びキャリアブロック層２３を含む。コア半導体領域１５は、第１クラッド領域１７と第２クラッド領域１９との間に設けられる。コア半導体領域１５、第１クラッド領域１７及び第２クラッド領域１９は支持基体１３の主面１３ａ上に搭載される。
【００４６】
図１では、第１クラッド領域１７及び第２クラッド領域１９の両方が、２層からなるクラッドの構造を有するけれども、第１クラッド領域１７及び第２クラッド領域１９のいずれか一方が上記のクラッド構造を有することができる。
【００４７】
一実施例では、第１クラッド領域１７は、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層２５及びｎ型ＩｎＡｌＧａＮクラッド層２６を含む。ｎ型ＩｎＡｌＧａＮクラッド層２６はｎ型ＡｌＧａＮクラッド層２５と活性層２１との間に設けられる。ｎ型ＩｎＡｌＧａＮクラッド層２６はコア半導体領域１５に接合２７ａを成す。
【００４８】
この窒化物半導体発光素子１１によれば、ＡｌＧａＮクラッド層２５とコア半導体領域１５との間にＩｎＡｌＧａＮクラッド層２６が設けられるので、ＡｌＧａＮ層２５の光閉じ込め性を向上するためにＡｌ組成を大きくすること及び／又はＡｌＧａＮ層２５の膜厚を厚くすることが可能になる。また、四元系のＩｎＡｌＧａＮをクラッド層に適用するので、ＡｌＧａＮクラッド層２５及びＩｎＡｌＧａＮクラッド層２６からなるクラッド領域１７は、クラッドに必要な屈折率とコア半導体領域１５と良好な接合２７ａを成す格子定数との両方を提供できる。
【００４９】
第１クラッド領域１７はＡｌＧａＮクラッド層２５とＩｎＡｌＧａＮクラッド層２６との界面２７ｂを含む。ＩｎＡｌＧａＮクラッド層２６とＡｌＧａＮクラッド層２５との界面２７ｂにおけるミスフィット転位密度はコア半導体領域１５と第１クラッド領域１７との界面２７ａにおけるミスフィット転位密度より大きい。これは、ミスフィット転位密度の導入によりＩｎＡｌＧａＮクラッド層２６が格子緩和するほど、ＡｌＧａＮ層２５のＡｌ組成を大きくすること及び／又は膜厚を厚くすることによって、第１クラッド領域１７全体としての光閉じ込め性を向上できる。また、この構造では、コア半導体領域１５と第１クラッド領域１７との界面２７ａが、大きなミスフィット転位密度の界面２７ｂからＩｎＡｌＧａＮ層によって隔てられる。
【００５０】
また、第１クラッド領域１７において、ＡｌＧａＮクラッド層２５のＡｌ組成は０．０５以上であることが好ましい。Ａｌ組成が０．０５以上であるとき、実用的な厚さのＡｌＧａＮクラッド層２５をＧａＮ支持基体上において緩和させることができる。このとき、ＩｎＡｌＧａＮクラッド層２６をＡｌＧａＮクラッド層２５上において緩和させることができる。また、ＡｌＧａＮクラッド層２５のＡｌ組成は０．２以下であることが好ましい。大きすぎるＡｌ組成は、ｃ軸オフ方向に対して垂直方向へのＡｌＧａＮクラッド層２５の緩和やＡｌＧａＮクラッド層２５の結晶品質の悪化が生じる可能性が高まる。
【００５１】
一実施例では、第２クラッド領域１９は、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層３５及びｐ型ＩｎＡｌＧａＮクラッド層３６を含む。ｐ型ＩｎＡｌＧａＮクラッド層３６はｐ型ＡｌＧａＮクラッド層３５と活性層２１との間に設けられる。ｐ型ＩｎＡｌＧａＮクラッド層３５はコア半導体領域１５に接合２７ｃを成す。
【００５２】
この窒化物半導体発光素子１１によれば、ＡｌＧａＮクラッド層３５とコア半導体領域１５との間にはＩｎＡｌＧａＮクラッド層３６が設けられるので、ＡｌＧａＮ層３５の光閉じ込め性を向上するためにＡｌ組成を大きくすること及び／又はＡｌＧａＮ層３５の膜厚を厚くすることが可能になる。また、四元系のＩｎＡｌＧａＮをクラッド層３６に適用するので、ＡｌＧａＮクラッド層３５及びＩｎＡｌＧａＮクラッド層３６からなる第２クラッド領域１９は、クラッドに必要な屈折率とコア半導体領域１５と、良好な接合２７ｃを成す格子定数との両方を提供できる。
【００５３】
第２クラッド領域１９はＡｌＧａＮクラッド層３５とＩｎＡｌＧａＮクラッド層３６との界面２７ｄを含む。ＩｎＡｌＧａＮクラッド層３６とＡｌＧａＮクラッド層３５との界面２７ｄにおけるミスフィット転位密度はコア半導体領域１５と第２クラッド領域１９との界面２７ｃにおけるミスフィット転位密度より大きい。これは、ミスフィット転位密度の導入によりＡｌＧａＮクラッド層３５が格子緩和するほど、ＡｌＧａＮ層３５のＡｌ組成を大きくすること及び／又は膜厚を厚くすることによって、第２クラッド領域１９全体としての光閉じ込め性を向上できる。また、この構造では、コア半導体領域１５と第２クラッド領域１９との界面２７ｃが、大きなミスフィット転位密度の界面２７ｄからＩｎＡｌＧａＮ層によって隔てられる。
【００５４】
また、第２クラッド領域１９において、ＡｌＧａＮクラッド層３５のＡｌ組成は０．０５以上であることが好ましい。Ａｌ組成が０．０５以上であるとき、ＡｌＧａＮクラッド層３５をＧａＮ支持基体上において緩和させることができる。このとき、ＩｎＡｌＧａＮクラッド層３６上においてＡｌＧａＮクラッド層３５を緩和させることができる。また、ＡｌＧａＮクラッド層３５のＡｌ組成は０．２以下であることが好ましい。大きすぎるＡｌ組成は、ｃ軸オフ方向に対する垂直方向へのＡｌＧａＮクラッド層３５の緩和やＡｌＧａＮクラッド層３５の結晶品質の悪化が生じる可能性が高まる。
【００５５】
第１クラッド領域１７において、ＩｎＡｌＧａＮクラッド層２６とＡｌＧａＮクラッド層２５との界面２７ｂのミスフィット転位密度は１×１０４ｃｍ−１以上であることが好ましい。この転位密度の転位が界面２７ｂに導入されるとき、界面２７ｂに係る一方の半導体層に格子緩和が生じる。格子緩和により、光閉じ込めに良好なＡｌＧａＮクラッド層２５が提供できる。
【００５６】
また、コア半導体領域１５と第１クラッド領域１７との界面２７ａのミスフィット転位密度は１×１０４ｃｍ−１未満であることが好ましい。これにより、ミスフィット転位による光散乱に起因した光学ロスを低減することができる。比較的薄い半導体積層からなるコア半導体領域１５は、コヒーレントに成長された半導体層２１、２３、２９、３１、３３、３７からなる。
【００５７】
さらに、第２クラッド領域１９において、ＩｎＡｌＧａＮクラッド層３６とＡｌＧａＮクラッド層３５との界面２７ｄのミスフィット転位密度は１×１０４ｃｍ−１以上であることが好ましい。この転位密度の転位が界面２７ｄに導入されるとき、界面２７ｄに係る一方の半導体層に格子緩和が生じる。格子緩和により、光閉じ込めに良好なＡｌＧａＮクラッド層３５が提供できる。
【００５８】
より詳細に、図２を参照しながらｃ軸方向の格子定数の関係を説明する。この関係は、同様にａ軸およびｍ軸方向の格子定数にも適用可能である。ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層２５のＡｌＧａＮにおけるｃ軸方向と該ｃ軸方向の格子定数ｄ２５の大きさとは格子ベクトルＬＶＣ２５によって表される。格子ベクトルＬＶＣ２５は法線軸Ｎｘの方向の縦成分Ｖ２５Ｌと該縦成分に直交する横成分Ｖ２５Ｔとからなる。ｎ型ＩｎＡｌＧａＮクラッド層２６のＩｎＡｌＧａＮにおけるｃ軸方向と該ｃ軸方向の格子定数ｄ２６の大きさとは格子ベクトルＬＶＣ２６によって表される。格子ベクトルＬＶＣ２６は法線軸Ｎｘの方向の縦成分Ｖ２６Ｌと該縦成分に直交する横成分Ｖ２６Ｔとからなる。横成分Ｖ２５Ｔは横成分Ｖ２６Ｔより小さい。
【００５９】
窒化ガリウム系半導体層３１の窒化ガリウム系半導体におけるｃ軸方向と該ｃ軸方向の格子定数ｄ３１の大きさとは格子ベクトルＬＶＣ３１によって表される。格子ベクトルＬＶＣ３１は法線軸Ｎｘの方向の縦成分Ｖ３１Ｌと該縦成分に直交する横成分Ｖ３１Ｔとからなる。横成分Ｖ２５Ｔは横成分Ｖ３１Ｔより小さい。
【００６０】
ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層３５のＡｌＧａＮにおけるｃ軸方向と該ｃ軸方向の格子定数ｄ３５の大きさとは格子ベクトルＬＶＣ３５によって表される。格子ベクトルＬＶＣ３５は法線軸Ｎｘの方向の縦成分Ｖ３５Ｌと該縦成分に直交する横成分Ｖ３５Ｔとからなる。ｐ型ＩｎＡｌＧａＮクラッド層３６のＩｎＡｌＧａＮにおけるｃ軸方向と該ｃ軸方向の格子定数ｄ３６の大きさとは格子ベクトルＬＶＣ３６によって表される。格子ベクトルＬＶＣ３６は法線軸Ｎｘの方向の縦成分Ｖ３６Ｌと該縦成分に直交する横成分Ｖ３６Ｔとからなる。横成分Ｖ３５Ｔは横成分Ｖ３６Ｔより小さい。
【００６１】
窒化ガリウム系半導体層３３の窒化ガリウム系半導体におけるｃ軸方向と該ｃ軸方向の格子定数ｄ３３の大きさとは格子ベクトルＬＶＣ３３によって表される。格子ベクトルＬＶＣ３３は法線軸Ｎｘの方向の縦成分Ｖ３３Ｌと該縦成分に直交する横成分Ｖ３３Ｔとからなる。横成分Ｖ３５Ｔは横成分Ｖ３３Ｔより小さい。
【００６２】
支持基体１３の窒化ガリウム系半導体におけるｃ軸方向と該ｃ軸方向の格子定数ｄ１３の大きさとは格子ベクトルＬＶＣ１３によって表される。格子ベクトルＬＶＣ１３は法線軸Ｎｘの方向の縦成分Ｖ１３Ｌと該縦成分に直交する横成分Ｖ１３Ｔとからなる。横成分Ｖ２５Ｔは横成分Ｖ１３Ｔより小さい。
【００６３】
第１クラッド領域１７のＡｌＧａＮクラッド層２５と支持基体１３との界面２７ｅにおけるミスフィット転位密度はコア半導体領域１５と第１クラッド領域１７との界面２７ａにおけるミスフィット転位密度より大きいことが好ましい。ＡｌＧａＮクラッド層２５の屈折率を小さくでき、コア半導体領域１５における光閉じ込め性を向上できる。また、第１クラッド領域１７のＡｌＧａＮクラッド層２５が支持基体１３上において格子緩和している。これ故に、ＡｌＧａＮクラッド層２５のＡｌ組成を大きくすること及び／又はＡｌＧａＮクラッド層２５の膜厚を厚くすることによって、第１クラッド領域１７による光閉じ込め性を向上できる。
【００６４】
第１クラッド領域１７のＡｌＧａＮクラッド層２６と支持基体１３との界面２７ｅにおけるミスフィット転位密度は１×１０４ｃｍ−１以上であることが好ましい。この転位密度に相当するＡｌＧａＮは良好な光閉じ込めを提供できる。
【００６５】
窒化物系発光素子１１では、ｎ型クラッド領域１７のＡｌＧａＮクラッド層２５は、支持基体１３の非極性の主面１３ａ上において格子緩和している。ＡｌＧａＮクラッド層２５の厚さＤ２５は、該ＡｌＧａＮクラッド層２５のＡｌ組成における臨界膜厚を越えていることが好ましい。格子定数の横成分Ｖ１３Ｔはｎ型ＡｌＧａＮクラッド層２５の格子定数の横成分Ｖ２５Ｔより大きい。
【００６６】
また、ｎ型クラッド領域１７のＩｎＡｌＧａＮクラッド層２５は、ＡｌＧａＮクラッド層２５の非極性面上において格子緩和している。ＩｎＡｌＧａＮクラッド層２６の厚さＤ２６は、該ＩｎＡｌＧａＮクラッド層２６のＡｌ組成及びＩｎ組成における臨界膜厚を越えていることが好ましい。格子定数の横成分Ｖ２５Ｔはｎ型ＩｎＡｌＧａＮクラッド層２６の格子定数の横成分Ｖ２６Ｔより小さい。ＩｎＡｌＧａＮクラッド層２６上に、窒化ガリウム系半導体層３１、活性層２１、窒化ガリウム系半導体層３７、電子ブロック層２３、窒化ガリウム系半導体層３３及びＩｎＡｌＧａＮクラッド層３６がコヒーレントに成長される。これ故に、図２に示されるように、窒化ガリウム系半導体層３１、活性層２１、窒化ガリウム系半導体層３７、電子ブロック層２３、窒化ガリウム系半導体層３３及びＩｎＡｌＧａＮクラッド層３６の格子定数の横成分は互いに等しい。
【００６７】
大きな転位密度の界面２７ｂ、２７ｅが、コア半導体領域１５とクラッド領域１７との界面２７ａから離れているので、転位による散乱に基づく光学的ロスが小さい。
【００６８】
また、窒化物系発光素子１１では、ｐ型クラッド領域１９のＡｌＧａＮクラッド層３５は、ＩｎＡｌＧａＮクラッド層３６の非極性主面上において格子緩和している。ＡｌＧａＮクラッド層３５の厚さＤ３５は、該ＡｌＧａＮクラッド層３５のＡｌ組成における臨界膜厚を越えていることが好ましい。格子定数の横成分Ｖ３５ＴはＩｎＡｌＧａＮクラッド層３６の格子定数の横成分Ｖ３６Ｔより小さい。
【００６９】
また、ｐ型クラッド領域１９のＩｎＡｌＧａＮクラッド層３６は、コア半導体領域１５の非極性面上において格子緩和していない。ＩｎＡｌＧａＮクラッド層３６の厚さＤ３６は、該ＩｎＡｌＧａＮクラッド層３６のＡｌ組成及びＩｎ組成における臨界膜厚以下であることが好ましい。ＩｎＡｌＧａＮクラッド層３６、ＩｎＡｌＧａＮクラッド層２６上にコヒーレントに成長されたコア半導体領域１５の非極性面上にコヒーレントに成長される。格子定数の横成分Ｖ３６Ｔは窒化ガリウム系半導体層３３の格子定数の横成分Ｖ３３Ｔに格子整合している。
【００７０】
大きな転位密度の界面２７ｄが、コア半導体領域１５とクラッド領域１９との界面２７ｃから離れているので、転位による散乱に基づく光学的ロスが小さい。
【００７１】
図１及び図２に示されるように、活性層２１は量子井戸構造２９を有する。量子井戸構造２９は、交互に配列された障壁層２９ａ及び井戸層２９ｂを含む。障壁層２９ａは例えばＩｎＧａＮ、ＧａＮ等からなり、井戸層２９ｂは例えばＩｎＧａＮ等からなる。井戸層２９ｂは、井戸層２９ｂの格子定数と窒化ガリウム系半導体層３１の格子定数との差に応じた歪みを内包し、障壁層２９ａは、障壁層２９ａの格子定数と窒化ガリウム系半導体層３１の格子定数との差に応じた歪みを内包する。
【００７２】
第１の窒化ガリウム系半導体層３１は光ガイド層として働くことができる。第２の窒化ガリウム系半導体層３３は光ガイド層として働くことができる。第３の窒化ガリウム系半導体層３７は光ガイド層として働くことができる。第１の窒化ガリウム系半導体層３１の屈折率は第１クラッド領域１７の屈折率よりも大きい。第２及び第３の窒化ガリウム系半導体層３３、３７の屈折率は電子ブロック層２３の屈折率よりも大きく、ｐ型クラッド層１９の屈折率よりも大きい。第１の窒化ガリウム系半導体層３１は第１及び第２の半導体層３１ａ、３１ｂを含み、第１の半導体層３１ａのバンドギャップは第２の半導体層３１ｂのバンドギャップより大きい。第３の窒化ガリウム系半導体層３７は第１及び第２の半導体層３７ａ、３７ｂを含み、第１の半導体層３７ａのバンドギャップは第２の半導体層３７ｂのバンドギャップより小さい。
【００７３】
図１に示されるように、窒化物半導体発光素子１１は、ｐ型クラッド層１９上に設けられたｐ型コンタクト層３９を含むことができる。ｐ型コンタクト層３９は、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ等から成ることができる。ｐ側電極４１ａは、絶縁膜４３の開口を介してｐ型コンタクト層３９に接触を成す。
【００７４】
窒化物半導体発光素子１１は、支持基体１３の裏面１３ｂに接触を成すｎ側電極４１ｂを含むことができる。支持基体１３の六方晶系窒化ガリウム半導体のｃ軸（ＶＣ）と法線軸Ｎｘとの成す角度ＡＬＰＨＡは、１０度以上であることが好ましい。また、上記角度は１７０度以下であることが好ましい。この範囲では、非極性（半極性及び無極性）におけるすべり面の生成を利用して、良好な光閉じ込め性を得ることができる。また、角度ＡＬＰＨＡは１０度以上８０度以下又は１００度以上１７０度以下であることが好ましい。この角度範囲によれば、半極性におけるすべり面の生成を利用して、良好な光閉じ込め性を得ることができる。さらに、角度ＡＬＰＨＡは６３度以上８０度以下又は１００度以上１１７度以下であることが好ましい。この角度範囲によれば、すべり面の導入による転位の生成が容易であり、デバイス設計自由度が高い。また、この角度範囲における半極性面では、Ｉｎ取り込みに優れる傾向がある。
【００７５】
図２に示されるように、コア半導体領域１５の窒化ガリウム系半導体層３１は第１クラッド領域１７のＩｎＡｌＧａＮクラッド層２６と接合２７ａを成す。ＩｎＡｌＧａＮクラッド層２６の格子定数ｄ２６は、ＩｎＡｌＧａＮクラッド層２６が完全に格子緩和しているときは、ＩｎＡｌＧａＮクラッド層２６におけるＩｎＡｌＧａＮ固有の格子定数に等しい。また、ＡｌＧａＮクラッド層２５の格子定数ｄ２５は、ＡｌＧａＮクラッド層２５が完全に格子緩和しているときは、ＡｌＧａＮクラッド層２５におけるＡｌＧａＮ固有の格子定数に等しい。格子定数ｄ２６は、窒化ガリウム系半導体層３１が歪んでいないとき（窒化ガリウム系半導体層３１の窒化ガリウム系半導体に固有）の格子定数ｄ３１０以下である。また、格子定数ｄ２６は、格子定数ｄ２５より大きいことが好ましい。
【００７６】
格子定数の関係（ｄ３１０≧ｄ２６＞ｄ２５）が満たされるとき、格子定数ｄ２６と格子定数ｄ２５との差を大きくするとき、ＡｌＧａＮクラッド層２５とＩｎＡｌＧａＮクラッド層２６との界面に転位が導入される。このとき、格子定数ｄ２６と格子定数ｄ３１０との差を小さくでき、第１光ガイド層とＩｎＡｌＧａＮクラッド層２６との接合２７ａにおいて転位による光学的なロスの生成を避けることができる。窒化ガリウム系半導体層３１はＩｎＡｌＧａＮクラッド層２６上にコヒーレントに成長される。また、コア半導体領域１５はＩｎＡｌＧａＮクラッド層２６上にコヒーレントに成長される。例えば、ＩｎＡｌＧａＮクラッド層２６はｃ軸の主面１３ａへの投影方向に関して窒化ガリウム系半導体層３１に格子整合することが良い。格子定数の関係（ｄ３３０≧ｄ３６＞ｄ３５）が満たされるとき、上記と同様な技術的寄与が得られる。
【００７７】
図３は、クラッド領域における伝導帯のエネルギレベルを示す図面である。窒化物半導体発光素子１１は、以下の構造１及び構造２の少なくともいずれか一方を有することができる。構造１及び構造２について、図３に示された伝導帯エネルギレベルを有する発光素子を参照しながら説明する。
【００７８】
構造１を説明する。図３を参照すると、第１クラッド領域１７において、ＡｌＧａＮクラッド層２５ａのバンドギャップＥ２５ａはＩｎＡｌＧａＮクラッド層２６ａのバンドギャップＥ２６ａ以上であることが好ましい。この半導体発光素子では、格子緩和したＡｌＧａＮクラッド層２５ａは、四元ＩｎＡｌＧａＮクラッド層２６ａでは実現し難いような大きなバンドギャップＥ２５ａを提供できる。
【００７９】
また、第１クラッド領域１７において、ＩｎＡｌＧａＮクラッド層２６ａの厚さＤ２６ａはＡｌＧａＮクラッド層２５ａの厚さＤ２５ａより薄いことが好ましい。これにより、ＡｌＧａＮクラッド層による光閉じ込め性を利用できる。また、厚いＩｎＡｌＧａＮを成長することによるスループットの低下を避けることができる。
【００８０】
例えば、第１クラッド領域１７において、ＩｎＡｌＧａＮクラッド層２６ａの膜厚Ｄ２６ａは０．０５μｍ以上であることが好ましい。薄すぎるＩｎＡｌＧａＮクラッド層は、ＩｎＡｌＧａＮクラッド層とＡｌＧａＮクラッド層との界面（図３では界面２７ｂに対応する）をコア半導体領域１５から離すことができず、このとき、この界面において光学ロスが生じる。また、ＩｎＡｌＧａＮクラッド層２６ａの膜厚Ｄ２６ａは０．３μｍ以下であることが好ましい。厚すぎるＩｎＡｌＧａＮは、ＡｌＧａＮクラッド層による光閉じ込め性への寄与を低下させる。
【００８１】
構造２を説明する。図３を参照すると、第２クラッド領域１９において、ＡｌＧａＮクラッド層３５ａのバンドギャップＥ３５ａはＩｎＡｌＧａＮクラッド層３６ａのバンドギャップＥ３６ａ以上であることが好ましい。この発光素子では、格子緩和したＡｌＧａＮクラッド層３５ａは、四元ＩｎＡｌＧａＮクラッド層３６ａでは実現し難いような大きなバンドギャップＥ３５ａを提供できる。
【００８２】
また、第２クラッド領域１９において、ＩｎＡｌＧａＮクラッド層３６ａの厚さＤ３６ａはＡｌＧａＮクラッド層３５ａの厚さＤ３５ａより薄いことが好ましい。これにより、ＡｌＧａＮクラッド層３５ａによる光閉じ込め性を利用できる。また、厚いＩｎＡｌＧａＮを成長することによるスループットの低下を避けることができる。
【００８３】
例えば、第２クラッド領域１９においてＩｎＡｌＧａＮクラッド層３６ａの膜厚Ｄ３６ａは０．０５μｍ以上であることが好ましい。薄すぎるＩｎＡｌＧａＮクラッド層は、ＩｎＡｌＧａＮクラッド層とＡｌＧａＮクラッド層との界面（図３では界面２７ｄに対応する）をコア半導体領域１５から離すことができず、このとき、この界面において光学ロスが生じる。また、ＩｎＡｌＧａＮクラッド層３６ａの膜厚Ｄ３６ａは０．３μｍ以下であることが好ましい。厚すぎるＩｎＡｌＧａＮは、ＡｌＧａＮクラッド層による光閉じ込め性への寄与を低下させる。
【００８４】
図４は、クラッド領域における伝導帯のエネルギレベルを示す図面である。窒化物半導体発光素子１１は、以下の構造３及び構造４の少なくともいずれか一方を有することができる。構造３及び構造４について、図４に示された伝導帯エネルギレベルを有する発光素子を参照しながら説明する。
【００８５】
構造３を説明する。図４を参照すると、第１クラッド領域１７において、ＩｎＡｌＧａＮクラッド層２６ｂのバンドギャップＥ２６ｂはＡｌＧａＮクラッド層２５ｂのバンドギャップＥ２５ｂ以上であることが好ましい。この発光素子では、ＩｎＡｌＧａＮを厚く成長して、クラッド領域１７全体として所望の光閉じ込め性を得ることができる。また、第１クラッド領域１７において、ＩｎＡｌＧａＮクラッド層２６ｂの厚さＤ２６ｂはＡｌＧａＮクラッド層２５ｂの厚さＤ２５ｂより厚いことが好ましい。ＩｎＡｌＧａＮクラッド層２６ｂとＡｌＧａＮクラッド層２５ｂとの界面２７ｂをコア半導体領域１５から離すことができる。
【００８６】
例えば、第１クラッド領域１７において、ＩｎＡｌＧａＮクラッド層２６ｂの膜厚Ｄ２６ｂは０．０５μｍ以上であることが好ましい。薄いＩｎＡｌＧａＮ層は、ＩｎＡｌＧａＮクラッド層とＡｌＧａＮクラッド層との界面をコア半導体領域から離すことができず、このとき、この界面（図４では界面２７ｂに対応する）において散乱による光学ロスが生じる。また、ＩｎＡｌＧａＮクラッド層２６ｂの膜厚Ｄ２６ｂは１．０μｍ以下であることが好ましい。膜厚上限１．０μｍは、成長速度を大きくできないＩｎＡｌＧａＮでも実用的である。
【００８７】
構造４を説明する。図４を参照すると、第２クラッド領域１９において、ＩｎＡｌＧａＮクラッド層３６ｂのバンドギャップＥ３６ｂはＡｌＧａＮクラッド層３５ｂのバンドギャップＥ２５ｂ以上であることが好ましい。この発光素子では、ＩｎＡｌＧａＮを厚く成長して、クラッド領域１９全体として所望の光閉じ込め性を得ることができる。また、第２クラッド領域１９において、ＩｎＡｌＧａＮクラッド層３６ｂの厚さＤ３６ｂはＡｌＧａＮクラッド層３５ｂの厚さＤ３５ｂより厚いことが好ましい。ＩｎＡｌＧａＮクラッド層３６ｂとＡｌＧａＮクラッド層３５ｂとの界面２７ｄをコア半導体領域１５から離すことができる。
【００８８】
例えば、第２クラッド領域１９において、ＩｎＡｌＧａＮクラッド層３６ｂの膜厚Ｄ３６ｂは０．０５μｍ以上であることが好ましい。薄いＩｎＡｌＧａＮ層は、ＩｎＡｌＧａＮクラッド層とＡｌＧａＮクラッド層との界面をコア半導体領域から離すことができず、このとき、この界面（図４では界面２７ｄに対応する）において散乱による光学ロスが生じる。また、ＩｎＡｌＧａＮクラッド層３６ｂの膜厚Ｄ３６ｂは１．０μｍ以下であることが好ましい。膜厚上限１．０μｍは、成長速度を大きくできないＩｎＡｌＧａＮでも実用的である。
【００８９】
図３及び図４に示された構造１〜構造４において、構造１と構造４とを組み合わせた発光素子を得ることができる。或いは、構造２と構造３とを組み合わせた発光素子を得ることができる。これらの発光素子において、構造の組み合わせに応じた技術的寄与が得られる。
【００９０】
（実施例１）
図５及び図６を参照しながら、窒化物レーザダイオードを作製する方法を説明する。この窒化物レーザダイオードは図７（ａ）に示されるＬＤ構造を有する。工程Ｓ１０１では、半極性面を有するＧａＮ基板５１を準備した。このＧａＮ基板５１の主面５１ａは、ｍ軸方向に７５度で傾斜している。引き続く説明では、この半極性ＧａＮ基板の（２０−２１）面上に、４５０ｎｍ帯で発光するレーザダイオード（ＬＤ）構造を作製した。図５（ａ）を参照すると、主面５１ａの法線軸Nｘ及びｃ軸Ｃｘと共に、法線ベクトルＮＶ及びｃ軸ベクトルＶＣが示されている。引き続き有機金属気相成長法を用いて、ＧａＮ基板５１上に複数の窒化ガリウム系半導体層を成長して、エピタキシャル基板を作製する。原料にはトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）、アンモニア（ＮＨ３）を用いた。ドーパントガスとして、シラン（ＳｉＨ４）及びビスシクロペンタジエニルマグネシウム（ＣＰ２Ｍｇ）を用いた。
【００９１】
工程Ｓ１０２では、成長炉１０にＧａＮ基板５１を配置する。ＧａＮ基板５１のサーマルクリーニングを成長炉１０を用いて行う。摂氏１０５０度の温度で、ＮＨ３とＨ２を含むガスを成長炉１０に流しながら、１０分間の熱処理を行う。サーマルクリーニング後の成長工程では、図５（ｂ）に示されるように、原料ガスを成長炉１０に供給して、摂氏１１００度において、ＧａＮ基板５１の主面５１ａ上にｎ型Ａｌ０．０６Ｇａ０．９４Ｎクラッド層（厚さ１．９μｍ）５３ａを成長する。半極性面においては格子緩和の有無は、成長するＡｌＧａＮ半導体の組成、膜厚及び格子定数差によって制御でき、本実施例でＡｌＧａＮ半導体は緩和している。
【００９２】
次いで、図６（ａ）に示されるように、工程Ｓ１０３では、成長温度を摂氏８４０度に変更した後に、クラッド層５３ａ上にｎ型Ｉｎ０．０２Ａｌ０．０９Ｇａ０．８９Ｎクラッド層（厚さ１００ｎｍ）５５を成長する。この成長の後に、コア半導体領域を成長する。成長温度を摂氏１１００度に変更した後に、ｎ型ＧａＮ光ガイド層（厚さ１００ｎｍ）５７ａをクラッド層５３ａ、５５上に成長する。次いで、摂氏８４０度の温度で、アンドープＩｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎ光ガイド層（厚さ５０ｎｍ）５７ｂを成長する。光ガイド層５７ｂ上に、量子井戸構造の活性層５９を成長する。活性層５９は交互に配置された井戸層及び障壁層を含み、井戸層の数は３である。ＩｎＧａＮ井戸層の成長温度は摂氏７９０度であり、その厚さは３ｎｍである。ＧａＮ障壁層の成長温度は摂氏８４０度であり、その厚さは１５ｎｍである。最後の障壁層の成長が終了した後に、引き続き同じ温度で、アンドープＩｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎ光ガイド層（厚さ５０ｎｍ）６１ａを成長する。次いで、摂氏１０００度の温度で、光ガイド層６１ａ上に、ｐ型ＧａＮ光ガイド層（厚さ５０ｎｍ）６１ｂを成長する。同じ温度で、光ガイド層６１ｂ上にｐ型Ａｌ０．１２Ｇａ０．８８Ｎ電子ブロック層（厚さ２０ｎｍ）６３を成長する。同じ温度で、電子ブロック層６３上にｐ型ＧａＮ光ガイド層（厚さ１００ｎｍ）６１ｃを成長する。次いで、成長温度を摂氏８４０度に変更した後に、ｐ型Ｉｎ０．０２Ａｌ０．０９Ｇａ０．８９Ｎクラッド層（厚さ１００ｎｍ）６５を成長する。これらの工程によって半導体積層５３ｂが形成される。
【００９３】
図６（ｂ）に示されるように、工程Ｓ１０４では、成長炉１０において、摂氏１０００度の温度で、クラッド層６５上に、ｐ型Ａｌ０．０６Ｇａ０．９４Ｎクラッド層（厚さ４００ｎｍ）６７及びｐ型ＧａＮコンタクト層（厚さ５０ｎｍ）６９を成長する。この工程において、ｐ型半導体積層５３ｃが形成される。これによって、エピタキシャル基板Ｅ２が作製された。
【００９４】
Ａｌ０．０６Ｇａ０．９４Ｎのバンドギャップエネルギは３．５７ｅＶであり、Ｉｎ０．０２Ａｌ０．０９Ｇａ０．８９Ｎのバンドギャップエネルギは３．５４ｅＶである。Ｉｎ０．０２Ａｌ０．０９Ｇａ０．８９Ｎの格子定数はほぼＧａＮに格子整合する。
【００９５】
ミスフィット転位に見積もりを透過型電子顕微鏡像を用いて行った。図７（ａ）に示されるＬＤ構造では、ＡｌＧａＮクラッド層５３ａとＩｎＡｌＧａＮクラッド層５５との接合界面４９ａのミスフィット転位密度は、８×１０４ｃｍ−１であった。また、ＡｌＧａＮクラッド層６７とＩｎＡｌＧａＮクラッド層６５との接合界面４９ｂのミスフィット転位密度は、８×１０４ｃｍ−１であった。ＧａＮ光ガイド層５７ａとＩｎＡｌＧａＮクラッド層５５との接合界面４９ｃにはミスフィット転位が認められなかった。また、ＧａＮ光ガイド層６１ｃとＩｎＡｌＧａＮクラッド層６５との接合界面４９ｄにはミスフィット転位が認められなかった。
【００９６】
比較例として、図７（ｂ）に示されるように、厚さ２μｍのＡｌ０．０６Ｇａ０．９４Ｎ単層からなるｎ側クラッド層と厚さ４００ｎｍのＡｌ０．０６Ｇａ０．９４Ｎからなるｐ側クラッド層とを有するＬＤ構造を作製した。このＬＤ構造では、ｎ側クラッド層は、摂氏１１００度で成長されたＡｌ０．０６Ｇａ０．９４Ｎからなる。この上に、上記のコア半導体領域と同じ成長条件で、ｎ型ＧａＮ光ガイド層（厚さ１００ｎｍ）６７ａ、アンドープＩｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎ光ガイド層（厚さ５０ｎｍ）６７ｂ、量子井戸構造の活性層６９、アンドープＩｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎ光ガイド層（厚さ５０ｎｍ）７１ａ、ｐ型ＧａＮ光ガイド層（厚さ５０ｎｍ）７１ｂ、ｐ型Ａｌ０．１２Ｇａ０．８８Ｎ電子ブロック層（厚さ２０ｎｍ）７３、及びｐ型ＧａＮ光ガイド層（厚さ１００ｎｍ）７１ｃを成長した。この後に、ＩｎＡｌＧａＮクラッドを形成することなく、ｐ側クラッド層７７及びｐ型ＧａＮコンタクト層（厚さ５０ｎｍ）７９を成長する。これによって、エピタキシャル基板ＥＣが作製された。
【００９７】
エピタキシャル基板ＥＣではミスフィット転位の生成される接合がエピタキシャル基板Ｅ２と異なっていた。エピタキシャル基板ＥＣでは、ｎ側クラッド層６３ａとｎ型ＧａＮ光ガイド層６７ａとの界面４９ｅ及びｐ側クラッド層７７とｐ型ＧａＮ光ガイド層７１ｃとの界面４９ｆに多数のミスフィット転位が観察された。界面４９ｅおけるミスフィット転位密度は８×１０４ｃｍ−１であり、界面４９ｆおけるミスフィット転位密度は４×１０４ｃｍ−１であった。
【００９８】
電極工程では、エピタキシャル基板Ｅ２及びＥＣにおいて、シリコン酸化膜のストライプ窓（幅１０μｍ）に、Ｎｉ／Ａｕから成るｐ側電極７０ａを形成すると共に、Ｔｉ／Ａｕから成るパッド電極を形成する。ＧａＮ基板５１の裏面には、Ｔｉ／Ａｌから成るｎ側電極７０ｂを形成すると共に、Ｔｉ／Ａｕから成るパッド電極を形成する。これらの電極は、蒸着により形成される。これらの工程により、エピタキシャル基板Ｅ２及びＥＣから、基板生産物Ｐ２、ＰＣが作製される。基板生産物Ｐ２、ＰＣを８００μｍ間隔でへき開して、それぞれゲインガイド型レーザダイオードＬＤ２、ＬＣ１を作製する。へき開面には、ＳｉＯ２／ＴｉＯ２からなる誘電体多層膜を形成する。
【００９９】
レーザダイオードＬＤ２、ＬＣ１のしきい値電流はそれぞれ７５０ｍＡ、９００ｍＡであった。レーザダイオードＬＤ２、ＬＣ１において自然放出光の強度を比較すると、両者でほぼ同等であった。レーザダイオードＬＤ２では、転位界面を導波領域から離したことに起因して導波ロスが低減されたので、実施例のレーザダイオードＬＤ２が、比較例のレーザダイオードＬＣ１に比べて、低いしきい値を示したと考えられる。
【０１００】
（実施例２）
実施例２の窒化物レーザダイオードＬＤ３は図８（ａ）に示されるＬＤ構造を有する。レーザダイオードＬＤ３は、レーザダイオードＬＤ２と比べて、ｎ側クラッド及びｐ側クラッドの構造の点で異なる。レーザダイオードＬＤ３は、ｎ型Ａｌ０．０４Ｇａ０．９６Ｎクラッド層（厚さ１．６μｍ）８１ａとｎ型Ｉｎ０．０２Ａｌ０．０９Ｇａ０．８９Ｎクラッド層（厚さ４００ｎｍ）８１ｂからなるｎ側クラッド層とを有する。レーザダイオードＬＤ３は、ｐ型Ｉｎ０．０２Ａｌ０．０９Ｇａ０．８９Ｎクラッド層（厚さ４００ｎｍ）８３からなるｐ側クラッド層を有する。詳細には、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層のＡｌ組成が０．０６から０．０４に低くされており、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層の膜厚が１．９μｍから１．６μｍに薄くなっている。ｎ型ＩｎＡｌＧａＮクラッド層の膜厚が１００ｎｍから４００ｎｍに厚くなっている。Ａｌ０．０４Ｇａ０．９６Ｎのバンドギャップエネルギは３．５２ｅＶであり、Ｉｎ０．０２Ａｌ０．０９Ｇａ０．８９Ｎのバンドギャップエネルギは３．５４ｅＶである。
【０１０１】
比較例の窒化物レーザダイオードＬＣ２は図８（ｂ）に示されるＬＤ構造を有する。レーザダイオードＬＣ２は、レーザダイオードＬＤ３と比べて、ｎ側クラッドの構造の点で異なる。レーザダイオードＬＣ２は、単一のｎ型Ｉｎ０．０２Ａｌ０．０９Ｇａ０．８９Ｎクラッド層（厚さ２μｍ）８５からなるｎ側クラッド層を有する。
【０１０２】
レーザダイオードＬＤ３において、ＡｌＧａＮ層８１ａとＡｌＧａＮ層８１ｂとの界面にミスフィット転位が観測された。ミスフィット転位密度は２×１０４ｃｍ−１であった。一方、レーザダイオードＬＣ２のクラッド層はＩｎＡｌＧａＮからなるので、クラッド層に係る接合にはミスフィット転位は観測されなかった。
【０１０３】
レーザダイオードＬＤ３及びレーザダイオードＬＣ２のしきい値は、ほぼ８００ｍＡ程度であった。レーザダイオードＬＤ３にはミスフィット転位が導入されているけれども、レーザダイオードＬＤ３のしきい値は、ミスフィット転位を含まないレーザダイオードＬＣ２のしきい値とほぼ同等である。これ故に、レーザダイオードＬＤ３におけるクラッド領域内のミスフィット転位は、レーザストライプにおける光の導波に大きな影響を与えていない。
【０１０４】
レーザダイオードＬＤ３においてエピタキシャル基板のためのエピタキシャル成長が２．５時間程度である一方で、レーザダイオードＬＣ２においてエピタキシャル基板のためのエピタキシャル成長が３．７時間程度であった。これは、ＩｎＡｌＧａＮの成長に多くの時間を要することに起因する。これに対して、レーザダイオードＬＤ３では、ＡｌＧａＮ及びＩｎＡｌＧａＮの多層クラッドを採用する。これ故に、レーザダイオードＬＤ３では、２層クラッドの採用でレーザ特性を損なうことなく、スループットを向上できる。
【０１０５】
（実施例３）
この実施例では、図９に示されるレーザ構造ＬＤ４を作製する。７５度オフ角の主面を有するＧａＮ基板５１を準備する。このＧａＮ基板５１上に以下の窒化ガリウム系半導体膜を成長した：ｎ型ＧａＮバッファ層９１；ｎ型Ａｌ０．０８Ｇａ０．９２Ｎクラッド層（厚さ１．２μｍ）９２、ｎ型ＧａＮ光ガイド層（厚さ３００ｎｍ）９３、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ活性層（井戸層３ｎｍ、障壁層１５ｎｍ）９４、アンドープＧａＮ光ガイド層（厚さ５０ｎｍ）９５、ｐ型Ａｌ０．１１Ｇａ０．８９Ｎ電子ブロック層（厚さ１０ｎｍ）９６、ｐ型ＧａＮ光ガイド層（厚さ２５０ｎｍ）９７、ｐ型Ａｌ０．０８Ｇａ０．９２Ｎクラッド層（厚さ４００ｎｍ）９８及びｐ型ＧａＮコンタクト層（厚さ５０ｎｍ）９９。これらの成長によって、エピタキシャル基板Ｅ４が作製された。図９における半導体層の横幅は、当該半導体層の格子定数の大きさの関係を示す。
【０１０６】
図１０は、エピタキシャル基板における（２０−２４）の逆格子マッピングを示す図面である。Ｘ線の入射方向は、ｃ軸の傾斜方向に平行な方向である。ＧａＮ基板の回折スポットＳＳＵＢに対してＡｌＧａＮクラッド層の回折スポットＳＣＬＡＤがずれており、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層は格子緩和している。また、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層の回折スポットは、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層の回折スポットにほぼ重なっている。ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層は格子緩和している。また、ＧａＮ光ガイド層の回折スポットＳＧＵＩＤＥがＧａＮ基板の回折スポットＳＳＵＢに対してずれている。ＧａＮ光ガイド層は格子緩和している。ＧａＮ光ガイド層の回折スポットＳＧＵＩＤＥが、ＡｌＧａＮクラッドの回折スポットＳＣＬＡＤに対してＧａＮ基板の回折スポットＳＳＵＢの方向にずれており、ＧａＮ光ガイド層及び発光層からなるコア半導体領域がＡｌＧａＮクラッド層上において緩和して、コア半導体領域の格子定数がＡｌＧａＮクラッドの制約から逃れている。図１０に示された逆格子マッピングは、レーザ構造ＬＤ４が３カ所の格子緩和を含むという点で、実施の形態に係るエピタキシャル構造を実証している。つまり、複数の回折スポットがｙ軸に平行な直線上に並んでいないので、これら３つの半導体は、格子整合の状態にない。
【０１０７】
好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本実施の形態では、ｘ本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。
【符号の説明】
【０１０８】
１１…窒化物半導体発光素子、１３…支持基体、１３ａ…支持基体の主面、１３ｂ…支持基体の裏面、１５…コア半導体領域、１７…第１クラッド領域、１９…第２クラッド領域、Ｓ…直交座標系、ＶＣ…ｃ軸ベクトル、ＮＶ…法線ベクトル、Ｎｘ…法線軸、Ｃｘ…ｃ軸、２１…活性層、２３…キャリアブロック層、２５…ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層、２６…ｎ型ＩｎＡｌＧａＮクラッド層、２７ａ〜２７ｆ…接合、３５…ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層、３６…ｐ型ＩｎＡｌＧａＮクラッド層、３１、３３、３７…窒化ガリウム系半導体層、３９…ｐ型コンタクト層、４１ａ…ｐ側電極、４１ｂ…ｎ側電極、４３…絶縁膜
【図１】
2010263163.tif 000003
【図２】
2010263163.tif 000004
【図３】
2010263163.tif 000005
【図４】
2010263163.tif 000006
【図５】
2010263163.tif 000007
【図６】
2010263163.tif 000008
【図７】
2010263163.tif 000009
【図８】
2010263163.tif 000010
【図９】
2010263163.tif 000011
【図１０】
2010263163.tif 000012