(57)【要約】      （修正有）【課題】ｐ安定化降下電圧（ΔＶｆ）が良好な発光素子及びその製造方法を提供する。【解決手段】ＧａＡｓ基板上にＡｌＧａＩｎＰからなる４元発光層を有機金属気相成長法によりエピタキシャル成長させる工程と、４元発光層の基板と反対側となる片方の主表面（第一主面）にｐ型ＧａＰからなる第一の電流拡散層を気相成長させる工程と、ＧａＡｓ基板を除去する工程と、ＧａＡｓ基板が除去された側の発光層の主表面（第二主面）にｎ型ＧａＰからなる第二の電流拡散層をハイドライド気相成長法によりエピタキシャル成長させる工程とを有する発光素子の製造方法において、少なくとも、ＧａＡｓ基板を除去する工程の後、ｎ型ＧａＰからなる第二の電流拡散層をハイドライド気相成長法によりエピタキシャル成長させる工程の前に、ＨＶＰＥ炉内に水素を線速１２（ｍ／ｍｉｎ）以上で流しながら熱処理する工程を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、ＧａＡｓ基板上にＡｌＧａＩｎＰからなる４元発光層を有機金属気相成長法によりエピタキシャル成長させる工程と、該４元発光層の前記基板と反対側となる片方の主表面（第一主面）にｐ型ＧａＰからなる第一の電流拡散層を気相成長させる工程と、前記ＧａＡｓ基板を除去する工程と、該ＧａＡｓ基板が除去された側の前記発光層の主表面（第二主面）にｎ型ＧａＰからなる第二の電流拡散層をハイドライド気相成長法によりエピタキシャル成長させる工程とを有する発光素子の製造方法であって、
少なくとも、前記ＧａＡｓ基板を除去する工程の後、前記ｎ型ＧａＰからなる第二の電流拡散層をハイドライド気相成長法によりエピタキシャル成長させる工程の前に、ＨＶＰＥ炉内に水素を線速１２（ｍ／ｍｉｎ）以上で流しながら熱処理する工程を有することを特徴とする発光素子の製造方法。
【請求項２】
前記ＨＶＰＥ炉内に水素を線速１２（ｍ／ｍｉｎ）以上で流すことを、前記ｎ型ＧａＰからなる第二の電流拡散層をハイドライド気相成長法によりエピタキシャル成長させる工程において前記ｎ型ＧａＰからなる第二の電流拡散層が２μｍに成長するまで継続することを特徴とする請求項１に記載の発光素子の製造方法。
【請求項３】
前記熱処理する工程を、前記ｎ型ＧａＰからなる第二の電流拡散層をハイドライド気相成長法によりエピタキシャル成長させる工程のための成長温度まで昇温する際に行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光素子の製造方法。
【請求項４】
少なくとも、ＡｌＧａＩｎＰからなる４元発光層と、該４元発光層の片方の主表面（第一主面）側に形成されたｐ型ＧａＰからなる第一の電流拡散層と、前記４元発光層のもう一方の主表面（第二主面）側にエピタキシャル成長されたｎ型ＧａＰからなる第二の電流拡散層とを有する発光素子において、前記４元発光層との界面から２μｍまでの前記ｎ型ＧａＰからなる第二の電流拡散層のＳｉ濃度が１×１０１６〜５×１０１８個／ｃｍ３、及び／又は、酸素濃度が１×１０１６〜４×１０１８個／ｃｍ３であることを特徴とする発光素子。
【請求項５】
前記Ｓｉ濃度が１×１０１６〜３×１０１８個／ｃｍ３、及び／又は、前記酸素濃度が１×１０１６〜２×１０１８個／ｃｍ３であることを特徴とする請求項４に記載の発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡｌＧａＩｎＰからなる４元発光層を有する発光素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光素子の高輝度化が研究されており、発光層全域での発光と側面からの光取り出し効率を飛躍的に向上させるため、電流拡散層が厚膜化されている。図３は、光吸収タイプの高輝度発光素子の断面を示した概略図である。
【０００３】
この高輝度発光素子は、ＧａＡｓ基板上に４元発光層、電流拡散層を有しており、特に従来の電流拡散層の厚さが約８μｍだったのに対して、高輝度発光素子の電流拡散層は約５０〜１５０μｍの厚膜を有する。これにより従来の発光素子に比べて、約２倍以上の高輝度化が図れる。また、この図３の光吸収タイプの高輝度発光素子は、以下のようにして製造される。
【０００４】
先ず、有機金属化学気相成長（Ｍｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：以下単にＭＯＣＶＤ法という場合もある）のＭＯＣＶＤ炉内にてＧａＡｓ基板の上に４元系の化合物半導体（例えばＡｌＧａＩｎＰ）で構成される発光層をエピタキシャル成長させ、その上に電流拡散層を成長させるための接続層をヘテロエピタキシャル成長させ、取り出す。続いてハイドライド気相成長（Ｈｙｄｒｉｄｅ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ：以下単にＨＶＰＥ法という場合もある）のＨＶＰＥ炉内に入れ、接続層の上に光取り出し用の窓であるＧａＰ等の電流拡散層をホモエピタキシャル成長させ、そして、真空蒸着法により光取出し側電極及び裏面電極を取付けてチップ化する。
このように製造された高輝度発光素子は、４元発光層の発光波長域においてＧａＡｓ基板の光吸収が大きいため、光吸収タイプの高輝度発光素子として知られている。
【０００５】
一方、光透過タイプの高輝度発光素子は、光吸収タイプの高輝度発光素子と同じ製造方法で、上記のように第一の電流拡散層を形成した後、ＧａＡｓ基板をエッチング液で除去し、ＧａＡｓ基板を除去した面に、第二の電流拡散層をＨＶＰＥ法によりヘテロエピタキシャル成長させて形成する。その後、電極を付けてチップに加工して光透過タイプの高輝度発光素子を得る。このように製造された光透過タイプの高輝度発光素子は、発光素子側面のみならず透明基板側からの光の取り出し効果を上げている（特許文献１）。
【０００６】
しかし、このようにして製造された発光素子のスイッチング特性に影響する安定化降下電圧（ΔＶｆ）が悪化するという問題があった。
【０００７】
ここで、安定化降下電圧（ΔＶｆ）とは、発光素子を等速スイッチングにより駆動する際のスイッチング応答特性を示す指標であり、２０ｍＡ通電により通電開始した直後の順方向電圧Ｖｆを初期値とし、その後通電継続した際の安定値と初期値との変化量のことである。
【０００８】
【特許文献１】米国特許第５，００８，７１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、安定化降下電圧（ΔＶｆ）が良好な光透過タイプの発光素子及びその製造方法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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、少なくとも、ＧａＡｓ基板上にＡｌＧａＩｎＰからなる４元発光層を有機金属気相成長法によりエピタキシャル成長させる工程と、該４元発光層の前記基板と反対側となる片方の主表面（第一主面）にｐ型ＧａＰからなる第一の電流拡散層を気相成長させる工程と、前記ＧａＡｓ基板を除去する工程と、該ＧａＡｓ基板が除去された側の前記発光層の主表面（第二主面）にｎ型ＧａＰからなる第二の電流拡散層をハイドライド気相成長法によりエピタキシャル成長させる工程とを有する発光素子の製造方法であって、少なくとも、前記ＧａＡｓ基板を除去する工程の後、前記ｎ型ＧａＰからなる第二の電流拡散層をハイドライド気相成長法によりエピタキシャル成長させる工程の前に、ＨＶＰＥ炉内に水素を線速１２（ｍ／ｍｉｎ）以上で流しながら熱処理する工程を有することを特徴とする発光素子の製造方法を提供する（請求項１）。
【００１１】
ＨＶＰＥ炉内に基板を導入してから成長温度まで昇温して成長開始させるまでの過程では、成長容器あるいは基板を支持するサセプタなどの炉内の石英製構造物からの珪素（Ｓｉ）や酸素（Ｏ２）等によって炉内での不純物の濃度が比較的高くなってしまうが、本発明のように、第二の電流拡散層をハイドライド気相成長法によりエピタキシャル成長させる工程の前に、ＨＶＰＥ炉内に水素を線速１２（ｍ／ｍｉｎ）以上流しながら熱処理する工程を有することで、第二の電流拡散層成長前に炉内の上記のような不純物を希釈、排気することができる。これにより、炉内の不純物濃度が非常に低い状態から第二の電流拡散層の成長を開始させることができるため、その界面近傍に取り込まれる酸素やＳｉの量を極めて低く抑えることができ、界面近傍に形成されるＳｉ、酸素の絶縁膜を低減することができる。
このように製造された発光素子であれば、安定化降下電圧（ΔＶｆ）の増加を抑えることができ、スイッチング特性の悪化を防止することができる。
【００１２】
このとき、前記ＨＶＰＥ炉内に水素を線速１２（ｍ／ｍｉｎ）以上で流すことを、前記ｎ型ＧａＰからなる第二の電流拡散層をハイドライド気相成長法によりエピタキシャル成長させる工程において前記ｎ型ＧａＰからなる第二の電流拡散層が２μｍに成長するまで継続することが好ましい（請求項２）。
このように、第二の電流拡散層が成長開始してから２μｍ成長するまで、本発明の熱処理工程から続けて水素を上記の線速で流すことにより、界面から成長初期の第二の電流拡散層におけるＳｉや酸素の濃度がより抑えられるため、発光素子の安定化降下電圧（ΔＶｆ）の増加を効果的に低減することができる。
【００１３】
このとき、前記熱処理する工程を、前記ｎ型ＧａＰからなる第二の電流拡散層をハイドライド気相成長法によりエピタキシャル成長させる工程のための成長温度まで昇温する際に行うことが好ましい（請求項３）。
このように、成長温度まで昇温する過程中に、本発明の熱処理工程を行うことで、実質的に工程を増やすことなく、第二の電流拡散層の界面や成長初期段階の汚染を効果的に低減することができ、さらには成長温度に昇温後、続けて後工程のエピタキシャル成長させることができるので効率的である。
【００１４】
また、本発明は、少なくとも、ＡｌＧａＩｎＰからなる４元発光層と、該４元発光層の片方の主表面（第一主面）側に形成されたｐ型ＧａＰからなる第一の電流拡散層と、前記４元発光層のもう一方の主表面（第二主面）側にエピタキシャル成長されたｎ型ＧａＰからなる第二の電流拡散層とを有する発光素子において、前記４元発光層との界面から２μｍまでの前記ｎ型ＧａＰからなる第二の電流拡散層のＳｉ濃度が１×１０１６〜５×１０１８個／ｃｍ３、及び／又は、酸素濃度が１×１０１６〜４×１０１８個／ｃｍ３であることを特徴とする発光素子を提供する（請求項４）。
このように、界面から２μｍまでの第二の電流拡散層のＳｉ濃度、酸素濃度が上記の範囲の発光素子であれば、第二の電流拡散層の界面近傍で絶縁膜として働くＳｉや酸素の濃度が低いため、安定化降下電圧（ΔＶｆ）の増加を抑えることができ、スイッチング特性の良好な発光素子となる。
【００１５】
このとき、前記Ｓｉ濃度が１×１０１６〜３×１０１８個／ｃｍ３、及び／又は、前記酸素濃度が１×１０１６〜２×１０１８個／ｃｍ３であることが好ましい（請求項５）。
このように、Ｓｉ濃度、酸素濃度が上記の範囲であれば、安定化降下電圧（ΔＶｆ）の増加をより低減された発光素子となる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、ＨＶＰＥ炉内に基板を導入してから成長温度まで昇温してエピタキシャル成長開始までの過程では、成長容器あるいは基板を支持するサセプタなどの石英製構造物からのＳｉや酸素等により、炉内での不純物濃度が比較的高くなってしまうが、本発明の発光素子の製造方法によれば、第二の電流拡散層をハイドライド気相成長法によりエピタキシャル成長させる工程の前に、ＨＶＰＥ炉内に水素を線速１２（ｍ／ｍｉｎ）以上流しながら熱処理する工程を有することで、第二の電流拡散層成長前の炉内におけるＳｉや酸素のような不純物を希釈、排気することができる。これにより、炉内の不純物濃度が非常に低い状態から第二の電流拡散層の成長を開始することができるため、界面近傍に取り込まれる酸素やＳｉの量を極めて低く抑えることができる。
このように製造された発光素子であれば、界面から例えば２μｍまでの第二の電流拡散層のＳｉ濃度、酸素濃度が非常に低くなるため、界面近傍のＳｉＯｘ絶縁膜が低減され、安定化降下電圧（ΔＶｆ）の増加を防ぐことができ、スイッチング特性の良好な発光素子となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明者は、光透過タイプの高輝度発光素子において、安定化降下電圧（ΔＶｆ）が小さく、スイッチング特性が良好な高輝度発光素子の製造方法を開発すべく鋭意検討を重ねた。
【００１８】
その結果、本発明者は、光透過タイプ高輝度発光素子の製造方法において、ＧａＡｓ基板を除去した面に第二の電流拡散層を形成する際に、ＨＶＰＥ炉において、溶融ＩＩＩ族金属を収容した坩堝や、成長容器あるいはウエーハを支持するサセプタなどの石英製構造物からのコンタミによる珪素（Ｓｉ）、酸素（Ｏ２）が、界面にＳｉＯｘ絶縁膜を形成することで安定化降下電圧（ΔＶｆ）を悪化させることを発見した。
【００１９】
これに対して、本発明者が第二の電流拡散層界面のＳｉ汚染や酸素濃度を低減させる方法を検討したところ、ＧａＡｓ基板を除去する工程の後、ｎ型ＧａＰからなる第二の電流拡散層をＨＶＰＥ法によりエピタキシャル成長させる工程の前に、炉内に水素を線速１２（ｍ／ｍｉｎ）以上流しながら熱処理することで界面のＳｉ汚染や酸素濃度を低く抑えることができ、よって安定化降下電圧（ΔＶｆ）の増加を抑えることができ、発光素子のスイッチング特性の悪化を防止することができることを見出し、本発明を完成させた。
【００２０】
以下、本発明の発光素子及びその製造方法について、実施態様の一例として、図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２１】
図２は、本発明の発光素子の実施態様の一例を示す概略図である。
図２に示すように、本発明の発光素子は、少なくとも、厚さ２〜１０μｍ程度の４元発光層、ｐ型ＧａＰからなる接続層及びｐ型ＧａＰからなるエピタキシャル層で構成される厚さ５〜２００μｍ程度の第一の電流拡散層、厚さ３０〜２００μｍ程度のエピタキシャル成長されたｎ型ＧａＰからなる第二の電流拡散層を有する。このうち４元発光層として、各々ＡｌＧａＩｎＰよりなる、厚さ０．８〜４μｍ程度のｎ型クラッド層、厚さ０．４〜２μｍ程度の活性層及び厚さ０．８〜４μｍ程度のｐ型クラッド層を有する。
【００２２】
尚、４元発光層部において、ｐ型クラッド層側の表面が第一主面、ｎ型クラッド層側の表面が第二主面である。そして第一主面は４元発光層とｐ型ＧａＰからなる層との界面、第二主面は４元発光層とｎ型ＧａＰからなる第二の電流拡散層との界面になる。また、第一の電流拡散層の表面中央部には第一電極が形成され、第二の電流拡散層表面には第二電極が形成されている。更に第一電極上にボンディングパッドが配置されており、そこにＡｕ製のワイヤがボンディングされている。
ここで、本発明における４元発光層とは、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎの３つのＩＩＩ族元素と、ＰのＶ族元素を用いたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料によって構成される層のことである。
【００２３】
ここで、本発明の発光素子のｎ型ＧａＰからなる第二の電流拡散層は、４元発光層との界面から２μｍまでのＳｉ濃度が１×１０１６〜５×１０１８個／ｃｍ３であり、好ましくは１×１０１６〜３×１０１８個／ｃｍ３の範囲にある。
また、本発明の発光素子のｎ型ＧａＰからなる第二の電流拡散層は、４元発光層との界面から２μｍまでの酸素濃度が１×１０１６〜４×１０１８個／ｃｍ３であり、好ましくは１×１０１６〜２×１０１８個／ｃｍ３の範囲にある。
このように本発明の発光素子では、ｐ型ＧａＰからなる第二の電流拡散層は、その界面から２μｍまでのＳｉ濃度、酸素濃度が低く抑えられているため、安定化降下電圧（ΔＶｆ）の増加を抑えることができ、スイッチング特性が良好で高輝度な発光素子となる。
【００２４】
次に、本発明の発光素子の製造方法の一例について図１、４を参照して、以下説明する。ここで、図１は本発明の発光素子の製造方法の一例を示したフロー図である。図４は、本発明の製造方法に用いることができるＨＶＰＥ炉の模式図である。
【００２５】
まず、図１の工程（ａ）では、ｎ型のＧａＡｓ基板を準備・洗浄した後に、例えばＭＯＣＶＤ炉に配設する。そしてＧａＡｓ基板上に、ＧａやＡｓ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｐ等の各基板の主成分を含んだ原料ガスを導入しながら、ｎ型のＧａＡｓバッファ層、さらにｎ型ＡｌＩｎＰエッチングストップ層をエピタキシャル成長させる。
【００２６】
次いで、４元発光層部として各々ＡｌＧａＩｎＰよりなる、厚さ０．８〜４μｍ程度のｎ型クラッド層、厚さ０．４〜２μｍ程度の活性層及び厚さ０．８〜４μｍ程度のｐ型クラッド層を、この順序にて、例えばＭＯＣＶＤ法によりエピタキシャル成長させる。さらに、ｐ型クラッド層上に厚さ０．０５〜１μｍ程度のｐ型ＧａＰからなる接続層をエピタキシャル成長させて、エピタキシャル基板を得る。この４元発光層部は、ｐ型クラッド層側の表面、つまりＧａＡｓ基板と反対側の表面が第一主面である。
なお、この各層のエピタキシャル層を形成するための製造条件は、求めるエピタキシャル層の厚さや組成比によって適宜選択することができる。
【００２７】
ここで、上記各層のエピタキシャル成長で使用するＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ（インジウム）、Ｐ（リン）、Ａｓ（砒素）の各成分源となる原料ガスとしては、例えば以下のようなものを使用することができる。
Ａｌ源ガス：トリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）、トリエチルアルミニウム（ＴＥＡｌ）など。
Ｇａ源ガス：トリメチルガリウム（ＴＭＧａ）、トリエチルガリウム（ＴＥＧａ）など。
Ｉｎ源ガス：トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）、トリエチルインジウム（ＴＥＩｎ）など。
Ｐ源ガス：トリメチルリン（ＴＭＰ）、トリエチルリン（ＴＥＰ）、ホスフィン（ＰＨ３）など。
Ａｓ源ガス：アルシン（ＡｓＨ３）など。
【００２８】
また、ドーパントガスとしては、例えば以下のようなものを使用することができる。
（ｐ型ドーパント）
Ｍｇ源：ビスシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ２Ｍｇ）など。
Ｚｎ源：ジメチル亜鉛（ＤＭＺｎ）、ジエチル亜鉛（ＤＥＺｎ）など。
（ｎ型ドーパント）
Ｓｉ源：モノシランのようなシリコン水素化物など。
【００２９】
次いで、工程（ｂ）では、ＭＯＣＶＤ法による成長を行ったエピタキシャル基板上に厚さ５〜２００μｍ程度の厚いｐ型ＧａＰエピタキシャル層を、例えばＨＶＰＥ法で気相成長させることによって、第一の電流拡散層を形成する。
【００３０】
このとき用いることができるＨＶＰＥ炉としては、図４に示すような、Ｇａ融液１３を収容する坩堝１２が配置される第一室と、中間エピタキシャルウエーハＷを保持する例えば石英製またはカーボン製のサセプタ１１が収容される第二室とから成る成長容器１５を有する。第一室と第二室とは、坩堝１２とともに石英にて構成され、それぞれ個別のヒータ１０により昇温されるようになっている。
第一室と第二室の内部は、いずれもＨＶＰＥ反応が十分に進むよう、適正な処理温度に昇温される。また、成長容器内にはガス導入口１４より塩化水素ガスと、キャリアガスと、Ｐ源ガスと、ドーパントガスが導入される。
【００３１】
このようなＨＶＰＥ炉を用いたＨＶＰＥ法は、具体的には、まず容器内にてＩＩＩ族元素である金属Ｇａを所定の温度に加熱保持しながら、その金属Ｇａ上に塩化水素を導入することによって、下記（１）式の反応によりＧａＣｌを生成させ、キャリアガスであるＨ２ガスとともに基板上に供給する。
Ｇａ（液体）＋ＨＣｌ（気体）→ＧａＣｌ（気体）＋１／２Ｈ２（気体）‥‥（１）
【００３２】
成長温度としては、例えば６４０℃以上８６０℃以下に設定する。また、Ｖ族元素であるＰは、ＰＨ３をキャリアガスであるＨ２とともに基板上に供給し、ｐ型ドーパントであるＺｎは、ＤＭＺｎ（ジメチル亜鉛）の形で供給して、下記（２）式のような反応によりｐ型ＧａＰエピタキシャル層を形成する。
ＧａＣｌ（気体）＋ＰＨ３（気体）
→ＧａＰ（固体）＋ＨＣｌ（気体）＋Ｈ２（気体）‥‥（２）
【００３３】
次に、図１の工程（ｃ）では、ＧａＡｓ基板、ＧａＡｓバッファ層およびｎ型ＡｌＩｎＰエッチングストップ層を、例えば硫酸・過酸化水素等の薬液によりエッチングして除去する。尚、エッチング除去により露出するＡｌＧａＩｎＰの４元発光層の表面が、第二主面である。
【００３４】
次に、本発明の発光素子の製造方法では、図１の工程（ｄ）に示すように、ＨＶＰＥ炉内に４元発光層および第一の電流拡散層からなる基板を導入し、水素を線速１２（ｍ／ｍｉｎ）以上で流しながら熱処理する工程を行う。
【００３５】
基板をＨＶＰＥ炉に導入して第二の電流拡散層の成長開始初期においては、成長容器あるいは基板を支持するサセプタなどの炉内の石英製構造物からのＳｉや酸素等によって、炉内での不純物の濃度が比較的高くなってしまうが、本発明のように、第二の電流拡散層をＨＶＰＥ法によりエピタキシャル成長させる工程の前に、ＨＶＰＥ炉内に水素を線速１２（ｍ／ｍｉｎ）以上流しながら熱処理する工程を有することで、第二の電流拡散層成長前に炉内のＳｉや酸素のような不純物を希釈、排気することができる。これにより、炉内の不純物濃度が非常に低い状態から後工程の第二の電流拡散層の成長を開始することができるため、界面近傍に取り込まれる酸素やＳｉの量を極めて低く抑えることができ、界面近傍に形成されるＳｉ、酸素の絶縁膜を低減することができる。
【００３６】
このときのＨＶＰＥ炉としては、第二の電流拡散層をＨＶＰＥ法によりエピタキシャル成長させることができる成長装置であればよく、第一の電流拡散層を成長させる工程で用いた図４に示すようなＨＶＰＥ炉を用いることができる。
また、本発明の、「水素を線速１２（ｍ／ｍｉｎ）以上」とは、炉内の成長容器に１分間当り流す水素の流量（ｍ３／ｍｉｎ）を成長容器の断面積（ｍ２）で割った値である。
【００３７】
ここで、熱処理工程の熱処理温度としては、特に限定されず、例えばＨＶＰＥ法によってエピタキシャル成長が始まる成長温度で、水素を上記の線速で流しながら、原料ガスを炉内へ流入させずに本発明の熱処理を行い、不純物を十分に希釈、排気することもできる。
また、ここで本発明の熱処理工程が行われる、ＧａＡｓ基板を除去する工程の後、ｎ型ＧａＰからなる第二の電流拡散層をＨＶＰＥ法によりエピタキシャル成長させる工程の前とは、ＧａＡｓ基板を除去した後の基板をＨＶＰＥ炉内に導入して炉内温度が成長温度まで上がり、原料ガスを流入させることで第二の電流拡散層が実際にエピタキシャル成長開始するまでのことをいう。
【００３８】
ここで、本発明の熱処理工程の水素を上記の線速で流し始めるタイミングとしては、ＨＶＰＥ炉に基板を導入して直ぐ、又は熱処理温度へ昇温する際にも水素を上記の線速で流すことが好ましいが、本発明の熱処理工程を、ｎ型ＧａＰからなる第二の電流拡散層をＨＶＰＥ法によりエピタキシャル成長させる工程のための成長温度まで昇温する際に行うことが好ましい。
このように、成長温度への昇温の際に、従来は線速６（ｍ／ｍｉｎ）程度の水素を炉内へ流しながら行っていたが、昇温する過程中に、従来の倍以上で水素を流す本発明の熱処理工程を行うことで、実質的に工程を増やすことなく、第二の電流拡散層の界面や成長初期段階の汚染を効果的に低減することができ、さらには成長温度に昇温後、続けて後工程のエピタキシャル成長させることができるので効率的である。
【００３９】
また、このような本発明の熱処理は、ＨＶＰＥ炉を用いてエピタキシャル成長させる工程の前に行うことで不純物汚染を低減することができるため、工程（ｂ）の第一の電流拡散層をＨＶＰＥ法によりエピタキシャル成長させる前にも行うことができる。
【００４０】
次に図１の工程（ｅ）では、第二主面上に、４元発光層で発光した光の取り出し用のｎ型ＧａＰからなる第二の電流拡散層を３０〜２００μｍ程度エピタキシャル成長させる。
【００４１】
このとき、本発明の製造方法において、ＨＶＰＥ炉内に水素を線速１２（ｍ／ｍｉｎ）以上で流すことを、ｎ型ＧａＰからなる第二の電流拡散層をＨＶＰＥ法によりエピタキシャル成長させる工程においてｎ型ＧａＰからなる第二の電流拡散層が２μｍに成長するまで継続することが好ましい。
このように、本発明の熱処理工程における、ＨＶＰＥ炉内に水素を線速１２（ｍ／ｍｉｎ）以上で流すことを、第二の電流拡散層のエピタキシャル成長開始後にも継続して２μｍ成長するまで水素を上記線速で流すことで、特に不純物汚染が発生しやすい成長初期において、炉内の酸素やＳｉの濃度を非常に低くすることができ、界面近傍や層全体での酸素やＳｉの濃度をより低減することができる。
【００４２】
以上の工程が終了すれば、真空蒸着法により第一電極及び第二電極を形成し、更に第一電極上にボンディングパッドを配置して、適当な温度で電極定着用のベーキングを施す。その後、ダイシングによりチップ化し、第二電極をＡｇペースト等の導電性ペーストを用いて支持体を兼ねた図示しない端子電極に固着する一方、ボンディングパッドと別の端子電極とにまたがる形態でＡｕ製のワイヤをボンディングし、更に樹脂モールドを形成することにより、図２に示すような発光素子が得られる。
【００４３】
このように、本発明の製造方法により製造された発光素子であれば、第二の電流拡散層の界面近傍での酸素やＳｉの濃度が効果的に低くされているため、界面近傍のＳｉＯｘ絶縁膜が低減され、安定化降下電圧（ΔＶｆ）の増加を抑えることができ、スイッチング特性の良好な発光素子とすることができる。
【実施例】
【００４４】
以下、本発明を実施例、比較例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれに限定されない。
【００４５】
（実施例、比較例）
発光素子を製造するに際し、厚さ２８０μｍのｎ型ＧａＡｓ基板上にｎ型ＧａＡｓバッファ層を０．５μｍ、ＡｌＩｎＰエッチングストップ層を１μｍ成長させた後、ＭＯＣＶＤ法でＡｌＧａＩｎＰ発光層を６．５μｍ形成し、更にｐ型ＧａＰからなる接続層を１μｍ形成した。
次にＨＶＰＥ炉に移してｐ型ＧａＰからなる第一の電流拡散層を１２０μｍ成長させた。次にＧａＡｓ基板、ＧａＡｓバッファ層およびｎ型ＡｌＩｎＰエッチングストップ層を除去した。
【００４６】
以上の工程で製造された複数のエピタキシャルウエーハについてＨＶＰＥ炉に移して発光層側にｎ型ＧａＰからなる第二の電流拡散層を成長させるため常温から所定の成長温度である７５０℃に昇温する間、水素ガス線速を従来法である５．５（ｍ／ｍｉｎ）から４５．７（ｍ／ｍｉｎ）の間でそれぞれ線速を変えて実験を行った。
次に、それぞれのエピタキシャルウエーハに厚さ１５０μｍのｎ型ＧａＰからなる第二の電流拡散層を成長させた。なお、ｎ型ドーパントガスとしてはモノシラン、ｐ型ドーパントガスとしてはジメチル亜鉛（ＤＭＺｎ）を使用した。
【００４７】
次に、それぞれのエピタキシャルウエーハに真空蒸着法により第一電極及び第二電極を形成し、更に第一電極上にボンディングパッドを配置して、適当な温度で電極定着用のベーキングを施し、その後、ダイシングによりチップ化し発光素子を得た。それぞれの条件で製造したウエーハからサンプリングした発光素子について安定化降下電圧（ΔＶｆ）を測定した。
この測定は定電流電源にて２０ｍＡ通電により通電開始した直後の順方向電圧Ｖｆを初期値とし、その後通電継続した際の安定値と初期値との変化量から求めた。その後、ＳＩＭＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｉｏｎ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）により、発光層と第二の電流拡散層の界面から第二の電流拡散層側２μｍの位置までのＳｉ濃度及び酸素濃度を評価した。
その結果を図５−８に示す。
【００４８】
図５、６に示すように、水素を線速１２（ｍ／ｍｉｎ）以上流しながら昇温した場合の発光素子は、Ｓｉ濃度、酸素濃度がともに低減されていることがわかる。また、図７、８に示すように、界面近傍のＳｉ濃度が５×１０１８個／ｃｍ３以下、酸素濃度が４×１０１８個／ｃｍ３以下である発光素子は、安定化降下電圧（ΔＶｆ）が良好であることがわかる。
なお、濃度の値は、界面から第二の電流拡散層２μｍの位置までの最大値を表す。
【００４９】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の発光素子の製造方法の工程の一例を示すフロー図である。
【図２】本発明の発光素子の一例を示す概略図である。
【図３】光吸収タイプの発光素子の一例を示す概略図である。
【図４】ＨＶＰＥ成長装置を示す模式図である。
【図５】水素ガス線速とＳｉ濃度の関係を示すグラフである。
【図６】水素ガス線速と酸素濃度の関係を示すグラフである。
【図７】界面近傍のＳｉ濃度と安定化降下電圧（ΔＶｆ）の関係を示すグラフである。
【図８】界面近傍の酸素濃度と安定化降下電圧（ΔＶｆ）の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５１】
１０…ヒータ、  １１…サセプタ、  １２…坩堝、
１３…融液、  １４…ガス導入口、１５…成長容器、  Ｗ…基板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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