【手続補正書】
【提出日】平成16年4月5日(2004.4.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】III族窒化物光電子半導体装置およびその成長方法
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、第１のドーピング型の第１のコンタクト領域と、該第１のドーピング型の第１のクラッド領域と、第１のIII族窒化物半導体材料から形成される活性領域と、該第１のドーピング型と逆の第２のドーピング型の第２のクラッド領域と、該第２のドーピング型の第２のコンタクト領域と、第１のグレイデッド層とを有し、
該第１のコンタクト領域と該第１のクラッド領域と該活性領域と該第２のクラッド領域と該第２のコンタクト領域とは、該基板上にその順に形成され、
少なくとも１つの該第１および第２のクラッド領域は該第１のIII族窒化物半導体材料と格子不整合である第２のIII族窒化物半導体材料から形成され、
該活性領域と前記第２のIII族窒化物半導体材料のクラッド領域との間の格子不整合を補償するために、該活性領域と前記第２のIII族窒化物半導体材料のクラッド領域との間に第１のグレイデッド層が形成され、それにより該第１のグレイデッド層の一方の面が該活性領域と格子整合し、該第１のグレイデッド層の他方の面が前記第２のIII族窒化物半導体材料のクラッド領域と格子整合する、III族窒化物光電子半導体装置。
【請求項２】
前記第１および第２のクラッド領域の少なくとも１つが、該少なくとも１つのクラッド領域と隣接する前記第１または第２のコンタクト領域のIII族窒化物半導体材料と格子不整合のIII族窒化物半導体材料を有し、
第２のグレイデッド層をさらに備え、該第２のグレイデッド層が前記少なくとも１つのクラッド領域と該少なくとも１つのクラッド領域に隣接する該コンタクト領域との間に設けられ、それにより該第２のグレイデッド層の一方の面が該第２のグレイデッド層と隣接する前記クラッド領域と格子整合し、該第２のグレイデッド層の他方の面が該第２のグレイデッド層と隣接する前記コンタクト領域のいずれかと格子整合する、請求項１に記載のIII族窒化物光電子半導体装置。
【請求項３】
前記第１および第２のグレイデッド層の少なくとも１つが、該グレイデッド層の全域で含有量が変化するIII族成分を包含する、請求項１または２に記載のIII族窒化物光電子半導体装置。
【請求項４】
前記第１のグレイデッド層が、該第１のグレイデッド層の全域で第１の方向に含有量が変化する第１の成分と、該第１のグレイデッド層の全域で第１の方向と逆の第２の方向に含有量が変化する第２の成分とを包含する、請求項１、２、または３に記載のIII族窒化物光電子半導体装置。
【請求項５】
基板上に、III族窒化物半導体材料から形成される第１のクラッド領域と、III族窒化物半導体材料から形成される活性領域と、III族窒化物半導体材料から形成される第２のクラッド領域とがこの順に設けられており、該活性領域と少なくとも１つの該第１および第２のクラッド領域との間に第１のグレイデッド層が設けられている、III族窒化物光電子半導体装置。
【請求項６】
基板上に、III族窒化物半導体材料から形成される第１のクラッド領域と、２つのガイド領域の間に配置された量子ウェルを有する活性領域と、III族窒化物半導体材料から形成される第２のクラッド領域とがこの順に設けられており、少なくとも一方のガイド領域と、該ガイド領域に隣接するクラッド領域との間に第１のグレイデッド層が設けられている、III族窒化物光電子半導体装置。
【請求項７】
前記基板と、前記第１のクラッド領域との間に、III族窒化物半導体材料から形成される第１の層が設けられており、該第１の層と該第１のクラッド領域との間に、第２のグレイデッド層が設けられている請求項５または６に記載のIII族窒化物光電子半導体装置。
【請求項８】
前記第２のクラッド領域上に、III族窒化物半導体材料から形成される第２の層が設けられており、該第２の層と該第２のクラッド領域との間に、第２のグレイデッド層が設けられている請求項５または６に記載のIII族窒化物光電子半導体装置。
【請求項９】
基板上に、III族窒化物半導体材料から形成される第１のクラッド領域と、２つのガイド領域の間に配置された量子ウェルを有する活性領域と、III族窒化物半導体材料から形成される第２のクラッド領域とがこの順に設けられており、前記ガイド領域の少なくとも一方と前記量子ウェルとの間に第１のグレイデッド層が設けられている、III族窒化物光電子半導体装置。
【請求項１０】
前記第１または第２のグレイデッド層が、該グレイデッド層の一方の面から他方の面に向けて含有量が変化する成分を含む、請求項５〜９のいずれかに記載のIII族窒化物光電子半導体装置。
【請求項１１】
前記一方の面から他方の面に向けて含有量が変化する成分が、III族成分である、請求項１０に記載のIII族窒化物光電子半導体装置。
【請求項１２】
前記第１または第２のグレイデッド層により転位の発生が抑制される、請求項５〜１１のいずれかに記載のIII族窒化物光電子半導体装置。
【請求項１３】
前記第１または第２のグレイデッド層の厚さが２０〜４００Åの範囲内である、請求項１〜１２のいずれかに記載のIII族窒化物光電子半導体装置。
【請求項１４】
前記III族窒化物半導体材料がガリウムを成分として包含する、請求項１〜１３のいずれかに記載のIII族窒化物光電子半導体装置。
【請求項１５】
前記活性領域がインジウムを包含する、請求項１〜１４のいずれかに記載のIII族窒化物光電子半導体装置。
【請求項１６】
前記第１および第２のクラッド領域がアルミニウムを包含する、請求項１〜１５のいずれかに記載のIII族窒化物光電子半導体装置。
【請求項１７】
前記第１または第２のグレイデッド層が、（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）Ｎからなる請求項１〜１６のいずれかに記載のIII族窒化物光電子半導体装置。
【請求項１８】
前記基板が、サファイア、炭化ケイ素、没食子酸リチウム、スピネル、ＧａＮのいずれかからなる請求項１〜１７のいずれかに記載のIII族窒化物光電子半導体装置。
【請求項１９】
発光ダイオードまたはレーザダイオードである請求項１〜１８のいずれかに記載のIII族窒化物光電子半導体装置。
【請求項２０】
基板上に、III族窒化物半導体材料から形成される第１のクラッド領域を成長させる工程と、
その後に、III族窒化物半導体材料から形成される活性領域を成長させる工程と、
その後に、III族窒化物半導体材料から形成される第２のクラッド領域を成長させる工程とを包含するIII族窒化物光電子半導体装置の成長方法であって、
該第１のクラッド領域の成長工程の後に、該第１のクラッド領域上に、該第１のクラッド領域から該活性領域に向かって含有成分量が変化する第１のグレイデッド層を成長させ、その後に該第１のグレイデッド層上に該活性領域の成長させること、または、該活性領域の成長工程の後に、該活性領域上に、該活性領域から該第２のクラッド領域に向かって含有成分量が変化する第１のグレイデッド層を成長させ、その後に該第１のグレイデッド層上に該第２のクラッド領域を成長させることの少なくともいずれか一方が実施されることを特徴とするIII族窒化物光電子半導体装置の製造成長。
【請求項２１】
基板上に、III族窒化物半導体材料から形成される第１のクラッド領域を成長させる工程と、
その後に、第１および第２の２つのガイド領域の間に配置された量子ウェルを有する活性領域を成長させる工程と、
その後に、III族窒化物半導体材料から形成される第２のクラッド領域を成長させる工程とを包含するIII族窒化物光電子半導体装置の成長方法であって、
該第１のクラッド領域の成長工程の後に、該第１のクラッド領域上に、該第１のクラッド領域から該活性領域に向かって含有成分量が変化する第１のグレイデッド層を成長させ、その後に該第１のグレイデッド層上に第１のガイド領域を成長させること、または、該活性領域の成長工程の後に、第２のガイド領域上に、該活性領域から該第２のクラッド領域に向かって含有成分量が変化する第１のグレイデッド層を成長させ、その後に該第１のグレイデッド層上に該第２のクラッド領域を成長させることの少なくともいずれか一方が実施されることを特徴とするIII族窒化物光電子半導体装置の成長方法。
【請求項２２】
前記第１のクラッド領域の成長前に、前記基板上に、III族窒化物半導体材料からなる第１の層を成長させた後に、該第１の層上に、該第１の層から前記第１のクラッド領域に向かって含有成分量が変化する第２のグレイデッド層を成長させ、その後に該第２のグレイデッド層上に前記第１のクラッド領域を成長させる、請求項２０または２１に記載のIII族窒化物光電子半導体装置の成長方法。
【請求項２３】
前記第２のクラッド領域上に、該第２のクラッド領域から離れるにつれて含有成分量が変化する第２のグレイデッド層を成長させ、その後に、該第２のグレーテッド層上にIII族窒化物半導体材料からなる第２の層を成長させる工程をさらに包含する、請求項２０または２１に記載のIII族窒化物光電子半導体装置の成長方法。
【請求項２４】
基板上に、III族窒化物半導体材料から形成される第１のクラッド領域を成長させる工程と、
その後に、第１および第２の２つのガイド領域の間に配置された量子ウェルを有する活性領域を成長させる工程と、
その後に、III族窒化物半導体材料から形成される第２のクラッド領域を成長させる工程とを包含するIII族窒化物光電子半導体装置の成長方法であって、
該第１のガイド領域を成長させた後に、該第１のガイド領域上に、該第１のガイド領域から該量子ウェルに向かって含有成分量が変化する第１のグレイデッド層を成長させ、その後に、該量子ウェルおよび第２のガイド領域を成長させること、または、前記量子ウェルを成長させた後に、該量子ウェル上に、該ウェルから該第２のガイド領域に向かって含有成分量が変化する第１のグレイデッド層を成長させ、その後に、該第２のガイド領域を成長させることの少なくともいずれか一方が実施されることを特徴とするIII族窒化物光電子半導体装置の成長方法。
【請求項２５】
前記第１または第２のグレイデッド層が該グレイデッド層の全域で含有量が変化するIII族成分を包含する、請求項２０〜２４のいずれかに記載のIII族窒化物光電子半導体装置の成長方法。
【請求項２６】
前記第１または第２のグレイデッド層が第１の方向に含有量が変化する第１の成分と、該第１の方向と逆の第２の方向に含有量が変化する第２の成分とを包含する、請求項２０〜２５のいずれかに記載のIII族窒化物光電子半導体装置の成長方法。
【請求項２７】
前記活性領域を、前記第１の成分を供給する間に、第１の温度で成長させ、前記第１のグレイデッド層に接する前記クラッド領域を、前記第２の成分を供給する間に第２の温度で成長させ、前記第１のグレイデッド層を成長させる際に、前記基板の温度を、該第１および該第２の温度間で変化させ、かつ、該第１および該第２の成分のうち少なくとも１つを供給する、請求項２６に記載のIII族窒化物光電子半導体装置の成長方法。
【請求項２８】
前記第１のグレイテッド層が、前記第１のクラッド領域上に成長されており、前記第２の温度が前記第１の温度よりも高く、前記第１のクラッド領域の成長後且つ前記活性領域の成長前に前記第１のグレイデッド層を成長させる際に、前記基板温度が下降する間に、前記第１および該第２の成分のうち少なくとも１つを前記基板表面に供給する、請求項２７に記載のIII族窒化物光電子半導体装置の成長方法。
【請求項２９】
前記第１のグレイテッド層が、前記活性領域上に成長されており、前記第２の温度が前記第１の温度よりも高く、前記活性領域の成長後且つ前記第２のクラッド領域の成長前に、前記第２グレイデッド層を成長させる際に、前記基板温度が上昇する間に、前記第１および該第２の成分のうち少なくとも１つを供給する請求項２７に記載のIII族窒化物光電子半導体装置の成長方法。
【請求項３０】
前記第１の成分がＩｎである請求項２６〜２９のいずれかに記載のIII族窒化物光電子半導体装置の成長方法。
【請求項３１】
前記第２の成分がＡｌである請求項２６〜３０のいずれかに記載のIII族窒化物光電子半導体装置の成長方法。
【請求項３２】
前記装置を有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）によって成長させる、請求項２０〜３１の何れかに記載のIII族窒化物光電子半導体装置の成長方法。
【請求項３３】
前記装置を分子線エピタキシ（ＭＢＥ）によって成長させる、請求項２０〜３１の何れかに記載のIII族窒化物光電子半導体装置の成長方法。