(57)【要約】【課題】欠陥に起因すると思われる電流リークが少なく、そしてこれも欠陥に関係する静電耐圧に優れた窒化物半導体発光素子およびその再現性の良い製造方法を提供する。【解決手段】基板上と、第１のｎ型窒化物半導体層と、第２のｎ型窒化物半導体と、窒化物半導体活性層と、ｐ型窒化物半導体層を備え、前記第１のｎ型窒化物半導体層のドーパント濃度と前記第２の窒化物半導体層のドーパント濃度が異なることを特徴とする窒化物半導体発光素子およびその製造方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上と、第１のｎ型窒化物半導体層と、第２のｎ型窒化物半導体と、窒化物半導体活性層と、ｐ型窒化物半導体層を備え、前記第１のｎ型窒化物半導体層のドーパント濃度と前記第２のｎ型窒化物半導体層のドーパント濃度が異なる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のｎ型窒化物半導体層のドーパント濃度が、前記第２のｎ型窒化物半導体層のドーパント濃度より高いことを特徴とする、請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項３】
前記第１のｎ型窒化物半導体層と前記第２のｎ型窒化物半導体層が接することを特徴とする、請求項１または２に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項４】
前記第２のｎ型窒化物半導体層上に、少なくとも１層からなる窒化物半導体活性層を有し、前記窒化物半導体活性層上に、少なくとも１層からなるｐ型窒化物半導体層を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項５】
前記第２のｎ型窒化物半導体層上にｎ型電極を形成することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項６】
窒化物半導体素子の製造方法で、基板上に、第一の製造装置で少なくとも１層からなる第１のｎ型窒化物半導体層を形成する工程と、第二の製造装置で少なくとも１層からなる第２のｎ型窒化物半導体を形成する工程を有し、前記第１のｎ型窒化物半導体層と前記第２のｎ型窒化物半導体層のドーパント濃度が異なることを特徴とする窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項７】
前記第１のｎ型窒化物半導体層のドーパント濃度が、前記第２のｎ型窒化物半導体層のドーパント濃度より高いことを特徴とする、請求項６に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項８】
前記第１のｎ型窒化物半導体層と前記第２のｎ型窒化物半導体層が接して形成されることを特徴とする、請求項６または７に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項９】
前記第２のｎ型窒化物半導体層上に、少なくとも１層からなる窒化物半導体活性層を形成する工程と、前記窒化物半導体活性層上に、少なくとも１層からなるｐ型窒化物半導体層を形成する工程を有することを特徴とする、請求項６〜８のいずれかに記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項１０】
前記第一の製造装置で少なくとも１層からなる第１のｎ型窒化物半導体層を形成する工程と、前記第二の製造装置で少なくとも１層からなる第２のｎ型窒化物半導体を形成する工程との間の、前記第１のｎ型窒化物半導体層を形成した基板を、前記第一の製造装置から前記第二の製造装置まで搬送する工程を有することを特徴とする、請求項６〜９のいずれかに記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項１１】
前記搬送する工程において、前記第１のｎ型窒化物半導体層を形成した基板は、気圧の低い又は真空の搬送路を移動することを特徴とする、請求項１０に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項１２】
前記第２のｎ型窒化物半導体層にｎ型電極を形成する工程を備えることを特徴とする、請求項６〜１１のいずれかに記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、より電流リークが少なく、より静電耐圧の高い、窒化物半導体発光素子および窒化物半導体発光素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化物半導体発光素子の製造方法として、例えば特許文献１のように、ｎ型窒化物半導体層を複数に分けて形成することで、各々の層構造に、より良好な製造方法を用いることが提案されている。
【０００３】
しかしながら、ｎ型窒化物半導体層を複数層にわけて形成する場合、第１の製造過程から第２の製造過程に移行する際に、製造装置の変更や製造装置間の搬送が必要とされる。その際、窒化物半導体発光素子は大気や酸素、窒素、水素、アルゴンなどの気体に曝され、また、搬送に適した温度に降温される等、何らかの熱プロセスを受けることになる。すると、製造方法の変更のあった境界面に、ｎ型ドーパントが過剰ドープされ、格子欠陥が集中しやすくなり、電流リークの増加および静電耐圧の低下が起こる。
【０００４】
このため、複数層のｎ型窒化物半導体層を形成する際に、格子欠陥をより少なくする方法が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１０４５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の方法では、ｎ型窒化物半導体層に複数層を形成する場合、電流リークが少なく静電耐圧に優れた良好な窒化物半導体発光素子を再現性良く作製することが出来なかった。
上記の事情に鑑みて、欠陥に起因すると思われる電流リークが少なく、そしてこれも欠陥に関係する静電耐圧に優れた良好な窒化物半導体発光素子を再現性良く形成する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】
【０００７】
本発明は、基板上と、第１のｎ型窒化物半導体層と、第２のｎ型窒化物半導体層と、窒化物半導体活性層と、ｐ型窒化物半導体層を備え、前記第１のｎ型窒化物半導体層のドーパント濃度は、前記第２のｎ型窒化物半導体層のドーパント濃度と異なることを特徴とする窒化物半導体発光素子である。
【０００８】
ここで、第１のｎ型窒化物半導体層のドーパント濃度が、前記第２のｎ型窒化物半導体層のドーパント濃度より高いことが好ましい。
【０００９】
また、第１のｎ型窒化物半導体層と前記第２のｎ型窒化物半導体層が、接することが好ましい。
【００１０】
また、第１のｎ型窒化物半導体層と前記第２のｎ型窒化物半導体層のドーパントはシリコンであることが好ましい。
【００１１】
また、第２のｎ型窒化物半導体層上に、少なくとも１層からなる窒化物半導体活性層を有し、前記窒化物半導体活性層上に、少なくとも１層からなるｐ型窒化物半導体層を有することが好ましい。
【００１２】
また、第２のｎ型窒化物半導体層上にｎ型電極を有することが好ましい。
さらに、本発明は、基板上に、第一の製造装置で少なくとも１層からなる第１のｎ型窒化物半導体層を形成する工程と、第二の製造装置で少なくとも１層からなる第２のｎ型窒化物半導体を形成する工程とを有し、前記第１のｎ型窒化物半導体層と前記第２のｎ型窒化物半導体層のドーパント濃度が異なることを特徴とする窒化物半導体発光素子の製造方法である。
【００１３】
ここで、第１のｎ型窒化物半導体層のドーパント濃度が、前記第２のｎ型窒化物半導体層のドーパント濃度より高くてもよい。
【００１４】
また、前記第１のｎ型窒化物半導体層と前記第２のｎ型窒化物半導体層を接して形成してもよい。
【００１５】
また、前記第１のｎ型窒化物半導体層と前記第２のｎ型窒化物半導体層のドーパントはシリコンであってもよい。
【００１６】
また、第２のｎ型窒化物半導体層上に、少なくとも1層からなる窒化物半導体活性層を形成する工程と、前記窒化物半導体活性層上に、少なくとも１層からなるｐ型窒化物半導体層を形成する工程とを有してもよい。
【００１７】
また、第一の製造装置で少なくとも１層からなる第１のｎ型窒化物半導体層を形成する工程と、前記第二の製造装置で少なくとも１層からなる第２のｎ型窒化物半導体層を形成する工程の間には、さらに前記第１のｎ型窒化物半導体層を形成した基板を、前記第一の製造装置から前記第二の製造装置まで搬送する工程を有してもよい。
【００１８】
また、搬送する工程において、前記第１のｎ型窒化物半導体層を形成した基板は、気圧の低い又は真空の搬送路を移動してもよい。
【００１９】
また、第２のｎ型窒化物半導体層にｎ型電極を形成する工程を備えてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、欠陥に起因すると思われる電流リークが少なく、そしてこれも欠陥に関係する静電耐圧に優れた良好な窒化物半導体発光素子を再現性良く形成する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の窒化物半導体発光素子の構造を示す概略図である。
【図２】実施例１で作製された窒化物半導体発光素子のＳｉ濃度積層分布のＳＩＭＳによる測定結果である。
【図３】比較例１で作製された窒化物半導体発光素子のＳｉ濃度積層分布のＳＩＭＳによる測定結果である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
＜窒化物半導体発光素子の構成＞
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
【００２３】
図１に、本発明の窒化物半導体発光素子の模式的な断面図を示す。
窒化物半導体発光素子１００は、基板１と、基板１の表面に接するようにして設けられた窒化物半導体中間層２と、窒化物半導体中間層２の表面に接するようにして設けられた窒化物半導体下地層３と、その表面に接するように設けられた第１のｎ型窒化物半導体層４と、その表面に接するように設けられた第２のｎ型窒化物半導体層５と、その表面に接するようにして設けられたｎ型窒化物半導体層６と、その表面に接するようにして設けられた窒化物半導体活性層７と、窒化物半導体活性層７の表面に接するようにして設けられたｐ型窒化物半導体層８と、ｐ型窒化物半導体層８の表面に接するようにして設けられた第二導電型窒化物半導体コンタクト層９と、第二導電型窒化物半導体コンタクト層９の表面に接するようにして設けられた透光性電極層１０と、を備えている。
【００２４】
さらに透光性電極層１０の表面ならびに第二導電型窒化物半導体コンタクト層９、ｐ型窒化物半導体層８、窒化物半導体活性層７、ｎ型窒化物半導体層６、および第２のｎ型窒化物半導体層５のそれぞれの露出端面がＳｉＯ2などの絶縁保護膜１３で覆われている。また、窒化物半導体発光素子１００は、ｐ型電極１１とｎ型電極１２とを備えている。
【００２５】
（基板）
基板１には、導電性基板や絶縁性基板を用いることができ、たとえばサファイア（Ａｌ2Ｏ3）単結晶、ＡｌＮ単結晶およびＧａＮ単結晶を用いることができる。このような基板１は、必ずしも平面状の基板のみに限られるものではなく、基板１の表面に凹凸が形成されたものを用いてもよい。
【００２６】
（第１のｎ型窒化物半導体層および第２のｎ型窒化物半導体層）
第１のｎ型窒化物半導体層４としては、Ｉｎx0Ａｌy0Ｇａ1-x0-y0Ｎ（ｘ０＋ｙ０＋ｚ０＝１、０≦ｘ０≦１、０≦ｙ０≦１および０≦ｚ０≦１）の式で表わされる窒化物半導体が用いられる。この際、第１のｎ型窒化物半導体層４のドーパント濃度が５×１０18〜５×１０19ｃｍ-3であればよい。
【００２７】
第２のｎ型窒化物半導体層５としては、Ｉｎx0Ａｌy0Ｇａ1-x0-y0Ｎ（ｘ０＋ｙ０＋ｚ０＝１、０≦ｘ０≦１、０≦ｙ０≦１および０≦ｚ０≦１）の式で表わされる窒化物半導体が用いられる。この際、第２のｎ型窒化物半導体層４のドーパント濃度が１×１０18〜５×１０19ｃｍ-3であればよい。
【００２８】
ここで、第１のｎ型窒化物半導体層のｎ型ドーパント濃度と第２のｎ型窒化物半導体層の濃度は異なるものとすることで、ｎ型ドーパントの過剰ドープを抑え、電流リークが少なく、静電耐圧の高い窒化物半導体発光素子を実現できる。
【００２９】
さらに好ましくは、第１のｎ型窒化物半導体層のドーパント濃度が第２のｎ型窒化物半導体層のドーパント濃度より高いとよい。好ましくは第１のｎ型窒化物半導体層のドーパント濃度が第２のｎ型窒化物半導体層より２５％以上高濃度であればよい。これは、発光効率に直接寄与する窒化物半導体活性層の直下に、より結晶性の高い低ドープ層が導入されることで、発光効率を高めることができるためである。
【００３０】
さらに好ましくは、窒化物半導体発光素子１００のように、第１のｎ型窒化物半導体層と第２のｎ型窒化物半導体層が接するとよい。これ以外の構成として、たとえば第１のｎ型窒化物半導体層と第２のｎ型窒化物半導体層の間にノンドープの窒化物半導体層が挟持される構成では、電気的に全体のドーパント濃度が低下する恐れがある。ドーパント濃度を維持しようとすると、膜厚を上げるか、もしくはドーパント濃度を上げる必要が生ずる。膜厚を上げればコストが増加し、ドーパント濃度を上げれば結晶性の低下につながるため、いずれにしても好ましいとはいえず、第１のｎ型窒化物半導体層と第２のｎ型窒化物半導体層が接する構成が最良といえる。
【００３１】
（窒化物半導体活性層）
窒化物半導体活性層７は、バリア層を両端としてバリア層と井戸層が交互に積層してなる多重量子井戸構造である。この構造で、井戸層の枚数は１〜２０層程度ならばよい。窒化物半導体活性層は、窒化物半導体発光素子における発光層の機能を担う。バリア層は、たとえばＳｉなどのｎ型ドーパントをドープした、Ｉｎx0Ａｌy0Ｇａ1-x0-y0Ｎ（ｘ０＋ｙ０＋ｚ０＝１、０≦ｘ０≦１、０≦ｙ０≦１および０≦ｚ０≦１）の式で表わされる窒化物半導体を用いることができる。井戸層はアンドープのＩｎx0Ａｌy0Ｇａ1-x0-y0Ｎ（ｘ０＋ｙ０＋ｚ０＝１、０≦ｘ０≦１、０≦ｙ０≦１および０≦ｚ０≦１）の式で表わされる窒化物半導体を用いることができる。
【００３２】
（ｐ型窒化物半導体層）
ｐ型窒化物半導体層８としては、Ｉｎx0Ｇａy0Ｎ（０≦ｘ０≦１、０≦ｙ０≦１、ｘ０＋ｙ０≠０）の式で表わされる窒化物半導体からなる層を積層することができる。ｐ型ドーパントにはＭｇ等が用いられる。ドーパント濃度は１×１０18〜１×１０19ｃｍ-3であればよい。
【００３３】
（電極）
本発明において、ｐ型電極１１およびｎ型電極１２は、外部に接続するために設けられるものである。ｐ型電極１１は、透光性電極層１０に接するようにして設けられる。また、ｎ型電極１２は、第２のｎ型窒化物半導体層５の露出部分表面に接するようにして設けられる。このようなｐ型電極１１およびｎ型電極１２は、従来公知のものを採用することができ、たとえばＮｉ、Ｐｔ、Ａｕ等を用いることができる。また、ｐ型電極１１およびｎ型電極１２は、単層に限られるものではなく、多層構造とすることもできる。
＜窒化物半導体発光素子の製造方法＞
（第一工程）
窒化物半導体発光素子１００の模式的な製造方法は、まず第一工程において、第一の装置によって、基板１の表面に接するように窒化物半導体中間層２を形成し、窒化物半導体中間層２の表面に接するように窒化物半導体下地層３を形成し、その表面に接するように第１のｎ型窒化物半導体層４を形成する。第一の装置には、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）装置を用いることができる。
【００３４】
（第二工程）
次に、第二工程において、積層構造体を第一の装置から第二の装置に移した後、第１のｎ型窒化物半導体層４の表面に接するように第２のｎ型窒化物半導体層５を形成し、その表面に接するようにｎ型窒化物半導体層６を形成し、その表面に接するように窒化物半導体活性層７を形成し、窒化物半導体活性層７の表面に接するようにｐ型窒化物半導体層８を形成し、ｐ型窒化物半導体層８の表面に接するように第二導電型窒化物半導体コンタクト層９を形成し、第二導電型窒化物半導体コンタクト層９の表面に接するように透光性電極層１０を形成する工程によって窒化物半導体発光素子１００が作製される。第二の装置にも、第一の装置と同様ＭＯＣＶＤ装置を用いることができる。
【００３５】
第一の装置から第二の装置への装置の変更によって、少なからず装置間差を有しているＭＯＣＶＤ装置において、より良好な装置を後半構造の作製に用いることができる。たとえば、より面内分布が良く、再現性に優れている装置を選択し、井戸層の形成にあてがうことができる。
【００３６】
（装置間の移動）
第一工程と第二工程の間には、積層構造体を第一の装置から第二の装置に搬送する工程が含まれる。
【００３７】
ここで、搬送の工程において、積層構造体は、大気に曝されてもよいが、クリーンルームやドラフトチャンバーで作業し、極力ダストやゴミとの接触を避けることで、再成長界面に付着する異物を少なくし、より歩留りの高い窒化物半導体発光素子の製造が可能になる。また、気圧の低いまたは真空の搬送路を用い、極力気体との接触を避けることができればなお好ましい。
【００３８】
このようにして作製した窒化物半導体発光素子を第二の装置から取り出した後に、透光性電極層１０、ｐ型電極１１、ｎ型電極１２およびＳｉＯ2絶縁保護膜１３を作製する。
【００３９】
その後、この積層構造体を裁断し、正方形の個別のＬＥＤへと分離する。こうして図１のＬＥＤ構造が得られる。
【実施例】
【００４０】
＜実施例１＞
以下、実施例１での窒化物半導体発光素子１００の製造方法の一例について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
【００４１】
（１）窒化物半導体発光素子の製造
まず、本実施例においてはサファイア（Ａｌ2Ｏ3）単結晶を用い基板１とした。
【００４２】
基板１には凹凸加工を施した。この加工方法としては一般的なフォトリソエッチング方式を採用した。基板１にレジストを用いてマスクパターンを転写するフォトリソ工程と、そのパターンを用いて凹凸を形成するエッチング工程を経て凹凸を形成した。フォトリソ工程ではステッパを、エッチング工程ではドライエッチングを採用した。凹凸の効果として、光取り出し効率の向上や、エピタキシャル成長時に発生する転位密度の低減等が考えられる為、凸部形状を錘状にしたものを採用している。上述と同様の理由により、凹凸配置はピッチ２μmの繰り返しパターンとした。
【００４３】
この加工されたサファイア基板をＭＯＣＶＤ装置で成長させるが、まず第１の装置で窒化物半導体中間層２から第１のｎ型窒化物半導体層４まで以下の要領で作製した。
【００４４】
窒化物半導体中間層２として、本実施においてはＡｌＮからなる層を形成した。今回はスパッタ法にて３０ｎｍの厚みをもつＡｌＮ膜を堆積させた。
【００４５】
窒化物半導体下地層３として、本実施例においてはＧａＮを成長させた。この層にはドーピングを行なわなかった。理由としては、ドーピングを行なうと、二次元的成長が発生しにくい傾向にあり、今回のように凹凸加工された基板を用いる場合、面内に均一にＧａＮ膜を成長することが難しくなるためである。窒化物半導体下地層３においては、厚みは３μｍ、成長温度を１０００℃とした。
【００４６】
第１のｎ型窒化物半導体層４に関して、ドーパントにＳｉを採用した。ＭＯＣＶＤのドーピングガスにはシランを用いた。この際、第１のｎ型窒化物半導体層４には１×１０19ｃｍ-3のドーパント濃度となるようにシランガス流量を調整した。厚みを３μｍとした。
【００４７】
ここで、より面内分布が良く、再現性に優れた装置を井戸層の形成にあてがうため、積層構造体を第１のＭＯＣＶＤ装置から第２のＭＯＣＶＤ装置に移した。
【００４８】
第１の装置から第２の装置へ装置を変更する工程では、クリーンルームやドラフトチャンバー内で作業することで、極力ダストやゴミとの接触を避けた。
【００４９】
第２の装置において、第２のｎ型窒化物半導体層５はドーパント濃度５×１０18ｃｍ-3と、第１のｎ型窒化物半導体層のドーパント濃度より低濃度となるようシランガス流量を調整した。厚みを１μｍとした。 
【００５０】
次に、ｎ型窒化物半導体層６として、Ｉｎ0.01Ｇａ0.99Ｎ層を作製した。層厚は２．５ｎｍとした。更に３×１０18ｃｍ-3のドーパント濃度となるようにシラン流量を調整した。
【００５１】
次に、６層のＳｉドープＧａＮバリア層（層厚１４．０ｎｍ）と５層のアンドープＩｎ0.08Ｇａ0.92Ｎの井戸層（層厚１０ｎｍ）が交互に形成されてなる多重量子井戸構造である窒化物半導体活性層７を積層させた。バリア層のドーパント濃度は５×１０18ｃｍ-3となるようにシラン流量を調整した。
【００５２】
次に、ｐ型窒化物半導体層８としてＭｇをドーピングしたｐ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎ層（層厚１０ｎｍ）を形成した。ドーパント濃度は１×１０19ｃｍ-3となるようＣｐ2Ｍｇ（ビスシクロペンタジエニルマグネシウム）の流量を調整した。
【００５３】
また、第二導電型窒化物半導体コンタクト層９として、Ｍｇドープｐ型ＧａＮコンタクト層（層厚１５０ｎｍ）を積層した。ドーパント濃度は２×１０19ｃｍ-3となるようにＣｐ2Ｍｇの流量を調整した。
【００５４】
また、このようにして作製した窒化物半導体発光素子をＭＯＣＶＤ装置から取り出した後に、第二導電型窒化物半導体コンタクト層９の表面上にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）からなる透光性電極層１０を形成した。ＩＴＯはスパッタリング法にて１４０ｎｍの膜厚で作製した。
【００５５】
また、フォトリソグラフィーにてパターンを形成した後、ドライエッチングにて第２のｎ型窒化物半導体層５が露出するようにエッチングを行なった後、レジストパターンを除去してｎ型コンタクト層とした。
【００５６】
次に、ｐ型電極１１およびｎ型電極１２を作製した。フォトリソグラフィーにて電極のパターンを作製し、Ｎｉ（層厚５０ｎｍ）／Ｐｔ（層厚１００ｎｍ）／Ａｕ（層厚７００ｎｍ)を電子ビーム蒸着法にて連続で成膜した。次に、レジストとともに電極パターン部以外の金属を同時に除去し、電極を形成した。
【００５７】
さらに、ＳｉＯ2絶縁保護膜１３を作製した。ＳｉＯ2をスパッタリング法にて７５ｎｍ成膜し、ｐ型電極１１およびｎ型１２の表面部分を除くようにフォトリソグラフィーにてパターンを形成し、エッチング液にて電極部分のＳｉＯ2を除去した。
【００５８】
その後、サファイア基板の裏面をダイヤモンド砥石にて１５０μｍまで削り落とし、ダイヤモンドの微粒を使用して研磨することで１２０μｍ厚みの鏡面に仕上げた。その後、この積層構造体を裁断し、６００μｍ角の正方形の個別のＬＥＤへと分離した。こうして図１のＬＥＤ構造を得た。
【００５９】
次に、チップを簡易測定用治具（ＴＯ−１８）上にエポキシ樹脂で構成される接着剤にてボンディングし、ｎ型およびｐ型電極を各々、アルミニウム（Ａｌ）ワイヤーで治具と接続した。
【００６０】
（２）特性の評価
このようにして作製した窒化物半導体発光素子をＳＩＭＳ（２次イオン質量分析計）にて測定し、Ｓｉ濃度の積層分布を示したのが図２である。第１のｎ型窒化物半導体層４と第２のｎ型窒化物半導体層５の間に、Ｓｉドーパント濃度の差が生じていることを確認できる。
【００６１】
このような工程で作製されたＬＥＤマウント素子の、ｎ型電極およびｐ型電極に順方向電流を流して電気的特性および発光特性を評価した。
【００６２】
また、ウェハ外周１ｍｍに該当するチップを除いた全てのチップ８０７枚をウェハテスト装置で検査した結果、Ｉｒ（直流逆電流）で１μＡを超えるものを不良とした良品歩留りは９２．２％、ＥＳＤ（静電耐圧：Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）歩留りは８６．１％、であった。ＥＳＤ試験の条件としては、１ｋＶの逆電圧を印加するＨＢＭ（ヒューマンボディーモデル）を条件としており、印加後、再度Ｖｆ（１μＡ）、Ｉｒ（−５Ｖ）の検査を行い、それぞれ２．０Ｖ≦Ｖｆ≦２．５Ｖ、Ｉｒ≦１．０μＡであるものを良品として扱った。
＜比較例１＞
（１）発光素子作製手順
比較例として、実施例１の第１のｎ型窒化物半導体層４と第２のｎ型窒化物半導体層５において、それぞれのドーパント濃度が同等になるようシランガスの調整を行なったこと以外は実施例１と同様に窒化物半導体発光素子を作製した。
【００６３】
（２）特性の評価
図３にこの構造の実施例１と同様の条件下でのＳＩＭＳによるＳｉ濃度の積層分布の測定結果を示す。第１のｎ型窒化物半導体層４と第２のｎ型窒化物半導体層５の間でＳｉの過剰ドープが生じていることが確認できる。
【００６４】
その後、実施例１と同様の工程で処理し、同様にＬＥＤチップを評価した。
ウェハ外周１ｍｍに該当するチップを除いた全てのチップ８０７枚を、実施例１と同様にウェハテスト装置で検査した結果、Ｉｒ（直流逆電流）で１μＡを超えるものを不良とした良品歩留りは６２．３％、ＥＳＤ歩留りは４８．６％、であった。
＜実施例１と比較例１の比較＞
（１）窒化物半導体発光素子の構成について
Ｓｉ濃度積層分布
図２と図３の比較から、実施例１と比較例１の窒化物半導体発光素子のＳｉ濃度積層分布には顕著な差が生まれていることがわかる。図３では、第１のｎ型地位化物半導体層と第２のｎ型窒化物半導体層との界面に、意図しない異常な濃度上昇がみられる。これは、第２の装置にてｎ型窒化物半導体層５を積層する際に、ＭＯＣＶＤ装置内で１０００度近くの高温になり、第１のｎ型窒化物半導体層４の表面がエッチングされて荒れてしまい、Ｓｉ不純物の過剰ドープが発生するためと考えられる。そのため、比較例１では界面に欠陥が集中しやすい状態になり、それまでの層で欠陥密度が減っていたとしても上の層に欠陥を起因とする転位が増加し、窒化物半導体発光素子はリーク不良を起こしやすい状態になる。
【００６５】
その点、第１のｎ型窒化物半導体層と第２のｎ型窒化物半導体層に濃度差がある実施例１のような構成をとるならば、過剰ドープ状態が表れにくいため、リーク不良を起こしにくく静電耐圧に優れた窒化物半導体発光素子になると考えられる。
【００６６】
（２）窒化物半導体発光素子の製造方法について
歩留り
実施例１および比較例１の窒化物半導体発光素子の製造方法における歩留りの比較から、Ｉｒ（直流逆電流）で１μＡを超えるものを不良とした良品歩留り、ＥＳＤ歩留りのどちらも、比較例の製造方法より実施例の製造方法で高いことが示された。
【００６７】
Ｓｉ濃度積層分布
比較例の製造方法より実施例の製造方法で歩留りの高い理由は、図２と図３の比較からわかる。図２をみると、比較例１はＳｉ不純物の過剰ドープのため、第１のｎ型窒化物半導体層と第２のｎ型窒化物半導体層の境界面でリーク不良を起こしやすい状態になっている。その点、濃度差を設けて窒化物半導体発光素子を製造する実施例１の場合では、過剰ドープ状態の素子が製造されにくくなり、窒化物半導体発光素子の製造における歩留りが向上すると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明によれば、欠陥に起因すると思われる電流リークが少なく、そしてこれも欠陥に関係する静電耐圧に優れた良好な窒化物半導体発光素子を再現性良く得ることができる。
【符号の説明】
【００６９】
１  基板、２  窒化物半導体中間層、３  窒化物半導体下地層、４  第１のｎ型窒化物半導体層、５  第２のｎ型窒化物半導体層、６  ｎ型窒化物半導体層、７  窒化物半導体活性層、８  ｐ型窒化物半導体層、９  第二導電型窒化物半導体コンタクト層、１０  透光性電極層、１１  ｐ型電極、１２  ｎ型電極、１３  絶縁保護膜。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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