【事件の表示】
　特許第３１０２６４７号「半導体発光素子」の請求項１ないし３に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３１０２６４７号の請求項１ないし３に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続の経緯
　本件特許第3102647号の請求項1〜3に係る発明は、平成2年12月10日に特許出願され、平成12年8月25日に設定登録がなされ、特許異議の申立がなされ、取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成13年9月4日に訂正請求がなされ、再度、取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成13年9月26日に訂正請求がなされとともに、前記平成13年9月4日付け訂正請求は取り下げられたものである。
２．訂正の適否について
　ア．訂正内容
　訂正事項a
　特許請求の範囲の請求項1を「導電性ＺｎＯ単結晶基板と、前記基板上に形成した、ＩｎｘＧａｙＡ１１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ，ｙ；ｘ＋ｙ≦１）半導体発光層と、
　前記半導体発光層上の金属膜と、
　前記ＺｎＯ単結晶基板の前記発光層と反対の平面上に形成した電極からなることを特徴とした半導体発光素子。」と訂正する。
　訂正事項b
　特許請求の範囲の請求項2を「導電性ＺｎＯ単結晶基板と、前記基板上に形成した、ＩｎｘＧａｙＡ１１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ，ｙ；ｘ＋ｙ≦１）半導体層と、
　さらに前記半導体層上に形成した【化1】半導体発光層と、
　前記半導体発光層上の金属膜と、
　前記ＺｎＯ単結晶基板の前記発光層と反対の平面上に形成した電極からなることを特徴とした半導体発光素子。」と訂正する。
　訂正事項c
　特許請求の範囲の請求項3を「第一の導電型を有するＺｎＯ単結晶基板と、
第一の導電型を有する前記基板上に形成されたＩｎｘＧａｙＡ１１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ，ｙ；ｘ＋ｙ≦１）の第一の半導体単結晶層、
　第一或は第二の導電型を有し第一の半導体層よりバンドギャップエネルギの小さい第二の半導体単結晶層、及び第二の導電型を有し、第二の半導体層よりバンドギャップエネルギの大きい第三の半導体単結晶層と、
　前記ＺｎＯ単結晶基板の前記第一から第三の半導体単結晶層と反対の平面上に形成した第一の電極と、
　前記第三の半導体単結晶層の上に形成した第二の電極からなることを特徴とする半導体発光素子。」と訂正する。
　訂正事項d
　特許明細書の段落【0005】を「【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するため本発明の半導体発光素子は導電性ＺｎＯ単結晶基板と、前記基板上に形成したＩｎｘＧａｙＡ１１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ，ｙ；ｘ＋ｙ≦１）の(図1においては11に相当する)半導体発光層と、前記半導体発光層上の金属膜と、前記ＺｎＯ単結晶基板の前記発光層と反対の平面上に形成した電極からなることを特徴とする。
　さらに本発明の半導体発光素子は、導電性ＺｎＯ単結晶基板(図4においては22に相当する。以下符号のみ記す)上に形成した、ＩｎｘＧａｙＡ１１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ，ｙ；ｘ＋ｙ≦１）半導体層(23)と、さらに前記半導体層上に形成した【化1】半導体発光層(24)と、前記半導体発光層上の金属膜と、前記ＺｎＯ単結晶基板の前記発光層と反対の平面上に形成した電極からなることを特徴とする。
　さらに本発明の半導体発光素子は、第一の導電型を有するＺｎＯ単結晶基板(図6においては41に相当する)と、第一の導電型を有する前記基板上に形成されたＩｎｘＧａｙＡ１１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ，ｙ；ｘ＋ｙ≦１）(43)の第一の半導体単結晶層、第一あるいは第二の導電型を有し、第一の半導体層よりバンドギャップエネルギの小さい第二の半導体単結晶層(44)、及び第二の導電型を有し、第二の半導体層よりバンドギャップエネルギーの大きい第三の半導体単結晶(45)と、前記ＺｎＯ単結晶基板の前記第一から第三の半導体単結晶層と反対の平面上に形成した第一の電極と、前記第三の半導体単結晶層の上に形成した第二の電極からなることを特徴とする。」と訂正する。
　イ．訂正の目的の適否、新規事項の追加及び特許請求の範囲の拡張又は変更の存否
　訂正事項a及びbについて
　この訂正事項a及びbは、特許請求の範囲を減縮するものであり、その「導電性ＺｎＯ基板」を「導電性ＺｎＯ単結晶基板」に限定することは訂正前の特許明細書の特許請求の範囲の請求項3の記載から、そして、「ＺｎＯ単結晶基板の前記発光層と反対の平面上に形成した電極」は訂正前の特許明細書の段落【0006】、図1及び図4に関する記載から、直接的かつ一義的に導き出せる事項であるから、新規事項を追加するものでなく、特許請求の範囲を実質的に拡張又は変更するものでもない。
　訂正事項cについて
　この訂正事項cは、特許請求の範囲を減縮するものであり、その「導電性ＺｎＯ基板」を「導電性ＺｎＯ単結晶基板」に限定することは訂正前の特許明細書の特許請求の範囲の請求項3の記載から、そして、「ＺｎＯ単結晶基板の前記第一から第三の半導体単結晶層と反対の平面上に形成した電極」は訂正前の特許明細書の段落【0006】、図1及び図4に関する記載から、直接的かつ一義的に導き出せる事項であるから、新規事項を追加するものでなく、特許請求の範囲を実質的に拡張又は変更するものでもない。
　訂正事項dについて
　この訂正事項dは、特許明細書の【課題を解決するための手段】の記載を上記訂正事項a〜cに整合させるためのものであるから、明りょうでない記載の釈明に該当し、新規事項を追加するものでなく、特許請求の範囲を実質的に拡張又は変更するものでもない。
　ウ．むすび
　以上のとおり、上記訂正請求は、特許法第120条の4第2項及び同条第3項で準用する特許法第126条第2項及び第3項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
３．特許異議申立について
　ア．本件発明
　訂正後の本件特許明細書の特許請求の範囲の請求項1〜3に係る発明（以下、本件発明1〜3という。）は次のとおりのものである。
「【請求項1】　導電性ＺｎＯ単結晶基板と、前記基板上に形成した、ＩｎｘＧａｙＡ１１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ，ｙ；ｘ＋ｙ≦１）半導体発光層と、
　前記半導体発光層上の金属膜と、
　前記ＺｎＯ単結晶基板の前記発光層と反対の平面上に形成した電極からなることを特徴とした半導体発光素子
　【請求項2】　導電性ＺｎＯ単結晶基板と、前記基板上に形成した、ＩｎｘＧａｙＡ１１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ，ｙ；ｘ＋ｙ≦１）半導体層と、
　さらに前記半導体層上に形成した【化1】半導体発光層と、
　前記半導体発光層上の金属膜と、
　前記ZnO単結晶基板の前記発光層と反対の平面上に形成した電極からなることを特徴とした半導体発光素子
【化1】
　　　　Ｉｎｘ’Ｇａｙ’Ａ１１−ｘ’−ｙ’Ｎ
　　　　（ただし、０≦ｘ’，ｙ’；ｘ’＋ｙ’≦１）
　【請求項3】　第一の導電型を有するＺｎＯ単結晶基板と、
第一の導電型を有する前記基板上に形成されたＩｎｘＧａｙＡ１１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ，ｙ；ｘ＋ｙ≦１）の第一の半導体単結晶層、
　第一或は第二の導電型を有し第一の半導体層よりバンドギャップエネルギの小さい第二の半導体単結晶層、及び第二の導電型を有し、第二の半導体層よりバンドギャップエネルギの大きい第三の半導体単結晶層と、
　前記ＺｎＯ単結晶基板の前記第一から第三の半導体単結晶層と反対の平面上に形成した第一の電極と、
　前記第三の半導体単結晶層の上に形成した第二の電極からなることを特徴とする半導体発光素子。」
　イ．異議申立の理由の概要
　異議申立人 芦沢富美子は、証拠として甲第1号証及び甲第2号証を提出し、訂正前の請求項1〜3に係る発明は、特許法第29条第2項の規定に違反して特許されたものであるから、それらの特許は取り消されるべき旨主張している。
　ウ．異議申立人が提出した甲各号証に記載の発明
　甲第1号証(特公平1-52910号公報)の第2頁左欄第16〜17行目には、
「また2は、前記基板1上に被着されて、発光素子の一方の電極となる透明導電膜であり」と記載され、
　更に、その第2頁左欄第20〜21行目には、
「3は、前記透明導電膜2上に被着されたＺｎＯ皮膜である。」と記載され、
　更に、その3頁左欄第38〜39行目には、
「さらに、第1図において4は、前記ＺｎＯ皮膜3上に被着したＧａＮ皮膜である。」と記載され、
　更に、その第4頁左欄第44行目〜右欄第2行目には、
「さらに、6は、前記ｉ形のＧａＮ皮膜5の表面にＺｎ、あるいはＡｌを蒸着した後、真空中約200℃で一時間熱処理して得られた金属電極である。」と記載され、
　更に、その第3頁左欄第32〜37行目には、
「さらに、得られたＺｎＯ皮膜3の膜厚は、0.2μｍ〜0.3μｍ程度で、その固有抵抗は、102〜103Ω・ｃｍであった。この固有抵抗は、ＺｎＯ皮膜3の蒸着時に、例えばＴｅなどのＺｎＯ中でドナーとなる不純物を0.1〜0.5重量%添加することによって、10-3Ω・ｃｍ程度に小さくすることができる。」と記載され、
　更に、その第2頁左欄第13〜15行目には、
「ここでは、この基板1側から発光を取出すものとして、ガラスを基板1として用いている。」と記載され、
　更に、その第4頁左欄第21〜23行目には、
「次に、上述したところにより得られたＧａＮ皮膜4上に、第1図に示すようにi形(Intrinsictype)のＧａＮ皮膜5を形成する。」と記載され、
　更に、その第4頁右欄第3〜4行目には、
「次に、前記透明導電膜2及び金属電極6にそれぞれリード線7及び8を接続し」と記載され、
　更に、その第1頁右欄第15〜17行目の収めがＧａＮと同様に六方晶系の結晶構造をとり、しかも両者のミスフイツトが(002)面で僅かに0.46%」と記載され、
　更に、その第5頁右欄第27〜33行目には、
「したがって、本発明によるＧａＮ発光素子の製造方法は、発光部が形成されるＧａＮ皮膜が、下地とミスフイツトに起因する不整合欠陥や加熱による結晶歪の少ない結晶性の良い皮膜であることから、発光効率の大幅な向上が期待でき、青色乃至緑色の発光素子を得る上から、すぐれた特長を有し」と記載されている。
　甲第2号証(特開昭64-17484号公報)の第3頁左上欄第13〜19行目には、
「第2図は本発明の第2の実施例を説明する図である。図において、ＺｎＯ基板1の上に2μｍＡｌ０．３３Ｇａ０．３９Ｉｎ０．２８Ｎ 第1の電流注入層(第1のクラッド層)２と、0.3μｍのＧａ０．７６Ｉｎ０．２４Ｎ発光層3、さらに0.1μｍのＡｌ０．３３Ｇａ０．３９Ｉｎ０．２８Ｎ第2の電流注入層(第2のクラッド層)2aと両電流注入層2および2aに対する電極4,5を有している。」と記載され、
　更に、その第2頁左上欄第17行目〜右上欄第3行目には、
「本発明は、ＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）発光層と、これに格子整合条件で接し、発光層よりバンドギャップの大きい Ａｌｘ’Ｇａｙ’Ｉｎｚ’Ｎ（ｘ’＋ｙ’＋ｚ’＝１　ｘ’＞ｘ　ｚ’＞０）からなる電流注入層とを有することを特徴とする半導体発光素子を発明の要旨とするものである。」と記載され、
　更に、その第2頁左下欄第5〜9行目には、
「ウルツ鉱型の結晶構造を持つＺｎＯ基板を用いると、第4図の破線で示したようなＡｌＧａＩｎＮを基板を含めて格子整合条件で形成することができ、特に良質のへテロ接合構造が得られる。」と記載されている。
　エ．当審の対比・判断
　本件発明1〜3の”電極をＺｎＯ単結晶基板の発光層と反対の平面上に形成する”ことは、上記甲第1及び2号証のいずれにも記載も示唆もされておらず、当業者に周知又は自明の事項でもない。
　そして、本件発明1〜3は、”電極をＺｎＯ単結晶基板の発光層と反対の平面上に形成する”ことにより、電極間の電流パスをＩｎＧａＮ発光層の膜厚方向とすることができるため、電気抵抗を低減できるとともに、ＺｎＯ単結晶基板は透明であるため、発光層で生じた光を基板に吸収されることなく、効率よく取り出すことができるという作用効果を呈するものである。
　オ．むすび
  以上のとおり、異議申立の理由及び証拠によっては、本件発明1〜3についての特許を取り消すことができない。
　また、他に本件発明1〜3についての特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１３年９月２７日（２００１．９．２７）
【訂正の要旨】
訂正事項
ａ．特許請求の範囲の請求項１を「導電性ＺｎＯ
単結晶
　前記半導体発光層上の金属膜
と、
　
前記ＺｎＯ単結晶基板の前記発光層と反対の平面上に形成した電極
ｂ．特許請求の範囲の請求項２を「導電性ＺｎＯ
単結晶
　さらに前記半導体層上に形成した【化１】半導体発光層と、
　前記半導体発光層上の金属膜
と、
　
前記ＺｎＯ単結晶基板の前記発光層と反対の平面上に形成した電極
ｃ．特許請求の範囲の請求項３を「第一の導電型を有するＺｎＯ単結晶基板と、
　第一の導電型を有する前記基板上に形成されたＩｎｘＧａｙＡｌ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ，ｙ；ｘ＋ｙ≦１）の第一の半導体単結晶層、
　第一或は第二の導電型を有し第一の半導体層よりバンドギャップエネルギの小さい第二の半導体単結晶層、
　及び第二の導電型を有し、第二の半導体層よりバンドギャップエネルギの大きい第三の半導体単結晶層
と、
　
前記ＺｎＯ単結晶基板の前記第一から第三の半導体単結晶層と反対の平面上に形成した第一の電極と、
　
前記第三の半導体単結晶層の上に形成した第二の電極
ｄ．特許明細書の段落【０００５】を「【課題を解決するための手段】
　上記の目的を達成するため本発明の半導体発光素子は導電性ＺｎＯ
単結晶
と、前記ＺｎＯ単結晶基板の前記発光層と反対の平面上に形成した電極
　さらに本発明の半導体発光素子は、導電性ＺｎＯ
単結晶
と、前記ＺｎＯ単結晶基板の前記発光層と反対の平面上に形成した電極
　さらに本発明の半導体発光素子は、第一の導電型を有するＺｎＯ単結晶基板（図６においては４１に相当する）と、第一の導電型を有する前記基板上に形成されたＩｎｘＧａｙＡｌ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ，ｙ；ｘ＋ｙ≦１）（４３）の第一の半導体単結晶層、第一あるいは第二の導電型を有し、第一の半導体層よりバンドギャップエネルギの小さい第二の半導体単結晶層（４４）、及び第二の導電型を有し、第二の半導体層よりバンドギャップエネルギーの大きい第三の半導体単結晶（４５）
と、前記ＺｎＯ単結晶基板の前記第一から第三の半導体単結晶層と反対の平面上に形成した第一の電極と、前記第三の半導体単結晶層の上に形成した第二の電極
（５４）【発明の名称】
半導体発光素子
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　導電性ＺｎＯ
単結晶
　前記半導体発光層上の金属膜
と、
　
前記ＺｎＯ単結晶基板の前記発光層と反対の平面上に形成した電極
　【請求項２】　導電性ＺｎＯ
単結晶
　さらに前記半導体層上に形成した【化１】半導体発光層と、
　前記半導体発光層上の金属膜
と、
　
前記ＺｎＯ単結晶基板の前記発光層と反対の平面上に形成した電極
　【化１】
　Ｉｎｘ’Ｇａｙ’Ａｌ１−ｘ’−ｙ’Ｎ
　（ただし、０≦ｘ’，ｙ’；ｘ’＋ｙ’≦１）
　【請求項３】　第一の導電型を有するＺｎＯ単結晶基板と、
　第一の導電型を有する前記基板上に形成されたＩｎｘＧａｙＡｌ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ，ｙ；ｘ＋ｙ≦１）の第一の半導体単結晶層、
　第一或は第二の導電型を有し第一の半導体層よりバンドギャップエネルギの小さい第二の半導体単結晶層、
　及び第二の導電型を有し、第二の半導体層よりバンドギャップエネルギの大きい第三の半導体単結晶層
と、
　
前記ＺｎＯ単結晶基板の前記第一から第三の半導体単結晶層と反対の平面上に形成した第一の電極と、
　
前記第三の半導体単結晶層の上に形成した第二の電極
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【産業上の利用分野】
　本発明は、半導体発光素子に関するものである。さらに詳細に説明すれば、可視光領域の赤色から紫外領域で発光する半導体発光素子に関するものである。
　【０００２】
　【従来の技術】
　近年、化合物半導体を用い、可視光から赤外線領域にかけて発光する各種の半導体発光素子が実用化され、これらの高輝度化が計られている。その中でも青色領域の発光素子は未だ満足できる性能には程遠く、また、コストも高くその素子構造の改善が必要とされている
　【０００３】
　図９は、Ａｌ２Ｏ３を基板とした従来のＧａＮを用いたＭＩＳ型半導体発光素子の概略構造を示した断面図である。これは青色発光素子材料の中でＧａＮは禁止帯幅が３．４ｅＶの直接遷移型の半導体である。現在のところ、発光素子に十分適した特性のｐ−ｎ接合を形成することができない。そこで、従来、ＭＩＳ型発光素子が主に試作されていた。図９にＭＩＳ型発光ダイオードの構造の一例を示す。図において１はＡｌ２Ｏ３結晶基板、２はＡｌＮバッファ層、３はｎ型低抵抗ＧａＮ膜、４は高抵抗ＧａＮ膜、５は金属膜、６はオーミック電極を示している。しかしながら、この種の素子に当たっては次のような問題があった。まず第一にＡｌ２Ｏ３１は絶縁体のため、電極をＡｌ２Ｏ３基板平面に設けられず、図９に示すように、ｎ型ＧａＮ層の側面に電極６を形成しなければならなかった。そのため、金属膜５とオーミック電極６との間に流れる電流は、ｎ型低抵抗ＧａＮ膜３中を面内方向に流れることになる。ｎ型低抵抗ＧａＮ膜厚は数μｍと薄いため、この膜のシート抵抗は高く、高駆動電圧が必要であった。また高い抵抗と高駆動電圧により多大なジュール熱が発生し、発光層が加熱され、発光効率が低下させられた。さらに、素子作製プロセス上、基板平面上に電極を形成するのにくらべて、ｎ型低抵抗ＧａＮ層側面に電極を形成することは困難であった。そのため、電極５と側面の電極６とがショートすることもあり、この電極が素子製作上の歩留まり低下の原因になっていた。第二に、基板であるＡｌ２Ｏ３と発光層ＧａＮの間には１３％以上の格子不整合があり、Ａｌ２Ｏ３とＡｌＮバッファ層との間にも１１％以上の格子不整合が存在する。このため、いかにバッファ層を導入しても発光層に多数の欠陥が生じる。発光素子においては、この欠陥が非発光再結合中心となり発光効率を低下させる。
　【０００４】
　【発明が解決しようとする課題】
　本発明は上記の欠点を改善するために提案されたもので、その目的は電極形成法の困難性、発光素子の高駆動電圧とそれによる多大な発熱、電極間の電流パスの問題、そして発光層の結晶性の不良を解決した高効率、低電圧駆動、低電流駆動の、赤色より短波長で発光する発光素子を提供することにある。
　【０００５】
　【課題を解決するための手段】
　上記の目的を達成するため本発明の半導体発光素子は導電性ＺｎＯ
単結晶
と、前記ＺｎＯ単結晶基板の前記発光層と反対の平面上に形成した電極
　さらに本発明の半導体発光素子は、導電性ＺｎＯ
単結晶
と、前記ＺｎＯ単結晶基板の前記発光層と反対の平面上に形成した電極
　さらに本発明の半導体発光素子は、第一の導電型を有するＺｎＯ単結晶基板（図６においては４１に相当する）と、第一の導電型を有する前記基板上に形成されたＩｎｘＧａｙＡｌ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ，ｙ；ｘ＋ｙ≦１）（４３）の第一の半導体単結晶層、第一あるいは第二の導電型を有し、第一の半導体層よりバンドギャップエネルギの小さい第二の半導体単結晶層（４４）、及び第二の導電型を有し、第二の半導体層よりバンドギャップエネルギーの大きい第三の半導体単結晶（４５）
と、前記ＺｎＯ単結晶基板の前記第一から第三の半導体単結晶層と反対の平面上に形成した第一の電極と、前記第三の半導体単結晶層の上に形成した第二の電極
　【０００６】
　【作用】
　従来は基板としてＡｌ２Ｏ３や絶縁性ＺｎＯ等を用いていた。そのため、電極を試料側面に形成していた。しかし本発明においては導電性ＺｎＯ基板を用いて、基板側の電極をＺｎＯ基板平面上に形成することであり、その結果電気抵抗が低減できるので、駆動電圧を低下し、発光素子の発熱を抑制でき、発光動率を上げることができる。
　【０００７】
　【実施例】
　次に本発明の実施例について説明する。なお実施例は一つの例示であって、本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の変更あるいは改良を行いうることは云うまでもない。
　〔実施例１〕図１は本発明の実施例１を説明する図である。この実施例はＭＩＳ型発光素子で、電流の流れる方向に平行な面で切断した断面図である。素子寸法は、縦横共に５００μｍ、厚さ約８５μｍである。本図を用いて素子構造と製作方法を次に述べる。図において７はＡｕメッキ層、８はＡｕ，９はＡｕ−Ｇｅ−Ｎｉ膜、１０は低抵抗ＺｎＯ基板、１１は低抵抗ＩｎＧａＮ層、１２は高抵抗ＩｎＧａＮ層、１３は電流狭窄層、１４はＣＲ，１５はＡｕショットキー電極、１６はＡｕメッキ層、１７はＡｕ・Ｓｎ半田、１８はダイヤモンドシートシンクを示す。
　【０００８】
　次に製造方法について述べる。
（ａ）厚さ３５０μｍの、ＩｎをドープしたＺｎＯ基板１０上に、膜厚２μｍのノンドープＩｎ０．２Ｇａ０．８Ｎ（以下ＩｎＧａＮと記す）発光層１１、および膜厚０．１μｍの濃度１×１０１８ｃｍ−３Ｍｇドープ高抵抗ＩｎＧａＮ層１２をＭＯＶＰＥで連続成長する。成長条件は温度５００℃、Ｖ／ＩＩＩ比２５０００、圧力７６ｔｏｒｒである。用いたＩＩＩ族原料はトリメチルインジウム（ＴＭＩ）とトリエチルガリウム（ＴＥＧ）で、Ｖ族原料はＮＨ３である。ＩｎＧａＮ三元混晶系のＩｎモル分率は０．２３であり、この混晶系はＺｎＯ基板と格子整合する。このため、この混晶系とＺｎＯ基板との組合せは、ＧａＮとＡｌ２Ｏ３基板との組合せが有する１３％以上もあった格子不整合によって生じる問題を解決できる。詳細に述べると、Ａｌ２Ｏ３基板上に成長したＧａＮが有する転位、格子歪、及び基板とＧａＮ発光層との間の界面欠陥を減少させることができ、発光効率を向上させることができる。基板に用いたＺｎＯは、キャリア濃度１×１０２１ｃｍ−３、抵抗率２×１０−３Ωｃｍである。
（ｂ）低抵抗のＺｎＯ基板１０側に膜厚０．２μｍのＡｕ−Ｇｃ−Ｎｉオーミックコンタクト層９と膜厚さ０．２μｍのＡｕ８を連続蒸着する。基板と蒸着膜との密着性を良くするため、基板温度２５０℃で蒸着する。
（ｃ）水素中で、温度４２０℃で、１分間アニールする。
（ｄ）ＩｎＧａＮ層１１上に膜厚０．５μｍのＳｉＯ２電流狭窄層１３をＲＦマグネトロン・スパッタ法で形成する。この方法では高抵抗ＩｎＧａＮ層１２は省略してある。
（ｅ）Ａｕ電極１５と電流狭窄層１３との密着性を良くするため、膜厚０．１μｍのＣｒ層１４を蒸着する。
（ｆ）膜厚０．５μｍのＡｕ１５を基板温度２５０℃で蒸着する。
（ｇ）ここでは、ｎ型電極へのワイヤボンディングを容易にするため、Ａｕ８上にフォトリソグラフィ技術を用いて厚１μｍの金７を選択メッキする。
（ｈ）本素子のヒートシンク上へのマウントを容易にするために、Ａｕ１５上に厚さ５μｍの金１６をメッキする。
（ｉ）メタライズしたダイヤモンド・ヒートシンク１８上にＡｕ−Ｓｎ半田１７を用いて、１６側を融着する。
（ｊ）最後にボールボンダを用いて、Ａｕメッキ層７に３０μｍφの金線をワイヤボンディングする。
　【０００９】
　この素子を動作させるため、Ａｕメッキ層１６にプラスの電圧を、Ａｕメッキ層７にマイナスの電圧を印加する。その結果、青色のエレクトロルミネッセンスを得ることができた。その発光スペクトルを図２に示す、図２は横軸に発光波長、縦軸に光強度をとってある。中心波長は４５０μｍ近傍である。また、光−電流特性を図３に示す。図３では横軸に電流、縦軸に光強度をとってある。注入電流８．２ｍＡ、電圧６．１Ｖのとき、最大光出力４０μＷが得られた。電気から光への電力の変換効率は、０．０８％であった。外部微分量子効率は０．２７％であった。
　【００１０】
　ここでは、結晶成長法にＭＯＶＰＥを用いたが、ＭＢＥ、ＬＰＥ、ガスソースＭＢＥ等の他の成長法でもよい。また、高抵抗層にＭｇドープＩｎＧａＮ膜を用いたが、ＺｎドープＩｎＧａＮ膜、Ｎ＋イオンを注入したＩｎＧａＮ、またはＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４の薄膜でもよい。
　ここでは発光層および高抵抗層としてＩｎｘＧａ１−ｘＮ三元混晶を用いた場合について述べたが、ＩｎｘＧａｙＡｌ１−ｘ−ｙＮ四元混晶を用いてもよい。
　【００１１】
　ＺｎＯ基板を低抵抗にするためのドーバントとしては、Ｉｎの他にＩＩＩ族元素のＢ、Ａｌ、及びＧａ、またはＩＶ族元素のＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆでもよい。さらに、Ｚｎをドーピングしたり、還元雰囲気中で酸素を脱離し、結晶組成をストイキオメトリからずらすことにより、ＺｎＯの低抵抗化を図ってもよい。
　なお、上記構造において高抵抗ＩｎＧａＮ層１２は必ずしもなくても良い。従って高抵抗層は設けても、設けなくとも、よい。
　【００１２】
　〔実施例２〕図４は本発明の実施例２を説明する図である。この実施例はＭＩＳ型発光素子で、電流の流れる方向に平行な面で切断した断面図である。素子寸法は、縦横共に５００μｍ、厚さ約８５μｍである。図４において１９はＡｕメッキ層、２０はＡｕ、２１はＡｕ−ＧｅＮｉ膜、２２は低抵抗ＺｎＯ基板、２３はＩｎＧａＮ膜、２４は低抵抗ＩｎＧａＮ層、２５は高抵抗ＩｎＧａＮ層、２６は電流狭窄層、２７はＣｒ、２８はＡｕシヨットキー電極、２９はＡｕメッキ層、３０はＡｕ−Ｓｎ半田、３１はダイヤモンドヒートシンクを示す。
　【００１３】
　次に製作法を述べる。（ａ）厚さ３５０μｍのＩｎをドープしたＺｎＯ基板２２上に、膜厚０．０５μｍのＩｎ０．２３Ｇａ０．７７Ｎバッファ層（以下ＩｎＧａＮと記す）２３、膜厚２μｍのノンドープＩｎＧａＮ発光層２４、およびＭｇを１×１０１８ｃｍ−３ドープした膜厚０．１μｍの高抵抗ＩｎＧａＮ層２５をＭＯＶＰＥで連続成長する。成長温度は、ＩｎＧａＮ層２３を成長するときは５００℃で、ノンドープＩｎＧａＮ発光層２４と高抵抗ＩｎＧａＮ層２５のときは７００℃である。Ｖ／ＩＩＩ比は２５０００、成長圧力は７６ｔｏｒｒである。用いたＩＩＩ族原料はトリメチルインジウム（ＴＭＩ）とトリエチルガリウム（ＴＥＧ）で、Ｖ族原料はＮＨ３である。基板に用いたＺｎＯは、キャリア濃度１×１０２１ｃｍ−３、抵抗率２×１０−３Ωｃｍである。これに続く素子作製工程は実施例１の（ｂ）〜（ｉ）と同様である。
　【００１４】
　本素子を動作させるため、Ａｕメッキ層２９にプラスの電圧を、Ａｕメッキ層１９にマイナスの電圧を印加する。その結果、青色のエレクトロルミネッセンスを得ることができた。中心波長は、４５０ｎｍ近傍であり、注入電流８，２ｍＡ、電圧６．１Ｖのとき、最大出力８２μＷが得られた。電気から光への電力の変換効率は、０．１６％であった。外部微分量子効率は、０．２８％であった。このように低温（５００℃）で形成したバッファ層を用い、かつ、発光層を高温で成長することにより、実施例１に示し素子に比べて、発光効率の改善が見られた。
　なお、上記構造で高抵抗ＩｎＧａＮ層２５は必ずしもなくても良い。
　【００１５】
　ここでは半導体層としてＩｎＧａＮ三元混晶を用いた場合について述べたが、実施例１と同様にＩｎｘＧａｙＡｌ１−ｘ−ｙＮ四元混晶を用いてもよい。さらにバッファ層も同様にＩｎｘＧａｙＡｌ１−ｘ−ｙＮ四元混晶を用いてもよい。この場合に、上部層の組成は必ずしも同じでなくてもよい。
　【００１６】
　〔実施例３〕図５は、本発明の実施例３を説明する図である。本実施例は、ｐｎ接合を有する発光ダイオードに関する例で、電流の流れる方向に平行な切断した発光ダイオードの断面図である。この素子の構造はダブルヘテロ構造である。この素子は、厚さ３５０μｍのＩｎをドープした導電性ＺｎＯ基板３７、膜厚３μｍのＳｎドープＩｎＧａＡｌＮクラッド層３６、膜厚０．５μｍのノンドープＩｎＧａＮ活性層３４、膜厚２μｍのＺｎドープＩｎＧａＡｌＮ層クラッド層３３、ｐ型クラッド層のオーミック電極Ａｕ−Ｚｎ−Ｎｉ４７、ＳｉＯ２電流狭窄層４６、金メッキ層３２、及びｎ型クラッド層のオーミック電極Ａｕ−Ｇｅ−Ｎｉ３５から構成される。ＺｎＯ基板３７と上記各層の格子整合条件を満たし、かつ、クラッド層のバンドギャップエネルギを活性層より０．３ｅＶ高くなるようクラッド層と活性層の組成を、それぞれ、Ｉｎ０．２８Ｇａ０．３９Ａｌ０．３３Ｎ、Ｉｎ０．２３Ｇａ０．７２Ｎとした。
　【００１７】
　次に、発光特性を示す。電極３２、３７にそれぞれ正と負の電圧を印加することにより、活性層に正孔と電子を注入した。その結果、波長４５０ｎｍの青色発光を観測した。最大光出力は８ｍＷ、外部微分量子効率は１．６％であった。
　【００１８】
　〔実施例４〕図６は、本発明の実施例４を説明する図で、電流の流れる方向に平行な面で切断したレーザダイオードの断面図である。この素子の構造はダブルヘテロ構造を有する埋め込み型レーザである。この素子は、厚さ３５０μｍのＩｎをドープした導電性ＺｎＯ基板４１、膜厚３μｍのドープＩｎＧａＡｌＮクラッド層４３、膜厚０．５μｍのノンドープＩｎＧａＮ活性層４４、膜厚２μｍのＺｎドープＩｎＧａＡｌＮ層クラッド層４５、Ｓｎドープ型ＩｎＧａＡｌＮ埋め込み層３９、ＺｎドープＰ型ＩｎＧａＡｌＮ埋め込み層４０、及びｐ型クラッド層のオーミック電極Ａｕ−Ｚｎ−Ｎｉ３８とｎ型クラッド層のオーミック電極Ａｕ−Ｇｅ−Ｎｉ４２から構成される。ＺｎＯ基板３７と上記各層の格子整合条件を満し、かつ、クラッド層のバンドギャップエネルギが活性層より０．３ｅＶ高くなるようにクラッド層と活性層の組成は、それぞれ、Ｉｎ０．２９Ｇａ０．３３、Ａｌ０．３３Ｎ、Ｉｎ０．２３Ｇａ０．７２Ｎとした。共振器長は３００μｍで、活性層幅は０．８μｍである。ｐサイドダウンでダイヤモンドヒートシンク上にマウントした。
　【００１９】
　次に、室温におけるＣＷ特性を示す。光出力と注入電流の関係を図７に示す。図７は横軸に注入電流、縦軸光出力をとってある。発振スペクトルを図８に示す。図８は横軸に発光波長、縦軸に光強度をとってある。発振しきい値電流は４８ｍＡ、発振波長は４５２ｎｍ、端面当りの外部微分量子効率は３．４％であった。また、端面当りの最大光出力は２６ｍＷであった。横モードは単一であった。
　ここで、活性層はノンドープのＩｎＧａＮを選んだが、ＺｎＯ基板に格子整合する組成であれば、ＩｎＧａＡｌＮでもよい。
　【００２０】
　【発明の効果】
　以上説明したように本発明によれば、電極をＺｎＯ基板平面上に形成できることから、電極間の電流パスがＩｎＧａＮ発光層の膜厚方向になるため、電気抵抗を低減できる。その結果、駆動電圧を下げることができる。また、駆動電圧および電気抵抗を低減できることから発光素子の発熱を抑制することができ、その結果として発光層での発光効率を上げることができる。また、基板が透明であるから、発光層で生じた光を基板に吸収されることなく、効率良く取り出すことができる。このため、外部量子効率が高くなり、結果として発光輝度を高めることがの歩留まりの大幅な改善につながる。また、基板と発光層が格子整合していることから、その界面に生ずる転位、格子歪、界面欠陥を低減でき、発光効率を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　本発明の半導体発光素子の概略構造
　【図２】
　図１に示す半導体発光素子の発光波長と光強度との関係
　【図３】
　図１に示す半導体発光素子の電流と光強度との関係
　【図４】
　本発明の第２の実施例
　【図５】
　本発明の第３の実施例
　【図６】
　本発明の第４の実施例
　【図７】
　図６の実施例の注入電流と光出力との関係
　【図８】
　図６の実施例の発光波長と光強度との関係
　【図９】
　従来例を示す。
　【符号の説明】
　１　Ａｌ２Ｏ３結晶基板
　２　ＡｉＮバッファ層
　３　ｎ型低抵抗ＧａＮ膜
　４　高抵抗ＧａＮ膜
　５　金属膜
　６　オーミック電極
　７、１９　Ａｕメッキ層
　８、２０　Ａｕ
　９、２１　Ａｕ−Ｇｅ−Ｎｉ膜
　１０、２２　低抵抗ＺｎＯ基板
　１１、２４　低抵抗ＩｎＧａＮ層
　１２、２５　高抵抗ＩｎＧａＮ層
　１３、２６　電流狭窄層
　１４、２７　Ｃｒ
　１５、２８　Ａｕショットキー電極
　１６、２９　Ａｕメッキ層
　１７、３０　Ａｕ−Ｓｎ半田
　１８、３１　ダイヤモンドヒートシンク
　２３　ＩｎＧａＮバッファ層
　３２　金メッキ層
　３３　ＺｎドープＩｎＧａＡｌＮクラッド層
　３４　ノンドープＩｎＧａＮ活性層
　３５　ｎ型オーミック電極Ａｕ−Ｇｅ−Ｎｉ
　３６　ＳｎドープＩｎＧａＡｌＮクラッド層
　３７　導電性ＺｎＯ基板
　３８　ｐ型オーミック電極Ａｕ−Ｚｎ−Ｎｉ
　３９　Ｓｎドープｎ型ＩｎＧａＡｌＮ埋め込み層
　４０　Ｚｎドープｐ型ＩｎＧａＡｌＮ埋め込み層
　４１　導電性ＺｎＯ基板
　４２　ｎ型オーミック電極Ａｕ−Ｇｅ−Ｎｉ
　４３　ＳｎドープＩｎＧａＡｌＮクラッド層
　４４　ノンドープＩｎＧａＮ活性層
　４５　ＺｎドープＩｎＧａＡｌＮクラッド層
　４６　ＳｉＯ２電流狭窄層
　４７　ｐ型オーミック電極Ａｕ−Ｚｎ−Ｎｉ