(57)【要約】【課題】Ｈ２雰囲気においてＧａ２Ｏ３低温成長バッファ層を形成しても、Ｇａ２Ｏ３基板が変質しない低温成長バッファ層の形成方法、発光素子の製造方法、結晶品質に優れるＧａＮを形成することのできる発光素子およびこれを用いた発光装置を提供する。【解決手段】温度条件を３５０℃から５５０℃の範囲、より好ましくは４００℃のＨ２雰囲気中でＧａ２Ｏ３基板１０上にＡｌＮバッファ層１１を形成することにより、Ｈ２雰囲気におけるβ−Ｇａ２Ｏ３の熱分解を生じることなくＡｌＮバッファ層１１を安定して成膜させることができるので、ＡｌＮバッファ層１１上に結晶品質に優れる良質なｎ＋−ＧａＮ層１２を形成することができる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｇａ２Ｏ３基板をＭＯＣＶＤ装置内にセットする第１のステップと、
前記ＭＯＣＶＤ装置内をＨ２雰囲気とし、雰囲気温度を３５０℃から５５０℃にするバッファ層成長条件を設定する第２のステップと、
前記バッファ層成長条件において原料ガスとしてＴＭＧと、ＴＭＡと、ＮＨ３とを前記Ｇａ２Ｏ３基板上に供給して前記Ｇａ２Ｏ３基板上に低温成長ＡｌＧａＮバッファ層を形成する第３のステップとを有することを特徴とする低温成長バッファ層の形成方法。
【請求項２】
Ｇａ２Ｏ３基板を酸洗浄する第１のステップと、
前記酸洗浄されたＧａ２Ｏ３基板をＭＯＣＶＤ装置内にセットする第２のステップと、
前記ＭＯＣＶＤ装置内をＨ２雰囲気とし、雰囲気温度を３５０℃から５５０℃にするバッファ層成長条件を設定する第３のステップと、
前記バッファ層成長条件において原料ガスとしてＴＭＧと、ＴＭＡと、ＮＨ３とを前記Ｇａ２Ｏ３基板上に供給して前記Ｇａ２Ｏ３基板上に低温成長ＡｌＧａＮバッファ層を形成する第４のステップとを有することを特徴とする低温成長バッファ層の形成方法。
【請求項３】
Ｇａ２Ｏ３基板を窒化処理する第１のステップと、
前記窒化処理を施されたＧａ２Ｏ３基板をＭＯＣＶＤ装置内にセットする第２のステップと、
前記ＭＯＣＶＤ装置内をＨ２雰囲気とし、雰囲気温度を３５０℃から５５０℃にするバッファ層成長条件を設定する第３のステップと、
前記バッファ層成長条件において原料ガスとしてＴＭＧと、ＴＭＡと、ＮＨ３とを前記Ｇａ２Ｏ３基板上に供給して前記Ｇａ２Ｏ３基板上に低温成長ＡｌＧａＮバッファ層を形成する第４のステップとを有することを特徴とする低温成長バッファ層の形成方法。
【請求項４】
Ｇａ２Ｏ３基板を酸洗浄する第１のステップと、
前記酸洗浄された前記Ｇａ２Ｏ３基板を窒化処理する第２のステップと、
前記窒化処理を施されたＧａ２Ｏ３基板をＭＯＣＶＤ装置内にセットする第３のステップと、
前記ＭＯＣＶＤ装置内をＨ２雰囲気とし、雰囲気温度を３５０℃から５５０℃にするバッファ層成長条件を設定する第４のステップと、
前記バッファ層成長条件において原料ガスとしてＴＭＧと、ＴＭＡと、ＮＨ３とを前記Ｇａ２Ｏ３基板上に供給して前記Ｇａ２Ｏ３基板上に低温成長ＡｌＧａＮバッファ層を形成する第５のステップとを有することを特徴とする低温成長バッファ層の形成方法。
【請求項５】
前記第２のステップは、前記Ｇａ２Ｏ３基板を７５０℃から８５０℃の温度範囲で窒化処理する請求項３又は４に記載の低温成長バッファ層の形成方法。
【請求項６】
前記低温成長ＡｌＧａＮバッファ層は、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１）である請求項１から４のいずれか１項に記載の低温成長バッファ層の形成方法。
【請求項７】
Ｇａ２Ｏ３基板を酸洗浄する第１のステップと、
前記酸洗浄された前記Ｇａ２Ｏ３基板を窒化処理する第２のステップと、
前記窒化処理を施されたＧａ２Ｏ３基板をＭＯＣＶＤ装置内にセットする第３のステップと、
前記ＭＯＣＶＤ装置内をＨ２雰囲気とし、雰囲気温度を３５０℃から５５０℃にするバッファ層成長条件を設定する第４のステップと、
前記バッファ層成長条件において原料ガスとしてＴＭＧと、ＴＭＡと、ＮＨ３とを前記Ｇａ２Ｏ３基板上に供給して前記Ｇａ２Ｏ３基板上に低温成長ＡｌＧａＮバッファ層を形成する第５のステップと、
前記ＭＯＣＶＤ装置内をＮ２雰囲気とし、前記低温成長ＡｌＧａＮバッファ層上に第１のＧａＮ層を形成する第６のステップと、
前記ＭＯＣＶＤ装置内をＨ２雰囲気とし、前記第１のＧａＮ層上に第２のＧａＮ層を形成する第７のステップとを有することを特徴とする発光素子の製造方法。
【請求項８】
前記第２のステップは、前記Ｇａ２Ｏ３基板を７５０℃から８５０℃の温度範囲で窒化処理する請求項７に記載の発光素子の製造方法。
【請求項９】
前記低温成長ＡｌＧａＮバッファ層は、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１）である請求項７に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１０】
酸化ガリウム系からなる導電性の第１の層と、
前記第１の層を熱分解しない成膜条件で形成されたＡｌＧａＮからなる第２の層と、
前記第２の層の表面に結晶成長させたＧａＮ系半導体からなる第３の層とを有することを特徴とする発光素子。
【請求項１１】
前記第２の層は、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１）である請求項１０に記載の発光素子。
【請求項１２】
前記第２の層は、前記成膜条件としてＨ２雰囲気中で３５０℃から５５０℃の温度範囲で前記第１の層の表面に形成されることを特徴とする請求項１０に記載の発光素子。
【請求項１３】
前記第３の層は、第１の導電型を有する第１の半導体層と、
前記第１の導電型と異なる第２の導電型を有する第２の半導体層と、
前記第１の半導体層および前記第２の半導体層を介して注入される電流に基づいて発光する発光層とを有することを特徴とする請求項１０に記載の発光素子。
【請求項１４】
酸化ガリウム系からなる第１の層の表面に前記第１の層を熱分解しない成膜条件で形成されたＡｌＧａＮからなる第２の層を介して結晶成長させたＧａＮ系半導体からなる第３の層を有する発光素子と、
前記発光素子を搭載する素子搭載部と、
前記発光素子とともに前記素子搭載部を封止する封止部とを有することを特徴とする発光装置。
【請求項１５】
前記第２の層は、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１）である請求項１４に記載の発光装置。
【請求項１６】
前記素子搭載部は、無機材料からなる基板であることを特徴とする請求項１４に記載の発光装置。
【請求項１７】
前記素子搭載部は、導電性金属からなるリードであることを特徴とする請求項１４に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体材料からなる発光素子およびこれを用いた発光装置に関し、特に、Ｈ２雰囲気においてＧａ２Ｏ３低温成長バッファ層を形成しても、Ｇａ２Ｏ３基板が変質しない低温成長バッファ層の形成方法、発光素子の製造方法、結晶品質に優れるＧａＮを形成することのできる発光素子およびこれを用いた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、青色や短波長領域の発光素子材料としてＧａＮ系半導体を用いたものが知られている。特に、紫外領域の光を発する発光素子は、環境に対する配慮から水銀フリーが望まれている蛍光灯、クリーンな環境を提供する光触媒、ＤＶＤ(Digital Versatile Disk)等の大容量記録媒体の光源等の用途が見込まれており、更なる短波長化が望まれている。
【０００３】
ＧａＮは融点が極めて高く、また、窒素の平衡蒸気圧が極めて高いことにより、高品質、大面積でバルク状の単結晶基板を製造することが難しいという問題がある。そのため、下地基板としてサファイア（Ａｌ２Ｏ３）基板を用い、ＧａＮとの格子定数不整合を解消するバッファ層を設けてその表面にＧａＮ系半導体を結晶成長させる方法が取られてきたが、発光素子の電極構造が水平型となる構造上の制約を有しており、また、今後様々な用途に応えるには、発光素子の寿命、実装時のハンドリング性の更なる向上が望まれている。
【０００４】
このような背景から、近年、紫外領域の光を透過し、バルク状単結晶の製造が可能な透明導電性材料であるβ−Ｇａ２Ｏ３を基板に用いた発光素子が提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００５】
非特許文献１によると、β−Ｇａ２Ｏ３基板上に６００℃で低温ＧａＮバッファ層を形成し、その上に１０７０℃でＧａＮを形成することが記載されている。
【非特許文献１】Ｊａｐａｎｅｓｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｖｏｌ．４４，  Ｎｏ．１，２００５．  ｐｐ．Ｌ７−Ｌ８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、非特許文献１に記載された発光素子によると、低温成長バッファ層の形成方法によってはβ−Ｇａ２Ｏ３の熱分解が生じるため、その後の工程で良質なＧａＮ系半導体層を成長させることができないという問題がある。
【０００７】
β−Ｇａ２Ｏ３基板上へのＧａＮバッファ層の形成は、一般にＨ２雰囲気中で行うことが知られているが、本発明者によれば、Ｈ２雰囲気中で６００℃以上の温度条件でバッファ層の形成を行うとβ−Ｇａ２Ｏ３の表面が黒色状に変質することを確認している。
【０００８】
従って、本発明の目的は、Ｈ２雰囲気においてＧａ２Ｏ３低温成長バッファ層を形成しても、Ｇａ２Ｏ３基板が変質しない低温成長バッファ層の形成方法、発光素子の製造方法、結晶品質に優れるＧａＮを形成することのできる発光素子およびこれを用いた発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するため、Ｇａ２Ｏ３基板をＭＯＣＶＤ装置内にセットする第１のステップと、前記ＭＯＣＶＤ装置内をＨ２雰囲気とし、雰囲気温度を３５０℃から５５０℃にするバッファ層成長条件を設定する第２のステップと、前記バッファ層成長条件において原料ガスとしてＴＭＧと、ＴＭＡと、ＮＨ３とを前記Ｇａ２Ｏ３基板上に供給して前記Ｇａ２Ｏ３基板上に低温成長ＡｌＧａＮバッファ層を形成する第３のステップとを有することを特徴とする低温成長バッファ層の形成方法を提供する。
【００１０】
低温成長ＡｌＧａＮバッファ層は、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１）であることが好ましい。
【００１１】
また、本発明は、上記目的を達成するため、Ｇａ２Ｏ３基板を酸洗浄する第１のステップと、前記酸洗浄されたＧａ２Ｏ３基板をＭＯＣＶＤ装置内にセットする第２のステップと、前記ＭＯＣＶＤ装置内をＨ２雰囲気とし、雰囲気温度を３５０℃から５５０℃にするバッファ層成長条件を設定する第３のステップと、前記バッファ層成長条件において原料ガスとしてＴＭＧと、ＴＭＡと、ＮＨ３とを前記Ｇａ２Ｏ３基板上に供給して前記Ｇａ２Ｏ３基板上に低温成長ＡｌＧａＮバッファ層を形成する第４のステップとを有低温成長バッファ層の形成方法を提供する。
【００１２】
低温成長ＡｌＧａＮバッファ層は、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１）であることが好ましい。
【００１３】
また、本発明は、上記目的を達成するため、Ｇａ２Ｏ３基板を窒化処理する第１のステップと、前記窒化処理を施されたＧａ２Ｏ３基板をＭＯＣＶＤ装置内にセットする第２のステップと、前記ＭＯＣＶＤ装置内をＨ２雰囲気とし、雰囲気温度を３５０℃から５５０℃にするバッファ層成長条件を設定する第３のステップと、前記バッファ層成長条件において原料ガスとしてＴＭＧと、ＴＭＡと、ＮＨ３とを前記Ｇａ２Ｏ３基板上に供給して前記Ｇａ２Ｏ３基板上に低温成長ＡｌＧａＮバッファ層を形成する第４のステップとを有する低温成長バッファ層の形成方法を提供する。
【００１４】
低温成長ＡｌＧａＮバッファ層は、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１）であることが好ましい。
【００１５】
また、本発明は、上記目的を達成するため、Ｇａ２Ｏ３基板を酸洗浄する第１のステップと、前記酸洗浄された前記Ｇａ２Ｏ３基板を窒化処理する第２のステップと、前記窒化処理を施されたＧａ２Ｏ３基板をＭＯＣＶＤ装置内にセットする第３のステップと、前記ＭＯＣＶＤ装置内をＨ２雰囲気とし、雰囲気温度を３５０℃から５５０℃にするバッファ層成長条件を設定する第４のステップと、前記バッファ層成長条件において原料ガスとしてＴＭＧと、ＴＭＡと、ＮＨ３とを前記Ｇａ２Ｏ３基板上に供給して前記Ｇａ２Ｏ３基板上に低温成長ＡｌＧａＮバッファ層を形成する第５のステップとを有することを特徴とする低温成長バッファ層の形成方法を提供する。
【００１６】
第２のステップは、Ｇａ２Ｏ３基板を７５０℃から８５０℃の温度範囲で窒化処理することが好ましい。
【００１７】
低温成長ＡｌＧａＮバッファ層は、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１）であることが好ましい。
【００１８】
また、本発明は、上記目的を達成するため、Ｇａ２Ｏ３基板を酸洗浄する第１のステップと、前記酸洗浄された前記Ｇａ２Ｏ３基板を窒化処理する第２のステップと、前記窒化処理を施されたＧａ２Ｏ３基板をＭＯＣＶＤ装置内にセットする第３のステップと、前記ＭＯＣＶＤ装置内をＨ２雰囲気とし、雰囲気温度を３５０℃から５５０℃にするバッファ層成長条件を設定する第４のステップと、前記バッファ層成長条件において原料ガスとしてＴＭＧと、ＴＭＡと、ＮＨ３とを前記Ｇａ２Ｏ３基板上に供給して前記Ｇａ２Ｏ３基板上に低温成長ＡｌＧａＮバッファ層を形成する第５のステップと、前記ＭＯＣＶＤ装置内をＮ２雰囲気とし、前記低温成長ＡｌＧａＮバッファ層上に第１のＧａＮ層を形成する第６のステップと、前記ＭＯＣＶＤ装置内をＨ２雰囲気とし、前記第１のＧａＮ層上に第２のＧａＮ層を形成する第７のステップと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。
【００１９】
第２のステップは、Ｇａ２Ｏ３基板を７５０℃から８５０℃の温度範囲で窒化処理することが好ましい。
【００２０】
低温成長ＡｌＧａＮバッファ層は、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１）であることが好ましい。
【００２１】
また、本発明は、上記目的を達成するため、酸化ガリウム系からなる導電性の第１の層と、前記第１の層を熱分解しない成膜条件で形成されたＡｌＧａＮからなる第２の層と、前記第２の層の表面に結晶成長させたＧａＮ系半導体からなる第３の層とを有することを特徴とする発光素子を提供する。
【００２２】
第１の層を熱分解しない成膜条件とは、第３の層を構成するＧａＮ系半導体の結晶成長性を損なうことのない表面状態が得られるものをいい、そのことにより得られる発光素子の安定した動作を実現できるものをいう。
【００２３】
第２の層は、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１）であることが好ましい。
【００２４】
第２の層は、成膜条件としてＨ２雰囲気中で３５０℃から５５０℃の温度範囲で第１の層の表面に形成されることが好ましい。
【００２５】
第３の層は、第１の導電型を有する第１の半導体層と、第１の導電型と異なる第２の導電型を有する第２の半導体層と、第１の半導体層および第２の半導体層を介して注入される電流に基づいて発光する発光層とを有する構成とすることができる。
【００２６】
また、本発明は、上記目的を達成するため、酸化ガリウム系からなる第１の層の表面に前記第１の層を熱分解しない成膜条件で形成されたＡｌＧａＮからなる第２の層を介して結晶成長させたＧａＮ系半導体からなる第３の層を有する発光素子と、前記発光素子を搭載する素子搭載部と、前記発光素子とともに前記素子搭載部を封止する封止部とを有することを特徴とする発光装置を提供する。
【００２７】
第２の層は、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１）であることが好ましい。
【００２８】
素子搭載部は、無機材料からなる基板で形成されていても良い。
【００２９】
素子搭載部は、導電性金属からなるリードであっても良い。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によると、酸化ガリウム系からなる導電性および透明性の第１の層を熱分解しない成膜条件でＡｌＧａＮからなる第２の層を形成することにより、結晶品質に優れるＧａＮ系半導体からなる第３の層を形成することができる。このようにして製造された発光素子を用いることで、素子実装におけるハンドリング性に優れる信頼性の高い発光装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤ素子を示す側面図である。
以下に説明するＬＥＤ素子１は、ＭＯＣＶＤ(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)装置を用いて製造される。
【００３２】
（ＬＥＤ素子１の構成）
このＬＥＤ素子１は、ｎ型の導電型を有するβ−Ｇａ２Ｏ３からなる基板（以下、「Ｇａ２Ｏ３基板」という。）１０を有し、Ｇａ２Ｏ３基板１０上に低温成長条件で形成したＡｌＮバッファ層１１と、Ｓｉドープのｎ＋−ＧａＮ層１２と、Ｓｉドープのｎ−ＡｌＧａＮ層１３と、ＩｎＧａＮ／ＧａＮの多重量子井戸構造を有するＭＱＷ（Multiple-Quantum Well）１４と、Ｍｇドープのｐ−ＡｌＧａＮ層１５と、Ｍｇドープのｐ＋−ＧａＮ層１６と、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)からなる電流拡散層１７とを順次積層して形成されており、更に電流拡散層１７の上面に設けられるｐ側電極１８と、電流拡散層１７からエッチングを施すことにより露出させたＧａＮ層１２に設けられるｎ側電極１９とを有する。
【００３３】
ＡｌＮバッファ層１１は、３５０℃から５５０℃、好ましくは４００℃から５５０℃の温度条件でキャリアガスとしてＨ２を使用し、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）と、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）をＧａ２Ｏ３基板１０が配置されたリアクタ内に供給することにより形成される。
【００３４】
ｎ＋−ＧａＮ層１２およびｐ＋−ＧａＮ層１６は、１０５０℃の成長温度条件でキャリアガスとしてＮ２を使用し、ＮＨ３とトリメチルガリウム（ＴＭＧ）をＧａ２Ｏ３基板１０が配置されたリアクタ内に供給することにより形成される。ｎ＋−ＧａＮ層１２についてはｎ型の導電性を付与するためのドーパントとしてモノシラン（ＳｉＨ４）をＳｉ原料として使用し、ｐ＋−ＧａＮ層１６についてはｐ型の導電性を付与するためのドーパントとしてシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ２Ｍｇ）をＭｇ原料として使用する。また、ｎ−ＡｌＧａＮ層１３およびｐ−ＡｌＧａＮ層１５については、上記したもののほかに更にＴＭＡをリアクタ内に供給することによって形成される。
【００３５】
ＭＱＷ１４は、１１００℃の成長温度条件でキャリアガスとしてＨ２を使用し、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）とＴＭＧをリアクタ内に供給することによって形成される。ＩｎＧａＮの形成時にはＴＭＩとＴＭＧが供給され、ＧａＮの形成時にはＴＭＧが供給される。
【００３６】
図２は、ＬＥＤ素子の製造プロセスを概略的に示す概略工程図である。同図において縦軸を温度、横軸を時間として示しており、以下、各工程について説明する。
【００３７】
（基板洗浄工程）
まず、本製造プロセスで使用する１ｃｍ×２ｃｍ×３５０μｍ厚のＧａ２Ｏ３基板１０に対し、６０℃のＨＮＯ３で１０分の酸洗浄を行い、続いてエタノール中で５分の超音波洗浄を行い、その後純水中で５分の超音波洗浄を行うことにより、基板洗浄を行う。
【００３８】
（基板表面の窒化処理）
次に、ＭＯＣＶＤ装置のサセプタに基板洗浄処理されたＧａ２Ｏ３基板１０を搭載する。次に、リアクタ内にＮ２を供給して時刻ｔ１から昇温を開始し、８００℃となった時刻ｔ２において昇温を停止し、その温度を維持する。このようにして安定化を図ることにより時刻ｔ３から基板表面が窒化処理される。
【００３９】
（ＡｌＮバッファ層形成工程）
次に、時刻ｔ４においてリアクタへのＮ２の供給を停止し、Ｈ２の供給を開始する。次に、時刻ｔ５においてリアクタ内の昇温を停止し、４００℃となった時刻ｔ６でリアクタの温度を４００℃に保ちながらＮＨ３とともにＴＭＧとＴＭＡをそれぞれ５０ｓｃｃｍ供給する。このことにより、時刻ｔ７からＧａ２Ｏ３基板１０上には膜厚１００〜３００ÅのＡｌＮバッファ層１１が形成される。
【００４０】
（ＧａＮ形成工程）
次に、時刻ｔ８においてリアクタへのＨ２の供給を停止し、Ｎ２の供給を開始する。続いて時刻ｔ９よりリアクタ内の昇温を開始し、１０５０℃となった時刻ｔ１０において昇温を停止し、その温度を維持するとともにＴＭＧを６０ｓｃｃｍ供給することによってＡｌＮバッファ層１１上に膜厚１μｍのｎ＋−ＧａＮ層１２を形成する。次に、時刻ｔ１１となったところでリアクタへのＮ２の供給を停止し、Ｈ２を供給を供給する。このことによってＡｌＮバッファ層１１上に更に膜厚２μｍのｎ＋−ＧａＮ層１２を形成し、時刻ｔ１２においてリアクタへのＨ２の供給を停止する。
【００４１】
以降、ｎ−ＡｌＧａＮ層１３、ＭＱＷ１４、ｐ−ＡｌＧａＮ１５層、ｐ＋−ＧａＮ層１６、電流拡散層１７、ｐ側電極１８、およびｎ側電極１９を順次作成するが、これらについての製造工程については説明を省略する。
【００４２】
このようにして製造したＡｌＮバッファ層１１上のｎ＋−ＧａＮ層１２について表面を観察したところ、良好な平坦性を有するＧａＮが得られていることを確認した。すなわち、Ｈ２雰囲気でＧａ２Ｏ３基板１０上にバッファ層を形成しても、熱によるダメージを受けることなくＧａＮの鏡面部を形成できる。更に、ｎ＋−ＧａＮ層１２上に図１に示すＧａＮ系ＬＥＤ構造を形成したところ、２０ｍＡの通電条件で４８０ｎｍの青色発光が生じることを確認した。
【００４３】
（第１の実施の形態の効果）
上記した第１の実施の形態によると、温度条件を３５０℃から５５０℃の範囲、より好ましくは４００℃のＨ２雰囲気中でＧａ２Ｏ３基板１０上にＡｌＮバッファ層１１を形成することにより、Ｈ２雰囲気におけるβ−Ｇａ２Ｏ３の熱分解を生じることなくＡｌＮバッファ層１１を安定して成膜させることができ、その表面に結晶品質に優れる良質なｎ＋−ＧａＮ層１２を形成することができる。
【００４４】
なお、上記した第１の実施の形態では、Ｇａ２Ｏ３基板１０上にＡｌＮバッファ層１１を形成したＬＥＤ素子１を説明したが、ＡｌＮバッファ層１１の組成はＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１）の範囲であることが望ましく、より好ましくは（０＜ｘ≦１）の範囲、更に好ましくは（０．５≦ｘ≦１）の範囲であることが望ましい。
【００４５】
なお、第１の実施の形態では、基板表面の窒化処理における温度を８００℃としたが、本発明者の更なる実験において、窒化処理の温度が７５０℃から８５０℃の範囲でｎ＋−ＧａＮ層１２の結晶成長が可能であることを確認している。
【００４６】
（第２の実施の形態）
（発光装置２０の構成）
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る発光装置の縦断面図である。
【００４７】
この発光装置２０は、ＳＭＤ（Surface Mount Device）型ＬＥＤであり、タングステン（Ｗ）によってパターン形成された配線部２１、２２を有するＡｌ２Ｏ３等のセラミックス基板２３と、セラミックス基板２３と一体的に成形された無機材料の焼結体からなる本体２４と、本体２４の底部に露出した配線部２１，２２にｎ側電極およびｐ側電極がＡｕからなるワイヤ２５を介して電気的に接続されたＬＥＤ素子１と、蛍光体２６を含有してＬＥＤ素子１を封止する蛍光体含有シリコーン樹脂２７とを有する。
【００４８】
ＬＥＤ素子１は、第１の実施の形態で説明した、Ｇａ２Ｏ３基板１０上にＨ２雰囲気中でＡｌＮバッファ層１１を形成し、その上にＭＱＷ等のＬＥＤ構造を設けることによって形成されたフェイスアップ型のＬＥＤ素子であり、発光に基づいて中心発光波長４８０ｎｍの青色光を放射する。
【００４９】
セラミックス基板２３は、本体２４との接合面から側面、そして底面の一部にかけてＷによる配線部２１、２２が形成されており、素子底面および側面での半田リフロー等による実装を可能にしている。
【００５０】
本体２４は、上面から配線部２１、２２に達する深さを有した開口部２４Ａを有し、開口部２４Ａの側壁部２４Ｂは光放射方向に対して内径が拡大するように形成された傾斜面で構成され、更にＡｌの蒸着によってＬＥＤ素子１から放射された光を反射する光反射層を形成されている。
【００５１】
蛍光体含有シリコーン樹脂２７は、蛍光体としてＬＥＤ素子１から放射される青色光によって励起されて黄色光を発するＣｅ：ＹＡＧ(Yttrium Aluminum Garnet)を含有しており、青色光の励起に基づいて生じる黄色光と、ＬＥＤ素子１からの青色光とを混合することで補色の関係により白色光を生じる。なお、シリコーン樹脂に蛍光体を含有せずにＬＥＤ素子１の光取り出し面に薄膜状に設ける構成としても、白色光を放射する波長変換型の発光装置とすることができる。
【００５２】
（第２の実施の形態の効果）
上記した第２の実施の形態によると、第１の実施の形態で説明したＬＥＤ素子１を用いて量産性に優れる小型パッケージのＬＥＤが得られる。なお、第２の実施の形態では、封止樹脂として蛍光体含有シリコーン樹脂２７を用いた構成を説明したが、蛍光体を含有しないシリコーン樹脂、あるいはエポキシ樹脂であっても良く、更に、本体２４との熱膨張差を小にするフィラーを所定の量含有させても良い。
【００５３】
（第３の実施の形態）
（発光装置２０の構成）
図４は、本発明の第３の実施の形態に係る発光装置の縦断面図である。
【００５４】
この発光装置２０は、Ｃｕ合金からなるリードフレームに第１の実施の形態で説明したＬＥＤ素子１を搭載した砲弾型のＬＥＤランプであり、Ｃｕ合金を打ち抜き加工することにより形成されて表面に光反射性を付与するためのＡｇめっきが施されたリードフレーム３０，３１と、リードフレーム３１に搭載されるＬＥＤ素子１と、ＬＥＤ素子１のｎ側電極およびｐ側電極とリードフレーム３０，３１とを電気的に接続するＡｕからなるワイヤ２５と、ＬＥＤ素子１、ワイヤ２５、およびリードフレーム３０，３１とを一体的に封止する透明なエポキシ樹脂からなる封止樹脂３２とで構成されている。
【００５５】
リードフレーム３１は、打ち抜き加工に基づいてＬＥＤ素子１を搭載するためのカップ部３１Ａが形成されており、カップ部３１Ａの側壁部３１Ｂは光放射方向に対して内径が拡大するように形成された傾斜面で構成されている。
【００５６】
ＬＥＤ素子１は、カップ部３１Ａの底面にＡｇペースト等の接着剤によって固定されており、ｎ側電極およびｐ側電極に対するワイヤボンディング後にカップ部３１Ａに注入されるエポキシ樹脂等の透明なコーティング樹脂３３によって封止されている。コーティング樹脂３３は、例えば、ＬＥＤ素子１から放射される青色光によって励起されて黄色光を放射するＹＡＧ等の蛍光体を含有させることも可能である。
【００５７】
（第３の実施の形態の効果）
上記した第３の実施の形態によると、第１の実施の形態で説明したＬＥＤ素子１を用いて量産性に優れる砲弾型のＬＥＤが得られる。なお、第３の実施の形態では、リードフレーム３１に設けたカップ部３１Ａの底面にＬＥＤ素子１を固定した構成を説明したが、カップ部３１Ａを形成せずにリードフレーム３１の上面に固定する構成としても良い。この場合にはコーティング樹脂３３による封止工程を省略でき、コストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤ素子を示す側面図である。
【図２】第１の実施の形態に係るＬＥＤ素子の製造プロセスを概略的に示す概略工程図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る発光装置の縦断面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る発光装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１…ＬＥＤ素子、１０…Ｇａ２Ｏ３基板、１１…ＡｌＮバッファ層、１２…ｎ＋−ＧａＮ層、１３…ｎ−ＡｌＧａＮ層、１４…ＭＱＷ、１５…ｐ−ＡｌＧａＮ層、１６…ｐ＋−ＧａＮ層、１７…電流拡散層、１８…ｐ側電極、１９…ｎ側電極、２０…発光装置、２１，２２…配線部、２３…セラミックス基板、２４…本体、２４Ａ…開口部、２４Ｂ…側壁部、２５…ワイヤ、２６…蛍光体、２７…蛍光体含有シリコーン樹脂、３０，３１…リードフレーム、３１Ａ…カップ部、３１Ｂ…側壁部、３２…封止樹脂、３３…コーティング樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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