【事件の表示】
　特許第３３８３２４２号「窒化ガリウム系化合物半導体発光素子」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３３８３２４２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
 　特許第３３８３２４２号の発明は、平成２年１０月２７日に出願した特願平２−２９００５７号の一部を平成１１年９月１３日に新たな特許出願としたものであって、平成１４年１２月２０日にその特許の設定の登録がなされ、その後、高木裕子により特許異議の申立てがなされ、平成１６年５月２７日付で取消理由通知がなされ、その指定期間内の平成１６年８月３日付で訂正請求がなされたものである。
 　
２．訂正の適否についての判断
（１）訂正事項
（ア）訂正事項１
　特許明細書の特許請求の範囲の請求項１において、「シリコン(Si)を添加して電子濃度が１×１０17〜１×１０19／cm3のｎ型のAlXGa1-XN(X=0を含む) から成る高キャリア濃度層と、電子濃度が１×１０14〜１×１０17／cm3のｎ型のAlXGa1-XN(X=0を含む)から成る低キャリア濃度層と、ｐ型のAlXGa1-XN(X=0 を含む) から成るｐ層とを有する」を、「ｐ型のAlXGa1-XN(X=0を含む) から成るｐ層と、ｐ層と接合する側から、電子濃度が１×１０14〜１×１０17／cm3のｎ型のAlXGa1-XN(X=0を含む)から成る低キャリア濃度層と、シリコン(Si)を添加して電子濃度が１×１０17〜１×１０19／cm3のｎ型のAlXGa1-XN(X=0 を含む)から成る高キャリア濃度層との二重層、を有する」と訂正する。
（イ）訂正事項２
　特許明細書の特許請求の範囲の請求項２において、「シリコン(Si)を添加して電子濃度が１×１０17〜１×１０19／cm3のｎ型のAlXGa1-XN(X=0 を含む) から成る高キャリア濃度層と、ノンドープのｎ型のAlXGa1-XN(X=0を含む) から成る低キャリア濃度層と、ｐ型のAlXGa1-XN(X=0を含む) から成るｐ層とを有する」を、「ｐ型のAlXGa1-XN(X=0を含む)から成るｐ層と、ｐ層と接合する側から、ノンドープのｎ型のAlXGa1-XN(X=0を含む) から成る低キャリア濃度層と、シリコン(Si)を添加して電子濃度が１×１０17〜１×１０19／cm3のｎ型のAlXGa1-XN(X=0 を含む) から成る高キャリア濃度層との二重層、を有する」と訂正する。
（ウ）訂正事項３
　特許明細書の特許請求の範囲の請求項３において、「シリコン(Si)を添加したｎ型のAlXGa1-XN(X=0を含む) から成る高キャリア濃度層と、電子濃度が１×１０14〜１×１０17／cm3のｎ型のAlXGa1-XN(X=0を含む) から成る低キャリア濃度層と、ｐ型のAlXGa1-XN(X=0を含む)から成るｐ層とを有する」を、「ｐ型のAlXGa1-XN(X=0を含む) から成るｐ層と、ｐ層と接合する側から、電子濃度が１×１０14〜１×１０17／cm3のｎ型のAlXGa1-XN(X=0を含む) から成る低キャリア濃度層と、シリコン(Si)を添加したｎ型のAlXGa1-XN(X=0を含む) から成る高キャリア濃度層との二重層、を有する」と訂正する。
（エ）訂正事項４
　特許明細書段落【０００６】において、「窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、シリコン(Si)を添加して電子濃度が１×１０17〜１×１０19／cm3のｎ型のAlXGa1-XN(X=0を含む) から成る高キャリア濃度層と、電子濃度が１×１０14〜１×１０17／cm3のｎ型のAlXGa1-XN(X=0を含む)から成る低キャリア濃度層と、ｐ型のAlXGa1-XN(X=0 を含む) から成るｐ層とを有する」を、「ｐ型のAlXGa1-XN(X=0を含む) から成るｐ層と、ｐ層と接合する側から、電子濃度が１×１０14〜１×１０17／cm3のｎ型のAlXGa1-XN(X=0を含む)から成る低キャリア濃度層と、シリコン(Si)を添加して電子濃度が１×１０17〜１×１０19／cm3のｎ型のAlXGa1-XN(X=0 を含む)から成る高キャリア濃度層との二重層を有する」と訂正する。
（オ）訂正事項５
　特許明細書段落【０００７】において、「シリコン(Si)を添加して電子濃度が１×１０17〜１×１０19／cm3のｎ型のAlXGa1-XN(X=0 を含む) から成る高キャリア濃度層と、ノンドープのｎ型のAlXGa1-XN(X=0を含む) から成る低キャリア濃度層と、ｐ型のAlXGa1-XN(X=0を含む)から成るｐ層とを有する」を、「ｐ型のAlXGa1-XN(X=0を含む)から成るｐ層と、ｐ層と接合する側から、ノンドープのｎ型のAlXGa1-XN(X=0を含む) から成る低キャリア濃度層と、シリコン(Si)を添加して電子濃度が１×１０17〜１×１０19／cm3のｎ型のAlXGa1-XN(X=0 を含む)から成る高キャリア濃度層との二重層を有する」と訂正する。
（カ）訂正事項６
　特許明細書段落【０００７】において、「シリコン(Si)を添加したｎ型のAlXGa1-XN(X=0を含む) から成る高キャリア濃度層と、電子濃度が１×１０14〜１×１０17／cm3のｎ型のAlXGa1-XN(X=0を含む) から成る低キャリア濃度層と、ｐ型のAlXGa1-XN(X=0を含む) から成るｐ層とを有する」を、「ｐ型のAlXGa1-XN(X=0を含む) から成るｐ層と、ｐ層と接合する側から、電子濃度が１×１０14〜１×１０17／cm3のｎ型のAlXGa1-XN(X=0を含む)から成る低キャリア濃度層と、シリコン(Si)を添加したｎ型のAlXGa1-XN(X=0を含む)から成る高キャリア濃度層との二重層を有する」と訂正する。
 　
（２）訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
（ア）訂正事項１
　上記訂正事項１は、訂正前の、「シリコン(Si)を添加して電子濃度が１×１０17〜１×１０19／cm3のｎ型のAlXGa1-XN(X=0を含む) から成る高キャリア濃度層」、「電子濃度が１×１０14〜１×１０17／cm3のｎ型のAlXGa1-XN(X=0を含む)から成る低キャリア濃度層」、及び「ｐ型のAlXGa1-XN(X=0 を含む) から成るｐ層」の位置的関係を限定し、ｎ型低キャリア層とｎ型高キャリア層が二重層を形成する点を限定するものであり、さらに特許明細書段落【００１２】に「図１において、発光ダイオード１０は、・・順に、膜厚約2.2μmのGaNから成る高キャリア濃度ｎ+ 層３と膜厚約1.5μmのGaN から成る低キャリア濃度ｎ層４が形成されており、更に、低キャリア濃度ｎ層４の上に膜厚約0.2μmのGaNから成るｐ層５が形成されている。」、特許明細書段落【００４６】に「窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、ｐ導電型を示す窒化ガリウム系化合物半導体(AlXGa1-XN;X =0を含む) からなるｐ層と、ｐ層に接合する低キャリア濃度の窒化ガリウム系化合物半導体(AlXGa1-XN;X=0を含む) から成る低キャリア濃度ｎ層と、低キャリア濃度ｎ層に接合する高キャリア濃度の窒化ガリウム系化合物半導体(AlXGa1-XN;X=0を含む) から成る高キャリア濃度ｎ+  層とを形成し、ｐｎ接合を形成すると共にｎ層を低キャリア濃度と高キャリア濃度の二重層構造とした発明が認識されている。」、特許明細書段落【００４８】に「ｎ層をｐ層と接合する側から順に、低キャリア濃度ｎ層と高キャリア濃度ｎ+  層との二重層構造とする」ことが記載されていることから、特許請求の範囲の減縮を目的とするものに該当し、明細書又は図面に記載された事項の範囲内でなされた訂正であり、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものでもない。
（イ）訂正事項２
　上記訂正事項２は、訂正前の、「シリコン(Si)を添加して電子濃度が１×１０17〜１×１０19／cm3のｎ型のAlXGa1-XN(X=0 を含む) から成る高キャリア濃度層」、「ノンドープのｎ型のAlXGa1-XN(X=0を含む) から成る低キャリア濃度層」、及び「ｐ型のAlXGa1-XN(X=0を含む) から成るｐ層」の位置的関係を限定し、ｎ型低キャリア層とｎ型高キャリア層が二重層を形成する点を限定するものであり、さらに特許明細書段落【００１２】に「図１において、発光ダイオード１０は、・・順に、膜厚約2.2μmのGaNから成る高キャリア濃度ｎ+  層３と膜厚約1.5μmのGaN から成る低キャリア濃度ｎ層４が形成されており、更に、低キャリア濃度ｎ層４の上に膜厚約0.2μmのGaNから成るｐ層５が形成されている。」、特許明細書段落【００４６】に「窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、ｐ導電型を示す窒化ガリウム系化合物半導体(AlXGa1-XN;X=0を含む) からなるｐ層と、ｐ層に接合する低キャリア濃度の窒化ガリウム系化合物半導体(AlXGa1-XN;X=0を含む) から成る低キャリア濃度ｎ層と、低キャリア濃度ｎ層に接合する高キャリア濃度の窒化ガリウム系化合物半導体(AlXGa1-XN;X=0を含む) から成る高キャリア濃度ｎ+  層とを形成し、ｐｎ接合を形成すると共にｎ層を低キャリア濃度と高キャリア濃度の二重層構造とした発明が認識されている。」、特許明細書段落【００４８】に「ｎ層をｐ層と接合する側から順に、低キャリア濃度ｎ層と高キャリア濃度ｎ+  層との二重層構造とする」ことが記載されていることから、特許請求の範囲の減縮を目的とするものに該当し、明細書又は図面に記載された事項の範囲内でなされた訂正であり、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものでもない。
（ウ）訂正事項３
　上記訂正事項３は、訂正前の、「シリコン(Si)を添加したｎ型のAlXGa1-XN(X=0を含む)から成る高キャリア濃度層」、「電子濃度が１×１０14〜１×１０17／cm3のｎ型のAlXGa1-XN(X=0を含む) から成る低キャリア濃度層」、及び「ｐ型のAlXGa1-XN(X=0を含む) から成るｐ層」の位置的関係を限定し、ｎ型低キャリア層とｎ型高キャリア層が二重層を形成する点を限定するものであり、さらに特許明細書段落【００１２】に「図１において、発光ダイオード１０は、・・順に、膜厚約2.2μmのGaNから成る高キャリア濃度ｎ+  層３と膜厚約1.5μmのGaNから成る低キャリア濃度ｎ層４が形成されており、更に、低キャリア濃度ｎ層４の上に膜厚約0.2μmのGaNから成るｐ層５が形成されている。」、特許明細書段落【００４６】に「窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、ｐ導電型を示す窒化ガリウム系化合物半導体(AlXGa1-XN;X=0を含む) からなるｐ層と、ｐ層に接合する低キャリア濃度の窒化ガリウム系化合物半導体(AlXGa1-XN;X=0を含む) から成る低キャリア濃度ｎ層と、低キャリア濃度ｎ層に接合する高キャリア濃度の窒化ガリウム系化合物半導体(AlXGa1-XN;X=0を含む) から成る高キャリア濃度ｎ+  層とを形成し、ｐｎ接合を形成すると共にｎ層を低キャリア濃度と高キャリア濃度の二重層構造とした発明が認識されている。」、特許明細書段落【００４８】に「ｎ層をｐ層と接合する側から順に、低キャリア濃度ｎ層と高キャリア濃度ｎ+  層との二重層構造とする」ことが記載されていることから、特許請求の範囲の減縮を目的とするものに該当し、明細書又は図面に記載された事項の範囲内でなされた訂正であり、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものでもない。
（エ）訂正事項４〜６
　上記訂正事項４〜６は、各々上記訂正事項１〜３に対応して明細書の記載を訂正するものであり、明りょうでない記載の釈明を目的とするものに該当し、明細書又は図面に記載された事項の範囲内でなされた訂正であり、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものでもない。
 　
（３）むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正は、特許法第１２０条の４第２項及び第３項で規定する訂正について、平成６年法律第１１６号附則第６条第１項において、なお従前の例によるとされる改正前の特許法第１２６条第１項ただし書き及び第２項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
 　
２．特許異議申立てについての判断
（１）特許異議申立ての主張及び取消理由通知の概要
（ア）特許異議申立人高木裕子は、平成１４年１１月１８日付手続補正書により、発明の要旨が、
「【請求項１】窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、
シリコン(Si)を添加して電子濃度が１×１０17〜１×１０19／cm3のｎ型のAlXGa1-XN(X=0を含む) から成る高キャリア濃度層と、
電子濃度が１×１０14〜１×１０17／cm3のｎ型のAlXGa1-XN(X=0を含む)から成る低キャリア濃度層と、
ｐ型のAlXGa1-XN(X=0 を含む) から成るｐ層とを有することを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【請求項２】窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、
シリコン(Si)を添加して電子濃度が１×１０17〜１×１０19／cm3のｎ型のAlXGa1-XN(X=0 を含む) から成る高キャリア濃度層と、
ノンドープのｎ型のAlXGa1-XN(X=0を含む)から成る低キャリア濃度層と、
ｐ型のAlXGa1-XN(X=0を含む) から成るｐ層とを有することを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【請求項３】窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、
シリコン(Si)を添加したｎ型のAlXGa1-XN(X=0を含む) から成る高キャリア濃度層と、
電子濃度が１×１０14〜１×１０17／cm3のｎ型のAlXGa1-XN(X=0を含む) から成る低キャリア濃度層と、
ｐ型のAlXGa1-XN(X=0を含む) から成るｐ層とを有することを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。」
のように補正されたが（以下、「本件補正特許発明」という。）、係る補正によれば、窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の構成として、ｎ型の高キャリア濃度層と、ｎ型の低キャリア濃度層と、ｐ層とを有するものである限り、特段制限のないものであり、（ａ）高キャリア濃度層、低キャリア濃度層及びｐ層の接合の順序も特定されず、また（ｂ）これらの層が相互に接合するのか否かも問わない窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を特許請求するものとなるところ、願書に最初に添付した明細書及び図面に記載されている窒化ガリウム系化合物半導体発光素子は、ｐ層と、ｐ層に接合する低キャリア濃度層と、低キャリア濃度層に接合する高キャリア濃度層とを形成し、ｐｎ接合を形成すると共にｎ層を低キャリア濃度層と高キャリア濃度層の二重構造としたものであり、これにより注入キャリア量の増加、発光効率及び発光輝度の向上等の作用効果を生じさせることが説明されているのみであり、これ以外の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子は全く記載も示唆もされておらず自明でもないことから、上記補正は願書に最初に添付された明細書の要旨を変更するものであるから、本件特許出願は平成５年改正前の特許法第４０条の規定により、平成１４年１１月１８日付手続補正書を提出したときにしたものとみなされ、従って本件補正特許発明は、平成１４年１１月１８日より前に頒布された本件特許出願に係る公開公報である特開２０００−１２４４９９号公報（甲第１号証）と同一であることにより、特許法第２９条第１項第３号に違反してなされたものであると主張する。
（イ）また、上記（ア）と同様の理由により、本件補正特許発明は、明細書に開示されている所期の目的を達成する上で不可欠な発明の必須構成要件が明確に記載されていないことから、特許法第３６条第４項に違反してなされたものであると主張する。
　そして、上記（ア）（イ）と同様の理由により、当審により平成１６年５月２７日付取消理由を通知した（なお、異議申立人は特許法３６条第４項違反を主張しているが、上記２．（ア）により補正特許発明が平成１４年１１月１８日に出願したものとみなされたことから、特許法第３６条第６項違反を取消理由とした。）。
 　
（２）本件発明
　上記１．で訂正を認めたことにより、本件の請求項１〜３に係る発明（以下、「本件発明１〜３」という。）は、訂正された特許明細書の特許請求の範囲の請求項１〜３に記載されたとおりの次のものである。
「【請求項１】窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、
ｐ型のAlXGa1-XN(X=0を含む) から成るｐ層と、
ｐ層と接合する側から、
電子濃度が１×１０14〜１×１０17／cm3のｎ型のAlXGa1-XN(X=0を含む)から成る低キャリア濃度層と、
シリコン(Si)を添加して電子濃度が１×１０17〜１×１０19／cm3のｎ型のAlXGa1-XN(X=0 を含む)から成る高キャリア濃度層との二重層、
を有することを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【請求項２】窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、
ｐ型のAlXGa1-XN(X=0を含む)から成るｐ層と、
ｐ層と接合する側から、
ノンドープのｎ型のAlXGa1-XN(X=0を含む) から成る低キャリア濃度層と、
シリコン(Si)を添加して電子濃度が１×１０17〜１×１０19／cm3のｎ型のAlXGa1-XN(X=0 を含む) から成る高キャリア濃度層との二重層、
を有することを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【請求項３】窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、
ｐ型のAlXGa1-XN(X=0を含む) から成るｐ層と、
ｐ層と接合する側から、
電子濃度が１×１０14〜１×１０17／cm3のｎ型のAlXGa1-XN(X=0を含む) から成る低キャリア濃度層と、
シリコン(Si)を添加したｎ型のAlXGa1-XN(X=0を含む) から成る高キャリア濃度層との二重層、
を有することを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。」
 　
（３）判断
　特許異議申立てにおいて、特許法第２９条と第３６条違反が主張されているが、両者とも、願書に最初に添付した明細書及び図面に記載されている窒化ガリウム系化合物半導体発光素子は、ｐ層と、ｐ層に接合する低キャリア濃度層と、低キャリア濃度層に接合する高キャリア濃度層とを形成し、ｐｎ接合を形成すると共にｎ層を低キャリア濃度層と高キャリア濃度層の二重構造としたものであり、係る構成により注入キャリア量の増加、発光効率及び発光輝度の向上等の所期の作用効果を生じさせることが開示されているのに対し、訂正前の特許発明では、窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の構成として、ｎ型の高キャリア濃度層と、ｎ型の低キャリア濃度層と、ｐ層とを有するものである限り、特段制限のないものであり、（ａ）高キャリア濃度層、低キャリア濃度層及びｐ層の接合の順序も特定されず、また（ｂ）これらの層が相互に接合するのか否かも問わない窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を特許請求していることを問題点としている点で共通している。
　そこで上記問題点に関し検討するに、訂正後の本件発明１〜３はいずれも、「ｐ層と、ｐ層と接合する側から、・・ｎ型・・低キャリア濃度層と、・・ｎ型・・高キャリア濃度層との二重層」を有することが記載され、かかる記載は高キャリア濃度層、低キャリア濃度層及びｐ層の接合順序や接合関係を明確に特定するものであることから、本件発明１〜３には訂正前の特許発明に係る上記問題点は存在しない。また、上記訂正により、甲第１号証は出願前公知の文献とはいえなくなった。したがって上記特許法第２９条及び第３６条違反は解消された。
 　
 ３．むすび
　以上のとおり、特許異議の申立ての理由及び証拠によっては、本件の請求項１〜３に係る特許を取り消すことはできない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１６年９月８日（２００４．９．８）
【訂正の要旨】
審決（決定）の【理由】欄参照。
（５４）【発明の名称】
窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、
　
ｐ型のＡｌＸＧａ１−ＸＮ（Ｘ＝０を含む）から成るｐ層と、
　
ｐ層と接合する側から、
　
電子濃度が１×１０１４〜１×１０１７／ｃｍ３のｎ型のＡｌＸＧａ１−ＸＮ（Ｘ＝０を含む）から成る低キャリア濃度層と、
　
シリコン（Ｓｉ）を添加して電子濃度が１×１０１７〜１×１０１９／ｃｍ３のｎ型のＡｌＸＧａ１−ＸＮ（Ｘ＝０を含む）から成る高キャリア濃度層との二重層、
　を有することを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
　【請求項２】窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、
　
ｐ型のＡｌＸＧａ１−ＸＮ（Ｘ＝０を含む）から成るｐ層と、
　
ｐ層と接合する側から、
　
ノンドープのｎ型のＡｌＸＧａ１−ＸＮ（Ｘ＝０を含む）から成る低キャリア濃度層と、
　
シリコン（Ｓｉ）を添加して電子濃度が１×１０１７〜１×１０１９／ｃｍ３のｎ型のＡｌＸＧａ１−ＸＮ（Ｘ＝０を含む）から成る高キャリア濃度層との二重層、
　を有することを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
　【請求項３】窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、
　
ｐ型のＡｌＸＧａ１−ＸＮ（Ｘ＝０を含む）から成るｐ層と、
　
ｐ層と接合する側から、
　
電子濃度が１×１０１４〜１×１０１７／ｃｍ３のｎ型のＡｌＸＧａ１−ＸＮ（Ｘ＝０を含む）から成る低キャリア濃度層と、
　
シリコン（Ｓｉ）を添加したｎ型のＡｌＸＧａ１−ＸＮ（Ｘ＝０を含む）から成る高キャリア濃度層との二重層、
　を有することを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】
　本発明は青色発光の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子に関する。
　【０００２】
　【従来の技術】
　従来、青色の発光ダイオードとしてＧａＮ系の化合物半導体を用いたものが知られている。そのＧａＮ系の化合物半導体は直接遷移であることから発光効率が高いこと、光の３原色の１つである青色を発光色とすること等から注目されている。
　【０００３】
　このようなＧａＮ系の化合物半導体を用いた発光ダイオードは、サファイア基板上に直接又は窒化アルミニウムから成るバッファ層を介在させて、ｎ導電型のＧａＮ系の化合物半導体から成るｎ層を成長させ、そのｎ層の上にｐ型不純物を添加してｉ型のＧａＮ系の化合物半導体から成るｉ層を成長させた構造をとっている（特開昭６２−１１９１９６号公報、特開昭６３−１８８９７７号公報）。
　【０００４】
　【発明が解決しようとする課題】
　しかし、上記構造の発光ダイオードの発光強度は未だ十分ではない。又、ｐｎ接合でないため、駆動電圧がバラツキ、しかも高くなることがある。これらの改良が望まれている。
　【０００５】
　そこで、本発明の目的は、ＧａＮ系の化合物半導体の発光ダイオードの青色の発光強度を向上させること及び駆動電圧を安定させることである。
　【０００６】
　【課題を解決するための手段】
　本発明の構成は、窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、
ｐ型のＡｌＸＧａ１−ＸＮ（Ｘ＝０を含む）から成るｐ層と、ｐ層と接合する側から、電子濃度が１×１０１４〜１×１０１７／ｃｍ３のｎ型のＡｌＸＧａ１−ＸＮ（Ｘ＝０を含む）から成る低キャリア濃度層と、シリコン（Ｓｉ）を添加して電子濃度が１×１０１７〜１×１０１９／ｃｍ３のｎ型のＡｌＸＧａ１−ＸＮ（Ｘ＝０を含む）から成る高キャリア濃度層との二重層
　【０００７】
　又、他の発明の構成は、窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、
ｐ型のＡｌＸＧａ１−ＸＮ（Ｘ＝０を含む）から成るｐ層と、ｐ層と接合する側から、ノンドープのｎ型のＡｌＸＧａ１−ＸＮ（Ｘ＝０を含む）から成る低キャリア濃度層と、シリコン（Ｓｉ）を添加して電子濃度が１×１０１７〜１×１０１９／ｃｍ３のｎ型のＡｌＸＧａ１−ＸＮ（Ｘ＝０を含む）から成る高キャリア濃度層との二重層
　又、他の発明の構成は、窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、
ｐ型のＡｌＸＧａ１−ＸＮ（Ｘ＝０を含む）から成るｐ層と、ｐ層と接合する側から、電子濃度が１×１０１４〜１×１０１７／ｃｍ３のｎ型のＡｌＸＧａ１−ＸＮ（Ｘ＝０を含む）から成る低キャリア濃度層と、シリコン（Ｓｉ）を添加したｎ型のＡｌＸＧａ１−ＸＮ（Ｘ＝０を含む）から成る高キャリア濃度層との二重層
　【０００８】
　【発明の作用及び効果】
　本発明は、従来のｉ層とｎ層との接合に代えて、ｐ層とｎ層との接合が可能となった。この結果、注入キャリアの量が増加し、発光効率及び発光輝度を向上させることができた。
　【０００９】
　高キャリア濃度層によりｎ層全体の電気抵抗を小さくでき、発光ダイオードの直列抵抗が下がり、発光ダイオードの発熱を抑えることができる。そして、上記の構成をとることにより発光ダイオードの発光強度を増加させることができる。
　又、低キャリア濃度層と高キャリア濃度層とを設けたことで、発光ダイオードの青色の発光強度を増加させることができる。
　【００１０】
　【００１１】
　【発明の実施の形態】
　以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。
　【００１２】
　図１において、発光ダイオード１０は、サファイア基板１を有しており、そのサファイア基板１に５００ÅのＡｌＮのバッファ層２が形成されている。そのバッファ層２の上には、順に、膜厚約２．２μｍのＧａＮから成る高キャリア濃度ｎ＋層３と膜厚約１．５μｍのＧａＮから成る低キャリア濃度ｎ層４が形成されており、更に、低キャリア濃度ｎ層４の上に膜厚約０．２μｍのＧａＮから成るｐ層５が形成されている。そして、ｐ層５に接続するアルミニウムで形成された電極７と高キャリア濃度ｎ＋層３に接続するアルミニウムで形成された電極８とが形成されている。
　【００１３】
　次に、この構造の発光ダイオード１０の製造方法について説明する。
　【００１４】
　上記発光ダイオード１０は、有機金属化合物気相成長法（以下「ＭＯＶＰＥ」と記す）による気相成長により製造された。
　【００１５】
　用いられたガスは、ＮＨ３とキャリアガスＨ２とトリメチルガリウム（Ｇａ（ＣＨ３）３）（以下「ＴＭＧ」と記す）とトリメチルアルミニウム（Ａｌ（ＣＨ３）３）（以下「ＴＭＡ」と記す）とシラン（ＳｉＨ４）とシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｍｇ（Ｃ５Ｈ５）２）（以下、「ＣＰ２Ｍｇ」と記す）である。
　【００１６】
　まず、有機洗浄及び熱処理により洗浄したａ面を主面とする単結晶のサファイア基板１をＭＯＶＰＥ装置の反応室に載置されたサセプタに装着する。次に、常圧でＨ２を流速２ｌｉｔｅｒ／分で反応室に流しながら温度１１００℃でサファイア基板１を気相エッチングした。
　【００１７】
　次に、温度を４００℃まで低下させて、Ｈ２を２０ｌｉｔｅｒ／分、ＮＨ３を１０ｌｉｔｅｒ／分、ＴＭＡを１．８×１０−５モル／分で供給してＡｌＮのバッファ層２が約５００Åの厚さに形成された。
　【００１８】
　次に、サファイア基板１の温度を１１５０℃に保持し、Ｈ２を２０ｌｉｔｅｒ／分、ＮＨ３を１０ｌｉｔｅｒ／分、ＴＭＧを１．７×１０−４モル／分、Ｈ２で０．８６ｐｐｍまで希釈したシラン（ＳｉＨ４）を２００ｍｌ／分の割合で３０分間供給し、膜厚約２．２μｍ、キャリア濃度１．５×１０１８／ｃｍ３のＧａＮから成る高キャリア濃度ｎ＋層３を形成した。
　【００１９】
　続いて、サファイア基板１の温度を１１５０℃に保持し、Ｈ２を２０ｌｉｔｅｒ／分、ＮＨ３を１０ｌｉｔｅｒ／分、ＴＭＧを１．７×１０−４モル／分の割合で２０分間供給し、膜厚約１．５μｍ、キャリア濃度１×１０１５／ｃｍ３のＧａＮから成る低キャリア濃度ｎ層４を形成した。
　【００２０】
　次に、サファイア基板１を９００℃にして、Ｈ２を２０ｌｉｔｅｒ／分、ＮＨ３を１０ｌｉｔｅｒ／分、ＴＭＧを１．７×１０−４モル／分、ＣＰ２Ｍｇを３×１０−６モル／分の割合で３分間供給して、膜厚０．２μｍのＧａＮから成るｉ層５を形成した。この状態では、ｉ層５は絶縁体である。
　【００２１】
　次に、反射電子線回析装置を用いて、このｉ層５に一様に電子線を照射した。電子線の照射条件は、加速電圧１０ＫＶ、試料電流１μＡ、ビームの移動速度０．２ｍｍ／ｓｅｃ、ビーム径６０μｍφ、真空度２．１×１０−５Ｔｏｒｒである。この電子線の照射により、ｉ層５は抵抗率は１０８Ωｃｍ以上の絶縁体から抵抗率４０Ωｃｍのｐ導電型半導体となった。このようにして、ｐ導電型を示すｐ層５が得られる。
　【００２２】
　このようにして、図２に示すような多層構造のウエハが得られた。
　【００２３】
　以下に述べられる図３から図７、図９から図１２は、ウエハ上の１つの素子のみを示す断面図であり、実際は、この素子が連続的に繰り返されたウエハについて、処理が行われ、その後、各素子毎に切断される。
　【００２４】
　図３に示すように、ｐ層５の上に、スパッタリングによりＳｉＯ２層１１を２０００Åの厚さに形成した。次に、そのＳｉＯ２層１１上にフォトレジスト１２を塗布して、フォトリソグラフにより、そのフォトレジスト１２を高キャリア濃度ｎ＋層３に対する電極形成部位Ａとその電極形成部をｐ層５に対する電極と絶縁分離する溝を形成する部位Ｂのフォトレジストを除去したパターンに形成した。次に、図４に示すように、フォトレジスト１２によって覆われていないＳｉＯ２層１１をフッ化水素酸系エッチング液で除去した。
　【００２５】
　次に、図５に示すように、フォトレジスト１２及びＳｉＯ２層１１によって覆われていない部位のｐ層５とその下の低キャリア濃度ｎ層４と高キャリア濃度ｎ＋層３の上面一部を、真空度０．０４Ｔｏｒｒ、高周波電力０．４４Ｗ／ｃｍ２、ＣＣｌ２Ｆ２ガスを１０ｍｌ／分の割合で供給しドライエッチングした後、Ａｒでドライエッチングした。
　【００２６】
　次に、図６に示すように、ｐ層５上に残っているＳｉＯ２層１１をフッ化水素酸で除去した。
　【００２７】
　次に、図７に示すように、試料の上全面に、Ａｌ層１３を蒸着により形成した。そして、そのＡｌ層１３の上にフォトレジスト１４を塗布して、フォトリソグラフにより、そのフォトレジスト１４が高キャリア濃度ｎ＋層３及びｐ層５に対する電極部が残るように、所定形状にパターン形成した。
　【００２８】
　次に、図７に示すようにそのフォトレジスト１４をマスクとして下層のＡｌ層１３の露出部を硝酸系エッチング液でエッチングし、フォトレジスト１４をアセトンで除去し、高キャリア濃度ｎ＋層３の電極８、ｐ層５の電極７を形成した。
　【００２９】
　その後、上記の如く処理されたウエハは、各素子毎に切断され、図１に示すｐｎ構造の窒化ガリウム系発光素子を得た。
　【００３０】
　このようにして製造された発光ダイオード１０の発光強度を測定したところ１０ｍｃｄであった。これは、単純にｉ層とキャリア濃度５×１０１７／ｃｍ３、厚さ４μｍのｎ層とを接続した従来の発光ダイオードに比べて、発光強度が１０倍に向上した。
　【００３１】
　さらに、ｉ層を使用したときの駆動電圧（１０ｍＡ）が１０〜１５Ｖばらついたのが、ｐ層の導入により駆動電圧は７Ｖ程度と低くなりばらつきも少なくなった。
　【００３２】
　又、発光面を観察した所、発光点の数が増加していることも観察された。
　【００３３】
　尚、比較のために、低キャリア濃度ｎ層４のキャリア濃度を各種変化させた上記試料を製造して、発光強度及び発光スペクトラムを測定した。その結果を、図８に示す。
　【００３４】
　キャリア濃度が増加するに連れて、発光強度が減少し、且つ、発光波長が赤色側に変位することが分かる。このことは、ドーピング元素のシリコンがｐ層５に不純物元素として拡散または混入するためであると思われる。
　【００３５】
　又、発光ダイオード１０は、次のようにして製造することもできる。
　【００３６】
　上述したのと同様な方法で、図２に示すように各層を積層させる。ただし、ｐ層５に代えてｉ層５０（図９）が積層されている。即ち、ｉ層５０には電子線が照射されていない。従って、この積層状態では、ｉ層５０は絶縁体（ｉ型）である。
　【００３７】
　次に、この積層されたウエハにおいて、図９に示すように、高キャリア濃度ｎ＋層３に対する電極形成部位Ａだけに、エッチングにより溝が形成された。
　【００３８】
　次に、図１０に示すように、ｉ層５０の一部にのみ、電子線を照射して、ｐ導電型半導体のｐ層５が形成された。この時、ｐ層５以外の部分、即ち、電子線の照射されなかった部分は、絶縁体のｉ層５０のままである。従って、ｐ層５は、縦方向に対しては、低キャリア濃度ｎ層４とｐｎ接合を形成するが、横方向には、ｐ層５は、周囲に対して、ｉ層５０により電気的に絶縁分離される。
　【００３９】
　次に、図１１に示すように、ｐ層５とｉ層５０と高キャリア濃度ｎ＋層３に対する電極形成部位Ａの上全面に、Ａｌ層２０が蒸着により形成された。そして、そのＡｌ層２０の上にフォトレジスト２１を塗布して、フォトリソグラフにより、そのフォトレジスト２１が高キャリア濃度ｎ＋層３及びｐ層５に対する電極部が残るように、所定形状にパターン形成した。
　【００４０】
　次に、そのフォトレジスト２１をマスクとして下層のＡｌ層２０の露出部を硝酸系エッチング液でエッチングし、フォトレジスト２１をアセトンで除去し、図１２に示すように、高キャリア濃度ｎ＋層３の電極５２、ｐ層５の電極５１を形成した。
　【００４１】
　その後、上述のように形成されたウエハが各素子毎に切断された。
　【００４２】
　尚、マグネシウムＭｇのドーピングガスは、上述のガスの他、メチルシクロペンタジエニルマグネシウムＭｇ（（Ｃ５Ｈ５）ＣＨ３）２を用いても良い。
　【００４３】
　又、上記実施例では、ｐ層のドーピング元素は、マグネシウム（Ｍｇ）である。Ｍｇを単にドーピングした場合には、ｉ型（絶縁）となる。このｉ型の層に電子線を照射することで、ｐ導電型に変化させることができる。電子線の照射条件としては、加速電圧１ＫＶ〜５０ＫＶ、試料電流０．１μＡ〜１ｍＡが望ましい。
　【００４４】
　又、上記低キャリア濃度ｎ層のキャリア濃度は１×１０１４〜１×１０１７／ｃｍ３で膜厚は０．５〜２μｍが望ましい。キャリア濃度が１×１０１７／ｃｍ３以上となると発光強度が低下するので望ましくなく、１×１０１４／ｃｍ３以下となると発光素子の直列抵抗が高くなりすぎ電流を流すと発熱するので望ましくない。又、膜厚が２μｍ以上となると発光素子の直列抵抗が高くなりすぎ電流を流すと発熱するので望ましくなく、膜厚が０．５μｍ以下となると発光強度が低下するので望ましくない。
　【００４５】
　更に、高キャリア濃度ｎ＋層のキャリア濃度は１×１０１７〜１×１０１９／ｃｍ３で膜厚は２〜１０μｍが望ましい。キャリア濃度が１×１０１９／ｃｍ３以上となると結晶性が悪化するので望ましくなく、１×１０１７／ｃｍ３以下となると発光素子の直列抵抗が高くなりすぎ電流を流すと発熱するので望ましくない。又、膜厚が１０μｍ以上となると基板が湾曲するので望ましくなく、膜厚が２μｍ以下となると発光素子の直列抵抗が高くなりすぎ電流を流すと発熱するので望ましくない。
　【００４６】
　尚、発明の詳細な説明において、次の発明も認識されている。
　窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、ｐ導電型を示す窒化ガリウム系化合物半導体（ＡｌＸＧａ１−ＸＮ；Ｘ＝０を含む）からなるｐ層と、ｐ層に接合する低キャリア濃度の窒化ガリウム系化合物半導体（ＡｌＸＧａ１−Ｘ；Ｘ＝０を含む）から成る低キャリア濃度ｎ層と、低キャリア濃度ｎ層に接合する高キャリア濃度の窒化ガリウム系化合物半導体（ＡｌＸＧａ１−ＸＮ；Ｘ＝０を含む）から成る高キャリア濃度ｎ＋層とを形成し、ｐｎ接合を形成すると共にｎ層を低キャリア濃度と高キャリア濃度の二重層構造とした発明が認識されている。
　【００４７】
　又、サファイア基板上にバッファ層を形成する工程と、バッファ層上に高キャリア濃度の窒化ガリウム系化合物半導体から成る層を形成する工程と、高キャリア濃度の窒化ガリウム系化合物半導体から成る層の上に低キャリア濃度の窒化ガリウム系化合物半導体から成る層を形成する工程と、低キャリア濃度の窒化ガリウム系化合物半導体から成る層の上にｐ導電型を示す窒化ガリウム系化合物半導体から成る層を形成する工程とから成ることを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法が認識されている。
　【００４８】
　上記の発明の構成において、ｐ層とｎ層との接合が可能となったので、注入キャリアの量が増加し、発光効率及び発光輝度を向上させることができた。
　又、ｎ層をｐ層と接合する側から順に、低キャリア濃度ｎ層と高キャリア濃度ｎ＋層との二重層構造とすることで、発光ダイオードの青色の発光強度を増加させることができた。
　【００４９】
　即ち、高キャリア濃度ｎ＋層によりｎ層全体の電気抵抗を小さくでき、発光ダイオードの直列抵抗が下がり、発光ダイオードの発熱を抑えることができる。又、ｐ層に接合するｎ層は低キャリア濃度とすること、つまりＧａＮを高純度化して発光領域（ｐ層及びその近傍）の青色発光を劣化させる不純物原子濃度を抑えることができる。又、ｐ層に接合するｎ層は、結晶歪みの少ないものとすることができる。以上の作用により青色の発光強度が向上した。
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　本発明の具体的な一実施例に係る発光ダイオードの構成を示した構成図。
　【図２】
　同実施例の発光ダイオードの製造工程を示した断面図。
　【図３】
　同実施例の発光ダイオードの製造工程を示した断面図。
　【図４】
　同実施例の発光ダイオードの製造工程を示した断面図。
　【図５】
　同実施例の発光ダイオードの製造工程を示した断面図。
　【図６】
　同実施例の発光ダイオードの製造工程を示した断面図。
　【図７】
　同実施例の発光ダイオードの製造工程を示した断面図。
　【図８】
　低キャリア濃度ｎ層のキャリア濃度と発光強度及び発光波長との関係を示した測定図。
　【図９】
　他の製造方法による発光ダイオードの製造工程を示した断面図。
　【図１０】
　他の製造方法による発光ダイオードの製造工程を示した断面図。
　【図１１】
　他の製造方法による発光ダイオードの製造工程を示した断面図。
　【図１２】
　他の製造方法による発光ダイオードの製造工程を示した断面図。
　【符号の説明】
　　１０−発光ダイオード
　　１−サファイア基板
　　２−バッファ層
　　３−高キャリア濃度ｎ＋層
　　４−低キャリア濃度ｎ層
　　５−ｐ層
　５０−ｉ層
　７，８，５１，５２−電極