【事件の表示】
　特許第２６２６４３１号「窒素−３族元素化合物半導体発光素子」の請求項１ないし１０に係る特許に対する特許異議の申立てについてされた平成１２年２月１日付け異議の決定に対し、東京高等裁判所において決定取消の判決（平成１２年行ケ９１号平成１４年６月１８日判決言渡）があったので、更に審理の結果次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第２６２６４３１号の請求項１ないし１０に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続の経緯
　本件特許第２６２６４３１号に係る主な手続の経緯は以下のとおりである。
　特許出願　　　　　　　　　　　　　　平成４年１０月２９日
　特許権設定登録　　　　　　　　　　　平成９年４月１１日
　特許公報発行　　　　　　　　　　　　平成９年７月２日
　特許異議の申立て（３件）　　　　　　
　　　　　　　　平成９年１２月２４日〜平成１０年１月５日
　訂正請求（第１回）　　　　　　　　　平成１０年６月２２日
　訂正請求（第１回）取下　　　　　　　平成１０年１０月１９日
　訂正請求（第２回）　　　　　　　　　平成１０年１０月１９日
　訂正拒絶理由通知　　　　　　　　　　平成１１年９月１４日
　訂正請求書の補正　　　　　　　　　　平成１１年１２月７日
　異議決定（第１回）　　　　　　　　　平成１２年２月１日
　高裁異議決定取消の判決言渡　　　　　平成１４年６月１８日
　
２．訂正の適否について
（２．１）訂正請求書の補正について
　（２．１．１）全文訂正明細書の補正
　〈１〉全文訂正明細書の請求項３における「請求項１又は請求項２」を「請求項１」と補正する。
　〈２〉同じく請求項４の「請求項１乃至請求項３のいずれか１項」を「請求項１」と補正する。
　〈３〉同じく請求項５の「請求項１乃至請求項４の何れか１項」を「請求項１」と補正する。
　〈４〉同じく請求項６の「請求項１乃至請求項５の何れか１項」を「請求項１」と補正する。
　〈５〉同じく請求項７の「請求項１乃至請求項６ の何れか１項」を「請求項１」と補正する。
　〈６〉同じく請求項８の「請求項１項乃至請求項７のいずれか１項」を「請求項１」と補正する。
　〈７〉同じく請求項９の「請求項１乃至請求項８ のいずれか１項」を「請求項１」と補正する。
　〈８〉同じく請求項１０の「請求項１乃至請求項９のいずれか１項」を「請求項１」と補正する。
　〈９〉同じく請求項１の「前記低キャリア濃度ｐ層のホール濃度は１×１０１４以上、前記高キャリア濃度ｐ＋層のホール濃度は１×１０１６以上であることを特微とする発光素子。」を「前記低キャリア濃度ｐ層のホール濃度は１×１０１４／ｃｍ３以上、前記高キャリア濃度ｐ＋層のホール濃度は１×１０１６／ｃｍ３ 以上であることを特徴とする発光素子。」と補正する。
　〈１０〉同じく段落【０００５】の「低キャリア濃度ｐ層のホール濃度は１×１０１４以上、高キャリア濃度ｐ＋層のホール濃度は１×１０１６以上としたことである。」を「低キャリア濃度ｐ層のホール濃度は１×１０１４／ｃｍ３ 以上、高キャリア濃度ｐ層のホール濃度は １×１０１６／ｃｍ３以上としたことである。」と補正する。
　上記補正〈１〉〜〈８〉は、特許請求の範囲の減縮に該当し、上記補正〈９〉〜〈１０〉は、ホール濃度の単位「／ｃｍ３ 」の挿入であるので明瞭でない記載の釈明に該当し、共に訂正明細書に記載された事項の範囲内の補正であり、特許請求の範囲を拡張又は変更するものではなく、訂正請求書の要旨を変更するものでもない。
　（２．１．２）訂正請求書の（３）訂正の要旨の補正
　〈１〉訂正事項２において、「１×１０１４」及び「１×１０１６」の後に、単位の「／ｃｍ３」を挿入する。
　〈２〉訂正事項５ を削除する。
　〈３〉「訂正事項６」を「訂正事項５」と補正する。
　〈４〉「訂正事項７」を「訂正事項６」と補正し、「１×１０１４」及び「１×１０１６」の後に、単位の「／ｃｍ３」を挿入する。
　上記補正〈１〉及び〈４〉は、濃度の単位「／ｃｍ３」の挿入、または、請求項５の削除及びそれに伴う項番の整理であるので、共に明瞭でない記載の釈明に該当し、訂正明細書に記載された事項の範囲内の補正であり、特許請求の範囲を拡張又は変更するものではなく、訂正請求書の要旨を変更するものでもない。
　
（２．２）訂正の目的等について
　〈１〉訂正事項１
　特許請求の範囲の請求項１において、「低キャリア濃度ｐ層」を「マグネシウム（Ｍｇ）の添加された低キャリア濃度ｐ層」とし、「高キャリア濃度ｐ＋層」を「マグネシウム（Ｍｇ）の添加された高キャリア濃度ｐ＋層」とする訂正は、特許請求の範囲の減縮に該当し、願書に添付した明細書及び図面に記載した事項の範囲内の訂正であり、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
　〈２〉訂正事項２
　特許請求の範囲の請求項１において、「二重構造としたことを特徴とする発光素子。」を「二重構造とし、前記低キャリア濃度ｐ層のホール濃度は１×１０１４／ｃｍ３ 以上、前記高キャリア濃度ｐ＋層のホール濃度は１×１０１６／ｃｍ３ 以上であることを特徴とする発光素子。」とする訂正は、特許請求の範囲の減縮に該当し、願書に添付した明細書及び図面に記載した事項の範囲内の訂正であり、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
　〈３〉訂正事項３
　特許請求の範囲の請求項７において、「前記高キャリア濃度ｐ＋層の厚さは０．１〜０．５μｍである」という限定を付加する訂正は、特許請求の範囲の減縮に該当し、項番号を２とする訂正は、明瞭でない記載の釈明に該当し、共に願書に添付した明細書及び図面に記載した事項の範囲内の訂正であり、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
　〈４〉訂正事項４
　特許請求の範囲の請求項２〜６を、請求項３〜７とする訂正は、上記訂正事項３の訂正に伴う項番号の整理であり、明瞭でない記載の釈明に該当し、願書に添付した明細書及び図面に記載した事項の範囲内の訂正であり、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
　〈５〉訂正事項５
　訂正請求書の補正書においては、「特許明細書段落５を添付の訂正明細書の段落５において、『低キャリア濃度ｐ層と高キャリア濃度ｐ＋層との二重構造とし、』を『マグネシウム（Ｍｇ）の添加された低キャリア濃度ｐ層とマグネシウム（Ｍｇ）の添加された高キャリア濃度ｐ＋層との二重構造とし、』に訂正する。」と記載されているが、特許明細書段落５には、「低キャリア濃度ｐ層と高キャリア濃度ｐ＋層との二重構造とし、」という記載は存在せず、別途添付の全文訂正明細書および下記訂正事項６を斟酌すると、上記訂正は、「特許明細書段落５を添付の訂正明細書の段落５において、『低キャリア濃度ｐ層と高キャリア濃度ｐ＋層との』を『マグネシウム（Ｍｇ）の添加された低キャリア濃度ｐ層とマグネシウム（Ｍｇ）の添加された高キャリア濃度ｐ＋層との』に訂正する。」の誤記であることが明らかであるから、上記訂正事項は、明瞭でない記載の釈明に該当し、願書に添付した明細書及び図面に記載した事項の範囲内の訂正であり、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
　〈６〉訂正事項６
　特許明細書段落【０００５】において、「二重構造としたことである。」を、「二重構造とし、前記低キャリア濃度ｐ層のホール濃度は１×１０１４／ｃｍ３ 以上、前記高キャリア濃度ｐ＋層のホール濃度は１×１０１６／ｃｍ３ 以上としたことである。」とする訂正は、明瞭でない記載の釈明に該当し、願書に添付した明細書及び図面に記載した事項の範囲内の訂正であり、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
　
（２．３）独立特許要件について
　（２．３．１）本件訂正発明
　訂正された本件の請求項１ないし１０に係る発明（以下、「訂正発明１」ないし「訂正発明１０」という。）は、訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１ないし１０に記載されたとおりの次のものと認める。
「【請求項１】ｎ型の窒素−３族元素化合物半導体（ＡｌＸＧａＹＩｎ１ーＸーＹＮ；Ｘ＝０，Ｙ＝０，Ｘ＝Ｙ＝０を含む）からなるｎ層と、ｐ型の窒素−３族元素化合物半導体（ＡｌＸＧａＹＩｎ１ーＸーＹＮ；Ｘ＝０，Ｙ＝０，Ｘ＝Ｙ＝０を含む）からなるｐ層とを有する窒素−３族元素化合物半導体発光素子において、
　前記ｎ層を、前記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＋層との二重構造とし、
　前記ｐ層を、前記ｎ層と接合する側から順に、マグネシウム（Ｍｇ）の添加された低キャリア濃度ｐ層とマグネシウム（Ｍｇ）の添加された高キャリア濃度ｐ＋層との二重構造とし、
　前記低キャリア濃度ｐ層のホール濃度は１×１０１４／ｃｍ３以上、前記高キャリア濃度ｐ＋層のホール濃度は１×１０１６／ｃｍ３以上であることを特徴とする発光素子。
【請求項２】　前記高キャリア濃度ｎ+層の厚さは2.0〜10μｍであり、前記高キャリア濃度ｐ+層の厚さは０．１〜０．５μｍであることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】　前記低キャリア濃度ｐ層は、ホール濃度が1×１０１４〜1×１０１６／ｃｍ３であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項４】　前記高キャリア濃度ｐ+層は、ホール濃度が1×１０１６〜2×１０１７／ｃｍ３であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項５】　前記低キャリア濃度ｎ層は、電子濃度が1×１０１４〜1×１０１６／ｃｍ３であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項６】　前記低キャリア濃度ｎ層が、0.5〜2.0μｍの厚さを有することを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項７】　前記高キャリア濃度ｎ+層は、電子濃度が1×１０１６〜1×１０１９／ｃｍ３であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項８】　前記低キャリア濃度ｐ層及び前記高キャリア濃度ｐ+層は絶縁体の窒素−３族元素化合物半導体層の一部をｐ型化して形成したことを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項９】　前記低キャリア濃度ｐ層及び前記高キャリア濃度ｐ+層はマグネシウム(Mg)を添加した後にｐ型導電体への変換が行われた層であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項１０】　前記高キャリア濃度ｎ+層はシリコンが添加されていることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。」
　
（２．３．２）刊行物記載の発明
　第１回の異議決定の理由に引用した各刊行物には下記の事項が記載されている。
　特開平４−２４２９８５号公報（以下、「引用例１」という）には、ｐｎ接合を有する窒化ガリウム系半導体レーザダイオードに関し、次の記載が認められる。
「【００２２】
　まず、同一組成同士の結晶によるｐｎ接合構造を作製する場合につき述べる。サファイアを基板とする場合、(AlxGa1-x)yIn1-yNを成長させる直前に、基板温度を所望の値（例えば600℃）に設定し、成長炉内に少なくともアルミニウム(Al)を含む化合物及び窒素の水酸化物を導入し、サファイア基板表面にAlN薄膜緩衝層を形成する。
【００２３】
　その後、Alを含む化合物の導入を止め、基板温度の再設定を行う。そして、所望の混晶組成となるようにAlを含む化合物、ガリウム(Ga)を含む化合物及びインジウム(In)を含む化合物を導入してｎ型(AlxGa1-x)yIn1-yN単結晶の成長を行う。　　　　
【００２４】
　なお、この場合ｎ型単結晶の抵抗率を下げるためにSi,酸素(O),硫黄(S),セレン(Se),テルル(Te)などドナー不純物となる元素を含む化合物を同時に導入しても良い。
【００２５】
　ドナー不純物をドーピングする場合、その濃度に関してはｎ層に均一にドーピングしても良い。又、ｎ層のオーム性電極形成を容易にするためにｎ層成長初期に高濃度にドーピングし、ｐｎ接合付近ではドーピングしないか或いは低濃度にドーピングしても良い。
【００２６】
　次に、一度、ウエハを成長炉から取り出し、試料表面の一部を選択成長用マスクとなる物質、例えば酸化珪素(SiO2)により覆い、再びウエハを成長炉に戻す。又は、ウエハを取り出さずそのまま成長を続ける。
【００２７】
　少なくとも所望の混晶組成となるようなAlを含む化合物、Gaを含む化合物、Inを含む化合物及び窒素の水素化物及びアクセプタ不純物となる元素、例えばベリリウム(Be),マグネシウム(Mg),亜鉛(Zn),カドミウム(cd),炭素(C)を含む化合物を成長炉に導入してアクセプタ不純物をドープした(AlxGa1-x)yIn1-yN単結晶（ｐ層)の成長を行う。
【００２８】
　アクセプタドープ層の成長膜厚は電子線照射処理する場合の電子線侵入長を考慮して決定する。次にウェハを成長炉から取り出し、アクセプタドープ(AlxGa1-x)yIn1-yN層の電子線照射処理を行う。
【００２９】
　電子線照射処理する領域は試料表面全体或いは一部、例えば短冊状とする。試料表面全体に電子線を照射する場合には、更に、アクセプタドープ層（ｐ層）の上に絶縁層を堆積し、その絶縁層の一部に短冊状の窓を開け、その窓の上に金属を接触させ、ｐ層に対するオーム性電極を形成する。短冊状に電子線照射処理する場合には、電子線の照射された領域の一部或いは全部を覆うように金属を接触させ、ｐ層に対するオーム性電極を形成する。
【００３０】
　最終的に、ｐ層と金属の接触する部分の形状は短冊である。ｎ層の電極は選択成長用マスクを取り外して、その後に形成するか、或いはアクセプタドープ層（ｐ層）の一部を表面側からエッチングして下層のｎ層に対して窓を開け、金属を接触させオーム性電極を形成する。
【００３８】
　ヘテロ接合を利用する場合も、同一組成の結晶によるｐｎ接合の場合と同様に、オーム性電極組成を容易にするため電極と接触する部分付近のキャリア濃度は高濃度にしても良い。」
　上記によれば、引用例１には、
「ｎ型(AlxGa1-x)yIn1-yN層とマグネシウム(Mg)をドープした(AlxGa1-x)yIn1-yN（ｐ層)とを有するｐｎ接合を有する窒化ガリウム系半導体レーザダイオードにおいて、前記ｎ型(AlxGa1-x)yIn1-yN層を不純物の濃度をｎ層のオーム性電極形成を容易にするための高濃度層と、ｐｎ接合付近では低濃度とすること」及び「オーム性電極組成を容易にするため電極と接触する部分付近のキャリア濃度を電極と接触する部分を高濃度にすること」が記載されている。
　
　１３８／ＳＰＩＥ　Ｖｏｌ，１３６１：Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｃｏｎｃｅｐｔｓ　ｏｆ　Ｎｏｖｅｌ　Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｄｅｖｉｃｅ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ（１９９０）１３８〜１４９頁（以下、「引用例２」という）には、Ｍｇをドープした高抵抗なｉ型ＧａＮに低速電子線照射を行うことにより低抵抗なｐ型ＧａＮに変化させることができることが記載され、そのｐ型ＧａＮのＭｇ濃度とホール濃度の関係がＦｉｇ．８に示されており、低速電子線照射のためのエミッション電流が７０μＡのとき、ホール濃度が１０１６〜１０１７／ｃｍ３の範囲になり、また、エミッション電流が３００μＡのとき、ホール濃度が約１．４×１０１７／ｃｍ３となることが示されている。
　
　特開平３−２５２１７７号公報（以下、「引用例３」という）には、ＭＩＳ型の発光素子に関し、次の記載が認められる。
「Ｎ型の窒化ガリウム系化合物半導体（ＡｌＸＧａ１ーＸＮ；ｘ＝０を含む）からなるＮ層と、ｐ型不純物を添加したＩ型の窒化ガリウム系化合物半導体（ＡｌＸＧａ１ーＸＮ；ｘ＝０を含む）からなるＩ層とを有する窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、
　前記Ｎ層を、前記Ｉ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＋層との二重構造とし、
　前記Ｉ層を、前記Ｎ層と接合する側から順に、ｐ型不純物が比較的低濃度の低不純物濃度ＩＬ層と前記ｐ型不純物が比較的高濃度の高不純物濃度ＩＭ層との二重構造としたことを特徴とする発光素子。」（特許請求の範囲）。
　
　特開平４−１６３９７０号公報（以下、「引用例４」という）には、サファイア基板１上にバッファ層２、高キャリア濃度ｎ＋層（キャリア濃度1×１０１６〜2×１０１７／ｃｍ３）、低キャリア濃度ｎ層（キャリア濃度1×１０１４〜1×１０１６／ｃｍ３）、ｉ層を電子線照射したｐ型ＧａＮ層５、Ａｌ電極７が順に形成された発光ダイオードが記載されている。
　
（２．３．３）対比・判断
［訂正発明１について］
　訂正発明１と引用例１に記載の事項（以下、「引用発明」という）とを対比するに、引用発明の「ｎ型(AlxGa1-x)yIn1-yN層」、「(AlxGa1-x)yIn1-yN（ｐ層)と」、「窒化ガリウム系半導体レーザダイオード」は、訂正発明１の「ｎ型の窒素−３族元素化合物半導体（ＡｌＸＧａＹＩｎ１ーＸーＹＮ；Ｘ＝０，Ｙ＝０，Ｘ＝Ｙ＝０を含む）からなるｎ層」、「ｐ型の窒素−３族元素化合物半導体（ＡｌＸＧａＹＩｎ１ーＸーＹＮ；Ｘ＝０，Ｙ＝０，Ｘ＝Ｙ＝０を含む）からなるｐ層」、「窒素−３族元素化合物半導体発光素子」に各々相当し、引用発明において、ｐ層のキャリア濃度を電極と接触する部分を高濃度にすることが示唆されているので、少なくともその部分を含むｐ層は、ｐ層と高キャリア濃度ｐ＋層との二重構造になっているものと認められる。
　したがって、両者は、「ｎ型の窒素−３族元素化合物半導体（ＡｌＸＧａＹＩｎ１ーＸーＹＮ；Ｘ＝０，Ｙ＝０，Ｘ＝Ｙ＝０を含む）からなるｎ層と、ｐ型の窒素−３族元素化合物半導体（ＡｌＸＧａＹＩｎ１ーＸーＹＮ；Ｘ＝０，Ｙ＝０，Ｘ＝Ｙ＝０を含む）からなるｐ層とを有する窒素−３族元素化合物半導体発光素子において、前記ｎ層を、前記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＋層との二重構造とし、前記ｐ層を、前記ｎ層と接合する側から順に、マグネシウム（Ｍｇ）の添加されたｐ層とマグネシウム（Ｍｇ）の添加された高キャリア濃度ｐ＋層との二重構造とした発光素子。」である点で一致し、下記の点で相違する。
（相違点）訂正発明１は、低キャリア濃度ｐ層のホール濃度は１×１０１４／ｃｍ３以上、高キャリア濃度ｐ＋層のホール濃度は１×１０１６／ｃｍ３以上であると規定しているのに対し、引用発明にはｐ層のホール濃度の規定がない点。
　
　そこで上記相違点に付き検討する。
　先ず、本件の訂正明細書には、段落番号２５及び２６に、
「【００２５】
  又、上記低キャリア濃度ｐ層５１のホール濃度は1×１０１４〜1×１０１６／ｃｍ３で膜厚は0.2〜1μｍが望ましい。ホール濃度が１０１６／ｃｍ３以上となると、低キャリア濃度ｎ層４とのマッチングが悪くなり発光効率が低下するので望ましくなく、1×１０１４／ｃｍ３以下となると、直列抵抗が高くなり過ぎるので望ましくない。又、膜厚が1μｍ以上となると、直列抵抗が高くなるので望ましくなく、膜厚が0.2μｍ以下となると、発光輝度が低下するので望ましくない。
【００２６】
　更に、高キャリア濃度ｐ+層５２のホール濃度は1×１０１６〜２×１０１７／ｃｍ３で、膜厚は0.2μｍが望ましい。ホール濃度が２×１０１７／ｃｍ３以上のｐ+層はできない。1×１０１６／ｃｍ３以下となると、直列抵抗が高くなるので望ましくない。・・・」
　と記載され、
　また、実施例１，２，４において、低キャリア濃度ｐ層のホール濃度は1×１０１６／ｃｍ３、高キャリア濃度ｐ+層のホール濃度は２×１０１７／ｃｍ３であり、実施例３において、低キャリア濃度ｐ層のホール濃度は1×１０１５／ｃｍ３、高キャリア濃度ｐ+層のホール濃度は２×１０１７／ｃｍ３であることが認められる。
　これらのことから、訂正発明１は、高キャリア濃度ｐ+層のホール濃度を1×１０１６／ｃｍ３以上としたときに、低キャリア濃度ｎ層とのマッチングを考慮して、低キャリア濃度ｐ層のホール濃度を１×１０１４／ｃｍ３以上（実施例では１×１０１４〜１×１０１６／ｃｍ３）の低い濃度にしたものであると解される。            
　これに対し、引用例２には、ｐ型ＧａＮのＭｇ濃度とホール濃度の関係がＦｉｇ．８に示されており、低速電子線照射により、ｐ型ＧａＮのホール濃度が１０１６〜１０１７／ｃｍ３あるいは１．４×１０１７／ｃｍ３となること、換言すれば、ｐ型ＧａＮのホール濃度が１０１６／ｃｍ３より大きいものが開示されている。しかし、ホール濃度が１×１０１４〜１×１０１６／ｃｍ３のものは１点も示されておらず、しかも、二重構造のｐ層の各ホール濃度を訂正発明１のように規定し、低キャリア濃度ｐ層のホール濃度を低くすることについては記載も示唆もない。   
　又、引用例３は、ＭＩＳ形の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子に関するものであり、ｐ層を有するものではない。
　更に、引用例４には、高キャリア濃度ｎ＋層（キャリア濃度１×１０１６〜２×１０１７／ｃｍ３）、低キャリア濃度ｎ層（キャリア濃度1×１０１４〜１×１０１６／ｃｍ３）、ｉ層を電子線照射したｐ型ＧａＮ層が順に形成された発光ダイオードが記載されているが、訂正発明１の上記相違点の構成は、何も記載されていない。
　そして、訂正発明１は、上記相違点の構成を有することにより、明細書記載の格別の効果を奏するものである。
　したがって、訂正発明１は、引用例１ないし４記載の発明から当業者が容易に想到し得たものとはいえない。                                      
［訂正発明２〜訂正発明１０について］
  訂正発明２〜訂正発明１０は、いずれも、訂正発明１を引用し、更に構成要件を付加するものであるから、訂正発明１に対すると同様の理由により、引用例１ないし４記載の発明から当業者が容易に想到し得たものではない。
　
（２．４）訂正の適否のむすび
　以上のとおり、訂正発明１〜訂正発明１０は、特許出願の際独立して特許を受けることができるものであるから、本件訂正は、特許法等の一部を改正する法律（平成６年法律第１１６号）附則第６条第１項の規定によりなお従前の例によるとされる、平成１１年改正前の特許法第１２０条の４第２項及び第３項で準用する特許法第１２６条第１項ただし書き、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．特許異議申立に対する判断
（３．１）特許異議申立人の主張の概要
　（ア）申立人高木栄は、甲第１号証ないし甲第５号証を提出し、本件の請求項１ないし１０に係る発明は、甲第１号証ないし甲第５号証の刊行物に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであり、特許法第２９条第２項の規定に該当するから、本件の請求項１ないし１０に係る発明の特許は取り消すべきものである旨主張している。
　（イ）申立人シャープ株式会社は、甲第１号証ないし甲第３号証を提出し、本件の請求項１、４ないし１０に係る発明は、甲第１号証ないし甲第３号証の刊行物に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであり、特許法第２９条第２項の規定に該当するから、本件の請求項１、４ないし１０に係る発明の特許は取り消すべきものである旨主張している。
　（ウ）申立人香田寿一郎は、甲第１号証ないし甲第４号証を提出し、本件の請求項１、４ないし１０に係る発明は、甲第１号証ないし甲第４号証の刊行物に記載された発明であるか、あるいは記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであり、特許法第２９条第１項第３号又は同条第２項の規定に該当するから、本件の請求項１、４ないし１０に係る発明の特許は取り消すべきものである旨主張している。
　
（３．２）本件発明
　本件の請求項１ないし１０に係る発明は、訂正明細書の請求項１ないし１０に記載されたとおりのものと認める。（上記２．（２．３．１）参照。）
　
（３．３）甲各号証の刊行物に記載された発明
　刊行物１：特開平３−２５２１７７号公報（異議申立人高木栄の提出した甲第１号証、シャープ株式会社の甲第１号証、香田寿一郎の甲第４号証）には、ＭＩＳ型の発光素子に関し、次の記載が認められる。「Ｎ型の窒化ガリウム系化合物半導体（ＡｌＸＧａ１ーＸＮ；ｘ＝０を含む）からなるＮ層と、ｐ型不純物を添加したＩ型の窒化ガリウム系化合物半導体（ＡｌＸＧａ１ーＸＮ；ｘ＝０を含む）からなるＩ層とを有する窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、
　前記Ｎ層を、前記Ｉ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＋層との二重構造とし、
　前記Ｉ層を、前記Ｎ層と接合する側から順に、ｐ型不純物が比較的低濃度の低不純物濃度ＩＬ層と前記ｐ型不純物が比較的高濃度の高不純物濃度ＩＭ層との二重構造としたことを特徴とする発光素子。」
　
　刊行物２：ＩＥＥＥ　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＱＵＡＮＴＵＭ　ＥＬＣＴＯＲＯＮＩＣＳ，ＶＯＬ．ＱＥ−１７，ＮＯ．２（１９８１）（同じく、高木栄の甲第２号証）には、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰダブルヘテロ構造のＬＥＤに関し、ｎ−ＩｎＰ基板上に、順次ｎ−ＩｎＰのバッファ層、１μｍのＩｎＧａＡｓＰのアンドープ活性層、Ｃｄ（１×１０１８／ｃｍ３）ドープのｐ−ＩｎＰ層、Ｚｎ（５×１０１８／ｃｍ３）ドープのＩｎＧａＡｓＰコンタクト層が形成されたものがＦｉｇ１とともに記載されている。
　
　刊行物３：特開平３−２１８６２５号公報（同じく、高木栄の甲第３号証）には、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃなどのアクセプタ不純物を添加した窒化ガリウム系半導体結晶に電子線照射処理をおこない、ｐ形窒化ガリウム系半導体結晶を得る方法が記載されている。
　
　刊行物４：特公昭６４−１９５２号公報（同じく、高木栄の甲第４号証）には、Ｎ−ＧａＡｓ基板（Ｓｉドープ）上に、順に、Ｎ−ＧａＡｌＡｓクラッド層（ｎ＝１×１０１７／ｃｍ３）、アンドープＧａＡｌＡｓ活性層、ｐ−ＧａＡｌＡｓクラッド層（ｎ＝１０１８〜１０１９／ｃｍ３）を形成した半導体レーザ装置において、ｐドーパントとしてジエチル亜鉛を用いることが記載されている。
　
　刊行物５：特公昭６３−５２４７９号公報（同じく、高木栄の甲第５号証）には、Ｎ−ＧａＡｓ基板（Ｓｉドープ）上に、順に、Ｎ−ＧａＡｌＡｓクラッド層（Ｓｅドープ２×１０１８／ｃｍ３、Ｚｎドープ５×１０１７／ｃｍ３）、アンドープＧａＡｌＡｓ活性層、ｐ−ＧａＡｌＡｓクラッド層（Ｚｎドープ５×１０１７／ｃｍ３）を形成した半導体レーザ装置が記載されている。
　                                   
　刊行物６：特開平４−１６３９７０号公報（シャープ株式会社の甲第２号証）には、サファイア基板１上にバッファ層２，高キャリア濃度ｎ＋層（キャリア濃度1×１０１６〜2×１０１７／ｃｍ３）、低キャリア濃度ｎ層（キャリア濃度1×１０１４〜1×１０１６／ｃｍ３）、ｉ層を電子線照射したｐ型ＧａＮ層５、Ａｌ電極７が順に形成された発光ダイオードが記載されている。
　
　刊行物７：特開昭６４−８２５８７号公報（同じく、甲第３号証）には、ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓ量子井戸構造の活性層と、この活性層に接するクラッド層とを有する量子井戸型半導体レーザにおいて、前記クラッド層はＩｎＰあるいはＡｌＩｎＰからなり、前記活性層に接する比較的低い不純物濃度（４×１０１７ｃｍ−３以下）をもった低濃度不純物領域と、この低濃度不純物領域を介して前記活性層に接し、前記低濃度不純物領域の不純物濃度よりも高い不純物濃度（４×１０１７ｃｍ−３以上）をもった高濃度不純物領域とを有することを特徴とする量子井戸型半導体レーザ、及びｐクラッド層の不純物としてＺｎを用いることが記載されている。（特許請求の範囲、３頁右上欄１３行〜左下欄３行及び３頁右下欄参照。）
　
　刊行物８：特開平２−２８８３７１号公報（香田寿一郎の甲第１号証）には、ｐ型ＧａＡｌＮ／ＢＰ超格子層（Ｍｇドープ、キャリア濃度１×１０１７ｃｍ−３）とｎ型ＧａＡｌＮ／ＢＰ超格子層（Ｓｉドープ、キャリア濃度２×１０１６ｃｍ−３）とのｐｎ接合を有する半導体発光素子、が記載されている。
　
　刊行物９：特開平４−１６３９６９号公報（同じく、甲第２号証）には、ｐｎ接合の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子に関し、ｐ層に接する側から順に、低キャリア濃度ｎ層（キャリア濃度1×１０１４〜1×１０１７／ｃｍ３）、高キャリア濃度ｎ＋層（キャリア濃度1×１０１７〜1×１０１９／ｃｍ３）を積層することが第１図と共に記載されている。
　
　刊行物１０；１３８／ＳＰＩＥ　Ｖｏｌ，１３６１：Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｃｏｎｃｅｐｔｓ　ｏｆ　Ｎｏｖｅｌ　Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｄｅｖｉｃｅ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ（１９９０）１３８〜１４９頁（同じく、甲第３号証、上記引用例２と同じ。）には、Ｍｇをドープした高抵抗なｉ型ＧａＮに低速電子線照射を行うことにより低抵抗なｐ型ＧａＮに変化させることができることが記載され、そのｐ型ＧａＮのＭｇ濃度とホール濃度の関係がＦｉｇ．８には、低速電子線照射のためのエミッション電流が７０μＡのとき、ホール濃度が１０１６〜１０１７／ｃｍ３の範囲にある４点（Ｍｇ濃度とホール濃度の関係が正比例ではない）、及び、エミッション電流が３００μＡのとき、ホール濃度が約１．４×１０１７／ｃｍ３となることが示されている。
　
（３．４）当審の判断
［本件発明１について］
　本件の請求項１に係る発明（以下、「本件発明１」という）と上記刊行物１ないし１０記載のものとを対比する。
　本件発明１の低キャリア濃度ｐ層のホール濃度については、上記２．（２．３．３）対比・判断［訂正発明１について］の相違点の検討で述べたとおりであるが、刊行物１ないし１０には、本件発明１の構成である「ｐ型の窒素−３族元素化合物半導体からなるｐ層を、ｎ層と接合する側から順に、マグネシウム（Ｍｇ）の添加された低キャリア濃度ｐ層とマグネシウム（Ｍｇ）の添加された高キャリア濃度ｐ＋層との二重構造」とすることは記載されておらず、また、ｐ型ＧａＮのホール濃度が１×１０１４〜１×１０１６／ｃｍ３の値をとるものはひとつも示されていない。しかもｐ層とｎ層が接合する窒素−３族元素化合物半導体素子において、低キャリア濃度ｐ層のホール濃度を１×１０１４／ｃｍ３以上（実施例では１×１０１４〜１×１０１６／ｃｍ３）の低い濃度に押さえようとする考えもない。
　すなわち、刊行物１は、ＭＩＳ型の発光素子に関するもので、ｐ層を有さず、本件発明１とは基本的構成を異にするものであり、
　刊行物２は、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰダブルヘテロ構造のＬＥＤに関するもので、ｐ層にドープされる不純物はＣｄ又はＺｎであり、また、刊行物４、刊行物５は、ＧａＡｌＡｓ系半導体レーザ装置において、ｐドーパントとしてＺｎを用いるものであるから、本件発明１とは基本的な半導体材料及びドープされる不純物を異にしている。
　刊行物３は、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃなどのアクセプタ不純物を添加した窒化ガリウム系半導体結晶に電子線照射処理をおこない、ｐ形化する方法に関するものであるが、ｐ層を二重構造とすることやホール濃度についての記載はない。
　刊行物６は、高キャリア濃度ｎ＋層、低キャリア濃度ｎ層、ｉ層を電子線照射したｐ型ＧａＮ層を有する発光素子に関するものであるが、ｐ層は単層であり、ホール濃度の記載はなく、刊行物９もほぼ同様のものである。
　刊行物７は、ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓ量子井戸構造の活性層を有する半導体レーザに関するものであり、ｎ層及びｐ層として、比較的低い不純物濃度（４×１０１７ｃｍ−３以下）をもった低濃度不純物領域と、この低濃度不純物領域を介して前記活性層に接し、前記低濃度不純物領域の不純物濃度よりも高い不純物濃度（４×１０１７ｃｍ−３以上）をもった高濃度不純物領域とを有するものではあるが、不純物としてＭｇを用いた場合、Ｍｇ濃度とホール濃度の関係が正比例でない（刊行物１０のＦｉｇ．８参照）ことを考慮すると、上記刊行物７記載のＺｎの不純物濃度が本件発明１の窒素−３族元素化合物半導体からなるｐ層のホール濃度を示唆するものとはいえない。
　刊行物８は、ｐ型ＧａＡｌＮ／ＢＰ超格子層（Ｍｇドープ、キャリア濃度１×１０１７ｃｍ−３）とｎ型ＧａＡｌＮ／ＢＰ超格子層（Ｓｉドープ、キャリア濃度２×１０１６ｃｍ−３）とのｐｎ接合を有する半導体発光素子に関するものであり、ｐ層を二重構造とすることやそのホール濃度についての記載はない。
　刊行物１０には、ｐ型ＧａＮのＭｇ濃度とホール濃度の関係がＦｉｇ．８に示されており、電子線照射により、ｐ型ＧａＮのホール濃度が１０１６〜１０１７／ｃｍ３あるいは１．４×１０１７／ｃｍ３となること、換言すれば、ｐ型ＧａＮのホール濃度が１０１６／ｃｍ３より大きいものが開示されているのみで、ホール濃度が１×１０１４〜１×１０１６／ｃｍ３のものは１点も示されておらず、しかも、二重構造のｐ層の各ホール濃度を本件発明１のように規定し、低キャリア濃度ｐ層のホール濃度を低くすることについては記載も示唆もない。       
　したがって、本件発明１は、刊行物１ないし１０に記載された発明ではなく、しかも、素子の構造や組成が異なる刊行物１ないし１０記載の発明を寄せ集めることは困難であり、仮に寄せ集めたとしても、本件発明１の構成を得ることはできない。
　
［本件発明２〜本件発明１０について］
  本件発明２〜本件発明１０は、いずれも、本件発明１を引用し、更に構成要件を付加するものであるから、本件発明１に対すると同様の理由により、刊行物１ないし１０に記載された発明ではなく、これらに記載された発明から当業者が容易に想到し得たものではない。
　
５．むすび
　以上のとおり、特許異議申立人の申立の理由及び証拠によっては、本件請求項１ないし１０に係る発明の特許を取り消すことはできない。
　又、他に本件請求項１ないし１０に係る発明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１２年２月１日（２０００．２．１）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
　〈１〉訂正事項１
　特許請求の範囲の請求項１において、「低キャリア濃度ｐ層」を「マグネシウム（Ｍｇ）の添加された低キャリア濃度ｐ層」とし、「高キャリア濃度ｐ＋層」を「マグネシウム（Ｍｇ）の添加された高キャリア濃度ｐ＋層」に訂正する。
　〈２〉訂正事項２
　特許請求の範囲の請求項１において、「二重構造としたことを特徴とする発光素子。」を「二重構造とし、前記低キャリア濃度ｐ層のホール濃度は１×１０１４／ｃｍ３以上、前記高キャリア濃度ｐ＋層のホール濃度は１×１０１６／ｃｍ３以上であることを特徴とする発光素子。」と訂正する。
　〈３〉訂正事項３
　特許請求の範囲の請求項７において、「前記高キャリア濃度ｐ＋層の厚さは０．１〜０．５μｍである」という限定を付加し、項番号を新たな請求項２と訂正する。
　〈４〉訂正事項４
　特許請求の範囲の請求項２〜６を、新たな請求項３〜７と訂正する。
　〈５〉訂正事項５
　特許明細書段落【０００５】の「低キャリア濃度ｐ層と高キャリア濃度ｐ＋層との二重構造としたことである。」を「マグネシウム（Ｍｇ）の添加された低キャリア濃度ｐ層とマグネシウム（Ｍｇ）の添加された高キャリア濃度ｐ＋層との二重構造とし、前記低キャリア濃度ｐ層のホール濃度は１×１０１４／ｃｍ３以上、前記高キャリア濃度ｐ＋層のホール濃度は１×１０１６／ｃｍ３以上としたことである。」に訂正する。
（５４）【発明の名称】
窒素−３族元素化合物半導体発光素子
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　ｎ型の窒素−３族元素化合物半導体（ＡｌｘＧａＹＩｎ１−Ｘ−ＹＮ；Ｘ＝０，Ｙ＝０，Ｘ＝Ｙ＝０を含む）からなるｎ層と、ｐ型の窒素−３族元素化合物半導体（ＡｌｘＧａＹＩｎ１−Ｘ−ＹＮ；Ｘ＝０，Ｙ＝０，Ｘ＝Ｙ＝０を含む）からなるｐ層とを有する窒素−３族元素化合物半導体発光素子において、
　前記ｎ層を、前記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＋層との二重構造とし、
　前記ｐ層を、前記ｎ層と接合する側から順に、
マグネシウム（Ｍｇ）の添加された
マグネシウム（Ｍｇ）の添加された
し、
　
前記低キャリア濃度ｐ層のホール濃度は１×１０１４／ｃｍ３以上、前記高キャリア濃度ｐ＋層のホール濃度は１×１０１６／ｃｍ３以上である
　
【請求項２】
あり、前記高キャリア濃度ｐ＋層の厚さは０．１〜０．５μｍである
　
【請求項３】
請求項１
　
【請求項４】
請求項１
　
【請求項５】
請求項１
　
【請求項６】
請求項１
　【請求項７】　前記高キャリア濃度ｎ＋層は、電子濃度が１×１０１６〜１×１０１９／ｃｍ３であることを特徴とする
請求項１
　【請求項８】　前記低キャリア濃度ｐ層及び前記高キャリア濃度ｐ＋層は絶縁体の窒素−３族元素化合物半導体層の一部をｐ型化して形成したことを特徴とする
請求項１に
　【請求項９】　前記低キャリア濃度ｐ層及び前記高キャリア濃度ｐ＋層はマグネシウム（Ｍｇ）を添加した後にｐ型導電体への変換が行われた層であることを特徴とする
請求項１
　【請求項１０】　前記高キャリア濃度ｎ＋層はシリコンが添加されていることを特徴とする
請求項１
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【産業上の利用分野】
　本発明は青色発光の窒素−３族元素化合物半導体発光素子に関する。
　【０００２】
　【従来技術】
　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型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】
　最近、ＧａＮにおいても、Ｍｇをドープして電子線を照射することによりｐ型のＧａＮが得られることが明らかとなった。この結果、従来のｎ層と半絶縁層（ｉ層）との接合に換えてｐｎ接合を有するＧａＮ発光ダイオードが提案されている。
　【０００４】
　【発明が解決しようとする課題】
　しかし、上記のｐｎ接合を有する発光ダイオードであっても、発光輝度は未だ十分ではなく、また、寿命に関しても十分なものが得られていない。
　そこで、本発明の目的は、窒素−３族元素化合物半導体（ＡｌｘＧａＹＩｎ１−Ｘ−ＹＮ；Ｘ＝０，Ｙ＝０，Ｘ＝Ｙ＝０を含む）発光ダイオードの発光輝度を向上させること及び素子寿命を長期化することである。
　【０００５】
　【課題を解決するための手段】
　【０００５】
　【課題を解決するための手段】
　本発明の第１の特徴は、ｎ型の窒素−３族元素化合物半導体（ＡｌｘＧａＹＩｎ１−Ｘ−ＹＮ；Ｘ＝０，Ｙ＝０，Ｘ＝Ｙ＝０を含む）からなるｎ層と、ｐ型の窒素−３族元素化合物半導体（ＡｌｘＧａＹＩｎ１−Ｘ−ＹＮ；Ｘ＝０，Ｙ＝０，Ｘ＝Ｙ＝０を含む）からなるｐ層とを有する窒素−３族元素化合物半導体発光素子において、
　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＋層との二重構造とし、
　ｐ層を、ｎ層と接合する側から順に、
マグネシウム（Ｍｇ）の添加された
マグネシウム（Ｍｇ）の添加された
し、低キャリア濃度ｐ層のホール濃度は１×１０１４／ｃｍ３以上、高キャリア濃度ｐ＋層のホール濃度は１×１０１６／ｃｍ３以上と
　本発明の第２の特徴は、高キャリア濃度ｎ＋層の厚さは２．０〜１０μｍであり、高キャリア濃度ｐ＋層の厚さは０．１〜０．５μｍであることを特徴とする。
　本発明の第３の特徴は、低キャリア濃度ｐ層は、ホール濃度が１×１０１４〜１×１０１６／ｃｍ３であることであり、
　本発明の第４の特徴は、高キャリア濃度ｐ＋層は、ホール濃度が１×１０１６〜２×１０１７／ｃｍ３であることである。
　本発明の第５の特徴は、低キャリア濃度ｎ層は、電子濃度が１×１０１４〜１×１０１６／ｃｍ３であることであり、
　本発明の第６の特徴は、低キャリア濃度ｎ層が、０．５〜２．０μｍの厚さを有することである。
　本発明の第７の特徴は、高キャリア濃度ｎ＋層は、電子濃度が１×１０１６〜１×１０１９／ｃｍ３であることであり、
　本発明の第８の特徴は、低キャリア濃度ｐ層及び高キャリア濃度ｐ＋層は絶縁体の窒素−３族元素化合物半導体層の一部をｐ型化して形成したことであり、
　本発明の第９の特徴は、低キャリア濃度ｐ層及び高キャリア濃度ｐ＋層はマグネシウム（Ｍｇ）を添加した後にｐ型導電体への変換が行われた層であることである。
　さらに、本発明の第１０の特徴は、高キャリア濃度ｎ＋層にシリコンが添加されていることである。
　【０００６】
　上記のｐｎ接合に直接関与するｎ型の層及びｐ型の層は、キャリア濃度が１×１０１４〜１×１０１６／ｃｍ３の範囲で略等しいことが望ましい。
　【０００７】
　【発明の作用及び効果】
　本発明は、ｐｎ接合に近い側の層のキャリア濃度を低くし、ｐｎ接合から遠ざかる側の層のキャリア濃度を高くして、ｎ層及びｐ層を共に二重層に形成したので、発光輝度が向上した。発光輝度は１０ｍｃｄであり、この発光輝度は従来のｐｎ接合ＧａＮ発光ダイオードの発光輝度に比べて、２倍に向上した。又、発光寿命は１０４時間であり、従来のｐｎ接合ＧａＮ発光ダイオードの発光寿命の１．５倍である。
　【０００８】
　【実施例】
　〔第１実施例〕
　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ＡＩＮ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、電子濃度２×１０１８／ｃｍ３のシリコンドープＧａＮから成る高キャリア濃度ｎ＋層３、膜厚約１．５μｍ、電子濃度１×１０１６／ｃｍ３のノンドープＧａＮから成る低キャリア濃度ｎ層４が形成されている。更に、低キャリア濃度ｎ層４の上には、順に、膜厚約０．５μｍ、ホール濃度１×１０１６／ｃｍ３のＭｇドープＧａＮから成る低キャリア濃度ｐ層５１、膜厚約０．２μｍ、ホール濃度２×１０１７／ｃｍ３の高キャリア濃度ｐ＋層５２が形成されている。そして、高キャリア濃度ｐ＋層５２に接続するニッケルで形成された電極７と高キャリア濃度ｎ＋層３に接続するニッケルで形成された電極８とが形成されている。電極８と電極７とは、溝９により電気的に絶縁分離されている。
　【０００９】
　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。
　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。
　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）とビス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。
　【００１０】
　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。
　【００１１】
　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。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、電子濃度２×１０１８／ｃｍ３のＧａＮから成る高キャリア濃度ｎ＋層３を形成した。
　【００１２】
　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、電子濃度１×１０１６／ｃｍ３のＧａＮから成る低キャリア濃度ｎ層４を形成した。
　【００１３】
　次に、サファイア基板１を１１５０℃にして、Ｈ２を２０ｌｉｔｅｒ／分、ＮＨ３を１０ｌｉｔｅｒ／分、ＴＭＧを１．７×１０−４モル／分、ＣＰ２Ｍｇを８×１０−８モル／分の割合で７分間供給して、膜厚０．５μｍのＧａＮから成る低キャリア濃度ｐ層５１を形成した。この状態では、低キャリア濃度ｐ層５１は、まだ、抵抗率１０８Ωｃｍ以上の絶縁体である。
　【００１４】
　次に、サファイア基板１を１１５０℃にして、Ｈ２を２０ｌｉｔｅｒ／分、ＮＨ３を１０ｌｉｔｅｒ／分、ＴＭＧを１．７×１０−４モル／分、ＣＰ２Ｍｇを３×１０−７モル／分の割合で３分間供給して、膜厚０．２μｍのＧａＮから成る高キャリア濃度ｐ＋層５２を形成した。この状態では、高キャリア濃度ｐ＋層５２は、まだ、抵抗率１０８Ωｃｍ以上の絶縁体である。
　【００１５】
　次に、反射電子線回析装置を用いて、上記の高キャリア濃度ｐ＋層５２及び低キャリア濃度ｐ層５１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、低キャリア濃度ｐ層５１は、ホール濃度１×１０１６／ｃｍ３、抵抗率４０Ωｃｍのｐ伝導型半導体となり、高キャリア濃度ｐ＋層５２は、ホール濃度２×１０１７／ｃｍ３、抵抗率２Ωｃｍのｐ伝導型半導体となった。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。
　【００１６】
　以下に述べられる図３から図７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。
　【００１７】
　図３に示すように、高キャリア濃度ｐ＋層５２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を塗布した。そして、フォトリソグラフにより、高キャリア濃度ｐ＋層５２上において、高キャリア濃度ｎ＋層３に至るように形成される孔１５に対応する電極形成部位Ａとその電極形成部を高キャリア濃度ｐ＋層５２の電極と絶縁分離する溝９を形成する部位Ｂのフォトレジストを除去した。
　【００１８】
　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。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高キャリア濃度ｐ＋層５２とその下の低キャリア濃度ｐ層５１、低キャリア濃度ｎ層４、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、ＢＣｌ３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。この工程で、高キャリア濃度ｎ＋層３に対する電極取出しのための孔１５と絶縁分離のための溝９が形成された。
　【００１９】
　次に、図６に示すように、高キャリア濃度ｐ＋層５２上に残っているＳｉＯ２層１１をフッ化水素酸で除去した。次に、図７に示すように、試料の上全面に、Ｎｉ層１３を蒸着により形成した。これにより、孔１５には、高キャリア濃度ｎ＋層３に電気的に接続されたＮｉ層１３が形成される。そして、そのＮｉ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及び高キャリア濃度ｐ＋層５２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。
　【００２０】
　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Ｎｉ層１３の露出部を硝酸系エッチング液でエッチングした。この時、絶縁分離のための溝９に蒸着されたＮｉ層１３は、完全に除去される。次に、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、高キャリア濃度ｐ＋層５２の電極７が残された。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。
　【００２１】
　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であり、この発光輝度は、従来のｐｎ接合のＧａＮ発光ダイオードの発光輝度に比べて２倍であった。又、発光寿命は、１０４時間であり、従来のｐｎ接合のＧａＮ発光ダイオードの発光寿命に比べて１．５倍であった。
　【００２２】
　尚、上記実施例で用いたマグネシウムＭｇのドーピングガスは、上述のガスの他、メチルビスシクロペンタジエニルマグネシウムＭｇ（Ｃ６Ｈ７）２を用いても良い。
　【００２３】
　上記低キャリア濃度ｎ層４の電子濃度は１×１０１４〜１×１０１６／ｃｍ３で膜厚は０．５〜２μｍが望ましい。電子濃度が１×１０１６／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。
　【００２４】
　更に、高キャリア濃度ｎ＋層３の電子濃度は１×１０１６〜１×１０１９／ｃｍ３で膜厚は２〜１０μｍが望ましい。電子濃度が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、１×１０１６／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。
　【００２５】
　又、上記低キャリア濃度ｐ層５１のホール濃度は１×１０１４〜１×１０１６／ｃｍ３で膜厚は０．２〜１μｍが望ましい。ホール濃度が１×１０１６／ｃｍ３以上となると、低キャリア濃度ｎ層４とのマッチングが悪くなり発光効率が低下するので望ましくなく、１×１０１４／ｃｍ３以下となると、直列抵抗が高くなり過ぎるので望ましくない。又、膜厚が１μｍ以上となると、直列抵抗が高くなるので望ましくなく、膜厚が０．２μｍ以下となると、発光輝度が低下するので望ましくない。
　【００２６】
　更に、高キャリア濃度ｐ＋層５２のホール濃度は１×１０１６〜２×１０１７／ｃｍ３で、膜厚は０．２μｍが望ましい。ホール濃度が２×１０１７／ｃｍ３以上のｐ＋層はできない。１×１０１６／ｃｍ３以下となると、直列抵抗が高くなるので望ましくない。又、膜厚が０．５μｍ以上となると、直列抵抗が高くなるので望ましくなく、膜厚が０．１μｍ以下となると、ホールの注入効率が減少するので望ましくない。
　【００２７】
　〔第２実施例〕
　図８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、電子濃度２×１０１８／ｃｍ３のシリコンドープＧａＮから成る高キャリア濃度ｎ＋層３、膜厚約１．５μｍ、電子濃度１×１０１６／ｃｍ３のノンドープＧａＮから成る低キャリア濃度ｎ層４が形成されている。更に、低キャリア濃度ｎ層４の上には、順に、膜厚約０．５μｍ、Ｍｇ濃度５×１０１９／ｃｍ３のＭｇドープＧａＮから成る低不純物濃度ｉ層６１、膜厚約０．２μｍ、Ｍｇ濃度２×１０２０／ｃｍ３の高不純物濃度ｉ＋層６２が形成されている。
　【００２８】
　そして、その低不純物濃度ｉ層６１及び高不純物濃度ｉ＋層６２の所定領域には、それぞれ、電子線照射によりｐ伝導型化したホール濃度１×１０１６／ｃｍ３の低キャリア濃度ｐ層５０１、ホール濃度２×１０１７／ｃｍ３の高キャリア濃度ｐ＋層５０２が形成されている。
　【００２９】
　又、高不純物濃度ｉ＋層６２の上面からは、高不純物濃度ｉ＋層６２、低不純物濃度ｉ層６１、低キャリア濃度ｎ層４を貫通して高キャリア濃度ｎ＋層３に至る孔１５が形成されている。その孔１５を通って高キャリア濃度ｎ＋層３に接合されたニッケルで形成された電極８１が高不純物濃度ｉ＋層６２上に形成されている。又、高キャリア濃度ｐ＋層５０２の上面には、高キャリア濃度ｐ＋層５０２に対するニッケルで形成された電極７１が形成されている。高キャリア濃度ｎ＋層３に対する電極８１は、高キャリア濃度ｐ＋層５０２及び低キャリア濃度ｐ層５０１に対して高不純物濃度ｉ＋層６２及び低不純物濃度ｉ層６１により絶縁分離されている。
　【００３０】
　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。
　製造工程を示す図９から図１５は、ウエハにおける１素子のみに関する断面図であり、実際には図に示す素子が繰り返し形成されたウエハに関して次の製造処理が行われる。そして、最後に、ウエハが切断されて各発光素子が形成される。
　【００３１】
　第１実施例と同様にして、図９に示すウエハを製造する。次に、図１０に示すように、高不純物濃度ｉ＋層６２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を塗布した。そして、フォトリソグラフにより、高不純物濃度ｉ＋層６２において高キャリア濃度ｎ＋層３に至るように形成される孔１５に対応する電極形成部位Ａのフォトレジストを除去した。
　【００３２】
　次に、図１１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。次に、図１２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高不純物濃度ｉ＋層６２とその下の低不純物濃度ｉ層６１と低キャリア濃度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、ＢＣｌ３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。この工程で、高キャリア濃度ｎ＋層３に対する電極取出しのための孔１５が形成された。次に、図１３に示すように、高不純物濃度ｉ＋層６２上に残っているＳｉＯ２層１１をフッ化水素酸で除去した。
　【００３３】
　次に、図１４に示すように、高不純物濃度ｉ＋層６２及び低不純物濃度ｉ層６１の所定領域にのみ、反射電子線回析装置を用いて電子線を照射して、それぞれｐ伝導型を示すホール濃度２×１０１７／ｃｍ３の高キャリア濃度ｐ＋層５０２、ホール濃度１×１０１６／ｃｍ３の低キャリア濃度ｐ層５０１が形成された。
　【００３４】
　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。この時、高キャリア濃度ｐ＋層５０２及び低キャリア濃度ｐ層５０１以外の部分、即ち、電子線の照射されなかった部分は、絶縁体の高不純物濃度ｉ＋層６２及び低不純物濃度ｉ層６１のままである。従って、高キャリア濃度ｐ＋層５０２及び低キャリア濃度ｐ層５０１は、縦方向に対しては、低キャリア濃度ｎ層４に導通するが、横方向には、周囲に対して、高不純物濃度ｉ＋層６２及び低不純物濃度ｉ層６１により電気的に絶縁分離されている。
　【００３５】
　次に、図１５に示すように、高キャリア濃度ｐ＋層５０２と、高不純物濃度ｉ＋層６２と、高不純物濃度ｉ＋層６２の上面と孔１５を通って高キャリア濃度ｎ＋層３とに、Ｎｉ層２０が蒸着により形成された。そして、そのＮｉ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及び高キャリア濃度ｐ＋層５０２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。次に、そのフォトレジスト２１をマスクとして下層のＮｉ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た。このようにして、図８に示すように、高キャリア濃度ｎ＋層３の電極８１、高キャリア濃度ｐ＋層５０２の電極７１を形成した。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。
　【００３６】
　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、第１実施例と同様に、１０ｍｃｄであり、発光寿命は１０４時間であった。
　【００３７】
　〔第３実施例〕
　図１６に示すように発光ダイオード１０を構成することもできる。即ち、バッファ層２の上に、順に、膜厚約０．２μｍ、ホール濃度２×１０１７／ｃｍ３の高キャリア濃度ｐ＋層５２、膜厚約０．５μｍ、ホール濃度１×１０１５／ｃｍ３のＭｇドープＧａＮから成る低キャリア濃度ｐ層５１が形成されている。そして、低キャリア濃度ｐ層５１上に、順に、膜厚約１．５μｍ、電子濃度１×１０１５／ｃｍ３のノンドープＧａＮから成る低キャリア濃度ｎ層４、膜厚約２．２μｍ、電子濃度２×１０１８／ｃｍ３のシリコンドープＧａＮから成る高キャリア濃度ｎ＋層３が形成されている。
　【００３８】
　そして、高キャリア濃度ｐ＋層５２に接続するニッケルで形成された電極７２と高キャリア濃度ｎ＋層３に接続するニッケルで形成された電極８２とが形成されている。電極８２と電極７２とは、高キャリア濃度ｎ＋層３、低キャリア濃度ｎ層４及び低キャリア濃度ｐ層５１に形成された溝９１により電気的に絶縁分離されている。
　【００３９】
　このように、本実施例は、第１実施例と異なり、ｐ層とｎ層との基板１に対する堆積順序を逆にしたものである。製造は第１実施例と同様に行うことができる。
　【００４０】
　〔第４実施例〕
　図１に示す構造の第１実施例の発光ダイオードにおいて、高キャリア濃度ｎ＋層３、低キャリア濃度ｎ層４、低キャリア濃度ｐ層５１、高キャリア濃度ｐ＋層５２を、それぞれ、Ａｌ０．２Ｇａ０．５Ｉｎ０．３Ｎとした。高キャリア濃度ｎ＋層３は、シリコンを添加して電子濃度２×１０１８／ｃｍ３に形成し、低キャリア濃度ｎ層４は不純物無添加で電子濃度１×１０１６／ｃｍ３に形成した。低キャリア濃度ｐ層５１はマグネシウム（Ｍｇ）を添加して電子線を照射して正孔濃度１×１０１６／ｃｍ３に形成し、高キャリア濃度ｐ＋層５２は同じくマグネシウム（Ｍｇ）を添加して電子線を照射して正孔濃度２×１０１７／ｃｍ３に形成した。そして、高キャリア濃度ｐ＋層５２に接続するニッケルで形成された電極７と高キャリア濃度ｎ＋層３に接続するニッケルで形成された電極８とを形成した。
　【００４１】
　次に、この構造の発光ダイオード１０も第１実施例の発光ダイオードと同様に製造することができる。トリメチルインジウム（Ｉｎ（ＣＨ３）３）がＴＭＧ、ＴＭＡ、シラン、ＣＰ２Ｍｇガスに加えて使用された。生成温度、ガス流量は第１実施例と同じである。トリメチルインジウムを１．７×１０−４モル／分で供給することを除いて他のガスの流量は第１実施例と同一である。
　【００４２】
　次に、第１実施例と同様に、反射電子線回析装置を用いて、上記の高キャリア濃度ｐ＋層５２及び低キャリア濃度ｐ層５１に一様に電子線を照射してｐ伝導型半導体を得ることができた。
　【００４２】
　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であり、この発光輝度は、従来のｐｎ接合のＧａＮ発光ダイオードの発光輝度に比べて２倍であった。又、発光寿命は、１０４時間であり、従来のｐｎ接合のＧａＮ発光ダイオードの発光寿命に比べて１．５倍であった。
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　本発明の具体的な第１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】
　本発明の具体的な第２実施例に係る発光ダイオードの構成を示した構成図。
　【図９】
　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１０】
　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１１】
　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１２】
　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１３】
　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１４】
　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１５】
　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１６】
　本発明の具体的な第３実施例に係る発光ダイオードの構成を示した構成図。
　【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
　　５１，５０１…低キャリア濃度ｐ層
　　５２，５０２…高キャリア濃度ｐ＋層
　　６１…低不純物濃度ｉ層
　　６２…高不純物濃度ｉ＋層
　　７，８，７１，７２，８１，８２…電極
　　９，９１…溝