【事件の表示】
　特許第２６８０７６２号「半導体発光素子」の請求項１ないし２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２６８０７６２号の請求項１ないし２に係る特許を維持する。
【理由】
１．手続の経緯
　本件特許２，６８０，７６２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３年１２月２５日
　特許権設定登録　　　　平成９年８月１日
　特許公報発行日　　　　平成９年１１月１９日
　特許異議の申立て　　　平成１０年５月１８日
　取消理由通知　　　　　平成１０年１０月２日
　特許異議意見書　　　　平成１０年１１月３０日
　訂正請求　　　　　　　平成１０年１１月３０日
２．訂正の適否についての判断
（１）訂正の目的の適否等について
　（１．１）訂正事項ａについて
　特許請求の範囲請求項１において、
「Ｉｎ１−ｙ（Ｇａ１−ＸＡｌＸ）ｙＰ層」を「Ｉｎ１−ｙ（Ｇａ１−ＸＡｌＸ）ｙＰ層」（「１−Ｘ」におけるー（長音符号）を−（マイナス記号））とする訂正は、誤記の訂正に該当し、「含む」を「含み、前記格子緩和層がＧａＰ上に直接形成される」とする訂正は、特許請求の範囲の減縮を目的とするものであり、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。
　（１．２）訂正事項ｂについて
　明細書【００１２】の記載を、「【課題を解決するための手段】
　本発明の半導体発光素子は、ＧａＰ基板と、該ＧａＰ基板上に階段的にＩｎ１−ＸＡｌＸＰの混晶比Ｘを変えて形成された格子緩和層と、該格子緩和層の上に形成された複数層からなり、該複数層がその最下層を格子緩和層最上部と格子整合する状態となし、かつＩｎ１−ＸＡｌＸＰ層及びＩｎ１−ｙ（Ｇａ１−ＸＡｌＸ）ｙＰ層を含み、前記格子緩和層がＧａＰ上に直接形成されるので、そのことにより上記目的を達成することができる。」とする訂正は、上記特許請求の範囲の訂正にともなう訂正であり、明りよう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。
　（１．３）訂正事項ｃについて
　明細書【００１４】の記載を、「【作用】
　本発明にあっては、ＧａＰ基板を使用するので光の吸収を抑制できる。またＧａＰ基板上にＩｎ１−ＸＡｌＸＰ層を格子緩和層としてＧａＰ上に直接形成して利用しているので、図２に示すように、直接遷移領域であるＩｎ１−ｙ（Ｇａ１−ＸＡｌＸ）ｙＰ（図２における斜線部領域）で活性層を形成できると共に、高効率かつ高輝度の発光が可能なダブルへテロ構造或いはシングルへテロ構造を形成できる。」
とする訂正は、上記特許請求の範囲の訂正にともなう訂正であり、明りよう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。
　（１．４）訂正事項ｄについて
　明細書【００２７】の記載を、「【発明の効果】
　本件発明による場合は、ＧａＰ基板を使用するので光の吸収を抑制できる。またＧａＰ基板上にＩｎ１−ＸＡｌＸＰ層を格子緩和層としてＧａＰ基板上に直接形成して利用しているので、直接遷移領域であるＩｎ１−ｙ（Ｇａ１−ＸＡｌＸ）ｙＰで活性層を形成できると共に、高効率かつ高輝度の発光が可能なダブルへテロ構造或いはシングルへテロ構造を形成できる。これにより、高輝度の短波長を有する半導体発光素子を提供することが可能となる。」とする訂正は、上記特許請求の範囲の訂正にともなう訂正であり、明りよう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）独立特許要件について
　（２．１．１）本件発明
　訂正明細書の特許請求の範囲請求項１及び２に係る発明（以下「本件第１発明」及び「本件第２発明」という。）は、その特許請求の範囲請求項１及び２に記載された以下のとおりのものである。
「【請求項１】　ＧａＰ基板と、該ＧａＰ基板上に段階的にＩｎ１−ＸＡｌＸＰの混晶比Ｘを変えて形成された格子緩和層と、該格子緩和層の上に形成された複数層からなり、該複数層がその最下層を格子緩和層最上部と格子整合する状態となし、かつＩｎ１−ＸＡｌＸＰおよびＩｎ１−ｙ（Ｇａ１−ＸＡｌＸ）ｙＰ層を含み、前記格子緩和層がＧａＰ上に直接形成される半導体発光素子。
　【請求項２】　前記複数層は、前記格子緩和層の最上部と格子整合するＩｎ１−ＸＡｌＸＰ層、該Ｉｎ１−ＸＡｌＸＰ層よりバンドギャップが小さいＩｎ１−ｙ（Ｇａ１−ＸＡｌＸ）ｙＰ層及びＩｎ１−ＸＡｌＸＰ層からなるダブルへテロ構造を持つ請求項１記載の半導体発光素子。」
　本件発明は、ＧａＰ基板を使用するので光の吸収を抑制でき、また、Ｉｎ１−ＸＡｌＸＰ層を格子緩和層としてＧａＰ基板上に直接形成するので、直接遷移領域であるＩｎ１−ｙ（Ｇａ１−ＸＡｌＸ）ｙＰで活性層を形成できるとともに、高効率かつ高輝度の発光が可能なダブルへテロ構造あるいはシングルへテロ構造を形成できるという効果を奏するものである。
　（２．１．２）引用刊行物に記載された発明
　これに対して、当審の取消理由通知書において引用した本件特許出願前に頒布された刊行物１（特開平１−２４３４８２号公報、異議申立人の提出する甲第１号証）には、以下の事項が記載されている。
　▲１▼「ＧａＰ基板と、ＧａＰ基板上に設けた歪超格子と、歪超格子上に設けた多層で構成され、多層がＡｌを含有するＡｌＧａＩｎＰもしくは含有しないＧａＩｎＰ活性層及びＡｌＧａＩｎＰクラッド層を有する」（特許請求の範囲１）半導体発光装置、及び、「多層が歪超格子上に形成したＡｌＧａＩｎＰクラッド層、バンドギャップがクラッド層より小さいＡｌＧａＩｎＰもしくはＧａＩｎＰ活性層及びＡｌＧａＩｎＰクラッド層からなるダブルへテロ構造を少なくとも有する」（特許請求の範囲２）半導体発光装置。
　▲２▼ＧａＰ基板を用いた利点について、「ＧａＰは、ＧａＡｓと異なり２．２６ｅＶと広いバンドギャップを有し、５５０ｎｍより長波長の光に対して透明であり、ＧａＰを基板に用いた素子では、発光を基板側からも取り出せ、熱放散性に有利なジャンクションダウンとすることができる。また、基板側を下にしてもＧａＰが透明であるため、基板側に放射した光も上部に取り出すことができる。」（第２頁右上欄第１７行目〜左下欄第４行目）。
　▲３▼歪超格子については、「歪超格子は、格子定数の異なる数種の５０〜２００００Åのエピタキシャル成長薄膜を５層以上交互に成長させた構造で、ヘテロ界面に格子定数の際に起因する歪場が存在している。現在、Ｓｉ基板上へのＧａＡｓ成長でのこの歪超格子の多くの研究がなされている。すなわち、基板と格子定数の異なる結晶をエピタキシャル成長させる有力な手段となっている」（第４頁左上欄第１９行目〜右上欄第６行目）。　▲４▼また、「第３図に示すような構造のＬＤは、ＧａＩｎＰ（またはＡｌＧａＩｎＰ）が最大の直接遷移型バンドギャップを有するとともに、短波長化にもっとも有利であるという特性を生かすべく、緑色〜橙色の可視領域の短波長が得られ」（第５頁右上欄第１５目〜第１９行目）
　同じく刊行物２（特開平１−１４５８８３号公報、異議申立人の提出する甲第２号証）には、
　ＩｎＧａＡｌＰ系の発光層を有した発光素子において、「Ｓｉ基板上のエピタキシャル成長中間層として、ＩｎＡｌＰ超格子層を設け、超格子層各層の組成を徐々に変えて基板側と上部のエピ層の格子整合を図る」（特許請求の範囲）ことが記載されており、「ＡｌｘＩｎ１−ｘＰ層を組成ＸをＸ＝１．０から０．５間で徐々に小さくしていくグレーデッド層にすれば、格子整合性を良好に保つことができる」（第２頁左下欄第１５目〜第１９行目）ことが記載されており、またＡｌｘＩｎ１−ｘＰ層クレーデッド層に接するクラッド層としてｎ型Ａｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐクラッド層を形成し、発光層を形成した後にさらにｐ型Ａｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐクラッド層を形成することが実施例１に記載されている。
　同じく刊行物３（特開平３−１１４２７７号公報、異議申立人の提出する甲第３号証）には、
　「ｐｎ接合からなる発光層を有し、該発光層を形成する半導体をＩｎｘＧａｙＡｌ１−ｘ−ｙＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）とした半導体発光素子」（特許請求の範囲１）が記載されており、一実施例である図１の説明において、「光反射層１４上にＰ−Ｉｎ０．５Ａｌ０．５Ｐ（Ｚｎドープ、１×１０１８ｃｍ−３、２μｍ）クラッド層１５、アンドープＩｎ０．５Ｇａ０．２５Ａｌ０．２５Ｐ（０．５μｍ）活性層１６、ｎ−Ｉｎ０．５Ａｌ０．５Ｐ（Ｓｅドープ、１×１０１８ｃｍ−３、２μｍ）クラッド層１７からなるダブルへテロ構造を形成する」（第３頁右下欄第３目〜第９行目）ことが記載されている。
　同じく刊行物４（特開平１−１８７９９２号公報、異議申立人の提出する甲第４号証）には、特許請求範囲の発明の前提部分として、「ＧａＩｎＰまたはＡｌＧａＩｎＰでなる活性層を前記活性層より禁制帯幅の大きなＡｌＧａＩｎＰまたはＡｌＩｎＰでなるクラッド層で挟み込んだダブルへテロ構造」（特許請求の範囲）に関する発明であることが記載されている。
　（２．２）比較及び検討
　（２．２．１）本件第１発明について
　本件第１発明と上記刊行物記載の発明とを比較すると、本件第１発明の構成要件である「ＧａＰ基板上にＩｎＡｌＰよりなる格子緩和層を直接形成する」点については上記いずれの刊行物にも記載されていない。
　上記刊行物１には、ＧａＰを基板とはするが、格子緩和は歪超格子で行われており、この歪超格子に代えてＩｎＡｌＰよりなる格子緩和層を直接形成することを示唆する証拠はない。
　また、上記刊行物２には、「Ｓｉ基板上のエピタキシャル成長中間層として、ＩｎＡｌＰ超格子層を設け、超格子層各層の組成を徐々に変えて基板側と上部のエピ層の格子整合を図る」と記載されているが、上記刊行物記載のものは、基板がＳｉであり、該Ｓｉ基板上に、ＡｌＰからなる組成を徐々に変化させる格子緩和層を形成しているが、基板がＧａＰである場合に、ＡｌＰからなる上記格子緩和層を形成するかどうかは不明である。
　したがって、本件第１発明は、上記刊行物１乃至４に記載された発明に基いて当業者が容易になし得たものであるとすることはできない。
　（２．２．２）本件第２発明について
　本件第２発明は、上記第１発明の構成をさらに限定したものであるので、上記（２．２．１）と同じ理由により、上記刊行物１乃至４に基いて当業者が容易になし得たものであるとすることはできない。
　（２．３）したがって、本件特許の第１発明及び第２発明は、特許法第２９条第２項の規定により、特許出願の際独立して特許を受けることができない発明であるとすることはできない。
（３）以上のとおりであるので、上記訂正は、平成６年法律第１１６号附則第６条第１項の規定により、従前の例とされる改正前の特許法第１２６条第１項乃至第３項に適合しているので、これを認める。
３．特許異議の申立てについての判断
　特許異議申立人株式会社ディスクは、甲第１号証として、特開平１−２４３４８２号公報、甲第２号証として、特開平１−１４５８８３号公報、甲第３号証として、特開平３−１１４２７７号公報及び甲第４号証として、特開平１−１８７９９２号公報を提出し、本件特許の請求項１及び２に係る発明は、上記甲第１号証乃至甲第４号証刊行物に記載された発明に基いて当業者が容易になし得たものであるから、取り消すべきである旨主張する。
　しかしながら、上記（２．２．１）及び（２．２．２）で述べたとおり、本件特許の請求項１及び２に係る発明は、上記刊行物に基いて当業者が容易になし得たものであるとすることはできない。
４．むすび
　以上のとおりであるので、請求項１及び２に係る発明は、異議申立人の提出する証拠及び理由によっては、その特許を取り消すことができない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１１年８月４日（１９９９．８．４）
【訂正の要旨】
（１）訂正事項ａ
　特許第２，６８０，７６２号の明細書における特許請求の範囲請求項１において、誤記の訂正を目的として、「Ｉｎ１−ｙ（Ｇａ１−ＸＡｌＸ）ｙＰ層」を「Ｉｎ１−ｙ（Ｇａ１−ＸＡｌＸ）ｙＰ層」（「１−Ｘ」におけるー（長音符号）を−（マイナス記号））と訂正し、特許請求の範囲の減縮を目的として「含む」を「含み、前記格子緩和層がＧａＰ上に直接形成される」と訂正する。
（２）訂正事項ｂ
　同明細書の段落【００１２】の記載を、明りようでない記載の釈明を目的として、「【課題を解決するための手段】　本発明の半導体発光素子は、ＧａＰ基板と、ＧａＰ基板上に階段的にＩｎ１−ＸＡｌＸＰの混晶比Ｘを変えて形成された格子緩和層と、該格子緩和層の上に形成された複数層からなり、該複数層がその最下層を格子緩和層最上部と格子整合する状態となし、かつＩｎ１−ＸＡｌＸＰ層及びＩｎ１−ｙ（Ｇａ１−ＸＡｌＸ）ｙＰ層を含み、前記格子緩和層がＧａＰ上に直接形成されるので、そのことにより上記目的を達成することができる。」と訂正する。
（３）訂正事項ｃ
　同明細書の段落【００１４】の記載を、明りようでない記載の釈明を目的として、「【作用】　本発明にあっては、ＧａＰ基板を使用するので光の吸収を抑制できる。またＧａＰ基板上にＩｎ１−ＸＡｌＸＰ層を格子緩和層としてＧａＰ上に直接形成して利用しているので、図２に示すように、直接遷移領域であるＩｎ１−ｙ（Ｇａ１−ＸＡｌＸ）ｙＰ（図２における斜線部領域）で活性層を形成できると共に、高効率かつ高輝度の発光が可能なダブルへテロ構造或いはシングルへテロ構造を形成できる。」と訂正する。
（４）訂正事項ｄ
　同明細書の段落【００２７】の記載を、明りようでない記載の釈明を目的として、「【発明の効果】　本件発明による場合は、ＧａＰ基板を使用するので光の吸収を抑制できる。またＧａＰ基板上にＩｎ１−ＸＡｌＸＰ層を格子緩和層としてＧａＰ基板上に直接形成して利用しているので、直接遷移領域であるＩｎ１−ｙ（Ｇａ１−ＸＡｌＸ）ｙＰで活性層を形成できると共に、高効率かつ高輝度の発光が可能なダブルへテロ構造或いはシングルへテロ構造を形成できる。これにより、高輝度の短波長を有する半導体発光素子を提供することが可能となる。」と訂正する。
（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】　ＧａＰ基板と、該ＧａＰ基板上に段階的にＩｎ１−ｘＡｌｘＰの混晶比ｘを変えて形成された格子緩和層と、該格子緩和層の上に形成された複数層からなり、該複数層がその最下層を格子緩和層最上部と格子整合する状態となし、かつＩｎ１−ＸＡｌＸＰ層およびＩｎ１−ｙ（Ｇａ１
−
み、前記格子緩和層がＧａＰ上に直接形成される
　　【請求項２】　前記複数層は、前記格子緩和層の最上部と格子整合するＩｎ１−ＸＡｌＸＰ層、該Ｉｎ１−ｘＡｌｘＰ層よりバンドギャップが小さいＩｎ１−ｙ（Ｇａ１−ＸＡｌＸ）ｙＰ層及びＩｎ１−ＸＡｌＸＰ層からなるダブルへテロ構造を持つ請求項１記載の半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
　　　【０００１】
　　【産業上の利用分野】
　本発明は、可視光発光ダイオード、半導体レーザ等の半導体発光素子に関する
ものである。
　　　【０００２】
　　【従来の技術】
　上述した可視光発光ダイオードとして、従来、図４に示すものが知られている。この発光ダイオードは、ｎ−ＧａＡｓ基板１の上に、ｎ−Ｉｎ１−ｙ（Ｇａ１−ＸＡｌＸ）ｙＰクラッド層２、ｐ−Ｉｎ１−ｙ（Ｇａ１−ＸＡｌＸ）ｙＰ活性層３、ｐ−Ｉｎ１−ｙ（Ｇａ１−ＸＡｌＸ）ｙＰクラッド層４及びｐ−Ｇａ１−ＸＡｌＸＡｓ電流拡散層５がこの順に積層形成され、この積層体の下面全域にｎ型電極６が、また上面の一部にｐ型電極７が形成されている。
　　　【０００３】
　即ち、この発光ダイオードは、注入キャリアを有効に活性層３に閉じ込めるために、バンドギャップの高いクラッド層２、４で活性層３０両側を挟んだダブルへテロ構造になっている。また、ＧａＡｓ基板１に格子整合するように、クラッド層２の混晶比Ｘ、ｙが調整されている。
　　　【０００４】
　かかる構造の発光ダイオードにおいて、活性層３のＡｌ混晶比ｘを例えば０．３としたとき、発光波長は５９０ｎｍ（バンドギャップＥｇ＝２．１ｅＶ）になる。また、クラッド層２、４のＡｌ混晶比Ｘを、例えばキャリアのバリアを確保すべく０．７（Ｅｇ＝２．３ｅＶ）に設定した場合は、高効率、高輝度な発光ダイオード（ＬＥＤ）が得られる。
　　　【０００５】
　図２は、バンドギャップ（縦）と格子定数（横軸）の関係を示す図である。図中でＡ，Ｂ，Ｃ点はそれぞれＡｌＰ，ＧａＰ，ＩｎＰにおける格子定数とバンドギャップを示す。Ａ−Ｃを結ぶ折れ線は三元系混晶半導体であるＩｎ１−ＸＡｌＸＰの混晶比Ｘを変えたときのバンドギャップと格子定数の関係を示す線であり、Ｂ−Ｃを結ぶ折れ線は三元系混晶半導体であるＧａｙＩｎ１−ｙＰの混晶比ｙを変えたときのバンドギャップと格子定数の関係を示す線である。線Ａ−Ｂ−Ｃで囲まれた部分は、四元系混晶半導体であるＩｎ１−ｙ（Ｇａ１−ＸＡｌＸ）ｙのＡｌ混晶比、Ｇａ混晶比を変えたときのバンドギャップと格子定数の関係を示す。図中において、破線で囲まれた部分は四元系混晶半導体が間接遷移領域であることを示し、実線で囲まれた斜線部は四元系混晶半導体が直接遷移領域であることを示している。
　　　【０００６】
　上述した図４に示す従来の発光ダイオードにおける各層のバンドギャップと格子定数を図２を用いて説明すると、次のようになる。Ｄ点のＧａＡｓ基板上１に設けるクラッド層２としては、バンドギャップが２．３ｅＶ、格子定数がＧａＡｓ基板１のＤ点と同じであるＦ点上のＩｎ１−ｙ（Ｇａ１−ＸＡｌＸ）ｙＰ（Ｘ＝０．１５，ｙ＝０．５１）が一般的に選ばれる。また、活性層３としては、格子定数がＦ点と同じで、バンドギャップがＦ点より０．２ｅＶ低いＥ点上のＩｎ１−ｙ（Ｇａ１−ＸＡｌＸ）ｙＰ（Ｘ＝０．０７，ｙ＝０．５１）が一般的に選ばれる。この活性層３のバンドギャップと格子定数は、高輝度および高効率化を達成すべく、直接遷移領域内に入り得る値を考慮している。
　　　【０００７】
　かかる構成の従来の発光ダイオードにおいては、活性層３が直接遷移型の半導体となっているので発光効率および内部量子効率を高くできる。しかし、ＧａＡｓ基板１の吸収端が１．４２ｅＶ（波長が０．８７μｍ）と低いため、活性層３で発光した光のうち基板側に放射された光がＧａＡｓ基板１で吸収されてしまい、外部量子効率が半分程度は落ちるという問題があった。
　　　【０００８】
　また、従来の発光ダイオードとして図５に示すものが知られている。この発光ダイオードは、前記積層体の部分がＧａＰ（吸収端が２．２６ｅＶ：波長が０．５５μｍ）結晶からなるｎ−ＧａＰ基板８の上に、格子整合するようにＩｎ１−ｙＧａｙＰの混晶比ｙを段階的に変えた格子緩和層９を成長させた後、格子定数を各々固定したｎ−ＩｎＧａＰ層１０とｐ−ＩｎＧａＰ層１１をこの順に形成して構成され、これによりｐｎ接合の発光層を有する。従って、この構成の発光ダイオードにあっては、ＩｎＧａＰのｐｎ接合を有すると共に、発光波長が５６５ｎｍ〜６５０ｎｍにおいてはｎ−ＧａＰ基板８が透明であるため、外部量子効率を上げることができる。
　　　【０００９】
　しかしながら、より高い外部量子効率を得ようとして、ＧａＰ基板８の上に上述のＩｎＧａＰ系でダブルへテロ構造を作る場合、Ｉｎの混晶比を上げると、図２から理解されるように、該当する点の位置がＢ−Ｃ線上をＢ→Ｃの方向に移動してバンドギャップが下がり、格子定数も大きくなってしまうため、良好な結晶性を持つｐｎ接合が得られない。また、５５０〜５７０ｎｍ（２．２５〜２．１８ｅＶ）の短波長帯で発光する活性層に対して、キャリアを十分にバリアするクラッド層を形成する手段がないという欠点があった。
　　　【００１０】
　　【発明が解決しようとする課題】
　上述したように従来の可視光発光ダイオードでは、ＧａＡｓ基板を使えば活性層で発光した光が基板で吸収され、外部量子効率が悪くなるという問題があり、また波長０．５５μｍ以上で透明であるＧａＰ基板の上に、Ｉｎ１−ｙＧａｙＰの格子緩和層を成長させた後に、ＩｎＧａＰのｐｎ接合を形成した発光ダイオードでは、基板の吸収端が２．２６ｅＶと比較的高いため基板の光吸収が殆ど無いものの、ホモｐｎ接合であるため注入キャリア密度が上がらず、また発光した光の吸収損失が大きくなり、内部量子効率が上がらないという問題があった。
　　　【００１１】
　本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、発光した光が基板で吸収されず、しかもへテロ接合によりキャリア密度を上げて光の吸収損失を小さくでき、これにより高輝度の短波長を有する光を発生できる半導体発光素子を提供することを目的とする。
　　　【００１２】
　　【課題を解決するための手段】
　本発明の半導体発光素子は、ＧａＰ基板と、該ＧａＰ基板上に段階的にＩｎ１−ＸＡｌＸＰの混晶比ｘを変えて形成された格子緩和層と、該格子緩和層の上に形成された複数層からなり、該複数層がその最下層を格子緩和層最上部と格子整合する状態となし、かつＩｎ１−ＸＡｌＸＰ層及びＩｎ１−ｙ（Ｇａ１
−
み、前記格子緩和層がＧａＰ上に直接形成される
　　　【００１３】
　前記複数層は、前記格子緩和層の最上部と格子整合するＩｎ１−ＸＡｌＸＰ層、該Ｉｎ１−ｘＡｌｘＰ層よりバンドギャップが小さいＩｎ１−ｙ（Ｇａ１−ＸＡｌＸ）ｙＰ層及びＩｎ１−ＸＡｌＸＰ層からなるダブルへテロ構造を持つようにすることもできる。
　　　【００１４】
　　【作用】
　本発明にあっては、ＧａＰ基板を使用するので光の吸収を抑制できる。またＧａＰ基板上にＩｎ１−ＸＡｌＸＰ層を格子緩和層として
ＧａＰ上に直接形成して
　　　【００１５】
　　【実施例】
　図１は本発明を適用した発光ダイオードを示す断面である。この発光ダイオードは、ｎ−ＧａＰ基板８の上に、ｎ−Ｉｎ１−ｙＡｌｙＰからなる格子緩和層１２、ｎ−Ｉｎ１−ｙＡｌｙＰからなる下部クラッド層１３、ｐ−Ｉｎ１−ｙ（Ｇａ１−ＸＡｌＸ）ｙＰからなる活性層１４及びｐ−Ｉｎ１−ｙＡｌｙＰからなる上部クラッド層１５がこの順に積層形成され、この積層体の下面全域にｎ型電極６が、また上面の一部にｐ型電極７が形成されている。
　　　【００１６】
　次に、かかる発光ダイオードの製造方法を説明する。成長方法としてはＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を使用した。
　　　【００１７】
　まず、図１のようにｎ−ＧａＰ基板８上に、ｎ−Ｉｎ１−ｙＡｌｙＰ格子緩和層１２を成長させる。このとき、基板８としては、面方位が（１００）面となった基板か、又はドーピングの容易な０〜１０°ｏｆｆ基板（＜０１１＞方向）を用いるのが好ましい。また、Ａｌの混晶比ｙとしては、例えば成長開始直後に１．０になるようにすると共に、格子緩和層１２の成長が進むに伴って徐々に減らしていく。その減らし方は、図３（ａ）のようにＩｎＰに対するＡｌＰの比率を連続的に減少させるか、或は図３（ｂ）のように段階的に不連続に減少させていく手段を用いる。格子緩和層１２の厚みは、例えば１〜２０μｍとする。また、格子緩和層１２の最上部のＡｌ混晶比ｙは、例えば０．７８〜０．７５を選ぶ。
　　　【００１８】
　次に、同じＡｌ混晶比ｙ＝０．７８〜０．７５でｎ−Ｉｎ１−ｙＡｌｙＰの下部クラッド層１３を２〜５μｍ成長させる。この下部クラッド層１３の格子定数は５．５５オングストロームであり、ＧａＰ基板８の格子定数である５．４５オングストロームに対して格子定数差が０．１オングストローム生じているが、その格子定数差は格子緩和層１２で緩和される。
　　　【００１９】
　その後、下部クラッド層１３の上に、ｐ−Ｉｎ１−ｙ（Ｇａ１−ＸＡｌＸ）ｙＰ（ｘ＝０．０２，ｙ＝０．７０）からなる活性層１４を成長させる。
　　　　【００２０】
　次に、活性層１４の上に、下部クラッド層１３と同じ混晶比ｙ＝０．７８〜０．７５のｐ−１ｎ１−ｙＡｌｙＰからなる上部クラッド層１５を５〜１５μｍ成長させる。このとき、Ａｌ混晶比ｙが高いＩｎＡｌＰ層に対するｐ型の高濃度ドープは非常に難しいため、ｐ側電極７からの注入電流が拡散し易くなるように、なるべく厚く成長させる。例えば、ｐ−Ｉｎ１−ｙＡｌｙＰ（ｙ＝０．７５）からなるクラッド層のドーパント濃度が５×１０１７ｃｍ−３のときは、活性層１４に十分ホールを拡散させるべく膜厚を１５〜２０μｍにする。
　　　【００２１】
　したがって、このように構成された本発明の発光ダイオードにあっては、ＧａＰ基板８上にＩｎ１−ＸＡｌＸＰ層を格子緩和層１２として利用することによって、図２における斜線部の直接遷移領域であるＩｎ１−ｙ（Ｇａ１−ＸＡｌＸ）ｙＰで活性層１４を形成できる。即ち、格子緩和層１２においては、図２に示すようにＡ点からＡ−Ｃに沿ってＣ方向へ、下部・上部クラッド層１３、１５のＧ点まで移動する。そして、活性層１４は同じ格子定数で、Ｇ点よりバンドキャップが低いＨ点上にあり、このＨ点が斜線部の直接遷移領域内に存在する。また、高効率かつ高輝度の発光が可能なダブルへテロ構造を形成できるので、キャリア密度を上げて光の吸収損失を小さくすることが可能となり、これにより高輝度の短波長を有する光を発生できる。
　　　【００２２】
　なお、本発明は、ｎ−ＧａＰ基板８のかわりに、ｐ−ＧａＰ基板を用い、図１の実施例の各層のドーピングを逆にしても、同様の効果が得られることはいうまでもない。この場合、上部クラッド層１５はｎ−ＩｎＡｌＰ層になり、高濃度ドープしやすくできる。また、電子の拡散長はホールの拡散長より長いので、上部クラッド層１５の厚みは薄くても良い。例えば、ドーパント濃度が１×１０１８ｃｍ−３のときは、上部クラッド層１５の厚みは５〜６μｍでも支障がない。
　　　【００２３】
　上記実施例ではダブルへテロ構造の発光ダイオードに本発明を適用しているが、本発明はこれに限らず、シングルへテロ構造の発光ダイオード等にも適用することが可能である。その場合には、ＧａＰ基板上に、段階的に混晶比を変えた格子緩和層を形成し、該格子緩和層の上に格子緩和層最上部と格子整合する状態で三元系混合半導体であるＩｎ１−ＸＡｌＸＰ結晶層を形成し、その上に四元系混晶半導体であるＩｎ１−ｙ（Ｇａ１−ＸＡｌＸ）ｙＰ結晶層を形成するとよい。この構成の場合には、基板に発光波長を短波長化できるＧａＰ基板を使用しているため、図５に示す従来例よりも高輝度発光が可能となる利点がある。
　　　【００２４】
　なお、本実施例ではエピタキシル成長方法としてＭＯＣＶＤ法を使用したが、それ以外に分子線エピタキシャル（ＭＢＥ）法、ＡＬＥ（原子層エピタキシー）法又はＣＢＥ（化学線エピタキシー）法を使用することもできる。
　　　【００２５】
　本発明によって製作した発光ダイオードに関し、発光波長が５６０ｎｍ、外部量子効率が６％以上となるようにした場合において、５ｍｍφ径に樹脂モールドしたとき、駆動電流が２０ｍＡでの輝度として１０カンデラという高輝度を達成できた。
　　　【００２６】
　なお、以上の説明においては発光ダイオードに適用しているが、本発明は半導体レーザ等にも同様にして適用できることはもちろんである。
　　　【００２７】
　　【発明の効果】
　本発明による場合は、ＧａＰ基板を使用するので光の吸収を抑制できる。またＧａＰ基板上にＩｎ１−ＸＡｌＸＰ層を格子緩和層として
ＧａＰ上に直接形成して
【図面の簡単な説明】
　【図１】
本発明の１実施例である発光ダイオードを示す断面図である。
　【図２】
バンドキャップ、格子定数及び発光波長を示す図である。
　【図３】
格子緩和層の形成方法を示す図である。
　【図４】
従来の発光ダイオードを示す断面図である。
　【図５】
従来の他の発光ダイオードを示す断面図である。
　【符号の説明】
６下部電極
７　上部電極
８　ｎ−ＧａＰ基板
１２　格子緩和層
１３　下部クラッド層
１４　活性層
１５　上部クラッド層