【事件の表示】
　特許第２９３２４６８号「窒化ガリウム系化合物半導体発光素子」の請求項１ないし請求項３に係る発明の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２９３２４６８号の請求項１ないし請求項３に係る発明の特許を維持する。
【理　由】
１．手続きの経緯
  本件特許第２９３２４６８号に係る出願は、平成５年１２月１０日の出願であって、平成１１年５月２８日にその設定登録がなされ、その後、青木衛より特許異議の申立てがなされ、取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成１２年７月１７日に訂正請求がなされ、再度の取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成１２年１０月２日に先の訂正請求取下書とともに新たな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）訂正の内容
　訂正の内容は、特許請求の範囲の請求項１、
「基板上に少なくともｎ型ＧａＮよりなるコンタクト層と、ｎ型Ｇａ１−ＸＡｌＸＮ（０≦Ｘ≦１）よりなる第一のクラッド層と、ｎ型あるいはｐ型のＧａ１−ＹＩｎＹＮ（０＜Ｙ＜１）よりなる活性層と、ｐ型Ｇａ１−ＺＡｌＺＮ（０≦Ｚ≦１）よりなる第二のクラッド層とが順に積層された構造を有する窒化ガリウム系化合物半導体発光素子であり、前記第一のクラッド層の電子キャリア濃度が１×１０１７／ｃｍ３〜１×１０１９／ｃｍ３の範囲に調整されてい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。」
を、
「基板上に少なくともｎ型ＧａＮよりなるコンタクト層と、ｎ型Ｇａ１−ＸＡｌＸＮ（０＜Ｘ＜１）よりなる第一のクラッド層と、ｎ型あるいはｐ型のＧａ１−ＹＩｎＹＮ（０＜Ｙ＜１）よりなる活性層と、ｐ型Ｇａ１−ＺＡｌＺＮ（０＜Ｚ＜１）よりなる第二のクラッド層とが順に積層された構造を有する窒化ガリウム系化合物半導体発光素子であり、前記第一のクラッド層の電子キャリア濃度が１×１０１７／ｃｍ３〜１×１０１９／ｃｍ３の範囲に調整されてい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。」
と訂正し、請求項の訂正に整合するように発明の詳細な説明【０００５】を訂正するものである。
　
（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
　上記訂正のうち請求項の訂正は、請求項１に係る発明のｎ型Ｇａ１−ＸＡｌＸＮ（０≦Ｘ≦１）及びｐ型Ｇａ１−ＺＡｌＺＮ（０≦Ｚ≦１）を、ＡｌとＧａとを必ず含むｎ型Ｇａ１−ＸＡｌＸＮ（０＜Ｘ＜１）及びｐ型Ｇａ１−ＺＡｌＺＮ（０＜Ｚ＜１）と限定するものであるから、特許請求の範囲の減縮に該当し、特許明細書の【０００４】、【００１２】及び【００１４】等の記載を根拠とした訂正であるから新規事項の追加に該当せず、また、実質的に特許請求の範囲を拡張・変更するものにも該当しない。
　また、発明の詳細な説明の訂正は、明りょうでない記載の釈明に該当し、新規事項の追加や、実質的に特許請求の範囲を拡張・変更するものには該当しない。
　
（３）結論
　以上のとおりであるから、本件訂正は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項で準用する第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
（１）本件発明
　本件特許第２９３２４６８号の請求項１ないし請求項３に係る発明は、訂正された特許明細書及び図面の記載からみて、その特許請求の範囲の請求項１ないし請求項３に記載された次のとおりのものである。
「【請求項１】基板上に少なくともｎ型ＧａＮよりなるコンタクト層と、ｎ型Ｇａ１−ＸＡｌＸＮ（０＜Ｘ＜１）よりなる第一のクラッド層と、ｎ型あるいはｐ型のＧａ１−ＹＩｎＹＮ（０＜Ｙ＜１）よりなる活性層と、ｐ型Ｇａ１−ＺＡｌＺＮ（０＜Ｚ＜１）よりなる第二のクラッド層とが順に積層された構造を有する窒化ガリウム系化合物半導体発光素子であり、前記第一のクラッド層の電子キャリア濃度が１×１０１７／ｃｍ３〜１×１０１９／ｃｍ３の範囲に調整されてい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】前記コンタクト層の電子キャリア濃度が５×１０１６／ｃｍ３〜２×１０１９／ｃｍ３の範囲に調整されていることを特徴とする請求項１に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
【請求項３】前記活性層はｎ型ドーパント、もしくはｐ型ドーパント、またはｐ型ドーパントとｎ型ドーパントとがドープされたｎ型Ｇａ１−ＹＩｎＹＮであることを特徴とする請求項１、または請求項２に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。」
　
（２）特許異議申立人の主張の概要
  特許異議申立人青木衛は、甲第１号証としてＪｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．３２（１９９３／１／１５発行）ｐｐ．Ｌ８−Ｌ１１、甲第２号証としてＪｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．３２（１９９２）ｐｐ．２８８３−２８８８、甲第３号証として特開平４−１６３９６９号公報を提示して、訂正前の請求項１ないし請求項３に係る発明は、特許法第２９条第１項第３号又は第１号、並びに特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができないものである旨、主張している。
　
（３）甲各号証の記載内容
　特許異議申立人の提示した甲第１号証は、「ｐ−ＧａＮ／ｎ−ＩｎＧａＮ／ｎ−ＧａＮ二重ヘテロ構造を有する青色光放出ダイオード」に関する論文であり、
「２インチ直径を有する（０００１）方位（Ｃ面）を備えるサファイアが基板として使用された。・・・基板温度は５１０℃に下げられてＧａＮバッファ層を成長した。・・・次に、基板温度は１０２０℃まで上昇されてＧａＮ薄膜を成長した。・・・ＳｉドープドＧａＮ薄膜は６０分間成長された。・・・ＧａＮ成長後、温度は８００℃に下げられ、そしてＳｉドープドＩｎＧａＮ薄膜は７分間成長された。・・・ＩｎＧａＮ成長後、温度は１０２０℃に上昇されＭｇドープドｐ型ＧａＮ薄膜を成長された。・・・その成長後、低エネルギー電子ビーム放射（ＬＥＥＢＩ）処理は入射電子の加速電圧が１５ｋＶに保たれる条件下で高いｐ型ＧａＮ層を得るために行われた。ＬＥＤチップの製造は以下のように達成された：ｐ型ＧａＮ層の表面はｎ型層が露出されるまで部分的にエッチングされた（図１参照）。次に、Ａｕコンタクトがｐ型ＧａＮ層に蒸着されそしてＡｌコンタクトがｎ型ＧａＮ層に蒸着された。」（Ｌ８右欄第２２行〜Ｌ９左欄第２１行）、
「出力パワーは図３において順方向電流の関数として示される。出力パワーは順方向電流の関数として２０ｍＡまではほとんど直線的に増加する。ＩｎＧａＮ／ＧａＮ　ＤＨ　ＬＥＤの出力パワーは１０ｍＡで７０μＷ及び２０ｍＡで１２５μＷである。」（Ｌ９右欄第２６行〜第３０行）と記載されている。
　よって、甲第１号証には、
「サファイアが基板上にＧａＮバッファ層、ＳｉドープＧａＮ薄膜、ＳｉドープドＩｎＧａＮ薄膜、低エネルギー電子ビーム放射（ＬＥＥＢＩ）処理によりｐ型化されたＭｇドープドｐ型ＧａＮ薄膜を成長させ、ｐ型ＧａＮ層に蒸着されたＡｕコンタクト、露出されたｎ型ＧａＮ層に蒸着されたＡｌコンタクトを有するｐ−ＧａＮ／ｎ−ＩｎＧａＮ／ｎ−ＧａＮ二重ヘテロ青色光放出ダイオード」の発明（以下、引用発明という。）が記載されている
　同じく甲第２号証は、「ＧａＮ緩衝層を用いて成長させたＳｉドープ型及びＧｅドープ型ＧａＮ薄膜」に関する論文であり、
「図１は、ＳｉＨ４の流量の関数としてのＳｉドープ型ＧａＮ薄膜のキャリア濃度を示している。キャリア濃度は、１×１０１７／ｃｍ３と２×１０１９／ｃｍ３の間で変動する。」（第２８８４頁左欄第７行〜第１０行）と記載されている。
　同じく甲第３号証には、
「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、前記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、前記低キャリア濃度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’層とを有する窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。」（特許請求の範囲）、
「次に、サファイア基板１の温度を１１５０℃に保持し、Ｈ２を２０ｌ／分、ＮＨ３を１０ｌ／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。」（公報第２頁右下欄第７行〜第１２行）、
「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低下するので望ましくなく」（公報第４頁右上欄第１９行〜左下欄第２行）と記載されている。
　
Ａ）本件の請求項１に係る発明について
（４）対比
　本件の請求項１に係る発明（以下、本件発明１という。）と引用発明とを対比すると、引用発明のＳｉドープドＧａＮ薄膜は、コンタクト層とクラッド層としての機能を有するものと認められるから、本件発明１のコンタクト層及び第一のクラッド層に相当しており、また、引用発明のＳｉドープドＩｎＧａＮ薄膜は、ｎ型の活性層であるから、両者は、
「基板上に少なくともｎ型ＧａＮよりなるコンタクト層と、ｎ型窒化ガリウム系半導体よりなる第一のクラッド層と、ｎ型あるいはｐ型のＧａ１−ＹＩｎＹＮ（０＜Ｙ＜１）よりなる活性層と、ｐ型窒化ガリウム系半導体よりなる第二のクラッド層とが順に積層された構造を有する窒化ガリウム系化合物半導体発光素子」
である点で一致しており、
ａ）第一及び第二のクラッド層の窒化ガリウム系半導体が、本件発明１では、ｎ型Ｇａ１−ＸＡｌＸＮ（０＜Ｘ＜１）及びｐ型Ｇａ１−ＺＡｌＺＮ（０＜Ｚ＜１）よりなり、必ずＧａとＡｌとを含むのに対して、引用発明ではｎ型ＧａＮ及びｐ型ＧａＮ層であり、Ａｌを含まない点、
ｂ）本件発明１では、第一のクラッド層の電子キャリア濃度が１×１０１７／ｃｍ３〜１×１０１９／ｃｍ３の範囲に調整されているのに対して、引用発明ではキャリア濃度の限定がない点、
で相違している。
　
（５）当審の判断
　本件特許明細書の【００１２】の記載及び図２には、コンタクト層２をＳｉドープｎ型ＧａＮ層、第一のクラッド層３をＳｉドープｎ型ＧａＡｌＮ層、活性層４をＺｎおよびＳｉドープｎ型ＩｎＧａＮ層、第二のクラッド層５をＭｇドープＧａＡｌＮ層として主発光波長４６０ｎｍの青色発光素子とし、第一のクラッド層の電子キャリア濃度のみを変化させた場合には、電子キャリア濃度が１×１０１７〜１×１０１９／ｃｍ３の範囲において、最高発光強度に対し５０％以上の発光強度を有することが示されている。
　一方、引用発明に、甲第２号証及び甲第３号証に記載されたｎ型クラッド層のキャリア濃度に関する事項を適用したとしても、第一クラッド層として、ＧａＮの電子キャリア濃度を１×１０１７／ｃｍ３〜１×１０１９／ｃｍ３の範囲とした層が想到できるのみで、Ａｌを含むＧａＡｌＮの電子キャリア濃度の範囲を上記のように調整した層を想到することはできない。
　してみれば、引用発明、甲第２号証及び甲第３号証に記載された発明に基づいて、発光強度の優れた青色発光素子を得るべく、第一及び第二のクラッド層をｎ型Ｇａ１−ＸＡｌＸＮ（０＜Ｘ＜１）及びｐ型Ｇａ１−ＺＡｌＺＮ（０＜Ｚ＜１）とし、第一のクラッド層の電子キャリア濃度を１×１０１７／ｃｍ３〜１×１０１９／ｃｍ３の範囲に調整することは、当業者といえども容易に想到することができないものと認められる。
　
（６）結論
　よって、本件発明１は、甲第１号証ないし甲第３号証に記載された発明ではなく、また、甲第１号証ないし甲第３号証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はない。
　
Ｂ）本件の請求項２及び請求項３に係る発明について
　本件の請求項２及び請求項３に係る発明は、本件の請求項１に係る発明の構成要件をすべて含み、さらに構成要件を付加して限定した発明であるから、本件の請求項１に係る発明と同様に、甲第１号証ないし甲第３号証に記載された発明ではなく、また、甲第１号証ないし甲第３号証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はない。
　
（むすび）
　以上のとおりであるから、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ないし請求項３に係る発明の特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件の請求項１ないし請求項３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１０月１６日（２０００．１０．１６）
【訂正の要旨】
１．訂正事項１
　特許請求の範囲の請求項１、
「基板上に少なくともｎ型ＧａＮよりなるコンタクト層と、ｎ型Ｇａ１−ＸＡｌＸＮ（０≦Ｘ≦１）よりなる第一のクラッド層と、ｎ型あるいはｐ型のＧａ１−ＹＩｎＹＮ（０＜Ｙ＜１）よりなる活性層と、ｐ型Ｇａ１−ＺＡｌＺＮ（０≦Ｚ≦１）よりなる第二のクラッド層とが順に積層された構造を有する窒化ガリウム系化合物半導体発光素子であり、前記第一のクラッド層の電子キャリア濃度が１×１０１７／ｃｍ３〜１×１０１９／ｃｍ３の範囲に調整されてい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。」
を、
「基板上に少なくともｎ型ＧａＮよりなるコンタクト層と、ｎ型Ｇａ１−ＸＡｌＸＮ（０＜Ｘ＜１）よりなる第一のクラッド層と、ｎ型あるいはｐ型のＧａ１−ＹＩｎＹＮ（０＜Ｙ＜１）よりなる活性層と、ｐ型Ｇａ１−ＺＡｌＺＮ（０＜Ｚ＜１）よりなる第二のクラッド層とが順に積層された構造を有する窒化ガリウム系化合物半導体発光素子であり、前記第一のクラッド層の電子キャリア濃度が１×１０１７／ｃｍ３〜１×１０１９／ｃｍ３の範囲に調整されてい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。」
と訂正する。
２．訂正事項２
　明細書の段落番号【０００５】、
「【課題を解決するための手段】
　本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子は、基板上に少なくともｎ型ＧａＮよりなるコンタクト層と、ｎ型Ｇａ１−ＸＡｌＸＮ（０≦Ｘ≦１）よりなる第一のクラッド層と、ｎ型あるいはｐ型のＧａ１−ＹＩｎＹＮ（０＜Ｙ＜１）よりなる活性層と、ｐ型Ｇａ１−ＺＡｌＺＮ（０≦ｄ≦１）よりなる第二のクラッド層とが順に積層された構造を有する窒化ガリウム系化合物半導体発光素子であり、前記第一のクラッド層の電子キャリア濃度が１×１０１７／ｃｍ３〜１×１０１９／ｃｍ３の範囲に調整されていることを特徴とする。」
を、
「【課題を解決するための手段】
　本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子は、基板上に少なくともｎ型ＧａＮよりなるコンタクト層と、ｎ型Ｇａ１−ＸＡｌＸＮ（０＜Ｘ＜１）よりなる第一のクラッド層と、ｎ型あるいはｐ型のＧａ１−ＹＩｎＹＮ（０＜Ｙ＜１）よりなる活性層と、ｐ型Ｇａ１−ＺＡｌＺＮ（０＜Ｚ＜１）よりなる第二のクラッド層とが順に積層された構造を有する窒化ガリウム系化合物半導体発光素子であり、前記第一のクラッド層の電子キャリア濃度が１×１０１７／ｃｍ３〜１×１０１９／ｃｍ３の範囲に調整されていることを特徴とする。」
と訂正する。
（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】　基板上に少なくともｎ型ＧａＮよりなるコンタクト層と、ｎ型Ｇａ１−ＸＡｌＸＮ（０＜Ｘ＜１）よりなる第一のクラッド層と、ｎ型あるいはｐ型のＧａ１−ＹＩｎＹＮ（０＜Ｙ＜１）よりなる活性層と、ｐ型Ｇａ１−ＺＡｌＺＮ（０＜Ｚ＜１）よりなる第二のクラッド層とが順に積層された構造を有する窒化ガリウム系化合物半導体発光素子であり、前記第一のクラッド層の電子キャリア濃度が１×１０１７／ｃｍ３〜１×１０１９／ｃｍ３の範囲に調整されてい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】　前記コンタクト層の電子キャリア濃度が５×１０１６／ｃｍ３〜２×１０１９／ｃｍ３の範囲に調整されていることを特徴とする請求項１に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
　　【請求項３】　前記活性層はｎ型ドーパント、もしくはｐ型ドーパント、またはｐ型ドーパントとｎ型ドーパントとがドープされたｎ型Ｇａ１−ＹＩｎＹＮであることを特徴とする請求項１、または請求項２に記載の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】
　【産業上の利用分野】
　本発明は紫外、青色、緑色発光ダイオード、レーザーダイオード等に使用される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】
　ＩｎＧａＮを活性層とし、ｎ型およびｐ型のＧａＡｌＮをクラッド層とするｐ−ｎ接合型ダブルヘテロ構造の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子に関し、我々は特願平５−７０８７３号、特願平５−７０８７４号、特願平５−１１４５４１号、特願平５−１１４５４２号、特願平５−１１４５４３号、特願平５−１１４５４４号等を提案した。これらの技術には、活性層であるＩｎＧａＮにドープするドーパントの種類、濃度、キャリア濃度等の条件、あるいはｐ型クラッド層のドーパントの種類、濃度等、発光素子の発光強度を変化させる条件等、最大輝度が得られる窒化ガリウム系化合物半導体発光素子が開示されており、具体的には、これらの技術により、我々は従来全く実現されていなかった５００ｍｃｄ以上の青色発光素子の実現に成功した。
　【０００３】
　しかし、それらの技術を用い発光素子を製作するに従い、未だ発光素子を構成する窒化ガリウム系化合物半導体層の条件により、得られた発光素子の発光強度、発光出力にばらつきが生じ、さらなる改良を加える必要が生じてきた。
　【０００４】
　【発明が解決しようとする課題】
　従って本発明はこのような事情を鑑み成されたものであり、その目的とするところは、ＩｎＧａＮを活性層とし、ｎ型およびＰ型のＧａＡｌＮをクラッド層としたｐ−ｎ接合型ダブルヘテロ構造の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、安定した発光輝度、発光出力を得ると共に、それらの特性をさらに高めることにある。
　【０００５】
　【課題を解決するための手段】
　本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子は、基板上に少なくともｎ型ＧａＮよりなるコンタクト層と、ｎ型Ｇａ１−ＸＡｌＸＮ（０＜Ｘ＜１）よりなる第一のクラッド層と、ｎ型あるいはｐ型のＧａ１−ＹＩｎＹＮ（０＜Ｙ＜１）よりなる活性層と、ｐ型Ｇａ１−ＺＡｌＺＮ（０＜Ｚ＜１）よりなる第二のクラッド層とが順に積層された構造を有する窒化ガリウム系化合物半導体発光素子であり、前記第一のクラッド層の電子キャリア濃度が１×１０１７／ｃｍ３〜１×１０１９／ｃｍ３の範囲に調整されていることを特徴とする。
　【０００６】
　本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の構造を示す断面図を図１に示す。１は基板、２はｎ型ＧａＮコンタクト層、３は第一のクラッド層であるｎ型Ｇａ１−ＸＡｌＸＮ層、４は活性層であるｎ型またはｐ型のＧａ１−ＹＩｎＹＮ層、５は第二のクラッド層であるｐ型Ｇａ１−ＺＡｌＺＮ層、１０、および１１は電極である。
　【０００７】
　基板１にはサファイア、ＳｉＣ、ＺｎＯを使用し得るが、通常はサファイアを用いる。図１の構造の発光素子では絶縁性基板であるサファイアを示している。また、基板１とコンタクト層２との間にＧａＮ、ＧａＡｌＮ等のバッファ層を形成すると、バッファ層の上に成長するコンタクト層２の結晶性がよくなる。特に本発明においては、特開平４−２９７０２３号に開示したように、バッファ層をコンタクト層２の組成と同一にすることにより、非常に優れた結晶性のコンタクト層２が得られ、コンタクト層２の上に成長する窒化ガリウム系化合物半導体の結晶性が格段に向上する。
　【０００８】
　次にコンタクト層２はｎ型ＧａＮであることが必要である。なぜなら、コンタクト層２はＧａＮの二元混晶に比して、Ａｌを加えた三元混晶とするに従い、０．３μｍ以上の膜厚で成長すると結晶中にクラックが入りやすくなり、結晶性が悪くなる傾向にある。結晶性が悪くなるとそのコンタクト層２の上に積層する窒化ガリウム系化合物半導体の結晶性も悪くなり、発光強度、発光出力が低下する。またｎ型電極１０とオーミックコンタクトが得られにくくなり、例えばＡｌがＧａに対し半分以上含まれると、電極１０とショットキー接触に近くなる。またコンタクト層２の電子キャリア濃度は５×１０１６／ｃｍ３〜２×１０１９／ｃｍ３、さらに好ましくは１×１０１７／ｃｍ３〜１×１０１９／ｃｍ３の範囲に調整することが好ましい。その電子キャリア濃度が１×１０１７／ｃｍ３より少なく、また２×１０１９／ｃｍ３よりも多いと発光出力が低下する傾向にある。窒化ガリウム系化合物半導体の場合には、周知のようにノンドープでもｎ型になる性質があるが、ノンドープであると成長条件のみで電子キャリア濃度を調整することが困難であるため、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｅ、Ｓｅ等のｎ型ドーパントであるＩＶ族元素をドープして結晶成長させることにより好ましいｎ型として、電子キャリア濃度を調整する方がよい。
　【０００９】
　次に、第一のクラッド層３であるｎ型Ｇａ１−ＸＡｌＸＮの電子キャリア濃度は、１×１０１７／ｃｍ３〜１×１０１９／ｃｍ３、さらに好ましくは２×１０１７／ｃｍ３〜８×１０１８／ｃｍ３の範囲に調整する必要がある。その電子キャリア濃度が１×１０１７／ｃｍ３より少ないと、第一のクラッド層３の抵抗率が高くなり、その結果、順方向電圧が高くなるために発光効率が低下する。さらに電子キャリア濃度が少ないので、その分、活性層４に注入される電子キャリア減少するので発光効率が低下する。また１×１０１９／ｃｍ３よりも多いと第一のクラッド層３のＸ線ロッキングカーブの半値幅がおよそ５分から、１０分となり明らかに結晶性が低下する。そのため、結晶性の悪い第一のクラッド層３の上に、活性層４を積層しても、活性層の結晶性の向上がみられないので、発光素子の発光効率が低下する。この低下の割合はコンタクト層２の電子キャリア濃度の変化よりも第一のクラッド層２の方が大きいため、前記範囲に調整することが必須要件である。電子キャリア濃度を調整するにはコンタクト層２と同様にｎ型ドーパントをドープして調整できることは言うまでもないが、この第一のクラッド層２においては、最も好ましくＳｉを用いた方が電子キャリア濃度を調整しやすい。
　【００１０】
　活性層であるＧａ１−ＹＩｎＹＮ層はｎ型でもよいし、ｐ型でもよい。ｎ型とするにはノンドープの状態、またはＧａ１−ＹＩｎＹＮ層に、前記ｎ型ドーパントをドープして結晶成長させることによりｎ型とすることができ、またｐ型とするにはＺｎ、Ｍｇ、Ｃａ等のｐ型ドーパントであるＩＩ族元素をドープしてｐ型特性を示すように結晶成長させるか、あるいはｐ型ドーパントを含むＧａ１−ＹＩｎＹＮ層成長後に、４００℃以上でアニーリングすることによりｐ型とすることができる。最も好ましくは、特願平５−７０８７４号に示すように、ｐ型ドーパント、またはｐ型ドーパントとｎ型ドーパントとをドープしてｎ型になるよう１にしたＧａ１−ＹＩｎＹＮ層を活性層とするか、またはｎ型ドーパントをドープして電子キャリア濃度を１×１０１７／ｃｍ３〜５×１０２１／ｃｍ３の範囲に調整したＧａ１−ＹＩｎＹＮ層を活性層とすることにより、発光出力、発光強度ともに増大する。
　【００１１】
　第二のクラッド層であるｐ型Ｇａ１−ＺＡｌＺＮ層は、前記のようにｐ型ドーパントをドープしてＰ型特性を示すように結晶成長させたＧａ１−ＺＡｌＺＮ層、あるいはｐ型ドーパントを含むＧａ１−ＺＡｌＺＮ層成長後に４００℃以上でアニーリングして好ましいｐ型としたＧａ１−ＺＡｌＺＮ層を第二のクラッド層とできる。好ましくは特願平５−１１４５４４号に記載のように、ｐ型ドーパントとしてＭｇを１×１０１８／ｃｍ３〜１×１０２１／ｃｍ３の濃度範囲でドープしたｐ型Ｇａ１−ＺＡｌＺＮ層を使用することにより、発光出力、発光強度を増大させることができる。
　【００１２】
　【作用】
　図２は第一のクラッド層の電子キャリア濃度と、発光素子の発光強度の関係を示す図であり、これは図１の構造の発光素子発光素子において、コンタクト層２をＳｉドープｎ型ＧａＮ層、第一のクラッド層３をＳｉドープｎ型ＧａＡｌＮ層、活性層４をＺｎおよびＳｉドープｎ型ＩｎＧａＮ層、第二のクラッド層５をＭｇドープＧａＡｌＮ層として主発光波長４６０ｎｍの青色発光素子とし、第一のクラッド層の電子キャリア濃度のみを変化させた場合の発光強度の相対値を示している。図２の各点（●）は低い方から順に電子キャリア濃度５×１０１６、１×１０１７、２×１０１７、３×１０１７、１×１０１８、５×１０１８、８×１０１８、１×１０１９、２×１０１９／ｃｍ３を示している。この図を見てもわかるように、本発明では最高発光強度に対し、１０％まで低下する範囲を第一のクラッド層の電子キャリア濃度の限定値とし、さらに５０％以上の発光強度を有する電子キャリア濃度の範囲をさらに好ましい範囲とする。
　【００１３】
　また、図３は同じくコンタクト層２の電子キャリア濃度と、発光素子の関係を示す図であり、これも同じく前述の発光素子と同一構造の発光素子において、コンタクト層２の電子キャリア濃度のみを変化させた場合の発光強度の相対値を示している。なおこの図において、第一のクラッド層３の電子キャリア濃度は１×１０１８／ｃｍ３とした。図３の各点（■）は低い方から順に電子キャリア濃度３×１０１６、５×１０１６、１×１０１７、５×１０１７、１×１０１８、５×１０１８、１×１０１９、２×１０１９、５×１０１９／ｃｍ３を示している。従って本発明の発光素子では、最高発光強度に対し、１０％まで低下する範囲をコンタクト層の電子キャリア濃度の好ましい範囲とし、さらに好ましい範囲として５０％以上の発光強度を有する範囲とする。
　【００１４】
　【実施例】
［実施例１］ＭＯＣＶＤ法により、厚さ３００μｍのサファイア基板上に、ＧａＮよりなるバッファ層を２００オングストローム、コンタクト層としてＳｉドープＧａＮ層を４μｍ、第一のクラッド層としてＳｉドープＧａ０．９Ａｌ０．１Ｎ層を０．１μｍ、活性層としてＺｎとＳｉとをドープしたｎ型Ｉｎ０．１Ｇａ０．９Ｎ層を０．１μｍ、および第二のクラッド層としてＭｇをドープしたｐ型Ｇａ０．９Ａｌ０．１Ｎ層を０．１μｍを順に積層した窒化ガリウム系化合物半導体ウェーハを作成した。なおこのウェーハのコンタクト層の電子キャリア濃度は１×１０１８／ｃｍ３であり、第一のクラッド層の電子キャリア濃度は１×１０１８／ｃｍ３、活性層の電子キャリア濃度は１×１０１９／ｃｍ３であった。
　【００１５】
　次に前記第二のクラッド層の表面に所定のマスクを形成した後エッチングを行い、ｎ電極を形成するためのコンタクト層を露出させる。ｐクラッド層と露出したｎコンタクト層とに常法に従い電極を形成した後、４００℃以上でアニーリングを行い第二のクラッド層であるｐ型Ｇａ０．９Ａｌ０．１Ｎ層を更に低抵抗化した。
　【００１６】
　以上のようにして得たウェーハをチップ状に裁断し、青色発光素子として発光させたところ、順方向電圧２０ｍＡにおいて、Ｖｆは４．３Ｖであり、主発光波長４６０ｎｍにおける発光輝度は１４００ｍｃｄ、発光出力１６００μＷと過去最大の発光輝度、発光出力を示した。
　【００１７】
［実施例２］実施例１の第二のクラッド層ｐ型Ｇａ０．９Ａｌ０．１Ｎ層の上に、さらに第二のコンタクト層としてＭｇドープｐ型ＧａＮ層を０．３μｍ積層する他は同様にして青色発光素子としたところ、２０ｍＡにおいて順方向が３．２Ｖに低下し、発光輝度１６００ｍｃｄ、発光出力２０００μＷとなった．なお、ｐ側の電極は第二のコンタクト層に形成してあることはいうまでもない。
　【００１８】
［実施例３］実施例１のコンタクト層を形成する際、電子キャリア濃度を５×１０１６／ｃｍ３とする他は同様にして発光素子としたところ、発光出力３００μＷ、発光輝度２００ｍｃｄであった。
　【００１９】
［実施例４］実施例１の第一のクラッド層を形成する際、電子キャリア濃度を１×１０１７／ｃｍ３とする他は同様にして発光素子としたところ、出力２００μＷ、発光輝度１５０ｍｃｄであった。
　【００２０】
　【発明の効果】
　以上説明したように、本発明の発光素子ではその発光素子を構成する第一のｎ型クラッド層の電子キャリア濃度を調整することにより、発光素子の発光強度、発光出力が飛躍的に向上する。またｎ層の電極を設けるべきｎ型コンタクト層の電子キャリア濃度においても、その値を調整すれば、第一のクラッド層と同様に発光素子の発光出力、発光強度を向上させることができる。しかも、安定した発光輝度、発光出力を有する発光素子を提供することができ、産業上の利用価値は非常に大きいものがある。
【図面の簡単な説明】
　【図１】　本発明の一実施例の発光素子の構造を示す模式断面図。
　【図２】　第一のクラッド層の電子キャリア濃度と発光素子の発光強度との関係を示す図。
　【図３】　コンタクト層の電子キャリア濃度と発光素子の発光強度との関係を示す図。
　【符号の説明】
１・・・基板
２・・・ｎ型Ｇａ１−ａＡｌａＮコンタクト層
３・・・ｎ型Ｇａ１−ＸＡｌＸＮクラッド層
４・・・ｎまたはｐ型Ｇａ１−ＹＩｎＹＮ活性層
５・・・ｐ型Ｇａ１−ＺＡｌＺＮクラッド層