(57)【要約】窒化ガリウム（ＧａＮ）基板の半極性（２０−２−１）平面上に製造されるＩＩＩ族窒化物光電子素子は、高インジウム取り込みおよび高偏光比を特徴とする。一実施形態において、窒化ガリウム基板の半極性（２０−２−１）平面は、非極性（１０−１０）平面から、［０００−１］方向に向かって、約１５°傾斜されている。一実施形態において、窒化ガリウム基板の半極性（２０−２−１）平面は、半極性（２０−２１）平面から、［０００−１］方向に向かって、約３０°傾斜されている。
2014519183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電子素子であって、前記素子は、
窒化ガリウム（ＧａＮ）基板の半極性（２０−２−１）平面上に成長させられるＩＩＩ族窒化物系発光素子を備えている、素子。
【請求項２】
前記窒化ガリウム基板の半極性（２０−２−１）平面は、非極性（１０−１０）平面から、［０００−１］方向に向かって、約１５°傾斜されている、請求項１に記載の素子。
【請求項３】
前記窒化ガリウム基板の半極性（２０−２−１）平面は、半極性（２０−２１）平面から、［０００−１］方向に向かって、約３０°傾斜されている、請求項１に記載の素子。
【請求項４】
前記ＩＩＩ族窒化物系発光素子は、極性、非極性、または他の半極性平面上に成長させられるＩＩＩ族窒化物系発光素子と比較して、より高いインジウム取り込みを有する、請求項１に記載の素子。
【請求項５】
前記ＩＩＩ族窒化物系Ｎ発光素子は、極性または他の半極性平面上に成長させられるＩＩＩ族窒化物系発光素子と比較して、より高い偏光比を有する、請求項１に記載の素子。
【請求項６】
前記ＩＩＩ族窒化物系発光素子は、非極性平面上に成長させられるＩＩＩ族窒化物系発光素子と比較して、同様の偏光比を有する、請求項１に記載の素子。
【請求項７】
光電子素子を製造する方法であって、前記方法は、
窒化ガリウム（ＧａＮ）基板の半極性（２０−２−１）平面上でＩＩＩ族窒化物系発光素子を成長させることを含む、方法。
【請求項８】
前記窒化ガリウム基板の半極性（２０−２−１）平面は、非極性（１０−１０）平面から、［０００−１］方向に向かって、約１５°傾斜されている、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記窒化ガリウム基板の半極性（２０−２−１）平面は、半極性（２０−２１）平面から、［０００−１］方向に向かって、約３０°傾斜されている、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記ＩＩＩ族窒化物系発光素子は、極性、非極性、または他の半極性平面上に成長させられるＩＩＩ族窒化物系発光素子と比較して、より高いインジウム取り込みを有する、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記ＩＩＩ族窒化物系発光素子は、極性または他の半極性平面上に成長させられるＩＩＩ族窒化物系発光素子と比較して、より高い偏光比を有する、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記ＩＩＩ族窒化物系発光素子は、非極性平面上に成長させられるＩＩＩ族窒化物系発光素子と比較して、同様の偏光比を有する、請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用）
本願は、米国特許法§１１９（ｅ）に基づき、同時継続の同一人に譲渡された米国仮特許出願第６１／４８０，９６８号（２０１１年４月２９日出願、Ｙｕｊｉ  Ｚｈａｏ，Ｓｈｉｎｉｃｈｉ  Ｔａｎａｋａ，Ｃｈｉａ−Ｙｅｎ  Ｈｕａｎｇ，Ｄａｎｉｅｌ  Ｆ．Ｆｅｅｚｅｌｌ，Ｊａｍｅｓ  Ｓ．Ｓｐｅｃｋ，Ｓｔｅｖｅｎ  Ｐ．ＤｅｎＢａａｒｓ、および、Ｓｈｕｊｉ  Ｎａｋａｍｕｒａ，名称「ＨＩＧＨ  ＩＮＤＩＵＭ  ＵＰＴＡＫＥＳ  ＡＮＤ  ＨＩＧＨ  ＰＯＬＡＲＩＺＡＴＩＯＮ  ＲＡＴＩＯ  ＯＮ  ＧＡＬＬＩＵＭ  ＮＩＴＲＩＤＥ  ＳＥＭＩＰＯＬＡＲ（２０−２−１）  ＳＵＢＳＴＲＡＴＥＳ  ＦＯＲ  ＩＩＩ−ＮＩＴＲＩＤＥ  ＯＰＴＯＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ  ＤＥＶＩＣＥＳ」、代理人事件番号３０７９４．４１１−ＵＳ−ＰＩ（２０１１−５８０−１））の利益を主張する。該出願は、参照により本明細書に引用される。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、概して、光電子素子の分野に関し、より具体的には、窒化ガリウム（ＧａＮ）基板の半極性（２０−２−１）平面上に製造されるＩＩＩ族窒化物発光素子であって、高インジウム取り込みおよび高偏光比を特徴とする、素子に関する。
【背景技術】
【０００３】
（注記：本願は、本明細書全体を通して示されるように、角括弧内の１つ以上の参照番号、例えば、［ｘ］によって、いくつかの異なる刊行物を参照する。これらの参照番号に従って順序付けられたこれらの異なる刊行物のリストは、以下の（参考文献）と題された項に見出すことができる。これらの刊行物の各々は、参照することによって本明細書に組み込まれる）。
【０００４】
既存のＩＩＩ族窒化物光電子素子は、典型的には、極性｛０００１｝、非極性｛１０−１０｝および｛１１−２０｝、または半極性｛１１−２２｝および｛１０−１−１｝平面上に成長させられる。図１の陰影付き表面は、ウルツ鉱ＩＩＩ族窒化物結晶内の極性、非極性、および半極性の配向の実施例を提供する。
【０００５】
ＩＩＩ族窒化物の半極性および非極性（ｍ−平面またはａ−平面）配向は、高効率発光ダイオード（ＬＥＤ）［１］およびレーザダイオード（ＬＤ）［２］を実現することに関して、多くの注目を集めている。量子井戸（ＱＷ）内の分極誘導電場の減少［３−５］、{Please_Select_Citation_From_Mendeley_Desktop}インジウム取り込みの増加［６−８］、および偏光放出［９−１１］を含む、市販の極性（ｃ−平面）構造に勝る半極性および非極性構造のいくつかの利点が、明らかにされている。
【０００６】
前者の特性である、偏光の減少およびインジウム取り込みの増加は、高性能緑色光放射体を達成するために有望である一方、後者の特性である、偏光放出は、これらの平面上に製造されるＬＤの異方性光学利得に寄与する［１２］。例えば、非極性（ｍ−平面）上では、ａ−およびｃ−軸に沿って分極される放出成分の各々は、最高および準最高価電子帯を伴う。ａ−軸に沿ったより高い放出強度［１３］のため、ｃ−軸に沿って配向されたＬＤストライプは、低閾値電流を呈し、したがって、ｍ−平面ＬＤのために好ましい［１４］。ｃ−軸に平行かつ垂直である、強度の相対的大きさは、偏光比によって説明され、高値は、ＬＤ性能改善のために好ましい。同様の光学利得および閾値挙動はまた、半極性｛１１−２２｝［１５−１６］および（２０−２１）素子［１７］上でも観察されている。
【０００７】
高偏光比は、ｍ−平面素子に関して報告されているが［１８−１９］、長波長放出は、高インジウム組成物における欠陥の生成により、本平面上で達成することは困難である。一方、半極性（２０−２１）配向は、長波長で有望な性能を示しているが、報告された偏光比は、比較的に低い［１７］。
【０００８】
したがって、当技術分野では、半極性配向上でＩＩＩ族窒化物光電子素子を製造するための改良された方法の必要性がある。本発明は、本必要性を充足させる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述の先行技術における制限を克服するために、かつ本明細書を熟読および理解することによって明白となるであろう、他の制限を克服するために、本発明は、高インジウム取り込みおよび高偏光比を特徴とする、ＧａＮ基板の半極性（２０−２−１）平面上に製造されたＩＩＩ族窒化物光電子素子を開示する。ＧａＮ基板の半極性（２０−２−１）平面（ｃ−方向におけるｍ−平面からのミスカットから成る半極性平面である）上に成長させられた光電子素子は、他の半極性平面（すなわち、｛１１−２２｝、｛１０−１−１｝等）と比較して、最小偏光関連電場を有する。さらに、ＧａＮ基板の半極性（２０−２−１）平面上に成長させられた光電子素子は、より少ない誘発ＱＣＳＥ（量子閉じ込めシュタルク効果）、注入電流依存性、その出力波長における青方偏移、ならびに振動子強度の増加を有し、例えば、ｃ−平面素子および他の非極性または半極性素子と比較して、より高い物質的利益等につながる。加えて、ＧａＮ基板の半極性（２０−２−１）平面上に成長させられた光電子素子は、半極性平面が、インジウムをより容易に取り込むと考えられるため、長波長において、より優れた性能を示す可能性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
次に、類似参照番号が、全体を通して対応する部品を表す、図面を参照する。
【図１】図１は、ウルツ鉱ＩＩＩ族窒化物結晶の略図を含み、陰影付き表面は、結晶内の極性、非極性、および半極性配向実施例を提供する。
【図２】図２は、結晶構造内の（２０−２１）、（２０−２−１）、およびｍ−平面（１０−１０）の異なる結晶平面を示す、ウルツ鉱ＩＩＩ族窒化物結晶の原子構造の略図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態による、例示的素子構造を図示する、略図である。
【図４】図４は、図３の例示的素子構造を製造するための例示的プロセスを図示する、流れ図である。
【図５】図５は、同一の成長条件下で成長させられた（２０−２−１）および（２０−２１）ＬＥＤのトリメチルインジウム（ＴＭＩ）流に対する温度対波長のグラフである。
【図６Ａ】図６（ａ）は、対応する参考文献の注釈を伴う、（２０−２−１）、（２０−２１）、およびｍ−平面表面上に成長させられたＬＥＤに対する波長対偏光比のグラフである。
【図６Ｂ】図６（ｂ）は、（２０−２−１）ＧａＮ基板上に成長させられたＬＥＤに対する電流密度対偏光比のグラフである。
【図７−１】図７（ａ）および７（ｂ）は、（２０−２−１）ＬＥＤの波長対エレクトロルミネセンス（ＥＬ）強度のグラフである。
【図７−２】図７（ｃ）は、（２０−２−１）、（１０−１０）、および（２０−２１）素子に対する波長対エネルギー分離（ΔＥ）のグラフである。
【図８】図８は、（２０−２−１）および（２０−２１）素子に対する波長対エレクトロルミネセンス（ＥＬ）強度のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
好ましい実施形態の以下の説明では、その一部を形成し、例証として、本発明が実践され得る、具体的実施形態が示される、付随の図面を参照する。本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施形態が利用され得、構造的変更が行われ得ることを理解されたい。
【００１２】
（概要）
本発明は、ｃ−方向におけるｍ−平面からのミスカットである、ＩＩＩ族窒化物系ＧａＮ基板の半極性（２０−２−１）平面上に成長させられた光電子素子を開示する。そのような素子は、本明細書では、（２０−２−１）素子と称され、高インジウム取り込みおよび高偏光比を特徴とする。
【００１３】
ＧａＮ基板の半極性（２０−２−１）平面は、非極性（ｍ−平面）（１０−１０）平面から、［０００−１］方向に向かって、約１５°傾斜され、半極性（２０−２１）平面から、［０００−１］方向に向かって、約３０°傾斜されている。ウルツ鉱結晶構造内の（２０−２１）、（２０−２−１）およびｍ−平面（１０−１０）の異なる結晶平面の略図図は、図２に示される。
【００１４】
本発明を組み込む製品は、ディスプレイ用途、電灯、照明、浄水、エネルギー用途等のための発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード（ＬＤ）、太陽電池等の種々の（２０−２−１）光電子素子を含むであろう。
【００１５】
（素子構造）
図３は、本発明の一実施形態による、例示的素子構造を図示する、略図である。例示的素子構造は、ＬＥＤエピタキシャル層が、従来のＭＯＣＶＤによって、Ｍｉｔｓｕｂｉｓｈｉ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって供給される自立（２０−２−１）ＧａＮ基板３０２上にホモエピタキシャル成長させられた、ＬＥＤ３００を備えている。ＬＥＤエピタキシャル層は、１μｍＳｉ−ドープｎ−型ＧａＮ層３０４と、１３ｎｍ  ＧａＮ障壁および３ｎｍ  ＩｎＧａＮ  ＱＷを伴う、３つの周期のＧａＮ／ＩｎＧａＮ、すなわち、ＧａＮ障壁３０８、ＩｎＧａＮ  ＱＷ３１０、ＧａＮ障壁３１２、ＩｎＧａＮ  ＱＷ３１４、ＧａＮ障壁３１６、ＩｎＧａＮ  ＱＷ３１８、およびＧａＮ障壁３２０から成る、複数の量子井戸（ＭＱＷ）構造３０６と、１６ｎｍ  Ｍｇ−ドープｐ−型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ電子遮断層（ＥＢＬ）３２２と、６０ｎｍ  ｐ−型ＧａＮ層３２４とを含む。ＬＥＤ製造のため、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）電流拡散層３２６が電子ビーム蒸着によって堆積された後、長方形メサパターン（４９０ｘ２９２μｍ２）が、従来のリソグラフィおよび塩素系誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）エッチングによって形成された。Ｔｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕ  ｎ−型接点３２８およびＴｉ／Ａｕパッド３３０、３３２が、電子ビーム蒸着および従来のリフトオフプロセスによって堆積された。その後、黒色インク（図示せず）が、光子吸収要素として、素子の底部および側面に塗布された。
【００１６】
（プロセスステップ）
図４は、図３の例示的素子構造を製造するための例示的プロセスを図示する、流れ図である。
【００１７】
ブロック４００は、半極性（２０−２−１）基板が、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）反応器内に装填されるステップを表す。半極性（２０−２−１）基板は、バルクＩＩＩ族窒化物またはＩＩＩ族窒化物膜であることができる。
【００１８】
ブロック４０２は、基板上における、ｎ−型ＩＩＩ族窒化物層、例えば、Ｓｉドープｎ−ＧａＮの成長を表す。
【００１９】
ブロック４０４は、ｎ−ＧａＮ層上における、ＩＩＩ族窒化物活性領域、例えば、３ｘＩｎＧａＮ／ＧａＮＭＱＷ構造の成長を表す。
【００２０】
ブロック４０６は、活性領域上における、ｐ−型ＩＩＩ族窒化物ＥＢＬ、例えば、Ｍｇドープｐ−ＡｌＧａＮの成長を表す。
【００２１】
ブロック４０８は、ｐ−ＡｌＧａＮＥＢＬ上における、ｐ−型ＩＩＩ族窒化物層、例えば、Ｍｇドープｐ−ＧａＮの成長を表す。
【００２２】
ブロック４１０は、ｐ−ＧａＮ層上における、電流拡散層としての酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の透明導電酸化物（ＴＣＯ）層の堆積を表す。
【００２３】
ブロック４１２は、パターン化およびエッチングによるメサの製造を表す。
【００２４】
ブロック４１４は、メサエッチングによって暴露されたｎ−ＧａＮ層における、Ｔｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕ層の堆積に続く、Ｔｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕ層上およびＩＴＯ層上における、Ｔｉ／Ａｕ等の電極の堆積を表す。
【００２５】
活性化、アニーリング、ダイシング、搭載、接合、封入、パッケージング等、図４に示されない他のステップもまた、行われ得る。
【００２６】
これらのプロセスステップの最終結果は、ＩＩＩ族窒化物基板の半極性（２０−２−１）平面上に成長させられたＩＩＩ族窒化物ＬＥＤを備えている光電子素子である。
【００２７】
（実験結果）
以下は、発明者らによって、本発明の半極性（２０−２−１）ＩＩＩ族窒化物ＬＥＤ上で行われた実験の結果を説明する。同一の素子構造を伴う、半極性（２０−２１）ＬＥＤもまた、これらの実験のための参照試料として製造された。
【００２８】
自然放出の偏光が、青色から緑色スペクトル範囲を網羅する、半極性（２０−２−１）ＩｎＧａＮ／ＧａＮ  ＬＥＤに対するエレクトロルミネセンス（ＥＬ）測定によって調査された。ＥＬ測定は、偏光の収集のために設計された０．４５開口数の２０ｘ対物レンズを使用して、室温時のＤＣ動作下で行われた。
【００２９】
光学偏光比（ρ）は、以下のように定義される。
ρ＝（Ｉ［−１２−１０］−Ｉ［−１０１−４］）／（Ｉ［−１２−１０］＋Ｉ［−１０１−４］）
式中、Ｉ［−１２−１０］およびＩ［−１０１−４］は、ＥＬスペクトルからの積算強度値であり、エネルギー分離（ΔＥ）は、２つの偏光放出間のピークエネルギー差として特徴付けられる。実験設定の詳細は、［２０］に見出され得る。
【００３０】
積算ＥＬ測定を使用して、偏光比は、２０ｍＡにおいて、４９０ｘ２９２μｍ２（２０−２−１）素子に対して、波長４１８ｎｍ時、０．４６と、５１９ｎｍ時、０．６７として測定された一方、同様の波長の同等（２０−２１）素子は、０．３４および０．４７と、遥かに低い偏光比を示した。
【００３１】
価電子帯エネルギー分離結果は、偏光比結果と一致した。ＩｎＧａＮ／ＧａＮＭＱＷ超格子に関するＸ線回折（ＸＲＤ）結果は、（２０−２−１）平面が、同様の成長条件下の（２０−２１）平面と比較して、２倍のインジウムを取り込むことを示す。これらの結果は、（２０−２−１）素子が、より長いスペクトル領域において、高性能を達成する潜在性を有することを示唆する。
【００３２】
図５は、同一の成長条件下で成長させられた（２０−２−１）および（２０−２１）ＬＥＤに対するトリメチルインジウム（ＴＭＩ）流の波長対温度のグラフである。半極性（２０−２−１）平面上の成長は、半極性（２０−２１）平面上に成長させられた素子と比較して、より高いインジウム取り込みを示し、半極性（２０−２−１）平面が、より長い波長素子により好適であることを示す。例えば、（２０−２−１）青色および緑色ＬＥＤのプロトタイプは、同一の成長条件下で製造された（２０−２１）素子より約２０−３０ｎｍ長い、より長い波長を実証した。さらに、より高いインジウム取り込みはまた、（２０−２−１）素子が、より高い温度で成長させられ、より優れた結晶品質を有し得ることを意味する。
【００３３】
図６（ａ）は、以下に記載される対応する参考文献の注釈を伴う、（２０−２−１）、（２０−２１）、およびｍ−平面表面上で成長させられたＬＥＤに対する偏光比対波長のグラフである。電流密度７．４Ａ／ｃｍ２下で測定された、フォトルミネセンス（ＰＬ）によって得られたｍ−平面上の３−４ｎｍ井戸厚を伴うＭＱＷ［１１，１８］と、半極性（２０−２１）平面上の３−４ｎｍ井戸を伴うＭＱＷ［１７］と、同一の条件下で成長、製造、および測定された参照（２０−２１）試料に対して報告された偏光データもまた、図６（ａ）にプロットされる。グラフは、半極性（２０−２−１）平面上に成長させられた素子が、半極性（２０−２１）平面および非極性ｍ−平面｛１０−１０｝上に成長させられた素子より高い光学偏光比を呈することを示す。より高い光学偏光比は、より高い光学利得およびより低い閾値電流を伴う、素子をもたらすであろう。
【００３４】
図６（ｂ）は、１０．５Ａ／ｃｍ２〜５５．９Ａ／ｃｍ２まで変動する、異なる電流密度の関数として、ρを図示する。偏光比は、電気バイアスとほぼ無関係であり、可能性として、（２０−２−１）ＩｎＧａＮ  ＱＷの良好な組成均一性を示す。
【００３５】
（２０−２１）参照試料に対する結果は、以前報告されたデータに非常に近似し、異なる実験設定によって生じる誤差が、最小限化され得ることを示す。（２０−２−１）上の偏光比は、波長に伴って、単調に増加し、これは、理論的結果と合致する。本ピーク波長依存性は、ｍ−平面（１０−１０）および（２０−２１）平面に対するものと同様であったが、（２０−２−１）素子は、（２０−２１）素子より遥かに高いρの値を示す。高偏光比は、光学利得を向上させるために好ましいことが、理論的に予測され、また、実験的に証明されている。これらの結果は、（２０−２−１）素子が、緑色スペクトル領域において、光学利得をさらに増加させるために効果的であろうことを示す。また、（２０−２−１）ＬＤは、（２０−２１）素子と比較して、減少された閾値電流を有するであろうことが予期される。
【００３６】
図７（ａ）および７（ｂ）は、それぞれ、波長４１８ｎｍおよび５１９ｎｍ時の（２０−２−１）ＬＥＤのＥＬスペクトルを図示しており、放出成分は、［−１０１−４］によって分極される放出成分のものより高い強度ピークを示すことによって、［−１２−１０］優位性に沿って分極される。２つの成分間の強度差異は、波長が増加するにつれて、より大きくなることが明白であり、これは、理論と正に合致する。また、（１１−２２）ＩｎＧａＮ  ＱＷに関して報告されたスイッチ現象［２１，２２］が、（２０−２−１）素子ならびに（２０−２１）素子では観察されなかったことに着目されたい。
【００３７】
図７（ｃ）は、（２０−２−１）素子に関する、波長の増加に伴うエネルギー分離（ΔＥ）を実証する一方、ｍ−平面（１０−１０）［１１］および（２０−２１）素子［２３］に関して報告された値と、参照（２０−２１）素子に関するデータも、同様にプロットされる。全データは、波長の増加に伴う、ΔＥの増加を示し、これは、正に理論的結果と合致する。より多くのインジウムをＱＷ内に取り込むことによって、平面内異方性歪みが増加し、さらに、価電子帯を分裂させることが見込まれる。（２０−２−１）素子は、（２０−２１）素子と比較して、より高度の価電子帯分裂を示し、これは、偏光比結果と一致する。
【００３８】
非極性および半極性平面の光学異方性は、ＱＷ内側の低結晶対称性および不平衡２軸応力によるものであり、これは、最上価電子帯を分裂させると広く考えられている。理想的には、両方とも、ｍ−平面に向かって、１５度であり、したがって、相互に対称であるので、応力条件は、（２０−２１）および（２０−２−１）平面に対して、同一であるはずである。しかしながら、実際は、これらの２つの平面の異なる成長機構および表面化学的性質は、部分的歪み弛緩等の他の状況につながり得、それは、実験的に観察され［２４］、半極性（１１−２２）平面上に偏光スイッチ現象をもたらすことが、理論的に予測されている［２５］。両平面上のＩｎＧａＮ膜の臨界厚を調査するために、現在、実験が行われており、これは、これらの２つの平面上の応力条件のさらなる理解につながるであろう。一方、（２０−２−１）および（２０−２１）平面が、ＱＷ内側の圧電および自発分極両方の反対符号を有するという事実もまた、何らかの役割を果たし得る。なぜなら、それはバンドフィリング等の影響を生じ得、それは、素子の光学性能に影響を及ぼすであろうからである。
【００３９】
（２０−２−１）と（２０−２１）平面との間の差異をさらに検証するために、一連の共通負荷（ｃｏ−ｌｏａｄ）実験が、行われた。図８は、同一の成長条件下で共通負荷がかけられる、両平面上の２つのＬＥＤの正規化されたＥＬ強度を実証する。（２０−２−１）素子は、（２０−２１）素子のより短い波長（４７５ｎｍ）と比較して、より長い波長（５２１ｎｍ）を示し、ＱＷ内側のより高いインジウム組成を示した。
【００４０】
超格子構造内に１５対のＩｎＧａＮ／ＧａＮを伴う、第２の試料群が、共通負荷実験によって、（２０−２−１）、（２０−２１）、およびｍ−平面（１０−１０）上に成長させられ、ＸＲＤ分析によって特性評価された。各試料のＧａＮ、ＩｎＧａＮ、およびインジウム組成物の成長率は、以下の表１に要約される。
【００４１】
【表１】
2014519183.tif 000003
ＧａＮおよびＩｎＧａＮの成長率は、全３平面に対して、非常に近いが、（２０−２−１）（６．５％）平面上のインジウム組成物は、（２０−２−１）平面（３．３％）のほぼ２倍であり、また、（１０−１０）ｍ−平面（２．７％）より高いことが分かった。ＧａＮ上のインジウム取り込みは、成長温度に大きく依存するので、（２０−２−１）素子は、同一の波長を達成するために、（２０−２１）素子より少なくとも４０−５０度高く成長させられ得ることが予期される。発明者らの初期研究はまた、（２０−２−１）平面上の５１５ｎｍ時の緑色ＬＥＤの波長スペクトルが、同一の波長時の（２０−２１）平面上でのＬＥＤのＦＷＨＭ（４０ｎｍ）より小さい半値全幅（ＦＷＨＭ）（２８ｎｍ）を有し、これは、より高い成長温度による良好な結晶品質または低インジウム変動の指標であり得る。
【００４２】
異なる半極性平面に対する異なるインジウム取り込みの原因は、継続中の議論の話題である。窒素面（Ｎ−面）である半極性平面が、ガリウム面（Ｇａ−面）平面より高いインジウム取り込みを有することが観察されており［２６］、これは、異なる平面上のダングリングボンドおよび表面再構成に関連すると考えられる。しかしながら、非常に傾斜した半極性平面は、高密度のステップ端を有するので、さらなる分析および系統的研究が、現象を明確に説明するために要求される。
【００４３】
要約すると、発明者らの結果は、（２０−２−１）平面上に製造された素子が、（２０−２１）素子より高い光学偏光比、より高いインジウム組成、およびより小さいＦＷＨＭを有することを示し、その特性は全て、（２０−２−１）平面上に製造される緑色ＬＤ等、緑色およびより長い波長領域内で放出する高性能光電子素子の製造のために好ましい。
【００４４】
（利点および改良点）
極性、非極性、または他の半極性平面上に成長させられる素子と比較して、ＧａＮ基板の半極性（２０−２−１）結晶平面上に成長させられた光電子素子構造から生じる利点および改良点として、以下の特性が挙げられる。
・より高いインジウム取り込み
・より高い偏光比
・より高い光学利得
・低閾値電流
・より高い成長温度
・より優れた結晶品質
（可能性として考えられる修正および変形例）
可能性として考えられる修正および変形例は、以下を含む、異なる光電子素子構造を含む。
・ＧａＮ基板の半極性（２０−２−１）平面上に製造されたＩＩＩ族窒化物ＬＥＤは、異なる波長構造を有し得、深ＵＶ（〜２００ｎｍ）〜赤色（〜６５０ｎｍ）の大きな範囲のスペクトルを網羅することができる。
・ＧａＮ基板の半極性（２０−２−１）平面のようなミスカット上の素子は、レーザダイオード、スーパールミネセントダイオード、半導体増幅器、フォトニック結晶レーザ、ＶＣＳＥＬレーザ、太陽電池、および光検出器を含むことができる。
・そのようなミスカット上のレーザダイオード素子は、劈開ファセットミラーが可能ではない場合、エッチングされたファセットミラーまたはレーザーアプレーション処理されたファセットミラーを有し得る。
・そのようなミスカット上のレーザダイオード素子は、傾斜ファセットまたは成長平面に垂直なファセットを伴う、劈開ファセットミラーを有し得る。
・そのようなミスカット上のレーザダイオード素子は、より高い利得のために、ｃ−投影方向に配向された導波路を有し得る。
・そのようなミスカット上のレーザダイオード素子は、空洞鏡／ファセットおよび／またはＤＢＲ／格子等からの光学フィードバックを採用し得る。
・そのようなミスカット上のレーザダイオード素子は、光学利得（すなわち、スーパールミネセントダイオード（ＳＬＤ）または半導体光学増幅器）を採用し得る。
・そのようなミスカット上のレーザダイオード素子は、異なる導波路構造を採用し得る。
・そのようなミスカット上のレーザダイオード素子は、１つまたは２つの角度付けられたファセットまたは粗面ファセット（湿式化学エッチングによって形成される）を有し、例えば、ＳＬＤ内のフィードバックを抑制することができる。
・そのようなミスカット上のレーザダイオード素子は、受動的空洞または可飽和吸収体を有し得る。
・ＧａＮ基板の半極性（２０−２−１）平面としてのそのような平面上のＬＥＤ素子は、乾式エッチング、光電気化学（ＰＥＣ）湿式エッチング、フォトニック結晶構造等を介した表面粗面化等の異なる高光抽出設計を有し得る。
・そのような平面上のＬＥＤ素子は、垂直構造、フリップチップ構造、薄ＧａＮ構造等の非従来的構造を有し得る。
・そのような平面上のＬＥＤ素子は、複数の量子井戸、ＩｎＧａＮ障壁、ＡｌＧａＮ障壁、ＡｌＩｎＧａＮ障壁、可変成長テンプレートを伴う障壁等の低ドループ設計活性領域を有し得る。
・そのような平面上のＬＥＤ素子は、ＩｎＮ、ＡｌＩｎＮ、超格子ＥＢＬ等の特殊電子遮断層（ＥＢＬ）を採用し得る。
・そのような平面上のＬＥＤ素子は、ウエハ接合技法を採用し得る。
・そのような平面上のＬＥＤ素子は、ＩＴＯ、高反射Ａｇ系ｐ−接点（フィリップチップ）、Ｎｉ／Ａｇ等の異なるｐ−接点構造を採用し得る。
・そのような平面上のＬＥＤ素子は、従来のパッケージ、サスペンデッド（ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ）パッケージ、透明スタンドパッケージ等の異なるパッケージ方法を採用し得る。
【００４５】
他の可能性として考えられる修正および変形例は、異なるエピタキシャル成長技法（ＭＢＥ、ＭＯＣＶＤ等）、異なる乾式エッチング技法（ＩＣＰ／ＲＩＥ／ＦＩＢ／ＣＭＰ／ＣＡＩＢＥ）、および異なるパッケージング技法を含む。
【００４６】
将来、（２０−２−１）素子に対して、素子性能、ＬＥＤおよびＬＤに対する連続波（ＣＷ）動作、作業波長の増加、光出力電力および外部量子効率の増加、偏光比の増加、光学利得の増加、ならびに閾値電流の低下に種々の改良が行われることが想定される。
【００４７】
（専門用語）
用語「ＩＩＩ窒化物」、「ＩＩＩ族窒化物」、または「窒化物」は、本明細書で使用され場合、化学式ＧａｗＡｌｘＩｎｙＢｚＮを有する、（Ｇａ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｂ）Ｎ半導体の任意の合金組成物を指し、ここでは、０≦ｗ≦１、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、およびｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である。これらの用語は、単一種、Ｇａ、Ａｌ、Ｉｎ、およびＢのそれぞれの窒化物、ならびにそのようなＩＩＩ族金属種の二元、三元、および四元組成物を含むものと広義に解釈されることが意図される。故に、ＧａＮおよびＩｎＧａＮ材料を参照する以下の本発明の議論は、種々の他の（Ｇａ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｂ）Ｎ材料種の形成にも適用可能であることを理解されるであろう。さらに、発明の範囲内の（Ｇａ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｂ）Ｎ材料はさらに、少量のドーパントおよび／または他の不純物または含有材料を含み得る。
【００４８】
多くの（Ｇａ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｂ）Ｎ素子は、極性配向、すなわち、結晶のｃ−平面に沿って成長させられるが、これは、強圧電および自発分極の存在のため、望ましくない量子閉じ込めシュタルク効果（ＱＣＳＥ）をもたらす。（Ｇａ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｂ）Ｎ素子内の分極効果を低下させるアプローチの１つは、結晶の非極性または半極性平面に沿って素子を成長させることである。
【００４９】
用語「非極性平面」は、ａ−平面として集合的に周知の｛１１−２０｝平面と、ｍ−平面として集合的に周知の｛１０−１０｝平面とを含む。そのような平面は、平面あたり等数のガリウムおよび窒素原子を含み、電荷中性である。後続非極性層は、互に同等であり、したがって、バルク結晶は、成長方向に沿って分極されないであろう。
【００５０】
用語「半極性平面」は、ｃ−平面、ａ−平面、またはｍ−平面として分類されることができない、任意の平面を指すために使用することができる。結晶学的観点では、半極性平面は、少なくとも２つの非ゼロｈ、ｉ、またはｋミラー指数および非ゼロ１ミラー指数を有する、任意の平面となるであろう。後続半極性層は、互に同等であり、したがって、結晶は、成長方向に沿って、分極を減少させるであろう。
【００５１】
ミラー指数を使用して配向を識別する場合、中括弧｛｝の使用は、一式の対称等価平面を示し、それらは丸括弧（）の使用によって表される。角括弧［］の使用は、方向を示す一方、角括弧＜＞の使用は、一式の対称等価方向を示す。
【００５２】
（参考文献）
以下の参考文献は、参照することによって本明細書に組み込まれる。
［１］Ｙ．Ｚｈａｏ，Ｊ．Ｓｏｎｏｄａ，Ｃ．Ｃ．Ｐａｎ，Ｓ．Ｂｒｉｎｋｌｅｙ，Ｉ．Ｋｏｓｌｏｗ，Ｋ．Ｆｕｊｉｔｏ，Ｈ．Ｏｈｔａ，Ｓ．Ｐ．ＤｅｎＢａａｒｓ，および、Ｓ．Ｎａｋａｍｕｒａ，  Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｅｘｐｒｅｓｓ  ３，１０２１０１（２０１０）．
［２］Ｊ．Ｗ．ＲａｒｉｎｇＭ．Ｃ．ＳｃｈｍｉｄｔＣ．Ｐｏｂｌｅｎｚ，Ｙ．Ｃ．ＣｈａｎｇＭ．Ｊ．ＭｏｎｄｒｙＢ．ＬｉＪ．ＩｖｅｌａｎｄＢ．ＷａｌｔｅｒｓＭ．Ｒ．ＫｒａｍｅｓＲ．ＣｒａｉｇＰ．ＲｕｄｙＪ．Ｓ．ＳｐｅｃｋＳ．Ｐ．ＤｅｎＢａａｒｓ、および、Ｓ．Ｎａｋａｍｕｒａ  Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｅｘｐｒｅｓｓ  ３１１２１０１（２０１０）．
［３］Ｐ．ＷａｌｔｅｒｅｉｔＯ．ＢｒａｎｄｔＡ．ＴｒａｍｐｅｒｔＨ．Ｔ．ＧｒａｈｎＪ．ＭｅｎｎｉｇｅｒＭ．ＲａｍｓｔｅｉｎｅｒＭ．Ｒｅｉｃｈｅａｎｄ  Ｋ．Ｈ．ＰｌｏｏｇＮａｔｕｒｅ  （Ｌｏｎｄｏｎ）４０６８６５（２０００）．
［４］Ｍ．Ｃ．Ｓｃｈｍｉｄｔ，Ｋ．Ｃ．Ｋｉｍ，Ｈ．Ｓａｔｏ，Ｎ．Ｆｅｌｌｏｗｓ，Ｈ．Ｍａｓｕｉ，Ｓ．Ｎａｋａｍｕｒａ，Ｓ．Ｐ．ＤｅｎＢａａｒｓ、および、Ｊ．Ｓ．Ｓｐｅｃｋ，Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．４６，Ｌ１２６  （２００７）．
［５］Ｙ．Ｚｈａｏ，Ｊ．Ｓｏｎｏｄａ，Ｉ．Ｋｏｓｌｏｗ，Ｃ．Ｃ．Ｐａｎ，Ｈ．Ｏｈｔａ，Ｊ．Ｓ．Ｈａ，Ｓ．Ｐ．Ｄｅｎｂａａｒｓ、および、Ｓ．Ｎａｋａｍｕｒａ，Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．４９，０７０２０６  （２０１０）．
［６］Ｙ．Ｅｎｙａ，Ｙ．Ｙｏｓｈｉｚｕｍｉ，Ｔ．Ｋｙｏｎｏ，Ｋ．Ａｋｉｔａ，Ｍ．Ｕｅｎｏ，Ｍ．Ａｄａｃｈｉ，Ｔ．Ｓｕｍｉｔｏｍｏ，Ｓ．Ｔｏｋｕｙａｍａ，Ｔ．Ｉｋｅｇａｍｉ，Ｋ．Ｋａｔａｙａｍａ、および、Ｔ．Ｎａｋａｍｕｒａ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｅｘｐｒｅｓｓ  ２，０８２１０１  （２００９）．
［７］Ｙ．Ｄ．Ｌｉｎ，Ｓ．Ｙａｍａｍｏｔｏ，Ｃ．Ｙ．Ｈｕａｎｇ，Ｃ．Ｌ．Ｈｓｉｕｎｇ，Ｆ．Ｗｕ，Ｋ．Ｆｕｊｉｔｏ，Ｈ．Ｏｈｔａ，Ｊ．Ｓ．Ｓｐｅｃｋ，Ｓ．Ｐ．Ｄｅｎｂａａｒｓ、および、Ｓ．Ｎａｋａｍｕｒａ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｅｘｐｒｅｓｓ  ３，０８２００１  （２０１０）．
［８］Ｓ．Ｙａｍａｍｏｔｏ，Ｙ．Ｚｈａｏ，Ｃ．Ｃ．Ｐａｎ，Ｒ．Ｂ．Ｃｈｕｎｇ，Ｋ．Ｆｕｊｉｔｏ，Ｊ．Ｓｏｎｏｄａ，Ｓ．Ｐ．Ｄｅｎｂａａｒｓ、および、Ｓ．Ｎａｋａｍｕｒａ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｅｘｐｒｅｓｓ  ３，１２２１０２  （２０１０）．
［９］Ｎ．Ｆ．Ｇａｒｄｎｅｒ，Ｊ．Ｃ．Ｋｉｍ，Ｊ．Ｊ．Ｗｉｅｒｅｒ，Ｙ．Ｃ．Ｓｈｅｎ、および、Ｍ．Ｒ．Ｋｒａｍｅｓ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．８６，１１１１０１  （２００５）．
［１０］Ｈ．Ｍａｓｕｉ，Ｈ．Ｙａｍａｄａ，Ｋ．Ｉｓｏ，Ｓ．Ｎａｋａｍｕｒａ、および、Ｓ．Ｐ．Ｄｅｎｂａａｒｓ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．９２，０９１１０５  （２００８）．
［１１］Ｍ．Ｋｕｂｏｔａ，Ｋ．Ｏｋａｍｏｔｏ，Ｔ．Ｔａｎａｋａ、および、Ｈ．Ｏｈｔａ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．９２，０１１９２０  （２００８）．
［１２］Ｓ．Ｈ．Ｐａｒｋ  ａｎｄ  Ｄ．Ａｈｎ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．９０，０１３５０５  （２００７）．
［１３］Ｔ．Ｏｈｔｏｓｈｉ，Ａ．Ｎｉｗａ、および、Ｔ．Ｋｕｒｏｄａ，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．８２，１５１８  （１９９７）．
［１４］Ｋ．Ｏｋａｍｏｔｏ，Ｈ．Ｏｈｔａ，Ｓ．Ｆ．Ｃｈｉｃｈｉｂｕ，Ｊ．Ｉｃｈｉｈａｒａ、および、Ｈ．Ｔａｋａｓｕ，Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．４６，ＬＩ  ８７  （２００７）．
［１５］Ｋ．Ｋｏｊｉｍａ，Ｍ．Ｆｕｎａｔｏ，Ｙ．Ｋａｗａｋａｍｉ，Ｓ．Ｍａｓｕｉ，Ｓ．Ｎａｇａｈａｍａ、および、Ｔ．Ｍｕｋａｉ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．９１，２５１１０７  （２００７）．
［１６］Ａ．Ｔｙａｇｉ，Ｙ．Ｄ．Ｌｉｎ，Ｄ．Ａ．Ｃｏｈｅｎ，Ｍ．Ｓａｉｔｏ，Ｋ．Ｆｕｊｉｔｏ，Ｊ．Ｓ．Ｓｐｅｃｋ，Ｓ．Ｐ．ＤｅｎＢａａｒｓ、および、Ｓ．Ｎａｋａｍｕｒａ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｅｘｐｒｅｓｓ  １，０９１１０３  （２００８）．
［１７］Ｔ．Ｋｙｏｎｏ，Ｙ．Ｙｏｓｈｉｚｕｍｉ，Ｙ．Ｅｎｙａ，Ｍ．Ａｄａｃｈｉ，Ｓ．Ｔｏｋｕｙａｍａ，Ｍ．Ｕｅｎｏ，Ｋ．Ｋａｔａｙａｍａ、および、Ｔ．Ｎａｋａｍｕｒａ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｅｘｐｒｅｓｓ  ３，０１１００３  （２０１０）．
［１８］Ｓ．Ｙｏｕ，Ｔ．Ｄｅｔｃｈｐｒｏｈｍ，Ｍ．Ｚｈｕ，Ｗ．Ｈｏｕ，Ｅ．Ａ．Ｐｒｅｂｌｅ，Ｄ．Ｈａｎｓｅｒ，Ｔ．Ｐａｓｋｏｖａ、および、Ｃ．Ｗｅｔｚｅｌ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｅｘｐｒｅｓｓ  ３，１０２１０３  （２０１０）．
［１９］Ｓ．Ｂｒｉｎｋｌｅｙ，Ｙ．Ｄ．Ｌｉｎ，Ａ．Ｃｈａｋｒａｂｏｒｔｙ，Ｎ．Ｐｆａｆｆ，Ｄ．Ｃｏｈｅｎ，Ｊ．Ｓ．Ｓｐｅｃｋ，Ｓ．Ｐ．Ｄｅｎｂａａｒｓ、および、Ｓ．Ｎａｋａｍｕｒａ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．９８，０１１１１０１  （２０１１）．
［２０］Ｈ．Ｍａｓｕｉ，Ｈ．Ｙａｍａｄａ，Ｋ．Ｉｓｏ，Ｈ．Ｈｉｒａｓａｗａ，Ｎ．Ｎ．Ｆｅｌｌｏｗｓ，Ｊ．Ｓ．Ｓｐｅｃｋ，Ｓ．Ｎａｋａｍｕｒａ、および、Ｓ．Ｐ．ＤｅｎＢａａｒｓ，Ｐｈｙｓ．Ｓｔａｔ．Ｓｏｌ．（ａ）  ２０５，１２０３  （２００８）．
［２１］Ｍ．Ｕｅｄａ，Ｍ．Ｆｕｎａｔｏ，Ｋ．Ｋｏｊｉｍａ，Ｙ．Ｋａｗａｋａｍｉ，Ｙ．Ｎａｒｕｋａｗａ、および、Ｔ．Ｍｕｋａｉ，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｂ  ７８，２３３３０３  （２００８）．
［２２］Ｈ．Ｍａｓｕｉ，Ｈ．Ａｓａｍｉｚｕ，Ｔ．Ｔｙａｇｉ，Ｎ．Ｆ．ＤｅＭｉｌｌｅ，Ｓ．Ｎａｋａｍｕｒａ、および、Ｓ．Ｐ．ＤｅｎＢａａｒｓ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｅｘｐｒｅｓｓ  ２，０７１００２  （２００９）．
［２３］Ｒ．Ｂ．Ｃｈｕｎｇ，Ｙ．Ｄ．Ｌｉｎ，Ｉ．Ｋｏｓｌｏｗ，Ｎ．Ｐｆａｆｆ，Ｈ．Ｏｈｔａ，Ｊ．Ｈａ，Ｓ．Ｐ．ＤｅｎＢａａｒｓ、および、Ｓ．Ｎａｋａｍｕｒａ，Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．４９，０７０２０３  （２０１０）．
［２４］Ａ．Ｔｙａｇｉ，Ｆ．Ｗｕ，Ｅ．Ｃ．Ｙｏｕｎｇ，Ａ．Ｃｈａｋｒａｂｏｒｔｙ，Ｈ．Ｏｈｔａ，Ｒ．Ｂｈａｔ，Ｋ．Ｆｕｊｉｔｏ，Ｓ．Ｐ．ＤｅｎＢａａｒｓ，Ｓ．Ｎａｋａｍｕｒａ、および、Ｊ．Ｓ．Ｓｐｅｃｋ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．９５，２５１９０５  （２００９）．
［２５］Ｑ．Ｙａｎ，Ｐ．Ｒｉｎｋｅ，Ｍ．Ｓｃｈｅｆｆｉｅｒ、および、Ｃ．Ｇ．Ｖａｎ  ｄｅ  Ｗａｌｌｅ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．９７，１８１１０１  （２０１０）．
［２６］Ｙ．Ｚｈａｏ，Ｓ．Ｔａｎａｋａ，Ｑ．Ｙａｎ，Ｃ．Ｙ．Ｈｕａｎｇ，Ｒ．Ｂ．Ｃｈｕｎｇ，Ｃ−Ｃ．Ｐａｎ，Ｋ．Ｆｕｊｉｔｏ，Ｄ．Ｆｅｅｚｅｌｌ，Ｃ．Ｇ．Ｖａｎ  ｄｅ  Ｗａｌｌｅ，Ｊ．Ｓ．Ｓｐｅｃｋ，Ｓ．Ｐ．ＤｅｎＢａａｒｓ、および、Ｓ．Ｎａｋａｍｕｒａ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．９９，０５１１０９  （２０１１）．
（結論）
ここで、本発明の好ましい実施形態の説明を結論付ける。１つ以上の本発明の実施形態の前述の説明は、例証および説明の目的のために提示された。但し、包括的である、または本発明を開示される精密な形態に限定することを意図するものではない。多くの修正および変形例は、前述の教示に照らして可能である。本発明の範囲は、本発明を実施するための形態によってではなく、本明細書に添付の請求項によって限定されることが意図される。
【図１】
2014519183.tif 000004
【図２】
2014519183.tif 000005
【図３】
2014519183.tif 000006
【図４】
2014519183.tif 000007
【図５】
2014519183.tif 000008
【図６Ａ】
2014519183.tif 000009
【図６Ｂ】
2014519183.tif 000010
【図７−１】
2014519183.tif 000011
【図７−２】
2014519183.tif 000012
【図８】
2014519183.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成25年12月26日(2013.12.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
前述の先行技術における制限を克服するために、かつ本明細書を熟読および理解することによって明白となるであろう、他の制限を克服するために、本発明は、高インジウム取り込みおよび高偏光比を特徴とする、ＧａＮ基板の半極性（２０−２−１）平面上に製造されたＩＩＩ族窒化物光電子素子を開示する。ＧａＮ基板の半極性（２０−２−１）平面（ｃ−方向におけるｍ−平面からのミスカットから成る半極性平面である）上に成長させられた光電子素子は、他の半極性平面（すなわち、｛１１−２２｝、｛１０−１−１｝等）と比較して、最小偏光関連電場を有する。さらに、ＧａＮ基板の半極性（２０−２−１）平面上に成長させられた光電子素子は、より少ない誘発ＱＣＳＥ（量子閉じ込めシュタルク効果）、注入電流依存性、その出力波長における青方偏移、ならびに振動子強度の増加を有し、例えば、ｃ−平面素子および他の非極性または半極性素子と比較して、より高い物質的利益等につながる。加えて、ＧａＮ基板の半極性（２０−２−１）平面上に成長させられた光電子素子は、半極性平面が、インジウムをより容易に取り込むと考えられるため、長波長において、より優れた性能を示す可能性が高い。
例えば、本願発明は以下の項目を提供する。
（項目１）
光電子素子であって、前記素子は、
窒化ガリウム（ＧａＮ）基板の半極性（２０−２−１）平面上に成長させられるＩＩＩ族窒化物系発光素子を備えている、素子。
（項目２）
前記窒化ガリウム基板の半極性（２０−２−１）平面は、非極性（１０−１０）平面から、［０００−１］方向に向かって、約１５°傾斜されている、項目１に記載の素子。
（項目３）
前記窒化ガリウム基板の半極性（２０−２−１）平面は、半極性（２０−２１）平面から、［０００−１］方向に向かって、約３０°傾斜されている、項目１に記載の素子。
（項目４）
前記ＩＩＩ族窒化物系発光素子は、極性、非極性、または他の半極性平面上に成長させられるＩＩＩ族窒化物系発光素子と比較して、より高いインジウム取り込みを有する、項目１に記載の素子。
（項目５）
前記ＩＩＩ族窒化物系Ｎ発光素子は、極性または他の半極性平面上に成長させられるＩＩＩ族窒化物系発光素子と比較して、より高い偏光比を有する、項目１に記載の素子。
（項目６）
前記ＩＩＩ族窒化物系発光素子は、非極性平面上に成長させられるＩＩＩ族窒化物系発光素子と比較して、同様の偏光比を有する、項目１に記載の素子。
（項目７）
光電子素子を製造する方法であって、前記方法は、
窒化ガリウム（ＧａＮ）基板の半極性（２０−２−１）平面上でＩＩＩ族窒化物系発光素子を成長させることを含む、方法。
（項目８）
前記窒化ガリウム基板の半極性（２０−２−１）平面は、非極性（１０−１０）平面から、［０００−１］方向に向かって、約１５°傾斜されている、項目７に記載の方法。
（項目９）
前記窒化ガリウム基板の半極性（２０−２−１）平面は、半極性（２０−２１）平面から、［０００−１］方向に向かって、約３０°傾斜されている、項目７に記載の方法。
（項目１０）
前記ＩＩＩ族窒化物系発光素子は、極性、非極性、または他の半極性平面上に成長させられるＩＩＩ族窒化物系発光素子と比較して、より高いインジウム取り込みを有する、項目７に記載の方法。
（項目１１）
前記ＩＩＩ族窒化物系発光素子は、極性または他の半極性平面上に成長させられるＩＩＩ族窒化物系発光素子と比較して、より高い偏光比を有する、項目７に記載の方法。
（項目１２）
前記ＩＩＩ族窒化物系発光素子は、非極性平面上に成長させられるＩＩＩ族窒化物系発光素子と比較して、同様の偏光比を有する、項目７に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2014519183.tif 000014
【図２】
2014519183.tif 000015
【図３】
2014519183.tif 000016
【図４】
2014519183.tif 000017
【図５】
2014519183.tif 000018
【図６Ａ】
2014519183.tif 000019
【図６Ｂ】
2014519183.tif 000020
【図７−１】
2014519183.tif 000021
【図７−２】
2014519183.tif 000022
【図８】
2014519183.tif 000023
【国際調査報告】
2014519183.tif 000024