(57)【要約】【課題】基板の一方表面上に、多数のナノコラムを有する発光ダイオードにおいて、簡便な手法を用いて発光効率を高める。【解決手段】ナノコラム２を形成させるための基板１を、導電性を有し、かつ発光層４の発光波長に対して透光性を有する材料で形成するとともに、その基板１の他方表面上に、前記発光層４から放射される光の波長に対して透光性を有するｎ型電極７を形成し、ｐ型半導体層５上に形成されるｐ型電極６との間で、素子の厚み方向に電流を注入できるようにする。前記基板１としては、ＳｉドープしたＧａＮ、Ｇａ２Ｏ３またはＺｎＯから成る。したがって、ｎ型電極７側から光取出しが行われ、ｐ型電極６側に放熱手段９を設けることができ、注入電流を大きくすることができる。また、ｎ型電極の作成に一部のナノコラム２を除去する必要はなく、簡便な手法で作成することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有するとともに、発光波長に対して透光性を有する基板と、
前記基板の一方表面上に、ｎ型化合物半導体層、発光層およびｐ型化合物半導体層が順に積層されて成る複数の柱状結晶構造体と、
前記ｐ型化合物半導体層上に形成されるｐ型電極と、
前記基板上の他方表面上に形成され、発光波長に対して透光性を有するｎ型電極とを含むことを特徴とする化合物半導体発光素子。
【請求項２】
前記基板は、ｎ型の導電性を示すＧａＮ、Ｇａ２Ｏ３またはＺｎＯから成ることを特徴とする請求項１記載の化合物半導体発光素子。
【請求項３】
前記基板は、前記ＧａＮまたはＧａ２Ｏ３から成るときにはＳｉドープによって、前記ＺｎＯから成るときにはＡｌまたはＧａドープによって、前記ｎ型の導電性を有することを特徴とする請求項２記載の化合物半導体発光素子。
【請求項４】
前記ｐ型電極上に、前記発光層から放射された光を反射する反射層をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の化合物半導体発光素子。
【請求項５】
前記反射層は、金属から成ることを特徴とする請求項４記載の化合物半導体発光素子。
【請求項６】
前記反射層は、屈折率の異なる膜を複数層繰返し積層させた多層膜であることを特徴とする請求項４記載の化合物半導体発光素子。
【請求項７】
前記ｐ型電極上に、ヒートシンクを備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の化合物半導体発光素子。
【請求項８】
前記請求項１〜７のいずれか１項に記載の化合物半導体発光素子を用いることを特徴とする照明装置。
【請求項９】
導電性を有するとともに、発光波長に対して透光性を有する基板の一方表面上に、ｎ型化合物半導体層、発光層およびｐ型化合物半導体層が順に積層されて成る複数の柱状結晶構造体を成長させる工程と、
前記ｐ型化合物半導体層上にｐ型電極を形成する工程と、
前記基板上の他方表面上に、発光波長に対して透光性を有するｎ型電極を形成する工程とを含むことを特徴とする化合物半導体発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、III−Ｖ族化合物半導体などの化合物半導体発光素子およびそれを用いる照明装置ならびに化合物半導体素子の製造方法に関し、特に半導体素子としては、基板上にナノコラムやナノロッドなどと称されるナノスケールの柱状結晶構造体が形成されて成るものに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、窒化物半導体もしくは酸化物半導体で構成された発光層を有する化合物半導体発光素子が注目されている。この発光素子の構造は、一例として、サファイア基板を成長基板に用い、発光層の下部にシリコン（Ｓｉ）がドーピングされたｎ＋−ＧａＮ層から成るｎ−クラッド層およびコンタクト層、発光層の上部にマグネシウム（Ｍｇ）がドーピングされたｐ−ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る電子ブロック層、電子ブロック層の上部にｐ−ＧａＮのコンタクト層がそれぞれ形成されて構成されている。これらのいわゆるバルク結晶を用いる発光素子は、基板のサファイアと、窒化物や酸化物の半導体層との格子定数が大きく異なり、かつ基板上に薄膜として形成されるので、結晶内に非常に多くの貫通転位を含んでおり、発光素子の効率を増加させるのは困難であった。
【０００３】
そこで、このような問題を解決する手法の従来例として、特許文献１が知られている。この従来例では、サファイア基板上に、ｎ型ＧａＮバッファ層を形成した後、アレイ状に配列された多数の前記柱状結晶構造体（ナノコラム）を形成しており、そのＧａＮナノコラム間に透明絶縁物層を埋め込み、透明電極および電極パッドが成膜されて構成されている。特にＧａＮナノコラムは、ｎ型ＧａＮナノコラム、ＩｎＧａＮ量子井戸、ｐ型ＧａＮナノコラムから構成されている。このナノコラムを用いれば、前述のバルク結晶が有する貫通転位をほとんど無くすまでに低減することができ、前記貫通転位による非発光再結合が減少して、発光効率を向上することができる。
【特許文献１】特開２００５−２２８９３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の従来技術では、成長基板にサファイアを用いている。サファイア基板は絶縁体であるので、各ナノコラム１本１本に電流を流すためには、導電性を有する前記ｎ型ＧａＮバッファ層を形成する必要があり、かつそのｎ型ＧａＮバッファ層上の一部分の柱状結晶構造体を取除き、電極を形成しなくてはならない。このため、素子のスペースの一部分が電極に占有されて有効に活用できなくなるとともに、リソグラフィからエッチング、蒸着と、電極形成プロセスが複雑であるという問題がある。また、サファイア基板は放熱性が悪く、注入電流を多くした場合、発熱によって出力が低下するとともに、前記電極から電流はｎ型ＧａＮバッファ層の面方向に流れることになり、電極から遠い柱状結晶構造体では、シート抵抗によって注入電流が減少するという問題もある。
【０００５】
本発明の目的は、簡便な手法を用いて発光効率を高めることができる化合物半導体発光素子およびそれを用いる照明装置ならびに化合物半導体素子の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の化合物半導体発光素子は、導電性を有するとともに、発光波長に対して透光性を有する基板と、前記基板の一方表面上に、ｎ型化合物半導体層、発光層およびｐ型化合物半導体層が順に積層されて成る複数の柱状結晶構造体と、前記ｐ型化合物半導体層上に形成されるｐ型電極と、前記基板上の他方表面上に形成され、発光波長に対して透光性を有するｎ型電極とを含むことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の化合物半導体発光素子の製造方法は、導電性を有するとともに、発光波長に対して透光性を有する基板の一方表面上に、ｎ型化合物半導体層、発光層およびｐ型化合物半導体層が順に積層されて成る複数の柱状結晶構造体を成長させる工程と、前記ｐ型化合物半導体層上にｐ型電極を形成する工程と、前記基板上の他方表面上に、発光波長に対して透光性を有するｎ型電極を形成する工程とを含むことを特徴とする。
【０００８】
上記の構成によれば、基板の一方表面上に、ｎ型化合物半導体層と、発光層と、ｐ型化合物半導体層とを順に積層して成り、ナノコラムやナノロッドなどと称されるナノスケールの柱状結晶構造体を複数有して成る化合物半導体発光素子において、前記柱状結晶構造体を形成させるための基板を、導電性を有し、かつ前記発光層の発光波長に対して透光性を有する材料で形成するとともに、その基板の他方表面上に、前記発光層から放射される光の波長に対して透光性を有するｎ型電極を形成し、前記ｐ型化合物半導体層上に形成されるｐ型電極との間で、素子の厚み方向に電流を注入できるようにする。
【０００９】
したがって、ｎ型電極側から光取出しが行われることで、ｐ型電極側は透光性に形成する必要は無くなる。これによって、前記柱状結晶構造体において前記発光層が前記成長基板から比較的遠い方に形成され、すなわちｎ型化合物半導体層がｐ型化合物半導体層よりも厚く（高く）形成されても、前記発光層に近いｐ型電極側に放熱手段を設けることができ、柱状結晶構造体を複数有して成る化合物半導体発光素子の特徴である発光効率の高さを充分活かすことができる（柱状結晶構造体に大きな電流を注入することができる）。また、一部の柱状結晶構造体を除去してｎ型電極を作成する必要はなく、簡便な手法で作成することができ、しかも素子全面を発光に使用することができるとともに、ｎ型電極からも素子の厚み方向に効率良く均等に電流を注入することができる。
【００１０】
さらにまた、本発明の化合物半導体発光素子では、前記基板は、ｎ型の導電性を示すＧａＮ、Ｇａ２Ｏ３またはＺｎＯから成り、好ましくは、前記基板は、前記ＧａＮまたはＧａ２Ｏ３から成るときにはＳｉドープによって、前記ＺｎＯから成るときにはＡｌまたはＧａドープによって、前記ｎ型の導電性を有することを特徴とする。
【００１１】
上記の構成によれば、前記のような導電性を有し、かつ発光波長に対して透光性を有するとともに、化合物半導体層の成長に好適な基板を実現することができる。たとえば、ＧａＮで３６０ｎｍよりも短い波長を吸収するので、それよりも長い波長の光に対しては前記基板は透光性となる。なお、前記ＧａＮおよびＺｎＯは、ドーピングしなくてもｎ型の導電性を有するけれども、ｎ型の濃度を高め、基板抵抗を小さくするためには、このようにドーピングすることが好ましい。
【００１２】
また、本発明の化合物半導体発光素子は、前記ｐ型電極上に、前記発光層から放射された光を反射する反射層をさらに備えることを特徴とする。
【００１３】
上記の構成によれば、ｐ型電極側からの漏光を無くし、光取出し効率を一層向上することができるとともに、その反射層による反射角を制御することで、前記ｎ型電極側から放射される光の一部を制御し、取出したい方向に光を集めることができる。
【００１４】
さらにまた、本発明の化合物半導体発光素子では、前記反射層は、金属から成ることを特徴とする。
【００１５】
上記の構成によれば、前記反射層が金属であることで、比較的高い反射率を容易に得ることができる。
【００１６】
また、本発明の化合物半導体発光素子では、前記反射層は、屈折率の異なる膜を複数層繰返し積層させた多層膜であることを特徴とする。
【００１７】
上記の構成によれば、高い反射率の反射鏡を形成することができ、より高効率な発光素子を実現することができる。
【００１８】
さらにまた、本発明の化合物半導体発光素子では、前記ｐ型電極上に、ヒートシンクを備えることを特徴とする。
【００１９】
上記の構成によれば、柱状結晶構造体において発光層に近いｐ型電極の裏面に、放熱手段としてのヒートシンクを設けることで、より放熱効果を高めることができる。
【００２０】
また、本発明の照明装置は、前記の化合物半導体発光素子を用いることを特徴とする。
【００２１】
上記の構成によれば、発光効率の高い照明装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の化合物半導体発光素子およびその製造方法は、以上のように、基板の一方表面上に、ｎ型化合物半導体層と、発光層と、ｐ型化合物半導体層とを順に積層して成り、ナノコラムやナノロッドなどと称されるナノスケールの柱状結晶構造体を複数有して成る化合物半導体発光素子において、前記柱状結晶構造体を形成させるための基板を、導電性を有し、かつ前記発光層の発光波長に対して透光性を有する材料で形成するとともに、その基板の他方表面上に、前記発光層から放射される光の波長に対して透光性を有するｎ型電極を形成し、前記ｐ型化合物半導体層上に形成されるｐ型電極との間で、素子の厚み方向に電流を注入できるようにする。
【００２３】
それゆえ、ｎ型電極側から光取出しが行われることで、ｐ型電極側は透光性に形成する必要は無くなり、前記柱状結晶構造体において前記発光層が前記成長基板から比較的遠い方に形成され、すなわちｎ型化合物半導体層がｐ型化合物半導体層よりも厚く（高く）形成されても、前記発光層に近いｐ型電極側に放熱手段を設けることができ、柱状結晶構造体を複数有して成る化合物半導体発光素子の特徴である発光効率の高さを充分活かすことができる（柱状結晶構造体に大きな電流を注入することができる）。また、一部の柱状結晶構造体を除去してｎ型電極を作成する必要はなく、簡便な手法で作成することができ、しかも素子全面を発光に使用することができるとともに、ｎ型電極からも素子の厚み方向に効率良く均等に電流を注入することができる。
【００２４】
さらにまた、本発明の化合物半導体発光素子は、以上のように、前記基板が、ｎ型の導電性を示すＧａＮ、Ｇａ２Ｏ３またはＺｎＯから成り、好ましくは、前記基板が、前記ＧａＮまたはＧａ２Ｏ３から成るときにはＳｉドープによって、前記ＺｎＯから成るときにはＡｌまたはＧａドープによって、前記ｎ型の導電性を有する。
【００２５】
それゆえ、前記のような導電性を有し、かつ発光波長に対して透光性を有するとともに、化合物半導体層の成長に好適な基板を実現することができる。
【００２６】
また、本発明の化合物半導体発光素子は、以上のように、前記ｐ型電極上に、前記発光層から放射された光を反射する反射層をさらに設ける。
【００２７】
それゆえ、ｐ型電極側からの漏光を無くし、光取出し効率を一層向上することができるとともに、その反射層による反射角を制御することで、前記ｎ型電極側から放射される光の一部を制御し、取出したい方向に光を集めることができる。
【００２８】
さらにまた、本発明の化合物半導体発光素子は、以上のように、前記反射層が金属から成る。
【００２９】
それゆえ、比較的高い反射率を容易に得ることができる。
【００３０】
また、本発明の化合物半導体発光素子は、以上のように、前記反射層を、屈折率の異なる膜を複数層繰返し積層させた多層膜とする。
【００３１】
それゆえ、高い反射率の反射鏡を形成することができ、より高効率な発光素子を実現することができる。
【００３２】
さらにまた、本発明の化合物半導体発光素子は、以上のように、前記ｐ型電極上にヒートシンクを設ける。
【００３３】
それゆえ、柱状結晶構造体において発光層に近いｐ型電極の裏面に、放熱手段としてのヒートシンクを設けることで、より放熱効果を高めることができる。
【００３４】
また、本発明の照明装置は、以上のように、前記の化合物半導体発光素子を用いる。
【００３５】
それゆえ、発光効率の高い照明装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の一形態に係る化合物半導体発光素子である発光ダイオードの構造を模式的に示す断面図である。本実施の形態では、自己形成的に窒化物ナノコラムを形成するが、ナノコラムの形成方法は限定されるものではない。たとえば、フォトリソグラフィ技術を用いて基板表面に開口部を設けて、窒化物ナノコラムを形成してもよい。また、本実施の形態では、ナノコラムの成長は、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）によって行うことを前提としているが、ナノコラムの成長方法はこれに限定されるものではなく、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）やハイドライド気相成長（ＨＶＰＥ）等の装置を用いてもナノコラムが作製可能であることは公知である。以下、特に断らない限り、ＭＯＣＶＤ装置を用いるものとする。
【００３７】
注目すべきは、本発明の化合物半導体発光素子では、基板１に、発光波長に対して透光性を有し、かつ不純物をドープすることで導電性を持たせることができる基板を用いることである。本実施の形態では、基板１としてＧａＮを用いているが、Ｇａ２Ｏ３またはＺｎＯ等の前記のように発光波長に対して透光性を有し、かつ不純物をドープすることで導電性を持たせることができ、さらにナノコラム２の成長に好適な他の基板が用いられてもよい。本実施の形態では、発光波長に４６０ｎｍを想定しており、たとえば前記ＧａＮは、３６０ｎｍよりも短い波長を吸収するので、それよりも長い前記発光波長の光に対しては、前記基板１は透光性となる。前記基板１が、ｎ型の導電性を示す前記ＧａＮまたはＧａ２Ｏ３から成るときにはＳｉドープによって、前記ＺｎＯから成るときにはＡｌまたはＧａドープによって、前記ｎ型の導電性を得ることができる。なお、前記ＧａＮおよびＺｎＯは、ドーピングしなくてもｎ型の導電性を有するけれども、ｎ型の濃度を高め、基板抵抗を小さくするためには、このようにドーピングすることが好ましい。
【００３８】
先ず、前記の基板１を前記ＭＯＣＶＤ装置内に導入し、反応路炉内の圧力を７６Ｔｏｒｒとした後、１２００℃で１０分間、前記基板１の表面をクリーニングする。続いて、ナノコラムを形成するための核を成長させる。それには、反応炉内の圧力を前記７６Ｔｏｒｒに保ったまま、基板温度を通常の成長温度より大幅に低い５００℃まで下げ、Ｇａ原料としてトリメチルガリウム（ＴＭＧａ）を２０ＳＣＣＭ、窒素原料としてアンモニア（ＮＨ３）を２ＳＬＭそれぞれ供給し、低温ＧａＮ緩衝層を２５ｎｍ成長させる。この低温ＧａＮ緩衝層が、前記ナノコラム２を成長させるための核となる。
【００３９】
次に、ナノコラムｎ型半導体層３としてｎ型ＧａＮを１μｍ形成する。それには、反応炉内の圧力を７６Ｔｏｒｒに保ったまま、基板温度を１１５０℃まで上げ、前記Ｇａ原料としてトリメチルガリウム（ＴＭＧａ）を２０ＳＣＣＭ、前記窒素原料として前記アンモニア（ＮＨ３）を３ＳＬＭそれぞれ供給し、温度が安定した後、ｎ型ドーパントとなるＳｉの原料としてテトラエチルシラン（ＴＥＳｉ）を０．０３ＳＣＣＭ供給する。ｎ伝導を得るためのドーパントとしてＳｉを用いたが、限定されるものではなく、たとえばＧｅでもよい。こうして、ｎ型伝導性を有する前記ナノコラムｎ型半導体層３を形成することができる。
【００４０】
続いて、ナノコラム発光層４を形成する。このナノコラム発光層４は、量子井戸構造となっており、井戸層（ＩｎＧａＮ）および障壁層（ＧａＮ）で構成される。さらに、複数の井戸を有する多重量子井戸構造（ＭＱＷ）とした。井戸層および障壁層のＩｎ組成は、１７％および０％であり、厚さはそれぞれ２ｎｍおよび５ｎｍとした。このときの基板温度は７５０℃、反応炉内圧力は７６Ｔｏｒｒで、前記Ｇａ原料のトリメチルガリウム（Ｇａ（ＣＨ３）３）およびＮ原料のアンモニア（ＮＨ３）と共に、Ｉｎ原料のトリメチルインジウム（ＴＭＩ）を供給する。こうして、多重量子井戸から成る前記ナノコラム発光層４を形成することができる。
【００４１】
次に、ナノコラムｐ型半導体層５としてｐ型ＧａＮを１００ｎｍ形成する。ここでは、ナノコラム２の径を徐々に太くしてゆき、隣接するナノコラムと結合させる。径を大きくするのは、アンモニア（ＮＨ３）の流量を減らすことで行うことができ、たとえばナノコラムｎ型半導体層３やナノコラム発光層４の成長時の半分の１．５ＳＬＭで行うことができる。また、ｐ型伝導を得るためのドーパントとしてＭｇを用い、その原料としてビスエチルシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ２Ｍｇ）を２０ＳＣＣＭ供給する。こうして、前記ナノコラムｐ型半導体層５を形成することができ、図１で示すようになる。
【００４２】
その後、上述のようにして作成されたナノコラム半導体に電極６，７を取付けるにあたって、基板１側を光取出し面とし、そのためナノコラムｐ型半導体層５上にｐ型電極６を積層した後、さらに基板１のナノコラム２とは反対側の面に透明電極であるｎ型電極７を積層する。たとえば、前記ｐ型電極６にはＮｉ／Ａｕを、ｎ型電極７にはＩＴＯを用い、それぞれ、たとえば２０Åおよび３０Åの厚さに蒸着する。ｐ型電極６を形成した後、基板１を一旦真空蒸着装置から取出して裏返し、再び真空蒸着装置内に導入し、ｎ型電極７を蒸着する。Ｎｉは反射率が低い材料であるが、膜厚を薄くすることで吸収を少なく（反射を多く）することができる。蒸着をする真空度は、たとえば６×１０−６Ｔｏｒｒである。
【００４３】
再び基板１を真空蒸着装置から取出し、裏返した後、ｐ型電極６上に金属反射層８を蒸着する。この金属反射層８の材料としてはＡｌを用いることができるが、他にも反射率の高い材料として、Ａｇなどを用いることができる。蒸着をする真空度は、たとえば前記６×１０−６Ｔｏｒｒである。
【００４４】
以上のように、本実施の形態の発光ダイオードでは、基板１の一方表面上に、ナノコラムｎ型半導体層３と、ナノコラム発光層４と、ナノコラムｐ型半導体層５とを順に積層して成るナノコラム２を複数有して成る発光ダイオードにおいて、ナノコラム２を形成させるための基板１を、導電性を有し、かつ前記ナノコラム発光層４の発光波長に対して透光性を有する材料で形成するとともに、その基板１の他方表面上に、前記ナノコラム発光層４から放射される光の波長に対して透光性を有するｎ型電極７を形成し、前記ナノコラムｐ型半導体層５上に形成されるｐ型電極６との間で、素子の厚み方向に電流を注入できるようにする。したがって、ｎ型電極７側から光取出しが行われることで、ｐ型電極６側は透光性に形成する必要は無くなる。これによって、前記ナノコラム２において前記ナノコラム発光層４が前記基板１から比較的遠い方に形成され、すなわちナノコラムｎ型半導体層３がナノコラムｐ型半導体層５よりも厚く（高く）形成されても、前記ナノコラム発光層４に近いｐ型電極側に、ヒートシンクなどから成る放熱手段９を設けることができ、ナノコラム２を複数有して成る化合物半導体発光素子の特徴である発光効率の高さを充分活かすことができる（ナノコラム２に大きな電流を注入することができる）。また、一部のナノコラム２を除去してｎ型電極を作成する必要はなく、簡便な手法で作成することができ、しかも素子全面を発光に使用することができるとともに、ｎ型電極７からも素子の厚み方向に効率良く均等に電流を注入することができる。
【００４５】
また、前記ｐ型電極６上に、前記発光層４から放射された光を反射する金属反射層８をさらに設けることで、ｐ型電極６側からの漏光を無くし、光取出し効率を一層向上することができるとともに、その金属反射層８による反射角を制御することで、前記ｎ型電極７側から放射される光の一部を制御し、取出したい方向に光を集めることができる。さらにまた、反射層として前記金属反射層８を用いることで、比較的高い反射率を容易に得ることができる。
【００４６】
［実施の形態２］
図２は、本発明の実施の他の形態に係る化合物半導体発光素子である発光ダイオードの構造を模式的に示す断面図である。本実施の形態では、前述の実施の形態に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、本実施の形態では、反射層１８が多層膜から成ることである。この多層膜から成る反射層１８は、屈折率の小さい材料と、大きい材料とを交互に複数回繰り返して積層させた構造である。本実施の形態では、屈折率の小さい材料としてＧａＮを用い、高い材料としてＡｌＧａＮを用い、ＡｌＧａＮ層１８ｂの厚さを４７．６４ｎｍ、ＧａＮ層１８ａの厚さを５０．５４ｎｍとなるように蒸着し、さらにこれら各々１層ずつの組合わせで５１回繰返し形成した。こうして作成された本反射層１８の反射率は、中心波長４６５ｎｍに対して、９９．５％と極めて高い反射率を有する。
【００４７】
このように構成することで、高い反射率の反射鏡を形成することができ、より高効率な発光素子を実現することができる。
【００４８】
上述のように構成される発光ダイオードを照明装置に用いることで、発光効率の高い照明装置を実現することができ、好適である。
【００４９】
上述の実施の形態は、窒化物半導体（ＧａＮ）を例にして説明しているけれども、本発明は、酸化物半導体にも適用することができる。酸化物半導体であるＺｎＯは、発光素子として非常に優れた特性を有している。励起子の結合エネルギーが６０ｍｅＶと、ＧａＮの２〜３倍であり、内部量子効率がＧａＮに比べて高くなる可能性がある上、屈折率は２であり、ＧａＮの屈折率２．５に比べて小さく、光取出しの点で圧倒的に有利である。また、材料自身が安価であることも商業ベースで考えると魅力的である。したがって、上述の実施の形態は、窒化物半導体であるＧａＮ系ナノコラムについて述べているが、結晶構造上、よく似ている酸化物半導体であるＺｎＯについても、全く同じ構造の半導体発光素子を、同様に作製することができる。詳述すれば、以下のとおりである。
【００５０】
ＧａＮとＺｎＯとは、共に六方晶系の結晶構造を持ち、結晶の格子定数も近い。バンドギャップもＧａＮの３．４ｅＶに対して、ＺｎＯは３．３ｅＶと、これもまた近い。両方とも直接遷移型半導体である。したがってＧａＮでナノコラムが形成されるのであれば、ＺｎＯでもナノコラムが形成できる。一例として、文献１では、ＭＯＣＶＤを用いて、サファイア基板上にＺｎＯのナノコラム（同文献ではナノロッドと呼んでいる）を形成している。（文献１：W.l.Park,  Y.H. Jun,  S.W.Jung and Gyu-Chul Yi Appl. Phys.Lett.  964(2003)）。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の一形態に係る化合物半導体発光素子である発光ダイオードの構造を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の実施の他の形態に係る化合物半導体発光素子である発光ダイオードの構造を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１    基板
２    ナノコラム
３    ナノコラムｎ型半導体層
４    ナノコラム発光層
５    ナノコラムｐ型半導体層
６    ｐ型電極
７    ｎ型電極
８    金属反射層
９    放熱手段
１８    反射層
【図１】
2008066591.tif 000003
【図２】
2008066591.tif 000004