(57)【要約】【課題】多数のナノコラムを有する発光ダイオードにおいて、基板の導電性、放熱性、吸収波長を考慮しなくてよういようにする。【解決手段】成長基板１上に、ナノコラムｎ型半導体層４、ナノコラム発光層５およびナノコラムｐ型半導体層６を順に積層して成るナノコラム２を多数形成し、ｐ型電極７を形成した後に、そのｐ型電極７上に支持基板９を接合して前記ナノコラム２を支持し、代りに前記成長基板１を除去し、前記ナノコラム発光層５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１０を前記ナノコラムｎ型半導体層４に接合する。したがって、ナノコラムｎ型半導体層４およびナノコラムｐ型半導体層６に直接ｎ型電極１０およびｐ型電極７がそれぞれ形成されることになり、前記基板の導電性、放熱性、吸収波長を考慮する必要が無く、簡便な手法を用いて効率良く光を取出すことができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成長基板上に、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た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ｐ型化合物半導体層上に形成されるｐ型電極と、
前記ｐ型電極上に接合される支持基板と、
前記成長基板に代わる透明な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記載の化合物半導体発光素子。
【請求項３】
前記反射膜は、金属から成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】
前記反射膜は、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２記載の化合物半導体発光素子。
【請求項５】
前記支持基板は、ヒートシンクを兼ねることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の化合物半導体発光素子。
【請求項６】
前記請求項１〜５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７】
成長基板上に、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た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製造方法において、
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ｐ型電極上に支持基板を設ける工程と、
前記成長基板を除去する工程と、
露出した前記ｎ型化合物半導体層の端面に透光性を有する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、基板の導電性、放熱性、吸収波長を考慮すること無く、簡便な手法を用いて効率良く光を取出す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、成長基板上に、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た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ｐ型化合物半導体層上に形成されるｐ型電極と、前記ｐ型電極上に接合される支持基板と、前記成長基板に代わる透明な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、成長基板上に、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た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製造方法において、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ｐ型電極上に支持基板を設ける工程と、前記成長基板を除去する工程と、露出した前記ｎ型化合物半導体層の端面に透光性を有する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、成長基板上に、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台となる前記成長基板上に、その柱状結晶構造体を成長させ、前記ｐ型化合物半導体層上にｐ型電極を形成した後に、そのｐ型電極上に支持基板を接合して前記柱状結晶構造体を支持し、代りに前記成長基板を除去し、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型電極を前記ｎ型化合物半導体層に接合する。すなわち、柱状結晶構造体を支持基板に支持させ、従来は成長基板が位置していたｎ型化合物半導体層の発光層とは反対側の面には、成長基板を除去し、透明なｎ型電極を直接取付ける。
【０００９】
したがって、ｎ型化合物半導体層およびｐ型化合物半導体層に直接ｎ型電極およびｐ型電極がそれぞれ形成されているので、基板の導電性、放熱性、吸収波長を考慮する必要が無く、簡便な手法を用いて効率良く光を取出すことができる。具体的には、先ず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（たとえば、前記支持基板自体を放熱手段とする）、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）。
【００１０】
次に、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、素子全面を発光に使用することができるとともに、各柱状結晶構造体に効率良く均等に電流を注入することができる。さらにまた、前記成長基板には、たとえば安い材料で、上に成長される化合物半導体層と格子定数が近い等、成長に好都合なＳｉなどの材料を使用することができ、低コストで良質な柱状結晶構造体を得ることができる。
【００１１】
さらにまた、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。
【００１２】
上記の構成によれば、ｐ型電極側への漏光を無くし（支持基板で光が吸収されなくし）、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。
【００１３】
また、本発明の化合物半導体発光素子では、前記反射膜は、金属から成ることを特徴とする。
【００１４】
上記の構成によれば、前記反射膜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。
【００１５】
さらにまた、本発明の化合物半導体発光素子では、前記反射膜は、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。
【００１６】
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。
【００１７】
また、本発明の化合物半導体発光素子では、前記支持基板は、ヒートシンクを兼ねることを特徴とする。
【００１８】
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型電極の裏面に設けられる支持基板自体を放熱手段とすることで、より放熱効果を高めることができ、好ましくはさらにｐ型電極とオーミックコンタクトを取ることができる導電性を備えたものとすることで、より注入電流を増加することができる。
【００１９】
さらにまた、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。
【００２０】
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】
【００２１】
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、成長基板上に、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およびその製造方法において、前記柱状結晶構造体を形成させるための基台となる前記成長基板上に、その柱状結晶構造体を成長させ、前記ｐ型化合物半導体層上にｐ型電極を形成した後に、そのｐ型電極上に支持基板を接合して前記柱状結晶構造体を支持し、代りに前記成長基板を除去し、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型電極を前記ｎ型化合物半導体層に接合する。
【００２２】
それゆえ、ｎ型化合物半導体層およびｐ型化合物半導体層に直接ｎ型電極およびｐ型電極がそれぞれ形成されているので、基板の導電性、放熱性、吸収波長を考慮する必要が無く、簡便な手法を用いて効率良く光を取出すことができる。具体的には、先ず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（たとえば、前記支持基板自体を放熱手段とする）、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）。
【００２３】
次に、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、素子全面を発光に使用することができるとともに、各柱状結晶構造体に効率良く均等に電流を注入することができる。さらにまた、前記成長基板には、たとえば安い材料で、上に成長される化合物半導体層と格子定数が近い等、成長に好都合なＳｉなどの材料を使用することができ、低コストで良質な柱状結晶構造体を得ることができる。
【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。
【００２５】
それゆえ、ｐ型電極側への漏光を無くし（支持基板で光が吸収されなくし）、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。
【００２６】
また、本発明の化合物半導体発光素子は、以上のように、前記反射膜を金属とする。
【００２７】
それゆえ、比較的高い反射率を容易に得ることができる。
【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、前記反射膜を、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。
【００２９】
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。
【００３０】
また、本発明の化合物半導体発光素子は、以上のように、前記支持基板がヒートシンクとしての機能を有する。
【００３１】
それゆえ、柱状結晶構造体において発光層に近いｐ型電極の裏面に設けられる支持基板自体を放熱手段とすることで、より放熱効果を高めることができ、好ましくはさらにｐ型電極とオーミックコンタクトを取ることができる導電性を備えたものとすることで、より注入電流を増加することができる。
【００３２】
さらにまた、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。
【００３３】
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】
【００３４】
図１〜４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製造工程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。また、本実施の形態では、成長基板１としてＳｉを用いているが、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、ＡｌＮ等の他の基板が用いられてもよい。
【００３５】
先ず、前記の成長基板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、前記成長基板１の表面をクリーニングする。続いて、ナノコラム２を形成させるための核を成長する。それには、基板温度を通常の成長温度より低い５００℃まで下げ、Ａｌ原料としてトリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）を２０ＳＣＣＭ、窒素原料としてアンモニア（ＮＨ３）を２ＳＬＭそれぞれ供給することで、低温ＡｌＮ緩衝層３を２５ｎｍ成長する。この低温ＡｌＮ緩衝層３が、前記ナノコラム２を成長させるための核となる。
【００３６】
次に、ナノコラムｎ型半導体層４としてｎ型ＧａＮを２〜３μｍ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、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４を形成することができる。
【００３７】
続いて、ナノコラム発光層５を形成する。このナノコラム発光層５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５を形成することができる。
【００３８】
続いて、ナノコラムｐ型半導体層６としてｐ型ＧａＮを１２０ｎｍ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４やナノコラム発光層５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６を形成することができ、図１で示すようになる。
【００３９】
注目すべきは、本実施の形態では、上述のようにして作成されたナノコラム半導体に電極を取付けるにあたって、成長基板１側を光取出し面とし、そのため図２で示すように、ナノコラムｐ型半導体層６上にｐ型電極７および金属反射層８を順に積層した後、さらに支持基板９を取付けることである。たとえば、前記ｐ型電極７にはＮｉを、金属反射層８にはＡｌを用い、それぞれ、たとえば２０Åおよび１０００Åの厚さに蒸着する。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。
【００４０】
また、前記支持基板９には、前記ｐ型電極７とオーミックコンタクトを取ることができ、しかもヒートシンクとしての機能を発揮することができる、たとえばＣｕＷを用いることができる。このＣｕＷと前記金属反射層８とは、たとえばＡｕＳｎを用いて接合を行うことができる。すなわち、ＡｕＳｎを載せたＣｕＷ上に、ナノコラム半導体の前記金属反射層８側を合わさるように搭載した後、ヒータによって３００℃に加熱を行い、冷却することで、前記支持基板９であるＣｕＷ上にナノコラム半導体を取付けることができる。
【００４１】
その後、また注目すべきは、本実施の形態では、前記成長基板１を除去した後、ｎ型電極１０を形成することである。ここで、ＳｉはＫＯＨ中で高速にエッチングすることができるのに対して、ナノコラム２は結晶内に貫通転位をほとんど含んでいないために、エッチングされない。そこで、前記ＫＯＨを入れた容器を７０℃に加熱し、その中に前記支持基板９に支持されたナノコラム２から成長基板１を浸漬することで、図３で示すように、該成長基板１を除去することができる。
【００４２】
これによって露出したナノコラムｎ型半導体層４上に、真空蒸着装置にて、図４で示すように、ＩＴＯから成る透明ｎ型電極１０を１００ｎｍ形成する。このとき、前記ナノコラムｎ型半導体層４は２〜３μｍの高さで形成されており、林立するナノコラム２間に蒸着金属が入り込み、該ナノコラムｎ型半導体層４とナノコラムｐ型半導体層６との間を短絡してしまうことはない。その後、通常のフォトリソグラフィ技術を用いて前記ｎ型電極１０上にパターン状に開口部を設け、さらに真空蒸着装置にてＡｕを蒸着し、その後レジストを除去することで、パターン状にＡｕパッド１１を設けることができる。
【００４３】
以上のように、本実施の形態の発光ダイオードでは、成長基板１上に、ナノコラムｎ型半導体層４、ナノコラム発光層５およびナノコラムｐ型半導体層６を順に積層して成るナノコラム２が多数林立されて成る発光ダイオードにおいて、前記ナノコラム２を成長させるための基台となる前記成長基板１上に、そのナノコラム２を成長させ、前記ナノコラムｐ型半導体層６上にｐ型電極７を形成した後に、そのｐ型電極７上に支持基板９を接合して前記ナノコラム２を支持し、代りに前記成長基板１を除去し、前記ナノコラム発光層５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１０を前記ナノコラムｎ型半導体層４に接合するので、ナノコラムｎ型半導体層４およびナノコラムｐ型半導体層６に直接ｎ型電極１０およびｐ型電極７がそれぞれ形成されることになり、基板の導電性、放熱性、吸収波長を考慮する必要が無く、簡便な手法を用いて効率良く光を取出すことができる。
【００４４】
具体的には、先ずｎ型電極１０側から光取出しが行われることで、ｐ型電極７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５が前記成長基板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４がナノコラムｐ型半導体層６よりも厚く（高く）形成されても、前記ナノコラム発光層５に近いｐ型電極７側に、放熱手段として前記支持基板９が設けられるので、ナノコラム２に大きな電流を注入することができ、該ナノコラム２を多数有する発光ダイオードの発光効率の高さを充分活かすことができる。また、一部のナノコラムを除去してｎ型電極を作成する必要はなく、素子全面を発光に使用することができるとともに、各ナノコラム２に効率良く均等に電流を注入することができる。さらにまた、前記成長基板１には、たとえば安い材料で、上に成長されるナノコラム２と格子定数が近い等、成長に好都合な前記Ｓｉなどの材料を使用することができ、低コストで良質なナノコラム２を得ることができる。
【００４５】
また、本実施の形態の発光ダイオードは、以上のように、ナノコラム２において、ナノコラム発光層５に近いｐ型電極７の裏面に設けられる支持基板９自体がヒートシンクとしての機能を有することで、より放熱効果を高めることができ、さらに該支持基板９が前述のようにＣｕＷから成ることで、ｐ型電極７とオーミックコンタクトを取ることができ、より注入電流を増加することができる。
【００４６】
さらにまた、本実施の形態の発光ダイオードは、以上のように、前記ｐ型電極７上に、前記ナノコラム発光層５から放射された光を反射する金属反射層８をさらに有するので、ｐ型電極７側への漏光を無くし（支持基板９で光が吸収されなくし）、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１０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。また、反射膜が前記金属反射膜８であるので、比較的高い反射率を容易に得ることもできる。さらにまた、好ましくは前記金属反射膜８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、より高効率な発光ダイオードを実現することができる。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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】
【００５０】
【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製造工程を模式的に示す断面図である。
【図２】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製造工程を模式的に示す断面図である。
【図３】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製造工程を模式的に示す断面図である。
【図４】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製造工程を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１    成長基板
２    ナノコラム
３    低温ＡｌＮ緩衝層
４    ナノコラムｎ型半導体層
５    ナノコラム発光層
６    ナノコラムｐ型半導体層
７    ｐ型電極
８    金属反射層
９    支持基板
１０    ｎ型電極
１１    Ａｕパッド
【図１】
2008066590.tif 000003
【図２】
2008066590.tif 000004
【図３】
2008066590.tif 000005
【図４】
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