(57)【要約】【課題】  低コストでＧａＮ基発光装置の発光効率を向上すると共に、製造プロセスを簡素化する目的を図る。【解決手段】  基板と、ｎ−ＧａＮ層と、マルチ量子井戸活性層と、ｐ−タイプ配分ブラッグ反射層と、ｐ−ＧａＮ基結晶積み重ね沈積層と、ｎ−タイプ金属電極と、ｐ−タイプ金属電極とからなり、前記基板の底部に金属反射層を形成してなるＧａＮ基の発光装置及びその製造方法を提供する。【選択図】      図２
2004179654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サファイアやＳｉＣやＧａＮなどからなる基板に緩衝層を形成するステップ（ａ）と、
前記緩衝層にｎ−ＧａＮ系結晶積み重ね沈積層を形成するステップ（ｂ）と、
前記ｎ−ＧａＮ系結晶積み重ね沈積層にマルチ量子井戸活性層を成長形成し、前記マルチ量子井戸活性層の生成する光線の波長を３８０−６００ｎｍに設定するステップ（ｃ）と、
前記マルチ量子井戸活性層にｐ−タイプ配分ブラッグ反射層を生長形成するステップ（ｄ）と、
前記ｐ−タイプ配分ブラッグ反射層にｐ−ＧａＮ系結晶積み重ね沈積層を形成すると共に、エッチング加工によって一部のｎ−ＧａＮ層の表面と一部のマルチ量子井戸活性層の表面と一部のｐ−タイプ配分ブラッグ反射層の表面と一部のｐ−ＧａＮ層とを除去し、ｐ−ＧａＮ層に露出面を形成させ、且つその露出面にｎ−タイプ金属電極を配置し、且つｐ−ＧａＮ層にｐ−タイプ金属電極を配置するステップ（ｅ）と、
基板の底部に電気メッキまたはスパッタリングの方式によって金属反射層を設けるステップ（ｆ）によってＧａＮ基の発光装置を製造することを特徴とするＧａＮ基の発光装置の製造方法。
【請求項２】
前記ステップ（ｅ）とステップ（ｆ）との間に、ｐ−ＧａＮ層に所定の厚さを有すると共に、光線透過可能な金属酸化層を結晶積み重ね沈積形成し、窓口層とするステップ（ｇ）をさらに有することを特徴とする請求項１に記載のＧａＮ基の発光装置の製造方法。
【請求項３】
前記ステップ（ｆ）の後で、前記金属酸化層の裸な表面に表面処理を実施することによって粗末表面またはエンボシング模様を形成するステップ（ｈ）をさらに有することを特徴とする請求項２に記載のＧａＮ基の発光装置の製造方法。
【請求項４】
前記ステップ（ｆ）の後で、エッチングして残ったｐ−ＧａＮ層に結晶積み重ねの方式によって所定の厚さを有すると共に、光線透過可能な金属酸化層を成長形成し、且つそれを窓口層とするステップ（ｇ）をさらに有することを特徴とする請求項１に記載のＧａＮ基の発光装置の製造方法。
【請求項５】
前記ステップ（ｇ）の後で、前記金属酸化層の裸な表面に表面処理を実施することによって粗末表面またはエンボシング模様を形成するステップ（ｈ）をさらに有することを特徴とする請求項４に記載のＧａＮ基の発光装置の製造方法。
【請求項６】
基板と、ｎ−ＧａＮ層と、マルチ量子井戸活性層と、ｐ−タイプ配分ブラッグ反射層と、接触層と、ｎ−タイプ金属電極と、ｐ−タイプ金属電極とからなり、前記基板としてサファイア基板を採用し、且つその基板の上面部に緩衝層を成長形成し、且つその基板の下面部に金属反射層をメッキ形成し、且つ前記緩衝層に順次に前記ｎ−ＧａＮ層と、前記マルチ量子井戸活性層と、前記ｐ−タイプ配分ブラッグ反射層とを結晶積み重ね沈積形成し、且つ通電後に前記マルチ量子井戸活性層が電気によって光線を生成する光線生成層となり、その生成する光線の波長を３８０−６００ｎｍに設定し、且つ前記接触層としてｐ−タイプ配分ブラッグ反射層に生長形成されるｐ−ＧａＮ系の結晶積み重ね沈積層を採用し、且つ前記ｎ−タイプ金属電極を前記ｎ−ＧａＮ層の露出面に配置し、且つ前記ｐ−タイプ金属電極を前記ｐ−ＧａＮ層に配置することによってＧａＮ基の発光装置を形成することを特徴とするＧａＮ基の発光装置。
【請求項７】
前記基板としてＳｉＣまたはＧａＮなどからなる基板を採用することを特徴とする請求項６に記載のＧａＮ基の発光装置。
【請求項８】
前記接触層としてｐ−ＩｎＧａＮまたはｐ−ＡｌＩｎＧａＮの結晶積み重ね沈積層を採用することを特徴とする請求項６に記載のＧａＮ基の発光装置。
【請求項９】
前記ｐ−タイプ配分ブラッグ反射層の反射率を５０−８０％に設定すると共に、前記金属反射層の反射率を９０％以上に設定することを特徴とする請求項６に記載のＧａＮ基の発光装置。
【請求項１０】
前記接触層に成長形成され、可視光線透過性範囲が３８０−６００ｎｍに設定される金属酸化層をさらに有することを特徴とする請求項６に記載のＧａＮ基の発光装置。
【請求項１１】
さきに基板に成長形成される、厚さが３０−５００Åに設定される低温緩衝層と、その低温緩衝層に成長形成される、厚さが０．５−６μｍに設定される高温緩衝層とからなる低温ＧａＮ／高温ＧａＮ緩衝層と、
厚さが２−６μｍに設定されるｎ−ＧａＮ半導体層と、
ＩｎＧａＮ／ＧａＮからなるマルチ量子井戸活性層と、
ｐ−ＡｌＧａＮ／ＧａＮからなる配分ブラッグ反射層と、
厚さが０．２−０．５μｍに設定されるｐ＋−ＧａＮ基の半導体層とからなり、
前記基板としてサファイア基板を採用し、且つ３００−５００μｍの厚さの結晶積み重ね加工を実行し、結晶積み重ね完成後に、底部より研磨し、５０−３００μｍの厚さにならせ、且つ底部に電気メッキまたはスパッタリングの方式によって厚さが５０Åないし３００μｍのＡｇ／Ａｌからなる金属反射層をメッキ形成することを特徴とするＧａＮ基の発光装置。
【請求項１２】
前記基板としてＳｉＣまたはＧａＮなどからなる基板を採用すると共に、前記金属反射層としてＡｇまたは他のいずれの金属材料からなる金属反射層を採用することを特徴とする請求項１１に記載のＧａＮ基の発光装置。
【請求項１３】
前記ｐ＋−ＧａＮの半導体層としてｐ−ＩｎＧａＮまたはｐ−ＡｌＩｎＧａＮの結晶積み重ね沈積層を採用することを特徴とする請求項１１に記載のＧａＮ基の発光装置。
【請求項１４】
前記ｐ＋−ＧａＮの半導体層にＺｎＯまたはＺｎＯにＡｌをドーピングしてなる、厚さが５０Å−５０μｍに設定される金属酸化層をさらに成長形成することを特徴とする請求項１１に記載のＧａＮ基の発光装置。
【請求項１５】
前記ｐ＋−ＧａＮの半導体層にＩｎｘＺｎｉ−ｘＯまたはＳｎｘＺｎ１−ｘＯまたはＩｎｘＳｎｙＺｎ１−ｘ−ｙＯなどからなる、厚さが５０Å−５０μｍに設定されると共に、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１に設定される金属酸化層をさらに成長形成することを特徴とする請求項１１に記載のＧａＮ基の発光装置。
【請求項１６】
前記ｐ＋−ＧａＮの半導体層に屈折率が少なくとも１．５に設定される、厚さが５０Å−５０μｍに設定される金属酸化層をさらに成長形成することを特徴とする請求項１１に記載のＧａＮ基の発光装置。
【請求項１７】
前記ｐ＋−ＧａＮの半導体層にｎ−タイプ伝導またはｐ−タイプ伝導の、厚さが５０Å−５０μｍに設定される金属酸化層をさらに成長形成することを特徴とする請求項１１に記載のＧａＮ基の発光装置。
【請求項１８】
前記ｐ＋−ＧａＮの半導体層に希土類元素がドーピングされる金属酸化層をさらに成長形成することを特徴とする請求項１１に記載のＧａＮ基の発光装置。
【請求項１９】
サファイアやＳｉＣやＧａＮなどからなる基板に緩衝層を形成するステップ（ａ）と、
前記緩衝層にｎ−タイプブラッグ反射層を成長形成するステップ（ｂ）と、
前記ｎ−タイプブラッグ反射層にｎ−ＧａＮ系結晶積み重ね沈積層を生長形成するステップ（ｃ）と、
前記ｎ−ＧａＮ系結晶積み重ね沈積層にマルチ量子井戸活性層を成長形成し、前記マルチ量子井戸活性層の生成する光線の波長を３８０−６００ｎｍに設定するステップ（ｄ）と、
前記マルチ量子井戸活性層にｐ−タイプ配分ブラッグ反射層を生長形成するステップ（ｅ）と、
前記ｐ−タイプ配分ブラッグ反射層にｐ−ＧａＮ系結晶積み重ね沈積層を形成すると共に、エッチング加工によって一部のｎ−ＧａＮ層の表面と一部のマルチ量子井戸活性層の表面と一部のｐ−タイプ配分ブラッグ反射層の表面と一部のｐ−ＧａＮ層とを除去し、ｎ−ＧａＮ層に露出面を形成させ、且つその露出面にｎ−タイプ金属電極を配置し、且つｐ−ＧａＮ層にｐ−タイプ金属電極を配置するステップ（ｆ）によってＧａＮ基の発光装置を製造することを特徴とするＧａＮ基の発光装置の製造方法。
【請求項２０】
前記ステップ（ｆ）の後で、ｐ−ＧａＮ層に所定の厚さを有すると共に、光線透過可能な金属酸化層を結晶積み重ね沈積形成し、窓口層とするステップ（ｇ）をさらに有することを特徴とする請求項１９に記載のＧａＮ基の発光装置の製造方法。
【請求項２１】
前記ステップ（ｇ）の後で、前記金属酸化層の裸な表面に表面処理を実施することによって粗末表面またはエンボシング模様を形成するステップ（ｈ）をさらに有することを特徴とする請求項１９に記載のＧａＮ基の発光装置の製造方法。
【請求項２２】
基板と、ｎ―タイプ配分ブラッグ反射層と、ｎ−ＧａＮ層と、マルチ量子井戸活性層と、ｐ−タイプ配分ブラッグ反射層と、接触層と、ｎ−タイプ金属電極と、ｐ−タイプ金属電極とからなり、前記基板としてサファイア基板を採用し、且つその基板の上面部に緩衝層を成長形成し、且つ前記緩衝層に順次に前記ｎ―タイプブラッグ反射層と、ｎ−ＧａＮ層と、前記マルチ量子井戸活性層と、前記ｐ−タイプ配分ブラッグ反射層とを結晶積み重ね沈積形成し、且つ通電後に前記マルチ量子井戸活性層が電気によって光線を生成する光線生成層となり、その生成する光線の波長を３８０−６００ｎｍに設定し、且つ前記接触層としてｐ−ＧａＮ系の結晶積み重ね沈積層を採用すると共に、それをｐ−タイプ配分ブラッグ反射層に生長形成させ、また、前記ｎ−タイプ金属電極を前記ｎ−ＧａＮ層の露出面に配置し、且つ前記ｐ−タイプ金属電極を前記ｐ−ＧａＮ層に配置することによってＧａＮ基の発光装置を形成することを特徴とするＧａＮ基の発光装置。
【請求項２３】
前記基板としてＳｉＣまたはＳｉまたはＧａＮなどからなる基板を採用することを特徴とする請求項２２に記載のＧａＮ基の発光装置。
【請求項２４】
前記接触層としてｐ−ＩｎＧａＮまたはｐ−ＡｌＩｎＧａＮの結晶積み重ね沈積層を採用することを特徴とする請求項２２に記載のＧａＮ基の発光装置。
【請求項２５】
前記ｎ―タイプ配分ブラッグ反射層と前記ｐ−タイプ配分ブラッグ反射層の反射率を９０％以下に設定することを特徴とする請求項２２に記載のＧａＮ基の発光装置。
【請求項２６】
前記接触層に成長形成され、可視光線透過性範囲が３８０−６００ｎｍに設定される金属酸化層をさらに有することを特徴とする請求項２２に記載のＧａＮ基の発光装置。
【請求項２７】
さきに基板に成長形成される、厚さが３０−５００Åに設定される低温緩衝層と、その低温緩衝層に成長形成される、厚さが０．５−６μｍに設定される高温緩衝層とからなる低温ＧａＮ／高温ＧａＮ緩衝層と、
ｎ−ＡｌＧａＮ／ＧａＮからなる配分ブラッグ反射層と、
厚さが２−６μｍに設定されるｎ−ＧａＮ半導体層と、
ＩｎＧａＮ／ＧａＮからなるマルチ量子井戸活性層と、
ｐ−ＡｌＧａＮ／ＧａＮからなる配分ブラッグ反射層と、
厚さが０．２−０．５μｍに設定されるｐ＋−ＧａＮ基の半導体層とからなり、
前記基板としてサファイア基板を採用し、且つその厚さを３００−５００μｍに設定することを特徴とするＧａＮ基の発光装置。
【請求項２８】
前記基板としてＳｉＣまたはＳｉまたはＧａＮなどからなる基板を採用することを特徴とする請求項２７に記載のＧａＮ基の発光装置。
【請求項２９】
前記ｐ＋−ＧａＮの半導体層としてｐ−ＩｎＧａＮまたはｐ−ＡｌＩｎＧａＮの結晶積み重ね沈積層を採用することを特徴とする請求項２７に記載のＧａＮ基の発光装置。
【請求項３０】
前記ｐ＋−ＧａＮの半導体層にＺｎＯまたはＺｎＯにＡｌをドーピングしてなる、厚さが５０Å−５０μｍに設定される金属酸化層をさらに成長形成することを特徴とする請求項２７に記載のＧａＮ基の発光装置。
【請求項３１】
前記ｐ＋−ＧａＮの半導体層にＩｎｘＺｎｉ−ｘＯまたはＳｎｘＺｎ１−ｘＯまたはＩｎｘＳｎｙＺｎ１−ｘ−ｙＯなどからなる、厚さが５０Å−５０μｍに設定されると共に、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１に設定される金属酸化層をさらに成長形成することを特徴とする請求項２７に記載のＧａＮ基の発光装置。
【請求項３２】
前記ｐ＋−ＧａＮの半導体層に屈折率が少なくとも１．５に設定される、厚さが５０Å−５０μｍに設定される金属酸化層をさらに成長形成することを特徴とする請求項２７に記載のＧａＮ基の発光装置。
【請求項３３】
前記ｐ＋−ＧａＮの半導体層にｎ―タイプ伝導またはｐ−タイプ伝導の、厚さが５０Å−５０μｍに設定される金属酸化層をさらに成長形成することを特徴とする請求項２７に記載のＧａＮ基の発光装置。
【請求項３４】
前記ｐ＋−ＧａＮの半導体層に希土類元素がドーピングされる金属酸化層をさらに成長形成することを特徴とする請求項２７に記載のＧａＮ基の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧａＮ基の発光装置及びその製造方法に係わり、特に、ＧａＮ基（ＧａＮ−ｂａｓｅｄ）ＩＩＩ−Ｖ族材料を適用する発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ−ｅｍｍｉｔｉｎｇ−ｄｅｖｉｃｅ，ＬＥＤ）に関するものであり、主に光線の往復共振によって量子井戸（Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌ）内の電子と正孔とを刺激し、それらの再び結合（ｒｅｃｏｍｂｉｎｅ）させることによりＧａＮ基ＬＥＤの発光効率を向上するものであり、また、本発明の発光装置には、基板と、ｎ−ＧａＮ基の結晶積み重ね沈積層と、マルチ量子井戸（Ｍｕｌｔｉ−Ｑｕａｎｔｕｍ−Ｗｅｌｌ，ＭＱＷ）活性層（Ａｃｔｉｖｅ  ｌａｙｅｒ）と、ｐ−タイプ配分ブラッグ反射層（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ，ＤＢＲ）と、ｐ−ＧａＮ基の結晶積み重ね沈積層と、ｎ−タイプ金属電極と、ｐ−タイプ金属電極とを備え、且つ前記基板の底部に金属反射層が設けられ、低コストと製造しやすいなどの特性を有する発光装置である。
【背景技術】
【０００２】
さて、一般のＬＥＤがＰ−Ｎ結合（Ｊｕｎｃｔｉｏｎ）構造中の活性層より光線を発光するもののほうがより多く使用されており、従来のＧａＮ基ＬＥＤの場合では、光線を発光後に直接的に発散され、そのため、それ自身の材料の吸収作用とその屈折率の影響によりその発光効率が理想的にならず、実用の場合では、まだ改良される必要がある。しかしながら、実務においてやはりコストを考量する必要があり、そのような場合こそ競争力を向上できることが周知である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そのため、本発明の解決しようとする課題は、次のような優れた点を有する“ＧａＮ基の発光装置及びその製造方法”を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（１）本発明はＧａＮ基ＬＥＤの分野に適用し、量子井戸内に集中される電子と正孔とを光線の往復共振によって刺激され、電子と正孔との再び結合の効率を向上することによって発光効率を向上する目的を達成する。
（２）本発明はコストを考量する上で、ＧａＮ基ＬＥＤの発光効率を向上でき、特に金属反射層を共振空胴（Ｒｅｓｏｎａｎｔ  Ｃａｖｉｔｙ）の下方鏡面とするため、コストを大幅に減少させることができる。
（３）本発明は、製造困難さを考量する上でＧａＮ基のＬＥＤの発光効率を向上でき、特に金属反射層を共振空胴の下方鏡面とする場合、製造がかなり簡単になり、且つサファイアを基板とする場合では、さらに高い反射率を得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
以下に添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳細的で具体的に説明する。
【０００６】
図１ないし図３に示すように、本発明による好適な実施の形態の製造方法には、下記のようなステップを有する。
【０００７】
ステップ１は、“基板に緩衝層を形成する”ステップであり、即ち、基板１０の上面部に緩衝層１１を形成し、基板１０としてサファイアやＳｉＣやＧａＮなどの材料からなる基板を使用できる。
【０００８】
ステップ２は、“緩衝層にｎ−ＧａＮ系結晶積み重ね沈積層を成長する”ステップであり、それがステップの後で緩衝層１１に一層のｎ−ＧａＮ系結晶積み重ね沈積層１３を形成するステップである。
【０００９】
ステップ３は、“ｎ−ＧａＮ層にＭＱＷ活性層を成長する”ステップであり、それがステップ２の後で、ｎ−ＧａＮ系結晶積み重ね沈積層１３にＭＱＷ活性層１４を形成するステップであり、且つＭＱＷ活性層１４の生成する光線の波長が３８０−６００ｎｍの間に設定される。
【００１０】
ステップ４は、“ＭＱＷ活性層にｐ−タイプＤＢＲを成長する”ステップであり、それがステップ３の後で、ＭＱＷ活性層１４にｐ−タイプ配分ブラッグ反射層（ＤＢＲ）１５を形成するステップである。
【００１１】
ステップ５は、“ｐ−タイプＤＢＲにｐ−ＧａＮ系結晶積み重ね沈積層を成長する”ステップであり、それがステップ４の後で、ｐ−タイプ配分ブラッグ反射層（ＤＢＲ）１５に一層のｐ−ＧａＮ系（ｐ−ＧａＮ−ｂａｓｅｄ，例えば、ｐ−ＧａＮやｐ−ＩｎＧａＮやｐ−ＡｌＩｎＧａＮなど）の結晶積み重ね沈積層１６を形成し、且つエッチング加工によって一部のｎ−ＧａＮ層１３の表面と一部のＭＱＷ活性層１４と一部のｐ−タイプ配分ブラッグ反射層１５と一部のｐ−ＧａＮ層１６とを除去し、ｎ−ＧａＮ層１３に露出面１３ａを形成し、且つその露出面１３ａにｎ−タイプ金属電極１７を配置し、且つｐ−ＧａＮ層１６にｐ−タイプ金属電極１８を配置する。
【００１２】
ステップ６は、“基板の底部に金属反射層をメッキする”ステップであり、それがステップ５の後で、基板１０の底部に電気メッキまたはスパッタリングの方式によって金属反射層１９を配置し、前記のそれぞれの処理によってＧａＮ基のＬＥＤ発光装置を製造し得る。
【００１３】
図２と図２Ａに示すように、本発明の好適な実施の形態において、本発明による発光装置には、基板１０と、ｎ−ＧａＮ層      １３と、ＭＱＷ活性層１４と、ｐ−タイプＤＢＲ１５と、接触層と、ｎ−タイプ金属電極１７と、ｐ−タイプ金属電極１８などを有し、その中、基板１０としてサファイアやＳｉＣやＧａＮなどの材料からなる基板を採用でき、その基板１０の上面部１０ａに緩衝層１１が成長され、その基板１０の下面部１０ｂに金属反射層１９がメッキ形成され、また、金属反射層１９の反射率が９０％以上に設定される。
【００１４】
また、ｎ−ＧａＮ層１３とＭＱＷ活性層１４とが、緩衝層１１に順次に成長される結晶積み重ね沈積層であり、通電後に、ＭＱＷ活性層１４が“電気によって光線を生成する光線生成層となり、その発光する光線の波長が３８０−６００ｎｍに設定される。
【００１５】
また、ｐ−タイプＤＢＲ１５がＭＱＷ活性層１４に成長される層であり、その反射率が５０％−８０％に設定される。
【００１６】
前記接触層はｐ−ＧａＮ系（ｐ−ＧａＮ−ｂａｓｅｄ，例えばｐ−ＧａＮやｐ−ＩｎＧａＮやｐ−ＡｌＩｎＧａＮなど）の結晶積み重ね沈積層１６からなり、且つｐ−ＤＢＲ１５に成長される。
【００１７】
ｎ−タイプ金属電極１７がｎ−ＧａＮ層１３の露出面１３ａに配置される。
【００１８】
ｐ−タイプ金属電極１８がｐ−ＧａＮ層１６に配置され、前記のそれぞれの構成を形成してから、後続きの結晶粒子加工と配置とワイヤ・ボンディングと樹脂モールディングを実行すると、ＧａＮ基の発光ダイオードが出来上がる。
【００１９】
ここで説明したのは、国際照明委員会の制定したＣＩＥ色彩度座標図（ＣＩＥ  Ｃｈｒｏｍａｔｉｃｉｔｙ  Ｄｉａｇｒａｍ）によると、本発明のＭＱＷ活性層１４が通電後に生成する光線の波長が４６５−４８５ｎｍの間にある場合、本発明の装置が青色光のＬＥＤ発光装置を形成でき、また、本発明のＭＱＷ活性層１４が通電後にその生成する光線の波長が４９５−５４０ｎｍの間にある場合、本発明の装置が緑色光系のＬＥＤ発光装置を形成でき、また、本発明のＭＱＷ活性層１４が通電後にその生成する光線の波長が５６０−５８０ｎｍの間にある場合、本発明の装置が黄色い光系ＬＥＤの発光装置が出来上がる。もちろん、本発明の適用範囲が３８０−６００ｎｍの間にあり、前記三つの特定波長の純粋色彩系のＬＥＤ発光装置のほか、他の過度色彩系のＬＥＤ発光装置も形成できる。
【００２０】
図３と図３Ａに示すのは、本発明の装置の結晶積み重ね構造の特例であり、その中、第一と第二層１１１として低温―ＧａＮ／高温―ＧａＮの緩衝層を採用し、前記低温―ＧａＮが基板１０１に成長される低温緩衝層であり、その厚さが３０−５００Åの範囲にあり、また、前記高温―ＧａＮが前記低温―ＧａＮに成長される高温緩衝層であり、その厚さが０．５−６μｍにある。
【００２１】
また、第三層１３１としてｎ−ＧａＮ半導体層を採用し、その厚さが２−６μｍの間にある。また、その第四層１４１としてＩｎＧａＮ／ＧａＮからなるＭＱＷを採用する。また、その第五層１５１としてｐ−ＡｌＧａＮ／ＧａＮのＤＢＲを採用する。また、その第六層１６１としてｐ＋−ＧａＮ基の半導体層を採用し、その厚さが０．２−０．５μｍの間に設定される。
【００２２】
また、前記の結晶積み重ね構造が基板１０に成長され、基板１０１としてサファイアやＳｉＣやＧａＮなどの基板を採用でき、製造する場合では、一般に、基板１０１がまず３００−５００μｍの厚さで結晶積み重ねを実行し、結晶積み重ね処理後に基板１０１の底部より５０−３００μｍの厚さまで研磨し、且つその底部に電気メッキやスパッタリング加工などによって金属反射層１９１を形成する。その金属反射層１９１としてＡｇ／Ａｌ材料（Ａｇをメッキ形成してからアルミニウムをメッキ形成し、Ａｇを露出させないように処置する）またはＡｇ材料またはいずれの金属材料を使用でき、その厚さが５０Å−１０μｍに設定される。
【００２３】
図４ないし図６に示すように、本発明の第二の実施の形態において本発明は下記のようなステップを有する。その中、ステップ１ないしステップ５が前記の実施の形態と同様なため説明を省略する。
【００２４】
ステップ６は、“ｐ−ＧａＮ層に金属酸化層を結晶積み重ね沈積する”ステップであり、それがステップ５の後で、エッチングして残ったｐ−ＧａＮ層１６に結晶積み重ねの方式によって適当な厚さを有すると共に、光線を透過させることができる金属酸化層２０を形成し、且つそれを窓口層とする。
【００２５】
ステップ７は、“基板の底部に金属反射層をメッキ形成する”ステップであり、それがステップ６の後で、基板１０の底部に電気メッキまたはスパッタリングの方式によって金属反射層９１を形成し、これも本発明の他の実施可能な形態である。
【００２６】
図５に示すように、第二の実施の形態において、本発明は好適な実施の形態の構造にさらに金属酸化層２０を形成し、その中、その金属酸化層２０として優れた光線透過性範囲を有する金属酸化層を採用し、例えばその範囲を３８０−６００ｎｍに設定される。
【００２７】
図６に示すのは、本発明の結晶積み重ね構造の特例であり、その中、第一と第二層１１１と第二層１２１と第三層１３１と第四層１４１と第五層１５１と第六層１６１と基板１０１と金属反射層１９１などが前記の好適な実施の形態と同様であり、第七層２０１としてＺｎＯからなる金属酸化層やＺｎＯにＡｌをドーピングしてなる金属酸化層などを採用でき、その厚さが５０Å−５０μｍの範囲に設定される。
【００２８】
ここでさらに説明したいのは、金属酸化層２０としてＩｎｘＺｎ１−ｘＯまたはＳｎｘＺｎ１−ｘＯまたはＩｎｘＳｎｙＺｎ１−ｘ−ｙＯなどの材料からなる金属酸化層を採用でき、且つ０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１、または屈折率が少なくとも１．５である金属酸化層を採用でき、またはｎタイプ伝導やｐタイプ伝導の金属酸化層を採用でき、または希土類元素をドーピングした金属酸化層を採用できる。前記に説明したのは本発明の優れた実施の形態に基づいて推し進めるものであり、且つ本発明の要旨により延伸形成されるものであるので、本発明の主張範囲内に納入されるべきである。
【００２９】
図７に示すように、本発明の第三の実施の形態において、本発明は前記第二の実施の形態にさらにステップ８を導入し、ステップ８が“金属酸化層に対し表面処理を実施する”ステップであり、それがステップ７の後で、金属酸化層２０の裸の表面に（即ち、金属酸化層２０の表面のｐ−タイプ金属電極１８と接触しない部分）表面処理を実施し、それによって粗末表面２１やエンボシング模様を形成することにより光線の散乱出射効果を向上する。
【００３０】
ここで説明したのは、前記の第二の実施の形態において、本発明の方法のステップ６’とステップ７とが交換してもよく、また、第三の実施の形態においてステップ７がステップ６’と交換しても本発明の実施可能な方式に属する。
【００３１】
図８ないし図１０は本発明の第四実施の形態を示す説明図であり、本発明の第四の実施の形態による方法が次のようなステップを有する。
【００３２】
ステップ１ａは“基板に緩衝層を成長する”ステップであり、即ち、基板３０の上面部３０ａに緩衝層３１を形成し、その基板３０としてサファイアやＳｉＣやＧａＮなどの材料からなる基板を採用できる。
【００３３】
ステップ２ａは“緩衝層にｎ−タイプＤＢＲを成長形成する”ステップであり、それがステップ１ａの後で、緩衝層３１にｎ−タイプ配分ブラッグ反射層３２を形成するステップである。
【００３４】
ステップ３ａは、“ｎ−タイプＤＢＲにｎ−ＧａＮ系の結晶積み重ね沈積層を形成する”ステップであり、それがステップ２ａの後で、ｎ−タイプＤＢＲ３２にｎ−ＧａＮ系結晶積み重ね沈積層３４を形成するステップである。
【００３５】
ステップ４ａは、“ｎ−ＧａＮ層にＭＱＷ活性層を形成する”ステップであり、それがステップ３ａの後で、ｎ−ＧａＮ系結晶積み重ね沈積層３４にＭＱＷ活性層３５を形成するステップであり、また、そのＭＱＷ活性層３５の生成する光線の波長が３８０ｎｍ−６００ｎｍの間にある。
【００３６】
ステップ５ａは、“ＭＱＷ活性層にｐ−タイプＤＢＲを形成する”ステップであり、それがステップ４ａの後で、ＭＱＷ活性層３５にｐ−タイプ配分ブラッグ反射層（ＤＢＲ）３６を形成する。
【００３７】
ステップ６ａは、“ｐ−タイプＤＢＲにｐ−ＧａＮ系結晶積み重ね沈積層を形成する”ステップであり、それがステップ５ａの後で、ｐ−タイプＤＢＲ３６にｐ−ＧａＮ系（ｐ−ＧａＮ−ｂａｓｅｄ，例えばｐ−ＧａＮやｐ−ＩｎＧａＮやｐ−ＡｌＩｎＧａＮなど）の結晶積み重ね沈積層３７を形成し、且つエッチングの方式によって一部のｎ−ＧａＮ層３４の表面と、一部のＭＱＷ活性層３５と、一部のｐ−タイプＤＢＲ３６と、一部のｐ−ＧａＮ層３７を除去し、ｎ−ＧａＮ層３４に露出面３４ａを形成させ、且つその露出面３４ａにｎ−タイプ金属電極３８を配置し、且つｐ−ＧａＮ層３７にｐ−タイプ金属電極３９を配置し、前記のそれぞれの処置によってＧａＮ基のＬＥＤ発光装置を形成する。
【００３８】
図９と図９Ａに示すように、本発明の第四の実施の形態の場合では、本発明の発光装置には、基板３０と、ｎ−タイプＤＢＲ３２と、ｎ−ＧａＮ層３４と、ＭＱＷ活性層３５と、ｐ−タイプＤＢＲ３６と、接触層と、ｎ−タイプ金属電極３８と、ｐ−タイプ金属電極３９などを有し、その中、基板３０としてサファイアやＳｉＣやＧａＮなどの材料からなるものを採用でき、その基板３０の上面部３０ａに緩衝層３１を形成してもよい。
【００３９】
また、ｎ−タイプＤＢＲ３２と、ｎ−ＧａＮ層３４と、ＭＱＷ活性層３５と、ｐ−タイプＤＢＲ３６とが緩衝層３１に順次に成長形成される結晶積み重ね沈積層であり、且つ通電後に、ＭＱＷ活性層３５が“電気によって光線を生成する”光線生成層となり、その波長が３８０−６００ｎｍの間にあり、且つｎ−タイプＤＢＲ３２とｐ−タイプＤＢＲ３６の反射率が９０％以下に設定される。
【００４０】
また、前記接触層としてｐ−ＧａＮ系（ｐ−ＧａＮ  ｂａｓｅｄ，例えばｐ−ＧａＮやｐ−ＩｎＧａＮやｐ−ＡｌＩｎＧａＮなど）の結晶積み重ね沈積層３７を採用でき、且つｐ−タイプＤＢＲ３６に成長形成される。
【００４１】
また、ｎ−タイプ金属電極３８がｎ−ＧａＮ層３４の露出面３４ａに配置される。また、ｐ−タイプ金属電極３９がｐ−ＧａＮ層３７に配置される。前記のそれぞれの構成の形成後に、結晶粒子加工や配置やワイヤ・ボンディングや樹脂モールディングなどの加工を実行することによってＧａＮ基の発光装置を製造する。
【００４２】
図１０と図１０Ａに示すのは、本発明の装置の結晶積み重ね構造の特例であり、その中、第一と第二層３１１として低温ＧａＮ／高温ＧａＮからなる緩衝層であり、前記低温ＧａＮがまず基板３０１に成長形成される低温緩衝層であり、その厚さが３０−５００Åの間にあり、また、前記高温ＧａＮが前記低温ＧａＮに成長形成される高温緩衝層であり、その厚さが０．５−６μｍに設定される。
【００４３】
また、第三層３２１としてｎ−ＡｌＧａＮ／ＧａＮのＤＢＲを採用する。また、第四層３４１としてｎ−ＧａＮからなる半導体層を採用し、その厚さが２−６μｍに設定される。また、第五層３５１としてＩｎＧａＮ／ＧａＮからなるＭＱＷを採用する。
【００４４】
また、第六層３６１としてｐ−ＡｌＧａＮ／ＧａＮからなるＤＢＲを採用する。また、第七層３７１としてｐ＋−ＧａＮ基の半導体層を採用し、その厚さが０．２−０．５μｍに設定される。
【００４５】
また、結晶積み重ね構造が基板３０１に成長形成され、基板３０１としてサファイアやＳｉＣやＳｉやＧａＮなどからなる基板を採用でき、その厚さが３００−５００μｍに設定される。
【００４６】
図１１ないし図１３に示すように、本発明の第五の実施の形態において本発明はその第四の実施の形態にさらに下記のようなステップ７ａを有する。ステップ７ａは、“ｐ−ＧａＮ層に金属酸化層を結晶積み重ね沈積する”ステップであり、それがステップ６ａの後で、エッチングして残ったｐ−ＧａＮ層３７に結晶積み重ねの方式によって適当な厚さを有すると共に、光線を透過させることができる金属酸化層４０を形成し、且つそれを窓口層とする。
【００４７】
図１２に示すように、第五の実施の形態において、本発明の装置は第四の実施の形態の構造にさらに金属酸化層４０を形成し、その中、その金属酸化層４０として優れた光線透過性範囲を有する金属酸化層を採用し、例えばその範囲を３８０−６００ｎｍに設定される。
【００４８】
図１３に示すのは、本発明の結晶積み重ね構造の特例であり、その中、第一と第二層３１１と第二層３２１と第三層３３１と第四層３４１と第五層３５１と第六層３６１と第七層３７１と基板３０１などが前記の第四の実施の形態と同様であり、第八層４０１としてＺｎＯからなる金属酸化層やＺｎＯにＡｌをドーピングしてなる金属酸化層などを採用でき、その厚さが５０Å−５０μｍの範囲に設定される。
【００４９】
ここでさらに説明したいのは、金属酸化層４０としてＩｎｘＺｎ１−ｘＯまたはＳｎｘＺｎ１−ｘＯまたはＩｎｘＳｎｙＺｎ１−ｘ−ｙＯなどの材料からなる金属酸化層を採用でき、且つ０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１、または屈折率が少なくとも１．５である金属酸化層を採用でき、またはｎタイプ伝導やｐタイプ伝導の金属酸化層を採用でき、または希土類元素をドーピングした金属酸化層を採用できる。
【００５０】
図１４に示すように、本発明の第六の実施の形態において、本発明は前記第五の実施の形態にさらにステップ８ａを導入し、ステップ８ａが“金属酸化層に対し表面処理を実施する”ステップであり、それがステップ７ａの後で、金属酸化層４０の裸の表面に（即ち、金属酸化層４０の表面のｐ−タイプ金属電極３９と接触しない部分）表面処理を実施し、それによって粗末表面４１やエンボシング模様を形成することにより光線の散乱出射効果を向上する。
【００５１】
ここで説明したいのは、本発明の結晶積み重ね構造は、スパッタリング自我組織法（ｓｅｌｆ−ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ−ｂｙ−ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）や物理気相沈積法（ｐｈｙｓｉｃａｌ−ｖａｐｏｒ−ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＰＶＤ）やイオン電気メッキ法やパルス・レーザー蒸着法や化学気相沈積法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ−ｖａｐｏｒ−ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＣＶＤ）や分子束結晶積み重ね成長法などによって製造し得たものである。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明のＧａＮ基の発光装置及びその製造方法“による場合、簡素化した、安価な高発光効率の発光装置及び製造方法を取得できる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の方法の優れた実施の形態を示すステップ説明図である。
【図２】本発明の装置の優れた実施の形態を示す斜視図である。
【図２Ａ】本発明の装置の優れた実施の形態を示す構造説明図である。
【図３】図２Ａの結晶積み重ね構造の特例を示す説明図である。
【図３Ａ】図２Ａの結晶積み重ね構造の特例を示す説明図である。
【図４】本発明の方法の第二の実施の形態を示すステップ説明図である。
【図５】本発明の装置の第二の実施の形態を示す構造説明図である。
【図６】図５の結晶積み重ね構造の特例を示す説明図である。
【図７】本発明の方法の第三の実施の形態を示すステップ説明図である。
【図８】本発明の方法の第四の実施の形態を示すステップ説明図である。
【図９】本発明の装置の第四の実施の形態を示す構造説明図である。
【図９Ａ】本発明の装置の第四の実施の形態を示す構造説明図である。
【図１０】図９Ａの結晶積み重ね構造の特例を示す説明図である。
【図１０Ａ】図９Ａの結晶積み重ね構造の特例を示す説明図である。
【図１１】本発明の方法の第五の実施の形態を示すステップ説明図である。
【図１２】本発明の装置の第五の実施の形態を示す構造説明図である。
【図１３】図１２の結晶積み重ね構造の特例を示す説明図である。
【図１４】本発明の方法の第六の実施の形態を示すステップ説明図である。
【図１】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図９Ａ】
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【図１０】
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【図１０Ａ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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