(57)【要約】【課題】  従来よりも低コストで、実用的な大きさの大型，大面積の高品質なＩＩＩ族窒化物結晶を作製することの可能なＩＩＩ族窒化物の結晶成長方法を提供する。【解決手段】  少なくともアルカリ金属とＩＩＩ族金属原料と窒素とが溶解した溶液からＩＩＩ族窒化物結晶を成長させるＩＩＩ族窒化物の結晶成長方法において、前記溶液に、ＩＩＩ族窒化物結晶のｃ軸に平行な方向の成長速度をｃ軸に垂直な方向の成長速度よりも速くさせる物質を含ませて、ＩＩＩ族窒化物結晶２９を成長させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともアルカリ金属とＩＩＩ族金属原料と窒素とが溶解した溶液からＩＩＩ族窒化物結晶を成長させるＩＩＩ族窒化物の結晶成長方法において、前記溶液に、ＩＩＩ族窒化物結晶のｃ軸に平行な方向の成長速度をｃ軸に垂直な方向の成長速度よりも速くさせる物質を含ませて、ＩＩＩ族窒化物結晶を成長させることを特徴とするＩＩＩ族窒化物の結晶成長方法。
【請求項２】
請求項１記載のＩＩＩ族窒化物の結晶成長方法において、ＩＩＩ族窒化物を種結晶から結晶成長させることを特徴とするＩＩＩ族窒化物の結晶成長方法。
【請求項３】
請求項２記載のＩＩＩ族窒化物の結晶成長方法において、前記種結晶は、少なくともＩＩＩ族窒化物を結晶成長させる表面が、結晶成長させるＩＩＩ族窒化物と同種類のＩＩＩ族窒化物である事を特徴とするＩＩＩ族窒化物の結晶成長方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のＩＩＩ族窒化物の結晶成長方法で作製されたＩＩＩ族窒化物結晶。
【請求項５】
請求項４記載のＩＩＩ族窒化物結晶を用いたことを特徴とする半導体デバイス。
【請求項６】
請求項５記載の半導体デバイスにおいて、該半導体デバイスは、請求項４記載のＩＩＩ族窒化物結晶上に積層した半導体積層構造を有する発光素子であることを特徴とする半導体デバイス。
【請求項７】
請求項５記載の半導体デバイスにおいて、該半導体デバイスは、請求項４記載のＩＩＩ族窒化物結晶を用いて形成された受光素子であることを特徴とする半導体デバイス。
【請求項８】
請求項５記載の半導体デバイスにおいて、該半導体デバイスは、請求項４記載のＩＩＩ族窒化物結晶を用いて形成された電子デバイスであることを特徴とする半導体デバイス。
【請求項９】
請求項５乃至請求項８のいずれか一項に記載の半導体デバイスを具備したことを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＩＩ族窒化物の結晶成長方法及びＩＩＩ族窒化物結晶及び半導体デバイス及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、紫外，紫〜青〜緑色光源として用いられているＩｎＧａＡｌＮ系（ＩＩＩ族窒化物）デバイスは、その殆どがサファイアあるいはＳｉＣ基板上に、ＭＯ−ＣＶＤ法（有機金属化学気相成長法）やＭＢＥ法（分子線結晶成長法）等を用いた結晶成長により作製されている。サファイアやＳｉＣを基板として用いる場合の問題点としては、ＩＩＩ族窒化物との熱膨張係数差や格子定数差が大きいことに起因する結晶欠陥が多くなることが挙げられ、このために、デバイス特性が悪かったり（例えば発光デバイスの寿命を長くすることが困難であったり）、動作電力が大きくなったりするという問題が生じる。
【０００３】
更に、サファイア基板の場合には絶縁性であるために、従来の発光デバイスのように基板側からの電極取り出しが不可能であり、結晶成長した窒化物半導体表面側からの電極取り出しが必要となる。その結果、デバイス面積が大きくなり、高コストにつながるという問題点がある。
【０００４】
また、サファイア基板上に作製したＩＩＩ族窒化物半導体デバイスは劈開によるチップ分離が困難であり、レーザダイオード（ＬＤ）で必要とされる共振器端面を劈開で得ることが容易ではない。このため、現在はドライエッチングによる共振器端面形成や、あるいはサファイア基板を１００μｍ以下の厚さまで研磨した後に、劈開に近い形での共振器端面形成を行っている。この場合にも、従来のＬＤのような共振器端面とチップ分離を単一工程で、容易に行うことが不可能であり、工程の複雑化ひいてはコスト高につながる。
【０００５】
これらの問題を解決するために、サファイア基板上でのＩＩＩ族窒化物半導体膜の選択横方向成長やその他の工夫を行うことで、結晶欠陥を低減させることが提案されている。この手法では、サファイア基板上にＧａＮ膜を選択横方向成長しない場合に比較して、結晶欠陥を低減させることが可能となるが、サファイア基板を用いることによる、絶縁性と劈開に関する前述の問題は依然として残っている。更には、工程が複雑化すること、及び、サファイア基板とＧａＮ薄膜という異種材料の組み合わせに伴う基板の反りという問題が生じ、これらは高コスト化につながっている。
【０００６】
こうした問題を解決するためには、基板として、基板上に結晶成長する材料と同一であるＧａＮ基板の実現が最も望ましい。そのため、気相成長，融液成長等により、バルクＧａＮの結晶成長の研究がなされている。しかし、未だ高品質で且つ実用的な大きさを有するＧａＮ基板は実現されていない。
【０００７】
ＧａＮ基板を実現する一つの手法として、非特許文献１（第一の従来技術）には、Ｎａをフラックスとして用いたＧａＮ結晶成長方法が提案されている。この方法は、アジ化ナトリウム（ＮａＮ３）と金属Ｇａを原料として、ステンレス製の反応容器（容器内寸法；内径＝７．５ｍｍ、長さ＝１００ｍｍ）に窒素雰囲気で封入し、その反応容器を６００〜８００℃の温度で２４〜１００時間保持することにより、ＧａＮ結晶を成長させるものである。
【０００８】
この第一の従来技術は、６００〜８００℃と比較的低温での結晶成長が可能であり、容器内圧力も高々１００ｋｇ／ｃｍ２程度と比較的圧力が低く、実用的な成長条件であることが特徴である。しかし、この方法の問題点としては、得られる結晶の大きさが１ｍｍに満たない程度に小さい点である。
【０００９】
すなわち、第一の従来技術では、反応容器が完全に閉じた系であり、外部から原料を補充する事ができない。そのため、結晶成長中に原料が枯渇し、結晶成長が停止するので、得られる結晶の大きさは１ｍｍ程度と小さい。この程度の大きさではデバイスを実用化するには小さすぎる。
【００１０】
この第一の従来技術の問題を解決するために、特許文献１，特許文献２に示されているような方法が提案されている。
【００１１】
すなわち、特許文献１（第二の従来技術）には、ＩＩＩ族窒化物結晶の大きさを大きくするために、ＩＩＩ族窒化物結晶の結晶成長時に、ＩＩＩ族金属を追加補充する方法が示されている。より具体的に、この方法では、図１３に示すように、反応容器１０１内に成長容器１０２とＩＩＩ族金属供給管１０３を設け、ＩＩＩ族金属供給管１０３に外部から圧力をかけ、フラックスの収容された反応容器１０２にＩＩＩ族金属１０４を追加補給するようにしている。
【００１２】
また、特許文献２（第三の従来技術）には、フラックス（Ｎａ）とＩＩＩ族金属（Ｇａ）の混合融液が収容された融液供給管に外部から圧力をかけ、フラックスの収容された成長容器に混合融液を追加補給する方法と、成長容器内にフラックス（Ｎａ）とＩＩＩ族金属（Ｇａ）の金属間化合物を入れ、それを部分的に融解してＩＩＩ族金属を追加補給する方法が示されている。
【非特許文献１】Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｏｆ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｖｏｌ．９  （１９９７）  ４１３−４１６
【特許文献１】特開２００１−０５８９００号公報
【特許文献２】特開２００１−１０２３１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述した第二，第三の従来技術では、原料の追加補給を結晶成長の途中で行うので、大型のＩＩＩ族窒化物結晶を作製する事が可能である。
【００１４】
しかしながら、当業者間には、第二，第三の従来技術よりもさらに低コストで、実用的な大型，大面積のＩＩＩ族窒化物の基板結晶を作製できる方法が望まれている。
【００１５】
本発明は、従来よりも低コストで、実用的な大きさの大型，大面積の高品質なＩＩＩ族窒化物結晶を作製することの可能なＩＩＩ族窒化物の結晶成長方法及びＩＩＩ族窒化物結晶及び半導体デバイス及びシステムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、少なくともアルカリ金属とＩＩＩ族金属原料と窒素とが溶解した溶液からＩＩＩ族窒化物結晶を成長させるＩＩＩ族窒化物の結晶成長方法において、前記溶液に、ＩＩＩ族窒化物結晶のｃ軸に平行な方向の成長速度をｃ軸に垂直な方向の成長速度よりも速くさせる物質を含ませて、ＩＩＩ族窒化物結晶を成長させることを特徴としている。
【００１７】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のＩＩＩ族窒化物の結晶成長方法において、ＩＩＩ族窒化物を種結晶から結晶成長させることを特徴としている。
【００１８】
また、請求項３記載の発明は、請求項２記載のＩＩＩ族窒化物の結晶成長方法において、前記種結晶は、少なくともＩＩＩ族窒化物を結晶成長させる表面が、結晶成長させるＩＩＩ族窒化物と同種類のＩＩＩ族窒化物である事を特徴としている。
【００１９】
また、請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のＩＩＩ族窒化物の結晶成長方法で作製されたＩＩＩ族窒化物結晶である。
【００２０】
また、請求項５記載の発明は、請求項４記載のＩＩＩ族窒化物結晶を用いたことを特徴とする半導体デバイスである。
【００２１】
また、請求項６記載の発明は、請求項５記載の半導体デバイスにおいて、該半導体デバイスは、請求項４記載のＩＩＩ族窒化物結晶上に積層した半導体積層構造を有する発光素子であることを特徴としている。
【００２２】
また、請求項７記載の発明は、請求項５記載の半導体デバイスにおいて、該半導体デバイスは、請求項４記載のＩＩＩ族窒化物結晶を用いて形成された受光素子であることを特徴としている。
【００２３】
また、請求項８記載の発明は、請求項５記載の半導体デバイスにおいて、該半導体デバイスは、請求項４記載のＩＩＩ族窒化物結晶を用いて形成された電子デバイスであることを特徴としている。
【００２４】
また、請求項９記載の発明は、請求項５乃至請求項８のいずれか一項に記載の半導体デバイスを具備したことを特徴とするシステムである。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１乃至請求項３記載の発明によれば、少なくともアルカリ金属とＩＩＩ族金属原料と窒素とが溶解した溶液からＩＩＩ族窒化物結晶を成長させるＩＩＩ族窒化物の結晶成長方法において、前記溶液には、ＩＩＩ族窒化物結晶のｃ軸に平行な方向の成長速度をｃ軸に垂直な方向の成長速度よりも速くさせる物質を含ませるので、ｃ軸方向に所望の長さをもつＩＩＩ族窒化物結晶を従来よりも短時間で結晶成長することができる。すなわち、従来よりも低コストでＩＩＩ族窒化物結晶を作製することができる。
【００２６】
また、ｃ軸方向の長さが長い結晶を成長し、ｃ面を切断することで、ｃ面を主面とする基板を複数枚作製することができる。また、ｃ軸方向の長さが長いことで、従来よりも大面積のｃ面以外を主面とする基板を作製することができる。
【００２７】
従って、低コストで、大型，大面積のＩＩＩ族窒化物基板結晶を作製することができる。
【００２８】
特に、請求項２記載の発明では、請求項１のＩＩＩ族窒化物の結晶成長方法において、ＩＩＩ族窒化物を種結晶から結晶成長させるので、さらにＩＩＩ族窒化物を所定の位置に結晶成長することができる。また、結晶が成長する方向を特定することができる。その結果、溶液中の広い領域に結晶を成長させることができ、大きな結晶を作製することができる。
【００２９】
また、請求項３記載の発明では、請求項２のＩＩＩ族窒化物の結晶成長方法において、前記種結晶は、少なくともＩＩＩ族窒化物を結晶成長させる表面が、結晶成長させるＩＩＩ族窒化物と同種類のＩＩＩ族窒化物であるので、結晶成長するＩＩＩ族窒化物と種結晶が格子整合し、格子不整合による新たな欠陥が導入されることなく結晶成長させることができる。その結果、高品質のＩＩＩ族窒化物を結晶成長することができる。
【００３０】
また、請求項４記載の発明によれば、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のＩＩＩ族窒化物の結晶成長方法で作製されたＩＩＩ族窒化物結晶であるので、従来のＩＩＩ族窒化物結晶よりもより低コストの高品質，大型のＩＩＩ族窒化物結晶を提供することができる。
【００３１】
また、請求項５記載の発明によれば、請求項４記載のＩＩＩ族窒化物結晶を用いた半導体デバイスであるので、従来よりも高性能，高信頼性の半導体デバイスを提供することができる。すなわち、本発明の半導体デバイスを構成するＩＩＩ族窒化物結晶には半導体デバイスの性能に悪影響を及ぼす欠陥が少ないので、従来よりも高性能，高信頼性の半導体デバイスを提供することができる。
【００３２】
また、請求項６記載の発明によれば、請求項５記載の半導体デバイスにおいて、該半導体デバイスは、請求項４記載のＩＩＩ族窒化物結晶上に積層した半導体積層構造を有する発光素子であるので、該発光素子は、欠陥が少なく、高出力動作においても長寿命である。従って、従来よりも高出力で動作可能で高信頼性の発光素子を提供することができる。
【００３３】
また、請求項７の発明によれば、請求項５記載の半導体デバイスにおいて、該半導体デバイスは、請求項４記載のＩＩＩ族窒化物結晶を用いて形成された受光素子であるので、受光素子を構成するＩＩＩ族窒化物結晶に欠陥が少なく、暗電流が小さい。従って、従来よりもノイズレベルが低くＳ／Ｎ比が高い高感度の受光素子を提供することができる。
【００３４】
また、請求項８の発明によれば、請求項５記載の半導体デバイスにおいて、該半導体デバイスは、請求項４記載のＩＩＩ族窒化物結晶を用いて形成された電子デバイスであるので、電子デバイスを構成するＩＩＩ族窒化物結晶に欠陥が少ない。従って、電極材料の異常拡散や高電界下における短絡が従来よりも改善され、より信頼性の高い高性能の電子デバイスを提供することができる。
【００３５】
また、請求項９の発明によれば、請求項５乃至請求項８のいずれか一項に記載の半導体デバイスを具備したことを特徴とするシステムであるので、従来よりも、高性能，高信頼性のシステムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００３７】
（第１の形態）
本発明の第１の形態は、少なくともアルカリ金属とＩＩＩ族金属原料と窒素とが溶解した溶液からＩＩＩ族窒化物結晶を成長させるＩＩＩ族窒化物の結晶成長方法において、前記溶液に、ＩＩＩ族窒化物結晶のｃ軸に平行な方向の成長速度をｃ軸に垂直な方向の成長速度よりも速くさせる物質を含ませて、ＩＩＩ族窒化物結晶を成長させることを特徴している。
【００３８】
前述した第二，第三の従来技術では、ｃ軸に垂直な方向の成長速度は速いが、ｃ軸方向の成長速度は遅く、そのために成長する大型結晶は数百ミクロン程度の厚さの板状結晶であった。結晶の厚さを厚くするには、長時間の結晶成長を行なう必要があるため、高コストとなっていた。
【００３９】
これに対し、本発明の結晶成長方法では、アルカリ金属とＩＩＩ族金属原料と窒素とのほかに、さらに、ＩＩＩ族窒化物結晶のｃ軸に平行な方向の成長速度をｃ軸に垂直な方向の成長速度よりも速くさせる物質が溶解した溶液中で、ＩＩＩ族金属と窒素とからなるＩＩＩ族窒化物を結晶成長させるので、ｃ軸方向に所望の長さをもつＩＩＩ族窒化物結晶を従来よりも短時間で結晶成長することができる。すなわち、従来よりも低コストでＩＩＩ族窒化物結晶を作製することができる。
【００４０】
また、ｃ軸方向の長さの長い結晶を成長し、ｃ面を切断することで、ｃ面を主面とする基板を複数枚作製することができる。また、ｃ軸方向の長さが長いことで、従来よりも大面積のｃ面以外を主面とする基板を作製することができる。
【００４１】
従って、低コストで、大型，大面積のＩＩＩ族窒化物基板結晶を作製することができる。
【００４２】
なお、ここで、ＩＩＩ族窒化物とは、ガリウム，アルミニウム，インジウム，ボロンから選ばれる一種類あるいは複数の種類のＩＩＩ族金属と窒素との化合物を意味する。
【００４３】
また、アルカリ金属としては、通常、Ｎａ（ナトリウム）やＫ（カリウム）が使用されるが、Ｌｉ（リチウム）やその他のアルカリ金属を使用することもできるし、あるいは、複数の種類のアルカリ金属を混合して使用する事もできる。
【００４４】
また、ＩＩＩ族金属原料は、特に限定されるものではなく、ＩＩＩ族金属、ＩＩＩ族窒化物、ＩＩＩ族元素を構成元素とする物質、その他適宜使用することができる。
【００４５】
また、窒素の原料は、特に限定されるものではなく、窒素を構成元素に含む物質を使用できる。例えば、ＩＩＩ族窒化物あるいはその他の窒素化合物を溶液中に溶解させてもよいし、窒素ガスやその他の窒素化合物の気体として気相から溶液中に溶解させても良い。
【００４６】
また、ＩＩＩ族窒化物結晶のｃ軸に平行な方向の成長速度をｃ軸に垂直な方向の成長速度よりも速くさせる物質としては、特に限定されるものではない。また、この物質はＩＩＩ族窒化物結晶中に不純物として取り込まれるものであっても良いし、ＩＩＩ族窒化物結晶中に取り込まれないものであっても良い。
【００４７】
（第２の形態）
本発明の第２の形態は、第１の形態のＩＩＩ族窒化物の結晶成長方法において、ＩＩＩ族窒化物を種結晶から結晶成長させることを特徴としている。
【００４８】
このように、第２の形態では、第１の形態のＩＩＩ族窒化物の結晶成長方法において、ＩＩＩ族窒化物を種結晶から結晶成長させるので、さらにＩＩＩ族窒化物を所定の位置に結晶成長することができる。また、結晶が成長する方向を特定することができる。その結果、溶液中の広い領域に結晶を成長させることができ、大きな結晶を作製することができる。
【００４９】
なお、ここで、種結晶は、望ましくはＩＩＩ族窒化物結晶が良いが、結晶成長が可能なものであれば、ＩＩＩ族窒化物以外の結晶であっても良い。また、その形状は特に限定されるものではなく、任意の形状で良い。
【００５０】
（第３の形態）
本発明の第３の形態は、第２の形態のＩＩＩ族窒化物の結晶成長方法において、種結晶は、少なくともＩＩＩ族窒化物を結晶成長させる表面が、結晶成長させるＩＩＩ族窒化物と同種類のＩＩＩ族窒化物である事を特徴としている。
【００５１】
このように、第３の形態では、第２の形態のＩＩＩ族窒化物の結晶成長方法において、前記種結晶は、少なくともＩＩＩ族窒化物を結晶成長させる表面が、結晶成長させるＩＩＩ族窒化物と同種類のＩＩＩ族窒化物であるので、結晶成長するＩＩＩ族窒化物と種結晶が格子整合し、格子不整合による新たな欠陥が導入されることなく結晶成長させることができる。その結果、高品質のＩＩＩ族窒化物を結晶成長させることができる。
【００５２】
（第４の形態）
本発明の第４の形態は、第１乃至第３のいずれかの形態のＩＩＩ族窒化物の結晶成長方法で作製されたＩＩＩ族窒化物結晶である。
【００５３】
（第５の形態）
本発明の第５の形態は、第４の形態のＩＩＩ族窒化物結晶を用いた半導体デバイスである。
【００５４】
（第６の形態）
本発明の第６の形態は、第５の形態の半導体デバイスにおいて、該半導体デバイスが第４の形態のＩＩＩ族窒化物結晶上に積層した半導体積層構造を有する発光素子であることを特徴としている。
【００５５】
ここで、発光素子の形態は特に限定されるものではなく、発光ダイオード，半導体レーザ等、ＩＩＩ族窒化物結晶上に積層された半導体積層構造を有する発光素子であれば良い。
【００５６】
（第７の形態）
本発明の第７の形態は、第５の形態の半導体デバイスにおいて、該半導体デバイスが第４の形態のＩＩＩ族窒化物結晶を用いて形成された受光素子であることを特徴としている。
【００５７】
ここで、受光素子は、光導電セル，ｐ−ｎ接合フォトダイオード，ヘテロ接合ＦＥＴ型受光素子，ヘテロ接合バイポーラ型フォトトランジスター等であり、特に限定されるものではない。
【００５８】
（第８の形態）
本発明の第８の形態は、第５の形態の半導体デバイスにおいて、該半導体デバイスが第４の形態のＩＩＩ族窒化物結晶を用いて形成された電子デバイスであることを特徴としている。
【００５９】
ここで、電子デバイスの形態は、特に限定されるものではなく、ＦＥＴであってもＨＢＴであっても良い。また、その目的用途も、高温動作デバイス，高周波デバイス，大電力電子デバイス等、特に限定されるものではない。
【００６０】
（第９の形態）
本発明の第９の形態は、第５，第６，第７，第８の形態の半導体デバイスを具備したシステムである。
【００６１】
システムとしては、例えば、第６の形態の半導体デバイス（発光素子）を光源として用いた照明装置，フルカラー大型表示装置，交通標識などであっても良いし、第６の形態の半導体デバイス（発光素子）を書き込みあるいは読み取り光源として用いた光記録装置であっても良いし、第６の形態の半導体デバイス（発光素子）を書き込み光源として用いた電子写真装置であっても良いし、第７の形態の半導体デバイス（受光素子）を光センサーとして具備した火炎センサー，波長選択型検出器等であっても良いし、第８の形態の半導体デバイス（電子デバイス）を具備した移動通信システム等であっても良い。その他、第５，第６，第７，第８の形態の半導体デバイスを具備したシステムであれば、特に限定されるものではない。
【実施例１】
【００６２】
実施例１では、アルカリ金属としてＮａ（ナトリウム）を使用し、また、ＩＩＩ族元素の原料として金属Ｇａ（ガリウム）を使用し、また、窒素原料として窒素ガスを用い、また、ＩＩＩ族窒化物結晶のｃ軸に平行な方向の成長速度をｃ軸に垂直な方向の成長速度よりも速くさせる物質（以下、所定物質という）を使用して、ＩＩＩ族窒化物としてＧａＮを結晶成長させた。
【００６３】
より具体的に、Ｎａ，Ｇａ，所定物質は、あらかじめ混合融液として溶液保持容器中に保持し、窒素は結晶成長中に気相から溶液中に溶解して供給し、ＧａＮを結晶成長させた。
【００６４】
図１は実施例１に用いられた結晶成長装置の構成例を示す図である。
【００６５】
図１の結晶成長装置は、ステンレス製の閉じた形状の反応容器１１に、アルカリ金属とＩＩＩ族金属を含む溶液２５を保持し、結晶成長を行なうための溶液保持容器１２が設けられている。
【００６６】
この溶液保持容器１２は、反応容器１１から取り外すことができる。また、この溶液保持容器１２の材質はＢＮである。
【００６７】
また、反応容器１１の内部空間２３に窒素原料となる窒素（Ｎ２）ガスを充満させ、かつ反応容器１１内の窒素（Ｎ２）圧力を調整することを可能にするガス供給管１４が、反応容器１１を貫通して装着されている。
【００６８】
窒素ガスの圧力は圧力制御装置１６で調整する事ができる。
【００６９】
また、ガス供給管１４は、バルブ１８で分岐し、Ａｒガスを導入することができる。
【００７０】
Ａｒガスの圧力は圧力制御装置１９で調整する事ができる。
【００７１】
また、反応容器１１内の全圧力は圧力計２２でモニターされる。
【００７２】
また、反応容器１１の外側にはヒーター１３が設置されている。
【００７３】
反応容器１１は、バルブ２１部分で結晶成長装置から取り外すことが可能であり、反応容器１１部分のみをグローブボックスに入れて作業することができる。
【００７４】
以下に、図１の結晶成長装置を使用した実施例１におけるＧａＮの成長方法を説明する。
【００７５】
実施例１では、まず、反応容器１１をバルブ２１の部分で結晶成長装置から分離し、Ａｒ雰囲気のグローブボックスに入れる。
【００７６】
次いで、ＢＮ製の溶液保持容器１２に、ＩＩＩ族金属原料としてＧａを入れ、アルカリ金属としてナトリウム（Ｎａ）を入れる。溶液２５中のＮａの比率はＮａ／（Ｎａ＋Ｇａ）＝０．７とした。
【００７７】
また、上記溶液２５中に、ＩＩＩ族窒化物結晶のｃ軸に平行な方向の成長速度をｃ軸に垂直な方向の成長速度よりも速くさせる物質（所定物質）を入れた。
【００７８】
次いで、溶液保持容器１２を溶液保持容器保持台２６に置き、反応容器１１内に設置する。
【００７９】
次いで、反応容器１１を密閉し、バルブ２１を閉じ、反応容器１１内部を外部雰囲気と遮断する。
【００８０】
次いで、反応容器１１をグローブボックスから出し、結晶成長装置に組み込む。
【００８１】
すなわち、反応容器１１をヒーター１３がある所定の位置に設置し、バルブ２１の部分で窒素とアルゴンのガス供給ライン１４に接続する。
【００８２】
次いで、バルブ１５，２１を開け、反応容器１１内に窒素ガスを入れる。このとき、圧力制御装置１６で窒素圧力を３．３  ＭＰａにした。この圧力は、この実施例１で使用した装置において、結晶成長温度（７７５℃）に昇温したときに、反応容器１１内の全圧が４ＭＰａになる圧力である。
【００８３】
次いで、バルブ１５を閉じる。次いで、バルブ１８を開け、反応容器１１内にＡｒガスを入れる。このとき、圧力制御装置１９で圧力を６．６ＭＰａにした。すなわち、反応容器１１内のＡｒの分圧は３．３ＭＰａとなる。この圧力（６．６ＭＰａ）は、この実施例１で使用した装置において、結晶成長温度（７７５℃）に昇温したときに、反応容器１１内の全圧が８ＭＰａになる圧力である。すなわち、窒素とＡｒの分圧がそれぞれ４ＭＰａとなる圧力である。
【００８４】
次いで、バルブ１８とバルブ２１を閉じる。すなわち反応容器１１を密閉する。
【００８５】
次いで、ヒーター１３に通電し、溶液を室温（２７℃）から結晶成長温度まで１時間で昇温する。結晶成長温度は７７５℃とした。
【００８６】
昇温に追随して、密閉された反応容器１１内の圧力は上昇し、結晶成長温度７７５℃に達した時の反応容器１１内の全圧は８ＭＰａになった。すなわち窒素とＡｒの分圧はそれぞれ４ＭＰａとなった。
【００８７】
この状態で３００時間保持した後、室温まで降温する。
【００８８】
結晶成長終了後、反応容器１１を開けると、ほとんどのＧａが窒素と反応し、溶液保持容器１２の内壁に、ｃ軸方向の長さが３ｍｍ以上に伸びた柱状の無色透明なＧａＮ２９が多数成長していた。
【００８９】
同様の結晶成長を溶液２５中に所定物質を入れずに行なった場合には、ｃ軸の長さが短い柱状結晶とｃ面を主面とする薄い板状のＧａＮが多数成長した。溶液２５中に所定物質を混合した場合の方が、ＧａＮはｃ軸方向の成長速度が速く、より短時間で大きな柱状結晶が成長した。
【実施例２】
【００９０】
実施例２は実施例１とほぼ同様であるが、種結晶を使用して結晶成長を行なう点が異なっている。
【００９１】
すなわち、実施例２では、アルカリ金属としてＮａ（ナトリウム）を使用し、ＩＩＩ族元素の原料として金属Ｇａ（ガリウム）を使用し、窒素原料として窒素ガスを用い、ＩＩＩ族窒化物結晶のｃ軸に平行な方向の成長速度をｃ軸に垂直な方向の成長速度よりも速くさせる物質（所定物質）を使用し、種結晶にＳｉＣを使用して、ＩＩＩ族窒化物としてＧａＮを結晶成長させた。
【００９２】
より具体的に、Ｎａ，Ｇａ，所定物質は、あらかじめ混合融液として溶液保持容器中に保持し、窒素は結晶成長中に気相から溶液中に溶解して供給し、種結晶ＳｉＣにＧａＮを結晶成長させた。
【００９３】
図２は実施例２に用いられた結晶成長装置の構成例を示す図である。
【００９４】
図２の結晶成長装置は、種結晶を保持する機構が設けられている点以外は、図１の結晶成長装置と同様である。
【００９５】
以下に、図２の結晶成長装置を使用した実施例２におけるＧａＮの成長方法を説明する。
【００９６】
実施例２では、種結晶ＳｉＣ３５を、ｃ軸を上下方向に向けて、溶液２５の表面付近に浸し、そこに結晶成長させる点以外は実施例１と同様の方法でＧａＮの結晶成長を行なう。
【００９７】
実施例１と同様の成長条件でＧａＮの結晶成長を行ない、反応容器１１を開けると、溶液保持容器１２の内壁には、柱状の微結晶３７が成長していたが、種結晶３５には、ｃ軸方向の長さが１０ｍｍ程度に伸びた柱状の無色透明なＧａＮ３６が成長していた。
【実施例３】
【００９８】
実施例３では、アルカリ金属としてＮａ（ナトリウム）を使用し、ＩＩＩ族窒化物の原料としてＧａＮ（窒化ガリウム）を使用し、さらに、ＩＩＩ族窒化物結晶のｃ軸に平行な方向の成長速度をｃ軸に垂直な方向の成長速度よりも速くさせる物質（所定物質）を使用し、高温部で原料ＧａＮおよび所定物質をナトリウム溶液中に溶解し、低温部に設置した種結晶ＧａＮにＧａＮを析出して結晶成長させた。
【００９９】
図３は実施例３に用いられた結晶成長装置の構成例を示す図である。
【０１００】
図３の結晶成長装置は、ステンレス製の閉じた形状の反応容器４１内に、アルカリ金属を含む溶液５９を保持し、結晶成長を行うための溶液保持容器４２が設けられている。
【０１０１】
この溶液保持容器４２は反応容器４１から取り外すことができる。また、この溶液保持容器４２の材質はＢＮである。
【０１０２】
また、反応容器４１の内部空間４５に窒素（Ｎ２）ガスとアルゴン（Ａｒ）ガスを充満させ、かつ反応容器４１内の窒素（Ｎ２）圧力とアルゴン（Ａｒ）ガス圧力を制御することを可能にするガス供給管４９が、反応容器４１を貫通して装着されている。
【０１０３】
なお、不活性気体としてのアルゴンを混合するのは、アルカリ金属の蒸発を抑制しつつ、窒素ガスの圧力を独立して制御するためである。これにより、制御性の高い結晶成長が可能となる。
【０１０４】
ガス供給管４９は、窒素供給管５４とアルゴン供給管５７とに分岐しており、それぞれ、バルブ５２，５５で分離することが可能となっている。また、それぞれの圧力を圧力制御装置５３，５６で調整する事ができる。
【０１０５】
また、反応容器４１内の全圧力をモニターする為の圧力計５１が設置されている。
【０１０６】
また、反応容器４１の外側には、上部ヒーター４３と下部ヒーター４４が設置されており、上部ヒーター４３と下部ヒーター４４は任意の温度に制御することが可能となっている。
【０１０７】
また、溶液保持容器４２内には、溶液の対流を抑制し，温度勾配をつけるためのバッファー４６が設置されている。
【０１０８】
また、反応容器４１は、この部分のみをグローブボックスに入れて作業することができる。
【０１０９】
以下に、図３の結晶成長装置を使用した実施例３におけるＧａＮの成長方法を説明する。
【０１１０】
実施例３では、まず、反応容器４１をバルブ５０の部分で結晶成長装置から分離し、Ａｒ雰囲気のグローブボックスに入れる。
【０１１１】
次いで、ＢＮ製の溶液保持容器４２に、所定物質を入れ、ＩＩＩ族窒化物原料としてＧａＮを入れ、アルカリ金属としてナトリウム（Ｎａ）を入れる。
【０１１２】
次いで、溶液保持容器４２内のナトリウムを融解し、溶液保持容器４２の上部から吊るしたＧａＮ種結晶４８を、ｃ軸を上下方向にそろえて、溶液５９内の所定の位置に保持する。
【０１１３】
次いで、溶液保持容器４２を反応容器４１内に設置する。
【０１１４】
次いで、反応容器４１を密閉し、バルブ５０を閉じ、反応容器４１内部を外部雰囲気と遮断する。
【０１１５】
一連の作業は高純度のＡｒガス雰囲気のグローブボックス内で行うので、反応容器４１内部にはＡｒガスが充填されている。
【０１１６】
次いで、反応容器４１をグローブボックスから出し、結晶成長装置に組み込む。
【０１１７】
すなわち、反応容器４１をヒーター４３，４４がある所定の位置に設置し、バルブ５０の部分で窒素ガス供給ライン４９に接続する。
【０１１８】
次いで、上部ヒーター４３と下部ヒーター４４に通電し、所定の結晶成長温度まで昇温する。
【０１１９】
下部ヒーターは原料ＧａＮ４７が溶融する温度とし、上部ヒーターは原料ＧａＮ４７がある部分よりも温度を下げ、種結晶ＧａＮ４８が結晶成長する温度とする。この実施例３では、原料ＧａＮ４７のある部分を８５０℃とし、種結晶ＧａＮ４８が結晶成長する部分を７７５℃とした。
【０１２０】
次いで、バルブ５０とバルブ５５を開け、Ａｒガス供給管５７からＡｒガスを入れ、圧力制御装置５６で圧力を調整して反応容器４１内の全圧を４ＭＰａにしてバルブ５５を閉じる。
【０１２１】
次いで、窒素ガス供給管５４から窒素ガスを入れ、圧力制御装置５３で圧力を調整してバルブ５２を開け、反応容器４１内の全圧を８ＭＰａにする。すなわち、反応容器４１の内部空間４５の窒素の分圧は、４ＭＰａである。
【０１２２】
この状態で４００時間保持し結晶成長を行い、その後、室温まで降温する。
【０１２３】
反応容器４１内のガスの圧力を下げた後、反応容器４１を開けると、種結晶４８には、ｃ軸の長さが約１２ｍｍの無色透明なＧａＮの単結晶５８が結晶成長していた。
【実施例４】
【０１２４】
実施例４は実施例１とほぼ同様であるが、種結晶を使用して結晶成長を行なう点が異なっている。
【０１２５】
すなわち、実施例４では、アルカリ金属としてＮａ（ナトリウム）を使用し、ＩＩＩ族元素の原料として金属Ｇａ（ガリウム）を使用し、窒素原料として窒素ガスを用い、ＩＩＩ族窒化物結晶のｃ軸に平行な方向の成長速度をｃ軸に垂直な方向の成長速度よりも速くさせる物質（所定物質）を使用し、サファイア基板上にＭＯＣＶＤで結晶成長した単結晶ＧａＮ薄膜を種結晶に使用して、ＩＩＩ族窒化物としてＧａＮを結晶成長させた。
【０１２６】
より具体的に、Ｎａ，Ｇａ，所定物質は、あらかじめ混合融液として溶液保持容器中に保持し、窒素は結晶成長中に気相から溶液中に溶解して供給し、ＧａＮ薄膜種結晶にＧａＮを結晶成長させた。
【０１２７】
図４は実施例４に用いられた結晶成長装置の構成例を示す図である。
【０１２８】
図４の結晶成長装置は、図１の結晶成長装置と同様である。
【０１２９】
以下に、図４の結晶成長装置を使用した実施例４におけるＧａＮの成長方法を説明する。
【０１３０】
実施例４では、種結晶として、サファイア基板６０上にＭＯＣＶＤ法で単結晶ＧａＮ薄膜６１を結晶成長したものを溶液保持容器１２の底部に設置し、単結晶ＧａＮ薄膜６１の表面に実施例１と同様の方法で、ＧａＮの結晶成長を行なう。なお、単結晶ＧａＮ薄膜６１の主面はｃ面である。
【０１３１】
結晶成長後、反応容器１１を開けると、溶液保持容器１２の内壁には、柱状の微結晶６３が成長していたが、サファイア基板６０上には、単結晶ＧａＮ薄膜６１を種結晶として、ｃ軸方向の厚さが２ｍｍ程度の透明なＧａＮ結晶６２が成長していた。
【実施例５】
【０１３２】
実施例５は、第６の形態の半導体デバイス（発光素子）の一実施例である半導体レーザーである。
【０１３３】
図５，図６は実施例５の半導体レーザーを示す図である。なお、図５は実施例５の半導体レーザーの斜視図であり、また、図６はその光出射方向に垂直な面での断面図である。
【０１３４】
実施例５の半導体レーザーは第４の形態のＧａＮ結晶で作製したｎ型ＧａＮ基板５００上に積層したＩＩＩ族窒化物半導体積層構造で作製されている。
【０１３５】
すなわち、図５，図６において、半導体レーザー積層構造４０００は、２５０μｍの厚さのｎ型ＧａＮ基板５００上に、ｎ型ＧａＮ層４００、ｎ型Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ｎクラッド層４１０、ｎ型ＧａＮ光ガイド層４２０、Ｉｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ／Ｉｎ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ量子井戸活性層４３０、ｐ型ＧａＮ光ガイド層４４０、ｐ型Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ｎクラッド層４５０、ｐ型ＧａＮキャップ層４６０が順次積層された構造であり、ＭＯＣＶＤ法で結晶成長されて作製されている。
【０１３６】
そして積層構造４０００は、ｐ型ＧａＮキャップ層４６０からｐ型Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ｎクラッド層４５０の途中までをストライプ状に残してエッチングされ、電流狭窄リッジ導波路構造５１０が作製されている。この電流狭窄リッジ導波路構造はＧａＮ基板の＜１−１００＞方向に沿って形成されている。
【０１３７】
また、積層構造の表面には、ＳｉＯ２からなる絶縁膜４７０が形成されている。リッジ５１０上の絶縁膜４７０には、開口部が形成されている。この開口部で露出したｐ型ＧａＮキャップ層４６０表面に、ｐ側のオーミック電極４８０が形成されている。
【０１３８】
また、ｎ型ＧａＮ基板５００の裏面には、ｎ側のオーミック電極４９０が形成されている。ｎ側オーミック電極４９０としては、Ｔｉ／Ａｌを、ｐ側オーミック電極４８０としては、Ｎｉ／Ａｕを蒸着して形成した。
【０１３９】
また、リッジ５１０と活性層４３０に垂直に光共振器面４０１０，４０２０が形成されている。光共振器面４０１０，４０２０はＧａＮ基板の＜１−１００＞方向に沿った電流狭窄リッジ導波路構造５１０に垂直な（１−１００）面をへき開することにより形成されている。
【０１４０】
ｎ側オーミック電極４９０と光共振器面４０１０，４０２０は、ｎ型ＧａＮ基板５００の裏面を８０μｍまで研磨した後に形成した。
【０１４１】
実施例５の半導体レーザーでは、ｐ側のオーミック電極４８０とｎ側のオーミック電極４９０に電流を注入することによって、活性層にキャリアが注入され、発光、光の増幅が起り、光共振器面４０１０，４０２０から、レーザー光４１１０，４１２０が出射される。
【０１４２】
実施例５の半導体レーザーは、従来のサファイア基板等のＩＩＩ族窒化物と異なる基板上にレーザー構造を結晶成長して作製されたものや、気相成長や、その他の手法で作製されたＧａＮ基板上に作製されたものに比べ、基板上に積層されたレーザー構造の結晶欠陥が低く、結晶品質が高いので、高出力動作下においても長寿命であった。
【実施例６】
【０１４３】
実施例６は第７の形態の半導体デバイス（受光素子）の一実施例である。図７は実施例６の受光素子を示す図である。
【０１４４】
実施例６の受光素子は、第４の形態のＩＩＩ族窒化物結晶で作製したｎ型ＧａＮ基板６００上に積層したＩＩＩ族窒化物半導体積層構造で作製されている。
【０１４５】
ここで、ＧａＮ基板６００の厚さは、３００μｍである。
【０１４６】
実施例６の受光素子の構造は、ｎ型ＧａＮ基板６００上に、ｎ型ＧａＮ層６１０，絶縁性ＧａＮ層６２０が積層され、その上に、Ｎｉ／Ａｕから成る透明ショットキー電極６３０が形成されたＭＩＳ型受光素子である。
【０１４７】
ｎ型ＧａＮ基板６００の裏面には、Ｔｉ／Ａｌからなるオーミック電極６４０が形成され、透明ショットキー電極６３０の上部の一部には、Ａｕからなる電極６５０が形成されている。
【０１４８】
実施例６の受光素子では、透明ショットキー電極６３０側から光（紫外線）６０１０を入射すると、キャリアが発生し、電極から光電流が取り出される。
【０１４９】
実施例６の受光素子は、従来のサファイア基板等のＩＩＩ族窒化物と異なる基板上に受光素子構造を結晶成長して作製されたものや、気相成長や、その他の手法で作製されたＧａＮ基板上に作製されたものに比べ、基板上に積層された受光素子構造の結晶欠陥が低く、結晶品質が高いので、暗電流が小さく、Ｓ／Ｎ比が高かった。
【実施例７】
【０１５０】
実施例７は第８の形態の半導体デバイス（電子デバイス）の一実施例である。図８は実施例７の半導体デバイス（電子デバイス）の断面図である。実施例７の電子デバイスは高電子移動度トランジスター（ＨＥＭＴ）である。
【０１５１】
実施例７の高電子移動度トランジスター（ＨＥＭＴ）は、第４の形態のＧａＮ結晶で作製したＧａＮ基板７００上に積層したＩＩＩ族窒化物半導体積層構造で作製されている。
【０１５２】
ここで、ＧａＮ基板７００の厚さは、３００μｍである。
【０１５３】
高電子移動度トランジスター（ＨＥＭＴ）の構造は、ＧａＮ基板７００上に積層された絶縁性ＧａＮ層７１０、ｎ型ＡｌＧａＮ層７２０、ｎ型ＧａＮ層７３０からなるリセスゲートＨＥＭＴである。
【０１５４】
ｎ型ＧａＮ層７３０はゲート部分がｎ型ＡｌＧａＮ層７２０までエッチングされ、ｎ型ＡｌＧａＮ層７２０にＮｉ／Ａｕからなるゲート電極７６０が形成されている。ゲートをはさんで両脇のｎ型ＧａＮ層７３０には、Ｔｉ／Ａｌからなるドレイン電極７５０、ソース電極７４０がそれぞれ形成されている。
【０１５５】
実施例７の高電子移動度トランジスター（ＨＥＭＴ）は、従来のサファイア基板等のＩＩＩ族窒化物と異なる基板上に高電子移動度トランジスター（ＨＥＭＴ）構造を結晶成長して作製されたものや、気相成長や、その他の手法で作製されたＧａＮ基板上に作製されたものに比べ、基板上に積層された高電子移動度トランジスター（ＨＥＭＴ）構造の結晶欠陥が低く、結晶品質が高いので、欠陥による電極の異常拡散や短絡が抑制され、耐圧が高く、また、良好な周波数特性を示した。
【実施例８】
【０１５６】
実施例８は第９の形態のシステムの一実施例である。すなわち、実施例８は第６の形態の半導体デバイス（発光素子）を具備した照明装置である。
【０１５７】
図９は実施例８の照明装置の模式図である。また、図１０は実施例８の照明装置の回路図である。また、図１１は実施例８の照明装置の光源である白色ＬＥＤモジュールの断面図である。また、図１２は白色ＬＥＤのモジュールの光源である紫外発光ＬＥＤの断面図である。
【０１５８】
実施例８の照明装置は、２個の白色ＬＥＤモジュール９０２０と電流制限抵抗９６０，直流電源９７０，スイッチ９８０とが直列に接続されており、スイッチ９８０のオン，オフによって、白色ＬＥＤモジュール９０２０を発光させるようになっている。
【０１５９】
ここで、白色ＬＥＤモジュール９０２０は、紫外発光ＬＥＤ９００にＹＡＧ系蛍光体９１０が塗布された構造をなす。そして、電極端子９４０，９５０間に所定の電圧を印加すると、紫外発光ＬＥＤ９００が発光し、その紫外光によってＹＡＧ系蛍光体９１０が励起され、白色光９０１０が取り出される。
【０１６０】
ここで、紫外発光ＬＥＤ９００は、第４の形態のＩＩＩ族窒化物結晶で作製したｎ型ＧａＮ基板８００上に積層したＩＩＩ族窒化物半導体積層構造で作製されている。
【０１６１】
ＧａＮ基板８００の厚さは、３００μｍである。
【０１６２】
紫外発光ＬＥＤ９００の構造は、ｎ型ＧａＮ基板８００上に、ｎ型ＧａＮ層８１０、ｎ型Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎ層８２０、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ多重量子井戸構造を有する活性層８３０、ｐ型Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎ層８４０、ｐ型ＧａＮ層８５０が積層され、その上に、Ｎｉ／Ａｕから成る透明オーミック電極８６０が形成されている。透明オーミック電極８６０上には、Ｎｉ／Ａｕから成るワイヤーボンディング用の電極８７０が形成されている。また、ｎ型ＧａＮ基板８００の裏面には、Ｔｉ／Ａｌからなるオーミック電極８８０が形成されている。
【０１６３】
この紫外発光ＬＥＤ９００では、ｐ側の電極８７０とｎ側のオーミック電極８８０に電流を注入することによって、活性層にキャリアが注入され、発光し、ＬＥＤ外部に紫外光８０１０が取り出される。
【０１６４】
この実施例８のＬＥＤは、従来のサファイア基板等のＩＩＩ族窒化物と異なる基板上にＬＥＤ構造を結晶成長して作製されたものや、気相成長や、その他の手法で作製されたＧａＮ基板上に作製されたものに比べ、基板上に積層されたＬＥＤ構造の結晶欠陥が低く、結晶品質が高いので、発光効率が高く、高出力動作する。
【０１６５】
従って、実施例８の照明器具は、従来のサファイア基板等のＩＩＩ族窒化物と異なる基板上にＬＥＤ構造を結晶成長して作製されたものや、気相成長や、その他の手法で作製されたＧａＮ基板上に作製された紫外ＬＥＤを使用した白色ＬＥＤ照明器具よりも、明るく、低消費電力である。
【産業上の利用可能性】
【０１６６】
本発明は、光ディスク用青紫色光源、紫外光源（ＬＤ、ＬＥＤ）、電子写真用青紫色光源、ＩＩＩ族窒化物電子デバイスなどに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１６７】
【図１】実施例１に用いられた結晶成長装置の構成例を示す図である。
【図２】実施例２に用いられた結晶成長装置の構成例を示す図である。
【図３】実施例３に用いられた結晶成長装置の構成例を示す図である。
【図４】実施例４に用いられた結晶成長装置の構成例を示す図である。
【図５】実施例５の半導体レーザーの斜視図である。
【図６】実施例５の半導体レーザーの光出射方向に垂直な面での断面図である。
【図７】実施例６の受光素子の断面図である。
【図８】実施例７の電子デバイスの断面図である。
【図９】実施例８の照明装置の模式図である。
【図１０】実施例８の照明装置の回路図である。
【図１１】実施例８の照明装置の光源である白色ＬＥＤモジュールの断面図である。
【図１２】実施例８の白色ＬＥＤのモジュールの光源である紫外発光ＬＥＤの断面図である。
【図１３】従来技術における結晶成長装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【０１６８】
１１，４１    反応容器
１２，４２    溶液保持容器
１３          ヒーター
１４，４９    ガス供給管
１５，１８，２１，５０，５２，５５      バルブ
１６，１９，５３，５６                  圧力調整器
１７，５４    窒素供給管
２０，５７    アルゴン供給管
２２，５１    圧力計
２３，４５    内部空間
２４          原料ＧａＮ保持容器
２５，５９    溶液
２６          溶液保持容器保持台
２７          冷却棒
２８          蓋
２９          ＧａＮ柱状結晶
４７          原料ＧａＮ
３５          種結晶ＳｉＣ
３６，５８，６２        種結晶に成長したＧａＮ
３７，６３              柱状ＧａＮ微結晶
４３          上部ヒーター
４４          下部ヒーター
４６          バッファー
４８          種結晶ＧａＮ
６０          サファイア基板
６１          ＧａＮ薄膜
１０１        反応容器
１０２        成長容器
１０３        ＩＩＩ族金属供給管
１０４        ＩＩＩ族金属
１０５        ＩＩＩ族金属供給管の穴
１０６        加圧装置
１０７        反応容器の内部空間
１０８        窒素供給管
１０９        圧力制御装置
１１０        下部ヒーター
１１１        側部ヒーター
４００        ｎ型ＧａＮ層
４１０        ｎ型Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ｎクラッド層
４２０        ｎ型ＧａＮ光ガイド層
４３０        Ｉｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ／Ｉｎ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ量子井戸活性層
４４０        ｐ型ＧａＮ光ガイド層
４５０        ｐ型Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ｎクラッド層
４６０        ｐ型ＧａＮキャップ層
４７０        絶縁膜
４８０        ｐ側のオーミック電極
４９０        ｎ側のオーミック電極
５００        ｎ型ＧａＮ基板
５１０        電流狭窄リッジ導波路構造
６００        ｎ型ＧａＮ基板
６１０        ｎ型ＧａＮ層
６２０        絶縁性ＧａＮ層
６３０        透明ショットキー電極
６４０        オーミック電極
６５０        電極
７００        ＧａＮ基板
７１０        絶縁性ＧａＮ層
７２０        ｎ型ＡｌＧａＮ層
７３０        ｎ型ＧａＮ層
７４０        ソース電極
７５０        ドレイン電極
７６０        ゲート電極
８００        ｎ型ＧａＮ基板
８１０        ｎ型ＧａＮ層
８２０        ｎ型Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎ層
８３０        ＩｎＧａＮ／ＧａＮ多重量子井戸構造を有する活性層
８４０        ｐ型Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎ層
８５０        ｐ型ＧａＮ層
８６０        透明オーミック電極
８７０        電極
８８０        ｎ側のオーミック電極
９００        紫外発光ＬＥＤ
９１０        ＹＡＧ系蛍光体
９２０        金ワイヤー
９３０        レンズ
９４０、９５０      電極端子
９６０        電流制限抵抗
９７０        直流電源
９８０        スイッチ
４０００        積層構造
４０１０、４０２０      光共振器面
４１１０、４１２０      レーザー光
６０１０        光（紫外線）
８０１０        紫外光
９０１０        白色光
９０２０        白色ＬＥＤモジュール
【図１】
2005206400.tif 000003
【図２】
2005206400.tif 000004
【図３】
2005206400.tif 000005
【図４】
2005206400.tif 000006
【図５】
2005206400.tif 000007
【図６】
2005206400.tif 000008
【図７】
2005206400.tif 000009
【図８】
2005206400.tif 000010
【図９】
2005206400.tif 000011
【図１０】
2005206400.tif 000012
【図１１】
2005206400.tif 000013
【図１２】
2005206400.tif 000014
【図１３】
2005206400.tif 000015