(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧａＡｓ基板上に成長せしめられたＡｌＧａＩｎＰの４元発光層と、前記ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層の表面上に成長せしめられた発光光の取り出し用のｐ型窓層と、前記ＧａＡｓ基板をエッチング除去した後に前記ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層のＧａＡｓに格子整合された裏面に気相エピタキシャル成長せしめられた発光光の取り出し用のｎ型ＧａＰ窓層とを有し、前記ｎ型ＧａＰ窓層の成長初期のｎ型キャリア濃度を高くし続いてｎ型ＧａＰ窓層成長初期以降のｎ型層ＧａＰのｎ型キャリア濃度を前記ｎ型層ＧａＰ成長初期のｎ型キャリア濃度より低くすることにより、Ｖｆ及びΔＶｆが低くかつ高輝度で輝度劣化が少ないようにした高輝度発光ダイオードであって、
前記ｎ型層ＧａＰ成長初期の高キャリア濃度窓層のｎ型キャリア濃度は９×１０１７個／ｃｍ３以上でかつ２×１０１８個／ｃｍ３以下であり、かつ前記ｎ型層ＧａＰ成長初期以降の低キャリア濃度窓層のｎ型キャリア濃度は３×１０１７個／ｃｍ３以上でかつ８×１０１７個／ｃｍ３以下であり、
前記ｎ型層ＧａＰ成長初期の高キャリア濃度窓層の厚さは０．１μｍ〜１０μｍであり、かつ前記ｎ型層ＧａＰ成長初期以降の低キャリア濃度窓層の厚さは１２５μｍ±３０μｍであることを特徴とする高輝度発光ダイオード。
【請求項２】
請求項１記載のＶｆ及びΔＶｆが低くかつ高輝度で輝度劣化が少ないようにした高輝度発光ダイオードを製造する方法であって、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）によってＧａＡｓ基板上にＡｌＧａＩｎＰの４元発光層を成長する第１工程と、前記ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層の表面上に発光光の取り出し用のｐ型窓層を成長する第２工程と、前記第２工程終了後に前記ＧａＡｓ基板をエッチングで除去する第３工程と、前記ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層のＧａＡｓに格子整合された裏面に発光光の取り出し用のｎ型ＧａＰ窓層を気相エピタキシャル成長する第４工程とを含み，前記第４工程において前記ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層の裏面側界面近傍のｎ型ＧａＰ窓層成長初期のｎ型キャリア濃度を高くし続いてｎ型ＧａＰ窓層成長初期以降のｎ型層ＧａＰのｎ型キャリア濃度を前記ｎ型層ＧａＰ成長初期のｎ型キャリア濃度より低くするようにし、
前記ｎ型層ＧａＰ成長初期の高キャリア濃度窓層のｎ型キャリア濃度は９×１０１７個／ｃｍ３以上でかつ２×１０１８個／ｃｍ３以下であり、かつ前記ｎ型層ＧａＰ成長初期以降の低キャリア濃度窓層のｎ型キャリア濃度は３×１０１７個／ｃｍ３以上でかつ８×１０１７個／ｃｍ３以下であり、
前記ｎ型層ＧａＰ成長初期の高キャリア濃度窓層の厚さは０．１μｍ〜１０μｍであり、かつ前記ｎ型層ＧａＰ成長初期以降の低キャリア濃度窓層の厚さは１２５μｍ±３０μｍであるようにしたことを特徴とする高輝度発光ダイオードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両面エピタキシャル窓層を備えた高輝度発光ダイオ−ド及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、高輝度発光ダイオード用基板の製造方法として、ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層の両面に光の窓層としてＧａＰまたはＧａＡｓＰ，ＡｌＧａＡｓ層を取り付ける方法が知られている（特許文献１）。この公知の方法では、ＡｌＧａＩｎＰの発光層の両面に光の窓層を作るのに、基板の上にＡｌＧａＩｎＰ発光層を気相エピタキシャル成長し、ＡｌＧａＩｎＰ発光層表面のｐ型層側に発光光の取り出し窓層を成長した後基板を除去し、続いて基板を除去した裏面にｎ型層の発光光の取り出し窓層をＧａＰ、ＧａＡｓＰ又はＡｌＧａＡｓをエピタキシャル成長で成長することによって行っていた。
【０００３】
しかし、上記した従来方法においては次のような問題点が存在していた。即ち、ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層のＧａＰに格子整合されたｐ型層側に発光光の取り出し窓層を成長した後に基板を除去し、その基板を除去した裏面にｎ型層の発光光の取り出し窓層を成長する工程で，この基板としては薬液に溶解して除去し易いＧａＡｓが使われている。このＧａＡｓに格子整合された裏面にＧａＰまたはＧａＡｓＰ窓層を成長する際に格子のズレ量が大きくなるという問題があった。そこで、基板を除去した裏面にはＧａＰ基板を貼り合せることにより裏面の発光光の取り出しＧａＰ窓層を作るのが一般的であった（特許文献２）。
【０００４】
しかし，貼り合せでは貼り合せ界面での貼り合せ不良及び貼り合せ界面でのＶｆ高不良，ΔＶｆ高不良により歩留まりが悪い問題があった。これを解決するためにこれまでハイドライド気相エピタキシャル成長（ＨＶＰＥ）によりＧａＡｓに格子整合された裏面にＧａＰまたはＧａＡｓＰ窓層を成長することが試みられた。しかし，前記裏面のキャリア濃度が低すぎるとＶｆ高不良，ΔＶｆ高不良が発生して，またキャリア濃度が高すぎると発光光の吸収により輝度低下を招き，また高濃度のキャリアの拡散によりライフ低下を招く問題がある。
【０００５】
なお、ΔＶｆは、発光素子を高速スイッチング（ＰＭＭ制御等）により調光駆動する際のスイッチング応答特性を示す指標であり、２０ｍＡ通電により通電開始した直後の順方向電圧Ｖｆを初期値とし、その後通電継続した際に漸減するＶｆの安定値までの順方向電圧Ｖｆの減少代をΔＶｆとして測定される。
【特許文献１】ＵＳＰ  ５，００８，７１８
【特許文献２】ＵＳＰ  ５，３７６，５８０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑みなされたもので、本発明の第１の目的は、Ｖｆ高不良の発生がなくなるとともにライフ特性が良くかつ輝度の高い赤色の高輝度発光ランプを提供することである。本発明の第２の目的は、上記した高輝度発光ダイオードを歩留まりよくかつ生産性よく製造することができる高輝度発光ダイオードの製造方法を提供することである。本発明の第３の目的は、従来から貼り合せ基板で問題になっていたΔＶｆ高不良のない高輝度発光ランプを安定して製造できる高輝度発光ダイオード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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の高輝度発光ダイオードの第1の態様は、ＧａＡｓ基板上に成長せしめられたＡｌＧａＩｎＰの４元発光層と、前記ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層の表面上に成長せしめられた発光光の取り出し用のｐ型窓層と、前記ＧａＡｓ基板をエッチング除去した後に前記ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層のＧａＡｓに格子整合された裏面に気相エピタキシャル成長せしめられた発光光の取り出し用のｎ型ＧａＰ窓層とを有し、前記ｎ型ＧａＰ窓層の成長初期のｎ型キャリア濃度を高くし続いてｎ型ＧａＰ窓層成長初期以降のｎ型層ＧａＰのｎ型キャリア濃度を前記ｎ型層ＧａＰ成長初期のｎ型キャリア濃度より低くすることにより、Ｖｆ及びΔＶｆが低くかつ高輝度で輝度劣化が少ないようにした高輝度発光ダイオードであって、
前記ｎ型層ＧａＰ成長初期の高キャリア濃度窓層のｎ型キャリア濃度は９×１０１７個／ｃｍ３以上でかつ２×１０１８個／ｃｍ３以下であり、かつ前記ｎ型層ＧａＰ成長初期以降の低キャリア濃度窓層のｎ型キャリア濃度は３×１０１７個／ｃｍ３以上でかつ８×１０１７個／ｃｍ３以下であり、
前記ｎ型層ＧａＰ成長初期の高キャリア濃度窓層の厚さは０．１μｍ〜１０μｍであり、かつ前記ｎ型層ＧａＰ成長初期以降の低キャリア濃度窓層の厚さは１２５μｍ±３０μｍであることを特徴とする。
【０００８】
本発明の高輝度発光ダイオードの製造方法の第1の態様は、本発明の第1の態様のＶｆ及びΔＶｆが低くかつ高輝度で輝度劣化が少ないようにした高輝度発光ダイオードを製造する方法であって、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）によってＧａＡｓ基板上にＡｌＧａＩｎＰの４元発光層を成長する第１工程と、前記ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層の表面上に発光光の取り出し用のｐ型窓層を成長する第２工程と、前記第２工程終了後に前記ＧａＡｓ基板をエッチングで除去する第３工程と、前記ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層のＧａＡｓに格子整合された裏面に発光光の取り出し用のｎ型ＧａＰ窓層を気相エピタキシャル成長する第４工程とを含み，前記第４工程において前記ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層の裏面側界面近傍のｎ型ＧａＰ窓層成長初期のｎ型キャリア濃度を高くし続いてｎ型ＧａＰ窓層成長初期以降のｎ型層ＧａＰのｎ型キャリア濃度を前記ｎ型層ＧａＰ成長初期のｎ型キャリア濃度より低くするようにし、
前記ｎ型層ＧａＰ成長初期の高キャリア濃度窓層のｎ型キャリア濃度は９×１０１７個／ｃｍ３以上でかつ２×１０１８個／ｃｍ３以下であり、かつ前記ｎ型層ＧａＰ成長初期以降の低キャリア濃度窓層のｎ型キャリア濃度は３×１０１７個／ｃｍ３以上でかつ８×１０１７個／ｃｍ３以下であり、
前記ｎ型層ＧａＰ成長初期の高キャリア濃度窓層の厚さは０．１μｍ〜１０μｍであり、かつ前記ｎ型層ＧａＰ成長初期以降の低キャリア濃度窓層の厚さは１２５μｍ±３０μｍであるようにしたことを特徴とする。
【０００９】
前記ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層の裏面側界面近傍のｎ型層ＧａＰ成長初期のｎ型キャリア濃度は９×１０１７個／ｃｍ３以上でかつ２×１０１８個／ｃｍ３以下、好ましくは１．１×１０１８個／ｃｍ３以上でかつ１．５×１０１８個／ｃｍ３以下であることが好適である。
【００１０】
前記ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層の裏面側のｎ型層ＧａＰ成長初期以降のｎ型層ＧａＰのｎ型キャリア濃度は３×１０１７個／ｃｍ３以上でかつ８×１０１７個／ｃｍ３以下、好ましくは３．５×１０１７個／ｃｍ３以上でかつ６×１０１７個／ｃｍ３以下であることが好適である。
【００１１】
本発明の高輝度発光ダイオードの第２の態様は、ＧａＡｓ基板上に成長せしめられたＡｌＧａＩｎＰの４元発光層と、前記ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層の表面上に成長せしめられた発光光の取り出し用のｐ型窓層と、前記ＧａＡｓ基板をエッチング除去した後に前記ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層のＧａＡｓに格子整合された裏面に気相エピタキシャル成長せしめられた発光光の取り出し用のｎ型ＧａＰ窓層とを有し、前記ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層の表面上に発光光の取り出し用のｐ型窓層を成長した後の前記ＧａＡｓ基板でのＶｆをＶｆ（ｐ）とした場合，前記ＧａＡｓ基板を除去し続いて前記ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層のＧａＡｓに格子整合された裏面にＧａＰ発光光の取り出し用のｎ型窓層を気相エピタキシャル成長した状態でのＶｆをＶｆ（ｔｏｔａｌ）とした場合のＶｆ（ｎ）＝Ｖｆ（ｔｏｔａｌ）−Ｖｆ（ｐ）が０．１Ｖ≦Ｖｆ（ｎ）≦０．２５Ｖとなるようにｎ型窓層のｎ型キャリア濃度を制御することにより、ΔＶｆが低くかつ高輝度で輝度劣化が少ないようにしたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の高輝度発光ダイオードの製造方法の第２の態様は、本発明の第２の態様の高輝度発光ダイオードを製造する方法であって、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）によってＧａＡｓ基板上にＡｌＧａＩｎＰの４元発光層を成長する第１工程と、前記ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層の表面上に発光光の取り出し用のｐ型窓層を成長する第２工程と、前記第２工程終了後に前記ＧａＡｓ基板をエッチングで除去する第３工程と、前記ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層のＧａＡｓに格子整合された裏面にＧａＰ発光光の取り出し用のｎ型窓層を気相エピタキシャル成長する第４工程とを含み、前記第２工程において前記ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層の表面上に発光光の取り出し用のｐ型窓層を成長した後の前記ＧａＡｓ基板でのＶｆをＶｆ（ｐ）とした場合，前記第３工程において前記ＧａＡｓ基板を除去し、続いて前記第４工程において前記ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層のＧａＡｓに格子整合された裏面にＧａＰ発光光の取り出し用のｎ型窓層を気相エピタキシャル成長した状態でのＶｆをＶｆ（ｔｏｔａｌ）とした場合のＶｆ（ｎ）＝Ｖｆ（ｔｏｔａｌ）−Ｖｆ（ｐ）が０．１Ｖ≦Ｖｆ（ｎ）≦０．２５Ｖとなるようにｎ型窓層のｎ型キャリア濃度を制御することにより、ΔＶｆが低くかつ高輝度で輝度劣化が少ないようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の高輝度発光ダイオードは、Ｖｆ高不良の発生がなくなるとともにライフ特性が良くかつ輝度の高い赤色の高輝度発光ダイオードであり、本発明方法の第１の態様によれば、本発明の高輝度発光ダイオードを歩留まりよくかつ生産性よく製造することができる。本発明方法の第２の態様によれば、従来から貼り合せ基板で問題になっていたΔＶｆ高不良のない高輝度発光ランプを安定して製造できるという効果が達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明するが、図示例は本発明の好ましい実施の形態を示すもので、本発明の技術思想から逸脱しない限り、種々の変形が可能であることはいうまでもない。
【００１５】
図１は本発明の高輝度発光ダイオードの製造方法の第１の態様の工程順の一例を模式的に示す説明図である。図２は図１の工程順のフローチャートである。図３は本発明の高輝度発光ダイオードの構造の１例を示す模式的説明図である。
【００１６】
図１及び図２に示すように、本発明方法の第１の態様においては、まず有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）によってＧａＡｓ基板１０上にＡｌＧａＩｎＰの４元発光層１２を成長させる（図１（ａ）第１工程、図２のステップ１００）。ＧａＡｓ基板１０としては２８０μｍ±１０μｍ程度の厚さのものを用いる。ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層１２の厚さは８μｍ程度である。次いで、前記ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層１２の表面上に気相エピタキシャル成長（ＶＰＥ）反応機によってＺｎ等のｐ型不純物をドープして発光光の取り出し用のｐ型窓層１４を成長させる（図１（ｂ）第２工程、図２のステップ１０２）。このｐ型窓層１４のキャリア濃度は６×１０１７個／ｃｍ３以上でかつ１．６×１０１８個／ｃｍ３以下程度である。このｐ型窓層１４はＡｌＧａＡｓ，ＧａＡｓＰ又はＧａＰ層を１５０μｍ±３０μｍの厚さに成長させて得られる。前記第２工程終了後に、前記ＧａＡｓ基板１０を硫酸・過酸化水素水等の薬液によりエッチングして除去する（図１（ｃ）第３工程、図２のステップ１０４）。続いて、前記ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層１２のＧａＡｓに格子整合された裏面に気相エピタキシャル成長（ＶＰＥ）反応機によってＳｉ、Ｔｅ又はＳ等のｎ型不純物をドープしてＧａＰ発光光の取り出し用のｎ型窓層１６を気相エピタキシャル成長させる（図１（ｄ）第４工程、図２のステップ１０６）。
【００１７】
本発明方法の第１の態様においては、前記第４工程において前記ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層１２の裏面側界面近傍のｎ型層ＧａＰ成長初期のｎ型キャリア濃度を高くする。例えば、前記ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層の裏面側界面近傍のｎ型層ＧａＰ成長初期の高キャリア濃度窓層１６ａのｎ型キャリア濃度は９×１０１７個／ｃｍ３以上でかつ２×１０１８個／ｃｍ３以下、好ましくは１．１×１０１８個／ｃｍ３以上でかつ１．５×１０１８個／ｃｍ３以下であることが好適である。また、当該高キャリア濃度窓層１６ａの厚さは０．１μｍ〜１０μｍ、好ましくは１μｍ〜５μｍ程度とすればよい。
【００１８】
続いてｎ型層ＧａＰ成長初期以降のｎ型層ＧａＰのｎ型キャリア濃度を前記ｎ型層ＧａＰ成長初期のｎ型キャリア濃度より低くする。例えば、前記ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層の裏面側のｎ型層ＧａＰ成長初期以降の低キャリア濃度窓層１６ｂのｎ型キャリア濃度は３×１０１７個／ｃｍ３以上でかつ８×１０１７個／ｃｍ３以下、好ましくは３．５×１０１７個／ｃｍ３以上でかつ６×１０１７個／ｃｍ３以下であることが好適である。また、当該低キャリア濃度窓層１６ｂの厚さは１２５μｍ±３０μｍ程度とすればよい。
【００１９】
本発明の高輝度発光ダイオードの構成は、図１（ｄ）及び図３に示されるように、ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層と、前記ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層のｐ型層側に成長せしめられた発光光の取り出し用のｐ型窓層と、前記ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層のＧａＡｓに格子整合された裏面に気相エピタキシャル成長せしめられた発光光の取り出し用のｎ型ＧａＰ窓層とを有し、前記ｎ型ＧａＰ窓層の成長初期のｎ型キャリア濃度を高く、例えば、９×１０１７個／ｃｍ３以上でかつ２×１０１８個／ｃｍ３以下、好ましくは１．１×１０１８個／ｃｍ３以上でかつ１．５×１０１８個／ｃｍ３以下とし、続いてｎ型ＧａＰ窓層成長初期以降のｎ型層ＧａＰのｎ型キャリア濃度を前記ｎ型層ＧａＰ成長初期のｎ型キャリア濃度より低く、例えば、３×１０１７個／ｃｍ３以上でかつ８×１０１７個／ｃｍ３以下、好ましくは３．５×１０１７個／ｃｍ３以上でかつ６×１０１７個／ｃｍ３以下とすることにより，Ｖｆ及びΔＶｆが低くかつ高輝度で輝度劣化が少ないようにしたものである。
【００２０】
次に、本発明の高輝度発光ダイオードの製造方法の第２の態様について図４及び図５によって説明する。図４は本発明の高輝度発光ダイオードの製造方法の第２の態様の工程順の一例を模式的に示す説明図である。図５は図４の工程順のフローチャートである。本発明方法の第２の態様の第１工程〜第３工程は、本発明方法の第１の態様の場合と同様の工程が実施される。即ち、まず有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）によってＧａＡｓ基板１０上にＡｌＧａＩｎＰの４元発光層１２を成長させる（図４（ａ）第１工程、図５のステップ１００）。次いで、前記ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層１２の表面上に気相エピタキシャル成長（ＶＰＥ）反応機によってＺｎ等のｐ型不純物をドープして発光光の取り出し用のｐ型窓層１４を成長させる（図４（ｂ）第２工程、図５のステップ１０２）。前記第２工程終了後に、前記ＧａＡｓ基板１０を硫酸・過酸化水素水等の薬液によりエッチングして除去する（図４（ｃ）第３工程、図５のステップ１０４）。続いて、前記ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層１２のＧａＡｓに格子整合された裏面に気相エピタキシャル成長（ＶＰＥ）反応機によってＳｉ、Ｔｅ又はＳ等のｎ型不純物をドープしてＧａＰ発光光の取り出し用のｎ型窓層１７を気相エピタキシャル成長させる（図４（ｄ）第４工程、図５のステップ１０６Ａ）。      
【００２１】
本発明方法の第２の態様においては、前記第２工程において前記ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層１２の表面上に発光光の取り出し用のｐ型窓層１４を成長した後の前記ＧａＡｓ基板１２でのＶｆをＶｆ（ｐ）とした場合，前記第３工程において前記ＧａＡｓ基板１２を除去し、続いて前記第４工程において前記ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層のＧａＡｓに格子整合された裏面にＧａＰ発光光の取り出し用のｎ型窓層１７を気相エピタキシャル成長した状態でのＶｆをＶｆ（ｔｏｔａｌ）とした場合のＶｆ（ｎ）＝Ｖｆ（ｔｏｔａｌ）−Ｖｆ（ｐ）が０．１Ｖ≦Ｖｆ（ｎ）≦０．２５Ｖとなるようにｎ型窓層１７のキャリア濃度を制御することにより、ΔＶｆが低くかつ高輝度で輝度劣化の少ない高輝度発光ダイオ−ドを製造する点を特徴とするものである。
【００２２】
上記した本発明の高輝度発光ダイオードを切断してチップとし、当該チップに電極付け加工して赤色ランプを作ることにより高輝度の赤色ランプが得られる。
【実施例】
【００２３】
以下に本発明の実施例を挙げてさらに詳細に説明するが、これらの実施例は例示的に示されるもので、限定的に解釈されるべきでないことはいうまでもない。    
【００２４】
（実施例１及び比較例１）
図１及び２に示したように、２８０μｍ厚さのＧａＡｓ基板を用意し、そのＧａＡｓ基板上に有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）により８μｍ厚さのＡｌＧａＩｎＰの４元発光層を成長した。次いで、前記ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層の表面上にＶＰＥ反応機によってＺｎをドープして発光光の取り出し用のｐ型ＧａＰ窓層を１５０μｍ成長させた。前記ｐ型ＧａＰ窓層を成長させた後に、前記ＧａＡｓ基板を硫酸・過酸化水素水によりエッチングして除去した。続いて、前記ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層のＧａＡｓに格子整合された裏面にＶＰＥ反応機によってＴｅをドープしてＧａＰ発光光の取り出し用のｎ型窓層を気相エピタキシャル成長させた。
【００２５】
前記ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層の裏面側界面近傍のｎ型層ＧａＰ成長初期の高キャリア濃度窓層のｎ型キャリア濃度を１．１×１０１８個／ｃｍ３とし、また、当該高キャリア濃度窓層の厚さは１μｍとした。
【００２６】
一方、前記ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層の裏面側のｎ型層ＧａＰ成長初期以降の低キャリア濃度窓層のｎ型キャリア濃度を６．０×１０１７個／ｃｍ３とし、また、当該低キャリア濃度窓層の厚さは１２５μｍとした。実施例１のｎ型窓層のキャリア濃度分布を比較例１（ｎ型窓層のキャリア濃度を１．０×１０１８個／ｃｍ３としその他は実施例１と同様の手順で発光ダイオードを作製）とともに図６に示した。
【００２７】
（実験例１）
実施例と同様にして発光ダイオードを作製してその性能を確認した。まず、ｎ層界面のキャリア濃度とΔＶｆの関係を調べ両者の相関関係を図７にグラフとして示した。図７のグラフより、ｎ層界面のキャリア濃度が９×１０１７以上でΔＶｆが２００ｍＶ以下となることが読み取れる。また、Ｖｆ（total）―Ｖｆ（ｐ層）とΔＶｆの関係を調べ両者の相関関係を図８にグラフとして示した。図８のグラフより、０．１Ｖ≦Ｖｆ（ｎ）≦０．２５Ｖであれば、ΔＶｆが２００ｍＶ以下となることが読み取れる。さらに、ｎ層界面のキャリア濃度とライフの関係を調べ両者の相関関係を図９にグラフとして示した。図９のグラフより、２×１０１８以下であれば、ライフが９４．５％以上となることが読み取れる。さらにまた、ｎ型層Ｇａｐ成長初期以降のｎ型Ｇａｐのキャリア濃度と出力の関係を調べ両者の相関関係を図１０にグラフとして示した。図１０のグラフより、８×１０１８以下であれば、出力が５以上となることが読み取れる。
【００２８】
なお、上記実施例及び実験例において、キャリア濃度は、ＣＶ測定及びＳＩＭＳ測定により測定した。Ｖｆは公知の電気特性測定機で２０ｍＡ通電時の順方向電圧を測定した。Ｖｆ（total）は公知の電気特性測定機でｎ型ＧａＰ窓層を形成した状態で２０ｍＡ通電時の順方向電圧を測定した。ライフは通電（通電電流２０ｍＡ）直後の出力（初期値）と１００時間経過後の出力の変化率を測定（測定電流２０ｍＡ）した。出力は公知の電気光学特性測定機で２０ｍＡ通電時の積分球光出力（単位ｍＷ）を測定した。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の高輝度発光ダイオードの製造方法の第１の態様の工程順の一例を模式的に示す説明図である。
【図２】図１の工程順のフローチャートである。
【図３】本発明の高輝度発光ダイオードの構造の１例を示す模式的説明図である。である。
【図４】本発明の高輝度発光ダイオードの製造方法の第２の態様の工程順の一例を模式的に示す説明図である。
【図５】図４の工程順のフローチャートである。
【図６】実施例１及び比較例１におけるｎ型窓層のキャリア濃度分布を示すグラフである。
【図７】実験例１におけるｎ層界面のキャリア濃度とΔＶｆの関係を示すグラフである。
【図８】実験例１におけるＶｆ（ｔｏｔａｌ）−Ｖｆ（ｐ層）とΔＶｆの関係を示すグラフである。
【図９】実験例１におけるｎ層界面のキャリア濃度とライフの関係を示すグラフである。
【図１０】実験例１におけるｎ型層Ｇａｐ成長初期以降のｎ型Ｇａｐのキャリア濃度と出力の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３０】
１０：ＧａＡｓ基板、１２：ＡｌＧａＩｎＰの４元発光層、１４：ｐ型窓層、１６、１７：ｎ型窓層、１６ａ：高キャリア濃度窓層、１６ｂ：低キャリア濃度窓層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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１０】
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