(57)【要約】【課題】蛍光体粉末や蛍光体塗料を用いずに白色発光を得ること。【解決手段】ＧａＮ基板１００中の光出力面１０３側にＳｉを１×１０19/cm3濃度に添加して黄色領域発光部１０１を形成し、エピタキシャル成長面側にＳｉとＺｎを共に１×１０19/cm3濃度添加した青色領域発光部１０２を形成した。青色領域発光部１０２の上に、ＳｉドープのＧａＮから成る膜厚約８．０μｍのｎ型コンタクト層１０４と、Ｉｎ0.03Ｇａ0.97Ｎからなる歪み緩和層１０５、膜厚２０ｎｍのノンドープのＧａＮと膜厚３ｎｍのノンドープのＩｎ0.07Ｇａ0.93Ｎからなる２０周期分積層した多重量子井戸構造（ＭＱＷ）の発光層１０６、ＭｇドープのＡｌ0.08Ｇａ0.92N から成るｐ型層１０７、ＭｇドープのＧａＮから成るｐ型コンタクト層１０８を形成した。ｎ型コンタクト層１０４からｐ型コンタクト層１０８までの層が紫外線発光部を構成している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
白色を発光する半導体発光素子において、
III族窒化物系化合物半導体の積層から成る紫外線発光部と、
前記紫外線発光部から放射された紫外線により青色領域光を発光するアクセプタ不純物とドナー不純物とを添加した III族窒化物系化合物半導体層から成る青色領域発光部と、
前記紫外線発光部から放射された紫外線により黄色領域光を発光するドナー不純物を添加した III族窒化物系化合物半導体層から成る黄色領域発光部と、
から成る半導体発光素子。
【請求項２】
前記青色領域発光部は、 III族窒化物系化合物半導体から成る基板に、アクセプタ不純物とドナー不純物とが添加されたものである請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記黄色領域発光部は、 III族窒化物系化合物半導体から成る基板に、ドナー不純物が添加されたものである請求項１又は請求項２に記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記青色領域発光部、前記黄色領域発光部及び前記紫外線発光部は、基板上にエピタキシャル成長により形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記アクセプタ不純物はＺｎであり、前記ドナー不純物はＳｉであることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記青色領域発光部の前記Ｓｉの濃度は、前記Ｚｎの濃度よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載の半導体発光素子。
【請求項７】
前記青色領域発光部及び前記黄色領域発光部は、ＧａＮから成ることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項８】
前記基板は導電性であり、前記青色領域発光部、前記黄色領域発光部は共に、基板に形成されており、前記紫外線発光部の表面に形成された第１電極と、前記基板の前記紫外線発光部が形成されていない側の面に形成された第２電極とを有することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、III 族窒化物系化合物半導体だけを用いた白色を発光する半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下記特許文献１のように、III 族窒化物系化合物半導体を用いた白色発光ダイオードが知られている。この発光ダイオードは、紫外線を発光する III族窒化物系化合物半導体発光素子と、この発光素子により発光された紫外線を白色に波長変換する蛍光塗料を基板上に塗布したものである。
また、下記特許文献２のように、透明基板の裏面に蛍光塗料を塗布し、透明基板の表面に形成された青色発光のIII 族窒化物系化合物半導体を有する白色発光素子が知られている。その発光素子では、発光層からの青色光と、その青色光が蛍光塗料により変換されて得られる黄色光との混合から白色光を得るものである。
また、下記特許文献３、４のように、赤色発光の窒化物蛍光体ＣａＥｕＳｉＡｌＮと青色発光素子とを用いて、白色発光素子を得ることが知られている。
また、下記特許文献５のように、ＧａＮ：Ｚｎ蛍光体基板上に紫外発光ＬＥＤを形成して、紫外線を蛍光体基板に照射して青色光を得る発光素子が開示されている。また、この素子の基板の発光素子が形成されていない側の面上に蛍光体を塗布して、白色発光を得ることが開示されている。
【特許文献１】特開平９−１５３６４５号公報
【特許文献２】特開２００５−２９４８２０号公報
【特許文献３】特開２００５−２２６０００号公報
【特許文献４】特開２００５−６０７１４号公報
【特許文献５】ＷＯ２００３／０９８７０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記いずれの文献においても、白色発光を得るのに蛍光体粉末の塗布を用いている。このため、この蛍光体粉末の塗布工程を余分に必要とするという問題がある。また、蛍光体粉末を用いるために、発光素子の寸法が大きくなるという問題も存在する。
本発明は、この問題を解決するために成されたものであり、その目的は、蛍光体粉末の塗布や、蛍光体塗料の塗布を用いない、白色発光の発光素子を実現することである。
また、他の目的は、III 族窒化物系化合物半導体の結晶成長だけで得られる白色発光の半導体発光素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１の発明は、白色を発光する半導体発光素子において、 III族窒化物系化合物半導体の積層から成る紫外線発光部と、紫外線発光部から放射された紫外線により青色領域光を発光するアクセプタ不純物とドナー不純物とを添加した III族窒化物系化合物半導体層から成る青色領域発光部と、紫外線発光部から放射された紫外線により黄色領域光を発光するドナー不純物を添加した III族窒化物系化合物半導体層から成る黄色領域発光部とから成る半導体発光素子である。
ただし、青色領域光や黄色領域光は、純粋な青色、黄色を意味するのではなく、波長４７５〜４９５ｎｍの青色系領域、波長５５０〜５７０ｎｍの黄色系領域を意味し、２つの領域の光は、概ね、補色光の関係にあり、両光を混合した時に、白色系の光が得られれば良い。
【０００５】
青色領域発光部及び黄色領域発光部の何れか一方、又は、両方は、III 族窒化物系化合物半導体基板に、ドナー不純物とアクセプタ不純物とを、又は、ドナー不純物を添加することで実現しても良い（請求項２、３）。一方を、III 族窒化物系化合物半導体基板に不純物を添加することで実現した場合には、他方は、基板上のエピタキシャル成長層で実現される。また、両者を、基板に形成した場合には、基板表面からドナー不純物を深くまで添加し、次に、基板表面から浅くアクセプタ不純物を添加することで、基板の深い側にドナー不純物（例えば、Ｓｉ）だけが添加された黄色領域発光部を形成し、基板の表面に近い側にドナー不純物（例えば、Ｓｉ）とアクセプタ不純物（例えば、Ｚｎ）とが添加された青色領域発光部を形成することができる。また、逆に、ドナー不純物（例えば、Ｓｉ）を基板に一様に添加して、基板の表面側から一定の深さの位置で所定の厚さにアクセプタ不純物（例えば、Ｚｎ）をイオン注入することで、基板の深い側にドナー不純物（例えば、Ｓｉ）とアクセプタ不純物（例えば、Ｚｎ）とが添加された青色領域発光部を形成し、基板の表面に近い側にドナー不純物（例えば、Ｓｉ）だけが添加された黄色領域発光部を形成することができる。
また、アクセプタ不純物はＺｎであり、ドナー不純物はＳｉであることが望ましい（請求項５）。
Ｓｉ、Ｚｎの添加濃度範囲は、１×１０17〜１×１０20/cm3の範囲で任意である。本発明は、青色領域発光部、黄色領域発光部も単結晶III 族窒化物系化合物半導体で構成したことが特徴である。Ｓｉの濃度はＺｎの濃度よりも大きいことが望ましい（請求項６）。これにより、Ｓｉが添加されている発光部を導電性とすることができる。
【０００６】
また、紫外線発光部、青色領域発光部、黄色領域発光部の全てを、基板上にエピタキシャル成長させたIII 族窒化物系化合物半導体層により形成しても良い（請求項４）。
また、青色領域発光部及び黄色領域発光部は、ＧａＮから成ることが望ましい（請求項７）。この場合に、発光効率の高い良質な白色の発光を得ることができる。
【０００７】
また、基板は導電性であり、紫外線発光部の表面に形成された第１電極と、基板の前記紫外線発光部が形成されていない側の面に形成された第２電極を設けるのが望ましい（請求項８）。すなわち、この場合には、基板は導電性となるので、素子の上下の両面に電極を形成して、縦方向に電流を流すことができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、紫外線発光部、青色領域発光部、黄色領域発光部の全てを単結晶III 族窒化物系化合物半導体を構成したので、蛍光体粉末や蛍光塗料の塗布工程が必要でないために白色発光素子の製造が簡単となる。また、蛍光体粉末や蛍光塗料を用いていないので、素子の寸法を小さくできる。青色領域発光部及び黄色領域発光部の何れか一方、又は、両方は、III 族窒化物系化合物半導体基板にドナー不純物（例えば、Ｓｉ）とアクセプタ不純物（例えば、Ｚｎ）、又は、ドナー不純物（例えば、Ｓｉ）を添加することで実現しても良い（請求項２、３）。この場合に、ドナー不純物（例えば、Ｓｉ）が半導体基板に添加されているので、基板を導電性とすることができ、素子を縦方向に電流を流す対面電極構造とすることができる。半導体基板に不純物を添加することで、紫外線から青色領域光、紫外線から黄色領域光への変換効率を高くすることができる。
【０００９】
また、青色領域発光部、黄色領域発光部及び紫外線発光部は、基板上にエピタキシャル成長により形成することで、製造がより簡単となる（請求項４）。また、青色領域発光部及び黄色領域発光部をＧａＮで構成することで、紫外線から青色領域光、紫外線から黄色領域光への変換効率が高くなり、また、合成した時に良好な白色発光を得ることができる（請求項７）。また、青色領域発光部、黄色領域発光部を基板に形成することで、基板を導電性とすることができる。この結果、素子の両面に電極を形成して、縦方向に電流を流すことのできる素子とすることができる。この結果、発光効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
III族窒化物系化合物半導体には、２元、３元、又は４元の「Ａｌ1-x-y Ｇａy Ｉｎx Ｎ；０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，０≦ｘ＋ｙ≦１」成る一般式で表される任意の混晶比の半導体が含まれ、更に、ｐ形或いはｎ形の不純物が添加された半導体もまた、これらの「 III族窒化物系化合物半導体」の範疇である。青色領域発光部、黄色領域発光部の最も望ましいのは、ＧａＮである。これらの領域の何れか一方、又は、両方を基板に形成する場合にも、上記の２元、３元、又は４元の「Ａｌ1-x-y Ｇａy Ｉｎx Ｎ；０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，０≦ｘ＋ｙ≦１」成る一般式で表される任意の混晶比の半導体を用いることができる。そのうち、ＧａＮを用いるのが最も望ましい。また、紫外線発光部は、エピタキシャル成長層であるが、この層は、ＳＱＷ、ＭＱＷの任意の発光層やクラッド層、ガイド層、コンタクト層など必要に応じて任意の構造を用いることができる。発光層は、一般的には、所定の組成比のＩｎＧａＮから成る井戸層、ＧａＮから成る障壁層とで構成されるＭＱＷ構造、ＧａＮから成る井戸層、所定の組成比のＡｌＧａＮから成る障壁層とで構成されるＭＱＷ構造、所定の組成比のＡｌＧａＮから成る井戸層と、その井戸層よりもバンドギャップの大きい所定の組成比のＡｌＧａＮから成る障壁層とから成るＭＱＷ構造などを用いることができる。その他、一般式、「Ａｌ1-x-y Ｇａy Ｉｎx Ｎ；０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，０≦ｘ＋ｙ≦１」成る半導体を用いることができる。
【００１１】
III族窒化物系化合物半導体には、上記の組成式においては、上記の III族元素（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）の内の少なくとも一部をボロン（Ｂ）やタリウム（Ｔｌ）等で置換したり、或いは、窒素（Ｎ）の少なくとも一部をリン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）などで置換したりすることもできる。
【００１２】
また、紫外線発光部の各層には、ｐ形の不純物（アクセプター）としては、例えばアルカリ土類金属（例：マグネシウム（Ｍｇ）やカルシウム（Ｃａ）等）などの公知のｐ形不純物を添加することができる。また、上記のｎ形の不純物（ドナー）としては、例えば、シリコン（Ｓｉ）や、硫黄（Ｓ）、セレン（Ｓｅ）、テルル（Ｔｅ）、酸素（Ｏ）、或いはゲルマニウム（Ｇｅ）等の公知のｎ形不純物を添加することができる。また、これらの不純物（アクセプター又はドナー）は、同時に２元素以上を添加しても良いし、同時に両形（ｐ形とｎ形）を添加しても良い。
【００１３】
紫外線発光部、青色領域発光部、黄色領域発光部をエピタキシャル成長層とする場合には、基板には、サファイア、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、III 族窒化物系化合物半導体などから成る基板などを用いることができる。基板をIII 族窒化物系化合物半導体とする場合には、上記の基板上に、ＭＯＣＶＤ、ＨＶＰＥ、ＬＰＥなどにより、III 族窒化物系化合物半導体をヘテロ成長やＥＬＯ成長などによって形成した後、その基板を除去することで、III 族窒化物系化合物半導体基板を得ることができる。また、Ｇａ金属をフラックス中に溶融させて、窒素を含むガスを供給しながら、液相成長させるフラックス法により、III 族窒化物系化合物半導体基板を得ても良い。また、この半導体基板に、青色領域発光部又は／及び黄色領域発光部を形成する場合には、半導体基板を上記のエピタキシャル成長やフラックス法で形成してから、後から、Ｓｉ及びＺｎ又は／及びＳｉを不純物熱拡散やイオン注入して、それらの領域を形成しても良い。また、エピタキシャル成長やフラックス法で形成する工程において、Ｓｉ及びＺｎ又は／及びＳｉを添加して、青色領域発光部又は／及び黄色領域発光部を基板中に形成しても良い。なお、フラックス法には、特開平１１−０６０３９４号公報、特開２００１−０５８９００号公報、特開２００１−０６４０９７号公報、特開２００４−２９２２８６号公報、特開２００４−３０００２４号公報に記載されている技術を用いることができる。
【００１４】
ただし、フラックス法に従って結晶成長を実施する際の結晶成長装置の反応室の温度は、１０００℃程度にまで任意に昇降温制御できることが望ましい。また、反応室の気圧は、約１００気圧（約１．０×１０7 Ｐａ）程度にまで任意に昇降圧制御できることが望ましい。また、これらの結晶成長装置の電気炉、ステンレス容器（反応容器）、原料ガスタンク、及び配管などは、例えば、ステンレス系（ＳＵＳ系）材料やアルミナ系材料や銅等によって形成することが望ましい。
【００１５】
青色領域発光部のＳｉ濃度は、１×１０17〜１×１０20/cm3、Ｚｎ濃度は、１×１０17〜１×１０20/cm3が望ましい。Ｓｉ濃度がＺｎ濃度よりも大きい方が、青色領域発光部に導電性が得られるので、望ましい。また、黄色領域発光部のＳｉ濃度は、１×１０17〜１×１０20/cm3が望ましい。
以下、実施例に基づいて説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００１６】
図１は、実施例１に係る白色半導体発光素子１の構成を示した断面図である。サファイア基板上にＨＶＰＥ法によりＧａＮを成長させて、サファイア基板とＧａＮの界面にレーザを集光させて、サファイア基板を分離するレーザアブレーション法により、ＧａＮ基板１００を製造した。その製造時に、Ｓｉを１×１０19/cm3濃度に添加して、図１に示す黄色領域発光部１０１を形成した。また、次に、ＳｉとＺｎを、それぞれ、１×１０19/cm3、５×１０18/cm3濃度で添加した青色領域発光部１０２を形成した。本実施例では、このような黄色領域発光部１０１と青色領域発光部１０２とを有したＧａＮ基板１００を用いた。
【００１７】
その青色領域発光部１０２の上に、シリコン（Ｓｉ）ドープのＧａＮから成る膜厚約８．０μｍの高キャリア濃度ｎ+層であるｎ型コンタクト層１０４が形成されている。このｎ型コンタクト層１０４の電子濃度は５×１０18/cm3である。この層の電子濃度は、高い程、望ましいが、２×１０19/cm3まで、増加可能である。そして、層１０４の上にＩｎ0.03Ｇａ0.97Ｎからなる歪み緩和層１０５が２００ｎｍの厚さに形成されている。そして、その歪み緩和層１０５の上に、膜厚２０ｎｍのノンドープのＧａＮと膜厚３ｎｍのノンドープのＩｎ0.07Ｇａ0.93Ｎからなる２０周期分積層した多重量子井戸構造（ＭＱＷ）の発光層１０６が形成されている。発光層１０６の上にはマグネシウム（Ｍｇ）ドープのＡｌ0.08Ｇａ0.92N から成る膜厚約６０ｎｍのクラッド層に相当するｐ型層１０７が形成されている。さらに、ｐ型層１０７の上にはマグネシウム（Ｍｇ）ドープのＧａＮから成る膜厚約１３０ｎｍのｐ型コンタクト層１０８が形成されている。ｎ型コンタクト層１０４、緩和層１０５、発光層１０６、ｐ型層１０７、ｐ型コンタクト層１０８が紫外線発光部を構成している。
【００１８】
また、ｐ型コンタクト層１０８の上にはＭＯＣＶＤ法により形成されたＩＴＯから成る透明導電膜１０が形成されている。ｐ型コンタクト層１０８の平面上周辺部には、環状に第１露出部５が形成されている。その透明導電膜１０の上には、その周辺部に第２露出部１１が形成されるように、ＳｉＯ2 から成る絶縁性保護膜２０が形成されている。また、絶縁性保護膜２０の上には、周辺部において、環状の第３露出部２１が形成されるように、銀（Ａｇ）から成る反射膜３０が形成されている。さらに、第１露出部５、第２露出部１１、第３露出部２１、反射膜３０を完全に覆うように金（Ａｕ）から成る電極層４０が形成されている。透明導電膜１０の厚さは、０．５μｍ、絶縁性保護膜２０は、厚さ、２００ｎｍ、反射膜３０は厚さ、０．５  μｍ、電極層４０は厚さ、１．２μｍである。
【００１９】
反射膜３０の厚さは、光の反射の観点から０．０１〜５μｍの範囲が望ましく、さらに、望ましくは０．０２〜２μｍであり、最も望ましくは、０．０５〜１μｍである。透明導電膜１０の厚さは、ｐ型コンタクト層１０８との電気的接触の関係から０．０５〜１μｍが望ましく、さらに望ましくは、０．２〜０．５μｍである。なお、電極層４０は、厚さ０．０１μｍのチタン（Ｔｉ）と、厚さ０．５μｍの金（Ａｕ）との２重構造か、それらの合金であっても良い。または、金、チタンの順に形成して、その上を、パンプの形成部を除いて酸化珪素などの保護膜で覆っても良い。
【００２０】
一方、ＧａＮ基板１００の光出力面１０３の一部には、ｎ電極１４０が形成されている。ｎ電極１４０は２重構造をしており、膜厚約１８ｎｍのバナジウム（Ｖ）層１４１と、膜厚約１．８μｍのアルミニウム（Ａｌ）層１４２とを順次積層させることにより構成されている。
【００２１】
このような構成の半導体発光素子１において、発光層１０６で発光された紫外線はＧａＮ基板１００の側及び反射膜３０側に向かって進行する。反射膜３０側に向かった光は、その反射膜３０で反射されて、ＧａＮ基板１００の側に向かう。その紫外線の一部は青色領域発光部１０２に入射して、ＧａＮにより吸収されて、電子、正孔対が光励起される。この電子、正孔対は、ＳｉとＺｎの不純物準位を介した緩和過程により、波長４７５〜４９５ｎｍの青色領域光が放射される。次に、紫外線の一部はさらに、黄色領域発光部１０１に入射して、ＧａＮにより吸収されて、電子、正孔対が光励起される。この電子、正孔対は、Ｓｉの不純物準位を介した緩和過程により、波長５５０〜５７０ｎｍの黄色領域光が放射される。この青色領域光と黄色領域光とは、補色光の関係にある。この結果、ＧａＮ基板１００の光出力面１０３側から、青色領域光と黄色領域光とが出力されて、白色光が得られる。
【００２２】
次に、この構造の半導体素子の製造方法について説明する。青色領域発光部１０２、黄色領域発光部１０１、ＧａＮ基板１００は、ＨＶＰＥ法で形成した。このとき、青色領域発光部１０２の上に、Ｓｉを添加した層を１μｍの厚さに形成しても良い。青色領域発光部１０２に添加されているＺｎが、後の成長過程で、抜け出ないようにするためである。青色領域発光部１０２上に形成される紫外線発光部は、次のように、有機金属気相成長法（以下ＭＯＶＰＥ）による気相成長により製造された。用いられたガスは、アンモニア（ＮＨ3 ）、キャリアガスＨ2 又はＮ2 、トリメチルガリウム（Ga(CH3)3) （以下「TMG 」と記す）、トリメチルアルミニウム（(Al(CH3)3)（以下「TMA 」と記す）、トリメチルインジウム(In(CH3)3)（以下「TMI 」と記す）、シラン(SiH4)、シクロペンタジエニルマグネシウム(Mg(C5H5)2) （以下「CP2Mg 」と記す）である。
【００２３】
まず、有機洗浄及び熱処理により洗浄した面を主面とする青色領域発光部１０２を上に向けて、ＧａＮ基板１００をＭＯＶＰＥ装置の反応室に載置されたサセプタに装着する。次に、常圧でH2を流速２liter/分で約３０分間反応室に流しながら温度１１００℃でＧａＮ基板１００をベーキングした。次に、ＧａＮ基板１００を１１００℃に保持し、H2を２０liter/分、NH3 を１０liter/分、TMG を１．１２×１０-4モル／分、H2ガスにより０．８６ｐｐｍに希釈されたシラン(SiH4)を２×１０-7モル／分で１００分導入し、膜厚５．０μｍ、電子濃度５×１０18／ｃｍ3 、シリコン濃度４×１０18／ｃｍ3 のシリコン(Si)ドープのｎ型コンタクト層１０４を形成した。
【００２４】
その後、ＧａＮ基板１００の温度を８５０℃に保持し、H2を２０liter/分、NH3 を１０liter/分、TMG を１．７×１０-4モル／分、TMI を０．０１×１０-4モル／分で６０分流して、Ｉｎ0.03Ｇａ0.97Ｎからなる歪み緩和層１０５を２００ｎｍの厚さに形成した。    次に、ＧａＮ基板１００の温度を８５０℃に保持し、H2を２０liter/分、NH3 を１０liter/分、TMG を１．７×１０-4モル／分で３分間導入してＧａＮから成る厚さ１０ｎｍのバリア層を形成した。次に、H2を２０liter/分、NH3 を１０liter/分、TMG を２．１×１０-4モル／分、TMI を０．０２×１０-4モル／分、H2ガスにより０．８６ｐｐｍに希釈されたシラン(SiH4)を１０×１０-8モル／分で３分間導入して、シリコン(Si)が５×１０18／ｃｍ3 の濃度で添加されているＩｎ0.07Ga0.93N から成る厚さ１０ｎｍの井戸層を形成した。このような手順の繰り返しにより、バリア層と井戸層とを交互に、２１層と２０層だけ積層した多重量子井戸構造で、全膜厚が４１０ｎｍの発光層１０６を形成した。
【００２５】
続いて、温度を１１００℃に保持し、H2又はN2を１０liter/分、NH3 を１０liter/分、TMA を０．４７×１０-4モル／分、TMG を１．１２×１０-4モル／分、Cp2Mg を２×１０-5モル／分で０．５分間導入し、膜厚約５０ｎｍ、マグネシウム(Mg)濃度が５×１０20／ｃｍ3 のマグネシウム(Mg)ドープＡｌ0.08Ｇａ0.92N からなるｐ型層１０７を形成した。  
【００２６】
次に、温度を１１００℃に保持し、H2又はN2を２０liter/分、NH3 を１０liter/分、TMG を１．１２×１０-4モル／分、Cp2Mg を２×１０-5モル／分で０．５分間導入し、膜厚３０ｎｍ、マグネシウム(Mg)濃度が５×１０21／ｃｍ3 のマグネシウム(Mg)ドープＧａＮからなるｐ型コンタクト層１０８を形成した。
【００２７】
次に、窒素雰囲気中で８５０℃に加熱して、ｐ型コンタクト層１０８、ｐ型層１０７  を低抵抗化した。これにより、ホール濃度５×１０17／ｃｍ3 、７×１０18／ｃｍ3 、抵抗率１Ωｃｍ、０．７Ωｃｍのｐ伝導型半導体となった。このようにして多層構造のウエハが得られた。
【００２８】
次に、ｐ型コンタクト層１０８の上に、ＭＯＣＶＤ法によりＩＴＯから成る透明導電膜１０を形成し、所定形状にエッチングした。次に、フォトレジストを塗布してフォトリソグラフィにより窓を設けて、その窓にスパッタリングにより、ＳｉＯ2 から成る絶縁性保護膜２０を形成し、フォトレジストを除去した。次に、同様にフォトレジスト、フォトリソグラフィを用いて、所定形状に、銀（Ａｇ）から成る反射膜３０を形成した。次に、スパッタリングにより、一様に、金（Ａｕ）から成る電極層４０を形成した。また、ＧａＮ基板１００の光出力面１０３上の一部、スパッタリングにより、Ｖ層１４１と、とＡｌ層１４２を形成した。
【００２９】
このような方法で製造した半導体発光素子は、基板１００の光出力面１０３から白色発光が得られた。
【実施例２】
【００３０】
図２は、サファイア基板１０００上にエピタキシャル成長により、シリコン（Ｓｉ）添加の黄色領域発光部１０１０と、シリコン（Ｓｉ）と亜鉛（Ｚｎ）添加の青色領域発光部１０２０とを形成した発光素子１Ａを示している。ｎ型コンタクト層１０４からｐ型コンタクト層１０８が紫外線発光部の構造、透明導電膜１０、絶縁性保護膜２０、反射膜３０、電極層４０の構成は、実施例１と全く同一である。基板に、サファイアを用いているので、サファイア基板１０００上には、４００℃でＭＯＣＶＤ法により形成されたＡｌＮから成るの厚さ５０ｎｍのバッファ層１０２が形成されている。
【００３１】
一方、ｐ型コンタクト層１０８からエッチングして、露出したｎ型コンタク層１０４上には、ｎ電極１４０が形成されている。ｎ電極１４０は２重構造をしており、膜厚約１８ｎｍのバナジウム（Ｖ）層１４１と、膜厚約１．８μｍのアルミニウム（Ａｌ）層１４２とをｎ型コンタクト層１０４の一部露出された部分に、順次積層させることにより構成されている。
【００３２】
本実施例は、このように、基板をサファイア基板として、２つの電極を素子の同一面側に配置し、黄色領域発光部、青色領域発光部、紫外線発光部の全てをエピタキシャル成長で形成した例である。もちろん、基板にシリコンを用いることも可能である。その場合に基板を導電性としても良い。
【００３３】
このような方法で製造した半導体発光素子は、基板１０００の光出力面１０３から白色発光が得られた。
【００３４】
なお、上記実施例１、実施例２共に、基板側から光を出力するフェースダウン型の発光素子を示した。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、白色半導体発光素子として有効であり、照明などに用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の具体的な実施例１にかかる発光素子の断面図。
【図２】本発明の具体的な実施例２にかかる発光素子の断面図。
【符号の説明】
【００３７】
１…発光素子
５…第１露出部
１０…透明導電膜
２０…絶縁性保護膜
３０…反射膜
４０…電極層
１００…ＧａＮ基板
１０１，１０１０…黄色領域発光部
１０２，１０２０…青色領域発光部
１０４…ｎ型コンタクト層
１０５…歪み緩和層
１０６…発光層
１０７…ｐ型クラッド層
１０８…ｐ型コンタクト層
１４０…ｎ電極
１５０…ｐ電極
１０００…サファイア基板
１０２…バッファ層
【図１】
2007234918.tif 000003
【図２】
2007234918.tif 000004