(57)【要約】【課題】窒化物系発光素子及びその製造方法を提供する。【解決手段】単結晶ウェハ上に形成されたｎ−クラッド層と、ｎ−クラッド層の上面から所定深さまでＨＣｌとＮＨ３との混合ガス雰囲気で表面処理して形成された多孔性層と、多孔性層上に順次に形成された活性層及びｐ−クラッド層と、を備える窒化物系発光素子である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単結晶ウェハ上に形成されたｎ−クラッド層と、
前記ｎ−クラッド層の上面から所定深さまでＨＣｌとＮＨ３との混合ガス雰囲気で表面処理して形成された多孔性層と、
前記多孔性層上に順次に形成された活性層及びｐ−クラッド層と、を備えることを特徴とする窒化物系発光素子。
【請求項２】
前記多孔性層は、１μｍないし１０μｍの厚さに形成されたことを特徴とする請求項１に記載の窒化物系発光素子。
【請求項３】
前記単結晶ウェハは、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＳｉＣ、ＧａＮ及びサファイア基板のうちいずれか一つであることを特徴とする請求項１または２に記載の窒化物系発光素子。
【請求項４】
前記ｎ−クラッド層はｎ−ＧａＮ層であり、前記ｐ−クラッド層はｐ−ＧａＮ層であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の窒化物系発光素子。
【請求項５】
前記活性層は、多重量子井戸（以下、単にＭＱＷともいう。）構造で形成されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の窒化物系発光素子。
【請求項６】
前記活性層は、ＧａＮ／ＩｎＧａＮ／ＧａＮ  ＭＱＷまたはＧａＮ／ＡｌＧａＮ／ＧａＮ  ＭＱＷ構造で形成されたことを特徴とする請求項５に記載の窒化物系発光素子。
【請求項７】
単結晶ウェハ上にｎ−クラッド層を形成する工程と、
ＨＣｌとＮＨ３との混合ガス雰囲気で前記ｎ−クラッド層を表面処理し、その上面から所定深さまで多孔性層に変化させる工程と、
前記多孔性層上に順次に活性層及びｐ−クラッド層を形成する工程と、を含むことを特徴とする窒化物系発光素子の製造方法。
【請求項８】
前記表面処理は、９５０℃ないし１２００℃の温度範囲で行われることを特徴とする請求項７に記載の窒化物系発光素子の製造方法。
【請求項９】
前記表面処理は、１０５０〜１１００℃の温度範囲で行われることを特徴とする請求項８に記載の窒化物系発光素子の製造方法。
【請求項１０】
前記表面処理は、ＨＶＰＥ（Ｈａｌｉｄｅ  ｏｒ  Ｈｙｄｒｉｄｅ  ｖａｐｏｒ  ｐｈａｓｅ  ｅｐｉｔａｘｙ）装置内で行われることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の窒化物系発光素子の製造方法。
【請求項１１】
前記ＨＣｌガスとＮＨ３ガスとの混合比（体積比）は、１：１０〜１５の範囲であることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載の窒化物系発光素子の製造方法。
【請求項１２】
前記混合ガスは、Ｎ２、Ａｒ及びＨ２のうち少なくともいずれか一つを含む移送ガスをさらに含むことを特徴とする請求項７〜１１のいずれか１項に記載の窒化物系発光素子の製造方法。
【請求項１３】
前記ＨＣｌガス、ＮＨ３ガス及び移送ガスそれぞれの混合比（体積比）は、１：１０〜１５：７５〜８０の範囲であることを特徴とする請求項１２に記載の窒化物系発光素子の製造方法。
【請求項１４】
前記多孔性層は、１μｍないし１０μｍの厚さに形成されることを特徴とする請求項７〜１３のいずれか１項に記載の窒化物系発光素子の製造方法。
【請求項１５】
前記単結晶ウェハは、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＳｉＣ、ＧａＮ及びサファイア基板のうちいずれか一つであることを特徴とする請求項７〜１４のいずれか１項に記載の窒化物系発光素子の製造方法。
【請求項１６】
前記ｎ−クラッド層はｎ−ＧａＮ層であり、前記ｐ−クラッド層はｐ−ＧａＮ層であることを特徴とする請求項７〜１５のいずれか１項に記載の窒化物系発光素子の製造方法。
【請求項１７】
前記活性層は、ＭＱＷ構造で形成されることを特徴とする請求項７〜１６のいずれか１項に記載の窒化物系発光素子の製造方法。
【請求項１８】
前記活性層は、ＧａＮ／ＩｎＧａＮ／ＧａＮ  ＭＱＷまたはＧａＮ／ＡｌＧａＮ／ＧａＮ  ＭＱＷ構造で形成されることを特徴とする請求項１７に記載の窒化物系発光素子の製造方法。
【請求項１９】
前記ｎ−クラッド層、活性層及びｐ−クラッド層は、気相蒸着法により形成されることを特徴とする請求項７〜１８のいずれか１項に記載の窒化物系発光素子の製造方法。
【請求項２０】
前記気相蒸着法は、ＨＶＰＥ法、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ）法のうちいずれか一つであることを特徴とする請求項１９に記載の窒化物系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、窒化物系発光素子に係り、特に高出力及び長寿命の特性を有するようにその構造が改善された窒化物系発光素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光素子、すなわち発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）は、基本的に半導体ＰＮ接合ダイオードである。シリコンＰＮ接合が電子情報革命の主役であったならば、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体のＰＮ接合は、光革命の主役である。ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体は、元素周期律表上でＩＩＩ族（１３族）とＶ族（１５族）との元素が結合して作られたものであって、発光効率がほぼ１００％に近いという長所がある。これは、シリコンより約１万倍高い効率であり、したがって、物質開発の初期からＬＥＤがダイオードレーザなど発光素子に広く応用されて光革命の主役となった。また、ＬＥＤは、電子の移動速度が速く、高温動作が可能であって、高速・高電力の電子素子にも広く使われている。特に、ＩＩＩ族とＶ族との色々な元素が混合することによって、非常に多様な物質組成及び特性の半導体を製造できるという長所を有する。
【０００３】
発光ダイオードの基本的な特性により、可視光線領域の発光ダイオードでは、光度（単位：カンデラ（ｃｄ））が使われ、非可視光線領域では、放射束（ｒａｄｉａｎｔ  ｆｌｕｘ；単位：ワット）で表示される。光度は、単位立体角当たりの光速で表示され、輝度は、単位面積当たりの光度として表示されるが、かかる光度を測定するためには、光度計が使われる。放射束は、ＬＥＤからあらゆる波長に対して放射される全出力を表し、単位時間当たり放射されるエネルギーで表示される。
【０００４】
可視光線ＬＥＤの性能を判別する主な評価要素は、発光効率であって、ワット当たりルーメン（ｌｍ／Ｗ）で表示される。これは、人間の目の視感度を考慮したＷａｌｌ−Ｐｌｕｇ効率（光出力／入力電気パワー量）に該当する。そして、かかるＬＥＤの発光効率は、内部量子効率、取り出し効率、電圧効率などの三つの要素により主に決定され、かかる発光効率の改善のための研究開発が現在も行われつつある。ここで、ＬＥＤは電流を流すことにより電気エネルギーが光エネルギーに変換され、最終的に外部に取り出されて利用される。このとき、発生した光エネルギーのうちで外部に取り出される光エネルギーの割合を取り出し効率と言う。また、発生する光子のエネルギーに対する１電子あたりの動作電圧の割合を電圧効率と言う。また、ＬＥＤに電流を流すことによって発生する電子と正孔の対は、光を放射して再結合するか、結晶中に存在する欠陥を介在して光を放射しないかあるいは別な波長もつ光を放射して再結合する。内部量子効率は、この電流によって発生する電子と正孔の対がどれだけ、目的の波長をもった光を放射して再結合するかの割合を示す。
【０００５】
従来のＬＥＤは、サファイア／ｎ−ＧａＮ／多重量子井戸（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｑｕａｎｔｕｍ  ＷｅｌｌないしＭｕｌｔｉ−Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌ；以下、単にＭＱＷともいう。）／ｐ−ＧａＮの構造で形成されることが一般的であった。しかしながら、かかる構造のＬＥＤでは、その製造技術上の限界で、欠陥密度が高い。したがって、第１に、ＭＱＷ層の内部量子効率の向上、第２に、高出力のＬＥＤ製造という現在の技術課題の解決に限界があった。特に、高出力ＬＥＤの場合、前記欠陥により漏れ電流が大きく、これは、素子の駆動電圧を高める要因となり、かつ素子の寿命を短縮させた。
【０００６】
特許文献１は、ＩｎＧａＮ量子井戸を有するナノロッドアレイ構造のＬＥＤ構造及びその製造方法に関する技術を開示する。ここで、前記ＬＥＤは、サファイア／ｎ−ＧａＮ／ナノロッド／ＭＱＷ／ｐ−ＧａＮの構造で形成されており、前記問題点を改善する努力がなされていた。しかしながら、前記ナノロッドの製造方法が複雑であって、かかる技術が産業界で実際的に活用化され難い。
【特許文献１】韓国公開特許２００５−００８１１３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、前述した従来技術の問題点を改善するためのものであって、高出力及び長寿命の特性を有するようにその構造が改善された窒化物系発光素子及びそ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】
【０００８】
本発明による窒化物系発光素子は、単結晶ウェハ上に形成されたｎ−クラッド層と、前記ｎ−クラッド層の上面から所定深さまでＨＣｌとＮＨ３との混合ガス雰囲気で表面処理して形成された多孔性層と、前記多孔性層上に順次に形成された活性層及びｐ−クラッド層と、を備える。
【０００９】
ここで、前記多孔性層は、１μｍないし１０μｍの厚さに形成されうる。
【００１０】
前記単結晶ウェハは、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＳｉＣ、ＧａＮ及びサファイア基板のうちいずれか一つである。望ましくは、前記ｎ−クラッド層はｎ−ＧａＮ層であり、前記ｐ−クラッド層はｐ−ＧａＮ層である。前記活性層は、ＧａＮ／ＩｎＧａＮ／ＧａＮ  ＭＱＷまたはＧａＮ／ＡｌＧａＮ／ＧａＮ  ＭＱＷ構造のような多重量子井戸構造で形成されうる。
【００１１】
また、本発明による窒化物系発光素子の製造方法は、単結晶ウェハ上にｎ−クラッド層を形成する工程と、ＨＣｌとＮＨ３との混合ガス雰囲気で、前記ｎ−クラッド層を表面処理してその上面から所定深さまで多孔性層に変化させる工程と、前記多孔性層上に順次に活性層及びｐ−クラッド層を形成する工程と、を含む。
【００１２】
前記表面処理は、９５０℃ないし１２００℃の温度範囲で行われ、望ましくは１０５０〜１１００℃の温度範囲、特に望ましくは１０６５℃で行われうる。前記表面処理は、ＨＶＰＥ（Ｈａｌｉｄｅ  ｏｒ  Ｈｙｄｒｉｄｅ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ；ハライドまたはハイドライド気相成長）装置内で行われることが望ましく、このとき、前記ＨＣｌガスとＮＨ３ガスとの混合比（体積比）は、好ましくは１：１０〜１５の範囲、より好ましくは１：１０である。望ましくは、前記混合ガスは、Ｎ２、Ａｒ及びＨ２のうち少なくともいずれか一つを含む移送ガスをさらに含み、このとき、前記ＨＣｌガス、ＮＨ３ガス及び移送ガスそれぞれの混合比（体積比）は、好ましくは１：１０〜１５：７５〜８０の範囲、より好ましくは１：１０：８０である。
【００１３】
ここで、前記多孔性層は、１μｍないし１０μｍの厚さに形成されうる。
【００１４】
前記単結晶ウェハは、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＳｉＣ、ＧａＮ及びサファイア基板のうちいずれか一つである。望ましくは、前記ｎ−クラッド層はｎ−ＧａＮ層であり、前記ｐ−クラッド層はｐ−ＧａＮ層である。前記活性層は、ＧａＮ／ＩｎＧａＮ／ＧａＮ  ＭＱＷまたはＧａＮ／ＡｌＧａＮ／ＧａＮ  ＭＱＷ構造のようなＭＱＷ構造で形成されうる。
【００１５】
そして、前記ｎ−クラッド層、活性層及びｐ−クラッド層は、気相蒸着法により形成され、かかる気相蒸着法によりＨＶＰＥ法、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；有機金属化学気相蒸着ないし有機金属気相成長）法、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ；分子線エピタキシー）法などが例示されうる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、高出力及び長寿命の特性を有する窒化物系発光素子が得られる。かかる窒化物系発光素子において、ｎ−クラッド層、例えばｎ−ＧａＮ層の所定厚さを表面処理して多孔性層が得られるが、かかる工程の進行過程で、前記ｎ−ＧａＮ層内に含まれた欠陥のうち相当量が除去されうる。
【００１７】
したがって、欠陥密度の低い前記多孔性層上にＭＱＷ層を形成できて、漏れ電流が小さくなり、内部量子効率が向上するなど、その電気的特性の改善された窒化物系発光素子が製造されうる。その結果、窒化物系発光素子の生産収率が従来より向上する。
【００１８】
また、前記窒化物系発光素子の製造方法が簡単かつ容易であって、その製造コストを低減できる。したがって、本発明によれば、低コスト・高品位の窒化物系発光素子を製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下では、本発明による窒化物系発光素子及びその製造方法の望ましい実施形態を、添付された図面を参照して詳細に説明する。この過程で、図面に示した層や領域の厚さは、明細書の明確性のために誇張されて示された。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態による窒化物系発光素子の概略的な断面図である。
【００２１】
図１に示すように、本発明による窒化物系発光素子は、単結晶ウェハ１０上に順次に形成されたｎ−クラッド層２０、多孔性層２２、活性層３０及びｐ−クラッド層４０を備える。ｎ−電極５０及びｐ−電極６０それぞれは、前記ｎ−クラッド層２０のエッチング面及び前記ｐ−クラッド層４０上に形成された。
【００２２】
前記単結晶ウェハ１０は、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＳｉＣ、ＧａＮ及びサファイア基板のうちいずれか一つであることが望ましい。そして、前記ｎ−クラッド層２０は、ｎ−ＧａＮ系のＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体層で形成するが、特にｎ−ＧａＮ層またはｎ−ＧａＮ／ＡｌＧａＮ層で形成することが望ましい。そして、前記ｐ−クラッド層４０は、ｐ−ＧａＮ系のＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体層で形成するが、特にｐ−ＧａＮ層またはｐ−ＧａＮ／ＡｌＧａＮ層で形成することが望ましい。ここで、前記ｎ−クラッド層２０及びｐ−クラッド層４０の構造、材質及びその形成方法は周知されているので、これについての詳細な説明は省略する。
【００２３】
前記多孔性層２２は、前記ｎ−クラッド層２０の上面から所定深さまでＨＣｌとＮＨ３との混合ガス雰囲気で表面処理して形成されたものであって、複数の突出柱からなっている。実験的に、前記多孔性層２２が１μｍないし１０μｍの厚さに形成される場合において、前記窒化物系発光素子の光出力特性が最も優秀であった。かかる多孔性層２２の形成方法に関しては、後述する本発明による窒化物系発光素子の製造方法で詳述する。
【００２４】
前記活性層３０は、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ＜１、０≦ｙ＜１、０≦ｘ＋ｙ＜１）であるＧａＮ系のＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体層で形成するが、特にＩｎＧａＮ層またはＡｌＧａＮ層で形成することが望ましい。ここで、前記活性層３０は、ＭＱＷまたは単一量子井戸のうちいずれか一つの構造を有し、かかる活性層の構造は、本発明の技術的範囲を制限しない。例えば、前記活性層３０は、ＧａＮ／ＩｎＧａＮ／ＧａＮ  ＭＱＷまたはＧａＮ／ＡｌＧａＮ／ＧａＮ  ＭＱＷ構造で形成されることが最も望ましい。
【００２５】
かかる構造の窒化物系発光素子において、前記ｎ−電極５０とｐ−電極６０との間に所定の電圧が印加されれば、前記ｎ−クラッド層２０及びｐ−クラッド層４０からそれぞれ電子と正孔とが前記活性層３０に注入されて、それらが活性層３０内で結合することによって、活性層３０から光が出力されうる。
【００２６】
本発明によれば、ｎ−ＧａＮ層２０の所定厚さを表面処理して多孔性層２２が得られるが、かかる工程の進行過程で、前記ｎ−ＧａＮ層２０内に含まれた欠陥（例えば、エッジディスロケーション（刃状転位）など）のうち相当量が除去されうる。したがって、欠陥密度の低い前記多孔性層２２上にＭＱＷ層（活性層３０）を形成できて、漏れ電流が減少し、内部量子効率が向上するなど、その電気的特性の改善された窒化物系発光素子が得られた。
【００２７】
前記図示された実施形態では、前記活性層３０は、多孔性層２２を構成する複数の突出柱上にそれぞれ形成されて一列に整列された複数のドットからなるが、本発明の他の実施形態によれば、前記ドットが互いに連続的に連結された構造をなすこともできる。具体的に、前記活性層３０の形成において、垂直成長（以下、‘ＧＶ’という）速度と側面成長（以下、‘ＧＬ’という）速度との相対的大きさを調節して、前記活性層３０の形態を制御できる。したがって、かかる活性層３０の多様な形態は、本発明の技術的範囲を制限しない。
【００２８】
図２Ａないし図２Ｇは、本発明の実施形態による窒化物系発光素子の製造方法を示すフローチャートである。
【００２９】
図２Ａに示すように、準備された単結晶ウェハ１０、例えばＳｉ、ＧａＡｓ、ＳｉＣ、ＧａＮまたはサファイア基板上に同種（例えば、ＧａＮ基板上にＧａＮ系の結晶層を成長）または異種の積層（例えば、サファイア基板上にＧａＮ系の結晶層を成長）方法によりｎ−クラッド層２０を形成する。前記ｎ−クラッド層２０は、ｎ−ＧａＮ系のＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体層で形成するが、特にｎ−ＧａＮ層またはｎ−ＧａＮ／ＡｌＧａＮ層で形成することが望ましい。前記ｎ−クラッド層２０は、ＨＶＰＥまたはＭＯＣＶＤ、ＭＢＥのような気相蒸着法で形成され、それらの方法は周知されているので、これについての詳細な説明は省略する。
【００３０】
図２Ｂ及び図２Ｃに示すように、ＨＣｌとＮＨ３との混合ガス雰囲気で前記ｎ−クラッド層２０を表面処理し、その上面から所定深さまで多孔性層２２に変化させる。ここで、前記多孔性層２２は、複数の突出柱からなる形態を有し、１μｍないし１０μｍの厚さに形成されうる。このとき、前記ＨＣｌガスとＮＨ３ガスとの混合比（体積比）は、好ましくは１：１０〜１５の範囲、より好ましくは１：１０と制御される。ＨＣｌガス１体積部に対してＮＨ３ガスが１０体積部未満の場合には、多孔性ＧａＮ（ｐｏｒｏｕｓ  ＧａＮ）形成がよく行われず、ＨＣｌガス１体積部に対してＮＨ３ガスが１５体積部を超える場合には、オーバーエッチング（ｏｖｅｒ  ｅｔｃｈｉｎｇ）されるから好ましくない。望ましくは、前記混合ガスは、Ｎ２、Ａｒ及びＨ２のうち少なくともいずれか一つを含む移送ガスをさらに含み、このとき、前記ＨＣｌガス、ＮＨ３ガス及び移送ガスそれぞれの混合比（体積比）は、好ましくは１：１０〜１５：７５〜８０の範囲、より好ましくは１：１０：８０と制御されうる。ＨＣｌガス１体積部に対してＮＨ３ガスが１０体積部未満の場合には、多孔性ＧａＮがよく行われず、１５体積部を超える場合には、オーバーエッチングされるから好ましくない。また、ＨＣｌガス１体積部に対して移送ガスが７５体積部未満の場合には、オーバーエッチングされ、８０体積部を超える場合には多孔性ＧａＮ形成がよく行われなくて好ましくない。前記表面処理は、９５０℃ないし１２００℃の温度範囲で行われ、望ましくは１０５０〜１１００℃の温度範囲、特に望ましくは１０６５℃で行われうる。表面処理温度が９５０℃未満の場合は、多孔性ＧａＮ形成がよく行われず、１２００℃を超える場合には、オーバーエッチングされるから好ましくない。そして、かかる表面処理は、反応チャンバー内で行われ、望ましくは、ＨＶＰＥ装置内で行われうる。
【００３１】
前記多孔性層２２を形成する工程の進行過程で、前記ｎ−ＧａＮ層２０内に含まれた欠陥（例えば、エッジディスロケーションなど）のうち相当量が除去されうる。具体的に、前記ＨＣｌとＮＨ３との混合ガス雰囲気は、一種の気相エッチング液として作用でき、このとき、前記ｎ−ＧａＮ層２０内の欠陥領域が先にエッチングされて多孔性形態に変化しうる。
【００３２】
図２Ｄ及び図２Ｅに示すように、前記多孔性層２２上に順次に活性層３０及びｐ−クラッド層４０を形成する。ここで、前記活性層３０及びｐ−クラッド層４０は、ＨＶＰＥ、ＭＯＣＶＤまたはＭＢＥのような気相蒸着法により形成されうる。
【００３３】
前記活性層３０は、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ＜１、０≦ｙ＜１、０≦ｘ＋ｙ＜１）であるＧａＮ系のＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体層で形成するが、特にＩｎＧａＮ層またはＡｌＧａＮ層で形成することが望ましい。ここで、前記活性層３０は、ＭＱＷまたは単一量子ウェルのうちいずれか一つの構造で形成され、かかる活性層の構造は、本発明の技術的範囲を制限しない。例えば、前記活性層３０は、ＧａＮ／ＩｎＧａＮ／ＧａＮ  ＭＱＷまたはＧａＮ／ＡｌＧａＮ／ＧａＮ  ＭＱＷ構造で形成されることが最も望ましい。
【００３４】
前記図示された実施形態では、前記活性層３０は、多孔性層２２を構成する複数の突出柱上にそれぞれ形成されて一列に整列された複数のドットからなるが、本発明の他の実施形態によれば、前記ドットが互いに連続的に連結された構造をなすこともできる。具体的に、前記活性層３０の形成において、ＧＶ速度とＧＬ速度との相対的大きさを調節して前記活性層３０の形態を制御できる。ここで、前記ＧＶとＧＬとの速度は、ＧａＮ系のＩＩＩ−Ｖ族ソース原料、すなわちトリメチルガリウム（ＴＭＧａ）とアンモニア（ＮＨ３）との相対的な組成比を調節することによって制御され、かかる事実は周知されているので、これについての詳細な説明は省略する。
【００３５】
前記ｐ−クラッド層４０は、ｐ−ＧａＮ系のＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体層で形成するが、特にｐ−ＧａＮ層またはｐ−ＧａＮ／ＡｌＧａＮ層で形成することが望ましい。ここでも同様に、前記ｐ−クラッド層４０のＧＶとＧＬとの速度が制御されることによって、前記活性層３０上で前記ｐ−クラッド層４０が連続的に連結された構造で形成されうる。
【００３６】
図２Ｆ及び図２Ｇに示すように、まず、前記ｐ−クラッド層４０の上面からｎ−クラッド層２０の所定深さまでエッチングして、前記ｎ−クラッド層２０にエッチング面を形成する。次いで、前記ｎ−クラッド層２０のエッチング面及び前記ｐ−クラッド層４０上にＡｇ、ＡｕまたはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）のような導電性物質でそれぞれｎ−電極５０及びｐ−電極６０を形成する。前記のような工程を通じて、本発明による窒化物系発光素子が製造されうる。
【実施例】
【００３７】
実験例：ｎ−ＧａＮ／多孔性ＧａＮ／ＭＱＷ／ｐ−ＧａＮ構造のＬＥＤ製造
多孔性ＧａＮ層を形成するために、ＧａＮ基板（詳しくは、ＧａＮ基板上に同種のＧａＮ系の結晶層であるｎ−ＧａＮ層を成長させてｎ−クラッド層を形成したもの）をＨＶＰＥシステムに装着した後、前記システム内部の温度を１０６５℃まで昇温した。次いで、前記システムの内部にＨＣｌガス１００ｓｃｃｍ、ＮＨ３ガス１０００ｓｃｃｍ、Ｎ２ガス８０００ｓｃｃｍを注入した。そして、圧力は、常圧に調節した。かかる条件下で、多孔性ＧａＮ層を形成し、このとき、温度、ガス流量、工程時間などの工程変数を調節して、多孔性ＧａＮの厚さまたは多孔性ＧａＮ内の空隙を制御した。次いで、前記積層構造物をＭＯＣＶＤチャンバー内に入れ、前記多孔性ＧａＮ層上にＭＱＷ層及びｐ−ＧａＮ層を成長させた。前記ＭＱＷ層の成長時には、ＧＶ速度をＧＬ速度より相対的に速くした。そして、前記ｐ−ＧａＮ層の成長時には、ＧＬ速度をＧＶ速度より相対的に速くし、ｐ−ＧａＮ層を相互連結して付着させた。次いで、電極形成工程を通じてｎ−電極及びｐ−電極を形成し、かかる工程を通じてＬＥＤを製造した。図３は、本発明の実験例で製造された多孔性ＧａＮ層の断面ＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）写真である。
【００３８】
以上、かかる本願発明の理解を助けるために、幾つかの模範的な実施形態が説明されて添付された図面に示されたが、かかる実施形態は、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、前記実施形態から多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明は、図示されて説明された構造及び工程順序にのみ限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の発明の技術思想を中心に保護されねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、半導体発光素子の製造関連の技術分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態による窒化物系発光素子の概略的な断面図である。
【図２Ａ】本発明の実施形態による窒化物系発光素子の製造方法を示すフローチャートである。
【図２Ｂ】本発明の実施形態による窒化物系発光素子の製造方法を示すフローチャートである。
【図２Ｃ】本発明の実施形態による窒化物系発光素子の製造方法を示すフローチャートである。
【図２Ｄ】本発明の実施形態による窒化物系発光素子の製造方法を示すフローチャートである。
【図２Ｅ】本発明の実施形態による窒化物系発光素子の製造方法を示すフローチャートである。
【図２Ｆ】本発明の実施形態による窒化物系発光素子の製造方法を示すフローチャートである。
【図２Ｇ】本発明の実施形態による窒化物系発光素子の製造方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実験例で製造された多孔性ＧａＮ層の断面ＳＥＭ写真である。
【符号の説明】
【００４１】
１０    単結晶ウェハ、
２０    ｎ−クラッド層、
２２    多孔性層、
３０    活性層、
４０    ｐ−クラッド層、
５０    ｎ−電極、
６０    ｐ−電極。
【図１】
2007184619.tif 000003
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図２Ｇ】
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【図３】
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