(57)【要約】【課題】ＧａＮパウダーの簡便な製造方法及び当該方法で製造されたＧａＮパウダーを用いた窒化物系発光素子を提供する。【解決手段】本発明に係るＧａＮパウダー製造方法は、ＧａＮ系発光素子のエッチング過程で発生するＧａＮエッチング物を捕集し、前記の捕集されたＧａＮエッチング物を洗浄し、前記の洗浄されたＧａＮエッチング物を加熱することによって、前記ＧａＮエッチング物に含まれたインジウム（Ｉｎ）成分を除去し、前記インジウム成分が除去されたＧａＮエッチング物を粉砕してパウダー化すること特徴とする。【選択図】図３
2012182419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧａＮパウダーの原料として、ＧａＮ系発光素子のエッチング過程で発生するＧａＮエッチング物を用いる、
ことを特徴とするＧａＮパウダー製造方法。
【請求項２】
前記ＧａＮパウダー製造方法は、
ＧａＮ系発光素子のエッチング過程で発生するＧａＮエッチング物を捕集し、
前記の捕集されたＧａＮエッチング物を洗浄し、
前記の洗浄されたＧａＮエッチング物を加熱することによって、前記ＧａＮエッチング物に含まれたインジウム（Ｉｎ）成分を除去し、
前記インジウム成分が除去された前記ＧａＮエッチング物を粉砕処理してパウダー化すること、
を含むことを特徴とする、請求項１に記載のＧａＮパウダー製造方法。
【請求項３】
前記の捕集されたＧａＮエッチング物を洗浄することは、アセトン又はメチルアルコールを用いた超音波洗浄方式で実施される、
ことを特徴とする、請求項２に記載のＧａＮパウダー製造方法。
【請求項４】
前記の洗浄されたＧａＮエッチング物を加熱することによって、前記ＧａＮエッチング物に含まれたインジウム（Ｉｎ）成分を除去することでは、９００〜１２５０℃の温度で  前記ＧａＮエッチング物の加熱が実施される、
ことを特徴とする、請求項２に記載のＧａＮパウダー製造方法。
【請求項５】
前記インジウム成分が除去されたＧａＮエッチング物を粉砕してパウダー化することでは、製造されるＧａＮパウダーの平均粒径が１０ｎｍ〜１μｍになるように粉砕処理が実施される、
ことを特徴とする、請求項２に記載のＧａＮパウダー製造方法。
【請求項６】
成長基板と、
前記成長基板上にＧａＮパウダーで形成されるＧａＮパウダー層と、
前記ＧａＮパウダー層上に、複数の窒化物が積層されて形成される発光構造体と、を含み、
前記ＧａＮパウダー層は、ＧａＮ系発光素子のエッチング過程で発生するＧａＮエッチング物を洗浄、加熱及び粉砕して製造されたＧａＮパウダーで形成されたものである、
ことを特徴とする窒化物系発光素子。
【請求項７】
前記発光構造体は、
前記ＧａＮパウダー層上に形成されるバッファ層と、
前記バッファ層上に形成されるｎ―タイプの窒化物層と、
前記ｎ―タイプの窒化物層の上部に形成される発光活性層と、
前記発光活性層の上部に形成されるｐ―タイプの窒化物層と、を含む、
ことを特徴とする、請求項６に記載の窒化物系発光素子。
【請求項８】
前記成長基板は、ｎ―タイプのシリコン基板である、
ことを特徴とする、請求項７に記載の窒化物系発光素子。
【請求項９】
前記バッファ層は、ｎ―タイプの窒化物で形成される、
ことを特徴とする、請求項７に記載の窒化物系発光素子。
【請求項１０】
前記発光構造体は、前記バッファ層と前記ｎ―タイプの窒化物層との間に形成される非ドーピング窒化物層をさらに含む、
ことを特徴とする、請求項７に記載の窒化物系発光素子。
【請求項１１】
成長基板と、
前記成長基板上にＧａＮパウダーで形成されるＧａＮパウダー層と、
前記ＧａＮパウダー層上に形成されるｐ―タイプの窒化物層と、
前記ｐ―タイプの窒化物層上に形成される発光活性層と、
前記発光活性層上に形成されるｎ―タイプのＺｎＯ層と、を含み、
前記ＧａＮパウダー層は、ＧａＮ系発光素子のエッチング過程で発生するＧａＮエッチング物を洗浄、加熱及び粉砕して製造されたＧａＮパウダーで形成されたものである、
ことを特徴とする窒化物系発光素子。
【請求項１２】
前記成長基板は、ｐ―タイプのシリコン基板である、
ことを特徴とする、請求項１１に記載の窒化物系発光素子。
【請求項１３】
前記発光素子は、前記ＧａＮパウダー層と前記ｐ―タイプの窒化物層との間に、窒化物で形成されるバッファ層をさらに含む、
ことを特徴とする、請求項１１に記載の窒化物系発光素子。
【請求項１４】
前記バッファ層は、ｐ―タイプの窒化物で形成される、
ことを特徴とする、請求項１３に記載の窒化物系発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧａＮパウダー製造方法及びその方法で製造されたＧａＮパウダーを用いた窒化物系発光素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発光素子は、電子と正孔の再結合時に発生する発光現象を応用した素子である。
【０００３】
代表的な発光素子としては、ＧａＮに代表される窒化物系発光素子がある。窒化物系発光素子は、バンドギャップエネルギーが大きいことから多様な色光を具現することができる。また、窒化物系発光素子は、熱的安定性に優れる。
【０００４】
窒化物系発光素子は、ｎ―電極及びｐ―電極の配置形態にしたがって水平型発光素子と垂直型発光素子に区分される。水平型発光素子では、ｎ―電極及びｐ―電極が主にトップ（ｔｏｐ）―トップ（ｔｏｐ）形態で配置され、垂直型発光素子では、ｎ―電極及びｐ―電極が主にトップ（ｔｏｐ）―ボトム（ｂｏｔｔｏｍ）形態で配置される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の第１の目的は、ＧａＮパウダーを容易に製造できる方法を提供することにある。
【０００６】
本発明の第２の目的は、上記製造方法により製造されたＧａＮパウダーを用いることにより、窒化物の成長時にシリコンと窒化物における格子定数の差によって発生する線欠陥が簡便に低減化された窒化物系発光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記第１の目的を達成するための本発明のＧａＮパウダー製造方法は、ＧａＮ系発光素子のエッチング過程で発生するＧａＮエッチング物を捕集し、捕集された前記ＧａＮエッチング物を洗浄し、洗浄された前記ＧａＮエッチング物を加熱することによって、前記ＧａＮエッチング物に含まれたインジウム（Ｉｎ）成分を除去し、前記インジウム成分が除去された前記ＧａＮエッチング物を粉砕処理してパウダー化すること、を含むことを特徴とする。
【０００８】
前記第２の目的を達成するための本発明の窒化物系発光素子は、成長基板と、前記成長基板上にＧａＮパウダーで形成されるＧａＮパウダー層と、前記ＧａＮパウダー層上に形成され、複数の窒化物層が積層されている発光構造体とを含み、前記ＧａＮパウダー層は、ＧａＮ系発光素子のエッチング過程で発生するＧａＮエッチング物を洗浄、加熱及び粉砕して製造されたＧａＮパウダーで形成されたものである、ことを特徴とする。
【０００９】
前記第２の目的を達成するための本発明の他の窒化物系発光素子は、成長基板と、前記成長基板上にＧａＮパウダーで形成されるＧａＮパウダー層と、前記ＧａＮパウダー層上に形成されるｐ―タイプの窒化物層と、前記ｐ―タイプの窒化物層上に形成される発光活性層と、前記発光活性層上に形成されるｎ―タイプのＺｎＯ層とを含み、前記ＧａＮパウダー層は、ＧａＮ系発光素子のエッチング過程で発生するＧａＮエッチング物を洗浄、加熱及び粉砕して製造されたＧａＮパウダーで形成されたものである、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るＧａＮパウダー製造方法によれば、ＧａＮ系発光素子の製造時に発生するＧａＮエッチング物を用いることによって、高価なＧａＮパウダーを簡単な方法で製造することができる。
【００１１】
また、本発明に係る窒化物系発光素子では、ＧａＮエッチング物から製造されたＧａＮパウダーを用いてＧａＮパウダー層を形成することによって、窒化物の成長時にシリコンと窒化物における格子定数の差によって発生する線欠陥を簡便に低減化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一般的な水平型の窒化物系発光素子を示した図である。
【図２】水平型の窒化物系発光素子の製造時にエッチングされる部分を示した図である。
【図３】本発明の実施形態１に係るＧａＮパウダー製造方法を概略的に示したフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態２に係るＧａＮパウダーを用いた窒化物系発光素子の構成例を示した図である。
【図５】実施形態２に係るＧａＮパウダーを用いた窒化物系発光素子の他の構成例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施形態１）
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態１に係るＧａＮパウダー製造方法について詳細に説明する。
【００１４】
図１は、一般的な水平型の窒化物系発光素子を示した図で、より具体的には、窒化物としてＧａＮを用いた例を示した図である。
【００１５】
図１を参照すると、図示した水平型の窒化物系発光素子は、下側から、基板１１０、バッファ層１２０、ｕ―ＧａＮ層１３０、ｎ―ＧａＮ層１４０、発光活性層１５０及びｐ―ＧａＮ層１６０を含む。また、図示した発光素子は、ｎ―ＧａＮ層１４０に接触するｎ―電極１７０と、ｐ―ＧａＮ層１６０に接触するｐ―電極１８０とを含む。ｕ―ＧａＮ層１３０は非ドーピング窒化物層である。
【００１６】
図１に示した水平型の窒化物系発光素子において、ｎ―電極１７０を形成するためには、ｎ―ＧａＮ層１４０が露出しなければならない。
【００１７】
図２は、水平型の窒化物系発光素子の製造時にエッチングされる部分を示した図である。ｎ―ＧａＮ層１４０の露出のためには、図２に示した例のように、ｐ―ＧａＮ層１６０、発光活性層１５０、及びｎ―ＧａＮ層１４０の一部分をエッチング部分２１０としてエッチングにより除去する。以下では、除去されたものをエッチング物と呼ぶ。エッチングには、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）エッチング方式などが用いられる。
【００１８】
本発明では、ＧａＮ系発光素子の製造過程のエッチング工程で発生するエッチング物（以下、ＧａＮエッチング物と呼ぶ）を用いてＧａＮパウダーを製造する方法を提示する。
【００１９】
図３は、本発明の実施形態１に係るＧａＮパウダー製造方法を概略的に示したフローチャートである。
【００２０】
図３を参照すると、図示したＧａＮパウダー製造方法は、ＧａＮエッチング物捕集段階（Ｓ３１０）、ＧａＮエッチング物洗浄段階（Ｓ３２０）、Ｉｎ成分除去段階（Ｓ３３０）及びＧａＮエッチング物粉砕段階（Ｓ３４０）を含む。
【００２１】
ＧａＮエッチング物捕集段階（Ｓ３１０）では、ＧａＮ系発光素子の製造過程のエッチング工程で発生するＧａＮエッチング物をトラップやフィルタを用いて捕集する。
【００２２】
次に、ＧａＮエッチング物洗浄段階（Ｓ３２０）では、エッチング物に含まれている異物などを洗浄により除去する。
【００２３】
ＧａＮエッチング物の洗浄は、多様な方式で実施可能である。ＧａＮエッチング物洗浄方式としては、アセトン又はメチルアルコールを用いた超音波洗浄方式を提示することができる。前記方式の場合、洗浄効率に優れるという長所がある。
【００２４】
次に、Ｉｎ成分除去段階（Ｓ３３０）では、ＧａＮエッチング物に含まれるインジウム（Ｉｎ）成分を除去する。インジウム成分は、主に発光活性層１５０に含まれるが、ＧａＮパウダーの純度を高めるためにインジウム成分を除去することが望ましい。インジウム成分の除去は、ＧａＮエッチング物の加熱を通して行われる。
【００２５】
加熱温度は９００〜１２５０℃であることが望ましい。加熱温度が９００℃未満である場合、インジウム成分が完全に除去されるのに長時間がかかる。また、加熱温度が１２５０℃を超える場合、インジウム成分を除去するための装置構成が難しくなるという問題がある。
【００２６】
次に、ＧａＮエッチング物粉砕段階（Ｓ３４０）では、インジウム成分が除去されたＧａＮエッチング物を粉砕してパウダー化する。
【００２７】
このとき、粉砕は、ボールミルなどを用いて行うことができる。また、粉砕は、製造されるＧａＮパウダーの平均粒径が１０ｎｍ〜１μｍになるように実施されることが望ましい。これは、後述するＧａＮパウダーを用いた窒化物系発光素子において、望ましいＧａＮパウダーの平均粒径が１０ｎｍ〜１μｍであることを考慮したことによる。
【００２８】
上述したように、本発明では、ＧａＮ系発光素子の製造過程で発生するＧａＮエッチング物を用いてＧａＮパウダーを製造する。したがって、ＧａＮエッチング物捕集、洗浄、インジウム除去、粉砕などの簡単な過程で高純度のＧａＮパウダーを製造することができる。
【００２９】
前記の製造されたＧａＮパウダーは、窒化物系発光素子の格子緩衝層に活用することができる。
【００３０】
（実施形態２）
図４は、本発明の実施形態２に係るＧａＮパウダーを用いた窒化物系発光素子の構成例を示した図である。
【００３１】
図４を参照すると、図示した窒化物系発光素子は、成長基板４１０、ＧａＮパウダー層４２０及び発光構造体を含む。図４に示す例では、発光構造体は符号４５０〜４７０、又は４３０〜４７０で示す層（後述）で構成される。
【００３２】
本実施形態２に適用される成長基板４１０としては、窒化物系発光素子の製造時に成長基板として広く用いられるサファイア基板を用いることができ、単結晶シリコン基板、多結晶シリコン基板などのシリコン基板を用いることもできる。
【００３３】
ＧａＮパウダー層４２０は、成長基板４１０上にＧａＮパウダーで形成される。
【００３４】
このとき、ＧａＮパウダーとしては、ＧａＮ系発光素子のエッチング過程で発生するＧａＮエッチング物を洗浄、加熱及び粉砕して製造されたものを用いることができる。
【００３５】
ＧａＮパウダー層４２０は、成長対象になる窒化物と成長基板４１０との間の格子定数の差に起因する格子ミスマッチング（ｌａｔｔｉｃｅ  ｍｉｓｍａｔｃｈｉｎｇ）を減少させ、窒化物の成長時に発生する線欠陥密度を減少させる役割を有する。
【００３６】
例えば、シリコン基板を成長基板４１０として用いる場合、シリコンと窒化物との間には大きな格子定数の差がある。この状態で、シリコン基板上に窒化物を成長させると、その窒化物では線欠陥密度が非常に高くなり、その窒化物で構成される窒化物発光素子の光効率を低下させる要因になる。
【００３７】
成長基板４１０上にＧａＮパウダー層４２０を形成した後、窒化物を成長させると、結晶ミスマッチングが緩和され、窒化物の成長時に発生する線欠陥を減少させることができる。
【００３８】
また、パウダー形態のＧａＮ上で成長する窒化物は、初期は垂直方向に成長し、その後は水平方向に成長する。その結果、平らな窒化物の成長が可能である。
【００３９】
ＧａＮパウダーは、スピンコーティング方式などによって成長基板４１０上に付着又は固定される。
【００４０】
ＧａＮパウダーを成長基板４１０上に容易に付着又は固定するために、成長基板４１０の表面には突部と凹部を有する凹凸が形成されてもよい。凹凸は、特定のパターンで形成されてもよく、非定型の形態で形成されてもよい。成長基板４１０の表面の凹凸は、エッチングなどの多様な方法で形成することができる。
【００４１】
成長基板４１０の表面に凹凸が形成されている場合、ＧａＮパウダーは、凹凸の凹部に容易に付着又は固定される。
【００４２】
より具体的には、ＧａＮパウダー層４２０は、次のような方法で形成することができる。
【００４３】
まず、スピンコーターなどを用いて成長基板４１０にＧａＮパウダーを載せる。その後、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）チャンバなどのチャンバ内で成長基板４１０をアンモニアガス雰囲気で略８００〜１２００℃の温度で加熱し、ＧａＮパウダーを付着させる。この場合、成長基板４１０には、若干のエッチングが行われ、表面に凹凸が形成される。成長基板４１０の表面に形成された凹凸は、上述したようにＧａＮパウダーの付着又は固定を容易にする。
【００４４】
また、ＧａＮパウダー層４２０は、ＧａＮパウダー含有溶液を用いて成長基板４１０上にスピンコーティングした後、乾燥する方法で形成することができる。このとき、ＧａＮパウダー含有溶液としては、アセトン、メタノール、エチレングリコールなどの多様な種類の溶媒を用いることができる。
【００４５】
前記の提示されたＧａＮパウダーを用いたＧａＮパウダー層形成方法のうちいずれか一つの方法が選択的に適用されてもよく、二つの方法が共に適用されてもよい。例えば、ＧａＮパウダーを含有する溶液を用いて成長基板４１０上にスピンコーティングした後で乾燥し、その後、チャンバ内で成長基板４１０を加熱することができる。
【００４６】
一方、前記ＧａＮパウダーとしては、平均粒径が１０ｎｍ〜１μｍであるものを用いることが望ましい。ＧａＮパウダーの平均粒径が小さいほど、窒化物の成長時に発生する線欠陥の抑制効果がより優れている。ＧａＮパウダーの平均粒径が１μｍを超える場合、前記線欠陥の抑制効果が不十分であり、製造される窒化物系発光素子の光効率が低い。ただし、ＧａＮパウダーの平均粒径が１０ｎｍ未満である場合、ＧａＮパウダー自体の製造費用が非常に嵩み、窒化物系発光素子の製造費用上昇の原因になり得る。
【００４７】
次に、符号４５０〜４７０で示す層（後述）で構成される発光構造体が、ＧａＮパウダー層４２０上に形成される。
【００４８】
発光構造体は、複数の窒化物層が積層されて形成される。より具体的には、発光構造体は、第１の導電型窒化物層４５０（図４ではｎ−ＧａＮと記載されたｎ−ＧａＮ層４５０）、発光活性層（図４ではＭＱＷｓ（ＭＱＷ：Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌ）と記載）４６０及び第２の導電型窒化物層４７０（図４ではｐ−ＧａＮと記載されたｐ−ＧａＮ層４７０）を含む。ｎ−ＧａＮ、ｐ−ＧａＮは、それぞれｎ−タイプのＧａＮ、ｐ−タイプのＧａＮのことである。
【００４９】
第１の導電型窒化物層４５０は、ＧａＮパウダー層４２０の上部に形成される。
【００５０】
第１の導電型窒化物層４５０は、ドーピングされる不純物によってｎ―タイプ又はｐ―タイプの特性を示すことができる。例えば、窒化物にシリコン（Ｓｉ）などの不純物がドーピングされた場合、第１の導電型窒化物層４５０はｎ―タイプの特性を示す。その一方、窒化物にマグネシウム（Ｍｇ）などの不純物がドーピングされた場合、第１の導電型窒化物層４５０はｐ―タイプの特性を示す。図４は第１の導電型窒化物層４５０がｎ−タイプのＧａＮで形成される場合を示す。
【００５１】
発光活性層４６０は、第１の導電型窒化物層４５０の上部に形成される。発光活性層４６０は、ＭＱＷ構造を有することができる。その例として、ＩｎｘＧａ１−ｘＮ（０.１≦ｘ≦０.３）とＧａＮが交互に積層されている構造を提示することができる。
【００５２】
発光活性層４６０では、ｎ―タイプの窒化物層を通して流れる電子とｐ―タイプの窒化物層を通して流れる正孔とが再結合して、光が発生する。
【００５３】
第２の導電型窒化物層４７０は、発光活性層４６０の上部に形成され、第１の導電型窒化物層４５０とは反対の電気的特性を示す。
【００５４】
例えば、第１の導電型窒化物層４５０がｎ―タイプのＧａＮで形成される場合、第２の導電型窒化物層４７０はｐ―タイプのＧａＮで形成される。第２の導電型窒化物層４７０がｎ―タイプのＧａＮで形成される場合、ＧａＮにＳｉがドーピングされて形成されてもよく、ｐ―タイプのＧａＮで形成される場合、ＧａＮにＭｇがドーピングされて形成されてもよい。図４は第２の導電型窒化物層４７０がｐ−タイプのＧａＮで形成される場合を示す。
【００５５】
前記のように、第１の導電型窒化物層４５０がｎ―タイプのＧａＮで形成され、第２の導電型窒化物層４７０がｐ―タイプのＧａＮで形成される場合、成長基板４１０としてはｎ―タイプのシリコン基板を用いることができる。ｎ―タイプのシリコン基板を用いる場合、発光活性層４６０の下部の各層がｎ―タイプに形成される。また、ｎ―タイプのシリコン基板を用いる場合、シリコン基板自体をｎ―電極として活用することができ、基板除去工程及びｎ―電極形成工程を省略することができる。したがって、ｎ―タイプのシリコン基板を用いる場合、水平型発光素子のみならず、発光面積が相対的に広いことから高輝度を容易に具現できる垂直型発光素子も容易に製造することができる。
【００５６】
また、成長基板４１０としてｎ―タイプのシリコン基板を用いると、高温での窒化物の成長時におけるシリコン基板の反り現象が微々たるものになり、高温での窒化物の均質な成長が可能である。
【００５７】
一方、図４に示した発光構造体は、ＧａＮパウダー層４２０の上部に形成されるバッファ層４３０をさらに含むことができる。この場合、第１の導電型窒化物層４５０はバッファ層４３０の上部に形成される。
【００５８】
バッファ層４３０は、成長基板上に異種の物質である窒化物を成長させるときに発生する応力を緩和させる役割を有する。このようなバッファ層４３０は、ＡｌＮ、ＺｒＮ、ＧａＮなどの窒化物で形成することができる。
【００５９】
第１の導電型窒化物層４５０がｎ―タイプである場合、バッファ層４３０もｎ―タイプに形成することができる。バッファ層４３０を形成する窒化物のほとんどは、大きな電気抵抗を有する。しかし、バッファ層４３０をｎ―タイプに形成する場合、バッファ層４３０の電気抵抗が低くなる。したがって、製造される窒化物系発光素子の駆動効率を向上させることができる。
【００６０】
特に、成長基板４１０としてｎ―タイプのシリコン基板を用いる場合、成長基板４１０に注入される電子が発光活性層４６０まで障壁なく容易に移動できるので、発光素子の駆動効率をさらに高めることができる。
【００６１】
また、バッファ層４３０の上部には、格子マッチングをより容易にするために非ドーピング窒化物層４４０（図４ではｕ−ＧａＮと記載されたｕ−ＧａＮ層４４０）がさらに形成される。この場合、第１の導電型窒化物層４５０は、非ドーピング窒化物層４４０の上部に形成される。非ドーピング窒化物層４４０は、非ドーピング基板を用いる場合に適用することが望ましい。
【００６２】
図５は、実施形態２に係るＧａＮパウダーを用いた窒化物系発光素子の他の構成例を示した図である。
【００６３】
図５を参照すると、図示した窒化物系発光素子は、成長基板５１０、ＧａＮパウダー層５２０、ｐ―タイプの窒化物層５４０（図５ではｐ−ＧａＮと記載されたｐ−ＧａＮ層５４０）、発光活性層（図５ではＭＱＷｓと記載）５５０及びｎ―タイプのＺｎＯ層５６０（図５ではｎ−ＺｎＯと記載されたｎ−ＺｎＯ層５６０）を含む。ｎ−ＺｎＯはｎ−タイプのＺｎＯのことである。図５の例ではｐ―タイプの窒化物層５４０が第１の導電型窒化物層５４０、ｎ―タイプのＺｎＯ層５６０が第２の導電型窒化物層５６０となる。
【００６４】
図５に示した例で、成長基板５１０及びＧａＮパウダー層５２０は、図４に示した成長基板４１０及びＧａＮパウダー層４２０と同様であるので、それについての詳細な説明は省略する。
【００６５】
ｐ―タイプの窒化物層５４０は、ＧａＮパウダー層５２０の上部に形成される。ｐ―タイプの窒化物層５４０には、ｐ―タイプの電気的特性を確保するためにマグネシウム（Ｍｇ）などがドーピングされている。
【００６６】
従来のほとんどの窒化物系発光素子の製造方法では、ｐ―タイプの窒化物層を、発光活性層を形成した後の最後の段階で形成する。このとき、ｐ―タイプの窒化物層形成過程で発光活性層に及ぼす影響を低減化するために、成長温度を低下させた状態でｐ―タイプの窒化物を形成する。その結果、ｐ―タイプの窒化物の結晶品質が低下し、これは、発光効率の低下をもたらす。
【００６７】
しかし、図５に示すように、ｐ―タイプの窒化物層５４０を、発光活性層５５０を形成する前に形成することによって、高品質のｐ―タイプの窒化物層５４０を得ることができる。
【００６８】
発光活性層５５０は、ｐ―タイプの窒化物層５４０の上部に形成される。発光活性層５５０は、ＭＱＷ構造を有することができる。発光活性層５５０の例としては、ＩｎｘＧａ１−ｘＮ（０.１≦ｘ≦０.３）とＧａＮが交互に積層されている構造、又はＩｎｘＺｎ１−ｘＯ（０.１≦ｘ≦０.３）とＺｎＯが交互に積層されている構造などを提示することができる。
【００６９】
ｎ―タイプのＺｎＯ層５６０は、発光活性層５５０の上部に形成され、ｐ―タイプの窒化物層５４０とは反対のｎ―タイプの電気的特性を示す。ＺｎＯ自体がｎ―タイプではあるが、不純物を添加して得られるｎ―タイプの電気的特性に比べて微々たる特性しか示さず、電流パス程度の役割を担うことができるだけである。したがって、ｎ―タイプのＺｎＯ層５６０にはＳｉなどがドーピングされていてもよい。
【００７０】
ＺｎＯは、ＧａＮとほぼ同一のウルツ鉱（Ｗｕｒｔｚｉｔｅ）型結晶構造を有する。また、ＺｎＯは略７００〜８００℃の温度でも成長が可能であるので、ＺｎＯの成長時に下部の発光活性層５５０に及ぼす影響を低減化することができ、結晶品質を向上させることができる。したがって、本発明に適用されるｎ―タイプのＺｎＯ層５６０は、１２００℃程度の高温で成長するｎ―タイプのＧａＮに取って代わるものである。
【００７１】
また、窒化物系発光素子にｎ―タイプのＺｎＯ層５６０を適用すると、ｎ―タイプのＧａＮを適用した場合に比べて窒化物系発光素子の光輝度が向上する。
【００７２】
前記のように、図５に示す構成例では、成長基板５１０上にｐ―タイプの窒化物層５４０が先に形成され、発光活性層５５０上にｎ―タイプのＺｎＯ層５６０が形成される。
【００７３】
このとき、成長基板５１０として、ｐ―タイプのシリコン基板を用いることができる。ｐ―タイプのシリコン基板を用いる場合、発光活性層５５０の下部の各層がｐ―タイプに形成される。ｐ―タイプのシリコン基板を用いる場合、シリコン基板自体をｐ―電極として活用することができる。したがって、垂直型発光素子の製造時にも基板除去工程を省略することができ、さらに、ｐ―電極形成工程を省略することができる。
【００７４】
したがって、ｐ―タイプのシリコン基板を用いる場合、水平型発光素子のみならず、発光面積が相対的に広いことから高輝度を容易に具現できる垂直型発光素子も容易に製造することができる。
【００７５】
一方、図５に示す構成例では、窒化物系発光素子は、ＧａＮパウダー層５２０とｐ―タイプの窒化物層５４０との間に窒化物で形成されたバッファ層５３０をさらに含むことができる。図５の構成例において、バッファ層５３０はｐ―タイプにも形成することができる。
【００７６】
特に、バッファ層５３０をｐ―タイプに形成し、成長基板５１０としてｐ―タイプのシリコン基板を用いる場合、ｐ―タイプのシリコン基板からなる成長基板５１０から発光活性層５５０まで正孔が障壁なく容易に移動できるので、発光素子の駆動効率をさらに高めることができる。
【００７７】
また、バッファ層５３０をｐ―タイプに形成する場合、バッファ層５３０のマグネシウム（Ｍｇ）などの不純物が成長基板５１０に浸透するようになる。この場合、基板にｐ―タイプの電気的特性が与えられる。したがって、成長基板５１０として絶縁特性を有するサファイア基板を用いる場合でも、従来の垂直型発光素子の製造時とは異なって、その除去を要しない。
【００７８】
上述したように、本実施形態２に係る窒化物系発光素子によれば、ＧａＮ系発光素子のエッチング過程で発生するＧａＮエッチング物を洗浄、加熱及び粉砕して簡便に製造されたＧａＮパウダーを用いることにより、ＧａＮパウダー層４２０又は５２０を簡便に形成することができ、それによって、窒化物の成長時に、シリコンと窒化物との間の格子定数の差によって発生する線欠陥を低減化することができる。したがって、製造される窒化物系発光素子の光抽出効率を簡便に向上させることができる。
【００７９】
本発明は、以上の実施形態の記載に限定されるものではなく、当業者の水準で多様な変更や変形が可能である。このような変更と変形は、本発明の範囲を逸脱しない限り、本発明に属するものといえる。したがって、本発明の権利範囲は、以下で記載する特許請求の範囲によって判断しなければならない。
【符号の説明】
【００８０】
１１０、４１０、５１０：成長基板、１２０、４３０、５３０：バッファ層、１３０、４４０：非ドーピング窒化物層（ｕ―ＧａＮ層）、１４０：ｎ―ＧａＮ層、１５０、４６０、５５０：発光活性層、１６０：ｐ―ＧａＮ層、１７０：ｎ―電極、１８０：ｐ―電極、２１０：エッチング部分、４２０、５２０：ＧａＮパウダー層、４５０：第１の導電型窒化物層（ｎ―ＧａＮ層）、４７０：第２の導電型窒化物層（ｐ―ＧａＮ層）、５４０：第１の導電型窒化物層（ｐ―ＧａＮ層）、５６０：第２の導電型窒化物層（ｎ―ＺｎＯ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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