【手続補正書】
【提出日】平成20年9月22日(2008.9.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）基体上に形成され、ＧａＮ系化合物半導体から成る島状のシード領域、
（Ｂ）ＧａＮ系化合物半導体から成り、少なくともシード領域上に形成された、立体形状を有する下地層、
（Ｃ）下地層上に順次形成された、第１導電型を有する第１ＧａＮ系化合物半導体層、ＧａＮ系化合物半導体から成る活性層、及び、第２導電型を有する第２ＧａＮ系化合物半導体層、
（Ｄ）第１ＧａＮ系化合物半導体層に電気的に接続された第１電極、並びに、
（Ｅ）第２ＧａＮ系化合物半導体層上に形成された第２電極、
を具備したＧａＮ系半導体発光素子であって、
シード領域の頂面はＡ面であり、
下地層の少なくとも１つの側面はＳ面から構成されていることを特徴とするＧａＮ系半導体発光素子。
【請求項２】
基体上に形成され、ＧａＮ系化合物半導体から成る基層、及び、
基層の頂面上に形成され、基層の頂面の一部が露出した開口部が設けられたマスク層、
を備えており、
開口部に露出した基層の頂面の部分がシード領域に相当し、
下地層は、開口部に露出した基層の頂面から、開口部近傍のマスク層の部分の上に亙り形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＧａＮ系半導体発光素子。
【請求項３】
マスク層に設けられた開口部の平面形状は三角形であることを特徴とする請求項２に記載のＧａＮ系半導体発光素子。
【請求項４】
下地層は、シード領域上から基体上に亙り形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＧａＮ系半導体発光素子。
【請求項５】
シード領域の平面形状は三角形であることを特徴とする請求項４に記載のＧａＮ系半導体発光素子。
【請求項６】
Ｓ面から構成された下地層の側面の基体表面に対する傾斜角θS1は、
４０．２度±５度    （１−１）
の範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載のＧａＮ系半導体発光素子。
【請求項７】
下地層は、底面が二等辺三角形の三角錐から成り、
Ｓ面から構成された下地層の２つの側面は、底面を構成する長さの等しい２つの辺のそれぞれを底辺としており、残りの１つの側面は、底面を構成する他の一辺を底辺とし、且つ、Ｃ面から構成されており、
Ｃ面から構成された下地層の側面の基体表面に対する傾斜角θC1は、
９０度±５度    （１−２）
の範囲内にあることを特徴とする請求項６に記載のＧａＮ系半導体発光素子。
【請求項８】
下地層は、底面が二等辺三角形の切頭三角錐から成り、
Ｓ面から構成された下地層の２つの側面は、底面を構成する長さの等しい２つの辺のそれぞれを底辺としており、残りの１つの側面は、底面を構成する他の一辺を底辺とし、且つ、Ｃ面から構成されており、下地層の頂面はＡ面から構成されており、
Ｃ面から構成された下地層の側面の基体表面に対する傾斜角θC1は、
９０度±５度    （１−２）
の範囲内にあることを特徴とする請求項６に記載のＧａＮ系半導体発光素子。
【請求項９】
基体は、サファイヤ基板のＲ面であることを特徴とする請求項１に記載のＧａＮ系半導体発光素子。
【請求項１０】
基体は、ＧａＮ基板のＡ面であることを特徴とする請求項１に記載のＧａＮ系半導体発光素子。
【請求項１１】
（Ａ）基体上に形成され、ＧａＮ系化合物半導体から成る帯状のシード領域、
（Ｂ）ＧａＮ系化合物半導体から成り、少なくともシード領域上に形成された、立体形状を有する下地層、
（Ｃ）下地層上に順次形成された、第１導電型を有する第１ＧａＮ系化合物半導体層、ＧａＮ系化合物半導体から成る活性層、及び、第２導電型を有する第２ＧａＮ系化合物半導体層、
（Ｄ）第１ＧａＮ系化合物半導体層に電気的に接続された第１電極、並びに、
（Ｅ）第２ＧａＮ系化合物半導体層上に形成された第２電極、
を具備したＧａＮ系半導体発光素子であって、
シード領域の頂面はＡ面であり、
帯状のシード領域が延びる方向は、シード領域の＜１−１００＞方向であり、
下地層の１つの斜面はＳ面から構成されていることを特徴とするＧａＮ系半導体発光素子。
【請求項１２】
基体上に形成され、ＧａＮ系化合物半導体から成る基層、及び、
基層の頂面上に形成され、基層の頂面の一部が露出した帯状の開口領域が設けられたマスク層、
を備えており、
帯状の開口領域に露出した基層の頂面の部分がシード領域に相当し、
下地層は、開口領域に露出した基層の頂面から、開口領域近傍のマスク層の部分の上に亙り形成されていることを特徴とする請求項１１に記載のＧａＮ系半導体発光素子。
【請求項１３】
下地層は、シード領域上から基体上に亙り形成されていることを特徴とする請求項１１に記載のＧａＮ系半導体発光素子。
【請求項１４】
シード領域の＜０００１＞方向に沿って下地層を切断したときの下地層の断面形状は、三角形であり、
Ｓ面から構成された下地層の斜面の基体表面に対する傾斜角θS2は、
４０．２度±５度    （２−１）
の範囲内にあることを特徴とする請求項１１に記載のＧａＮ系半導体発光素子。
【請求項１５】
下地層の他の斜面は、Ｃ面から構成されており、
Ｃ面から構成された下地層の他の斜面の基体表面に対する傾斜角θC2は、
９０度±５度    （２−２）
の範囲内にあることを特徴とする請求項１４に記載のＧａＮ系半導体発光素子。
【請求項１６】
基体は、サファイヤ基板のＲ面であることを特徴とする請求項１１に記載のＧａＮ系半導体発光素子。
【請求項１７】
基体は、ＧａＮ基板のＡ面であることを特徴とする請求項１１に記載のＧａＮ系半導体発光素子。
【請求項１８】
（Ａ）基体上に形成され、ＧａＮ系化合物半導体から成る帯状のシード領域、
（Ｂ）ＧａＮ系化合物半導体から成り、少なくともシード領域上に形成された、立体形状を有する下地層、
（Ｃ）下地層上に順次形成された、第１導電型を有する第１ＧａＮ系化合物半導体層、ＧａＮ系化合物半導体から成る活性層、及び、第２導電型を有する第２ＧａＮ系化合物半導体層、
（Ｄ）第１ＧａＮ系化合物半導体層に電気的に接続された第１電極、並びに、
（Ｅ）第２ＧａＮ系化合物半導体層上に形成された第２電極、
を具備したＧａＮ系半導体発光素子であって、
シード領域の頂面はＡ面であり、
帯状のシード領域が延びる方向は、シード領域の＜０００１＞方向であり、
下地層の少なくとも１つの面はＭ面から構成されていることを特徴とするＧａＮ系半導体発光素子。
【請求項１９】
基体上に形成され、ＧａＮ系化合物半導体から成る基層、及び、
基層の頂面上に形成され、基層の頂面の一部が露出した帯状の開口領域が設けられたマスク層、
を備えており、
帯状の開口領域に露出した基層の頂面の部分がシード領域に相当し、
下地層は、開口領域に露出した基層の頂面に形成されていることを特徴とする請求項１８に記載のＧａＮ系半導体発光素子。
【請求項２０】
シード領域の＜１−１００＞方向に沿って下地層を切断したときの下地層の断面形状は、少なくとも、基体表面に対して略垂直に上方に延びる２つの側面と、側面の上端部から延びて相互に交わる２つの頂面とから成り、
下地層の２つの側面及び２つの頂面は、Ｍ面から構成されており、
Ｍ面から構成された下地層の頂面の基体表面に対する傾斜角θMは、
３０度±５度    （３）
の範囲内にあることを特徴とする請求項１８に記載のＧａＮ系半導体発光素子。
【請求項２１】
シード領域の＜０００１＞方向における下地層の終端面は垂直面であることを特徴とする請求項１８に記載のＧａＮ系半導体発光素子。
【請求項２２】
基体は、サファイヤ基板のＲ面であることを特徴とする請求項１８に記載のＧａＮ系半導体発光素子。
【請求項２３】
基体は、ＧａＮ基板のＡ面であることを特徴とする請求項１８に記載のＧａＮ系半導体発光素子。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
以上の好ましい構成を含む本発明の第２の態様に係るＧａＮ系半導体発光素子あるいはその製造方法においては、
シード領域の＜０００１＞方向に沿って下地層を切断したときの下地層の断面形状は、三角形であり、
Ｓ面から構成された下地層の斜面の基体表面に対する傾斜角θS2は、
４０．２度±５度    （２−１）
の範囲内にあることが好ましい。そして、この場合、
下地層の他の斜面は、Ｃ面から構成されており、
Ｃ面から構成された下地層の他の斜面の基体表面に対する傾斜角θC2は、
９０度±５度    （２−２）
の範囲内にある形態とすることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
尚、実施例１、あるいは、後述する実施例２〜実施例６にあっては、第１導電型をｎ型とし、第２導電型をｐ型とする。また、活性層３２は、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ＝２．５ｎｍ／１５ｎｍの１０層構成の多重量子井戸構造を有する。また、基層１２を設ける場合には、基層１２は、第１導電型（ｎ型）を有するＧａＮ系化合物半導体（具体的にはＧａＮ）から成る。また、マスク層１３，１１３，２１３を設ける場合には、マスク層１３，１１３，２１３は、厚さ２００ｎｍの酸化シリコン層／厚さ１０ｎｍの窒化シリコン層の積層構造（酸化シリコン層が下層であり、窒化シリコン層が上層）を有する。尚、図面においては、マスク層を１層で示す。更には、下地層２０，１２０，２２０は、第１導電型（ｎ型）を有するＧａＮ系化合物半導体（具体的にはＧａＮ）から成る。マスク層１３，１１３，２１３は、酸化シリコン層／窒化シリコン層の積層構造（酸化シリコン層が下層であり、窒化シリコン層が上層）を有する。更には、Ａｌ（アルミニウム）から成る第１電極４１は、第１ＧａＮ系化合物半導体層３１に電気的に接続されているが、特に断りの無い限り、第１電極４１は、マスク層１３，１１３，２１３に設けられた孔部、基層１２、及び、下地層２０，１２０，２２０を介して、第１ＧａＮ系化合物半導体層３１に電気的に接続されている。第２電極４２は、Ｎｉ／Ａｇ／Ａｕの積層構造を有する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
［工程−１５０］
次に、第１ＧａＮ系化合物半導体層３１に電気的に接続された第１電極４１を形成し、第２ＧａＮ系化合物半導体層３３上に第２電極４２を形成する。具体的には、全面にレジスト層５０を形成し、第２電極を形成すべき部分のレジスト層５０をフォトリソグラフィ技術によって除去し（図３の（Ｂ）参照）、次いで、Ｎｉ層、Ａｇ層、Ａｕ層を順次、スパッタリング法にて全面に成膜した後、レジスト層５０、及び、その上のＮｉ層、Ａｇ層、Ａｕ層を除去するといったリフトオフ法に基づき、積層構造を有する第２電極４２（図面においては１層で示す）を、第２ＧａＮ系化合物半導体層３３上に、より具体的には、Ｓ面から構成された下地層２０の側面２１Ｓ，２３Ｓの上方に形成された第２ＧａＮ系化合物半導体層３３の部分の上に形成する。その後、マスク層１３の一部分をフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術にて除去して、基層１２を露出させ、フォトリソグラフィ技術、スパッタリング法及びリフトオフ法に基づき、第１電極４１を露出した基層１２上に形成することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
［工程−４５０］
次に、第１ＧａＮ系化合物半導体層３１に電気的に接続された第１電極４１を形成し、第２ＧａＮ系化合物半導体層３３上に第２電極４２を形成する。具体的には、全面にレジスト層１５０を形成し、第２電極を形成すべき部分のレジスト層１５０をフォトリソグラフィ技術によって除去し（図８の（Ｂ）参照）、次いで、Ｎｉ層、Ａｇ層、Ａｕ層を順次、スパッタリング法にて全面に成膜した後、レジスト層１５０、及び、その上のＮｉ層、Ａｇ層、Ａｕ層を除去するといったリフトオフ法に基づき、積層構造を有する第２電極４２（図面においては１層で示す）を、第２ＧａＮ系化合物半導体層３３上に、より具体的には、Ｓ面から構成された下地層１２０の斜面１２１Ｓの上方に形成された第２ＧａＮ系化合物半導体層３３の部分の上に形成する。その後、マスク層１１３の一部分をフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術にて除去して、基層１２を露出させ、フォトリソグラフィ技術、スパッタリング法及びリフトオフ法に基づき、第１電極４１を露出した基層１２上に形成することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
実施例４にあっては、Ｓ面から構成された下地層１２０の斜面１２１Ｓの基体表面に対する傾斜角θS2は、
４０．２度±５度    （２−１）
の範囲内にあるが故に、Ｓ面から構成された下地層１２０の斜面１２１Ｓの上方に形成された第２ＧａＮ系化合物半導体層３３の部分の傾斜角も概ね上記の値となり、このような緩やかな傾斜を有する第２ＧａＮ系化合物半導体層３３の部分の上に、確実に、高い信頼性をもって第２電極４２を形成することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８８】
そして、シード領域（基層１２）の頂面はＡ面である。更には、帯状のシード領域（マスク層２１３に設けられた開口領域２１４に露出した基層１２の部分）が延びる方向（方位）は、シード領域（基層１２）の＜０００１＞方向であり、その結果、帯状のシード領域上に結晶成長する下地層２２０にあっては、下地層２２０の少なくとも１つの面はＭ面から構成される。具体的には、シード領域（基層１２）の＜１−１００＞方向に沿って下地層２２０を切断したときの下地層２２０の断面形状は、実施例６にあっては、基体表面に対して略垂直に上方に延びる２つの側面２２１Ｍと、側面２２１Ｍの上端部から延びて相互に交わる２つの頂面２２２Ｍとから成り、下地層２２０の２つの側面２２１Ｍ及び２つの頂面２２２Ｍは、Ｍ面から構成されている。Ｍ面から構成された下地層２２０の頂面２２２Ｍの基体表面に対する傾斜角θMは、
３０度±５度    （３）
の範囲内にある。基層１２の＜１−１００＞方向に沿った開口領域２１４の幅（Ｗ）を１０μｍとした。また、シード領域（基層１２）の＜０００１＞方向における下地層２２０の終端面２２４は垂直面である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９０】
以下、基体等の模式的な一部断面図である図１１の（Ａ）、（Ｂ）及び図１２の（Ａ）、（Ｂ）を参照して、実施例６のＧａＮ系半導体発光素子の製造方法を説明する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９９】
［工程−６５０］
次に、第１ＧａＮ系化合物半導体層３１に電気的に接続された第１電極４１を形成し、第２ＧａＮ系化合物半導体層３３上に第２電極４２を形成する。具体的には、全面にレジスト層２５０を形成し、第２電極を形成すべき部分のレジスト層２５０をフォトリソグラフィ技術によって除去し（図１２の（Ｂ）参照）、次いで、Ｎｉ層、Ａｇ層、Ａｕ層を順次、スパッタリング法にて全面に成膜した後、レジスト層２５０、及び、その上のＮｉ層、Ａｇ層、Ａｕ層を除去するといったリフトオフ法に基づき、積層構造を有する第２電極４２（図面においては１層で示す）を、第２ＧａＮ系化合物半導体層３３上に、より具体的には、Ｍ面から構成された下地層２２０の頂面２２２Ｍの上方に形成された第２ＧａＮ系化合物半導体層３３の部分の上に形成する。その後、マスク層２１３の一部分をフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術にて除去して、基層１２を露出させ、フォトリソグラフィ技術、スパッタリング法及びリフトオフ法に基づき、第１電極４１を露出した基層１２上に形成することができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１００
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１００】
実施例６にあっては、Ｍ面から構成された下地層２２０の頂面２２２Ｍの基体表面に対する傾斜角θMは、
３０度±５度    （３）
の範囲内にあるが故に、Ｍ面から構成された下地層２２０の頂面２２２Ｍの上方に形成された第２ＧａＮ系化合物半導体層３３の部分の傾斜角も概ね上記の値となり、このような緩やかな傾斜を有する第２ＧａＮ系化合物半導体層３３の部分の上に、確実に、高い信頼性をもって第２電極４２を形成することができる。