(57)【要約】【課題】  発光素子の長時間動作に対する信頼性を向上させ、１枚のエピウェハから製造される発光素子の歩留まりを改善させる。【解決手段】  基板と、基板上にエピタキシャル成長させたｎ型クラッド層及びｐ型クラッド層と、を備えた発光素子用エピタキシャルウェハであって、ｎ型クラッド層中の炭素濃度が３．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下である。【選択図】  図１
2009026798.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上にエピタキシャル成長させたｎ型クラッド層及びｐ型クラッド層と、を備えた発光素子用エピタキシャルウェハであって、
前記ｎ型クラッド層中の炭素濃度が３．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下である
ことを特徴とする発光素子用エピタキシャルウェハ。
【請求項２】
前記ｎ型クラッド層及びｐ型クラッド層はＡｌＧａＩｎＰからなり、前記ｎ型クラッド層中にはＳｉがドーピングされている
ことを特徴とする請求項１に記載の発光素子用エピタキシャルウェハ。
【請求項３】
加熱した基板上にIII族原料ガス、Ｖ族原料ガス、ドーパント原料、及びキャリアガス
を供給し、前記基板上に少なくともｎ型クラッド層とｐ型クラッド層とをエピタキシャル成長させる発光素子用エピタキシャルウェハの製造方法であって、
前記ｎ型クラッド層をエピタキシャル成長させる時に、前記基板へのＶ族原料ガスの供給流量をIII族原料ガスの供給流量よりも多くすることにより、前記ｎ型クラッド層中の
炭素濃度を低下させる
ことを特徴とする発光素子用エピタキシャルウェハの製造方法。
【請求項４】
前記ｎ型クラッド層をエピタキシャル成長させる時に、前記基板へのＶ族原料ガスの供給流量を前記基板へのIII族原料ガスの供給流量の１２０倍以上とする
ことを特徴とする請求項３に記載の発光素子用エピタキシャルウェハの製造方法。
【請求項５】
加熱した基板上にIII族原料ガス、Ｖ族原料ガス、ドーパント原料、及びキャリアガス
を供給し、前記基板上に少なくともｎ型クラッド層とｐ型クラッド層とをエピタキシャル成長させる発光素子用エピタキシャルウェハの製造方法であって、
前記ｎ型クラッド層をエピタキシャル成長させる時に、前記基板を高温に保持することにより前記ｎ型クラッド層中の炭素濃度を低下させる
ことを特徴とする発光素子用エピタキシャルウェハの製造方法。
【請求項６】
前記ｎ型クラッド層をエピタキシャル成長させる時に、前記基板を７５０℃に保持することにより前記ｎ型クラッド層中の炭素濃度を低下させる
ことを特徴とする請求項５に記載の発光素子用エピタキシャルウェハの製造方法。
【請求項７】
請求項１または２に記載した発光素子用エピタキシャルウェハを用いて製造した
ことを特徴とする発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主にＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｅｄ  Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子用エピタキシャルウェハ（以下エピウェハとも呼ぶ）及びその製造方法並びに発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
化合物半導体を用いたＬＤは、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）やコンパクトディスク（ＣＤ）等の光ディスクシステムにおいて、読み取り用光源や書き込み用光源として広く用いられている。また、化合物半導体を用いたＬＥＤは、ディスプレイ、リモコン、センサ、車載用ランプ等のさまざまな用途に用いられている。
【０００３】
化合物半導体結晶を成長させる方法の一つに、有機金属気相成長法（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ、以下ＭＯＶＰＥ法）がある。ＭＯＶＰＥ法は、III族有機金属原料ガスとＶ族原料ガスとを高純度水素キャリアガスとの
混合ガスとして成長炉内に導入し、成長炉内で過熱された基板付近で原料を熱分解させることにより基板上に化合物半導体結晶をエピタキシャル成長させる方法である。基板上に半導体結晶をエピタキシャル成長させたものをエピウェハという。発光素子に用いられるエピウェハは、例えば、ｎ型導電性基板上にｎ型バッファ層、ｎ型クラッド層、ガイド層、活性層、ガイド層、ｐ型クラッド層、及びｐ型キャップ層等が順次積層されてなる（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−２７０７９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、例えばＤＶＤへの書き込み速度の倍速化や２層書き込みへの対応等により、ＬＤにはさらなる高出力化が求められている。ＬＤの特性の一つに動作電流（Ｉｏｐ）がある。Ｉｏｐとは、所定のレーザ出力を得るためにＬＤを流れる順電流であるが、高出力化が進むと、ＬＤに求められる特性も厳しくなり、Ｉｏｐを増加させる必要が生じる。しかしながら、Ｉｏｐを増加させるとＬＤの消費電力や発熱量が増大するため、長期間の使用に伴ってＬＤの特性が劣化し、信頼性を損なってしまう場合があった。
【０００５】
また、１枚のエピウェハからは複数の発光素子が製造されるが、これら複数の発光素子の間で特性が不均一となってしまう場合があった。そのため、１枚のエピウェハから製造した複数の発光素子を長時間動作させて信頼性試験を行った場合、生存率が低く、良好な歩留まりを得られにくい場合があった。
【０００６】
本発明の目的は、発光素子の長時間動作に対する信頼性を向上させ、１枚のエピウェハから製造される発光素子の歩留まりを改善させることが可能な発光素子用エピタキシャルウェハ及びその製造方法並びに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】
本発明の第１の態様は、基板と、前記基板上にエピタキシャル成長させたｎ型クラッド層及びｐ型クラッド層と、を備えた発光素子用エピタキシャルウェハであって、前記ｎ型クラッド層中の炭素濃度が３．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下である発光素子用エピタキシャルウェハである。
【０００８】
本発明の第２の態様は、前記ｎ型クラッド層及びｐ型クラッド層はＡｌＧａＩｎＰから
なり、前記ｎ型クラッド層中にはＳｉがドーピングされている第１の態様に記載の発光素子用エピタキシャルウェハである。
【０００９】
本発明の第３の態様は、加熱した基板上にIII族原料ガス、Ｖ族原料ガス、ドーパント
原料、及びキャリアガスを供給し、前記基板上に少なくともｎ型クラッド層とｐ型クラッド層とをエピタキシャル成長させる発光素子用エピタキシャルウェハの製造方法であって、前記ｎ型クラッド層をエピタキシャル成長させる時に、前記基板へのＶ族原料ガスの供給流量をIII族原料ガスの供給流量よりも多くすることにより、前記ｎ型クラッド層中の
炭素濃度を低下させる発光素子用エピタキシャルウェハの製造方法である。
【００１０】
本発明の第４の態様は、前記ｎ型クラッド層をエピタキシャル成長させる時に、前記基板へのＶ族原料ガスの供給流量を前記基板へのIII族原料ガスの供給流量の１２０倍以上
とする第３の態様に記載の発光素子用エピタキシャルウェハである。
【００１１】
本発明の第５の態様は、加熱した基板上にIII族原料ガス、Ｖ族原料ガス、ドーパント
原料、及びキャリアガスを供給し、前記基板上に少なくともｎ型クラッド層とｐ型クラッド層とをエピタキシャル成長させる発光素子用エピタキシャルウェハの製造方法であって、前記ｎ型クラッド層をエピタキシャル成長させる時に、前記基板を高温に保持することにより前記ｎ型クラッド層中の炭素濃度を低下させる発光素子用エピタキシャルウェハの製造方法である。
【００１２】
本発明の第６の態様は、前記ｎ型クラッド層をエピタキシャル成長させる時に、前記基板を７５０℃に保持することにより前記ｎ型クラッド層中の炭素濃度を低下させる第５の態様に記載の発光素子用エピタキシャルウェハの製造方法である。
【００１３】
本発明の第７の態様は、第１または２の態様に記載した発光素子用エピタキシャルウェハを用いて製造した発光素子である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、発光素子の長時間動作に対する信頼性を向上させ、１枚のエピウェハから製造される発光素子の歩留まりを改善させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
上述した通り、Ｉｏｐを増加させるとＬＤの消費電力や発熱量が増加し、長期間の使用にともなってＬＤの特性が劣化し、信頼性を損なってしまう場合があった。また、１枚のエピウェハから製造した複数のＬＤを長時間動作させて信頼性試験を行った場合に、生存率が低く、良好な歩留まりを得られにくい場合があった。
【００１６】
発明者等は、かかる原因について鋭意研究を行った。その結果、ｎ型クラッド層中に意図せずに炭素が混入することがあり、混入した炭素が、発光素子の長期信頼性の低下や歩留まりの悪化に影響していることを突き止めた。
【００１７】
炭素は、III族とＶ族とのｐ型化合物半導体を製造する際に、ｐ型のドーパントとして
作用する。そのため、ｐ型化合物半導体を製造する際には、例えば四臭化炭素（ＣＢｒ４）などのドーピング原料をその量を制御しながら供給して、意図的に炭素のドーピングを行う場合がある。しかしながら、上述の場合とは異なり、意図せずに炭素がドーピングされてしまう場合があることを発明者は突き止めたのである。例えば、III族原料ガス等は
有機金属原料を気化させることにより得られるが、有機金属原料に含まれるメチル基が分解してエピタキシャル層中に取り込まれてしまい、意図せずに炭素がドーピングされてしまう場合があることを発明者は突き止めたのである。
【００１８】
このように、意図せずにドーピングされた炭素は不純物であり、発光素子の特性を損なう一要因になる。例えば、ｎ型クラッド層に炭素が混入すると、ｎ型のドーパントが打ち消されてキャリア濃度が低下してしまう。そして、長期間の使用にともなって発光素子の特性が劣化し、信頼性を損ねてしまう場合があることを発明者等は突き止めたのである。
【００１９】
また、意図せずにドーピングされる炭素は、その混入量が制御されていないため、エピウェハの面内で炭素濃度が不均一となってしまう。その結果、１枚のエピウェハから製造した複数の発光素子間で特性が不均一となり、例えば、長時間動作させて信頼性試験を行った場合、生存率が低く、良好な歩留まりを得られにくいことを発明者等は突き止めたのである。
【００２０】
さらに、発明者等は、ｎ型クラッド層中の炭素濃度を低下させる方法についても鋭意研究をおこなった。その結果、ｎ型クラッド層をエピタキシャル成長させる際のIII族原料
ガスの流量とＶ族原料ガスの流量との比率や、エピタキシャル成長させる際の基板の温度によって、ｎ型クラッド層中の炭素濃度を制御できることを突き止めたのである。本発明は、発明者等が得た上述の知見に基づいてなされたものである。
【００２１】
（１）発光素子用エピタキシャルウェハ及び発光素子
以下に、本発明の一実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態にかかる発光素子用エピタキシャルウェハの断面構成図である。図１に示すように、本発明の一実施形態にかかる発光素子用エピタキシャルウェハ１はＬＤ用エピウェハとして構成されており、基板２上にIII族原料ガス及びＶ族原料ガ
スを用いてIII−Ｖ族化合物半導体を結晶させてなるエピタキシャル層３を形成したもの
である。
【００２３】
エピタキシャル層３は、基板２上に、ｎ型バッファ層４、ｎ型第２バッファ層５、ｎ型クラッド層６、ガイド層７、活性層８、第２ガイド層９、ｐ型第１クラッド層１０、エッチングストップ層１１、ｐ型第２クラッド層１２、中間層１３、及びコンタクト層１４を順次積層してなる。なお、ｎ型第２バッファ層５が設けらる場合に限らず、ｎ型バッファ層４の上にｎ型クラッド層６が直接積層されていてもよい。
【００２４】
ｎ型バッファ層４及びｎ型第２バッファ層５は、基板２とｎ型クラッド層６との格子不整合を緩和するために形成される。ｎ型クラッド層６、ｐ型第１クラッド層１０、及びｐ型第２クラッド層１２は、活性層８に隣接あるいは近接して形成され、屈折率が低く、バンドギャップエネルギーが高い半導体材料から構成される。ガイド層７は活性層８を成長させる際のバッファ層として機能し、第２ガイド層９はｐ型第１クラッド層１０を成長させる際のバッファ層として機能する。中間層１３は、ｐ型第２クラッド層１２とコンタクト層１４との格子不整合を緩和するために形成される。コンタクト層１４は、キャリア密度が高く、電極（陽極）とのオーミック接触を得るために形成される。
【００２５】
ｎ型クラッド層６、ｐ型第１クラッド層１０、及びｐ型第２クラッド層１２は、例えばＡｌＧａＩｎＰから構成されている。また、ｎ型クラッド層６には、ｎ型のドーパントとして例えばＳｉがドーピングされる。
【００２６】
さて、本実施形態にかかるｎ型クラッド層６の炭素濃度は、３．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下となるように構成されている。また、ｎ型クラッド層６の炭素濃度は、発光素子用エピタキシャルウェハ１の面内全域にわたって略均一となるように構成されている。
【００２７】
上述のように炭素濃度を低下させたことにより、ｎ型クラッド層６において、ｎ型のドーパントが炭素により打ち消されてキャリア濃度が低下してしまうことが抑制され、ＬＤの長時間動作に対する信頼性を向上させることが可能となる。また、発光素子用エピタキシャルウェハ１の面内全域にわたって炭素濃度を均一化させたことにより、１枚のエピウェハから製造される発光素子の特性を均一化させて、歩留まりを改善させることが可能となる。
【００２８】
（２）発光素子用エピタキシャルウェハの製造方法
続いて、本発明の一実施形態にかかる発光素子用エピタキシャルウェハ１の製造方法を説明する。
【００２９】
まず、ＭＯＶＰＥ装置などの半導体製造装置の炉（反応炉）内に基板２を搬入する。半導体製造装置には、III族原料ガス、Ｖ族原料ガス、ドーパント原料、及びキャリアガス
を炉内にそれぞれ供給するガス供給手段を接続しておく。
【００３０】
この状態で、基板２をヒータにより加熱し、加熱した基板２上に、ガス供給手段からIII族原料ガス、Ｖ族原料ガス、ドーパント原料、及びキャリアガスを供給し、上述した各
層４〜１４をＭＯＶＰＥ法などの結晶成長法により順次成長させて積層し、上述したエピタキシャル層３を備えた発光素子用エピタキシャルウェハ１を得る。
【００３１】
なお、上記においては、ｎ型クラッド層６をエピタキシャル成長させる時に、基板２へのＶ族原料ガスの供給流量をIII族原料ガスの供給流量よりも多くすることにより、ｎ型
クラッド層６中の炭素濃度を低下させる。具体的には、ｎ型クラッド層６をエピタキシャル成長させる時に、基板２へのＶ族原料ガスの供給流量を基板２へのIII族原料ガスの供
給流量の１２０倍以上とする。すなわち、ｎ型クラッド層６をエピタキシャル成長させる時に、（Ｖ族原料ガスの供給流量）／（III族原料ガスの供給流量）＝Ｖ／III比を１２０以上として、ｎ型クラッド層６中の炭素濃度を低下させる。なお、Ｖ族原料ガス及びIII
族原料ガスは、基板２の面内全域に対して均等な量を供給する。
【００３２】
また、ｎ型クラッド層６をエピタキシャル成長させる時に、基板２を高温に保持することによりｎ型クラッド層６中の炭素濃度を低下させることも可能である。具体的には、ｎ型クラッド層６をエピタキシャル成長させる時に、基板２を７５０℃に保持することによりｎ型クラッド層６中の炭素濃度を低下させることが可能である。なお、基板２の面内全域において均等な温度となるように加熱する。
【００３３】
なお、ｎ型クラッド層６中の炭素濃度は、例えばＳＩＭＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｉｏｎ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ；２次イオン質量分析）によって測定することが出来る。ＳＩＭＳ分析は、Ｏ２＋やＣｓ＋３のようなイオンを試料表面に照射し、スパッタされた原子の中でイオン化された二次イオンを質量分析することにより、物質の成分や不純物の分析を行う方法である。イオンによって試料表面がスパッタされるので、試料の表面からの深さ方向の元素分布を得ることが可能である。
【００３４】
（３）本実施形態にかかる効果
上述したとおり、本実施形態においては、ｎ型クラッド層６をエピタキシャル成長させる時に、基板２へのＶ族原料ガスの供給流量をIII族原料ガスの供給流量よりも多くする
ことにより、ｎ型クラッド層６中の炭素濃度を低下させることが出来る。具体的には、ｎ型クラッド層６をエピタキシャル成長させる時に、基板２へのＶ族原料ガスの供給流量を基板２へのIII族原料ガスの供給流量の１２０倍以上として、ｎ型クラッド層６中の炭素
濃度を低下させることが出来る。
【００３５】
また、本実施形態においては、ｎ型クラッド層６をエピタキシャル成長させる時に、基板２を高温に保持することによりｎ型クラッド層６中の炭素濃度を低下させることも可能である。具体的には、ｎ型クラッド層６をエピタキシャル成長させる時に、基板２を７５０℃に保持することによりｎ型クラッド層６中の炭素濃度を低下させることが可能である。
【００３６】
そして、ｎ型クラッド層６中の炭素濃度を３．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とすることにより、ｎ型クラッド層６において、ｎ型のドーパントが炭素により打ち消されてキャリア濃度が低下してしまうことを抑制することが可能となり、発光素子用エピタキシャルウェハ１から製造するＬＤの長時間動作に対する信頼性を向上させることが可能となる。
【００３７】
また、本実施形態においては、ｎ型クラッド層６をエピタキシャル成長させる時に、基板２の面内全域にわたり、Ｖ族原料ガスの供給流量とIII族原料ガスの供給流量との比率
が均一になるように制御している。また、基板２の面内全域にわたり、温度を調整するように制御している。その結果、発光素子用エピタキシャルウェハ１の面内全域にわたってｎ型クラッド層６の炭素濃度を均一に低下させることが可能となる。その結果、１枚のエピウェハから製造される発光素子の特性を均一化させ、歩留まりを改善させることが可能となる。
【００３８】
上述の実施形態では、発光素子用エピタキシャルウェハ１としてＬＤ用のエピウェハの例で説明したが、本実施形態にかかる発光素子用エピタキシャルウェハ１及びその製造方法は、ＭＯＶＰＥ成長法により製造するＬＥＤ用のエピウェハにも好適に適用可能である。
【００３９】
また、本実施形態にかかる発光素子用エピタキシャルウェハ１及びその製造方法は、ＡｌＧａＩｎＰやＡｌＧａＡｓに限らず、青紫ＬＤや青色ＬＥＤ等に用いられるＧａＮ系のエピウェハにも好適に適用可能である。
【実施例】
【００４０】
以下に、本発明の実施例を比較例を交えながら説明する。図２は、本発明の実施例にかかるＶ／III比とｎ型クラッド層中の炭素濃度との相関を示すグラフ図である。図３は、
本発明の実施例にかかる発光素子用エピタキシャルウェハの構成を示す表図である。図４は、本発明の実施例を比較例を交えながら説明するグラフ図である。
【００４１】
（実施例１）
まず、基板２を加熱するヒータの温度を７００℃とし、Ｖ／III比を変化させながら（
Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５１Ｉｎ０．４９Ｐからなるｎ型クラッド層６を成長させ、ｎ型クラッド層６中の炭素濃度を測定した。ｎ型クラッド層６中の炭素濃度は、ＳＩＭＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｉｏｎ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ；２次イオン質量分析）によって測定した。炭素濃度の検出加減は１〜２×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【００４２】
測定結果を図２の破線に示す。図２によれば、Ｖ／III比を高くすることにより炭素濃
度を低下できていることが分かる。なお、炭素濃度はｎ型クラッド層６の最上層から略１μｍの深さで測定した。なお、Ｇａ０．５１Ｉｎ０．４９Ｐからなるｎ型クラッド層６を成長させて測定を行ったところ、上記とほぼ同様の試験結果を得た。
【００４３】
（実施例２）
続いて、基板２を加熱するヒータの温度を７５０℃として、実施例１と同様にｎ型クラッド層６を成長させ、ｎ型クラッド層６中の炭素濃度を測定した。
【００４４】
測定結果を図２の実線に示す。図２によれば、基板２を加熱するヒータの温度を７５０℃とすることにより、さらに炭素濃度を低下できていることが分かる。すなわち、ｎ型クラッド層６をエピタキシャル成長させる時に、基板２を高温に保持することにより、ｎ型クラッド層６中の炭素濃度をさらに低減できていることが分かる。なお、Ｇａ０．５１Ｉｎ０．４９Ｐからなるｎ型クラッド層６を成長させて測定を行ったところ、上記とほぼ同様の試験結果を得た。
【００４５】
（実施例３）
上述した製造方法を用い、図３に示す構造のエピウェハを製造した。なお、図３においてはｎ型、ｐ型をそれぞれ“ｎ−”，“ｐ−”で示し、不純物を添加しないものはアンドープと呼び“ｕｎ−”で示した。なお、実施例３においては、Ｇａ原料としてＴＭＧ（トリメチルガリウム）、Ａｌ原料としてＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、Ｉｎ原料としてＴＭＩ（トリメチルインジウム）、Ａｓ原料としてＡｓＨ３（アルシン）、Ｐ原料としてＰＨ３（ホスフィン）、Ｓｉ原料としてＳｉ２Ｈ６（ジシラン）、ｐ型の不純物であるＺｎ原料としてＤＭＺ（ジメチル亜鉛）を用いた。
【００４６】
具体的には、ｎ型ＧａＡｓ基板として構成された厚さ５００μｍの導電性の基板２上に、ｎ型バッファ層４として厚さ２００ｎｍのｎ型ＧａＡｓ層（キャリア濃度１．×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３）、ｎ型第２バッファ層５として厚さ２００ｎｍのｎ型Ｇａ０．５１Ｉｎ０．４９Ｐ層（キャリア濃度１．０×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３）、ｎ型クラッド層６として厚さ２５００ｎｍのｎ型（Ａｌ０．６８Ｇａ０．３２）０．５１Ｉｎ０．４９Ｐ層、ガイド層７として厚さ１５ｎｍの不純物を添加しない（Ａｌ０．６８Ｇａ０．３２）０．５１Ｉｎ０．４９Ｐ層を順に成長させた。
【００４７】
そして、ガイド層７上に厚さ４９ｎｍの活性層８を成長させた。活性層８は、Ｇａ０．５１Ｉｎ０．４９Ｐをウェル、（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５１Ｉｎ０．４９Ｐをバリアとした３重の量子井戸構造とした。なお、活性層８には不純物は添加していない。
【００４８】
そして、活性層８上に、第２ガイド層９として厚さ７０ｎｍのガイド層７と同様の結晶からなる層、ｐ型第１クラッド層１０として厚さ３００ｎｍの（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５１Ｉｎ０．４９Ｐ層（キャリア濃度１．０×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３）、エッチングストップ層１１として厚さ９ｎｍの不純物を添加しないＧａ０．５５Ｉｎ０．４５Ｐ層、ｐ型第２クラッド層１２として厚さ１５００ｎｍのｐ型第１クラッド層１０と同様の結晶からなる層、中間層１３としてｐ型第２クラッド層１２とコンタクト層１４との格子不整合を緩和する厚さ５０ｎｍのｐ型Ｇａ０．５１Ｉｎ０．４９Ｐ層（キャリア濃度１．５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３）を順に成長させ、最上層には、コンタクト層１４として厚さ３００ｎｍのｐ型高濃度のＧａＡｓ（キャリア濃度５．０×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３）を成長させた。
【００４９】
なお、ｎ型クラッド層６を成長させる際には、ｎ型クラッド層６中の炭素濃度がそれぞれ１．５×１０１５、２．５×１０１５、３．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３となるようにＶ／III比、及び基板２を加熱するヒータの温度を調整した。
【００５０】
そして、上述の発光素子用エピタキシャルウェハ１を用いて複数のＬＤを製造してそれぞれ１００個ずつ抽出し、１０００時間の信頼性試験を実施した。かかる試験結果を図４の○記号にて示す。図４の横軸はｎ型クラッド層６中の炭素濃度を示しており、縦軸は信頼性試験に合格したＬＤの割合をパーセントで示している。図４によれば、ｎ型クラッド
層６中の炭素濃度が３．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であれば、長時間動作に対する信頼性は高く、１枚のエピウェハから製造される発光素子の歩留まりは良好であることが分かる。
【００５１】
（比較例）
一方、Ｖ／III比および基板２を加熱するヒータの温度を調整して、ｎ型クラッド層６
中の炭素濃度を３．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３を超える範囲とし、実施例３と同様の発光素子用エピタキシャルウェハ１を６枚製造した。具体的には、ｎ型クラッド層６中の炭素濃度を３．６４×１０１５、３．７６×１０１５、３．８９×１０１５、４．５×１０１５、５．５×１０１５、７．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３となるようにＶ／III比、及び基板２を加熱するヒータの温度を調整した。
【００５２】
そして、上述の発光素子用エピタキシャルウェハ１から複数のＬＤを製造してそれぞれ１００個ずつ抽出し、１０００時間の信頼性試験を実施した。かかる試験結果を図４の●記号にて示す。図４によれば、ｎ型クラッド層６中の炭素濃度が３．５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３を超えた場合には、長時間動作に対する信頼性が低下し、１枚のエピウェハから製造される発光素子の歩留まりが悪化していることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態にかかる発光素子用エピタキシャルウェハの断面構成図である。
【図２】本発明の実施例にかかるＶ／III比とｎ型クラッド層中の炭素濃度との相関を示すグラフ図である。本発明の実施例にかかる発光素子用エピタキシャルウェハの構成を示す表図である。
【図３】本発明の実施例にかかる発光素子用エピタキシャルウェハの構成を示す表図である。
【図４】本発明の実施例を比較例を交えながら説明するグラフ図である。
【符号の説明】
【００５４】
１      発光素子用エピタキシャルウェハ
２      基板
３      エピタキシャル層
４      ｎ型バッファ層
５      ｎ型第２バッファ層
６      ｎ型クラッド層
７      ガイド層
８      活性層
９      第２ガイド層
１０    ｐ型第１クラッド層
１１    エッチングストップ層
１２    ｐ型第２クラッド層
１３    中間層
１４    コンタクト層
【図１】
2009026798.tif 000003
【図２】
2009026798.tif 000004
【図３】
2009026798.tif 000005
【図４】
2009026798.tif 000006