(57)【要約】【課題】  十分なキャリア濃度を有するｎ型バッファ層を備えるとともに、ｎ型クラッド層の屈折率の均一性を向上させる。【解決手段】  基板と、基板上に順にエピタキシャル成長させたｎ型バッファ層及びｎ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型バッファ層中のキャリア濃度は０．７×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〜１．３×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の範囲であり、ｎ型バッファ層中の水素濃度は２．０×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に順にエピタキシャル成長させたｎ型バッファ層及びｎ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型バッファ層中のキャリア濃度は０．７×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〜１．３×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の範囲であり、
前記ｎ型バッファ層中の水素濃度は２．０×１０１７ａｔｏｍｓ／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型バッファ層はＡｌＧａＡｓまたはＡｌＧａＩｎＰからなる
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】
前記ｎ型バッファ層と前記ｎ型クラッド層との間にｎ型第２バッファ層を備える
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４】
前記ｎ型バッファ層はＡｌＧａＡｓからなり、前記ｎ型第２バッファ層はＡｌＧａＩｎＰからなる
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。
【請求項５】
加熱した基板上にIII族原料ガス、Ｖ族原料ガス、ドーピング原料、及びキャリアガス
を供給し、前記基板上に少なくともｎ型バッファ層とｎ型クラッド層とを順に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型バッファ層の成長中にドーピング原料の供給量を調整することにより、前記ｎ型バッファ層中のキャリア濃度を０．７×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〜１．３×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の範囲とし、
前記ｎ型バッファ層の成長中あるいは成長直後に、前記基板の加熱状態を保持したまま、III族原料ガスの供給を一時的に停止してＶ族原料ガスの供給を継続することにより、
前記ｎ型バッファ層中の水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型バッファ層はＡｌＧａＡｓまたはＡｌＧａＩｎＰからなる
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】
前記ｎ型バッファ層と前記ｎ型クラッド層との間に、ｎ型第２バッファ層をエピタキシャル成長させる
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８】
前記ｎ型バッファ層はＡｌＧａＡｓからなり、前記ｎ型第２バッファ層はＡｌＧａＩｎＰからなる
ことを特徴とする請求項７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９】
請求項１から４のいずれかに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）等の発光素子用の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】
発光素子としてのＬＤからのレーザ光と、受光素子としての光ピックアップとの結合効率を向上させるには、レーザ光の垂直放射角と水平放射角との比（アスペクト比）を低下させ、レーザ光の断面をより円形に近づけることが有効である。なお、放射角とは、レーザ光の広がり角度を示すＬＤの特性の一つである。ここで、垂直放射角はクラッド層の屈折率に大きく影響されるため、レーザ光の断面形をより円形に近づけるには、クラッド層の屈折率をより均一化させることが必要となる。特に近年、ＤＶＤの書き込み速度の倍速化、２層書き込みへの対応などにより、ＬＤの高出力化が求められており、よりシビアな屈折率の制御が要求されている。
【０００５】
ところで、上述のエピウェハを用いて製造された発光素子は、ｎ型導電性基板の裏側に取り付けられた電極（陰極）からｎ型クラッド層に向けて電流が注入されるように構成されている。ここで、ｎ型導電性基板とｎ型クラッド層との間に設けられるｎ型バッファ層中のキャリア濃度が低すぎると、電流注入の際にｎ型バッファ層が抵抗となってしまう。そのため、ｎ型バッファ層は、電流注入に際して障害とならない程度のキャリア濃度を有する必要があり、例えば高出力ＬＤにおいては０．７〜１．３×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３のキャリア濃度を有する必要がある。
【０００６】
しかしながら、上述したキャリア濃度を得るために、ｎ型バッファ層中にドーピング原料を過剰に添加すると、ｎ型クラッド層の屈折率が不均一になってしまう場合があった。
【０００７】
本発明の目的は、十分なキャリア濃度を有するｎ型バッファ層を備えるとともに、ｎ型クラッド層の屈折率の均一性を向上させた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】
【０００８】
本発明の第１の態様は、基板と、前記基板上に順にエピタキシャル成長させたｎ型バッファ層及びｎ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型バッファ層中のキャリア濃度は０．７×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〜１．３×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の範囲であり、前記ｎ型バッファ層中の水素濃度は２．０×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下である発光素子用エピタキシャルウェハである。
【０００９】
本発明の第２の態様は、前記ｎ型バッファ層はＡｌＧａＡｓまたはＡｌＧａＩｎＰからなる第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。
【００１０】
本発明の第３の態様は、前記ｎ型バッファ層と前記ｎ型クラッド層との間にｎ型第２バッファ層を備える第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。
【００１１】
本発明の第４の態様は、前記ｎ型バッファ層はＡｌＧａＡｓからなり、前記ｎ型第２バッファ層はＡｌＧａＩｎＰからなる第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。
【００１２】
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、ドーピング
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型バッファ層とｎ型クラッド層とを順に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型バッファ層の成長中にドーピング原料の供給量を調整することにより、前記ｎ型バッファ層中のキャリア濃度を０．７×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〜１．３×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の範囲とし、前記ｎ型バッファ層の成長中あるいは成長直後に、前記基板の加熱状態を保持したまま、III族原料ガスの供給を一時的に停止してＶ族原
料ガスの供給を継続することにより、前記ｎ型バッファ層中の水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。
【００１３】
本発明の第６の態様は、前記ｎ型バッファ層はＡｌＧａＡｓまたはＡｌＧａＩｎＰからなる第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。
【００１４】
本発明の第７の態様は、前記ｎ型バッファ層と前記ｎ型クラッド層との間に、ｎ型第２バッファ層をエピタキシャル成長させる第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。
【００１５】
本発明の第８の態様は、前記ｎ型バッファ層はＡｌＧａＡｓからなり、前記ｎ型第２バッファ層はＡｌＧａＩｎＰからなる第７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。
【００１６】
本発明の第９の態様は、第１から４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】
【００１７】
本発明によれば、十分なキャリア濃度を有するｎ型バッファ層を備えるとともに、ｎ型クラッド層の屈折率の均一性を向上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】
【００１８】
上述した通り、ｎ型バッファ層中にドーピング原料を過剰に添加すると、ｎ型クラッド層の屈折率が不均一となってしまう場合があった。発明者は、かかる原因について鋭意調査を行った。その結果、ｎ型バッファ層中にドーピング原料を過剰に添加すると、ｎ型バ
ッファ層の結晶が不均一となり、その不均一性がｎ型クラッド層へ伝播してｎ型クラッド層の結晶が不均一となり、ｎ型クラッド層の深さに応じてＰＬ波長にバラつきが生じ、ｎ型クラッド層の屈折率が不均一となっていることを突き止めた。
【００１９】
そして発明者は、所望のキャリア濃度を得るためには、ｎ型バッファ層中に過剰な量のドーピング原料を添加するのではなく、添加されたドーパントの不活性化を抑制することが有効であるとの知見を得た。そして、ドーパントの不活性化にはｎ型バッファ層中の水素濃度を低下させることが有効であること、及び、ｎ型バッファ層中の水素濃度はエピタキシャル成長を停止させながら高温の雰囲気を保つことにより低下させることが可能であることを突き止めたのである。本発明は発明者が得たこれらの知見に基づいてなされたものである。
【００２０】
（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。
【００２１】
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。
【００２２】
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が設けられる場合に限らず、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。
【００２３】
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、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。
【００２４】
ｎ型バッファ層４、ｎ型第２バッファ層５は、例えば、ＡｌＧａＡｓあるいはＡｌＧａＩｎＰから構成されている。なお、ｎ型バッファ層４がＡｌＧａＡｓから構成され、ｎ型第２バッファ層５がＡｌＧａＩｎＰから構成されていてもよい。また、ｎ型クラッド層６、活性層８、ｐ型第１クラッド層１０、及びｐ型第２クラッド層１２も、例えば、ＡｌＧａＡｓあるいはＡｌＧａＩｎＰから構成されている。
【００２５】
さて、本実施形態にかかるｎ型バッファ層４の水素濃度、及びｎ型第２バッファ層５の水素濃度は、それぞれ２．０×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下となっている。具体的には、ｎ型バッファ層４中の水素濃度、及びｎ型第２バッファ層５中の水素濃度の平均値がそれぞれ２．０×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下となっている。なお、ｎ型バッファ層４及びｎ型第２バッファ層５に限らず、エピタキシャル層３全体の水素濃度の平均値が２．０×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下となっていてもよい。
【００２６】
上述のように水素濃度を低下させたことにより、ｎ型バッファ層４及びｎ型第２バッフ
ァ層５中に添加されたドーパントの不活性化が抑制され、ドーピング原料を過剰に添加することなく所望のキャリア濃度を得ることが可能となる。具体的には、ｎ型バッファ層４及びｎ型第２バッファ層５のキャリア濃度はそれぞれ０．７×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〜１．３×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３となっている。
【００２７】
上述の発光素子用エピタキシャルウェハ１をチップ化し、コンタクト層１４上に電極（陽極）を形成することにより、発光素子としてのＬＤが得られる。
【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、ドーピング原料、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、ドーピング原料、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型バッファ層４及びｎ型第２バッファ層５の成長中あるいは成長直後に、炉内の温度を結晶成長時の温度以上に保持したまま、III族原料ガスの炉内
への供給を一時的に停止し、基板２上にＶ族原料ガスのみを供給することにより、ｎ型バッファ層４及びｎ型第２バッファ層５をエピタキシャル成長を停止させて、ｎ型バッファ層４及びｎ型第２バッファ層５中の水素濃度を低下させる。
【００３２】
なお、炉内に供給するＶ族ガス中には、直前に成長させていたｎ型バッファ層４あるいはｎ型第２バッファ層５中に含まれるＶ族元素が含まれるようにする。例えば、III族原
料ガスの供給を停止する直前にＡｌＧａＩｎＰ層を成長させていた場合にはＰ元素を含むＰＨ３ガスなどを炉内に流し、ＡｌＧａＡｓ層を成長させていた場合にはＡｓ元素を含むＡｓＨ３等ガスを炉内に流すようにする。また、このとき、Ｖ族ガスと一緒にキャリアガス（Ｈ２を除くＡｒ，Ｎ２，Ｈｅなどの不活性ガス）を炉内に流してもよい。
【００３３】
そして、ｎ型バッファ層４中及びｎ型第２バッファ層５中の水素濃度が、２．０×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下になるように、III族原料ガスの供給を停止する際の炉内の
温度と保持時間（停止時間）とをそれぞれ調整する。本実施形態では、これらの条件を例えば以下のように設定することが出来る。すなわち、III族原料ガスの供給を停止する直
前にＡｌＧａＩｎＰ層を成長させていた場合には、半導体製造装置に備えたヒータの設定温度を６８０〜７２０℃として０．５分〜１０分保持する。また、ＡｌＧａＡｓ層を成長させていた場合には、ヒータの設定温度を７５０℃〜８００℃として０．５分〜１０分保持する。
【００３４】
なお、上述の水素濃度を低下させる一連の処理は、ｎ型バッファ層４及びｎ型第２バッファ層５のみならず、ｎ型クラッド層６、活性層８、ｐ型第１クラッド層１０、及びｐ型第２クラッド層１２の成長中あるいは成長直後にも行うことが可能である。これにより、エピタキシャル層３中の水素濃度の平均値を例えば２．０×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とすることが可能となる。
【００３５】
なお、エピタキシャル層３中の水素濃度は、例えばＳＩＭＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｉ
ｏｎ  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。
【００３６】
（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、少なくともｎ型バッファ層４及びｎ型第２バッファ層５の成長中あるいは成長直後に、炉内の温度を結晶成長時の温度以上に保持したまま、III族原料ガスの炉内への供給を一時的に停止し、基板２上にＶ族原料ガスのみを
供給することにより、ｎ型バッファ層４及びｎ型第２バッファ層５中の水素濃度の平均値が２．０×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下になるよう低下させている。これは、熱処理により、Ｖ族原料中のＶ族原子が３価の陰イオンになり、その陰イオンが、ラジカルなＨ＋を吸着し、ｎ型バッファ層４及びｎ型第２バッファ層５に不可避的に混入する水素を追い出して、ｎ型バッファ層４及びｎ型第２バッファ層５中の水素濃度を低下させているためである。
【００３７】
これにより、ｎ型バッファ層４及びｎ型第２バッファ層５中に添加されたドーパントの不活性化を抑制することが可能となり、ｎ型バッファ層４及びｎ型第２バッファ層５中にドーピング原料を過剰に添加することなく、所望のキャリア濃度を得ることが可能となる。具体的には、ドーピング原料を過剰に添加することなく、０．７×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〜１．３×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３のキャリア濃度を得ることが可能となる。
【００３８】
また、本実施形態によれば、ｎ型バッファ層４及びｎ型第２バッファ層５中にドーピング原料を過剰に添加する必要がないことから、ｎ型バッファ層４及びｎ型第２バッファ層５の結晶の均一性を向上させ、ｎ型クラッド層６の結晶の均一性を向上させ、ｎ型クラッド層６の屈折率の均一性を向上させることができる。その結果、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を用いて製造した発光素子からのレーザ光のアスペクト比を低下させ、レーザ光の断面をより円形に近づけることが可能となる。
【００３９】
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。
【００４０】
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】
【００４１】
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。
【００４２】
（実施例）
まず、上述した製造方法を用い、ＬＤの製造に用いられる発光素子用エピタキシャルウェハ１のうちｎ型クラッド層６までを成長させて、図２に示す構造のエピウェハを製造した。すなわち、ｎ型のＧａＡｓ基板として構成された導電性の基板２上にｎ型バッファ層４として厚さ２００ｎｍのｎ型ＧａＡｓ層を、さらにｎ型第２バッファ層５として厚さ２００ｎｍのｎ型ＧａＩｎＰ層を成長させ、その上に、ｎ型クラッド層６として厚さ２５０
０ｎｍのｎ型（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５１Ｉｎ０．４９Ｐ層を成長させた。なお、図２においてはｎ型、ｐ型をそれぞれ“ｎ−”，“ｐ−”で示している。ここで、ｎ型バッファ層４及びｎ型第２バッファ層５を成長させる際には、上述したとおり、炉内の温度を結晶成長時の温度以上に保持したまま、III族原料ガスの炉内への供給を一時的に停止
し、基板２上にＶ族原料ガスのみを供給して、水素濃度を低下させている。
【００４３】
上記においては、ｎ型バッファ層４及びｎ型第２バッファ層５のキャリア濃度が１．３×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３になるように、また、ｎ型クラッド層６のキャリア濃度が６．０×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３になるように、ドーピング原料の供給量をそれぞれ調整した。なお、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。
【００４４】
そして、図２の条件下において、III族原料ガスの供給を停止する際の炉内温度や保持
時間を変化させ、ｎ型バッファ層４及びｎ型第２バッファ層５中の水素濃度が１．０×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、１．５×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、２．０×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３となるように３種類のエピウェハをそれぞれ製造した。そして、それぞれの場合について、ｎ型クラッド層６の深さ方向におけるＰＬ波長のバラつきを測定した。なお、深さ方向におけるＰＬ波長のバラつきの測定は、臭化水素によりｎ型クラッド層６をエッチングしながら行った。
【００４５】
かかる測定結果を図３の記号□にて示す。図３においては、「ｎ型バッファ層４及びｎ型第２バッファ層５における水素濃度」を横軸に示し、ＰＬ波長差（最大値と最小値との差）を「ＰＬ波長の深さ方向の分布」として縦軸に示している。図３によれば、水素濃度が２．０×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であるこれら３つの場合においては、ｎ型クラッド層６におけるＰＬ波長の深さ方向の分布がいずれも０．５ｎｍ未満となっていることがわかる。すなわち、水素濃度が２．０×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下の場合においては、ドーパントの不活性化を抑制でき、ドーピング原料を過剰に添加することなく所望のキャリア濃度を得ることが可能であり、その結果、ｎ型バッファ層４及びｎ型第２バッファ層５の結晶の均一性を向上させ、ｎ型クラッド層６の結晶の均一性を向上させ、ｎ型クラッド層６の屈折率の均一性を向上させることが可能であることが分かる。
【００４６】
（比較例）
続いて、従来方法を用い、ｎ型のＧａＡｓ基板として構成された導電性の基板２上に、ｎ型バッファ層４、ｎ型第２バッファ層５、及びｎ型クラッド層６を連続して積層させた。すなわち、ｎ型バッファ層４及びｎ型第２バッファ層５を成長中あるいは成長直後にIII族原料ガスの炉内への供給を停止して保持せずに、連続してｎ型クラッド層６まで製造
した。その際、図２の条件下において炉内温度や成長速度等を変化させ、ｎ型バッファ層４及びｎ型第２バッファ層５の水素濃度が２．５×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、３．０×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、４．０×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、６．０×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３となるように４種類のエピウェハをそれぞれ製造した。そして、それぞれの場合について、ｎ型クラッド層６の深さ方向におけるＰＬ波長のバラつきを測定した。その他の条件は上述の実施例と同様である。
【００４７】
かかる測定結果を図３の記号■にて示す。図３によれば、水素濃度が２．５×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上の場合には、ｎ型クラッド層６におけるＰＬ波長の深さ方向の分布はいずれも０．５ｎｍ以上となっていることがわかる。すなわち、水素濃度が２．５×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上の場合には、ドーパントの不活性化を補うためにドーピ
ング原料の供給量を増やす必要があり、その結果、ｎ型バッファ層４及びｎ型第２バッファ層５の結晶が不均一となり、ｎ型クラッド層６の結晶が不均一と成り、ｎ型クラッド層６の屈折率の均一性が低下していることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【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】
【００４９】
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
【図１】
2009054791.tif 000003
【図２】
2009054791.tif 000004
【図３】
2009054791.tif 000005