(57)【要約】【課題】活性層における量子井戸構造の格子不整合を非常に小さくした状態を維持することにより、欠陥の発生を防ぎ、発光波長を長波長化させても高効率で発光が可能な窒化物半導体発光素子を提供する。【解決手段】量子井戸構造を有する活性層において、活性層中の井戸層を少なくともホウ素及びインジウムが含まれたＡｌＷ１ＢＸ１ＩｎＹ１ＧａＺ１Ｎ（Ｗ１＋Ｘ１＋Ｙ１＋Ｚ１＝１）で作製して、発光波長が３６５ｎｍ以上となるように形成しているので、井戸層とＧａＮとが格子整合できるように、又は井戸層とＧａＮとの格子不整合を極めて小さくできるように構成し、かつ発光波長の長波長化も行うことができる。【選択図】        図１
2009027022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
量子井戸構造を有する活性層を備えた窒化物半導体発光素子であって、
前記活性層における井戸層は少なくともホウ素及びインジウムが含まれたＡｌＷ１ＢＸ１ＩｎＹ１ＧａＺ１Ｎ（Ｗ１＋Ｘ１＋Ｙ１＋Ｚ１＝１）で、かつ発光波長が３６５ｎｍ以上となるように形成されたことを特徴とする窒化物半導体発光素子。
【請求項２】
前記井戸層の格子定数が、前記井戸層と同じバンドギャップとなるように構成されたＩｎＹ３ＧａＺ３Ｎ（０≦Ｙ３≦１、Ｚ３＝１−Ｙ３）の格子定数よりも小さく形成されたことを特徴とする請求項１記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項３】
前記井戸層はＧａＮとの格子不整合が±１．５％以内であることを特徴とする請求項１記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項４】
前記井戸層はＧａＮと格子整合していることを特徴とする請求項１記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項５】
前記活性層における障壁層は、ＡｌＷ２ＢＸ２ＩｎＹ２ＧａＺ２Ｎ（Ｗ２＋Ｘ２＋Ｙ２＋Ｚ２＝１）で形成され、かつ前記井戸層よりもバンドギャップが大きく構成されたことを特徴とする請求項１記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項６】
前記障壁層はＧａＮとの格子不整合が±１．５％以内であることを特徴とする請求項５記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項７】
前記障壁層はＧａＮと格子整合していることを特徴とする請求項５記載の窒化物半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡｌＢＩｎＧａＮの５元混晶を用いた窒化物半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
青色〜緑色、又は紫色の光を発する半導体レーザ素子、発光ダイオード等の半導体発光素子として、窒化物半導体発光素子がある。窒化物半導体発光素子の製造の際には、サファイア、ＧａＮ、ＳｉＣ、Ｓｉ等からなる基板上にＧａＮ系半導体層をエピタキシャル成長させている。
【０００３】
例えば、サファイア基板上にＭＯＣＶＤ（有機金属気相成長法）を用いて、ｎ型ＧａＮコンタクト層、ＩｎＧａＮ井戸層とＧａＮ障壁層による量子井戸活性層が順に形成され、活性層上には、ｐ型ＡｌＧａＮブロック層、ｐ型ＧａＮコンタクト層等が順に形成される。
【０００４】
ｐ型ＧａＮコンタクト層からｎ型ＧａＮコンタクト層の一部領域までがエッチングにより除去され、ｎ型ＧａＮコンタクト層を露出させ、ｎ型ＧａＮコンタクト層の露出した上面にｎ電極が形成され、ｐ型ＧａＮコンタクト層の上面にｐ電極が形成される。
【０００５】
図７は、サファイア単結晶やＧａＮ系単結晶等、ウルツ鉱構造を有する六方晶系結晶の面方位を示すユニットセル図を表している。ここで、Ｃ面やａ軸という表現は、いわゆるミラー指数により表すことができ、例えば、Ｃ面は（０００１）面と表される。図４において斜線を付した面がＡ面（１１−２０）であり、Ｍ面（１０−１０）は六方晶構造の柱面を示す。例えば｛１１−２０｝面や｛１０−１０｝面は、結晶のもつ対称性により、（１１−２０）面や（１０−１０）面と等価な面も含む総称であることを示している。また、ａ軸はＡ面の垂直方向を、ｍ軸はＭ面の垂直方向を、ｃ軸はＣ面の垂直方向を示す。
【０００６】
上述したように、サファイア基板上にＧａＮ系半導体層を積層する場合には、サファイア基板のＣ面（０００１）が用いられ、（０００１）方位のサファイア基板上に積層したＧａＮ系半導体は、（０００１）方位のウルツ鉱型の結晶構造を持ち、Ｇａ元素が成長表面方向（Ｃ面成長）になる結晶極性を有している。
【０００７】
このように積層されたＧａＮ系半導体層の積層界面では、ｃ軸方向に対称性がなく、Ｃ面成長のエピタキシャル膜には表裏が生じるというウルツ鉱構造のため自発分極が発生するとともに、自発分極と界面応力に起因するピエゾ分極が起こり、これらの分極電荷により、積層界面に電界が発生する。また、上記界面応力は格子欠陥による格子不整合によって変化し、格子不整合が大きくなると界面応力も大きくなり、ピエゾ分極が増大する。
【０００８】
上記自発分極とピエゾ分極は、ＧａＮ系半導体層のヘテロ接合界面で発生するので、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ量子井戸活性層でも発生し、量子井戸に生じた電界により、キャリアの分極が起きるため、発光効率の低下、発光波長のレッドシフト（長波長側へのシフト）を招くという問題があった。
【０００９】
そこで、サファイア基板等における結晶成長面を、図４のユニットセル図におけるＭ面やＡ面等の非極性面（ノンポーラ面）、又は（１０−１−１）面、（１０−１−３）面、（１１−２２）面等の半極性面（セミポーラ面）とし、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ量子井戸活性層の成長面を非極性面又は半極性面とすることで、ＧａＮ障壁層とＩｎＧａＮ井戸層との界面における自発分極及びピエゾ分極の影響をなくし、発光効率の低下、発光波長のレッドシフトをなくすようにした構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−１２８６６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、自発分極及びピエゾ分極を抑制しても、ＧａＮ障壁層とＩｎＧａＮ井戸層との量子井戸構造を用いているために、ＧａＮとＩｎＧａＮとの格子不整合が発生する。また、窒化物半導体発光素子の発光波長の長波長化が求められており、長波長化を行うためにはＩｎＧａＮ井戸層のＩｎ組成比率を高くしなければならないが、そのようにするとＧａＮ障壁層との格子定数との開きが拡大し、格子定数の相違は最大１０％程度にも達する。この格子不整合は欠陥が発生する要因となり、活性層の内部量子効率を低下させ、発光効率を減少させる。
【００１１】
また、非極性面や半極性面を結晶成長面とした場合には、Ｃ面成長のときのようなレッドシフト効果がなくなるので、長波長化を行う場合は、Ｃ面成長のときよりもＩｎＧａＮ井戸層のＩｎ組成比率を高くしなければならず、益々ＧａＮ障壁層との格子定数の違いが拡大し、発光効率が激減するという問題があった。
【００１２】
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、活性層における量子井戸構造の格子不整合を非常に小さくした状態を維持することにより、欠陥の発生を防ぎ、発光波長を長波長化させても高効率で発光が可能な窒化物半導体発光素子を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、量子井戸構造を有する活性層を備えた窒化物半導体発光素子であって、前記活性層における井戸層は少なくともホウ素及びインジウムが含まれたＡｌＷ１ＢＸ１ＩｎＹ１ＧａＺ１Ｎ（Ｗ１＋Ｘ１＋Ｙ１＋Ｚ１＝１）で、かつ発光波長が３６５ｎｍ以上となるように形成されたことを特徴とする窒化物半導体発光素子である。
【００１４】
また、請求項２記載の発明は、前記井戸層の格子定数が、前記井戸層と同じバンドギャップとなるように構成されたＩｎＹ３ＧａＺ３Ｎ（０≦Ｙ３≦１、Ｚ３＝１−Ｙ３）の格子定数よりも小さく形成されたことを特徴とする請求項１記載の窒化物半導体発光素子である。
【００１５】
また、請求項３記載の発明は、前記井戸層はＧａＮとの格子不整合が±１．５％以内であることを特徴とする請求項１記載の窒化物半導体発光素子である。
【００１６】
また、請求項４記載の発明は、前記井戸層はＧａＮと格子整合していることを特徴とする請求項１記載の窒化物半導体発光素子である。
【００１７】
また、請求項５記載の発明は、前記活性層における障壁層は、ＡｌＷ２ＢＸ２ＩｎＹ２ＧａＺ２Ｎ（Ｗ２＋Ｘ２＋Ｙ２＋Ｚ２＝１）で形成され、かつ前記井戸層よりもバンドギャップが大きく構成されたことを特徴とする請求項１記載の窒化物半導体発光素子である。
【００１８】
また、請求項６記載の発明は、前記障壁層はＧａＮとの格子不整合が±１．５％以内であることを特徴とする請求項５記載の窒化物半導体発光素子である。
【００１９】
また、請求項７記載の発明は、前記障壁層はＧａＮと格子整合していることを特徴とする請求項５記載の窒化物半導体発光素子である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、量子井戸構造を有する活性層において、活性層中の井戸層を少なくともホウ素及びインジウムが含まれたＡｌＷ１ＢＸ１ＩｎＹ１ＧａＺ１Ｎ（Ｗ１＋Ｘ１＋Ｙ１＋Ｚ１＝１）で、かつ発光波長が３６５ｎｍ以上となるように形成しているので、井戸層とＧａＮとが格子整合できるように、又は井戸層とＧａＮとの格子不整合を極めて小さくできるように構成し、かつ発光波長の長波長化も可能にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図３は本発明の窒化物半導体発光素子の構成例を、図２は図３の活性層４の拡大詳細図を示す。また、図１は、Ａｌ（アルミニウム）、Ｂ（ホウ素）、Ｉｎ（インジウム）、Ｇａ（ガリウム）、Ｎ（窒素）を組み合わせた窒化物半導体におけるバンドギャップ（エネルギーギャップ）及び発光波長と格子定数との関係を示す。
【００２２】
窒化物半導体発光素子の構成例としては、サファイア基板１の上に、ＡｌＮバッファ層２、ｎ型ＧａＮコンタクト層３、活性層４、ｐ型ＡｌＧａＮ（電子）ブロック層８、ｐ型ＧａＮコンタクト層５が順次積層されており、ｐ型ＧａＮコンタクト層５から一部領域がメサエッチングされて、ｎ型ＧａＮコンタクト層３が露出した面にｎ電極７が形成されている。また、ｐ型ＧａＮコンタクト層５の上にはｐ電極６が形成されている。
【００２３】
活性層４は、量子井戸構造（Quantum Well）を有する活性層であり、井戸層（ウェル層）を、井戸層よりもバンドギャップの大きな障壁層（バリア層）でサンドイッチ状に挟んだ構造となっている。この量子井戸構造は、１つではなく、多重化しても良く、この場合は、ＭＱＷ（Multi Quantum Well）、すなわち多重量子井戸構造となる。
【００２４】
本発明では、活性層４全体をＡｌ（アルミニウム）、Ｂ（ホウ素）、Ｉｎ（インジウム）、Ｇａ（ガリウム）、Ｎ（窒素）による５元混晶系のＡｌＢＩｎＧａＮとし、井戸層４ｂをＡｌＷ１ＢＸ１ＩｎＹ１ＧａＺ１Ｎ（Ｗ１＋Ｘ１＋Ｙ１＋Ｚ１＝１、０≦Ｗ１＜１、０＜Ｘ１＜１、０＜Ｙ１＜１、０≦Ｚ１＜１）、障壁層（バリア層）４ａをＡｌＷ２ＢＸ２ＩｎＹ２ＧａＺ２Ｎ（Ｗ２＋Ｘ２＋Ｙ２＋Ｚ２＝１、０≦Ｗ２≦１、０≦Ｘ２≦１、０≦Ｙ２≦１、０≦Ｚ２≦１）の量子井戸構造とした。
【００２５】
すなわち、井戸層４ｂは、少なくともＢ（ホウ素）とＩｎ（インジウム）を含んだＡｌＷ１ＢＸ１ＩｎＹ１ＧａＺ１Ｎ（Ｗ１＋Ｘ１＋Ｙ１＋Ｚ１＝１）で構成し、障壁層４ａはＡｌＷ２ＢＸ２ＩｎＹ２ＧａＺ２Ｎ（Ｗ２＋Ｘ２＋Ｙ２＋Ｚ２＝１）で構成するものであり、したがって、井戸層４ｂと障壁層４ａの最小構成は、井戸層４ｂがＢＩｎＮ（上記Ｗ１＝０、Ｚ１＝０）、障壁層４ａがＧａＮ（上記Ｗ２＝Ｘ２＝Ｙ２＝０）となる。
【００２６】
図２に示されるように、活性層４がｎ型ＧａＮコンタクト層３と接する側に障壁層層４ａが配置され、その上に井戸層４ｂが積層されており、この障壁層４ａと井戸層４ｂとが交互に何周期か積層された後、最後の障壁層４ａが形成されており、この最後の障壁層４ａの上にｐ型ＡｌＧａＮブロック層８が積層される。
【００２７】
また、障壁層４ａは井戸層４ｂよりも高いバンドギャップエネルギーを有する必要があり、一般的には、Ｙ１＞Ｙ２となるように、障壁層４ａのＩｎ組成比率は井戸層４ｂよりも小さくする。
【００２８】
次に、図１の左縦軸はバンドギャップ（エネルギーギャップ）（単位はｅＶ）を、右縦軸は発光波長（単位はｎｍ）を、横軸はａ軸方向の格子定数（単位はオングストローム：Å）を示す。また、図１中に記載された直線のグラフは、上記ＡｌＢＩｎＧａＮのうちの３元混晶の場合のデータを示す。例えば直線１１は、左上のＢＮの２元混晶の点から始まり、右下のＩｎＮの２元混晶で終了している。ここで、ＢＮとＩｎＮとの間を結ぶ直線１１上は、ＢＸＩｎ１―ＸＮの３元混晶において組成比率Ｘを０〜１まで変化させたデータを表わす。
【００２９】
同様に、ＡｌＮの点とＧａＮの点とを結ぶ直線１３上はＡｌＸＧａ１―ＸＮの３元混晶において組成比率Ｘを０〜１まで、ＡｌＮの点とＩｎＮの点とを結ぶ直線１４上はＡｌＸＩｎ１―ＸＮの３元混晶において組成比率Ｘを０〜１まで、ＧａＮの点とＩｎＮの点とを結ぶ直線１２上はＩｎＸＧａ１―ＸＮの３元混晶において組成比率Ｘを０〜１まで、各々変化させた場合のデータを表す。
【００３０】
したがって、直線１３と直線１２と直線１４とで囲まれた斜線の領域２０は、ＡｌＮとＧａＮとＩｎＮとが混晶されたもの、すなわち、ＡｌＩｎＧａＮの４元混晶の領域を表わす。これは、障壁層４ａの例で述べると、ＡｌＷ２ＢＸ２ＩｎＹ２ＧａＺ２Ｎ（Ｗ２＋Ｘ２＋Ｙ２＋Ｚ２＝１）で、ホウ素成分を０にした（Ｘ２＝０）ことに等しい。
【００３１】
一方、散在する点々で示された領域１０は、直線１１と直線１２と直線１３とＢＮとＡｌＮとを結ぶ破線で囲まれており、ＡｌＢＩｎＧａＮの５元混晶の領域からＡｌＩｎＧａＮ４元混晶の領域を差し引いた領域を表わす。これは、ＡｌＩｎＧａＮ４元混晶にＢを加えることにより、新たに構成することが可能となった組成範囲に相当する。
【００３２】
ここで、図１におけるＢＮ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮの各点におけるバンドギャップを示すと、ＢＮのバンドギャップＥｇ（ＧａＮ）は５．８ｅＶ、ＧａＮのバンドギャップＥｇ（ＧａＮ）は３．３９ｅＶ、ＩｎＮのバンドギャップＥｇ（ＩｎＮ）は０．６５ｅＶ、ＡｌＮのバンドギャップＥｇ（ＡｌＮ）は６．２ｅＶである。
【００３３】
一方、上記各点のａ軸方向の格子定数を示すと、ＢＮの格子定数ａ（ＢＮ）は２．５０４Å、ＧａＮの格子定数ａ（ＧａＮ）は３．１８９Å、ＩｎＮの格子定数ａ（ＩｎＮ）は３．５３７８Å、ＡｌＮの格子定数ａ（ＡｌＮ）は３．１１２Åである。
【００３４】
そして、ＧａＮのバンドギャップの３．３９ｅＶに対応する発光波長は、図１の右縦軸より３６５ｎｍとなる。また、ＧａＮの格子定数３．１８９Åと直線１１との交点における発光波長は５１５ｎｍとなる。したがって、ＧａＮと格子整合した井戸層を作製することが可能であるとともに、格子整合した井戸層の組成範囲には広がりがあり、その範囲は、図１の点線で示される直線１５の範囲であり、この範囲が発光波長３６５ｎｍ〜５１５ｎｍに該当する。したがって、井戸層の組成比率を変えることで、井戸層をＧａＮに格子整合させつつ、発光波長を３６５ｎｍ〜５１５ｎｍの範囲で変化させることができる。
【００３５】
一方、従来のＩｎＧａＮ／ＧａＮ量子井戸構造とした場合には、直線１２からわかるように、発光波長３６５ｎｍ以上の範囲では、ＩｎＧａＮとＧａＮとは格子整合する領域は存在せず、Ｉｎの組成比率が大きくなるにしたがって、ＧａＮとの格子不整合は益々大きくなる。これは、井戸層をＡｌＩｎＧａＮと４元混晶にした場合でも同じであり、領域２０における発光波長３６５ｎｍ以上の領域を見ればわかるように、ＧａＮと格子整合する部分は全くない。
【００３６】
図４、５、６は、図１と同じＡｌ（アルミニウム）、Ｂ（ホウ素）、Ｉｎ（インジウム）、Ｇａ（ガリウム）、Ｎ（窒素）を組み合わせた窒化物半導体におけるバンドギャップ（エネルギーギャップ）及び発光波長と格子定数との関係を示すものであり、縦軸や横軸のスケール、単位も同じである。ここで、図４の斜線領域は、請求項１に記載された発明、すなわち活性層における井戸層を少なくともホウ素及びインジウムが含まれたＡｌＷ１ＢＸ１ＩｎＹ１ＧａＺ１Ｎ（Ｗ１＋Ｘ１＋Ｙ１＋Ｚ１＝１）で、かつ発光波長が３６５ｎｍ以上となるように形成することに相当する。この場合、図４の斜線領域には、直線１４上は含まれない。
【００３７】
一方、図５の斜線領域は、図４の斜線領域のうち、井戸層の格子定数を、前記井戸層と同じバンドギャップとなるように構成されたＩｎＹ３ＧａＺ３Ｎ（０≦Ｙ３≦１、Ｚ３＝１−Ｙ３）の格子定数よりも小さく形成すること、すなわち請求項２に記載された発明に相当する。この場合、図５の斜線領域には、直線１２上は含まれない。
【００３８】
このように、井戸層４ｂを発光波長３６５ｎｍ以上となるようにＡｌＷ１ＢＸ１ＩｎＹ１ＧａＺ１Ｎの各組成を調整して作製すると、井戸層４ｂの組成範囲は、図４のように、発光波長３６５ｎｍを示す点線より下側の斜線で表された領域となる。他方、障壁層４ａは、領域１０と領域２０とを足し合わせた範囲の組成で形成することができる。井戸層４ｂを発光波長３６５ｎｍ以上となるように各組成を構成した場合でも、井戸層４ｂに格子整合するように障壁層４ａを決定することができ、かつ格子整合した状態で障壁層４ａのバンドギャップを井戸層４ｂよりも大きくすることができ、又格子整合した状態で発光波長を変化させることができる。
【００３９】
ただし、図１の関係図は、ボーイングパラメーターを考慮していないので、ボーイングパラメーターを考慮した場合は、ＧａＮと格子整合した井戸層４ｂを用いた状態で、発光波長を５１５ｎｍ以上にすることができる。
【００４０】
以上のように、本発明の窒化物半導体発光素子における活性層では、井戸層がＧａＮと格子整合できるように、又は井戸層の格子定数をＧａＮの格子定数と極めて近くなるように形成することができるとともに、発光波長を３６５ｎｍ〜５１５ｎｍ（ボーイングパラメーターを考慮した際は５１５ｎｍ以上）の範囲で変化させることができる。
【００４１】
また、図１からわかるように、ＧａＮとの格子不整合が±１．５％以内になるように、障壁層４ａと井戸層４ｂを構成することが可能である。ここで、ＧａＮとの格子不整合が±１．５％以内というのは、障壁層４ａ又は井戸層４ｂの格子定数をＬ、ＧａＮの格子定数をＡとすると、｜（Ｌ−Ａ）／Ｌ｜≦０．０１５となることである。ＧａＮの格子定数Ａは、前述したように、３．１８９Åであるので、Ｌの範囲を具体的に算出すると、３．１４２Å≦Ｌ≦３．２３８Åとなる。この算出結果に基づき、特に、井戸層４ｂとＧａＮとの格子不整合が±１．５％の範囲内に収まる領域を斜線で示すのが図６である。
【００４２】
したがって、従来技術で述べたＣ面成長を行ったとしても、格子不整合によって働く井戸層への応力が小さくなるので、転位の発生が抑制され、かつピエゾ分極が抑えられるため、発光効率が低下しない。また、活性層４の結晶成長面を非極性面や半極性面となるようにした場合、意図的にＧａＮの格子定数からＧａＮとの格子不整合が±１．５％以内の範囲でずらすことにより、井戸層に２軸性の応力を働かせて偏光特性を持たせることができる。
【００４３】
次に、図３の窒化物半導体発光素子の製造方法を簡単に説明する。製造方法としては、良く知られたＭＯＣＶＤ法等で成長させる。例えば、Ｃ面サファイア基板１を１１００℃程度まで昇温してサーマルクリーニングした後、基板温度を１０００℃程度に下げて、ＡｌＮバッファ層２を１００〜５００ｎｍ、Ｓｉドープのｎ型ＧａＮコンタクト層３を１〜５μｍ程度積層し、次に基板温度を８００℃程度に下げて、ＭＱＷ構造の活性層４を形成する。その後、基板温度をそのままにして、電子ブロック層として機能するＭｇドープのｐ型ＡｌＧａＮブロック層８を形成し、次にＭｇドープのｐ型ＧａＮコンタクト層５を０．２〜１μｍ程度積層する。活性層４は、上述したように、井戸層ＡｌＷ１ＢＸ１ＩｎＹ１ＧａＺ１Ｎ（Ｗ１＋Ｘ１＋Ｙ１＋Ｚ１＝１、０≦Ｗ１＜１、０＜Ｘ１＜１、０＜Ｙ１＜１、０≦Ｚ１＜１）、障壁層ＡｌＷ２ＢＸ２ＩｎＹ２ＧａＺ２Ｎ（Ｗ２＋Ｘ２＋Ｙ２＋Ｚ２＝１、０≦Ｗ２≦１、０≦Ｘ２≦１、０≦Ｙ２≦１、０≦Ｚ２≦１）を交互に積層する。
【００４４】
ｐ型ＧａＮコンタクト層５を形成した後、ｐ型ＧａＮコンタクト層５〜ｎ型ＧａＮコンタクト層３の途中までを反応性イオンエッチング等によりメサエッチングして除去し、ｎ型ＧａＮコンタクト層３表面を露出させる。その後、露出したｎ型ＧａＮコンタクト層３表面にｎ電極７を蒸着により形成し、ｐ型ＧａＮコンタクト層５の上にｐ電極６を蒸着により形成する。
【００４５】
なお、上述した各半導体層の製造については、キャリアガスの水素／窒素とともに、Ｇａの原料ガスであるトリエチルガリウム（ＴＥＧａ）又はトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、窒素の原料ガスであるアンモニア（ＮＨ３）、Ａｌの原料ガスであるトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、Ｉｎの原料ガスであるトリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）、Ｂの原料ガスであるトリエチルボロン（ＴＥＢ）などの各半導体層の成分に対応する反応ガス、ｎ型にする場合のドーパントガスとしてのシラン（ＳｉＨ４）、ｐ型にする場合のドーパントガスとしてのシクロペンタジエチルマグネシウム（ＣＰ２Ｍｇ）等の必要なガスを供給して、６５０℃〜１０００℃程度の範囲で順次成長させることにより、所望の組成で、所望の導電型の半導体層を、必要な厚さに形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の窒化半導体発光素子に用いられる活性層における半導体層のバンドギャップ及び発光波長と格子定数との関係を示す。
【図２】図３の活性層の拡大詳細を示す図である。
【図３】窒化半導体発光素子の構成の一例を示す図である。
【図４】請求項１記載の発明に相当する井戸層の構成範囲を示す図である。
【図５】請求項２記載の発明に相当する井戸層の構成範囲を示す図である。
【図６】図４の斜線領域においてＧａＮとの格子不整合が±１．５％以内の領域を示す図である。
【図７】六方晶系の面方位を示すユニットセル図である。
【符号の説明】
【００４７】
１    サファイア基板
２    ＡｌＮバッファ層
３    ｎ型ＧａＮコンタクト層
４    活性層
５    ｐ型ＧａＮコンタクト層
６    ｐ電極
７    ｎ電極
８    ｐ型ＡｌＧａＮブロック層
【図１】
2009027022.tif 000003
【図２】
2009027022.tif 000004
【図３】
2009027022.tif 000005
【図４】
2009027022.tif 000006
【図５】
2009027022.tif 000007
【図６】
2009027022.tif 000008
【図７】
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