(57)【要約】窒化物半導体発光素子の素子構造において、窒化物半導体層からなる積層体に、第一のｎ型層１３とｐ型クラッド層１５とによって活性層１４を挟んだ積層構造を有してなる発光部と、該発光部の外側にあって前記ｐ型クラッド層の側に位置する第二のｎ型層１６とが含まれる構造とする。積層体を基板１１上に成長させる場合には、発光部はｐ型クラッド層１５を上側とし、第二のｎ型層１６は発光部よりもさらに上側に位置させる。該第二のｎ型層１６に、ドライエッチングが施されて露出した面を形成する。このドライエッチングを施されて露出した面に電極Ｐ１２を形成することで、該電極Ｐ１２は、ｎ型層１６に形成された電極でありながら、前記発光部のｐ型クラッド層１５へ正孔を注入するための低接触抵抗のｐ側電極となる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化物半導体層からなる積層体を有する窒化物半導体発光素子であって、
該積層体には、第一のｎ型層とｐ型層とによって活性層を挟んだ積層構造を有してなる発光部と、該発光部の外側にあって前記ｐ型層の側に位置する第二のｎ型層とが含まれており、
該第二のｎ型層は、ドライエッチングが施されて露出した面を有し、このドライエッチングを施されて露出した面には、前記発光部のｐ型層へ正孔を注入するためのｐ側電極が形成されていることを特徴とする、
前記窒化物半導体発光素子。
【請求項２】
上記積層体が、基板上に窒化物半導体層を順次成長させることによって形成されたものであって、
基板が下側にあるとして、発光部は、第一のｎ型層が下側、ｐ型層が上側となるように積層体中に含まれており、かつ、
第二のｎ型層が、発光部よりも上側に位置している、請求の範囲１記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項３】
発光部の第一のｎ型層が、ｎ型コンタクト層を兼用している、請求の範囲２記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項４】
上記積層体に、発光部のｎ型層よりも下側に専用のｎ型コンタクト層が含まれているか、または、
上記基板がｎ型の窒化物半導体からなる基板であって、該基板がｎ型コンタクト層を兼用している、
請求の範囲２記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項５】
ｎ型コンタクト層が、ドライエッチングによって露出した表面を有し、該表面にｎ側電極が形成されている、請求の範囲３または４記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項６】
上記第二のｎ型層の上面が、全面にわたってドライエッチングを施された面であり、このドライエッチングを施された面に上記ｐ側電極が形成されている、
請求の範囲１記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項７】
上記ｐ側電極が、上記ドライエッチングを施された面の略全面に形成されている、請求の範囲６記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項８】
上記ｐ側電極が、透明電極、開口電極または、ＡｌまたはＡｌ合金からなる反射性を有する電極である、請求の範囲７記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項９】
上記第二のｎ型層のドライエッチングを施された側の面が、該ドライエッチングによって凹凸面とされた面である、請求の範囲１記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項１０】
上記第二のｎ型層のドライエッチングを施された側の面には、ドライエッチングに先立って、該面に重ねて窒化物半導体層が形成されており、該第二のｎ型層へのドライエッチングは、前記の重ねて形成された窒化物半導体層の表面から施され第二のｎ型層に達したものである、請求の範囲９に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項１１】
ｐ側電極が、凹凸面の略全面を覆って形成されている、請求の範囲９または１０記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項１２】
上記ｐ側電極が、透明電極または、ＡｌまたはＡｌ合金からなる反射性を有する電極である、請求の範囲１１記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項１３】
ｐ側電極が、凹凸面の凹部内のみに形成されており、凸部の上方には、該ｐ側電極が形成されていない、請求の範囲９または１０記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項１４】
基板上に窒化物半導体層からなる積層体を成長させた素子構造を有する窒化物半導体発光素子の製造方法であって、
第一のｎ型層、活性層、ｐ型層、第二のｎ型層を、この順に該基板上に成長させる工程と、
前記第二のｎ型層の上面にドライエッチングを施す工程と、
前記工程によって、第二のｎ型層のドライエッチングが施されて露出した面に、発光部のｐ型層へ正孔を注入するためのｐ側電極を形成する工程とを少なくとも有する、窒化物半導体発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、ｐ型窒化物半導体層と、該層に正孔を注入するための電極であるｐ側電極とを有する窒化物半導体発光素子、およびその製造方法に関する。
【背景技術】  近年、窒化物半導体を主要部に用いた半導体素子の開発が精力的に行われており、中でも、可視（緑色）〜近紫外領域の光を発生させることが可能な発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザダイオード（ＬＤ）などの発光素子は、実用化されるに至っている。
窒化物半導体は、一般式ＡｌａＩｎｂＧａ１−ａ−ｂＮ（０≦ａ≦１、０≦ｂ≦１、０≦ａ＋ｂ≦１）で表される化合物半導体であって、例えば、二元系のＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、三元系のＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＡｌＮ、四元系のＡｌＩｎＧａＮなど、任意の組成のものが例示される。ここで、３族元素の一部を、Ｂ（ホウ素）、Ｔｌ（タリウム）等で置換したものや、Ｎ（窒素）の一部をＰ（リン）、Ａｓ（ヒ素）、Ｓｂ（アンチモン）、Ｂｉ（ビスマス）等で置換したものも、窒化物半導体に含まれる。
窒化物半導体は、欠陥として含まれる窒素空孔が電子のドナーとして働くｎ型欠陥であるために、アンドープでもｎ型半導体となるが、更に、Ｓｉ（ケイ素）、Ｇｅ（ゲルマニウム）、Ｓｅ（セレン）、Ｔｅ（テルル）、Ｃ（炭素）等の元素をドープすることによってｎ型導電性が向上する。すなわち、これらの元素は窒化物半導体に対してｎ型不純物として働く。
また、窒化物半導体は、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｂｅ（ベリリウム）、Ｃａ（カルシウム）、Ｓｒ（ストロンチウム）、Ｂａ（バリウム）等の元素をドープすることにより、ｐ型半導体とすることができる。すなわち、これらの元素は窒化物半導体に対してｐ型不純物として働く。
図９は、従来の窒化物ＬＥＤの模式図である。同図のＬＥＤは、窒化物半導体を用いたＬＥＤ（以下、「窒化物ＬＥＤ」という。）の典型的な構造であるダブルヘテロｐｎ接合型のＬＥＤ構造を有する。この窒化物ＬＥＤは、結晶成長用の基板１の上に、有機金属化合物気相成長（ＭＯＶＰＥ）法によって、窒化物半導体からなるｎ型コンタクト層２、ｎ型クラッド層３、活性層４、ｐ型クラッド層５、ｐ型コンタクト層６が順次成長され、その後、ドライエッチングにより露出したｎ型コンタクト層２の表面にｎ側電極Ｐ１が形成され、ｐ型コンタクト層６の表面にｐ側電極Ｐ２が形成されることによって、作製される。
なお、「ｎ型」は、ｎ型伝導性の窒化物半導体からなる層であることを表し、「ｐ型」は、ｐ型伝導性の窒化物半導体からなる層であることを表している。ここで、ｐ側電極Ｐ２は、ｐ型窒化物半導体層であるｐ型コンタクト層６およびｐ型クラッド層５に正孔を注入する電極である。
従来の窒化物ＬＥＤにおいて、ｐ側電極Ｐ２は、ｐ型窒化物半導体と良好なオーミック接触を形成する金属であるＮｉ（ニッケル）、Ｐｔ（白金）、Ｐｄ（パラジウム）、Ｒｈ（ロジウム）等で形成される。
ｐ側電極Ｐ２の接触抵抗を低下させるためには、ｐ側電極Ｐ２をこれらの金属で形成するとともに、ｐ型コンタクト層６の正孔濃度を高くすることが必要であるとされ、そのために、ｐ型コンタクト層６には多量のｐ型不純物がドープされる。
ｐ型不純物としてＭｇを用いる場合であれば、Ｍｇを１×１０２０ｃｍ−３以上という高濃度にドープすることが好ましいといわれている。
図９に示す窒化物ＬＥＤの製造にあたり、ｐ型クラッド層５およびｐ型コンタクト層６はｐ型不純物をドープしつつ成長される。ここで、ＭＯＶＰＥ法により９００℃〜１２００℃程度の成長温度でｐ型クラッド層５およびｐ型コンタクト層６を成長した後、成長炉内にアンモニアを流しながら基板を室温まで冷却すると、ｐ型クラッド層５やｐ型コンタクト層６はｐ型伝導性とはならずに、絶縁性（ｉ型）となる。この現象は水素パッシベーションと呼ばれており、ｐ型不純物が水素原子と結合を形成して不活性化されることが原因とされている。この水素原子は、結晶成長時にキャリアガスとして供給される水素ガスや、５族原料ガスとして供給されるアンモニアに由来するとも、あるいは、冷却時に供給されるアンモニアに由来するともいわれている。
ここで、成長炉内にアンモニアを流しながら冷却を行うのは、窒化物半導体は平衡蒸気圧が比較的高く、例えばＧａＮの場合、常圧では６００℃以上で結晶の分解が起こり、表面が劣化するのに対し、アンモニアを成長炉内に流しながら冷却すると、この劣化が抑制されるからである。
このように、ＭＯＶＰＥ法によってｐ型窒化物半導体を作製すると、気相成長終了後の冷却時にアンモニアを流せば水素パッシベーションが起こり、流さなければ表面が劣化するという問題がある。そのため、一段階形成法（即ち、ＭＯＶＰＥ法で成長を行った後、電子線照射処理やアニーリングといった別の後処理工程を行うことなく、冷却を行うだけでｐ型窒化物半導体を形成する方法）を実現することは困難であると考えられている。
それでも、一段階形成法は、製造効率上好ましい方法であることから、それについての検討が行われており、例えば、水素パッシベーションを抑えると同時に、表面の劣化によるｎ型の欠陥（窒素空孔）の生成を抑制するために、成長後の冷却雰囲気を、アンモニアを０．１〜３０ｖｏｌ％の割合で含む雰囲気とする方法（特開２００４−１０３９３０号公報）などが提案されている。
一段階形成法のひとつとして、ＭＯＶＰＥ法によりｐ型不純物をドープした窒化物半導体を成長した後の冷却過程において、基板へのアンモニア供給方法や、雰囲気中のアンモニアの濃度を制御することによって、水素パッシベーションと表面劣化のバランスを取り、該窒化物半導体のｐ型伝導性を発現させようとする方法がある。しかし、これを従来構造の窒化物ＬＥＤの作製に適用すると、冷却雰囲気中のアンモニア濃度をかなり低く抑えた場合であっても、ｐ側電極Ｐ２の接触抵抗が十分に低下しないという問題があることが判明した。
【発明の開示】
本発明の目的は、新たなｐ側電極の構造を有する窒化物半導体発光素子と、その製造方法を提供することにある。
本発明者等は、発光部を構成するｐ型層に隣接して成長させたｎ型層をエッチングし、そのエッチング面に電極を形成すれば、その電極からｐ型層へ好ましく正孔を注入し得ることを見出し、本発明を完成させた。
本発明は、次の特徴を有する。
（１）窒化物半導体層からなる積層体を有する窒化物半導体発光素子であって、
該積層体には、第一のｎ型層とｐ型層とによって活性層を挟んだ積層構造を有してなる発光部と、該発光部の外側にあって前記ｐ型層の側に位置する第二のｎ型層とが含まれており、
該第二のｎ型層は、ドライエッチングが施されて露出した面を有し、このドライエッチングを施されて露出した面には、前記発光部のｐ型層へ正孔を注入するためのｐ側電極が形成されていることを特徴とする、
前記窒化物半導体発光素子。
（２）上記積層体が、基板上に窒化物半導体層を順次成長させることによって形成されたものであって、
基板が下側にあるとして、発光部は、第一のｎ型層が下側、ｐ型層が上側となるように積層体中に含まれており、かつ、
第二のｎ型層が、発光部よりも上側に位置している、上記（１）記載の窒化物半導体発光素子。
（３）発光部の第一のｎ型層が、ｎ型コンタクト層を兼用している、上記（２）記載の窒化物半導体発光素子。
（４）上記積層体に、発光部のｎ型層よりも下側に専用のｎ型コンタクト層が含まれているか、または、上記基板がｎ型の窒化物半導体からなる基板であって、該基板がｎ型コンタクト層を兼用している、上記（２）記載の窒化物半導体発光素子。
（５）ｎ型コンタクト層が、ドライエッチングによって露出した表面を有し、該表面にｎ側電極が形成されている、上記（３）または（４）記載の窒化物半導体発光素子。
（６）上記第二のｎ型層の上面が、全面にわたってドライエッチングを施された面であり、このドライエッチングを施された面に上記ｐ側電極が形成されている、上記（１）記載の窒化物半導体発光素子。
（７）上記ｐ側電極が、上記ドライエッチングを施された面の略全面に形成されている、上記（６）記載の窒化物半導体発光素子。
（８）上記ｐ側電極が、透明電極、開口電極または、ＡｌまたはＡｌ合金からなる反射性を有する電極である、上記（７）記載の窒化物半導体発光素子。
（９）上記第二のｎ型層のドライエッチングを施された側の面が、該ドライエッチングによって凹凸面とされた面である、上記（１）記載の窒化物半導体発光素子。
（１０）上記第二のｎ型層のドライエッチングを施された側の面には、ドライエッチングに先立って、該面に重ねて窒化物半導体層が形成されており、該第二のｎ型層へのドライエッチングは、前記の重ねて形成された窒化物半導体層の表面から施され第二のｎ型層に達したものである、上記（９）記載の窒化物半導体発光素子。
（１１）ｐ側電極が、凹凸面の略全面を覆って形成されている、上記（９）または（１０）記載の窒化物半導体発光素子。
（１２）上記ｐ側電極が、透明電極または、ＡｌまたはＡｌ合金からなる反射性を有する電極である、上記（１１）記載の窒化物半導体発光素子。
（１３）ｐ側電極が、凹凸面の凹部内のみに形成されており、凸部の上方には、該ｐ側電極が形成されていない、上記（９）または（１０）記載の窒化物半導体発光素子。
（１４）基板上に窒化物半導体層からなる積層体を成長させた素子構造を有する窒化物半導体発光素子の製造方法であって、
第一のｎ型層、活性層、ｐ型層、第二のｎ型層を、この順に該基板上に成長させる工程と、
前記第二のｎ型層の上面にドライエッチングを施す工程と、
前記工程によって、第二のｎ型層のドライエッチングが施されて露出した面に、発光部のｐ型層へ正孔を注入するためのｐ側電極を形成する工程とを少なくとも有する、窒化物半導体発光素子の製造方法。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明による窒化物ＬＥＤの構造の一例を示す説明図である。ハッチングは、領域を区別する目的で、適宜施している（他の図も同様である）。
図２は、本発明において、ドライエッチングにより露出したｎ型窒化物半導体の表面にｐ側電極を形成する態様を説明する図である。
図３は、本発明において、ドライエッチングにより露出したｎ型窒化物半導体の表面にｐ側電極を形成する態様を説明する図である。
図４は、本発明において、部分的なドライエッチングにより露出したｎ型窒化物半導体の表面にｐ側電極を形成する態様を説明する図である。
図５は、本発明において、部分的なドライエッチングにより露出したｎ型窒化物半導体の表面にｐ側電極を形成する態様において、ドライエッチングにより形成される凹部のパターンを例示する説明図である。斜線で示した部分が凹部に対応している。
図６は、本発明による窒化物ＬＥＤの構造の一例を示す説明図である。
図７は、図６に示す構造の窒化物ＬＥＤの製造工程を説明する図である。図７（ｂ）〜（ｄ）では、主として、新しく加えられた層だけに符号を記入しており、同じ層への重複した符号の付与は省略している。図７（ａ）と（ｅ）では、分かりやすいように、全ての層に符号を記入している。
図８は、本発明による窒化物ＬＥＤの構造の一例を示す説明図である。
図９は、従来の窒化物ＬＥＤの構造を示す図である。
図における各符号が示すものはそれぞれ次のとおりである。１１；サファイア基板、１２；ｎ型コンタクト層、１３；ｎ型クラッド層、１４；活性層、１５；ｐ型クラッド層、１６；ｐ側コンタクト層、Ｐ１１；ｎ側電極、Ｐ１２；ｐ側電極。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の実施の形態を、図を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る窒化物ＬＥＤの構造を模式的に示す断面図である。このＬＥＤ１０は、サファイア基板１１を有しており、そのサファイア基板１１上にＧａＮバッファ層（図示せず）、ＳｉドープＧａＮからなる厚さ約２μｍのｎ型コンタクト層１２、ＳｉドープＡｌＧａＮからなる厚さ約２μｍのｎ型クラッド層（＝第一のｎ型層）１３、厚さ６ｎｍのＧａＮ障壁層と厚さ２ｎｍのＩｎＧａＮ井戸層とが交互に１０層ずつ積層された多重量子井戸構造の活性層１４、ＭｇドープＡｌＧａＮからなる厚さ１００ｎｍのｐ型クラッド層１５、ＳｉドープＧａＮからなる厚さ１０ｎｍのｐ側コンタクト層（＝第二のｎ型層）１６が、順に成長された積層体を有している。
該積層体は、その一部が、第二のｎ型層であるｐ側コンタクト層１６の表面から、ｎ型コンタクト層１２に達する深さまで、ドライエッチングによって除去され、これにより露出したｎ型コンタクト層１２の表面には、ｎ側電極Ｐ１１としてＡｌ／Ｔｉ積層電極が形成されている。また、残されたｐ側コンタクト層１６の表面には、ｐ側電極Ｐ１２として、厚さ５０ｎｍのＡｌ層の上に厚さ５０ｎｍのＰｄ層と厚さ１００ｎｍのＡｕ層が順に積層されたＡｌ／Ｐｄ／Ａｕ積層電極が、ｐ側コンタクト層１６の表面をほぼ全面的に覆うように形成されている。このｐ側電極Ｐ１２は、上面から見るとｐ側コンタクト層１６が露出した開口部を有するパターンに形成された、開口電極である。なお、ワイヤボンディング用のパッド電極の図示は省略している。
以下に、半導体成長工程、基板冷却工程、電極形成工程を詳細に説明することによって、本発明の製造方法と、本発明の素子構造とを同時に説明する。
［半導体成長工程］
半導体成長工程では、サファイア基板１１の上に、図示しないバッファ層と、ｎ型コンタクト層１２、発光部（第一ｎ型層１３、活性層１４、ｐ型クラッド層１５）、第二ｎ型層（ｐ側コンタクト層）１６までの窒化物半導体層を、ＭＯＶＰＥ法により成長する。
基板としては、サファイア基板の他にも、ＳｉＣ基板、ＧａＮ基板、ＡｌＮ基板、Ｓｉ基板、スピネル基板、ＺｎＯ基板、ＧａＡｓ基板、ＮＧＯ基板等、窒化物半導体結晶のエピタキシャル成長に使用可能な従来公知の基板を適宜用いることができる。
基板上に形成される積層体は、窒化物半導体結晶層からなるものであるが、目的に応じて、窒化物半導体以外の材料からなる構造物を含んでいてもよい。
発光部は、キャリア注入によって光を発生する発光ダイオード構造が構成されるように、第一ｎ型層とｐ型クラッド層とによって活性層を挟んだ積層構造を有するものであればよい。好ましくは、活性層を、それよりもバンドギャップの大きな第一ｎ型層とｐ型クラッド層とで挟んだダブルヘテロ構造とする。活性層は、単一量子井戸（ＳＱＷ）構造や、多重量子井戸（ＭＱＷ）構造とすることが好ましい。
図１のように、発光部の第一ｎ型層を基板側とする場合、第一ｎ型層は、専用のｎ型クラッド層であってもよいし（その場合、専用のｎ型コンタクト層が、別途設けられる）、ｎ型コンタクト層とｎ型クラッド層とを兼用する層であってもよい。前者の場合、基板として、ｎ型ＧａＮ基板などの、ｎ型窒化物半導体からなる基板を用いる場合には、基板を専用のｎ型コンタクト層として用いることもできる。これら積層体の層の構成は、公知の窒化物半導体発光素子の構成を参照してよい。
ＭＯＶＰＥ法により各窒化物半導体層を成長する方法は公知であり、ＭＯＶＰＥ装置や、窒化物半導体の原料、成長条件等に限定はなく、制御系、配管系、成長炉、有機金属原料、ガス原料、キャリアガス、サブフローガス、基板の加熱方法、原料・ガスの供給条件、成長温度条件、その他について、従来公知の方法を適宜参照することができる。
第二ｎ型層であるｐ側コンタクト層１６を除く各窒化物半導体層の結晶組成、ドーパントとその濃度、厚さ等の設計についても、公知技術を参照することができる。これらは図１に例示する構成に限定されず、公知技術を参考にして種々の変形を行い得る。一例として、各層は、半導体組成や不純物濃度が層内で均一である必要はなく、例えば、ｐ型クラッド層１５が、その中に、半導体組成および／または不純物濃度の異なる複数の層を含んでいてもよい。また、ｎ型伝導層を拡散する電子とｐ型伝導層を拡散する正孔が、活性層で再結合して発光するという発光の仕組みを変更させない限りで、図１の構造に省略を行ったり、あるいは、付加的な構造を追加することができる。
ＭｇドープＡｌＧａＮからなるｐ型クラッド層１５の成長には、３族原料としてトリメチルガリウム（ＴＭＧ）およびトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、５族原料としてアンモニア、ｐ型不純物原料としてビスシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ２Ｍｇ）を使用することができる。これらの原料は、水素ガスをキャリアガスとして成長炉に供給する。基板付近のガスの流れを整えるために、サブフローガスとして窒素ガス等を成長炉内に流してもよい。基板温度は９００℃〜１２００℃とすることが好ましい。
ｐ型クラッド層１５が所定の厚さに成長されたら、ＴＭＡおよびＣｐ２Ｍｇの供給を停止し、代わりにｎ型不純物原料としてシラン（ＳｉＨ４）を成長炉内に供給して、ＳｉドープＧａＮからなるｐ側コンタクト層１６を成長する。
ｐ側コンタクト層１６の成長は、ｐ型クラッド層１５の成長と同じ温度で行ってもよいし、異なる温度で行ってもよい。
ｐ型クラッド層１５の成長とｐ側コンタクト層１６の成長との間に、窒化物半導体の成長を行わずに、成長炉内の雰囲気中のアンモニアの濃度を、ｐ型クラッド層１５の成長時よりも低くする、成長中断時間を設けることもできる。
該成長中断時間では、ｐ型クラッド層１５の表面がまだｐ側コンタクト層１６で覆われておらず、かつ雰囲気中のアンモニアの濃度をｐ型クラッド１５の成長時よりも低くするので、ｐ型クラッド層１５の成長時にｐ型クラッド層１５内部に取り込まれた水素が、効果的にｐ型クラッド層１５の表面から外部に追い出される。そのため、水素パッシベーションが抑制され、最終的に得られるｐ型クラッド層１５のｐ型伝導性が向上する。
上述の成長中断時間において、成長炉内の雰囲気中のアンモニア濃度をｐ型クラッド１５の成長時よりも低くする方法に限定はないが、成長炉に供給するガス中に占めるアンモニアの比率を下げる方法が最も簡便で好ましい。ここで、アンモニアの比率をゼロとしてもよいが、その場合には、ｐ型クラッド層１５の表面が劣化して荒れたり、特に、基板温度が高い場合にはエッチングが起こってｐ型クラッド層１５の膜厚が減少する。従って、アンモニアの比率は、ゼロとしないで、少量のアンモニアを含むガスを供給する方が好ましく、具体的には、不活性ガスにアンモニアが混合された混合ガスを流すことが好ましい。ここで、不活性ガスとは窒素ガス、ならびに、アルゴン、ネオン、ヘリウム等のいわゆる希ガスである。
上記成長中断時間に成長炉内に供給する混合ガスの流量に占めるアンモニアの流量比は、２．５％未満とすることが好ましい。アンモニアの流量比を２．５％未満とすると、ｐ型クラッド層１５からの水素の追い出しが特に効果的となるからである。
なお、ここでいう混合ガスは、予めＭＯＶＰＥ装置外で不活性ガスとアンモニアとが混合された混合ガスでもよく、また、分離された不活性ガス源とアンモニア源からそれぞれＭＯＶＰＥ装置に供給された不活性ガスとアンモニアとが、該装置の配管中や、成長炉の上流側のガス導入部、成長炉内等で混合されたものであってもよい。ここでいう混合ガスは、不活性ガスとアンモニアとが分子レベルで均一に混合された混合ガスであることを要しない。
成長中断時間の後、ｐ側コンタクト層１６を成長する時には、雰囲気中のアンモニア濃度を再び増加させてもよい。
ｐ側コンタクト層１６の成長温度ＴＣＯＮをｐ型クラッド１５の成長温度ＴＣＬよりも低くし、上記成長中断時間で基板温度をＴＣＬからＴＣＯＮに下げるようにすると、露出したｐ型クラッド層１５の表面が成長中断時間に劣化することが抑制される。
この場合、ＴＣＬより低く設定されるＴＣＯＮは７００℃〜９００℃とすることが好ましく、７００℃以下とするとｐ側コンタクト層１６の結晶品質が低下する傾向があり、９００℃以上とするとＴＣＬとＴＣＯＮを変えることの効果が小さくなる。
ｐ側コンタクト層（第二ｎ型層）１６を厚さ１０ｎｍに成長する場合、厚さが１０ｎｍに達したところで原料ガスの供給を停止して成長を止めるようにすればよいが、厚さが１０ｎｍを超えるように成長した後、原料ガスの供給を停止し、エッチング効果を有するガスを供給して、厚さが１０ｎｍとなるまで表面をエッチングしてもよい。ここで、エッチング効果を有するガスとしては、水素ガスが例示される。
ｐ型クラッド層１５とｐ側コンタクト層１６との界面は、伝導型の異なる半導体の接合部となるにもかかわらず、ｐ側電極Ｐ１２の接触抵抗が実用可能な程度に低くなることから見て、ｐ型クラッド層１５への正孔の注入には、上記接合部でのキャリアのトンネリングが関与していると考えられる。このトンネリングは、ｐ側コンタクト層１６の電子濃度を高くする程、障壁の厚さが薄くなって、容易に生じるようになる。
従って、ｐ側コンタクト層１６の好ましい電子濃度は１×１０１８ｃｍ−３以上であり、３×１０１８ｃｍ−３以上とするとより好ましく、５×１０１８ｃｍ−３以上とすると更に好ましい。ｐ側コンタクト層１６の電子濃度に上限はないが、電子濃度が１×１０２０ｃｍ−３を超える程の高濃度に不純物をドープすると、窒化物半導体の結晶品質が低下し、導電率の制御が難しくなる他、ｎ型不純物がＳｉの場合には、窒化物半導体が３次元的に成長する傾向が強くなり、平坦な膜を成長させることが難しくなる。電子濃度が２×１０１９ｃｍ−３以下となるｎ型不純物濃度では、制御性よく、結晶性の良好なｎ型窒化物半導体を成長させることができる。
そこで、ｐ側コンタクト層の厚さを１０ｎｍよりも厚くする場合には、ｐ型クラッド層１５と接する部分に、電子濃度が２×１０１９ｃｍ−３以上となるようにｎ型不純物を添加した、膜厚１０ｎｍ以上の高電子濃度層を成長させ、その後、成長面が平坦化するように、ｎ型不純物濃度をこれよりも低くした層を成長させてもよい。
また、ｐ側コンタクト層の電子濃度は、ｐ側電極とｐ側コンタクト層との接触抵抗を低くするうえでも、好ましくは１×１０１８ｃｍ−３以上であり、３×１０１８ｃｍ−３以上とするとより好ましく、５×１０１８ｃｍ−３以上とすると更に好ましい。
ｐ側コンタクト層は、ｐ型クラッド層と接する部分や、ｐ側電極と接する部分に、他の部分よりも高濃度にｎ型不純物を添加した構成としてもよい。
ｐ型クラッド層とｐ側コンタクト層との接合部におけるトンネリング障壁を薄くするうえでは、該接合部近傍におけるｐ型クラッド層のｐ型キャリア濃度を高くすることも好ましい。そのために、ｐ型クラッド層には、少なくともｐ側コンタクト層と接する部分に、Ｍｇ等のｐ型不純物を１×１０１９ｃｍ−３以上の濃度で添加することが好ましく、１×１０２０ｃｍ−３以上の濃度で添加することが、より好ましい。
Ｓｉをｐ側コンタクト層１６にドープすることに加え、ｐ型クラッド層１５とｐ側コンタクト層１６の界面に、薄いＳｉ層を設けることも、ｐ側電極Ｐ１２の接触抵抗を低下させるうえで好ましい。
それには、ｐ型クラッド層１５の成長が完了した時点で原料供給を一旦停止し、ｐ型クラッド層１５の露出した表面にテトラエチルシラン、ジシラン、シラン等のシラン系化合物を、水素ガスをキャリアガスとして気相で供給することにより、該表面にＳｉを吸着させた後、引き続き、Ｓｉをドープしたｐ側コンタクト層１６をＭＯＶＰＥ法で成長すればよい。このように形成されるＳｉ層の厚さは単原子層以下〜数原子層の範囲と見積もられる。
このようなＳｉ層は、ｐ型クラッド層１５とｐ側コンタクト層１６とを電気的にショートさせる働きを有しており、詳しいメカニズムは不明であるが、キャリアがｐ型クラッド層１５とｐ側コンタクト層１６との界面を容易に通過し得るようにする効果を有している。
ｐ側コンタクト層１６に用いる窒化物半導体の組成に限定はないが、活性層１４で発生される光がｐ側コンタクト層１６で吸収されないように、活性層１４で発生される光のエネルギーよりも大きなバンドギャップを有する組成とすることが好ましい。活性層１４にＩｎＧａＮを用いると高い発光効率が得られるが、その場合には、ｐ側コンタクト層１６を２元結晶のＧａＮとすると、良好な結晶性が得られ、好ましい。
また、Ａｌを含む組成とすると、ＡｌはＧａやＩｎよりもＮとの結合力が強いために、次の基板冷却工程におけるｐ側コンタクト層１６の表面劣化を抑制する効果が期待できる。
また、ｐ側コンタクト層は、組成の異なる窒化物半導体結晶層を積層した多層構造や、厚さ方向に結晶組成が傾斜した構造とすることもできる。
［基板冷却工程］
基板冷却工程では、ｐ側コンタクト層１６までの窒化物半導体層の成長が完了したサファイア基板１１の温度を室温まで冷却するが、この冷却の間に、ｐ型クラッド層１５が水素パッシベーションによって絶縁性（ｉ型）とならないように、すなわち、冷却が完了した時点でｐ型クラッド層１５がｐ型伝導性となるように、冷却を行う。
一例として、ｐ側コンタクト層１６の成長が完了したら、有機金属原料のＴＭＧ、Ｃｐ２Ｍｇ、キャリアガス等として供給していた水素ガスの供給を停止するとともに、基板の加熱を停止し、成長炉内に少量のアンモニアと、不活性ガスとを供給しながら、自然放冷によって基板温度を室温まで降下させる方法が挙げられる。
本発明にいう不活性ガスとは、前述のように、窒素ガス、ならびに、アルゴン、ネオン、ヘリウム等のいわゆる希ガスである。この工程に限らず、本発明で用いる不活性ガスは安価な窒素ガスとすることが、製造コスト低下のために好ましい。
また、ｐ側コンタクト層１６の成長温度ＴＣＯＮが７００℃より高い温度であれば、基板加熱の停止後、基板温度が７００℃となるまではアンモニアを成長炉内に流しながら冷却を行い、７００℃でアンモニアを停止して、その後は成長炉内に不活性ガスのみを流しながら、４００℃まで１分間以上かけて冷却を行い、更に室温まで冷却する方法が挙げられる。
また、窒化物半導体の成長完了時に基板加熱を停止するとともに、アンモニアも停止して、冷却工程では不活性ガスのみを成長炉内に流すようにすることもできる。
後者はより高温でアンモニアの供給を停止するために、ｐ側コンタクト層１６の表面の劣化が大きくなるが、ｐ側コンタクト層１６はｎ型伝導性であるために、劣化により生じる窒素空孔が電気特性に及ぼす影響は、ｐ型窒化物半導体の場合と比べて小さい。
基板冷却工程における基板冷却の方法や、冷却条件は上記の例に限定されるものではない。
ＭＯＶＰＥ法によってｐ型不純物をドープしながら成長した窒化物半導体結晶は、水素パッシベーションの原因となる水素を実質的に含まない雰囲気中で、約１分間以上、４００℃以上の温度（好ましくは７００℃以上の温度）に保持されると、ｐ型半導体となることが知られているので、本発明における基板冷却工程でも、この条件が満たされるように、冷却方法や冷却条件を決定すればよい。
ここで、「水素パッシベーションの原因となる水素」とは、水素ガス、アンモニア、ヒドラジン等に含まれるＨ−Ｈ結合やＮ−Ｈ結合に係る水素である。このような水素を実質的に含まない雰囲気とは、実用上問題となる程の水素パッシベーションが発生するような濃度には含まない雰囲気ということであり、全く含まないことまでを意味するものではない。
「水素パッシベーションの原因となる水素」を実質的に含まない雰囲気ガスの主成分として用いるガスに限定はないが、実際的には、不活性ガスが好ましく用いられる。
基板冷却工程において成長炉内にアンモニアを流す場合には、水素パッシベーションの発生をできるだけ抑えるため、不活性ガスにアンモニアが混合された混合ガスを成長炉内に供給することが好ましい。この混合ガスに占めるアンモニアの流量比は、好ましくは２．５％未満、より好ましくは１％未満、特に好ましくは０．５％未満である。アンモニアの流量比がこの範囲であれば、水素パッシベーションが効果的に抑制されて、ｐ型クラッド層１５がｐ型伝導性となり易くなる。また、アンモニアの流量比が０．１％程度でも、ｐ側コンタクト層１６の表面劣化を抑制する効果がある。
なお、ここでいう混合ガスも、予めＭＯＶＰＥ装置外で不活性ガスとアンモニアとが混合された混合ガスであってもよいし、分離された不活性ガス源とアンモニア源からそれぞれＭＯＶＰＥ装置に供給された不活性ガスとアンモニアとが、装置の配管中や、成長炉の上流側のガス導入部、成長炉内等で混合された混合ガスであってもよく、不活性ガスとアンモニアとが分子レベルで均一に混合された混合ガスであることを要しない。
基板冷却工程において成長炉内に流すアンモニアは、上記混合ガスを用いる場合も含めて、基板温度が４００℃以下に下がる前に停止すると、水素パッシベーションの抑制のうえで好ましい。一方、ＴＣＯＮが９００℃以上の場合には、少なくとも基板温度が９００℃に下がるまでは、アンモニアを成長炉内に供給することが、ｐ側コンタクト層１６の表面劣化を抑制するうえで好ましい。
なお、アンモニアを含む雰囲気中で冷却する方法としては、特開２００４−１０３９３０号広報や、特開２００３−２９７８４１号公報を参照することもできる。
自然放冷では、基板加熱の停止により基板温度が降下していく際に、人為的な温度調節操作を行わないが、本発明では、基板温度の降下を自然放冷に任せる方法も「冷却」操作として取り扱う。一方、人為的な温度調節操作の例としては、基板を保持するサセプタに冷却回路を設けて行う強制冷却や、ヒータ加熱、高周波加熱等、装置所定のサセプタ加熱手段を動作させることによる降温速度の緩和などが挙げられる。本発明の製造方法では、このような、人為的な温度調節操作を行いながら基板を冷却してもよい。
また、冷却時の温度プロファイルも任意に設定してよく、降温速度を途中で変化させてもよいし、時間とともに温度を単調降下させるだけでなく、一定温度に保持する時間を設けたり、部分的にではあるが、昇温を行う時間を設けることもできる。
雰囲気ガスに少量混合することによりｐ側コンタクト層１６の表面劣化を抑制できるガスとして、アンモニア以外に、ヒドラジン、有機アミン等、ＭＯＶＰＥ法において５族原料となり得る化合物が挙げられる。
その他、基板冷却工程は、基板をＭＯＶＰＥ装置の成長炉から他の場所に移して行うことも妨げられない。
冷却時の雰囲気ガスは、酸素を含むガスとしてもよい。酸素を含むガスを用いる場合、特開２００３−２９７８４２号公報、特開平１０−２０９４９３号公報等を参照してもよい。酸素を含むガスは、基板温度が７００℃以下となってから成長炉に導入することもできる。上記成長中断時間に成長炉に流すガスを、酸素を含むガスとすることもできる。
［電極形成工程］
図１のＬＥＤ１０のｐ側電極Ｐ１２はＡｌ／Ｐｄ／Ａｕ積層電極であるが、このｐ側電極Ｐ１２は、Ａｌ層でｐ側コンタクト層１６に接している。この電極がｐ側コンタクト層１６に対して低い接触抵抗を示すのは、Ａｌがｎ型窒化物半導体と良好なオーミック接触を形成する金属であることが関係していると考えられる。
ｐ側電極Ｐ１２は、単層のＡｌ膜とすることもできる。また、材料は純Ａｌに限定されず、接触抵抗が著しく大きくならない範囲で、Ａｌ以外の元素が添加されたＡｌ合金を使用することもできる。
また、他の金属材料として、Ｔｉ、Ｗ（タングステン）、Ｃｒ（クロム）などを用いることもできる。
また、金属材料ではないが、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）からなる透明導電膜もｐ側電極Ｐ１２として用いることができる。
ｐ側電極Ｐ１２にＡｌを用いる場合、Ａｌと窒化物半導体とは熱膨張係数差が比較的大きいために、素子の製造工程で、あるいは素子の使用中にヒートサイクルを受けると、ｐ側電極Ｐ２とｐ側コンタクト層１６との間でストレスが発生し、Ａｌ膜の変形が生じる恐れがある。
この問題を抑制するために、Ａｌの耐熱性を高める元素が添加されたＡｌ合金を用いることが好ましい。そのような元素としては、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｎｄ、Ｃｕ等が例示され、特に、ＡｌにＴｉが添加された合金は、Ｔｉもｎ型窒化物半導体とのオーミック接触性が良好であることから、好ましい合金である。
ｐ側コンタクト層１６の表面にｐ側電極Ｐ１２を形成するための方法は、従来公知の方法を適宜参照すればよく、蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ等の気相法が好ましく例示される。ｐ側電極Ｐ１２を形成した後は、電極膜とｐ側コンタクト層１６との接触抵抗を低下させるために、３００℃〜５００℃の熱処理を行うことが好ましい。
また、合金膜の形成方法についても従来公知の方法を参照することができ、合金スパッタリングや多元蒸着の他、各成分金属の単体からなる薄膜を積層した後、熱処理を行う方法が、例示される。例えば、Ａｌ−Ｔｉ合金膜は、蒸着によってＡｌ膜とＴｉ膜の積層膜を形成した後、４００℃以上で熱処理することによって得ることができる。
Ａｌは窒化物ＬＥＤの典型的な発光波長である可視波長（緑色）〜近紫外波長において良好な反射性を有することから、ｐ側電極Ｐ１２の、少なくともｐ側コンタクト層１６に接する部分を、光反射性となる膜厚に形成されたＡｌ層（またはＡｌ合金層）で形成すると、電極Ｐ１２による光吸収が小さくなり、ＬＥＤの発光効率が向上する。そのために、このＡｌ層またはＡｌ合金層の厚さを１０ｎｍ以上とすることが好ましく、２０ｎｍ以上とすることがより好ましい。また、Ａｌは表面が酸化され易いが、このような膜厚とすれば、表面の酸化による電極特性の劣化や不安定化が生じ難くなる。
Ａｌ／Ｐｄ／Ａｕの３層構造からなるｐ側電極Ｐ１２において、Ａｕ層は、耐食性に優れるために、電極全体の化学的な保護層となる。また、表面に酸化膜が形成され難いために、フリップチップボンディング等で用いられるろう材（Ａｕ、Ａｕ−Ｓｎ共晶等）との濡れ性を高める効果もある。
Ｐｄ層は、Ａｕ層のＡｕがＡｌ層に拡散して合金化し、Ａｌ層の電気特性や光学特性を悪化させることを抑制するためのバリア層である。Ａｌ層のＡｌがＡｕ層に拡散し、Ａｕ層の表面に析出して酸化膜を形成することを防ぐ目的もある。
バリア層は、Ｐｄ膜に限定されず、Ａｕよりも高融点の金属が使用でき、Ｔｉ、Ｗ、Ｐｄ、Ｎｂ、Ｍｏ（モリブデン）、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｉｒ（イリジウム）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｈｆ（ハフニウム）、Ｎｉ等の単体または合金からなる単層膜または多層膜とすることができる。好ましい合金は、例えば、Ｗ−Ｔｉ合金である。バリア層は、これらの金属からなる層とＡｕ層との交互積層膜であってもよく、Ｐｔ層とＡｕ層との交互積層膜は好ましいバリア層のひとつである。
Ａｌ層／バリア層／Ａｕ層の３層からなるｐ側電極Ｐ１２において、Ａｌ層の好ましい厚さは１０ｎｍ〜７０ｎｍ、バリア層の好ましい厚さは１０ｎｍ〜３００ｎｍ、Ａｕ層の好ましい厚さは５０ｎｍ〜２０００ｎｍである。
ｐ側電極Ｐ１２は、活性層１４で発生する光をｐ側電極Ｐ１２を通して素子外部に取り出すために、開口電極とする。ｐ側電極Ｐ１２をＩＴＯからなる透明導電膜とする場合には、電極材料が光透過性を有するので、開口電極とする必要はない。
活性層１４で発生する光をサファイア基板側１１から素子外部に取り出す構成とすることもでき、その場合は、ｐ側電極Ｐ１２を反射性の金属電極とすることが好ましく、開口電極としない方がよい。反射性の金属電極は、少なくともｐ側コンタクト層１６と接する部分を、反射性の良好なＡｌ層またはＡｌ合金層で形成することが好ましい。
ドライエッチングによってｎ型コンタクト層１２の表面を露出させ、該露出面にｎ側電極Ｐ１１を形成する工程については、特に限定はなく、従来公知の方法を参照して行うことができる。この工程は、上記基板冷却工程の終了後であればよく、上記電極形成工程の前に行ってもよいし、後に行ってもよい。
上記露出面の形成を最初に行い、その後、ｎ側電極Ｐ１１の形成、ｐ側電極Ｐ１２の形成を順次行ってもよい。ここで、ｎ側電極Ｐ１１の形成と、ｐ側電極Ｐ１２の形成は、いずれを先に行ってもよい。また、これらの電極を、同じ材料を用いて同時に形成することもできる。
［好ましい態様１］
上記説明した実施形態の好ましい態様として、上記半導体成長工程において、図２（ａ）に示すように、ｐ型クラッド層２１５の上に、ｎ型窒化物半導体層２１６を成長し、上記基板冷却工程が終了した後で、図２（ｂ）に示すように、このｎ型窒化物半導体層２１６の一部を残して表面側をドライエッチングにより除去し、その残った部分をｐ側コンタクト層として、その表面に図２（ｃ）に示すようにｐ側電極Ｐ２１２を形成する態様が挙げられる。
またさらに、半導体成長工程において、図３（ａ）に示すようにｐ型クラッド層３１５の上にｎ型窒化物半導体層３１６１と、その上に、更に任意の窒化物半導体層３１６２を成長し、その後、図３（ｂ）に示すように、ｎ型窒化物半導体層３１６１の一部を残して、それより表面側の部分を、上記任意の窒化物半導体層３１６２を含めて、ドライエッチングで除去し、図３（ｃ）に示すように、ｎ型窒化物半導体層３１６１の残された部分をｐ側コンタクト層として、その表面にｐ側電極Ｐ３１２を形成してもよい。
これらの態様では、基板冷却工程で雰囲気中に露出されることによりダメージを受けた表面をドライエッチングにより除去し、新たに露出したｎ型窒化物半導体の表面に、ｐ側電極を形成することができる。ドライエッチングには、また、窒化物半導体の表面に形成された自然酸化膜を除去する作用や、汚染（コンタミネーション）を除去する作用もある。従って、ドライエッチングが施されて露出した面に電極を形成することにより、電極の接触抵抗を低くしたり、電極と半導体との密着性を向上させることができる。
ドライエッチングにより露出したｎ型窒化物半導体の表面に、Ａｌ、Ｔｉ、ＩＴＯ等からなる電極を形成することは、従来の窒化物ＬＥＤのｎ側電極で行われていることであり、良好な電気的接触と密着性が得られることが知られている。
ドライエッチングにより露出したｎ型窒化物半導体の表面にｐ側電極を形成する本発明の製造方法は、ｐ型不純物の活性化を従来法であるアニーリングにより行う場合においても有用である。このアニーリング処理は、アンモニア等の５族原料の濃度が低い雰囲気中で加熱を行うことから、最上層として形成された窒化物半導体層の表面がダメージを受け易いが、ダメージを受けた表面層を、ドライエッチングにより除去できるからである。また、自然酸化膜を除去する作用や、汚染を除去する作用も、当然に期待できる。
なお、従来技術では、このように、ｐ側電極をドライエッチング面に形成することは困難であった。従来の窒化物半導体素子においては、ｐ側電極がｐ型コンタクト層上に設けられていたが、ｐ型コンタクト層にドライエッチングを行うとｎ型欠陥である窒素空孔が形成されて正孔濃度が低下するために、ドライエッチングされたｐ型コンタクト層の表面には接触抵抗の低いｐ側電極を形成することができなかったからである。
これに対して、本発明の製造方法では、Ａｌ、Ｔｉ、ＩＴＯ等からなるｐ側電極を、ｎ型窒化物半導体層の表面に形成するので、このような問題が生じない。
この態様で用いる窒化物半導体のドライエッチング方法については、従来公知の技術を参照することができ、ＣＦ４、ＣＣｌ２Ｆ２、ＣＣｌ４、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４、Ｃｌ２等のハロゲン化合物またはハロゲンガスを反応ガスに用いた、プラズマエッチング（反応性プラズマエッチング、反応性イオンエッチング）が好ましい方法として例示される。
図２に示した例では、ｐ型クラッド層２１５の上に成長されたｎ型窒化物半導体層２１６の表面が一様にドライエッチングされ、全体的に厚さが薄くされているが、このドライエッチングをｎ型窒化物半導体層に対して部分的に行ってもよい。
例えば、ｐ側コンタクト層の表面全体に広がる凹凸パターンが形成されるようにドライエッチングを行うと、窒化物半導体層の表面が凹凸状となり、ＬＥＤの光取り出し効率を向上させることができる。
その場合、図４（ａ）に示すように、まず、半導体成長工程において、ｐ型クラッド層４１５の上に、ｎ型窒化物半導体層４１６を、特定の厚さに成長させておく。ここで、特定の厚さとは、ドライエッチングにより形成される凹部の深さを、ＬＥＤの発光波長（窒化物半導体中の波長）の４分の１以上とし得る厚さである。
基板冷却工程を行った後、上記ｎ型窒化物半導体層４１６の表面に部分的にドライエッチングを行うことにより、図４（ｂ）に断面図を示すように、ｎ型窒化物半導体層４１６の表面に凹部Ｂを形成する。ここで、基板の上方から見た該凹部Ｂの形成パターンは、図５（ａ）〜（ｃ）に示すような網目状、図５（ｄ）に示すような分岐状、図５（ｅ）に示すようなミアンダ状、図５（ｆ）に示すような渦巻き状等のパターンとすることができる。
この凹部の深さを、ＬＥＤの発光波長（窒化物半導体中の波長）の４分の１以上とすると、ＬＥＤからの発光を散乱する効果が生じる。
凹凸の断面形状は、矩形（正方形、長方形の他に、凸の上部が基部よりも狭い台形や、逆台形などをも含む）波形状、三角波形状、サイン波形状などであってよい。
電極形成工程において、図４（ｃ）に示すように、反射性のｐ側電極Ｐ４１２をｎ型窒化物半導体層４１６の凹部Ｂのみに形成すれば、活性層１４で発生する光を、ｐ側電極Ｐ４１２側から取り出し可能な窒化物ＬＥＤとなる。
この窒化物ＬＥＤは、凹凸による光散乱効果と、光取り出し側に向かって突出した凸部Ａから光が外部に出射され易くなることによって、光取り出し効率が向上する。
また、図４（ｄ）に示すように、反射性のｐ側電極Ｐ４１２を凹凸面全体を覆って形成すると、基板側から光を取り出す窒化物ＬＥＤとなる。この場合は、凹凸による光散乱効果により光取り出し効率が向上する。
また、電極を透明導電膜で形成すると、この透明導電膜を通して光を取り出す窒化物ＬＥＤとなるが、透明導電膜からなる電極は図４（ｃ）、図４（ｄ）のいずれの形に形成した場合も、屈折率の異なるｐ側コンタクト層４１６と透明導電膜との境界に平坦ではない界面が形成されるので、光散乱効果によって光取り出し効率が向上する。
ｐ側電極Ｐ４１２を図４（ｃ）のように形成するには、図４（ａ）のｎ型窒化物半導体層４１６の表面に、凹部Ｂのパターンを有する開口部が形成されたエッチングマスクを形成し、ドライエッチングを行って凹部Ｂを形成した後、凸部Ａにエッチングマスクを残した状態で電極Ｐ４１２を気相法で形成する。最後にエッチングマスクを除去すると、凹部Ｂのみに電極Ｐ４１２を残すことができる。
この態様において、凹部Ｂの深さを０．５μｍ以上とすると、光散乱効果が特に高くなるので、半導体成長工程において、ｎ型窒化物半導体層４１６を厚さ０．５μｍ以上に成長し、ドライエッチングの深さを０．５μｍ以上とすることが好ましい。
また、この態様において、ｐ型クラッド層４１５上に成長したｎ型窒化物半導体層４１６の上に、更に任意の窒化物半導体層を積層し、この任意の窒化物半導体層の表面から、ｎ型窒化物半導体層４１６に達する凹部を、部分的なドライエッチングによって形成することもできる。
ｐ側コンタクト層の厚さと導電性が十分であって、かつ、ｐ側コンタクト層の内部で電流が層の面内方向（厚さ方向と直交する方向）に十分に拡散し得る場合には、電極を形成しても、活性層で生じた光をｐ側コンタクト層の側から取り出すうえで大きな障害とならない箇所（例えば、チップの縁や隅の部分など）に、ｐ側電極を設けることができる。
図８は、このようにｐ側電極を形成した発光素子の断面構造の一例を示しており、ｐ側コンタクト層のうち、チップの縁にあたる箇所に部分的にドライエッチングを施して、基板冷却工程でダメージを受けた表層を除去し、該表層を除去した後の露出面にｐ側電極を設けている。なお、この図８に示す素子では、ｐ側電極を形成しようとする箇所だけでなく、ｐ側コンタクト層の表面の他の領域にもドライエッチングを施し、該表面を凹凸面としている。
図８に示す素子は、活性層で発生する光を基板側から取り出す態様として使用してもよいが、その場合には、ｐ側コンタクト層の表面の、ｐ側電極が形成されていない領域に、更に反射層を設けることが好ましい。
［好ましい態様２］
図６は、本発明の実施に係る他の窒化物ＬＥＤの断面構造を示す模式図である。このＬＥＤ２０は、導電性の支持基板２８を有しており、その支持基板２８の上に導電性接着層２７、Ａｌ層でｐ側コンタクト層２６と接する３層構造（Ａｌ／Ｐｄ／Ａｕ）のｐ側電極Ｐ２２、ｎ型窒化物半導体からなるｐ側コンタクト層（第二ｎ型層）２６、ｐ型窒化物半導体からなるｐ型クラッド層２５、窒化物半導体からなる活性層２４、ｎ型窒化物半導体からなるｎ型クラッド層（第一ｎ型層）２３、ｎ型窒化物半導体からなるｎ型コンタクト層２２が順に積層されている。ｎ型コンタクト層２２の表面には、Ａｌ層でｎ型窒化物半導体とオーミック接触するｎ側電極Ｐ２１（Ａｌ／Ｐｄ／Ａｕ）が形成されている。
ＬＥＤ２０は、ｎ側電極Ｐ２１とｐ側電極Ｐ２２とが、活性層２４を含む窒化物半導体の積層体を挟んで向かい合う対向電極構造を有している。ｐ側電極Ｐ２２への給電は、導電性の支持基板２８および導電性接着層２７を介して行われるが、支持基板２８に設けられる電極の図示は省略している。
このＬＥＤ２０を製造する場合、まず、図７（ａ）に示すように、成長用基板２１の上に、図示しないバッファ層と、ｎ型コンタクト層２２からｐ側コンタクト層２６までの窒化物半導体層をＭＯＶＰＥ法により成長する半導体成長工程を行う。次に、ｐ型クラッド層２５がｐ型伝導性となるように室温まで冷却する基板冷却工程を行う。次に、図７（ｂ）に示すように、ｐ側コンタクト層２６の表面にｐ側電極Ｐ２２を形成する電極形成工程を行う。その後は、順次、ｐ側電極Ｐ２２の表面に導電性接着層２７を用いて支持基板２８を貼り付け（図７（ｃ））、成長用基板２１を除去し（図７（ｄ））、それによって露出したｎ型コンタクト層２２の表面に、ｎ側電極Ｐ２１を形成する（図７（ｅ））。
本発明では、基板の上に窒化物半導体を成長する半導体成長工程を含むが、半導体成長工程で使用する該基板が、最終的な目的物である窒化物半導体素子に含まれることは必須ではない。
なお、図６のＬＥＤでは、支持基板２８がｐ側電極２２に接合されているが、成長用基板２１を除去した後、支持基板２８を、成長用基板２１と入れ替えるように、ｎ型コンタクト層２２に接合することもできる。
また、本発明には、次の特徴を有する製造方法、窒化物半導体素子、発光ダイオードが含まれている。
（１ａ）ＭＯＶＰＥ装置の成長炉内に基板を設置し、該基板の上に、ｐ型不純物がドープされた窒化物半導体層であるｐドープ層と、その直上に積層される、ｎ型不純物がドープされた窒化物半導体層であるｎドープ層とを含む、窒化物半導体層の積層体を、上記ｎドープ層が上記積層体の最上層となるように、ＭＯＶＰＥ法により成長する半導体成長工程と、上記半導体成長工程の後、上記ｐドープ層がｐ型伝導性となるように、上記積層体が成長された基板を上記ｎドープ層の成長温度から室温まで冷却する基板冷却工程と、
上記基板冷却工程の後、上記ｎドープ層の表面に、上記ｐドープ層に正孔を注入するための電極を形成する電極形成工程と、を含む窒化物半導体素子の製造方法。
（２ａ）上記ｎドープ層の電子濃度が１×１０１８ｃｍ−３〜１×１０２０ｃｍ−３である、上記（１ａ）に記載の製造方法。
（３ａ）上記電極がｎ型窒化物半導体とオーミック接触する金属を含む、上記（１ａ）または（２ａ）記載の製造方法。
（４ａ）上記電極がＡｌおよび／またはＴｉを含む、上記（１ａ）または（２ａ）に記載の製造方法。
（５ａ）上記電極がインジウム錫酸化物からなる透明導電膜である、上記（１ａ）または（２ａ）に記載の製造方法。
（６ａ）上記ＭＯＶＰＥ法で用いる５族原料がアンモニアであり、上記半導体成長工程において、上記ｐドープ層の成長と上記ｎドープ層の成長との間に、窒化物半導体の成長を行わずに上記成長炉内の雰囲気中のアンモニア濃度を上記ｐドープ層の成長時よりも低くする成長中断時間を設ける、上記（１ａ）〜（５ａ）のいずれかに記載の製造方法。
（７ａ）上記成長中断時間には、アンモニアと不活性ガスとを含む混合ガスが上記成長炉内に供給され、該混合ガスに含まれるアンモニアの流量比が２．５％未満である、上記（６ａ）に記載の製造方法。
（８ａ）上記ｎドープ層を成長するときの基板温度Ｔｇｎが、上記ｐドープ層を成長するときの基板温度Ｔｇｐよりも低く、基板温度のＴｇｐからＴｇｎへの降下が上記成長中断時間に行われる、上記（６ａ）または（７ａ）に記載の製造方法。
（９ａ）上記Ｔｇｎが７００℃〜９００℃である、上記（８ａ）に記載の製造方法。
（１０ａ）上記基板冷却工程では、アンモニアと不活性ガスとを含む混合ガスが上記成長炉内に供給される、上記（１ａ）〜（９ａ）のいずれかに記載の製造方法。
（１１ａ）上記混合ガスに含まれるアンモニアの流量比が２．５％未満である、上記（１０ａ）に記載の製造方法。
（１２ａ）上記混合ガスの供給が、基板温度が４００℃以下に下がる前に停止される、上記（１０ａ）または（１１ａ）に記載の製造方法。
（１３ａ）上記窒化物半導体素子が発光素子である、上記（１ａ）〜（１２）のいずれかに記載の製造方法。
（１４ａ）上記発光素子が発光ダイオードである、上記（１３ａ）に記載の製造方法。
（１５ａ）上記窒化物半導体素子が発光ダイオードであり、上記電極は、少なくとも上記ｎドープ層の表面と接する部分が、光反射性のＡｌ層またはＡｌ合金層からなる、上記（４ａ）に記載の製造方法。
（１６ａ）（Ａ）ＭＯＶＰＥ装置の成長炉内に基板を設置し、該基板の上に、ｐ型不純物がドープされた窒化物半導体からなる第１の窒化物半導体層と、その直上に積層される、ｎ型不純物がドープされた窒化物半導体からなる第２の窒化物半導体層とを含む、窒化物半導体の積層体を、ＭＯＶＰＥ法により成長する工程と、（Ｂ）上記（Ａ）の工程の後、上記第１の窒化物半導体層がｐ型伝導性となるように、上記積層体が成長された基板を上記積層体の最上層の成長温度から室温まで冷却する工程と、（Ｃ）上記（Ｂ）の工程の後、上記積層体の表面側から、上記第２の窒化物半導体層の一部が上記第１の窒化物半導体層の表面上に残る深さに、ドライエッチングを行う工程と、（Ｄ）上記（Ｃ）の工程の後、上記ドライエッチングにより露出した上記第２の窒化物半導体層の表面に、上記第１の窒化物半導体層に正孔を注入するための電極を形成する工程と、を含む窒化物半導体素子の製造方法。
（１７ａ）上記積層体の最上層が上記第２の窒化物半導体層である、上記（１６ａ）に記載の製造方法。
（１８ａ）上記第２の窒化物半導体層の電子濃度が１×１０１８ｃｍ−３〜１×１０２０ｃｍ−３である、上記（１６ａ）または（１７ａ）に記載の製造方法。
（１９ａ）上記電極が、ｎ型窒化物半導体とオーミック接触する金属を含む、上記（１６ａ）〜（１８ａ）のいずれかに記載の製造方法。
（２０ａ）上記電極がＡｌおよび／またはＴｉを含む、上記（１６ａ）〜（１８ａ）のいずれかに記載の製造方法。
（２１ａ）上記電極がインジウム錫酸化物からなる透明導電膜である、上記（１６ａ）〜（１８ａ）のいずれかに記載の製造方法。
（２２ａ）上記（Ｃ）の工程において、上記ドライエッチングが上記積層体に対して部分的に行われる、上記（１６ａ）〜（２１ａ）のいずれかに記載の製造方法。
（２３ａ）基板と、上記基板の上に形成されたｐ型窒化物半導体層と、上記ｐ型窒化物半導体層の直上に形成され、ドライエッチングにより露出した表面を有するｎ型窒化物半導体層と、上記ドライエッチングにより露出した表面に接するように形成された、上記ｐ型窒化物半導体層に正孔を注入するための電極とを有する窒化物半導体素子。
（２４ａ）基板と、上記基板の上に形成されたｐ型窒化物半導体層と、上記ｐ型窒化物半導体層の直上に形成され、少なくとも上記ｐ型窒化物半導体層と接する部分にｎ型窒化物半導体を含むとともに、上記ｐ型窒化物半導体層と接する側と反対側の表面から上記ｎ型窒化物半導体に達する凹部がドライエッチングにより加工された窒化物半導体層と、上記凹部に露出したｎ型窒化物半導体の表面に形成された、上記ｐ型窒化物半導体層に正孔を注入するための電極とを有する発光ダイオード。
従来構造の窒化物ＬＥＤにおいても、半導体層成長後の冷却時に雰囲気中のアンモニア濃度を低くすれば、ｐ型クラッド層やｐ型コンタクト層の内部をｐ型伝導性にすることが可能である。しかし、ｐ型コンタクト層の表面近傍では、アンモニア濃度が低すぎると表面劣化が発生し、それに伴って生成する窒素空孔の働きで正孔濃度が低下するために、ｐ側電極の接触抵抗の上昇が起こる。一方、これを抑制するために、冷却雰囲気に少量のアンモニアを加えると、水素パッシベーションが発生して正孔濃度が低下し、やはり、ｐ側電極の接触抵抗が上昇する。つまり、ｐ型コンタクト層を使用する従来構造の窒化物ＬＥＤでは、ｐ側電極の接触抵抗を抑えることには限界がある。
これに対して、本発明の窒化物半導体素子の製造方法では、ｐ型不純物をドープした窒化物半導体層を成長後、更に、その直上にｎ型不純物をドープした窒化物半導体層を成長したうえで冷却を行い、ｐ側電極を、このｎ型不純物をドープした窒化物半導体の表面に形成するために、冷却雰囲気中のアンモニア濃度が高すぎても低すぎてもｐ側電極の接触抵抗が上昇するという、従来技術の問題が解消される。なぜなら、ｎ型不純物をドープした窒化物半導体では、水素パッシベーションによるキャリア（電子）濃度の減少も、表面劣化に起因するキャリア（電子）濃度の減少も生じないと考えられるためである。
従って、本発明の窒化物半導体素子の製造方法によれば、ｐ型窒化物半導体層の形成に一段階形成法を用いながら、ｐ側電極の接触抵抗の低い窒化物半導体素子を製造することができ、ひいては動作電圧の低い窒化物半導体素子を製造することができる。
【実施例】［実施例１］
直径２インチのＣ面サファイア基板をＭＯＶＰＥ装置の成長炉内に設けられたサセプタに装着し、水素雰囲気下で基板温度を１１００℃まで上昇させて、表面のサーマルクリーニングを行った。その後、基板温度を３３０℃まで下げ、３族原料としてＴＭＧおよびＴＭＡ、５族原料としてアンモニアを用いて、厚さ２０ｎｍのＡｌＧａＮ低温バッファ層を成長させた。なお、このＡｌＧａＮ低温バッファ層の成長以降、窒化物半導体層の成長時にはサブフローガスとして成長炉内に窒素ガスを供給し、３族原料および５族原料のキャリアガスには水素ガスを用いた。
続いて基板温度を１０００℃に上げ、原料としてＴＭＧ、アンモニアを供給し、アンドープＧａＮ層を２μｍ成長させた後、更にシランを供給し、ＳｉドープＧａＮからなる厚さ３μｍのｎ型クラッド層（ｎ型コンタクト層を兼用）を成長させた。
続いて、基板温度を８００℃に低下させて、ＧａＮ障壁層と、ＩｎＧａＮ井戸層（発光波長４０５ｎｍ）を各１０層交互に積層してなる多重量子井戸構造の活性層を形成した。井戸層成長時のＩｎ原料にはトリメチルインジウムを用いた。
次に、基板温度を１０００℃に上げ、Ｍｇ原料のビス（エチルシクロペンタジエニル）マグネシウム（ＥｔＣｐ２Ｍｇ）と、ＴＭＧ、ＴＭＡ、アンモニアを供給し、ＭｇがドープされたＡｌＧａＮからなる第一のｐ型クラッド層を５０ｎｍ成長させ、続けて、ＴＭＡの供給を停止して、ＭｇドープＧａＮからなる第二のｐ型クラッド層を５０ｎｍ成長させた。この第二のｐ型クラッド層のＭｇ濃度は２×１０２０ｃｍ−３とした。
次に、ＥｔＣｐ２Ｍｇ、ＴＭＧ、ＴＭＡと水素ガス（キャリアガス）の供給を停止し、アンモニアの流量比が０．５％となるように、アンモニアと窒素ガスを成長炉内に供給しながら、基温度を８００℃まで低下させ、基板温度が８００℃なったところで降温を停止し、再びアンモニアの流量を元に戻すとともに、ＴＭＧおよびシランを供給して、Ｓｉ濃度が１×１０１９ｃｍ−３のｎ型ＧａＮからなる厚さ１００ｎｍのｐ側コンタクト層を成長させた。
ｐ側コンタクト層の成長後は、基板加熱を停止し、原料の供給も停止して、窒素のみを成長炉内に流しながらで室温まで自然放冷した。
このようにして発光波長４０５ｎｍの近紫外ＬＥＤ構造が形成されたウエハを得た。
次に、Ｃｌ２ガスを用いたＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング）により、ウエハ全面にわたってｐ側コンタクト層の表層部分を除去し、ｐ側コンタクト層の膜厚を５０ｎｍとした。
次に、ｐ側コンタクト層の上面の局所的な領域に対してさらにＲＩＥを施し、該上面から下層側へと掘り下げ、ｐ側コンタクト層、第二のｐ型クラッド層、第一のｐ型クラッド層、活性層を順次除去し、ｎ型クラッド層を局所的に露出させた。
次に、前記ＲＩＥによって露出したｐ側コンタクト層の表面とｎ型クラッド層の表面のそれぞれに、電子ビーム蒸着法によって、厚さ２０ｎｍのＡｌ層、厚さ５０ｎｍのＰｄ層、厚さ１００ｎｍのＡｕ層をこの順に積層した３層構造の電極を、同時に形成した。
ここで、ｐ側コンタクト層表面に設けたｐ側電極は、フォトリソグラフィ技術を用いて格子状パターンに形成した。この格子状パターンは、一辺６μｍの正方形の開口部（ｐ側コンタクト層の表面が露出した部分）が、縦横とも間隔２μｍで正方行列状に配列したパターン、即ち、直交する２方向について、幅２μｍの電極部と、幅６μｍの開口部が交互に繰り返される、直交網目状パターンとした。
続いて、ｐ側電極およびｎ側電極の上に、電子ビーム蒸着法により、厚さ３０ｎｍのＴｉ層、厚さ３００ｎｍのＡｕ層をこの順に積層した、ワイヤボンディング用のパッド電極を形成した。その後、ＲＴＡ（ラピッドサーマルアニール）装置を用いて、このウエハに５００℃×５分間の熱処理を施した。最後に、サファイア基板の裏面を厚さ９０μｍとなるまで研磨し、通常のスクライビングおよびブレーキングによって素子分離を行い、３５０ｍｍ角のＬＥＤチップを得た。
上記手順で作製したＬＥＤチップをステム台にダイボンドした後、ワイヤボンディングにより通電可能な状態とし、素子特性を評価したところ、出力５．６ｍＷ（２０ｍＡ通電時）、順方向電圧３．２Ｖ（２０ｍＡ通電時）であった。
［実施例２］
本実施例では、ｐ側コンタクト層をＭＯＶＰＥ法により成長させる際の成長膜厚を５０ｎｍに変更したこと、および、ｐ側コンタクト層の表層部分をＲＩＥにより除去しないで、ｐ側電極を、成長されたままのｐ側コンタクト層の表面に形成したこと以外は、実施例１と同様にしてＬＥＤチップを作製し、その評価を行った。
その結果、出力は実施例１と同等であったが、順方向電圧は３．６Ｖ（２０ｍＡ通電時）であった。
［参考実験例１］
本発明による発光素子の性能を評価するために行なった実験の結果を以下に示す。
直径２インチのＣ面サファイア基板をＭＯＶＰＥ装置の成長炉内に設けられたサセプタに装着し、水素雰囲気下で基板温度を１１００℃まで上昇させて、表面のサーマルクリーニングを行った。その後、基板温度を３３０℃まで下げ、３族原料としてＴＭＧおよびＴＭＡ、５族原料としてアンモニアを用いて、厚さ２０ｎｍのＡｌＧａＮ低温バッファ層を成長させた。なお、このＡｌＧａＮ低温バッファ層の成長以降、窒化物半導体層の成長時にはサブフローガスとして成長炉内に窒素ガスを供給し、３族原料および５族原料のキャリアガスには水素ガスを用いた。
続いて基板温度を１０００℃に上げ、原料としてＴＭＧ、アンモニアを供給し、アンドープＧａＮ層を２μｍ成長させた後、更にシランを供給し、ＳｉドープＧａＮからなる厚さ３μｍのｎ型クラッド層（ｎ型コンタクト層を兼用）を成長させた。
続いて、基板温度を８００℃に低下させて、ＧａＮ障壁層と、ＩｎＧａＮ井戸層（発光波長４０５ｎｍ）を各１０層交互に積層してなる多重量子井戸構造の活性層を形成した。井戸層成長時のＩｎ原料にはトリメチルインジウムを用いた。
次に、基板温度を１０００℃に上げ、Ｍｇ原料のビス（エチルシクロペンタジエニル）マグネシウム（ＥｔＣｐ２Ｍｇ）と、ＴＭＧ、ＴＭＡ、アンモニアを供給し、ＭｇがドープされたＡｌＧａＮからなる第一のｐ型クラッド層を５０ｎｍ成長させ、続けて、ＴＭＡの供給を停止して、ＭｇドープＧａＮからなる第二のｐ型クラッド層を２００ｎｍ成長させた。
次に、ＥｔＣｐ２Ｍｇ、ＴＭＧ、ＴＭＡと水素ガス（キャリアガス）の供給を停止し、アンモニアの流量比が０．５％となるように、アンモニアと窒素ガスを成長炉内に供給しながら、基板温度を８００℃まで低下させ、基板温度が８００℃となったところで降温を停止し、再びアンモニアの流量を元に戻すとともに、ＴＭＧおよびシランを供給して、Ｓｉ濃度が１×１０１９ｃｍ−３のｎ型ＧａＮからなる厚さ１０ｎｍのｐ側コンタクト層を成長させた。
ｐ側コンタクト層の成長後は、基板加熱を停止し、原料の供給も停止して、窒素のみを成長炉内に流しながらで室温まで自然放冷した。
このようにして発光波長４０５ｎｍの近紫外ＬＥＤ構造が形成されたウエハを得た。
次に、ウエハ上に成長した窒化物半導体層の上面の局所的な領域に対して、Ｃｌ２ガスを用いたＲＩＥを施し、該上面から下層側へと掘り下げ、ｐ側コンタクト層、第二のｐ型クラッド層、第一のｐ型クラッド層、活性層を順次除去し、ｎ型クラッド層を局所的に露出させた。
次に、ｐ側コンタクト層表面と、ＲＩＥで露出させたｎ型クラッド層の表面に、電子ビーム蒸着法によって、厚さ２０ｎｍのＡｌ層、厚さ５０ｎｍのＰｄ層、厚さ１００ｎｍのＡｕ層をこの順に積層した３層構造の電極を、同時に形成した。
ここで、ｐ側コンタクト層表面に設けたｐ側電極は、フォトリソグラフィ技術を用いて格子状パターンに形成した。この格子状パターンは、一辺６μｍの正方形の開口部（ｐ側コンタクト層の表面が露出した部分）が、縦横とも間隔２μｍで正方行列状に配列したパターン、即ち、直交する２方向について、幅２μｍの電極部と、幅６μｍの開口部が交互に繰り返される、直交網目状パターンとした。
続いて、ｐ側電極およびｎ側電極の上に、電子ビーム蒸着法により、厚さ３０ｎｍのＴｉ層、厚さ３００ｎｍのＡｕ層をこの順に積層した、ワイヤボンディング用のパッド電極を形成した。その後、ＲＴＡ（ラピッドサーマルアニール）装置を用いて、このウエハに５００℃×５分間の熱処理を施した。最後に、サファイア基板の裏面を厚さ９０μｍとなるまで研磨し、通常のスクライビングおよびブレーキングによって素子分離を行い、３５０ｍｍ角のＬＥＤチップを得た。
上記手順で作製したＬＥＤチップをステム台にダイボンドした後、ワイヤボンディングにより通電可能な状態とし、素子特性を評価したところ、出力５．４ｍＷ（２０ｍＡ通電時）、順方向電圧３．６Ｖ（２０ｍＡ通電時）であった。
［参考実験例２］
参考実験例１において、第二のｐ型クラッド層の成長後、基板温度を変化させることなく、同じ温度でｐ側コンタクト層を成長し、その後、基板加熱を停止すると同時に、３族原料の供給を停止し、アンモニアの流量比が２％となるように、アンモニアと窒素ガスを成長炉内に流しながら室温まで自然放冷する以外は、参考実験例１と同様の方法によりＬＥＤチップを作製し、素子特性を評価したところ、出力５．３ｍＷ（２０ｍＡ通電時）、順方向電圧３．９Ｖ（２０ｍＡ通電時）であった。
［参考実験例３］
上記参考実験例２において、ｐ側コンタクト層の成長終了後、窒素のみを成長炉内に流しながら室温まで自然放冷したこと以外は、参考実験例２と同様の方法によりＬＥＤチップを作製し、素子特性を評価したところ、出力５．２ｍＷ（２０ｍＡ通電時）、順方向電圧４．０Ｖ（２０ｍＡ通電時）であった。
［参考実験例４］
参考実験例１において、ｐ側電極およびｎ側電極を、厚さ２０ｎｍのＴｉ層、厚さ２００ｎｍのＡｌ層をこの順に積層した２層構造としたこと以外、参考実験例１と同様の方法によりＬＥＤチップを作製し、素子特性を評価したところ、出力５．０ｍＷ（２０ｍＡ通電時）、順方向電圧３．６Ｖ（２０ｍＡ通電時）であった。
［参考実験例５］
参考実験例１において、ｎ型ＧａＮからなる厚さ１０ｎｍのｐ側コンタクト層に代えて、Ｍｇ濃度が５×１０２０ｃｍ−３のｐ型ＧａＮからなる厚さ１０ｎｍのｐ型コンタクト層を形成するとともに、ｐ側電極を厚さ２０ｎｍのＮｉ層、厚さ１５０ｎｍのＡｕ層をこの順に積層した２層構造としたこと以外、参考実験例１と同様の方法によりＬＥＤチップを作製し、素子特性を評価した。
評価の結果、出力５．０ｍＷ（２０ｍＡ通電時）、順方向電圧４．５Ｖ（２０ｍＡ通電時）であった。
［参考実験例６］
参考実験例２において、ｎ型ＧａＮからなる厚さ１０ｎｍのｐ側コンタクト層に代えて、Ｍｇ濃度が５×１０２０ｃｍ−３のｐ型ＧａＮからなる厚さ１０ｎｍのｐ型コンタクト層を形成するとともに、ｐ側電極を厚さ２０ｎｍのＮｉ層、厚さ１５０ｎｍのＡｕ層をこの順に積層した２層構造としたこと以外、参考実験例２と同様の方法によりＬＥＤチップを作製し、素子特性を評価した。
評価の結果、出力５．０ｍＷ（２０ｍＡ通電時）、順方向電圧５．５Ｖ（２０ｍＡ通電時）であった。
［参考実験例７］
参考実験例３において、ｎ型ＧａＮからなる厚さ１０ｎｍのｐ側コンタクト層に代えて、Ｍｇ濃度が５×１０２０ｃｍ−３のｐ型ＧａＮからなる厚さ１０ｎｍのｐ型コンタクト層を形成するとともに、ｐ側電極を厚さ２０ｎｍのＮｉ層、厚さ１５０ｎｍのＡｕ層をこの順に積層した２層構造としたこと以外、参考実験例３と同様の方法によりＬＥＤチップを作製し、素子特性を評価した。
評価の結果、出力４．０ｍＷ（２０ｍＡ通電時）、順方向電圧３．５Ｖ（２０ｍＡ通電時）であった。
この参考実験例７では順方向電圧が比較的低い値となったが、逆耐圧（Ｖｒ）の大幅な低下と、リーク電流の増加が同時に観察されたことから、リーク電流パスを通して電流が流れ易くなったために素子の抵抗が低下し、見かけ上、動作電圧が低下したかのような結果となったものと考えられる。
【産業上の利用可能性】  本発明の実施に係るＬＥＤの構造については、図１、図６の構造に限定されるものではなく、公知技術を参考に、種々の変形を加えることができる。
本発明は、ＬＥＤだけでなく、ｐ型窒化物半導体層と、該層に正孔を注入するための電極を備える全ての窒化物半導体素子（ＬＥＤ以外の発光素子、受光素子、電子デバイス等）の製造方法として有用である。その場合、素子の構造や、その製造のために必要となる技術については、公知の技術を適宜参照してよい。
本出願は、日本で出願された特願２００４−２８９４６６を基礎としておりそれらの内容は本明細書に全て包含される。
【図１】
2006038665.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
2006038665.tif 000011
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