"半極性{20-2-1}平面上に成長されるAl,Ga,InN発光ダイオードLEDを備えている光電子素子。前記Al,Ga,InNLEDは、他の半極性平面上に成長されるAl,Ga,InNLEDと比較して、より狭い放出スペクトル幅を有する、請求項1に記載の素子。前記Al,Ga,InNLEDは、他の半極性平面上に成長されるAl,Ga,InNLEDと比較して、その出力ピーク放出波長において、より少ない注入電流依存性青方偏移を有する、請求項1に記載の素子。前記Al,Ga,InNLEDは、他の半極性平面上に成長されるAl,Ga,InNLEDと比較して、増加した振動子強度を有し、より高い効率をもたらす、請求項1に記載の素子。前記Al,Ga,InNLEDは、他の半極性平面上に成長されるAl,Ga,InNLEDと比較して、長い波長において、より優れた性能を有する、請求項1に記載の素子。前記Al,Ga,InNLEDは、他の半極性平面上に成長されるAl,Ga,InNLEDと比較して、同一成長温度において、より高いインジウム混入率を有する、請求項1に記載の素子。前記Al,Ga,InNLEDは、他の半極性平面上に成長されるAl,Ga,InNLEDと比較して、より厚い活性領域を有する、請求項1に記載の素子。半極性{20-2-1}平面上にAl,Ga,InN発光ダイオードLEDを成長させることを含む光電子素子を製造する方法。前記Al,Ga,InNLEDは、他の半極性平面上に成長されるAl,Ga,InNLEDと比較して、より狭い放出スペクトル幅を有する、請求項8に記載の方法。前記Al,Ga,InNLEDは、他の半極性平面上に成長されるAl,Ga,InNLEDと比較して、その出力ピーク放出波長において、より少ない注入電流依存性青方偏移を有する、請求項8に記載の方法。前記Al,Ga,InNLEDは、他の半極性平面上に成長されるAl,Ga,InNLEDと比較して、増加した振動子強度を有し、より高い効率をもたらす、請求項8に記載の方法。前記Al,Ga,InNLEDは、他の半極性平面上に成長されるAl,Ga,InNLEDと比較して、長い波長において、より優れた性能を有する、請求項8に記載の方法。前記Al,Ga,InNLEDは、他の半極性平面上に成長されるAl,Ga,InNLEDと比較して、同一成長温度において、より高いインジウム混入率を有する、請求項8に記載の方法。前記Al,Ga,InNLEDは、他の半極性平面上に成長されるAl,Ga,InNLEDと比較して、より厚い活性領域を有する、請求項8に記載の方法。請求項8に記載の方法を使用して製造される素子。したがって、当技術分野において、III窒化物LEDを製造する改良された方法のための必要性が存在する。本発明は、本必要性を満たす。前述の従来技術における制限を克服し、かつ本明細書の熟読および理解によって明白となるであろう他の制限を克服するために、本発明は、半極性{20-2-1}上に成長され、高出力、高効率、および低効率ドループによって特徴付けられる、III窒化物LEDを開示する。好ましい実施形態の以下の説明では、その一部を形成し、例証として、本発明が実践され得る具体的実施形態が示される、付随の図面を参照する。他の実施形態が利用され得、構造的変更が、本発明の範囲から逸脱することなく行われ得ることを理解されたい。概要本発明は、半極性{20-2-1}平面上に成長されたAl,Ga,InN系LEDを説明する。本発明の利点は、ディスプレイ用途、照明、電飾、浄水等のための改良されたLED性能を含む。発明者らは、駆動電流20mAにおいて、30mWの光出力電力および54.7の外部量子効率EQEをもたらす、{20-2-1}基板上の青色発光LEDの作業プロトタイプを製造した。この光出力電力および外部量子効率は、既存の非極性または半極性平面上に成長された任意の他のLEDより高い値であり、最高技術水準のc-平面素子に匹敵する。さらに、半極性GaN基板上にエピタキシャルに成長された歪みAl,Ga,InN合金層の臨界厚がより厚いほど、量子井戸内の有効キャリア密度を減少オージェ損失および効率ドループを減少させるのを支援するためにより厚い量子井戸を採用することができ、これは、低透過性キャリア密度を促進することができることを意味する。素子構造図1は、本発明の一実施形態に従って、半極性{20-2-1}基板上に製造される、プロトタイプLED素子の概略図である。具体的には、プロトタイプLED素子は、基板100の半極性{20-2-1}平面上にエピタキシャルに成長された。基板は、バルクIII窒化物、または、III窒化物の膜例えば、サファイアまたは炭化ケイ素またはスピネル等の異質基板上にヘテロエピタキシャルに成長された半極性III窒化物テンプレート層またはエピ層であることができる。プロトタイプLED素子は、n-型GaNn-GaN層102と、3周期InGaN/GaN多重量子井戸MQWスタックから成る活性領域104と、p-型AlGaNp-AlGaN電子阻止層EBL106と、p-型GaNp-GaN層108と、酸化インジウムスズITO層110と、2つのTi/Auパッド112、114ITO層110上の第1のパッド112およびn-GaN層102上の第2のパッド114とを含み、n-GaN層102上のTi/Auパッド114は、Ti/Al/Ni/Au層116上に常駐する。これらの層は、金属有機化学蒸着MOCVD、ならびに従来のフォトリソグラフィ、ドライエッチング、およびリフトオフ技法を使用して製造された。20-2-1半極性基板100の背面は、光抽出効率を改良する、円錐形特徴を有するように粗面化された。プロトタイプLED素子は、次いで、透明スタンドとともにパッケージングされた。プロセスステップ図2は、本発明の一実施形態に従って、図1のLEDを製造するための方法を説明する、流れ図である。ブロック200は、半極性{20-2-1}基板が、金属有機化学蒸着MOCVD反応炉内に装填されるステップを表す。前述のように、半極性{20-2-1}基板は、バルクIII窒化物またはIII窒化物の膜であることができる。ブロック202は、基板上における、n-型III窒化物層、例えば、Siドープn-GaNの成長を表す。ブロック204は、n-GaN層上における、III窒化物活性領域、例えば、3周期InGaN/GaNMQW構造の成長を表す。ブロック206は、活性領域上における、p-型III窒化物EBL、例えば、Mgドープp-AlGaNの成長を表す。ブロック208は、p-AlGaNEBL上における、p-型III窒化物層、例えば、Mgドープp-GaNの成長を表す。ブロック210は、p-GaN層上のp-型電極として、酸化インジウムスズITO等の透明導電酸化物TCO層の蒸着を表す。ブロック212は、パターン化およびエッチングによる、メサの製造を表す。ブロック214は、メサエッチングによって露出されたn-GaN層上のTi/Al/Ni/Au層の蒸着後のTi/Al/Ni/Au層上のTi/Au等のn-型電極の蒸着を表す。活性化、アニーリング、ダイシング、搭載、接着、封入、パッケージング等、図2に示されない他のステップもまた、行われ得る。これらのプロセスステップの最終結果として、基板の半極性{20-2-1}平面上に成長されたAl,Ga,InNLEDを備えている、光電子素子となる。実験結果実験結果を通して、本発明は、既存の非極性または半極性平面上に成長された任意の他のLEDより高い値であって、最高技術水準のc-平面素子に匹敵する、駆動電流20mAにおいて、30mWの光出力電力LOPおよび54.7の外部量子効率EQEをもたらす、{20-2-1}基板上の青色発光LEDを提供することが決定された。図3aは、パルスおよびDC動作下における、図1のプロトタイプLED素子のL-I光出力電力対電流およびEQE-I外部量子効率対電流特性のグラフである。図3bは、図1のプロトタイプLED素子のI-V電流対電圧特性のグラフである。これらの図に示されるように、本発明の利点は、改良されたLED性能を含む。エレクトロルミネセンス強度対波長図4は、エレクトロルミネセンスEL強度任意単位対波長nmのグラフであり、それぞれ、{20-2-1}および{20-21}平面上に成長された単一量子井戸SQWLEDに対するELスペクトルを示す。これらのLEDは、同じ構造を有する。これらの2つの平面の異なるインジウム混入率のため、{20-2-1}LEDのQWは、これらのLEDが同一放出波長を有するように、{20-21}LEDのQWより30°C高い温度において成長された。波長515nmでは、{20-2-1}LEDは、半値全幅FWHM25nmを示し、{20-21}LEDより狭いスペクトルを実証する一方、{20-21}LEDは、FWHM40nmを示し、ほぼ2倍である。{20-2-1}LEDの狭スペクトルは、本平面上で観察された高インジウム混入および高成長温度によって生じるより高いInGaN品質のためと考えられる。狭放出スペクトルは、高性能LEDおよびレーザダイオードLDに対して非常に望ましいため、{20-2-1}平面上に成長される素子は、したがって、他の半極性平面上に成長される光電子素子より高い性能を有する光電子素子を作製するために有利である。利点および改良点基板の半極性{20-2-1}平面上に成長されるAl,Ga,InN素子は、他の異なる半極性平面上に成長されたAl,Ga,InN素子と比較して、以下の特性によって特徴付けられる。より狭い放出スペクトル幅その出力ピーク放出波長における、より少ない注入電流依存性青方偏移より高い効率をもたらす、増加した振動子強度長い波長における、より優れた性能同一成長温度における、より高いインジウム混入率より厚い活性領域加えて、半極性{20-2-1}基板上に成長された歪みエピタキシャルAl,Ga,InN合金層の臨界厚は、他の半極性平面すなわち、{11-22}、{10-1-1}等より大きいことが期待される。これは、他の異なる半極性平面上に成長されたAl,Ga,InN素子と比較して、より厚い活性領域構造の使用を可能にし、量子井戸内の有効キャリア密度を減少オージェ損失および効率ドループを減少させ、低透過性キャリア密度を促進することができる。可能性として考えられる修正および変形例可能性として考えられる修正および変形例は、異なる製造技法の使用、ならびに異なるLED構造の製造を含む。加えて、異なるパッケージング方法も使用され得る。さらに、レーザダイオード、レーザ、太陽電池、光検出器等、他のタイプの光電子素子が、本発明を使用して製造され得る。将来的開発として、素子性能の改良、CW連続波動作、増加した作業波長、増加した光出力電力および外部量子効率、大電流動作下における減少した効率ドループ等が挙げられるであろう。専門用語用語III窒化物、III族窒化物、または窒化物は、本明細書で使用される場合、化学式GawAlxInyBzNを有する、Ga,Al,In,BN半導体の任意の合金組成物を指し、ここでは、0≦w≦1、0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1、およびwxyz=1である。これらの用語は、単一種、Ga、Al、In、およびBの個別の窒化物、ならびにそのようなIII族金属種の二元、三元、および四元組成物を含むものと広義に解釈されることが意図される。故に、GaNおよびInGaN材料を参照する以下の本発明の議論は、種々の他のGa,Al,In,BN材料種の形成にも適用可能であることを理解されるであろう。さらに、発明の範囲内のGa,Al,In,BN材料は、少量のドーパントおよび/または他の不純物または含有材料をさらに含み得る。多くのGa,Al,In,BN素子は、結晶の極性c-平面に沿って成長されるが、これは、強圧電および自発分極の存在のため、望ましくない量子閉じ込めシュタルク効果QCSEをもたらす。Ga,Al,In,BN素子内の分極効果を低下させるアプローチの1つは、結晶の非極性または半極性平面上に素子を成長させることである。用語非極性平面は、a-平面として集合的に周知の{11-20}平面と、m-平面として集合的に周知の{10-10}平面とを含む。そのような平面は、平面あたり等数のガリウムおよび窒素原子を含有し、電荷中性である。後続の非極性層は、互に均等であり、したがって、バルク結晶は、成長方向に沿って分極されないであろう。用語半極性平面は、c-平面、a-平面、またはm-平面として分類されることができない、任意の平面を指すために使用することができる。結晶学的観点では、半極性平面は、少なくとも2つの非ゼロh、i、またはkミラー指数および非ゼロ1ミラー指数を有する任意の平面となるであろう。後続の半極性層は、互に均等であり、したがって、結晶は、成長方向に沿って、分極を減少させるであろう。ミラー指数は、結晶格子内の平面および方向に対する結晶学における表記法であり、表記{h、i、k、l}は、格子の対称性によって、h、i、k、lに相当する全平面の集合を表す。中括弧{}の使用は、丸括弧によって表される対称等価平面群を表し、群内の全平面は、本発明の目的に対して等価である。結論ここで、本発明の好ましい実施形態の説明を結論付ける。本発明の1つ以上の実施形態の上述の説明は、例証および説明の目的のために提示されている。本発明を包括的または開示される正確な形態に制限することを意図するものではない。多くの修正例および変形例が、上述の教示に照らして可能である。本発明の範囲は、本発明を実施するための形態によってではなく、本明細書に添付の請求項によって制限されることが意図される。"