窒化物半導体発光素子及びその製造方法
【課題】本発明は、窒化物半導体発光素子及びその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る窒化物半導体発光素子は、第１窒化物半導体層（Ｓｉ−Ｉｎ ｃｏ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層）８と、前記第１窒化物半導体層８上に形成されたＡｌがドーピングされた第１窒化物半導体バッファ層（Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層）１０と、前記第１窒化物半導体バッファ層１０上に形成された活性層１２と、前記活性層１２上に形成された第２窒化物半導体層（ｐ−ＧａＮ層）１４と、を含む。
【解決手段】本発明に係る窒化物半導体発光素子は、第１窒化物半導体層（Ｓｉ−Ｉｎ ｃｏ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層）８と、前記第１窒化物半導体層８上に形成されたＡｌがドーピングされた第１窒化物半導体バッファ層（Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層）１０と、前記第１窒化物半導体バッファ層１０上に形成された活性層１２と、前記活性層１２上に形成された第２窒化物半導体層（ｐ−ＧａＮ層）１４と、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物半導体発光素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＧａＮ系窒化物半導体は、その応用分野において青色／緑色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅｓ）の光素子及びＭＥＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ）、ＨＥＭＴ（Ｈｉｇｈ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ）などの高速スイッチング、高出力素子である電子素子に応用されている。特に、青色／緑色ＬＥＤ素子は、既に量産化されており、全世界的な売上げは、指数関数的に増加しているのが現状である。
【０００３】
このようなＧａＮ系窒化物半導体発光素子は、主にサファイア基板又はＳｉＣ基板上で成長される。そして、低温の成長温度においてサファイア基板又はＳｉＣ基板上にＡｌｙＧａ１−ｙＮの多結晶薄膜をバッファ層として成長させる。以後、高温で前記バッファ層上にドーピングされていないＧａＮ層、シリコン（Ｓｉ）がドーピングされたｎ−ＧａＮ層又は前記構造の混合された構造で成長させて、ｎ−ＧａＮ層を第１電極層として形成する。また、上部にマグネシウム（Ｍｇ）がドーピングされたｐ−ＧａＮ層を第２電極層として形成して、窒化物半導体発光素子が製造される。そして、発光層（多重量子井戸構造の活性層）は、前記ｎ−ＧａＮ層とｐ−ＧａＮ層との間にサンドウィッチ構造で形成される。
【０００４】
一般に、不純物が添加されないｕｎｄｏｐｅｄ ＧａＮ窒化物半導体は、５５０ｎｍの波長帯域で極めて広い領域にわたって黄色放出ピーク（ｙｅｌｌｏｗ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｐｅａｋ）が観測されるが、これは、ＧａＮ窒化物半導体の結晶成長中、Ｇａ原子の空席（空孔、ｖａｃａｎｃｙ、ＶＧａ）の欠陥によるものである。
【０００５】
このような欠陥は、シリコンがドーピングされた第１電極層であるｎ−ＧａＮ窒化物半導体を成長する場合に、ＶＧａが減少し、かつ、極めて強いバンドエッジ放出（ｂａｎｄｅｄｇｅ ｅｍｉｓｓｉｏｎ）が観測される。しかしながら、ＧａＮ窒化物半導体にシリコンをドーピングすると、ＶＧａ空席に置換されて入るが、既にＮ原子のダングリングボンド（ｄａｎｇｌｉｎｇ ｂｏｎｄ）が存在し続けて、結局、発光素子の信頼性に影響を及ぼすようになる。
【０００６】
また、第２電極層であるｐ−ＧａＮ層は、結晶成長中にＭｇ原子をドーピングして形成するが、結晶成長中にドーピング源として注入されたＭｇ原子がＧａ位置に置換されて、ｐ−ＧａＮ層として機能しなければならないが、キャリアガス及びソースから分解された水素ガスと結合して、ＧａＮ結晶層でＭｇ−Ｈ複合体を形成して、１０μΩ程度の高低抗体となる。
【０００７】
したがって、ｐｎ接合発光素子を形成した後、Ｍｇ−Ｈ複合体を切ってＭｇ原子をＧａ席に置換させるための後続の活性化工程が要求される。しかしながら、前記発光素子は、活性化工程において発光に寄与するキャリアとして機能する量は、１０１７／ｃｍ３程度で、１０１９／ｃｍ３以上のＭｇ原子濃度（ａｔｏｍｉｃ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ）より極めて低いため、抵抗性接触形成が難しいという短所がある。
【０００８】
また、キャリアとして活性化されず、ｐ−ＧａＮ窒化物半導体内に残っているＭｇ原子は、活性層との界面から放出される光をトラップ（ｔｒａｐ）する中心（ｃｅｎｔｅｒ）として機能して、急激に光出力を減少させる。
【０００９】
これを改善するために、極めて薄い透過性抵抗性金属物質を使用して、接触抵抗を下げて電流注入の効率を増加させる方案が利用されている。ところが、接触抵抗を減少させるために使用された薄い透過性抵抗性金属は、一般に、光透過度が７５〜８０％程度であり、その他には、損失として機能する。また、内部量子効率を増加させるために、発光素子の設計及び発光層とｐ−ＧａＮ層の結晶性を向上させず、窒化物半導体の結晶成長自体から光出力を向上させることには限界がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、窒化物半導体発光素子をなす活性層の結晶性を向上させ、光出力及び信頼性を向上させることができる窒化物半導体発光素子及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成すべく、本発明に係る窒化物半導体発光素子は、第１窒化物半導体層と、前記第１窒化物半導体層上に形成されたＡｌがドーピングされた第１窒化物半導体バッファ層と、前記第１窒化物半導体バッファ層上に形成された活性層と、前記活性層上に形成された第２窒化物半導体層と、を含む。
【００１２】
また、上記の目的を達成すべく、本発明に係る窒化物半導体発光素子は、第１窒化物半導体層と、前記第１窒化物半導体層上に形成された活性層と、前記活性層上に形成されたＡｌがドーピングされた第２窒化物半導体バッファ層と、前記第２窒化物半導体バッファ層上に形成された第２窒化物半導体層と、を含む。
【００１３】
また、上記の目的を達成すべく、本発明に係る窒化物半導体発光素子は、第１窒化物半導体層と、前記第１窒化物半導体層上に形成されたＡｌがドーピングされた第１窒化物半導体バッファ層と、前記第１窒化物半導体バッファ層上に形成された活性層と、前記活性層上に形成されたＡｌがドーピングされた第２窒化物半導体バッファ層と、前記第２窒化物半導体バッファ層上に形成された第２窒化物半導体層と、を含む。
【００１４】
また、上記の目的を達成すべく、本発明に係る窒化物半導体発光素子の製造方法は、基板上にバッファ層を形成するステップと、前記バッファ層上にＩｎ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層を形成するステップと、前記Ｉｎ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層上に第１電極層を形成するステップと、前記第１電極層上に第１Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層を形成するステップと、前記第１Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層上に、光を放出する活性層を形成するステップと、前記活性層上にｐ−ＧａＮ層を形成するステップと、前記ｐ−ＧａＮ層上に第２電極層を形成するステップと、を含む。
【００１５】
また、上記の目的を達成すべく、本発明に係る窒化物半導体発光素子の製造方法は、基板上にバッファ層を形成するステップと、前記バッファ層上にＩｎ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層を形成するステップと、前記Ｉｎ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層上に第１電極層を形成するステップと、前記第１電極層上に、光を放出する活性層を形成するステップと、前記活性層上に第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層を形成するステップと、前記第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層上にｐ−ＧａＮ層を形成するステップと、前記ｐ−ＧａＮ層上に第２電極層を形成するステップと、を含む。
【００１６】
また、上記の目的を達成すべく、本発明に係る窒化物半導体発光素子の製造方法は、基板上にバッファ層を形成するステップと、前記バッファ層上にＩｎ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層を形成するステップと、前記Ｉｎ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層上に第１電極層を形成するステップと、前記第１電極層上に第１Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層を形成するステップと、前記第１Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層上に光を放出する活性層を形成するステップと、前記活性層上に第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層を形成するステップと、前記第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層上にｐ−ＧａＮ層を形成するステップと、前記ｐ−ＧａＮ層上に第２電極層を形成するステップと、を含む。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る窒化物半導体発光素子及びその製造方法によると、窒化物半導体発光素子をなす活性層の結晶性を向上させ、光出力及び信頼性を向上させることができるという長所がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付した図面を参照して、本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係る窒化物半導体発光素子の第１の実施の形態の積層構造を概略的に示した図である。
【００２０】
本発明に係る窒化物半導体発光素子１は、図１に示したように、基板２上にバッファ層４が形成されている。ここで、前記バッファ層４は、ＡｌＩｎＮ／ＧａＮ積層構造、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ超格子構造、ＩｎｘＧａ１−ｘＮ／ＧａＮ積層構造、ＡｌｘＩｎｙＧａ１−（ｘ＋ｙ）Ｎ／ＩｎｘＧａ１−ｘＮ／ＧａＮの積層構造の中から選択されて形成されることができる（ここで、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、ｘ＋ｙ≦１）。
【００２１】
そして、前記バッファ層４上には、Ｉｎ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層６が形成されており、前記Ｉｎ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層６上には、ｎ型の第１電極層が形成されている。ここで、前記ｎ型の第１電極層としては、シリコンとインジウムが同時にドーピングされて形成されるＳｉ−Ｉｎ ｃｏ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層８が採用され得る。
【００２２】
また、前記Ｓｉ−Ｉｎ ｃｏ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層８上には、Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層１０が形成されており、前記Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層１０上には、光を放出する活性層１２が形成されている。前記活性層１２は、単一量子井戸構造又は多重量子井戸構造で形成されることができる。前記活性層１２をなす積層構造の例については、図３を参照して詳細に後述する。そして、本発明に係る活性層１２によると、単一量子井戸構造で形成する場合にも、充分な光効率を達成できるようになるという長所がある。
【００２３】
本発明において、前記Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層１０は、第１電極層として用いられるＳｉ−Ｉｎ ｃｏ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層８の成長後、ＧａＮ窒化物半導体成長のときに、少量のＧａＡｌ原子をドーピングすることで形成されることができる。そして、前記Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層１０は、Ｇａ原子の空席（空孔、ｖａｃａｎｃｙ）によりダングリング（ｄａｎｇｌｉｎｇ）結合で残っているＮ原子と強いＡｌ−Ｎ結合を具現することによって、界面状態を向上させる機能を行う。これによって、前記活性層１２に転位される結晶欠陥を最小化させることができる。
【００２４】
次に、前記活性層１２上には、ｐ−ＧａＮ層１４が形成されており、このとき、前記ｐ−ＧａＮ層１４には、マグネシウム（Ｍｇ）がドーピングされて形成されるようにすることができる。また、前記ｐ−ＧａＮ層１４には、マグネシウム（Ｍｇ）とアルミニウム（Ａｌ）が同時にドーピングされて形成されるようにすることもできる。
【００２５】
そして、前記ｐ−ＧａＮ層１４上には、ｎ型の第２電極層が形成されている。ここで、前記ｎ型の第２電極層としては、インジウム組成を順次変化させてエネルギーバンドギャップを制御したスーパーグレーディングｎ−ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層１６が採用され得る。このとき、前記スーパーグレーディングｎ−ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層１６は、その組成範囲が０＜ｘ＜０．２で形成されるようにすることができる。そして、前記スーパーグレーディングｎ−ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層１６には、シリコンがドーピングされるようにすることもできる。
【００２６】
このように、本発明による窒化物半導体発光素子は、第１電極層８と第２電極層１６が全てｎ型の窒化物半導体で形成され、その間にｐ−ＧａＮ層１４が形成された点を考慮すると、従来のｐｎ接合発光素子とは異なり、ｎｐｎ接合発光素子構造を有するものと解析できる。
【００２７】
また、前記第２電極層として用いられるｎ型窒化物半導体（例えば、スーパーグレーディングｎ−ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層１６）は、既存のｐ−ＧａＮ接触層より抵抗が低いため、接触抵抗を減少させて電流注入を極大化させることができる。そして、前記第２電極層にバイアス電圧を印加させる透明電極としては、光出力を極大化させるために電流拡散を極大化させ、優れた光透過度を有する透過性抵抗性又は透過酸化層の使用が可能である。このような物質には、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＲｕＯｘ、ＩｒＯｘ及びＮｉＯ又はＮｉを含むＡｕ合金金属が利用されることができる。
【００２８】
ここで、図示していないが、前記第２電極層としてＩｎＧａＮ／ＡｌＩｎＧａＮ超格子構造層又はＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ超格子構造層が形成されるようにすることもできる。そして、前記ＩｎＧａＮ／ＡｌＩｎＧａＮ超格子構造層又はＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ超格子構造層には、シリコンがドーピングされるようにすることもできる。
【００２９】
一方、Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ窒化物半導体の電気的／光学的特性及び効果を検証するための１つの方案として、次のような試片を製造し、その特性を調査した。
【００３０】
本発明では、ＡｌＧａＮ／ｕｎｄｏｐｅｄ ＧａＮ／ＳＩ（ｓｅｍｉ−ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ）ＧａＮ／バッファ／サファイア基板とＡｌＧａＮ／Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ／ＳＩ（ｓｅｍｉ−ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ）ＧａＮ／バッファ／サファイア基板で構成される２種類の２ＤＥＧ（２ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｇａｓ；２次元電子井戸層）構造を有する試片を製造して、電気的／光学的特性を測定した。
【００３１】
まず、ホール（Ｈａｌｌ）測定による電気的特性は、ｕｎｄｏｐｅｄ ＧａＮ層が適用された構造の場合、常温及び７７Ｋ低温においてキャリア移動度（ｃａｒｒｉｅｒ ｍｏｂｉｌｉｔｙ）は、１，１３０及び３，３９０ｃｍ２／Ｖｓｅｃとそれぞれ測定されており、Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層が適用された構造の場合、常温及び７７Ｋ低温においてキャリア移動度は、１，５００及び４，８７０ｃｍ２／Ｖｓｅｃとそれぞれ測定された。これにより、Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層が適用された構造において、より優れた特性を有することを確認することができた。このとき、面濃度（ｓｈｅｅｔ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ）は、常温及び７７Ｋ低温において１〜１．２ｅ１３／ｃｍ２程度で同じ特性を有するものと測定された。
【００３２】
前記検証結果において、面濃度自体が増加せずにキャリア移動度が増加するということは、ｕｎｄｏｐｅｄ ＧａＮ窒化物半導体自体のＧａ原子の空席を、Ａｌ原子によって置換されながらダングリングボンドとして残っているＮ原子とＧａ−Ｎ結合力より強いＡｌ−Ｎ結合で結晶欠陥を減少させたためである。
【００３３】
また、光学的特性を検証するための１０Ｋ ＰＬ測定において、ｕｎｄｏｐｅｄ ＧａＮ層が適用された構造よりＡｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層が適用された構造で約７倍以上の強いバンドエッジ放出（ｂａｎｄｅｄｇｅ ｅｍｉｓｓｉｏｎ）が観測された。
【００３４】
このような結果は、電気的特性の検証結果と一致するもので、Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ窒化物半導体の優れた電気的／光学的特性を立証するものであり、第１電極層から生成されて発光層に伝播される結晶欠陥又は点欠陥などを効果的に抑制して、発光素子の内部量子効率を極大化させることができるようになる。
【００３５】
一方、図２は、本発明に係る窒化物半導体発光素子の第２の実施の形態の積層構造を概略的に示した図である。図２に示す積層構造の中で、図１を参照して説明された層（同一の符号付与）については、その説明を省略する。
【００３６】
本発明の第２の実施の形態に係る窒化物半導体発光素子２１は、図１に示す第１の実施の形態に係る窒化物半導体発光素子１と比較するとき、インジウム含量の低いＩｎｘＧａ１−ｘＮ層２２がさらに形成されているという点にその差がある。
【００３７】
すなわち、本発明の第２の実施の形態に係る窒化物半導体発光素子２１によると、Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層１０と活性層１２との間にインジウム含量の低いＩｎｘＧａ１−ｘＮ層２２がさらに形成されるようにした。これは、内部量子効率をより増加させるために、前記活性層１２の成長の前に、前記活性層１２のストレインを制御できるように、インジウム含量の低いＩｎｘＧａ１−ｘＮ層２２をさらに成長させたものである。
【００３８】
すると、図３を参照して、本発明に係る窒化物半導体発光素子３１に採用される活性層の構造について、さらに詳細に説明する。図３は、本発明に係る窒化物半導体発光素子の第３の実施の形態の積層構造を概略的に示した図である。図３に示す積層構造の中で、図１を参照して説明された層（同一の符号付与）については、その説明を省略する。
【００３９】
本発明の第３の実施の形態に係る窒化物半導体発光素子３１には、図３に示したように、内部量子効率（ｉｎｔｅｒｎａｌ ｑｕａｎｔｕｍ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）を増加させるために、活性層のストレイン（ｓｔｒａｉｎ）を制御するインジウム含量の低いｌｏｗ−ｍｏｌｅ ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層２２が形成されている。また、インジウム変動（ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ）による光出力及び逆方向漏れ電流を改善させるために、前記ｌｏｗ−ｍｏｌｅ ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層２２の下部及び上部に、原子尺度（ａｔｏｍｉｃ ｓｃａｌｅ）形態で制御されたＳｉＮｘクラスター層３３、３５がそれぞれさらに備えられている。
【００４０】
また、光を放出する活性層は、ＩｎｙＧａ１−ｙＮ井戸層／ＩｎｚＧａ１−ｚＮバリア層で形成される単一量子井戸構造又は多重量子井戸構造で形成されることができる。
【００４１】
図３では、活性層として、ＩｎｙＧａ１−ｙＮ井戸層３７、４３とＩｎｚＧａ１−ｚＮバリア層４１、４７との間にＳｉＮｘクラスター層３９、４５がさらに備えられた多重量子井戸構造で形成された発光素子の例を示した。ここで、前記活性層の発光効率を改善するために、ＩｎｙＧａ１−ｙＮ井戸層（０＜ｙ＜０．３５）／ＳｉＮｘクラスター層／ＩｎｚＧａ１−ｚＮバリア層（０＜ｚ＜０．１）で組成比を調節することもできる。そして、前記インジウム含量の低いｌｏｗ−ｍｏｌｅ ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層２２との関係を考慮すると、前記ＩｎｙＧａ１−ｙＮ井戸層３７、４３／ＩｎｚＧａ１−ｚＮバリア層４１、４７にドーピングされるインジウム含量と前記ｌｏｗ−ｍｏｌｅ ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層２２にドーピングされるインジウム含量は、それぞれ０＜ｘ＜０．１、０＜ｙ＜０．３５、０＜ｚ＜０．１の値を有するように調節できる。
【００４２】
また、図示していないが、前記活性層をなすＩｎｙＧａ１−ｙＮ井戸層とＩｎｚＧａ１−ｚＮバリア層との間に、前記ＩｎｙＧａ１−ｙＮ井戸層のインジウム変動量を制御するＧａＮキャップ（ｃａｐ）層が形成されるようにすることもできる。このとき、光を放出する井戸層とバリア層それぞれのインジウム含量は、ＩｎｙＧａ１−ｙＮ（０＜ｙ＜０．３５）／ＧａＮキャップ（ｃａｐ）／ＩｎｚＧａ１−ｚＮ（０＜ｚ＜０．１）で構成されるようにすることができる。
【００４３】
そして、単一量子井戸構造又は多重量子井戸構造で構成された活性層の最後の層を成長させた後、再度ＳｉＮｘクラスター層４９を原子尺度の厚さに成長させて、ｐ−ＧａＮ層１４のＭｇ元素の活性層の内部拡散を抑制できるようにする。
【００４４】
一方、図４は、本発明に係る窒化物半導体発光素子の第４の実施の形態の積層構造を概略的に示した図である。図４に示す積層構造の中で、図１を参照して説明された層（同一の符号付与）については、その説明を省略する。
【００４５】
本発明の第４の実施の形態に係る窒化物半導体発光素子５１は、図１に示す第１の実施の形態に係る窒化物半導体発光素子１と比較するとき、活性層１２の下部には、第１Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層４４が形成されており、前記活性層１２の上部には、第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層４６が形成された点にその特徴がある。
【００４６】
本発明に係る第４の実施の形態において、前記第１Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層４４は、第１電極層として用いられるＳｉ−Ｉｎ ｃｏ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層８の成長後、ＧａＮ窒化物半導体成長のときに、少量のＧａＡｌ原子をドーピングすることで形成されることができる。そして、前記第１Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層４４は、Ｇａ原子の空席（空孔、ｖａｃａｎｃｙ）によりダングリング結合で残っているＮ原子と強いＡｌ−Ｎ結合を具現することによって、界面状態を向上させる機能を行う。これによって、前記活性層１２に転位される結晶欠陥を最小化させることができる。
【００４７】
また、ｐ−ＧａＮ層１４を成長させる前に、前記活性層１２とｐ−ＧａＮ層１４との間に、第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層４６を再度成長させることにより、Ｇａ原子の空席を満たす機能だけでなく、ｐ−ＧａＮ層１４の成長のときに、マグネシウム原子が前記活性層１２の内部に拡散されることを防止できるようになる。これによって、界面特性をさらに向上させることができ、前記活性層１２の内部量子効率をさらに増加させて、発光素子の光出力を極大化させることができるようになる。
【００４８】
そして、図５は、本発明に係る窒化物半導体発光素子の第５の実施の形態の積層構造を概略的に示した図である。図５に示す積層構造の中で、図１を参照して説明された層（同一の符号付与）については、その説明を省略する。
【００４９】
本発明の第５の実施の形態に係る窒化物半導体発光素子６１は、図１に示す第１の実施の形態に係る窒化物半導体発光素子１と比較するとき、活性層１２の下部には、第１Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層５４が形成されており、前記活性層１２の上部には、第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層５６が形成された点にその特徴がある。また、前記第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層５６とｐ−ＧａＮ層１４との間に（Ｍｇ−Ａｌ）ｐ−ＧａＮ層５８がさらに形成された点にその特徴がある。このような積層構造で窒化物半導体発光素子６１を形成することによって、前記活性層１２の界面特性を向上させ、光出力を増加させることができる。
【００５０】
また、図６は、本発明に係る窒化物半導体発光素子の第６の実施の形態の積層構造を概略的に示した図である。図６に示す積層構造の中で、図１を参照して説明された層（同一の符号付与）については、その説明を省略する。
【００５１】
本発明の第６の実施の形態に係る窒化物半導体発光素子７１は、図１に示す第１の実施の形態に係る窒化物半導体発光素子１と比較するとき、活性層１２の下部には、第１Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層６２が形成されており、前記活性層１２の上部には、第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層６４が形成された点にその特徴がある。また、前記第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層６４とｐ−ＧａＮ層１４との間に（Ｍｇ−Ａｌ）ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層６６がさらに形成された点にその特徴がある。このような積層構造で窒化物半導体発光素子７１を形成することによって、前記活性層１２の界面特性を向上させ、光出力を増加させることができる。
【００５２】
そして、図７は、本発明に係る窒化物半導体発光素子の第７の実施の形態の積層構造を概略的に示した図である。図７に示す積層構造の中で、図１を参照して説明された層（同一の符号付与）については、その説明を省略する。
【００５３】
本発明の第７の実施の形態に係る窒化物半導体発光素子８１は、図１に示す第１の実施の形態に係る窒化物半導体発光素子１と比較するとき、活性層１２の下部には、インジウム含量の低いＩｎｘＧａ１−ｘＮ層７２が形成されており、前記活性層１２の上部には、Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層７４が形成された点にその特徴がある。
【００５４】
すなわち、本発明の第７の実施の形態に係る窒化物半導体発光素子８１によると、第１電極層であるＳｉ−Ｉｎ ｃｏ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層８と活性層１２との間にインジウム含量の低いＩｎｘＧａ１−ｘＮ層７２がさらに形成されるようにした。これは、内部量子効率をさらに増加させるために、前記活性層１２の成長の前に、前記活性層１２のストレインを制御できるように、インジウム含量の低いＩｎｘＧａ１−ｘＮ層７２をさらに成長させたものである。
【００５５】
また、ｐ−ＧａＮ層１４を成長させる前に、前記活性層１２とｐ−ＧａＮ層１４との間にＡｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層７４を成長させることによって、ｐ−ＧａＮ層１４の成長のとき、マグネシウム原子が前記活性層１２の内部に拡散されることを防止できるようになる。これによって、界面特性をさらに向上させることができ、前記活性層１２の内部量子効率をさらに増加させて、発光素子の光出力を極大化させることができる。
【００５６】
本発明に係る窒化物半導体発光素子及びその製造方法によると、窒化物半導体発光素子をなす活性層の結晶性を向上させ、光出力及び信頼性を向上させることができるという長所がある。
【００５７】
上述した本発明の好ましい実施の形態は、例示の目的のために開示されたものであり、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形、及び変更が可能であり、このような置換、変更などは、特許請求の範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係る窒化物半導体発光素子の第１の実施の形態の積層構造を概略的に示した図である。
【図２】本発明に係る窒化物半導体発光素子の第２の実施の形態の積層構造を概略的に示した図である。
【図３】本発明に係る窒化物半導体発光素子の第３の実施の形態の積層構造を概略的に示した図である。
【図４】本発明に係る窒化物半導体発光素子の第４の実施の形態の積層構造を概略的に示した図である。
【図５】本発明に係る窒化物半導体発光素子の第５の実施の形態の積層構造を概略的に示した図である。
【図６】本発明に係る窒化物半導体発光素子の第６の実施の形態の積層構造を概略的に示した図である。
【図７】本発明に係る窒化物半導体発光素子の第７の実施の形態の積層構造を概略的に示した図である。
【符号の説明】
【００５９】
２ 基板、４ バッファ層、６ Ｉｎ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層、８ Ｓｉ−Ｉｎ ｃｏ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層、１０ Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層、１２ 活性層、１４ ｐ−ＧａＮ層。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物半導体発光素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＧａＮ系窒化物半導体は、その応用分野において青色／緑色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅｓ）の光素子及びＭＥＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ）、ＨＥＭＴ（Ｈｉｇｈ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ）などの高速スイッチング、高出力素子である電子素子に応用されている。特に、青色／緑色ＬＥＤ素子は、既に量産化されており、全世界的な売上げは、指数関数的に増加しているのが現状である。
【０００３】
このようなＧａＮ系窒化物半導体発光素子は、主にサファイア基板又はＳｉＣ基板上で成長される。そして、低温の成長温度においてサファイア基板又はＳｉＣ基板上にＡｌｙＧａ１−ｙＮの多結晶薄膜をバッファ層として成長させる。以後、高温で前記バッファ層上にドーピングされていないＧａＮ層、シリコン（Ｓｉ）がドーピングされたｎ−ＧａＮ層又は前記構造の混合された構造で成長させて、ｎ−ＧａＮ層を第１電極層として形成する。また、上部にマグネシウム（Ｍｇ）がドーピングされたｐ−ＧａＮ層を第２電極層として形成して、窒化物半導体発光素子が製造される。そして、発光層（多重量子井戸構造の活性層）は、前記ｎ−ＧａＮ層とｐ−ＧａＮ層との間にサンドウィッチ構造で形成される。
【０００４】
一般に、不純物が添加されないｕｎｄｏｐｅｄ ＧａＮ窒化物半導体は、５５０ｎｍの波長帯域で極めて広い領域にわたって黄色放出ピーク（ｙｅｌｌｏｗ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｐｅａｋ）が観測されるが、これは、ＧａＮ窒化物半導体の結晶成長中、Ｇａ原子の空席（空孔、ｖａｃａｎｃｙ、ＶＧａ）の欠陥によるものである。
【０００５】
このような欠陥は、シリコンがドーピングされた第１電極層であるｎ−ＧａＮ窒化物半導体を成長する場合に、ＶＧａが減少し、かつ、極めて強いバンドエッジ放出（ｂａｎｄｅｄｇｅ ｅｍｉｓｓｉｏｎ）が観測される。しかしながら、ＧａＮ窒化物半導体にシリコンをドーピングすると、ＶＧａ空席に置換されて入るが、既にＮ原子のダングリングボンド（ｄａｎｇｌｉｎｇ ｂｏｎｄ）が存在し続けて、結局、発光素子の信頼性に影響を及ぼすようになる。
【０００６】
また、第２電極層であるｐ−ＧａＮ層は、結晶成長中にＭｇ原子をドーピングして形成するが、結晶成長中にドーピング源として注入されたＭｇ原子がＧａ位置に置換されて、ｐ−ＧａＮ層として機能しなければならないが、キャリアガス及びソースから分解された水素ガスと結合して、ＧａＮ結晶層でＭｇ−Ｈ複合体を形成して、１０μΩ程度の高低抗体となる。
【０００７】
したがって、ｐｎ接合発光素子を形成した後、Ｍｇ−Ｈ複合体を切ってＭｇ原子をＧａ席に置換させるための後続の活性化工程が要求される。しかしながら、前記発光素子は、活性化工程において発光に寄与するキャリアとして機能する量は、１０１７／ｃｍ３程度で、１０１９／ｃｍ３以上のＭｇ原子濃度（ａｔｏｍｉｃ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ）より極めて低いため、抵抗性接触形成が難しいという短所がある。
【０００８】
また、キャリアとして活性化されず、ｐ−ＧａＮ窒化物半導体内に残っているＭｇ原子は、活性層との界面から放出される光をトラップ（ｔｒａｐ）する中心（ｃｅｎｔｅｒ）として機能して、急激に光出力を減少させる。
【０００９】
これを改善するために、極めて薄い透過性抵抗性金属物質を使用して、接触抵抗を下げて電流注入の効率を増加させる方案が利用されている。ところが、接触抵抗を減少させるために使用された薄い透過性抵抗性金属は、一般に、光透過度が７５〜８０％程度であり、その他には、損失として機能する。また、内部量子効率を増加させるために、発光素子の設計及び発光層とｐ−ＧａＮ層の結晶性を向上させず、窒化物半導体の結晶成長自体から光出力を向上させることには限界がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、窒化物半導体発光素子をなす活性層の結晶性を向上させ、光出力及び信頼性を向上させることができる窒化物半導体発光素子及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成すべく、本発明に係る窒化物半導体発光素子は、第１窒化物半導体層と、前記第１窒化物半導体層上に形成されたＡｌがドーピングされた第１窒化物半導体バッファ層と、前記第１窒化物半導体バッファ層上に形成された活性層と、前記活性層上に形成された第２窒化物半導体層と、を含む。
【００１２】
また、上記の目的を達成すべく、本発明に係る窒化物半導体発光素子は、第１窒化物半導体層と、前記第１窒化物半導体層上に形成された活性層と、前記活性層上に形成されたＡｌがドーピングされた第２窒化物半導体バッファ層と、前記第２窒化物半導体バッファ層上に形成された第２窒化物半導体層と、を含む。
【００１３】
また、上記の目的を達成すべく、本発明に係る窒化物半導体発光素子は、第１窒化物半導体層と、前記第１窒化物半導体層上に形成されたＡｌがドーピングされた第１窒化物半導体バッファ層と、前記第１窒化物半導体バッファ層上に形成された活性層と、前記活性層上に形成されたＡｌがドーピングされた第２窒化物半導体バッファ層と、前記第２窒化物半導体バッファ層上に形成された第２窒化物半導体層と、を含む。
【００１４】
また、上記の目的を達成すべく、本発明に係る窒化物半導体発光素子の製造方法は、基板上にバッファ層を形成するステップと、前記バッファ層上にＩｎ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層を形成するステップと、前記Ｉｎ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層上に第１電極層を形成するステップと、前記第１電極層上に第１Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層を形成するステップと、前記第１Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層上に、光を放出する活性層を形成するステップと、前記活性層上にｐ−ＧａＮ層を形成するステップと、前記ｐ−ＧａＮ層上に第２電極層を形成するステップと、を含む。
【００１５】
また、上記の目的を達成すべく、本発明に係る窒化物半導体発光素子の製造方法は、基板上にバッファ層を形成するステップと、前記バッファ層上にＩｎ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層を形成するステップと、前記Ｉｎ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層上に第１電極層を形成するステップと、前記第１電極層上に、光を放出する活性層を形成するステップと、前記活性層上に第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層を形成するステップと、前記第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層上にｐ−ＧａＮ層を形成するステップと、前記ｐ−ＧａＮ層上に第２電極層を形成するステップと、を含む。
【００１６】
また、上記の目的を達成すべく、本発明に係る窒化物半導体発光素子の製造方法は、基板上にバッファ層を形成するステップと、前記バッファ層上にＩｎ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層を形成するステップと、前記Ｉｎ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層上に第１電極層を形成するステップと、前記第１電極層上に第１Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層を形成するステップと、前記第１Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層上に光を放出する活性層を形成するステップと、前記活性層上に第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層を形成するステップと、前記第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層上にｐ−ＧａＮ層を形成するステップと、前記ｐ−ＧａＮ層上に第２電極層を形成するステップと、を含む。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る窒化物半導体発光素子及びその製造方法によると、窒化物半導体発光素子をなす活性層の結晶性を向上させ、光出力及び信頼性を向上させることができるという長所がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付した図面を参照して、本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係る窒化物半導体発光素子の第１の実施の形態の積層構造を概略的に示した図である。
【００２０】
本発明に係る窒化物半導体発光素子１は、図１に示したように、基板２上にバッファ層４が形成されている。ここで、前記バッファ層４は、ＡｌＩｎＮ／ＧａＮ積層構造、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ超格子構造、ＩｎｘＧａ１−ｘＮ／ＧａＮ積層構造、ＡｌｘＩｎｙＧａ１−（ｘ＋ｙ）Ｎ／ＩｎｘＧａ１−ｘＮ／ＧａＮの積層構造の中から選択されて形成されることができる（ここで、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、ｘ＋ｙ≦１）。
【００２１】
そして、前記バッファ層４上には、Ｉｎ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層６が形成されており、前記Ｉｎ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層６上には、ｎ型の第１電極層が形成されている。ここで、前記ｎ型の第１電極層としては、シリコンとインジウムが同時にドーピングされて形成されるＳｉ−Ｉｎ ｃｏ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層８が採用され得る。
【００２２】
また、前記Ｓｉ−Ｉｎ ｃｏ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層８上には、Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層１０が形成されており、前記Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層１０上には、光を放出する活性層１２が形成されている。前記活性層１２は、単一量子井戸構造又は多重量子井戸構造で形成されることができる。前記活性層１２をなす積層構造の例については、図３を参照して詳細に後述する。そして、本発明に係る活性層１２によると、単一量子井戸構造で形成する場合にも、充分な光効率を達成できるようになるという長所がある。
【００２３】
本発明において、前記Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層１０は、第１電極層として用いられるＳｉ−Ｉｎ ｃｏ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層８の成長後、ＧａＮ窒化物半導体成長のときに、少量のＧａＡｌ原子をドーピングすることで形成されることができる。そして、前記Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層１０は、Ｇａ原子の空席（空孔、ｖａｃａｎｃｙ）によりダングリング（ｄａｎｇｌｉｎｇ）結合で残っているＮ原子と強いＡｌ−Ｎ結合を具現することによって、界面状態を向上させる機能を行う。これによって、前記活性層１２に転位される結晶欠陥を最小化させることができる。
【００２４】
次に、前記活性層１２上には、ｐ−ＧａＮ層１４が形成されており、このとき、前記ｐ−ＧａＮ層１４には、マグネシウム（Ｍｇ）がドーピングされて形成されるようにすることができる。また、前記ｐ−ＧａＮ層１４には、マグネシウム（Ｍｇ）とアルミニウム（Ａｌ）が同時にドーピングされて形成されるようにすることもできる。
【００２５】
そして、前記ｐ−ＧａＮ層１４上には、ｎ型の第２電極層が形成されている。ここで、前記ｎ型の第２電極層としては、インジウム組成を順次変化させてエネルギーバンドギャップを制御したスーパーグレーディングｎ−ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層１６が採用され得る。このとき、前記スーパーグレーディングｎ−ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層１６は、その組成範囲が０＜ｘ＜０．２で形成されるようにすることができる。そして、前記スーパーグレーディングｎ−ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層１６には、シリコンがドーピングされるようにすることもできる。
【００２６】
このように、本発明による窒化物半導体発光素子は、第１電極層８と第２電極層１６が全てｎ型の窒化物半導体で形成され、その間にｐ−ＧａＮ層１４が形成された点を考慮すると、従来のｐｎ接合発光素子とは異なり、ｎｐｎ接合発光素子構造を有するものと解析できる。
【００２７】
また、前記第２電極層として用いられるｎ型窒化物半導体（例えば、スーパーグレーディングｎ−ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層１６）は、既存のｐ−ＧａＮ接触層より抵抗が低いため、接触抵抗を減少させて電流注入を極大化させることができる。そして、前記第２電極層にバイアス電圧を印加させる透明電極としては、光出力を極大化させるために電流拡散を極大化させ、優れた光透過度を有する透過性抵抗性又は透過酸化層の使用が可能である。このような物質には、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＲｕＯｘ、ＩｒＯｘ及びＮｉＯ又はＮｉを含むＡｕ合金金属が利用されることができる。
【００２８】
ここで、図示していないが、前記第２電極層としてＩｎＧａＮ／ＡｌＩｎＧａＮ超格子構造層又はＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ超格子構造層が形成されるようにすることもできる。そして、前記ＩｎＧａＮ／ＡｌＩｎＧａＮ超格子構造層又はＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ超格子構造層には、シリコンがドーピングされるようにすることもできる。
【００２９】
一方、Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ窒化物半導体の電気的／光学的特性及び効果を検証するための１つの方案として、次のような試片を製造し、その特性を調査した。
【００３０】
本発明では、ＡｌＧａＮ／ｕｎｄｏｐｅｄ ＧａＮ／ＳＩ（ｓｅｍｉ−ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ）ＧａＮ／バッファ／サファイア基板とＡｌＧａＮ／Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ／ＳＩ（ｓｅｍｉ−ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ）ＧａＮ／バッファ／サファイア基板で構成される２種類の２ＤＥＧ（２ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｇａｓ；２次元電子井戸層）構造を有する試片を製造して、電気的／光学的特性を測定した。
【００３１】
まず、ホール（Ｈａｌｌ）測定による電気的特性は、ｕｎｄｏｐｅｄ ＧａＮ層が適用された構造の場合、常温及び７７Ｋ低温においてキャリア移動度（ｃａｒｒｉｅｒ ｍｏｂｉｌｉｔｙ）は、１，１３０及び３，３９０ｃｍ２／Ｖｓｅｃとそれぞれ測定されており、Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層が適用された構造の場合、常温及び７７Ｋ低温においてキャリア移動度は、１，５００及び４，８７０ｃｍ２／Ｖｓｅｃとそれぞれ測定された。これにより、Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層が適用された構造において、より優れた特性を有することを確認することができた。このとき、面濃度（ｓｈｅｅｔ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ）は、常温及び７７Ｋ低温において１〜１．２ｅ１３／ｃｍ２程度で同じ特性を有するものと測定された。
【００３２】
前記検証結果において、面濃度自体が増加せずにキャリア移動度が増加するということは、ｕｎｄｏｐｅｄ ＧａＮ窒化物半導体自体のＧａ原子の空席を、Ａｌ原子によって置換されながらダングリングボンドとして残っているＮ原子とＧａ−Ｎ結合力より強いＡｌ−Ｎ結合で結晶欠陥を減少させたためである。
【００３３】
また、光学的特性を検証するための１０Ｋ ＰＬ測定において、ｕｎｄｏｐｅｄ ＧａＮ層が適用された構造よりＡｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層が適用された構造で約７倍以上の強いバンドエッジ放出（ｂａｎｄｅｄｇｅ ｅｍｉｓｓｉｏｎ）が観測された。
【００３４】
このような結果は、電気的特性の検証結果と一致するもので、Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ窒化物半導体の優れた電気的／光学的特性を立証するものであり、第１電極層から生成されて発光層に伝播される結晶欠陥又は点欠陥などを効果的に抑制して、発光素子の内部量子効率を極大化させることができるようになる。
【００３５】
一方、図２は、本発明に係る窒化物半導体発光素子の第２の実施の形態の積層構造を概略的に示した図である。図２に示す積層構造の中で、図１を参照して説明された層（同一の符号付与）については、その説明を省略する。
【００３６】
本発明の第２の実施の形態に係る窒化物半導体発光素子２１は、図１に示す第１の実施の形態に係る窒化物半導体発光素子１と比較するとき、インジウム含量の低いＩｎｘＧａ１−ｘＮ層２２がさらに形成されているという点にその差がある。
【００３７】
すなわち、本発明の第２の実施の形態に係る窒化物半導体発光素子２１によると、Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層１０と活性層１２との間にインジウム含量の低いＩｎｘＧａ１−ｘＮ層２２がさらに形成されるようにした。これは、内部量子効率をより増加させるために、前記活性層１２の成長の前に、前記活性層１２のストレインを制御できるように、インジウム含量の低いＩｎｘＧａ１−ｘＮ層２２をさらに成長させたものである。
【００３８】
すると、図３を参照して、本発明に係る窒化物半導体発光素子３１に採用される活性層の構造について、さらに詳細に説明する。図３は、本発明に係る窒化物半導体発光素子の第３の実施の形態の積層構造を概略的に示した図である。図３に示す積層構造の中で、図１を参照して説明された層（同一の符号付与）については、その説明を省略する。
【００３９】
本発明の第３の実施の形態に係る窒化物半導体発光素子３１には、図３に示したように、内部量子効率（ｉｎｔｅｒｎａｌ ｑｕａｎｔｕｍ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）を増加させるために、活性層のストレイン（ｓｔｒａｉｎ）を制御するインジウム含量の低いｌｏｗ−ｍｏｌｅ ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層２２が形成されている。また、インジウム変動（ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ）による光出力及び逆方向漏れ電流を改善させるために、前記ｌｏｗ−ｍｏｌｅ ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層２２の下部及び上部に、原子尺度（ａｔｏｍｉｃ ｓｃａｌｅ）形態で制御されたＳｉＮｘクラスター層３３、３５がそれぞれさらに備えられている。
【００４０】
また、光を放出する活性層は、ＩｎｙＧａ１−ｙＮ井戸層／ＩｎｚＧａ１−ｚＮバリア層で形成される単一量子井戸構造又は多重量子井戸構造で形成されることができる。
【００４１】
図３では、活性層として、ＩｎｙＧａ１−ｙＮ井戸層３７、４３とＩｎｚＧａ１−ｚＮバリア層４１、４７との間にＳｉＮｘクラスター層３９、４５がさらに備えられた多重量子井戸構造で形成された発光素子の例を示した。ここで、前記活性層の発光効率を改善するために、ＩｎｙＧａ１−ｙＮ井戸層（０＜ｙ＜０．３５）／ＳｉＮｘクラスター層／ＩｎｚＧａ１−ｚＮバリア層（０＜ｚ＜０．１）で組成比を調節することもできる。そして、前記インジウム含量の低いｌｏｗ−ｍｏｌｅ ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層２２との関係を考慮すると、前記ＩｎｙＧａ１−ｙＮ井戸層３７、４３／ＩｎｚＧａ１−ｚＮバリア層４１、４７にドーピングされるインジウム含量と前記ｌｏｗ−ｍｏｌｅ ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層２２にドーピングされるインジウム含量は、それぞれ０＜ｘ＜０．１、０＜ｙ＜０．３５、０＜ｚ＜０．１の値を有するように調節できる。
【００４２】
また、図示していないが、前記活性層をなすＩｎｙＧａ１−ｙＮ井戸層とＩｎｚＧａ１−ｚＮバリア層との間に、前記ＩｎｙＧａ１−ｙＮ井戸層のインジウム変動量を制御するＧａＮキャップ（ｃａｐ）層が形成されるようにすることもできる。このとき、光を放出する井戸層とバリア層それぞれのインジウム含量は、ＩｎｙＧａ１−ｙＮ（０＜ｙ＜０．３５）／ＧａＮキャップ（ｃａｐ）／ＩｎｚＧａ１−ｚＮ（０＜ｚ＜０．１）で構成されるようにすることができる。
【００４３】
そして、単一量子井戸構造又は多重量子井戸構造で構成された活性層の最後の層を成長させた後、再度ＳｉＮｘクラスター層４９を原子尺度の厚さに成長させて、ｐ−ＧａＮ層１４のＭｇ元素の活性層の内部拡散を抑制できるようにする。
【００４４】
一方、図４は、本発明に係る窒化物半導体発光素子の第４の実施の形態の積層構造を概略的に示した図である。図４に示す積層構造の中で、図１を参照して説明された層（同一の符号付与）については、その説明を省略する。
【００４５】
本発明の第４の実施の形態に係る窒化物半導体発光素子５１は、図１に示す第１の実施の形態に係る窒化物半導体発光素子１と比較するとき、活性層１２の下部には、第１Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層４４が形成されており、前記活性層１２の上部には、第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層４６が形成された点にその特徴がある。
【００４６】
本発明に係る第４の実施の形態において、前記第１Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層４４は、第１電極層として用いられるＳｉ−Ｉｎ ｃｏ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層８の成長後、ＧａＮ窒化物半導体成長のときに、少量のＧａＡｌ原子をドーピングすることで形成されることができる。そして、前記第１Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層４４は、Ｇａ原子の空席（空孔、ｖａｃａｎｃｙ）によりダングリング結合で残っているＮ原子と強いＡｌ−Ｎ結合を具現することによって、界面状態を向上させる機能を行う。これによって、前記活性層１２に転位される結晶欠陥を最小化させることができる。
【００４７】
また、ｐ−ＧａＮ層１４を成長させる前に、前記活性層１２とｐ−ＧａＮ層１４との間に、第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層４６を再度成長させることにより、Ｇａ原子の空席を満たす機能だけでなく、ｐ−ＧａＮ層１４の成長のときに、マグネシウム原子が前記活性層１２の内部に拡散されることを防止できるようになる。これによって、界面特性をさらに向上させることができ、前記活性層１２の内部量子効率をさらに増加させて、発光素子の光出力を極大化させることができるようになる。
【００４８】
そして、図５は、本発明に係る窒化物半導体発光素子の第５の実施の形態の積層構造を概略的に示した図である。図５に示す積層構造の中で、図１を参照して説明された層（同一の符号付与）については、その説明を省略する。
【００４９】
本発明の第５の実施の形態に係る窒化物半導体発光素子６１は、図１に示す第１の実施の形態に係る窒化物半導体発光素子１と比較するとき、活性層１２の下部には、第１Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層５４が形成されており、前記活性層１２の上部には、第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層５６が形成された点にその特徴がある。また、前記第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層５６とｐ−ＧａＮ層１４との間に（Ｍｇ−Ａｌ）ｐ−ＧａＮ層５８がさらに形成された点にその特徴がある。このような積層構造で窒化物半導体発光素子６１を形成することによって、前記活性層１２の界面特性を向上させ、光出力を増加させることができる。
【００５０】
また、図６は、本発明に係る窒化物半導体発光素子の第６の実施の形態の積層構造を概略的に示した図である。図６に示す積層構造の中で、図１を参照して説明された層（同一の符号付与）については、その説明を省略する。
【００５１】
本発明の第６の実施の形態に係る窒化物半導体発光素子７１は、図１に示す第１の実施の形態に係る窒化物半導体発光素子１と比較するとき、活性層１２の下部には、第１Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層６２が形成されており、前記活性層１２の上部には、第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層６４が形成された点にその特徴がある。また、前記第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層６４とｐ−ＧａＮ層１４との間に（Ｍｇ−Ａｌ）ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層６６がさらに形成された点にその特徴がある。このような積層構造で窒化物半導体発光素子７１を形成することによって、前記活性層１２の界面特性を向上させ、光出力を増加させることができる。
【００５２】
そして、図７は、本発明に係る窒化物半導体発光素子の第７の実施の形態の積層構造を概略的に示した図である。図７に示す積層構造の中で、図１を参照して説明された層（同一の符号付与）については、その説明を省略する。
【００５３】
本発明の第７の実施の形態に係る窒化物半導体発光素子８１は、図１に示す第１の実施の形態に係る窒化物半導体発光素子１と比較するとき、活性層１２の下部には、インジウム含量の低いＩｎｘＧａ１−ｘＮ層７２が形成されており、前記活性層１２の上部には、Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層７４が形成された点にその特徴がある。
【００５４】
すなわち、本発明の第７の実施の形態に係る窒化物半導体発光素子８１によると、第１電極層であるＳｉ−Ｉｎ ｃｏ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層８と活性層１２との間にインジウム含量の低いＩｎｘＧａ１−ｘＮ層７２がさらに形成されるようにした。これは、内部量子効率をさらに増加させるために、前記活性層１２の成長の前に、前記活性層１２のストレインを制御できるように、インジウム含量の低いＩｎｘＧａ１−ｘＮ層７２をさらに成長させたものである。
【００５５】
また、ｐ−ＧａＮ層１４を成長させる前に、前記活性層１２とｐ−ＧａＮ層１４との間にＡｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層７４を成長させることによって、ｐ−ＧａＮ層１４の成長のとき、マグネシウム原子が前記活性層１２の内部に拡散されることを防止できるようになる。これによって、界面特性をさらに向上させることができ、前記活性層１２の内部量子効率をさらに増加させて、発光素子の光出力を極大化させることができる。
【００５６】
本発明に係る窒化物半導体発光素子及びその製造方法によると、窒化物半導体発光素子をなす活性層の結晶性を向上させ、光出力及び信頼性を向上させることができるという長所がある。
【００５７】
上述した本発明の好ましい実施の形態は、例示の目的のために開示されたものであり、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形、及び変更が可能であり、このような置換、変更などは、特許請求の範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係る窒化物半導体発光素子の第１の実施の形態の積層構造を概略的に示した図である。
【図２】本発明に係る窒化物半導体発光素子の第２の実施の形態の積層構造を概略的に示した図である。
【図３】本発明に係る窒化物半導体発光素子の第３の実施の形態の積層構造を概略的に示した図である。
【図４】本発明に係る窒化物半導体発光素子の第４の実施の形態の積層構造を概略的に示した図である。
【図５】本発明に係る窒化物半導体発光素子の第５の実施の形態の積層構造を概略的に示した図である。
【図６】本発明に係る窒化物半導体発光素子の第６の実施の形態の積層構造を概略的に示した図である。
【図７】本発明に係る窒化物半導体発光素子の第７の実施の形態の積層構造を概略的に示した図である。
【符号の説明】
【００５９】
２ 基板、４ バッファ層、６ Ｉｎ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層、８ Ｓｉ−Ｉｎ ｃｏ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層、１０ Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層、１２ 活性層、１４ ｐ−ＧａＮ層。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１窒化物半導体層、前記第１窒化物半導体層上に形成された活性層、前記活性層上に形成された第２窒化物半導体層を含んでなる窒化物半導体発光素子において、
前記第１窒化物半導体層と前記活性層との間に形成され、Ａｌがドーピングされた第１窒化物半導体バッファ層及び／又は前記活性層と前記第２窒化物半導体層との間に形成され、Ａｌがドーピングされた第２窒化物半導体バッファ層を含むことを特徴とする窒化物半導体発光素子。
【請求項２】
前記第１窒化物半導体層の下部に、
基板と、
前記基板上に形成されたバッファ層と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項３】
前記バッファ層は、ＡｌＩｎＮ／ＧａＮ積層構造、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ超格子構造、ＩｎｘＧａ１−ｘＮ／ＧａＮ積層構造、ＡｌｘＩｎｙＧａ１−（ｘ＋ｙ）Ｎ／ＩｎｘＧａ１−ｘＮ／ＧａＮの積層構造の中から選択されて形成されたことを特徴とする請求項２に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項４】
前記第１窒化物半導体層は、
インジウムがドーピングされた又はドーピングされていないＧａＮ層と、
前記ＧａＮ層上に形成された第１電極層と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項５】
前記第１電極層は、シリコンとインジウムが同時にドーピングされたＧａＮ層であることを特徴とする請求項４に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項６】
前記第１窒化物半導体バッファ層と前記活性層との間にＩｎｘＧａ１−ｘＮ層がさらに形成されたことを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項７】
前記第１窒化物半導体バッファ層と前記第２窒化物半導体層との間に複数のＳｉＮｘクラスター層がさらに形成されたことを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項８】
前記ＳｉＮｘクラスター層は、原子尺度（ａｔｏｍｉｃ ｓｃａｌｅ）の厚さに形成されたことを特徴とする請求項７に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項９】
前記第１窒化物半導体バッファ層と前記第２窒化物半導体層との間に複数のＳｉＮｘクラスター層がさらに形成されたことを特徴とする請求項６に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項１０】
前記活性層は、ＩｎｙＧａ１−ｙＮ井戸層／ＩｎｚＧａ１−ｚＮバリア層で形成される単一量子井戸構造又は多重量子井戸構造で構成されたことを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項１１】
前記活性層をなすＩｎｙＧａ１−ｙＮ井戸層とＩｎｚＧａ１−ｚＮバリア層との間にＧａＮキャップ（ｃａｐ）層がさらに形成されたことを特徴とする請求項１０に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項１２】
前記活性層をなすＩｎｙＧａ１−ｙＮ井戸層／ＩｎｚＧａ１−ｚＮバリア層にドーピングされるインジウム含量と前記ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層にドーピングされるインジウム含量は、それぞれ０＜ｘ＜０．１、０＜ｙ＜０．３５、０＜ｚ＜０．１の値を有することを特徴とする請求項６に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項１３】
前記第２窒化物半導体層は、マグネシウムとアルミニウムが備えられたＧａＮ層を含むことを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項１４】
前記第２窒化物半導体層上に、第３窒化物半導体層がさらに形成されたことを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項１５】
前記第３窒化物半導体層は、インジウム含量が順次変化したスーパーグレーディング（ｓｕｐｅｒ ｇｒａｄｉｎｇ）構造又はＩｎ若しくはＡｌが含有された超格子構造であることを特徴とする請求項１４に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項１６】
前記スーパーグレーディング構造の第３窒化物半導体層は、ｎ−ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層（０＜ｘ＜０．２）であることを特徴とする請求項１５に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項１７】
前記第３窒化物半導体層は、ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ超格子構造（ｓｕｐｅｒ ｌａｔｔｉｃｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）又はＩｎＧａＮ／ＡｌＩｎＧａＮ超格子構造で形成されたことを特徴とする請求項１４に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項１８】
前記第３窒化物半導体層は、シリコンがドーピングされたことを特徴とする請求項１４に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項１９】
前記第２窒化物半導体層上に透明電極がさらに形成されたことを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項２０】
前記第３窒化物半導体層上に透明電極がさらに形成されたことを特徴とする請求項１４に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項２１】
前記透明電極は、透過性酸化物又は透過性抵抗性物質で形成されたことを特徴とする請求項１９に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項２２】
前記透明電極は、透過性酸化物又は透過性抵抗性物質で形成されたことを特徴とする請求項２０に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項２３】
前記透明電極は、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＮｉＯの物質又はＮｉが含まれたＡｕ合金の中から選択されて形成されたことを特徴とする請求項１９に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項２４】
前記透明電極は、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＮｉＯの物質又はＮｉが含まれたＡｕ合金の中から選択されて形成されたことを特徴とする請求項２０に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項２５】
前記第２窒化物半導体バッファ層上に、（Ｍｇ−Ａｌ）がドーピングされた第３窒化物半導体バッファ層がさらに形成されたことを含むことを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項２６】
前記第１窒化物半導体層と前記活性層との間にＩｎｘＧａ１−ｘＮ層がさらに形成されたことを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項２７】
前記第１窒化物半導体層と前記第２窒化物半導体バッファ層との間に複数のＳｉＮｘクラスター層がさらに形成されたことを特徴とする請求項２６に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項２８】
前記活性層をなすＩｎｙＧａ１−ｙＮ井戸層／ＩｎｚＧａ１−ｚＮバリア層にドーピングされるインジウム含量と前記ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層にドーピングされるインジウム含量は、それぞれ０＜ｘ＜０．１、０＜ｙ＜０．３５、０＜ｚ＜０．１の値を有することを特徴とする請求項２６に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項２９】
前記第２窒化物半導体層上に、第３窒化物半導体層がさらに形成されたことを特徴とする請求項２５に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項３０】
前記第３窒化物半導体層は、インジウム含量が順次変化したスーパーグレーディング構造又はＩｎ若しくはＡｌが含有された超格子構造であることを特徴とする請求項２９に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項３１】
前記スーパーグレーディング構造の第３窒化物半導体層は、ｎ−ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層（０＜ｘ＜０．２）であることを特徴とする請求項３０に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項３２】
前記超格子構造の第３窒化物半導体層は、ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ超格子構造又はＩｎＧａＮ／ＡｌＩｎＧａＮ超格子構造で形成されたことを特徴とする請求項２９に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項３３】
前記第３窒化物半導体層は、シリコンがドーピングされたことを特徴とする請求項２９に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項３４】
前記第２窒化物半導体層上に透明電極がさらに形成されたことを特徴とする請求項２５に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項３５】
前記第３窒化物半導体層上に透明電極がさらに形成されたことを特徴とする請求項２９に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項３６】
基板上にバッファ層を形成するステップと、
前記バッファ層上にＩｎ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層を形成するステップと、
前記Ｉｎ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層上に第１電極層を形成するステップと、
前記第１電極層上に第１Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層を形成するステップと、
前記第１Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層上に、光を放出する活性層を形成するステップと、
前記活性層上にｐ−ＧａＮ層を形成するステップと、
前記ｐ−ＧａＮ層上に第２電極層を形成するステップと、
を含むことを特徴とする窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項３７】
前記バッファ層は、ＡｌＩｎＮ／ＧａＮ積層構造、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ超格子構造、ＩｎｘＧａ１−ｘＮ／ＧａＮ積層構造、ＡｌｘＩｎｙＧａ１−（ｘ＋ｙ）Ｎ／ＩｎｘＧａ１−ｘＮ／ＧａＮの積層構造の中から選択されて形成されることを特徴とする請求項３６に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項３８】
前記第１電極層は、シリコンとインジウムが同時にドーピングされたＧａＮ層であることを特徴とする請求項３６に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項３９】
前記第１Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層と前記活性層との間にＩｎｘＧａ１−ｘＮ層が形成されるステップがさらに含まれることを特徴とする請求項３６に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項４０】
前記第１電極層と前記ｐ−ＧａＮ層との間に複数のＳｉＮｘクラスター層が形成されるステップがさらに含まれることを特徴とする請求項３６に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項４１】
前記活性層は、ＩｎｙＧａ１−ｙＮ井戸層／ＩｎｚＧａ１−ｚＮバリア層で形成される単一量子井戸構造又は多重量子井戸構造で構成されることを特徴とする請求項３６に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項４２】
前記活性層をなすＩｎｙＧａ１−ｙＮ井戸層とＩｎｚＧａ１−ｚＮバリア層との間にＧａＮキャップ（ｃａｐ）層が形成されるステップがさらに含まれることを特徴とする請求項４１に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項４３】
前記第２電極層は、インジウム含量が順次変化したスーパーグレーディング構造のｎ−ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層又はＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ超格子構造又はＩｎＧａＮ／ＡｌＩｎＧａＮ超格子構造で形成されることを特徴とする請求項３６に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項４４】
前記第２電極層上に透明電極が形成されるステップがさらに含まれることを特徴とする請求項３６に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項４５】
前記透明電極は、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＮｉＯの物質又はＮｉが含まれたＡｕ合金層の中から選択されて形成されたことを特徴とする請求項４４に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項４６】
基板上にバッファ層を形成するステップと、
前記バッファ層上にＩｎ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層を形成するステップと、
前記Ｉｎ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層上に第１電極層を形成するステップと、
前記第１電極層上に、光を放出する活性層を形成するステップと、
前記活性層上に第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層を形成するステップと、
前記第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層上にｐ−ＧａＮ層を形成するステップと、
前記ｐ−ＧａＮ層上に第２電極層を形成するステップと、
を含むことを特徴とする窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項４７】
前記第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層上に（Ｍｇ−Ａｌ）ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層を形成するステップ
をさらに含むことを特徴とする請求項４６に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項４８】
前記第１電極層は、シリコンとインジウムが同時にドーピングされたＧａＮ層であることを特徴とする請求項４６に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項４９】
前記第１電極層と前記活性層との間に第１Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層を形成するステップがさらに含まれることを特徴とする請求項４６に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項５０】
前記第１電極層と前記活性層との間にＩｎｘＧａ１−ｘＮ層を形成するステップがさらに含まれることを特徴とする請求項４６に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項５１】
前記第１電極層と前記ｐ−ＧａＮ層との間に複数のＳｉＮｘクラスター層が形成されるステップがさらに含まれることを特徴とする請求項４６に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項５２】
前記活性層は、ＩｎｙＧａ１−ｙＮ井戸層／ＩｎｚＧａ１−ｚＮバリア層で形成される単一量子井戸構造又は多重量子井戸構造で構成されることを特徴とする請求項４６に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項５３】
前記活性層をなすＩｎｙＧａ１−ｙＮ井戸層とＩｎｚＧａ１−ｚＮバリア層との間にＧａＮキャップ（ｃａｐ）層が形成されるステップがさらに含まれることを特徴とする請求項５２に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項５４】
前記第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層上にマグネシウムとアルミニウムが含まれたＧａＮ層が形成されるステップがさらに含まれることを特徴とする請求項４６に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項５５】
前記第２電極層は、インジウム含量が順次変化したスーパーグレーディング構造のｎ−ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層又はＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ超格子構造又はＩｎＧａＮ／ＡｌＩｎＧａＮ超格子構造で形成されることを特徴とする請求項４６に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項５６】
前記第２電極層上に透明電極が形成されるステップがさらに含まれることを特徴とする請求項４６に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項５７】
基板上にバッファ層を形成するステップと、
前記バッファ層上にＩｎ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層を形成するステップと、
前記Ｉｎ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層上に第１電極層を形成するステップと、
前記第１電極層上に第１Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層を形成するステップと、
前記第１Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層上に光を放出する活性層を形成するステップと、
前記活性層上に第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層を形成するステップと、
前記第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層上にｐ−ＧａＮ層を形成するステップと、
前記ｐ−ＧａＮ層上に第２電極層を形成するステップと、
を含むことを特徴とする窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項５８】
前記第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層上に（Ｍｇ−Ａｌ）ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層を形成するステップ
をさらに含むことを特徴とする請求項５７に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項５９】
前記第１電極層は、シリコンとインジウムが同時にドーピングされたＧａＮ層であることを特徴とする請求項５７に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項６０】
前記第１Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層と前記活性層との間にＩｎｘＧａ１−ｘＮ層が形成されるステップがさらに含まれることを特徴とする請求項５７に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項６１】
前記第１電極層と前記ｐ−ＧａＮ層との間に複数のＳｉＮｘクラスター層が形成されるステップがさらに含まれることを特徴とする請求項５７に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項６２】
前記第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層上には、マグネシウムとアルミニウムが含まれたＧａＮ層が形成されるステップがさらに含まれることを特徴とする請求項５７に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項６３】
前記第２電極層は、インジウム含量が順次変化したスーパーグレーディング構造のｎ−ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層又はＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ超格子構造又はＩｎＧａＮ／ＡｌＩｎＧａＮ超格子構造で形成されることを特徴とする請求項５７に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項６４】
前記第２電極層上に透明電極が形成されるステップがさらに含まれることを特徴とする請求項５７に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項６５】
基板、前記基板上に形成されたバッファ層、前記バッファ層上に形成されたＩｎ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層、前記Ｉｎ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層上に形成されたＳｉ又はＩｎがドーピングされたＧａＮ層、前記ＧａＮ層上に形成された活性層、前記活性層上に形成されたｐ−ＧａＮ層、前記ｐ−ＧａＮ層上に形成されたｎ型窒化物半導体層を含んでなる窒化物半導体発光素子において、
前記ＧａＮ層と前記活性層との間に形成された第１Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層及び／又は前記活性層と前記ｐ−ＧａＮ層との間に形成された第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層を含むことを特徴とする窒化物半導体発光素子。
【請求項６６】
前記第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層上に、（Ｍｇ−Ａｌ）ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層がさらに形成されたことを特徴とする請求項６５に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項６７】
前記ｎ型窒化物半導体層は、インジウム含量が順次変化したスーパーグレーディング構造のｎ−ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層又はＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ超格子構造又はＩｎＧａＮ／ＡｌＩｎＧａＮ超格子構造で形成されたことを特徴とする請求項６５に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項６８】
前記ＧａＮ層と前記ｐ−ＧａＮ層との間に複数のＳｉＮｘクラスター層がさらに形成されたことを特徴とする請求項６５に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項６９】
前記活性層下にＩｎｘＧａ１−ｘＮ層がさらに形成されたことを特徴とする請求項６５に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項７０】
前記ｐ−ＧａＮ層下に（Ｍｇ−Ａｌ）ｐ−ＧａＮ層がさらに形成されたことを特徴とする請求項６５に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項７１】
前記活性層をなすＩｎｙＧａ１−ｙＮ井戸層とＩｎｚＧａ１−ｚＮバリア層との間に、ＧａＮキャップ（ｃａｐ）層がさらに形成されたことを特徴とする請求項６５に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項１】
第１窒化物半導体層、前記第１窒化物半導体層上に形成された活性層、前記活性層上に形成された第２窒化物半導体層を含んでなる窒化物半導体発光素子において、
前記第１窒化物半導体層と前記活性層との間に形成され、Ａｌがドーピングされた第１窒化物半導体バッファ層及び／又は前記活性層と前記第２窒化物半導体層との間に形成され、Ａｌがドーピングされた第２窒化物半導体バッファ層を含むことを特徴とする窒化物半導体発光素子。
【請求項２】
前記第１窒化物半導体層の下部に、
基板と、
前記基板上に形成されたバッファ層と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項３】
前記バッファ層は、ＡｌＩｎＮ／ＧａＮ積層構造、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ超格子構造、ＩｎｘＧａ１−ｘＮ／ＧａＮ積層構造、ＡｌｘＩｎｙＧａ１−（ｘ＋ｙ）Ｎ／ＩｎｘＧａ１−ｘＮ／ＧａＮの積層構造の中から選択されて形成されたことを特徴とする請求項２に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項４】
前記第１窒化物半導体層は、
インジウムがドーピングされた又はドーピングされていないＧａＮ層と、
前記ＧａＮ層上に形成された第１電極層と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項５】
前記第１電極層は、シリコンとインジウムが同時にドーピングされたＧａＮ層であることを特徴とする請求項４に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項６】
前記第１窒化物半導体バッファ層と前記活性層との間にＩｎｘＧａ１−ｘＮ層がさらに形成されたことを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項７】
前記第１窒化物半導体バッファ層と前記第２窒化物半導体層との間に複数のＳｉＮｘクラスター層がさらに形成されたことを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項８】
前記ＳｉＮｘクラスター層は、原子尺度（ａｔｏｍｉｃ ｓｃａｌｅ）の厚さに形成されたことを特徴とする請求項７に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項９】
前記第１窒化物半導体バッファ層と前記第２窒化物半導体層との間に複数のＳｉＮｘクラスター層がさらに形成されたことを特徴とする請求項６に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項１０】
前記活性層は、ＩｎｙＧａ１−ｙＮ井戸層／ＩｎｚＧａ１−ｚＮバリア層で形成される単一量子井戸構造又は多重量子井戸構造で構成されたことを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項１１】
前記活性層をなすＩｎｙＧａ１−ｙＮ井戸層とＩｎｚＧａ１−ｚＮバリア層との間にＧａＮキャップ（ｃａｐ）層がさらに形成されたことを特徴とする請求項１０に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項１２】
前記活性層をなすＩｎｙＧａ１−ｙＮ井戸層／ＩｎｚＧａ１−ｚＮバリア層にドーピングされるインジウム含量と前記ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層にドーピングされるインジウム含量は、それぞれ０＜ｘ＜０．１、０＜ｙ＜０．３５、０＜ｚ＜０．１の値を有することを特徴とする請求項６に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項１３】
前記第２窒化物半導体層は、マグネシウムとアルミニウムが備えられたＧａＮ層を含むことを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項１４】
前記第２窒化物半導体層上に、第３窒化物半導体層がさらに形成されたことを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項１５】
前記第３窒化物半導体層は、インジウム含量が順次変化したスーパーグレーディング（ｓｕｐｅｒ ｇｒａｄｉｎｇ）構造又はＩｎ若しくはＡｌが含有された超格子構造であることを特徴とする請求項１４に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項１６】
前記スーパーグレーディング構造の第３窒化物半導体層は、ｎ−ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層（０＜ｘ＜０．２）であることを特徴とする請求項１５に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項１７】
前記第３窒化物半導体層は、ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ超格子構造（ｓｕｐｅｒ ｌａｔｔｉｃｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）又はＩｎＧａＮ／ＡｌＩｎＧａＮ超格子構造で形成されたことを特徴とする請求項１４に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項１８】
前記第３窒化物半導体層は、シリコンがドーピングされたことを特徴とする請求項１４に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項１９】
前記第２窒化物半導体層上に透明電極がさらに形成されたことを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項２０】
前記第３窒化物半導体層上に透明電極がさらに形成されたことを特徴とする請求項１４に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項２１】
前記透明電極は、透過性酸化物又は透過性抵抗性物質で形成されたことを特徴とする請求項１９に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項２２】
前記透明電極は、透過性酸化物又は透過性抵抗性物質で形成されたことを特徴とする請求項２０に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項２３】
前記透明電極は、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＮｉＯの物質又はＮｉが含まれたＡｕ合金の中から選択されて形成されたことを特徴とする請求項１９に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項２４】
前記透明電極は、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＮｉＯの物質又はＮｉが含まれたＡｕ合金の中から選択されて形成されたことを特徴とする請求項２０に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項２５】
前記第２窒化物半導体バッファ層上に、（Ｍｇ−Ａｌ）がドーピングされた第３窒化物半導体バッファ層がさらに形成されたことを含むことを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項２６】
前記第１窒化物半導体層と前記活性層との間にＩｎｘＧａ１−ｘＮ層がさらに形成されたことを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項２７】
前記第１窒化物半導体層と前記第２窒化物半導体バッファ層との間に複数のＳｉＮｘクラスター層がさらに形成されたことを特徴とする請求項２６に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項２８】
前記活性層をなすＩｎｙＧａ１−ｙＮ井戸層／ＩｎｚＧａ１−ｚＮバリア層にドーピングされるインジウム含量と前記ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層にドーピングされるインジウム含量は、それぞれ０＜ｘ＜０．１、０＜ｙ＜０．３５、０＜ｚ＜０．１の値を有することを特徴とする請求項２６に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項２９】
前記第２窒化物半導体層上に、第３窒化物半導体層がさらに形成されたことを特徴とする請求項２５に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項３０】
前記第３窒化物半導体層は、インジウム含量が順次変化したスーパーグレーディング構造又はＩｎ若しくはＡｌが含有された超格子構造であることを特徴とする請求項２９に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項３１】
前記スーパーグレーディング構造の第３窒化物半導体層は、ｎ−ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層（０＜ｘ＜０．２）であることを特徴とする請求項３０に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項３２】
前記超格子構造の第３窒化物半導体層は、ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ超格子構造又はＩｎＧａＮ／ＡｌＩｎＧａＮ超格子構造で形成されたことを特徴とする請求項２９に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項３３】
前記第３窒化物半導体層は、シリコンがドーピングされたことを特徴とする請求項２９に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項３４】
前記第２窒化物半導体層上に透明電極がさらに形成されたことを特徴とする請求項２５に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項３５】
前記第３窒化物半導体層上に透明電極がさらに形成されたことを特徴とする請求項２９に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項３６】
基板上にバッファ層を形成するステップと、
前記バッファ層上にＩｎ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層を形成するステップと、
前記Ｉｎ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層上に第１電極層を形成するステップと、
前記第１電極層上に第１Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層を形成するステップと、
前記第１Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層上に、光を放出する活性層を形成するステップと、
前記活性層上にｐ−ＧａＮ層を形成するステップと、
前記ｐ−ＧａＮ層上に第２電極層を形成するステップと、
を含むことを特徴とする窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項３７】
前記バッファ層は、ＡｌＩｎＮ／ＧａＮ積層構造、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ超格子構造、ＩｎｘＧａ１−ｘＮ／ＧａＮ積層構造、ＡｌｘＩｎｙＧａ１−（ｘ＋ｙ）Ｎ／ＩｎｘＧａ１−ｘＮ／ＧａＮの積層構造の中から選択されて形成されることを特徴とする請求項３６に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項３８】
前記第１電極層は、シリコンとインジウムが同時にドーピングされたＧａＮ層であることを特徴とする請求項３６に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項３９】
前記第１Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層と前記活性層との間にＩｎｘＧａ１−ｘＮ層が形成されるステップがさらに含まれることを特徴とする請求項３６に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項４０】
前記第１電極層と前記ｐ−ＧａＮ層との間に複数のＳｉＮｘクラスター層が形成されるステップがさらに含まれることを特徴とする請求項３６に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項４１】
前記活性層は、ＩｎｙＧａ１−ｙＮ井戸層／ＩｎｚＧａ１−ｚＮバリア層で形成される単一量子井戸構造又は多重量子井戸構造で構成されることを特徴とする請求項３６に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項４２】
前記活性層をなすＩｎｙＧａ１−ｙＮ井戸層とＩｎｚＧａ１−ｚＮバリア層との間にＧａＮキャップ（ｃａｐ）層が形成されるステップがさらに含まれることを特徴とする請求項４１に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項４３】
前記第２電極層は、インジウム含量が順次変化したスーパーグレーディング構造のｎ−ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層又はＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ超格子構造又はＩｎＧａＮ／ＡｌＩｎＧａＮ超格子構造で形成されることを特徴とする請求項３６に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項４４】
前記第２電極層上に透明電極が形成されるステップがさらに含まれることを特徴とする請求項３６に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項４５】
前記透明電極は、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＮｉＯの物質又はＮｉが含まれたＡｕ合金層の中から選択されて形成されたことを特徴とする請求項４４に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項４６】
基板上にバッファ層を形成するステップと、
前記バッファ層上にＩｎ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層を形成するステップと、
前記Ｉｎ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層上に第１電極層を形成するステップと、
前記第１電極層上に、光を放出する活性層を形成するステップと、
前記活性層上に第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層を形成するステップと、
前記第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層上にｐ−ＧａＮ層を形成するステップと、
前記ｐ−ＧａＮ層上に第２電極層を形成するステップと、
を含むことを特徴とする窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項４７】
前記第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層上に（Ｍｇ−Ａｌ）ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層を形成するステップ
をさらに含むことを特徴とする請求項４６に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項４８】
前記第１電極層は、シリコンとインジウムが同時にドーピングされたＧａＮ層であることを特徴とする請求項４６に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項４９】
前記第１電極層と前記活性層との間に第１Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層を形成するステップがさらに含まれることを特徴とする請求項４６に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項５０】
前記第１電極層と前記活性層との間にＩｎｘＧａ１−ｘＮ層を形成するステップがさらに含まれることを特徴とする請求項４６に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項５１】
前記第１電極層と前記ｐ−ＧａＮ層との間に複数のＳｉＮｘクラスター層が形成されるステップがさらに含まれることを特徴とする請求項４６に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項５２】
前記活性層は、ＩｎｙＧａ１−ｙＮ井戸層／ＩｎｚＧａ１−ｚＮバリア層で形成される単一量子井戸構造又は多重量子井戸構造で構成されることを特徴とする請求項４６に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項５３】
前記活性層をなすＩｎｙＧａ１−ｙＮ井戸層とＩｎｚＧａ１−ｚＮバリア層との間にＧａＮキャップ（ｃａｐ）層が形成されるステップがさらに含まれることを特徴とする請求項５２に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項５４】
前記第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層上にマグネシウムとアルミニウムが含まれたＧａＮ層が形成されるステップがさらに含まれることを特徴とする請求項４６に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項５５】
前記第２電極層は、インジウム含量が順次変化したスーパーグレーディング構造のｎ−ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層又はＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ超格子構造又はＩｎＧａＮ／ＡｌＩｎＧａＮ超格子構造で形成されることを特徴とする請求項４６に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項５６】
前記第２電極層上に透明電極が形成されるステップがさらに含まれることを特徴とする請求項４６に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項５７】
基板上にバッファ層を形成するステップと、
前記バッファ層上にＩｎ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層を形成するステップと、
前記Ｉｎ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層上に第１電極層を形成するステップと、
前記第１電極層上に第１Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層を形成するステップと、
前記第１Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層上に光を放出する活性層を形成するステップと、
前記活性層上に第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層を形成するステップと、
前記第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層上にｐ−ＧａＮ層を形成するステップと、
前記ｐ−ＧａＮ層上に第２電極層を形成するステップと、
を含むことを特徴とする窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項５８】
前記第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層上に（Ｍｇ−Ａｌ）ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層を形成するステップ
をさらに含むことを特徴とする請求項５７に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項５９】
前記第１電極層は、シリコンとインジウムが同時にドーピングされたＧａＮ層であることを特徴とする請求項５７に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項６０】
前記第１Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層と前記活性層との間にＩｎｘＧａ１−ｘＮ層が形成されるステップがさらに含まれることを特徴とする請求項５７に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項６１】
前記第１電極層と前記ｐ−ＧａＮ層との間に複数のＳｉＮｘクラスター層が形成されるステップがさらに含まれることを特徴とする請求項５７に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項６２】
前記第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層上には、マグネシウムとアルミニウムが含まれたＧａＮ層が形成されるステップがさらに含まれることを特徴とする請求項５７に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項６３】
前記第２電極層は、インジウム含量が順次変化したスーパーグレーディング構造のｎ−ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層又はＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ超格子構造又はＩｎＧａＮ／ＡｌＩｎＧａＮ超格子構造で形成されることを特徴とする請求項５７に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項６４】
前記第２電極層上に透明電極が形成されるステップがさらに含まれることを特徴とする請求項５７に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項６５】
基板、前記基板上に形成されたバッファ層、前記バッファ層上に形成されたＩｎ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層、前記Ｉｎ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮ層上に形成されたＳｉ又はＩｎがドーピングされたＧａＮ層、前記ＧａＮ層上に形成された活性層、前記活性層上に形成されたｐ−ＧａＮ層、前記ｐ−ＧａＮ層上に形成されたｎ型窒化物半導体層を含んでなる窒化物半導体発光素子において、
前記ＧａＮ層と前記活性層との間に形成された第１Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層及び／又は前記活性層と前記ｐ−ＧａＮ層との間に形成された第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層を含むことを特徴とする窒化物半導体発光素子。
【請求項６６】
前記第２Ａｌ−ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層上に、（Ｍｇ−Ａｌ）ｄｏｐｅｄ ＧａＮバッファ層がさらに形成されたことを特徴とする請求項６５に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項６７】
前記ｎ型窒化物半導体層は、インジウム含量が順次変化したスーパーグレーディング構造のｎ−ＩｎｘＧａ１−ｘＮ層又はＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ超格子構造又はＩｎＧａＮ／ＡｌＩｎＧａＮ超格子構造で形成されたことを特徴とする請求項６５に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項６８】
前記ＧａＮ層と前記ｐ−ＧａＮ層との間に複数のＳｉＮｘクラスター層がさらに形成されたことを特徴とする請求項６５に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項６９】
前記活性層下にＩｎｘＧａ１−ｘＮ層がさらに形成されたことを特徴とする請求項６５に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項７０】
前記ｐ−ＧａＮ層下に（Ｍｇ−Ａｌ）ｐ−ＧａＮ層がさらに形成されたことを特徴とする請求項６５に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項７１】
前記活性層をなすＩｎｙＧａ１−ｙＮ井戸層とＩｎｚＧａ１−ｚＮバリア層との間に、ＧａＮキャップ（ｃａｐ）層がさらに形成されたことを特徴とする請求項６５に記載の窒化物半導体発光素子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公表番号】特表２００８−５１１１５２（Ｐ２００８−５１１１５２Ａ）
【公表日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５２９６７８（Ｐ２００７−５２９６７８）
【出願日】平成１７年８月１９日（２００５．８．１９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００５／００２７５５
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０２２４９６
【国際公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【出願人】（５０４１８１７３１）エルジー イノテック カンパニー リミテッド (56)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月１９日（２００５．８．１９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００５／００２７５５
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０２２４９６
【国際公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【出願人】（５０４１８１７３１）エルジー イノテック カンパニー リミテッド (56)
【Ｆターム（参考）】
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