JP2008545266A - 窒化物半導体led及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】窒化物半導体発光素子をなす活性層の結晶性を向上でき、光出力及び信頼性を向上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。
【解決手段】本発明による窒化物半導体発光素子は、基板2と、前記基板2上に形成されるバッファ層4と、前記バッファ層4上に形成されるIn−doped GaN層6と、前記In−doped GaN層6上に形成される第1の電極層8と、前記第1の電極層8上に形成されるInGa1−xN層10と、前記InGa1−xN層10上に形成される活性層12と、前記活性層12上に形成される第1のP−GaN層14と、前記第1のP−GaN層14上に形成される第2の電極層16と、前記第2の電極層16上に部分的に突出されて形成される第2のP−GaN層18と、前記第2のP−GaN層18上に形成される第3の電極層20とを含むことを特徴とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、窒化物半導体発光素子(Light Emitting Diode;LED)及びその製造方法に関する。
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の光素子及びMESFETやHEMT等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は、既に量産化が進行された状態であり、全世界的な売上げは指数関数的に増加しつつある。
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基板上で成長する。また、低温の成長温度でサファイア基板又はSiC基板上にAlGa1−yNの多結晶薄膜をバッファ層として成長させる。以後、高温で上記バッファ層上にドープしないGaN層、シリコン(Si)がドープしたN−GaN層又はこれらの混合構造で成長させてN−GaN層を形成する。また、上部にマグネシウム(Mg)がドープしたP−GaN層を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(量子井戸構造の活性層)は、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。
P−GaN層は、結晶成長中にMg原子をドープして形成するが、結晶成長中にドーピング原に注入されたMg原子がGa位置に置換されてP−GaN層として作用すべきである。しかしながら、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10MΩ程度の高低抗体となる。
したがって、PN接合発光素子を形成した後、Mg−H複合体を切断してMg原子をGaの位置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、発光素子は、活性化工程で発光に寄与するキャリアとして作用する量は1017/cm程度で、1019/cm以上のMg原子濃度より非常に低くて抵抗性接触形成が難しいという短所がある。
これを改善するために、非常に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、一般的に光透過度が75〜80%程度であり、その他には損失として作用する。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で光出力を向上させることは限界がある。
また、前述した構造の発光素子は、N−GaN層とP−GaN層とにバイアス電圧の印加時、電子及びホールが各々N型及びP型の窒化物半導体層に注入されて発光層で再結合して光を放出する。このとき、発光素子の表面上に放出される光は空気との屈折率差により、P−GaN層と接触層との界面で一部が内部に更に逆反射されて光出力を減少させるという問題点がある。
よって、本発明の目的は、窒化物半導体発光素子をなす活性層の結晶性を向上でき、光出力及び信頼性を向上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。
前記目的を達成するために、本発明による窒化物半導体発光素子は、基板と、前記基板上に形成されるバッファ層と、前記バッファ層上に形成されるIn−doped GaN層と、前記In−doped GaN層上に形成される第1の電極層と、前記第1の電極層上に形成されるInGa1−xN層と、前記InGa1−xN層上に形成される活性層と、前記活性層上に形成される第1のP−GaN層と、前記第1のP−GaN層上に形成される第2の電極層と、前記第2の電極層上に部分的に突出されて形成される第2のP−GaN層と、前記第2のP−GaN層上に形成される第3の電極層とを含むことを特徴とする。
ここで、前記第2及び第3の電極層は、インジウム含量が順次変化されるスーパーグレーディング構造のInGa1−xN層、InGaN/InGaN超格子構造層又はInGaN/AlInGaN超格子構造層で形成されることを特徴とする。
また、前記第2及び第3の電極層にバイアス電圧が印加される透明電極をさらに具備し、前記透明電極は透過性金属酸化物又は透過性抵抗性金属で形成され、ITO、ZnO、IrOx、RuOx、NiO又はNi金属を含むAu合金層で形成されることを特徴とする。
また、前記目的を達成するために、本発明による窒化物半導体発光素子の他の実施形態は、基板と、前記基板上に形成されるバッファ層と、前記バッファ層上に形成されるIn−doped GaN層と、前記In−doped GaN層上に形成される第1の電極層と、前記第1の電極層上に形成される第1のInGa1−xN層と、前記第1のInGa1−xN層上に形成される活性層と、前記活性層上に形成されるP−GaN層と、前記P−GaN層上に形成されるインジウム含量が順次変化されるスーパーグレーディング構造の第2のN−InGa1−xN層とを含むことを特徴とする。
また、前記目的を達成するために、本発明による窒化物半導体発光素子のさらに他の実施形態は、基板と、前記基板上に形成されるバッファ層と、前記バッファ層上に形成されるインジウムがドープされるIn−doped GaN層と、前記In−doped GaN層上に形成される第1の電極層と、前記第1の電極層上に形成されるInGa1−xN層と、前記InGa1−xN層上に形成される活性層と、前記活性層上に形成されるP−GaN層と、前記P−GaN層上に形成されるInGaN/AlInGan超格子構造層とを含むことを特徴とする。
また、前記目的を達成するために、本発明によ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の電極層を形成するステップと、前記第1の電極層上に第1のInGa1−xN層を形成するステップと、前記第1のInGa1−xN層上に活性層を形成するステップと、前記活性層上に第1のP−GaN層を形成するステップと、前記第1のP−GaN層上に第2の電極層を形成するステップと、前記第2の電極層上に部分的に突出された第2のP−GaN層及び第3の電極層を形成するステップとを含むことを特徴とする。
本発明によれば、窒化物半導体発光素子をなす活性層の結晶性を向上でき、光出力及び信頼性を向上できる。
以下、添付図面に基づき、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。
図1は、本発明による窒化物半導体発光素子の第1の実施形態の積層構造を概略的に示す図である。
本発明による窒化物半導体発光素子1は、図1に示すように、基板2上にバッファ層4が形成される。ここで、バッファ層4は、AlInN/GaN層構造、InGa1−XN/GaN積層構造及びAlInGa1−(x+y)N/InGa1−xN/GaN積層構造から選択されて形成できる。
また、バッファ層4上にはIn−doped GaN層6が形成され、In−doped GaN層6上にはN型の第1の電極層が形成される。ここで、N型の第1の電極層としては、シリコンとインジウムとが同時にドープして形成されるSi−In co−doped GaN層8が採用され得る。
また、Si−In co−doped GaN層8上にはインジウム含量が低いlow−mole第1のInGa1−xN層10が形成され、第1のInGa1−xN層10上には光を放出する活性層12が形成される。活性層12は、InGaN井戸層/InGaN障壁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具備できる。その積層構造の詳細は図3を参照して後述する。
次に、活性層12上には第1のP−GaN層14が形成される。このとき、第1のP−GaN層14にはマグネシウムをドープして形成することができる。
また、第1のP−GaN層14上にはN型の第2の電極層が形成される。ここで、N型の第2の電極層としては、インジウム造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−InGa1-xN層16が採用できる。このとき、スーパーグレーディングN−InGa1-xN層16は、その造成範囲が0<x<0.2で形成されるようにすることができる。
このように、本発明による窒化物半導体発光素子は、第1の電極層8と第2の電極層16ともN型の窒化物で形成され、その間に第1のP−GaN層14が形成された点を勘案すれば、従来のPN接合発光素子とは異なり、NPN接合発光素子の構造を持つと解析することができる。
また、スーパーグレーディングN−InGa1-xN層16上には、部分的に凹凸構造で突出された第2のP−GaN層18及び第3の電極層であるN−InGa1-xN層20が形成される。ここで、第2のP−GaN層18及び第3の電極層20は、第1のP−GaN層14及び第2の電極層と同一又は類似な構造を有し、次のような工程を介して形成されることができる。
すなわち、まず、スーパーグレーディングN−InGa1-xN層16上に絶縁膜を部分的に形成し、スーパーグレーディングN−InGa1-xN層16を部分的に露出させる。露出されたスーパーグレーディングN−InGa1-xN層16上に第2のP−GaN層18及びN−InGa1-xN層20を形成し、絶縁膜を除去する過程を介して遂行されることができる。
このとき、多様な形態で絶縁膜を選択的にマスキングし、第2の電極層16上にN/P窒化物半導体20、18を選択的に多様な形態の大きさ、模様、深さ等で再成長できる。このような本発明によれば、選択的に絶縁膜でマスキングした部分を除去して発光素子の表面に屈曲(凹凸)を形成して外部量子効率を向上できる。
従来にはPN接合発光素子の表面を部分的にエッチングし、屈曲(凹凸)形態を形成した。このようなエッチング工程技術は、P−GaN表面の損傷を発生させ、それに従う接触抵抗が増加して電流注入効果を減少させ、光出力を減少させる問題点があった。また、増加された接触抵抗により、高電流の印加時に、高い接触抵抗に従う熱発生により素子の信頼性に深刻な影響を及ぼすという問題点があった。
また、第2及び第3の電極層として使用されるN型の窒化物半導体(例えば、スーパーグレーディングN−InGa1-xN層16、20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、電流注入を極大化できる。また、第2及び第3の電極層にバイアス電圧が印加される電極としては、透光性電極と非透過性電極とも使用できる。透光性電極としては、光出力を極大化させるために、電流拡張を極大化でき、且つ優れた光透過度を持つ透過抵抗性金属又は透過酸化金属層を使用できる。このような物質としては、ITO、ZnO、RuOx、IrOx及びNiO又はNiを含むAu合金が利用されることができる。ここで、電極は、第2の電極層16及び第3の電極層20上に形成できる。
一方、図2は、本発明による窒化物半導体発光素子の第2の実施形態の積層構造を概略的に示す図である。
図2に示す窒化物半導体発光素子21の積層構造は、図1に示す窒化物半導体発光素子1と比較する際、第2及び第3の電極層のみが異なるため、ここでは第2及び第3の電極層のみについて説明する。
すなわち、本発明による窒化物半導体発光素子21の第2の実施形態では、第2及び第3の電極層として第1及び第2のInGaN/AlInGaN超格子構造層26、30が形成された場合を示すものである。ここで、InGaN/AlInGaN超格子構造層26、30には、シリコンをドープすることができる。
このような積層構造を形成することにより、N/P/N発光素子を形成でき、その表面に絶縁膜を用いて選択的にマスキングしてN/P窒化物半導体のみを再成長した後、更に絶縁層で選択的にマスキングした領域を除去して、凹凸(屈曲)を有する発光素子を製作できる。
また、図には示さないが、第2及び第3の電極層として第1及び第2のInGaN/InGaN超格子構造層を形成でき、シリコンをドープすることもできる。
図3に基づき、本発明によ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詳細に説明する。図3は、本発明による窒化物半導体発光素子の第3の実施形態の積層構造を概略的に示す図である。図3に示す積層構造のうちで、図1に基づいて説明した層(同じ符号を付ける)については、説明を省略する。
本発明による窒化物半導体発光素子31には、図3に示すように、内部量子効率を増加させるために、活性層の歪を制御するインジウム含量が低いlow−mole InGa1−xN層10が形成される。また、インジウム変動による光出力及び逆方向漏れ電流を改善させるために、low−mole InGa1−xN層10の下部及び上部に、原子スケール形態で制御して、第1のSiNクラスター層33と第2のSiNクラスター層35とが各々さらに具備される。
また、光を放出する活性層は、InGa1−yN井戸層/InGa1−zN障壁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。
図3は、活性層として、InGa1−yN井戸層37、43と、InGa1−zN障壁層41、47との間にSiNクラスター層39、45がさらに具備された多重量子井戸構造で形成された発光素子の例を示す。ここで、活性層の発光効率を改善するために、InGa1−yN井戸層(0<y<0.35)/SiNクラスター層/InGa1−zN障壁層(0<z<0.1)で造成比を調節することもできる。また、インジウム含量が低いlow−mole InGa1−xN層10との関係を考慮すれば、InGa1−yN井戸層37、43/InGa1−zN障壁層41、47にドープされるインジウム含量と、low−mole InGa1−xN層10にドープされるインジウム含量とは、各々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。
また、図には示さないが、活性層をなすInGa1−yN井戸層とInGa1−zN障壁層との間に、InGa1−yN井戸層のインジウム変動量を制御するGaNキャップ層が形成されることができる。このとき、光を放出する井戸層及び障壁層のそれぞれのインジウム含量は、InGa1−yN(0<y<0.35)/GaNキャップ/InGa1−zN(0<z<0.1)で構成することができる。
また、単一量子井戸層又は多重量子井戸構造で構成された活性層の最後層を成長させた後、更にSiN層49を原子スケールの厚さで成長させ、第1の P−GaN層14のMg元素の活性層内の拡散を抑制できる。
一方、図3では、第2の電極層としてスーパーグレーディングN−InGa1−xN層16が形成された場合を示すが、第2の電極層としては、InGaN/AlInGan超格子構造層又はInGaN/InGaN超格子構造層で形成されることもできる。
ここで、前述した実施形態(図1〜図3)には示さないが、第1の電極層の電極(又は電極パッド)は、窒化物半導体の第1の電極層まで部分エッチングして第1の電極層上に形成でき、第2の電極層又は第3の電極層上に形成された透明電極上に電極パッドをさらに形成できる。
以上で説明したように、本発明による窒化物半導体発光素子によれば、n/P/N接合発光素子構造を適用して動作電圧を減少させながら電流注入を向上させることで、従来のP/N接合発光素子においてP型の電極層として使用されるp−GaN層自体の高い接触抵抗による電流集中現象を改善できる。また、絶縁膜を用いてN/P接合層のみを選択的に再成長して、発光素子の表面に屈曲(凹凸)を形成させて外部量子効率を増加できる。
また、本発明による窒化物半導体発光素子は、既存のP−GaN表面の部分エッチングにより発生する表面損傷と、それに従う動作電圧とを減少させ、発光素子の外部量子効率を増加させ、再成長を介して優れた結晶性を有する発光素子を作って内部量子効率を根本的に向上させた(N/P/)N/P/N接合発光素子である。
また、本発明による窒化物半導体発光素子は、第1の電極層及び第2の電極層がN型の窒化物半導体で構成される。特に、第2の電極層の接触抵抗を改善した構造で光出力を向上できる。
本発明による窒化物半導体発光素子及びその製造方法によれば、窒化物半導体発光素子をなす活性層の結晶性を向上でき、光出力及び信頼性を向上できる。
本発明による窒化物半導体発光素子の第1の実施形態の積層構造を概略的に示す図である。 本発明による窒化物半導体発光素子の第2の実施形態の積層構造を概略的に示す図である。 本発明による窒化物半導体発光素子の第3の実施形態の積層構造を概略的に示す図である。

Claims (62)

  1. 基板と、
    前記基板上に形成されるバッファ層と、
    前記バッファ層上に形成されるIn−doped GaN層と、
    前記In−doped GaN層上に形成される第1の電極層と、
    前記第1の電極層上に形成されるInGa1−xN層と、
    前記InGa1−xN層上に形成される活性層と、
    前記活性層上に形成される第1のP−GaN層と、
    前記第1のP−GaN層上に形成される第2の電極層と、
    前記第2の電極層上に部分的に突出されて形成される第2のP−GaN層と、
    前記第2のP−GaN層上に形成される第3の電極層とを含むことを特徴とする、窒化物半導体発光素子。
  2. 前記バッファ層は、AlInN/GaN積層構造、InGaN/GaN超格子構造、InGa1−xN/GaN積層構造、AlInGa1−(x+y)N/InGa1−xN/GaNの積層構造から選択されて形成されることを特徴とする、請求項1に記載の窒化物半導体発光素子。
  3. 前記第1の電極層は、シリコンとインジウムとが同時にドープされるGaN層であることを特徴とする、請求項1に記載の窒化物半導体発光素子。
  4. 前記InGa1−xN層の下部及び上部には、第1のSiNクラスター層と第2のSiNクラスター層とが各々さらに形成されることを特徴とする、請求項1に記載の窒化物半導体発光素子。
  5. 第1のSiNクラスター層と第2のSiNクラスター層とは、原子スケールの厚さで形成され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。
  6. 前記活性層は、InGa1−yN井戸層/InGa1−ZN障壁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1に記載の窒化物半導体発光素子。
  7. 前記活性層をなす井戸層と障壁層との間に、SiNクラスター層がさらに形成されることを特徴とする、請求項5に記載の窒化物半導体発光素子。
  8. 前記活性層をなすInGa1−yN井戸層とInGa1−ZN障壁層との間に、 SiNクラスター層がさらに形成され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。
  9. 前記活性層をなすInGa1−yN井戸層とInGa1−ZN障壁層との間に、GaNキャップ層がさらに形成され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。
  10. 前記活性層と第1のP−GaN層との間に、SiNクラスター層がさらに形成されることを特徴とする、請求項1に記載の窒化物半導体発光素子。
  11. 前記SiNクラスター層は、原子スケールの厚さで形成されることを特徴とする、請求項7に記載の窒化物半導体発光素子。
  12. 前記SiNクラスター層は、原子スケールの厚さで形成されることを特徴とする、請求項8に記載の窒化物半導体発光素子。
  13. 前記SiNクラスター層は、原子スケールの厚さで形成されることを特徴とする、請求項10に記載の窒化物半導体発光素子。
  14. 前記InGa1−yN井戸層/InGa1−ZN障壁層にドープされるインジウム含量と、前記InGa1−xN層にドープされるインジウム含量とは、各々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。
  15. 前記第1のP−GaN層は、マグネシウムがドープされて形成されることを特徴とする、請求項1に記載の窒化物半導体発光素子。
  16. 前記第2の電極層及び/又は第3の電極層は、インジウム含量が順次変化されるスーパーグレーディング構造のInGa1−xN層であることを特徴とする、請求項1に記載の窒化物半導体発光素子。
  17. 前記スーパーグレーディング構造のInGa1−xN層は、0<x<0.2の範囲で形成されることを特徴とする、請求項16に記載の窒化物半導体発光素子。
  18. 前記第2の電極層及び/又は第3の電極層は、InGaN/InGaN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1に記載の窒化物半導体発光素子。
  19. 前記第2の電極層及び/又は第3の電極層には、シリコンがドープされることを特徴とする、請求項1に記載の窒化物半導体発光素子。
  20. 前記InGa1−xN層は、インジウム含量が低いlow−mole InGa1−xN層であることを特徴とする、請求項1に記載の窒化物半導体発光素子。
  21. 前記電極層は、N型の窒化物半導体であることを特徴とする、請求項1に記載の窒化物半導体発光素子。
  22. 前記第2の電極層及び/又は第3の電極層に電極がさらに具備されることを特徴とする、請求項1に記載の窒化物半導体発光素子。
  23. 前記電極は、透過性金属酸化物又は透過性抵抗性金属で形成されることを特徴とする、請求項22に記載の窒化物半導体発光素子。
  24. 前記透過性金属酸化物は、ITO、ZnO、IrOx、RuOx及びNiOの物質から選択されて形成されることを特徴とする、請求項23に記載の窒化物半導体発光素子。
  25. 前記透過性抵抗性金属は、Ni金属を含むAu合金層で形成されることを特徴とする、請求項23に記載の窒化物半導体発光素子。
  26. 前記電極は、前記第2の電極層及び第3の電極層上に形成されることを特徴とする、請求項22に記載の窒化物半導体発光素子。
  27. 基板と、
    前記基板上に形成されるバッファ層と、
    前記バッファ層上に形成されるIn−doped GaN層と、
    前記In−doped GaN層上に形成される第1の電極層と、
    前記第1の電極層上に形成される第1のInGa1−xN層と、
    前記第1のInGa1−xN層上に形成される活性層と、
    前記活性層上に形成されるP−GaN層と、
    前記P−GaN層上に形成されるインジウム含量が順次変化されるスーパーグレーディング構造の第2のN−InGa1−xN層とを含むことを特徴とする、窒化物半導体発光素子。
  28. 前記バッファ層は、AlInN/GaN積層構造、InGaN/GaN超格子構造、InGa1−xN/GaN積層構造、AlInGa1−(x+y)N/InGa1−xN/GaNの積層構造から選択されて形成されることを特徴とする、請求項27に記載の窒化物半導体発光素子。
  29. 前記InGa1−xN層は、インジウム含量が低いlow−mole InGa1−xN層であることを特徴とする、請求項27に記載の窒化物半導体発光素子。
  30. 前記第1の電極層は、シリコンとインジウムとが同時にドープされるGaN層であることを特徴とする、請求項27に記載の窒化物半導体発光素子。
  31. 前記第1のInGa1−xN層の下部及び上部には、第1のSiNクラスター層と第2のSiNクラスター層とが各々さらに形成されることを特徴とする、請求項27に記載の窒化物半導体発光素子。
  32. 前記活性層は、InGa1−yN井戸層/InGa1−zN障壁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27に記載の窒化物半導体発光素子。
  33. 前記活性層をなす井戸層と障壁層との間に、SiNクラスター層がさらに形成されることを特徴とする、請求項27に記載の窒化物半導体発光素子。
  34. 前記活性層をなすInGa1−yN井戸層とInGa1−zN障壁層との間に、GaNキャップ層がさらに形成されることを特徴とする、請求項32に記載の窒化物半導体発光素子。
  35. 前記活性層とP−GaN層との間に、SiNクラスター層がさらに形成されることを特徴とする、請求項27に記載の窒化物半導体発光素子。
  36. 前記InGa1−yN井戸層/InGa1−zN障壁層にドープされるインジウム含量と、前記第1のInGa1−xN層にドープされるインジウム含量とは、各々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32に記載の窒化物半導体発光素子。
  37. 基板と、
    前記基板上に形成されるバッファ層と、
    前記バッファ層上に形成されるインジウムがドープされるIn−doped GaN層と、
    前記In−doped GaN層上に形成される第1の電極層と、
    前記第1の電極層上に形成されるInGa1−xN層と、
    前記InGa1−xN層上に形成される活性層と、
    前記活性層上に形成されるP−GaN層と、
    前記P−GaN層上に形成されるInGaN/AlInGan超格子構造層とを含むことを特徴とする、窒化物半導体発光素子。
  38. 前記バッファ層は、AlInN/GaN積層構造、InGaN/GaN超格子構造、InGa1−xN/GaN積層構造、AlInGa1−(x+y)N/InGa1−xN/GaNの積層構造から選択されて形成されることを特徴とする、請求項37に記載の窒化物半導体発光素子。
  39. 前記InGa1−xN層は、インジウム含量が低いlow−mole InGa1−xN層であることを特徴とする、請求項37に記載の窒化物半導体発光素子。
  40. 前記第1の電極層は、シリコンとインジウムとが同時にドープされるGaN層であることを特徴とする、請求項37に記載の窒化物半導体発光素子。
  41. 前記InGa1−xN層の下部及び上部には、第1のSiNクラスター層と第2のSiNクラスター層とが各々さらに形成されることを特徴とする、請求項37に記載の窒化物半導体発光素子。
  42. 前記活性層は、InGa1−yN井戸層/InGa1−ZN障壁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37に記載の窒化物半導体発光素子。
  43. 前記活性層をなす井戸層と障壁層との間に、SiNクラスター層がさらに形成されることを特徴とする、請求項37に記載の窒化物半導体発光素子。
  44. 前記活性層をなすInGa1−yN井戸層とInGa1−ZN障壁層との間に、 GaNキャップ層がさらに形成されることを特徴とする、請求項42に記載の窒化物半導体発光素子。
  45. 前記活性層とP−GaN層との間に、SiNクラスター層がさらに形成されることを特徴とする、請求項37に記載の窒化物半導体発光素子。
  46. 前記InGa1−yN井戸層/InGa1−ZN障壁層にドープされるインジウム含量と、前記第1のInGa1−xN層にドープされるインジウム含量とは、各々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42に記載の窒化物半導体発光素子。
  47. 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の電極層を形成するステップと、
    前記第1の電極層上に第1のInGa1−xN層を形成するステップと、
    前記第1のInGa1−xN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1のP−GaN層を形成するステップと、
    前記第1のP−GaN層上に第2の電極層を形成するステップと、
    前記第2の電極層上に部分的に突出された第2のP−GaN層及び第3の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。
  48. 前記第1の電極層は、シリコンとインジウムとが同時にドープされるGaN層であることを特徴とする、請求項47に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
  49. 前記第1のInGa1−xN層を形成するステップの前後に、第1のSiNクラスター層と第2のSiNクラスター層とが形成されるステップを各々さらに含むことを特徴とする、請求項47に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
  50. 前記活性層は、InGa1−yN井戸層/InGa1−zN障壁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47に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
  51. 前記活性層をなす井戸層と障壁層とが形成されるステップ間に、SiNクラスター層が形成されるステップをさらに含むことを特徴とする、請求項47に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
  52. 前記活性層をなすInGa1−yN井戸層とInGa1−zN障壁層とが形成されるステップ間に、GaNキャップ層が形成されるステップをさらに含むことを特徴とする、請求項50に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
  53. 前記活性層とP−GaN層とが形成されるステップ間に、SiNクラスター層が形成されるステップをさらに含むことを特徴とする、請求項47に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
  54. 前記第2の電極層及び/又は第3の電極層は、インジウム含量が順次変化されるスーパーグレーディング構造のInGa1−xN層で形成されることを特徴とする、請求項47に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
  55. 前記第2の電極層及び/又は第3の電極層は、InGaN/InGaN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47に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
  56. 前記第2の電極層及び/又は第3の電極層は、シリコンをドープして形成されることを特徴とする、請求項55に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
  57. 前記第2の電極層上に部分的に突出された第2のP−GaN層及び第3の電極層を形成するステップは、
    前記第2の電極層上に絶縁膜を部分的に形成し、前記第2の電極層を部分的に露出させるステップと、
    前記露出された第2の電極層上にP−GaN層及び第3の電極層を形成するステップと、
    前記絶縁膜を除去するステップとを含むことを特徴とする、請求項47に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
  58. 前記部分的に突出された第2のP−GaN層及び第3の電極層を形成するステップの以後に、前記第2の電極層上に電極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47に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
  59. 前記電極は、透過性金属酸化物又は透過性抵抗性金属で形成されることを特徴とする、請求項58に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
  60. 前記透過性金属酸化物は、ITO、ZnO、IrOx、RuOx及びNiOの物質から選択されて形成されることを特徴とする、請求項59に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
  61. 前記透過性抵抗性金属は、Ni金属を含むAu合金層で形成されることを特徴とする、請求項59に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
  62. 前記電極は、前記第2の電極層及び第3の電極層上に形成されることを特徴とする、請求項58に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
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