JP2003115609A - 発光素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ｍｇ_ａＺｎ_１−ａＯ型酸化物からなるｐ型層
あるいはｉ型層を高品質にて確実に形成でき、ひいては
高性能で安価な紫外線もしくは青色発光型の発光素子を
提供する。 【解決手段】 活性層あるいはｐ型クラッド層３２とな
るＭｇＺｎＯ層中に、Ｍｇ_ａＺｎ_１−ａＯ型酸化物とは
異種であってｐ型導電性を示すｐ型酸化物層３２ｂを介
挿する。この構成によれば、電子を吸収・補償する機能
を、ＭｇＺｎＯ層中に局所的に存在するｐ型酸化物層が
担うことになるので、大量のｐ型ドーパントを添加する
必要がなくなり、良好な品質のｐ型もしくはｉ型のＭｇ
_ａＺｎ_{１− ａ}Ｏ型酸化物を得ることができ、ひいては高
発光効率の紫外線もしくは青色発光型発光素子の実現に
寄与する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体を用いた発
光素子、特に青色光あるいは紫外線の発光に適した発光
素子の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】青色光領域の短波長発光を行なう高輝度
発光素子が永らく要望されていたが、最近になってＡｌ
ＧａＩｎＮ系材料を用いることにより、このような発光
素子が実現している。また、赤色ないし緑色の高輝度発
光素子と組み合わせることにより、フルカラー発光装置
や表示装置などへの応用を図ることも急速に進みつつあ
る。しかしながら、ＡｌＧａＩｎＮ系材料は比較的希少
な金属であるＧａとＩｎとが主成分となるため、コスト
アップが避けがたい。また、成長温度が７００〜１００
０℃と高く、製造時に相当のエネルギーが消費されるの
も大きな問題の一つである。これはコスト低減の観点に
おいてはもちろん、省エネルギーや地球温暖化抑制に関
する議論が喧しい昨今では、時流に逆行するという意味
においても望ましくない。そこで、特開２００１−４４
５００号公報には、サファイア基板上に、より安価なＺ
ｎＯ系化合物半導体層をヘテロエピタキシャル成長させ
た発光素子が提案されている。該公報においては、Ｚｎ
Ｏ系化合物半導体層の成長方法として、ＭＢＥ（Molecu
lar Beam Epitaxy）法とＭＯＶＰＥ（Metalorganic Vap
our Phase Epitaxy）法とが例示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＭＢＥ
法は成長雰囲気の圧力が低いため、酸素欠損の発生を抑
制することが容易でなく、発光素子を構成する上で不可
欠なｐ型あるいは真性半導体型（以下、「intrinsic」
の頭文字を使用して、「ｉ型」ともいう）ＺｎＯ系酸化
物層の形成が困難な問題がある。また、ＭＢＥ法は紫外
線レーザーを援用したものとならざるを得ず、良好な結
晶はレーザーが照射された領域しか得られないため、大
面積の結晶成長が困難であり、産業上の応用が難しい問
題もある。他方、ＭＯＶＰＥ法を用いた気相成長法は、
紫外線レーザーを用いない製法であり、気相状態で原料
を搬送するため大面積化に対応しやすい利点があるが、
ＺｎＯ系酸化物を用いる場合、酸素欠損発生の問題もあ
って、ｐ型あるいはｉ型の酸化物層の形成は、工業的に
は実現していないに等しい状況である。

【０００４】本発明の課題は、Ｍｇ_ａＺｎ_１−ａＯ型酸
化物からなるｐ型層あるいはｉ型層を高品質にて確実に
形成でき、ひいては高性能で安価な紫外線もしくは青色
発光型の発光素子と、その製造方法とを提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記の課
題を解決するために、本発明の発光素子の第一は、発光
層部がダブルヘテロ構造を有するとともに、該ダブルヘ
テロ構造に含まれる活性層及びｐ型クラッド層の少なく
ともいずれかが、主にＭｇ_ａＺｎ_１−ａＯ（ただし、０
≦ａ≦１）型酸化物により構成される対象ＭｇＺｎＯ層
とされ、かつ該対象ＭｇＺｎＯ層中に、Ｍｇ_ａＺｎ
_１−ａＯ型酸化物とは異種であってｐ型導電性を示すｐ
型酸化物層を介挿したことを特徴とする。

【０００６】また、本発明の発光素子の製造方法は、発
光層部がダブルヘテロ構造を有するとともに、該ダブル
ヘテロ構造に含まれる活性層及びｐ型クラッド層の少な
くともいずれかが、主にＭｇ_ａＺｎ_１−ａＯ（ただし、
０≦ａ≦１）型酸化物により構成されるＭｇＺｎＯ層で
ある発光素子を製造する方法において、前記ＭｇＺｎＯ
層の成長途中に、Ｍｇ_ａＺｎ_１−ａＯ型酸化物とは異種
であってｐ型導電性を示すｐ型酸化物層を形成すること
を特徴とする。

【０００７】すでに説明した通り、Ｍｇ_ａＺｎ_１−ａＯ
型酸化物は成長時に酸素欠損を生じやすいために、従来
の製造方法を踏襲する限りｎ型のものしか得られない。
したがって、発光素子実現に際して不可欠なｐ型やある
いはｉ型のＭｇ_ａＺｎ_１−ａＯ型酸化物を得るために
は、該酸化物中の電子濃度を低減することが必要であ
る。電子濃度を低減するひとつの考え方としては、電子
を正孔で補償する考え方がある。これは、正孔を発生す
るＬｉ等のｐ型ドーパント（アクセプタ）をＭｇ_ａＺｎ
_１−ａＯ型酸化物中にドーピングすることでドナーを補
償し、ｉ型やｐ型の酸化物を得ようとするものである。

【０００８】しかし、酸素欠損により発生する電子濃度
は、最大オーダーで１０^１９ｃｍ^{− ３}程度以上もあり、
このような大量の電子をｐ型ドーパントの均一なドーピ
ングにより全て補償しようとすると、ｐ型ドーパントが
電子濃度以上に大量に必要となり、ＭｇＺｎＯ中にｐ型
ドーパントを主体とした粗大な異相結晶が形成されるの
で、良好な品質のｐ型もしくはｉ型のＭｇ_ａＺｎ_１−ａ
Ｏ型酸化物は結局のところ得られなくなってしまうので
ある。

【０００９】しかしながら、本発明の発光素子（及びそ
の製造方法）の第一によると、活性層あるいはｐ型クラ
ッド層となるＭｇＺｎＯ層中に、Ｍｇ_ａＺｎ_１−ａＯ型
酸化物とは異種であってｐ型導電性を示すｐ型酸化物層
を介挿することにより、この問題を解決することができ
る。この構成によれば、電子を吸収・補償する機能を、
ＭｇＺｎＯ層中に局所的に存在するｐ型酸化物層が担う
ことになるので、大量のｐ型ドーパントを添加する必要
がなくなり、良好な品質のｐ型もしくはｉ型のＭｇ_ａＺ
ｎ_１−ａＯ型酸化物を得ることができ、ひいては高発光
効率の紫外線もしくは青色発光型発光素子の実現に寄与
する。

【００１０】上記のような前記ｐ型酸化物層の形成層数
は特に限定されるものではないが、高発光効率を期待す
るためには、電子補償効果がＭｇＺｎＯ層中で一様に生
じるようになっていることが当然望ましい。そのために
は、複数のｐ型酸化物層を、ＭｇＺｎＯ層の厚さ方向に
分散形成すること、例えば周期的に形成することが望ま
しい。

【００１１】ｐ型酸化物層としては、例えばＣｕＯ、Ｎ
ｉＯ及びＬｉＯのいずれかを主体とするものが使用でき
る。なお、ＣｕＯを使用する場合は、Ｃｕの一部がＧａ
等のＩＩＩ族元素又はＳｒ等のＩＩ族元素で置き換えら
れていてもよい。

【００１２】次に、本発明の発光素子の第二は、発光層
部がダブルヘテロ構造を有するとともに、該ダブルヘテ
ロ構造に含まれるｐ型クラッド層が主にＭｇ_ａＺｎ
_１−ａＯ（ただし、０≦ａ≦１）型酸化物により構成さ
れ、かつ該ｐ型クラッド層中には、ｐ型ドーパント濃度
が当該ｐ型クラッド層の平均濃度よりも高い高濃度ドー
プ層が、前記ｐ型クラッド層の１分子層以下の領域幅を
有するものとして形成されたことを特徴とする。

【００１３】また、本発明の発光素子の製造方法の第二
は、発光層部がダブルヘテロ構造を有するとともに、該
ダブルヘテロ構造に含まれるｐ型クラッド層が主にＭｇ
_ａＺｎ_１−ａＯ（ただし、０≦ａ≦１）型酸化物より構
成される発光素子の製造方法であって、該ｐ型クラッド
層の成長途中に、当該ｐ型クラッド層の平均濃度よりも
高い高濃度ドープ層を形成することを特徴とする。

【００１４】本発明の第二によると、主にＭｇ_ａＺｎ
_１−ａＯ型酸化物より構成されるｐ型クラッド層におい
て、ｐ型ドーパントの高濃度ドープ層を、該ｐ型クラッ
ド層の１分子層以下の領域幅を有するものとして形成す
ることにより、ｐ型ドーパントをいわば層厚方向に局在
化させる。この、ｐ型ドーパントの局在化層である高濃
度ドープ層が、電子を吸収・補償する機能を担うことに
なるので、大量のｐ型ドーパントを添加する必要がなく
なり、良好な品質のｐ型クラッド層を得ることができ
る。また、該高濃度ドープ層は、ｐ型ドーパントの集合
体である粗大な異相結晶を形成するのではなく、ｐ型ク
ラッド層の１分子層以下の領域幅を有するものとして形
成されていることから、キャリアの散乱要因となる非整
合の異相界面や転位等が形成されにくい。

【００１５】Ｍｇ_ａＺｎ_１−ａＯ型酸化物は気相成長法
により形成することができ、例えばスパッタ法やＭＢＥ
法の採用も可能であるが、ＭＯＶＰＥ法を用いた場合、
以下に示す利点がある。ＭＯＶＰＥ法では、成長中の酸
素分圧を自由に変化させることができるため、雰囲気圧
力をある程度上昇させることで酸素離脱ひいては酸素欠
損の発生を効果的に抑制できる。その結果、発光素子に
は不可欠のｐ型Ｍｇ_ａＺｎ_１−ａＯ層、特に、酸素欠損
濃度を１０個／ｃｍ^３以下としたｐ型Ｍｇ_ａＺｎ_１−ａ
Ｏ層を実現できるようになる。酸素欠損濃度は低ければ
低いほどよい（つまり、０個／ｃｍ^３となることを妨げ
ない）。

【００１６】ＭＯＶＰＥ法によるｐ型ＭｇＺｎＯクラッ
ド層あるいはＭｇＺｎＯ活性層の成長は、１０Ｔｏｒｒ
（１．３×１０^３Ｐａ）以上の圧力を有した雰囲気中で
行なうことにより、成膜中の酸素欠損発生をより効果的
に抑制でき、良好な特性のｐ型ＭｇＺｎＯクラッド層あ
るいはＭｇＺｎＯ活性層を得ることができる。この場
合、より望ましくは、酸素分圧（Ｏ_２以外の酸素含有分
子も、含有される酸素をＯ_２に換算して組み入れるもの
とする）が１０Ｔｏｒｒ（１．３×１０^３Ｐａ）以上と
するのがよい。

【００１７】他方、ＭＢＥ法を用いた場合、超高真空
（〜１０^−１０Ｔｏｒｒ）中でｐ型ＭｇＺｎＯクラッド
層あるいはＭｇＺｎＯ活性層の成長が行なわれるため
に、上記ＭＯＶＰＥ法に比べて酸素欠損発生を抑制でき
ないが、原子層オーダーでの層制御ができるという利点
を有する。その結果、ｐ型ＭｇＺｎＯクラッド層あるい
はＭｇＺｎＯ活性層の結晶性を高めることが可能であ
り、さらに、ＭＢＥ法を用いることで、上記した本発明
におけるｐ型クラッド層中に介層されるｐ型酸化物層ま
たは／および高濃度ドープ層の層制御を高精度にて行な
うことができ、より品質の高いｐ型クラッド層の形成が
可能となる。

【００１８】上記高濃度ドープ層を構成するｐ型ドーパ
ントとしては、Ｍｇ_ａＺｎ_１−ａＯに対して、有効なｐ
型ドーパントとして機能するものを用いる必要がある。
このようなｐ型ドーパントとしては、Ｎ、Ｇａ、Ａｌ、
Ｉｎ、Ｌｉ、Ｓｉ、Ｃ、Ｓｅの一種又は２種以上を用い
ることができる。これらのうち、特にＮを使用すること
が、Ｍｇ_ａＺｎ_１−ａＯにおける良好なｐ型特性を得る
上で有効である。また、金属元素ドーパントとしては、
Ｇａ、Ａｌ、Ｉｎ及びＬｉの１種又は２種以上、特にＧ
ａを使用することが有効である。これらは、Ｎと共添加
することにより、良好なｐ型特性をより確実に得ること
ができる。このようなｐ型ドーパントより高濃度ドープ
層を構成することで、主にＭｇ_ａＺｎ_１−ａＯ型酸化物
より構成されるｐ型クラッド層の高品質化が可能とな
る。また、Ｍｇ_ａＺｎ_１−ａＯがｐ型となるためには、
前述の通り、適当なｐ型ドーパントを添加する必要があ
るが、上記した高濃度ドープ層に用いることができるｐ
型ドーパントと同種のものが適用可能である。

【００１９】なお、十分な発光特性を確保するには、ｐ
型Ｍｇ_ａＺｎ_１−ａＯ型酸化物層中のｐ型キャリア濃度
が１×１０^１６個／ｃｍ^３以上８×１０^１８個／ｃｍ^３
以下となっているのがよい。ｐ型キャリア濃度が１×１
０^１６個／ｃｍ^３未満になると、十分な発光輝度を得る
ことが困難となる場合がある。他方、ｐ型キャリア濃度
が８×１０^１８個／ｃｍ^３を超えると、活性層に注入さ
れるｐ型キャリアの量が過剰となり、ｐ型Ｍｇ_ａＺｎ
_１−ａＯ型酸化物層への逆拡散や、あるいは障壁を乗り
越えてｎ型クラッド層へ流入したりして発光に寄与しな
くなるｐ型キャリアが増え、発光効率の低下につながる
場合がある。また、ｎ型Ｍｇ_ａＺｎ_１−ａＯ層について
も、同様の理由により、ｎ型キャリア濃度が１×１０
^１６個／ｃｍ ^３以上８×１０^１８個／ｃｍ^３以下となっ
ているのがよい。

【００２０】次に、層成長の基板材質としては、例え
ば、酸化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化マグネシウ
ム、酸化亜鉛、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、シリ
コン、炭化シリコン、砒化ガリウム、インジウム・スズ
複合酸化物あるいはガラス等を使用できる。また、本発
明に特に好適な基板の態様としては、以下のようなもの
がある。すなわち、Ｍｇ_ａＺｎ_１−ａＯ型酸化物は、図
２に示すように、ｃ軸方向に交互に積層される金属原子
層と酸素原子層とからなるウルツ鉱型結晶構造を有し、
その酸素原子が六方晶系原子配列をなす。従って、基板
は、酸素原子が六方晶系原子配列をなすとともに、該六
方晶系原子配列のＣ面（（０００１）面）を主表面とす
る酸化物単結晶基板とすることが、Ｍｇ_ａＺｎ_１−ａＯ
型酸化物との結晶整合性を良好なものとし、ひいては結
晶性の良好な発光層部を得る上で有効である。この場
合、バッファ層の全体をＭｇ_ａＺｎ_１−ａＯ型酸化物層
として、そのウルツ鉱型結晶構造のｃ軸を層厚方向に配
向させる形で、酸化物単結晶基板の主表面に形成するよ
うにする。このような酸化物単結晶基板として例えばコ
ランダム型構造を有する酸化物があり、そのさらに具体
的な例としてサファイア基板を例示できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、添付の図
面を用いて説明する。図１は、本発明に係る発光素子の
要部の積層構造を模式的に示すものであり、ｎ型クラッ
ド層３４、活性層３３及びｐ型クラッド層３２がこの順
序にて積層された発光層部を有している。そして、各層
３２〜３４はいずれもＭｇ_ａＺｎ_{１− ａ}Ｏ型酸化物層
（０≦ａ≦１：以下、ＭｇＺｎＯとも記す：ただし、混
晶比ａの範囲からも明らかなように、ＭｇＺｎＯと記し
ていても、これはＭｇＯ及びＺｎＯの各単体酸化物の概
念を含むものである）として形成されている。該ｐ型Ｍ
ｇＺｎＯクラッド層３２には、ｐ型ドーパントとして、
例えばＮ、Ｇａ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｌｉの一種又は２種以上
が微量含有されている。また、ｐ型キャリア濃度は前述
の通り１×１０^１６個／ｃｍ^３以上８×１０^１８個／ｃ
ｍ^３以下、例えば１０^１７個／ｃｍ^３〜１０^１８／ｃｍ
^３程度の範囲で調整される。

【００２２】図２は、ＭｇＺｎＯの結晶構造を示すもの
で、いわゆるウルツ鉱型構造を有する。該構造では、酸
素原子層と金属原子（ＺｎイオンまたはＭｇイオン）層
とがｃ軸方向に交互に積層される形となっており、図３
に示すように、ｃ軸が層厚方向に沿うように形成され
る。酸素イオンが欠落して空孔を生ずると酸素欠損とな
り、ｎ型キャリアである電子を生ずる。このような酸素
欠損が多く形成されすぎると、ｎ型キャリアが増加して
ｐ型導電性を示さなくなる。従って、ｐ型ＭｇＺｎＯク
ラッド層３２やＭｇＺｎＯ活性層３３を形成する場合に
は、この酸素欠損の発生抑制を図ることが重要である。

【００２３】活性層３３は、要求される発光波長に応じ
て適宜のバンドギャップを有するものが使用される。例
えば、可視光発光に使用するものは、波長４００ｎｍ〜
５７０ｎｍにて発光可能なバンドギャップエネルギーＥ
ｇ（３．１０ｅＶ〜２．１８ｅＶ程度）を有するものを
選択する。これは、紫から緑色までをカバーする発光波
長帯であるが、特に青色発光に使用する場合は、波長４
５０ｎｍ〜５００ｎｍにて発光可能なバンドギャップエ
ネルギーＥｇ（２．７６ｅＶ〜２．４８ｅＶ程度）を有
するものを選択する。また、紫外線発光に使用するもの
は、波長２８０ｎｍ〜４００ｎｍにて発光可能なバンド
ギャップエネルギーＥｇ（４．４３ｅＶ〜３．１０ｅＶ
程度）を有するものを選択する。

【００２４】例えば活性層３３は、ｐ型Ｍｇ_ｘＺｎ
_１−ｘＯ型酸化物層との間にタイプIのバンドラインナ
ップを形成する半導体により形成することができる。こ
のような活性層３３は、例えばＭｇ_ｙＺｎ_１−ｙＯ型酸
化物層（ただし、０≦ｙ＜１、ｘ＞ｙ：以下、ＭｇＺｎ
Ｏ活性層ともいう）として形成することができる。「活
性層とｐ型ＭｇＺｎＯクラッド層との間にタイプIのバ
ンドラインナップが形成される」とは、図４に示すよう
に、ｐ型クラッド層（ｐ型ＭｇＺｎＯクラッド層３２）
の伝導帯底及び価電子帯上端の各エネルギーレベルＥｃ
ｐ，Ｅｖｐと、活性層の伝導帯底及び価電子帯上端の各
エネルギーレベルＥｃｉ，Ｅｖｉとの間に次のような大
小関係が成立している接合構造をいう： Ｅｃｉ＜Ｅｃｐ ‥‥(1) Ｅｖｉ＞Ｅｖｐ ‥‥(2)

【００２５】該構造では、活性層３３からｎ型クラッド
層３４への正孔の順拡散と、ｐ型クラッド層３２への電
子（ｎ型キャリア）の順拡散のいずれに関してもポテン
シャル障壁が生ずる。そして、活性層３３とｎ型クラッ
ド層３４との間に図４と同様のタイプI型バンドライン
ナップが形成されるようｎ型クラッド層３４の材質選択
を行なえば、活性層の位置には、伝導帯底及び価電子帯
上端の両方に井戸状のポテンシャル障壁が形成され、電
子と正孔との双方に対して閉じ込め効果が高められる。
その結果、キャリア再結合促進ひいては発光効率向上が
一層顕著となる。

【００２６】ＭｇＺｎＯ活性層３３において、混晶比ｙ
の値は、バンドギャップエネルギーＥｇを決める因子と
もなる。例えば、波長２８０ｎｍ〜４００ｎｍの紫外線
発光を行なわせる場合は０≦ｙ≦０．５の範囲にて選択
する。また、形成されるポテンシャル障壁の高さは、発
光ダイオードでは０．１ｅＶ〜０．３ｅＶ程度、半導体
レーザー光源では０．２５ｅＶ〜０．５ｅＶ程度とする
のがよい。この値は、ｐ型Ｍｇ_ｘＺｎ_１−ｘＯ層３２、
Ｍｇ_ｙＺｎ_１−ｙＯ活性層３３及びｎ型Ｍｇ_ｚＺｎ
_１−ｚＯ層３４の各混晶比ｘ、ｙ、ｚの数値の選択によ
り決定できる。

【００２７】次に、本実施形態においては、図６に示す
ように、ｐ型ＭｇＺｎＯクラッド層３２中に、Ｍｇ_ｚＺ
ｎ_１−ｚＯ型酸化物とは異種の酸化物、例えばＣｕＯ、
ＮｉＯあるいはＬｉＯからなるｐ型酸化物層３２ｂが介
挿されている。そして該ｐ型酸化物層３２ｂに対し、ｐ
型にドーピングされたＭｇ_ｚＺｎ_１−ｚＯ型酸化物層３
２ａが交互に積層されている。このような構造を採用す
ることにより、ｐ型ＭｇＺｎＯクラッド層３２中にバッ
クグラウンドキャリアとして存在する電子が、ｐ型酸化
物層３２ｂに吸収・補償されるので、Ｍｇ_ｚＺｎ_１−ｚ
Ｏ型酸化物層３２ａ中のｐ型ドーパント濃度を下げても
良好なｐ型導電特性が得られる。その結果、ｐ型ドーパ
ントが集合した異相領域が形成されにくくなり、良好な
品質のｐ型もしくはｉ型のＭｇＺｎＯ酸化物層を得るこ
とができる。

【００２８】ｐ型酸化物層３２ｂの層厚は、量子効果が
発揮できる程度の膜厚に薄くしておき、トンネル効果を
利用して発光層として機能しないように調整する。他
方、該ｐ型酸化物層３２ｂと接するＭｇ_ｚＺｎ_１−ｚＯ
型酸化物層３２ａは一種の障壁層に相当するものであ
り、バルク結晶としての性質が求められるため、逆にト
ンネル効果の影響が顕著とならないように、その層厚を
１５ｎｍ以上に調整することが望ましい。

【００２９】上記ｐ型酸化物は、ＭｇＺｎＯと結晶構造
も格子定数も相違する。他方、ｐ型酸化物層３２ｂはｐ
型ＭｇＺｎＯクラッド層３２中にてＭｇ_ｚＺｎ_１−ｚＯ
型酸化物層３２ａと格子整合した形で形成されていない
と、転位等の発生によりキャリアが散乱を受け、発光効
率の低下を招くことにつながる。この場合、ｐ型酸化物
層３２ｂの層厚が過剰になると格子緩和して、該ｐ型酸
化物層３２ｂと接するＭｇ_ｚＺｎ_１−ｚＯ型酸化物層３
２ａとの間に格子不整合が生じ、以降の成長層に貫通転
位が形成される不具合が生ずる。これを避けるために
は、ｐ型酸化物層３２ｂを形成する際に格子緩和しない
程度の膜厚（臨界膜厚）で形成する必要があり、具体的
には２０ｎｍ以下の層厚にて形成することが好ましい。
例えば、ｐ型酸化物層３２ｂをＣｕＯあるいはＮｉＯに
て構成する場合は、ＭｇＺｎＯと格子整合するための臨
界膜厚が３〜５分子層程度なので、ｐ型酸化物層３２ｂ
を臨界膜厚以下となるように、１分子層以上３〜５分子
層以下の範囲とし、これと接するＭｇＺｎＯ層３２ａの
層厚を２０ｎｍ以下、例えば１５ｎｍ程度の層厚で形成
することが望ましい。

【００３０】上記のようなｐ型酸化物層３２ｂの形成層
数は特に限定されるものではないが、高発光効率を期待
するためには、電子補償効果が対象ＭｇＺｎＯ層中で一
様に生じるようになっていることが当然望ましい。その
ためには、図６に示すように、２層以上、すなわち複数
のｐ型酸化物層３２ｂをｐ型ＭｇＺｎＯクラッド層３２
の厚さ方向に分散して形成すること、例えば周期的に形
成することが望ましい。ｐ型酸化物層３２ｂをこのよう
に複数層形成する場合、各ｐ型酸化物層３２ｂと、それ
らと交互に積層される各Ｍｇ_ｚＺｎ_１−ｚＯ型酸化物層
３２ａの層厚を前記した範囲に調整することが望まし
い。

【００３１】以下、上記発光素子の製造工程の一例を説
明する。まず、図５に示すように、サファイア基板１０
上にＺｎＯからなるバッファ層１１をエピタキシャル成
長させる。次いで、ｎ型ＭｇＺｎＯクラッド層３４、Ｍ
ｇＺｎＯ活性層３３及びｐ型ＭｇＺｎＯクラッド層３２
をこの順序にてエピタキシャル成長させる（３２〜３４
は成長順序を逆転させてもよい）。これら各層のエピタ
キシャル成長は、前述のＭＯＶＰＥ法もしくはＭＢＥ法
にて成長させることができる。以下、ＭＯＶＰＥ法を代
表させて説明を行なう。

【００３２】ＭＯＶＰＥ法により、バッファ層１１、ｎ
型ＭｇＺｎＯクラッド層３４、ＭｇＺｎＯ活性層３３及
びｐ型ＭｇＺｎＯクラッド層３２（図６のｐ型酸化物層
３２ｂを含む）を同一の反応容器内にて連続的に成長で
きる。なお、反応容器内の温度は、層形成のための化学
反応を促進するため、加熱源（本実施形態では赤外線ラ
ンプ）により調整される。各層の主原料としては次のよ
うなものを用いることができる。 ・酸素源ガス：酸素ガスを用いることもできるが、酸化
性化合物ガスの形で供給することが、後述する有機金属
との過度の反応を抑制する観点において望ましい。具体
的には、Ｎ_２Ｏ、ＮＯ、ＮＯ_２、ＣＯなど。本実施形態
では、Ｎ_２Ｏ（亜酸化窒素）を用いている。 ・Ｚｎ源ガス：ジメチル亜鉛（ＤＭＺｎ）、ジエチル亜
鉛（ＤＥＺｎ）など。 ・Ｍｇ源ガス：ビスシクロペンタジエニルマグネシウム
（Ｃｐ_２Ｍｇ）など。 ・Ｃｕ源ガス：ヘキサフロロアセチルアセトナート銅な
ど。 ・Ｎｉ源ガス：シクロペンタジエニルニッケル、メチル
シクロペンタジエニルニッケルなど。 ・Ｌｉ源ガス：ノルマルブチルリチウムなど。 なお、Ｃｕ源ガス、Ｎｉ源ガス及びＬｉ源ガスは、ｐ型
酸化物原料ガスである。

【００３３】また、ｐ型ドーパントガスとしては次のよ
うなものを用いることもできる； ・Ｌｉ源ガス：ノルマルブチルリチウムなど。 ・Ｓｉ源ガス：モノシランなどのシリコン水素化物な
ど。 ・Ｃ源ガス：炭化水素（例えばＣを１つ以上含むアルキ
ルなど）。 ・Ｓｅ源ガス：セレン化水素など。

【００３４】また、Ａｌ、Ｇａ及びＩｎ等のＩＩＩ族元
素の１種又は２種以上は、Ｖ族元素であるＮとの共添加
により良好なｐ型ドーパントとして機能させることがで
きる。ドーパントガスとしては以下のようなものを使用
できる。 ・Ａｌ源ガス；トリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）、
トリエチルアルミニウム（ＴＥＡｌ）など。 ・Ｇａ源ガス；トリメチルガリウム（ＴＭＧａ）、トリ
エチルガリウム（ＴＥＧａ）など。 ・Ｉｎ源ガス；トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）、ト
リエチルインジウム（ＴＥＩｎ）など。 ｐ型ドーパントとして金属元素（Ｇａ）とともにＮが使
用される場合、ｐ型ＭｇＺｎＯクラッド層の気相成長を
行なう際に、Ｎ源となる気体を、Ｇａ源となる有機金属ガ
スとともに供給するようにする。例えば、本実施形態で
は、酸素成分源として使用するＮ_２ＯがＮ源としても機
能する形となる。

【００３５】他方、ｎ型ＭｇＺｎＯクラッド層３４は、
成長時の酸素分圧を下げて酸素欠損を積極形成すること
によりｎ型導電性を得るようにしてもよいし、Ｂ、Ａ
ｌ、Ｇａ及びＩｎ等のＩＩＩ族元素を、ｎ型ドーパント
として単独添加することによりｎ型導電性を得るように
してもよい。ドーパントガスとしては、Ａｌ、Ｇａ及び
Ｉｎについては、ｐ型ドーパントの項で説明したものが
同様に使用できる。また、Ｂに関しては、例えばジボラ
ン（Ｂ_２Ｈ_６）を用いることができる。

【００３６】上記の各原料ガスをキャリアガス（例えば
窒素ガス）により適度に希釈し、反応容器内に供給す
る。なお、各層の混晶比の違いにより、層毎にＭｇ源及
びＺｎ源となる有機金属ガスＭＯの流量比をマスフロー
コントローラＭＦＣ等により制御する。また、酸素源ガ
スであるＮ_２Ｏ及びドーパント源ガスの流量もマスフロ
ーコントローラＭＦＣにより制御する。

【００３７】バッファ層１１の成長は、例えば以下のよ
うにして行なう。まず、層を成長させる基板１０は、結
晶主軸がｃ軸のサファイア（つまりアルミナ単結晶）基
板であり、酸素原子面側の主表面が層成長面として使用
される。層成長に先立って、基板１０を酸化性ガス雰囲
気下にて十分にアニール処理する。酸化性ガスは、
Ｏ _２、ＣＯ、Ｎ_２Ｏのいずれかから選択できるが、後述
する層成長時の酸素源ガスと共用するため、本実施形態
ではＮ_２Ｏを使用している。アニール処理温度は、ＭＯ
ＶＰＥの反応容器内にて行なう場合は、７５０℃以上
（ただし、基板の融点よりも低温）にて３０分以上の保
持時間で行なうことが望ましい。ただし、湿式洗浄等に
より基板表面の清浄化が十分可能である場合には、アニ
ール処理時間をこれよりも短縮して差し支えない。

【００３８】上記アニール処理が終了すれば、酸化性ガ
ス雰囲気を保持した状態にて基板温度を、欠損等の発生
を抑制するために２５０〜３５０℃（本実施形態では３
５０℃）に設定される第一温度に低下させる。そして、
温度が設定値に安定すれば酸化性ガスの供給を止め、窒
素ガスで反応容器内を置換して酸化性ガスを十分にパー
ジアウトする。パージ時間は、反応容器の形状や容積に
よっても異なるが、５秒以上確保することが有効であ
る。

【００３９】次いで、有機金属ガスＭＯを反応容器内に
供給し、例えば図１のバッファ層１１の一部をなす最初
の金属原子層をＡＬＥ法（Atomic Layer Epitaxy法）に
より単原子金属層として形成する。ＡＬＥ法では自己停
止機能により金属原子層の成長は１原子層分で飽和し、
有機金属ガスＭＯの供給を継続しても、それ以上の金属
原子層の成長は起こらない。その後、有機金属ガスＭＯ
の供給を停止し、窒素ガスで反応容器内を置換して有機
金属ガスＭＯを十分にパージアウトした後、酸素源ガス
（酸化性ガス雰囲気でもある）としてＮ_２Ｏを導入し、
ＡＬＥ法により酸素原子層を１原子層分形成する。これ
により、基板１０上にはＭｇＺｎＯ層が１分子層分だけ
形成されたことになる。

【００４０】その後、酸化性ガス雰囲気を保持したま
ま、反応容器内の温度を４００〜８００℃に設定される
第二温度（本実施形態では７５０℃）に昇温し、さらに
有機金属ガス（金属源ガス）を連続的に流すことで、バ
ッファ層の残余の部分を通常のＭＯＶＰＥ法により成長
させる。なお、より結晶性及び平坦性の高いバッファ層
を得る観点から、最初の複数分子層をＡＬＥ法により成
長させてもよい。

【００４１】バッファ層１１の形成が終了すれば、ｎ型
ＭｇＺｎＯクラッド層３４、ＭｇＺｎＯ活性層３３及び
ｐ型ＭｇＺｎＯクラッド層３２をこの順序にてＭＯＶＰ
Ｅ法により形成する。このうち、ｐ型ＭｇＺｎＯクラッ
ド層３２は、図６に示すように、Ｍｇ_ｚＺｎ_１−ｚＯ型
酸化物層３２ａとｐ型酸化物層３２ｂとを交互に積層し
たものとして成長する必要がある。図７は、ｐ型ＭｇＺ
ｎＯクラッド層３２を成長する際のガス供給シーケンス
の一例を示すものである。このシーケンスでは、ＭｇＺ
ｎＯ金属源ガスの流量を、ＮS1となる大流量期間と、該
ＮS1より小さいＮS0となる小流量期間とが交替するよう
に切り替える一方、ｐ型酸化物金属源ガスは、ＭｇＺｎ
Ｏ金属源ガスの大流量期間に対応する小流量期間（流
量：ＮA0＝０）と、同じく小流量期間に対応する大流量
期間（流量：ＮA1）とが交替するように切り替える。他
方、酸素源ガスは決められた流量ＮX0にて定常的に流し
続ける。これにより、ｐ型ＭｇＺｎＯクラッド層３２の
成長途中に、複数のｐ型酸化物層３２ｂが間欠的に成長
される。

【００４２】ｐ型酸化物層３２ｂを間欠成長させる際に
は、Ｍｇ_ｚＺｎ_１−ｚＯ型酸化物層３２ａの成長を継続
しながらｐ型酸化物層３２ｂの成長も同時進行させるよ
うにすることができる。この場合、図７において示すよ
うに、ＭｇＺｎＯ金属源ガスの供給は、小流量期間にお
いてもゼロではない一定流量値ＮS0’となるように流量
制御する。この場合、ｐ型酸化物層３２ｂは、ｐ型酸化
物とＭｇＺｎＯとが混在した領域となる。

【００４３】他方、Ｍｇ_ｚＺｎ_１−ｚＯ型酸化物層３２
ａの成長を停止させた状態で、ｐ型酸化物層３２ｂを成
長させるようにすることもできる。これは、図７におい
ては、小流量期間においてＭｇＺｎＯ金属源ガスの流量
ＮS0をゼロとすることを意味する。Ｍｇ_ｚＺｎ_１−ｚＯ
型酸化物層３２ａの成長を停止させた状態で、ｐ型酸化
物層３２ｂの成長を行なうことで、その停止期間が一種
の熱処理期間として作用する結果、結晶性が改善されて
より欠陥の少ないｐ型クラッド層３２の成長が可能とな
る。また、ＭｇＺｎＯ金属源ガスの供給を遮断し、酸素
源ガスの供給のみを一定時間継続した後、ｐ型酸化物金
属源ガスの供給に切り替えるようにすると、酸素欠損等
の欠陥発生をより効果的に防止することができる。

【００４４】また、Ｍｇ_ｚＺｎ_１−ｚＯ型酸化物層３２
ａの成長時には、ｐ型ドーパント（例えばＧａとＮとの
共添加）によるドーピングを行なう。ｐ型ドーパントガ
スは、Ｍｇ_ｚＺｎ_１−ｚＯ型酸化物層３２ａの原料ガス
（金属源ガス＋酸素源ガス）の供給を継続しつつ、一定
流量により供給を行なうことができる。このようにする
と、Ｍｇ_ｚＺｎ_１−ｚＯ型酸化物層３２ａはｐ型ドーパ
ントが一様にドーピングされた構造を有するものとな
る。

【００４５】他方、図８に示すように、ｐ型ドーパント
濃度がｐ型ＭｇＺｎＯクラッド層３２（あるいはＭｇ_ｚ
Ｚｎ_１−ｚＯ型酸化物層３２ａ）の平均濃度よりも高い
高濃度ドーピング層（以下、δドーピング層という）３
２ｃを、Ｍｇ_ｚＺｎ_１−ｚＯ型酸化物層３２ａの１分子
層以下の領域幅を有するものとして、形成することもで
きる。このようにすると、バックグラウンド電子濃度を
低減する効果が一層顕著なものとなり、ｐ型ＭｇＺｎＯ
クラッド層３２全体の平均ｐ型ドーパント濃度を低減す
ることができるので、発光効率をさらに改善できる。δ
ドーピング層３２ｃは、Ｍｇ_ｚＺｎ_１−ｚＯ型酸化物層
３２ａ中において２層以上周期的に形成することで、電
子補償効果を一層高めることができる。

【００４６】δドーピング層３２ｃにおけるｐ型ドーパ
ントの供給量は、ｐ型ドーパントガス分子による被覆率
が、１／２０以上１／４分子層以下となるように調整す
ることが望ましい。１／２０分子層未満ではバックグラ
ウンドの電子濃度低減効果が不十分となる。また、１／
４分子層を超えるとｐ型ドーパントの添加量が過剰とな
りやすくなり、発光効率の低下等につながる。また、δ
ドーピング層３２ｃの形成間隔は、ＭｇＺｎＯ層３２ａ
の分子層換算にて１０〜５００分子層の範囲にすること
が望ましい。１０分子層未満では、ｐ型ドーパントの添
加量が過剰となりやすくなり、発光効率の低下等につな
がる。他方、５００分子層を超えると、バックグラウン
ドの電子濃度低減効果あるいはｐ型導電性の付与が不十
分となる場合がある。

【００４７】上記δドーピング層３２ｃは、Ｍｇ_ｚＺｎ
_１−ｚＯ型酸化物の原料ガス（金属源ガス＋酸素源ガ
ス）に対するｐ型ドーパントガスの供給濃度比を一時的
に増加させることにより形成できる。複数のδドーピン
グ層３２ｃを層厚方向に分散して形成する場合は、ｐ型
ドーパントガスの供給濃度比を間欠的に増加させること
により形成可能である。図９は、そのガス供給シーケン
スの一例を示すものであり、ＭｇＺｎＯ金属源ガスの流
量を、ＮS1となる大流量期間と、該ＮS1より小さいＮS0
となる小流量期間とが交替するように切り替え、また、
酸素源ガスの流量を、ＮX1となる大流量期間と、該ＮX1
より小さいＮX0となる小流量期間とが交替するように切
り替える一方、ｐ型ドーパントガスは、ＭｇＺｎＯ原料
ガスの大流量期間に対応する小流量期間（流量：ＮD0）
と、同じく小流量期間に対応する大流量期間（流量：Ｎ
D1）とが交替するように切り替える。

【００４８】そして、δドーピング層３２ｃの形成によ
るバックグラウンド電子濃度低減効果は、δドーピング
層３２ｃにおけるｐ型ドーパント濃度の変化プロファイ
ルが急峻であるほど顕著となる。このようなプロファイ
ルを得るには、δドーピング層３２ｃを形成する際に、
Ｍｇ_ｚＺｎ_１−ｚＯ原料ガスの供給を停止することが有
効である。具体的には、図９において、ＮS0とＮX0とを
ともにゼロにすることを意味する。また、δドーピング
層３２ｃの非形成時には、ｐ型ドーパントガスの流量Ｎ
D0をゼロにすることが、より急峻な濃度変化プロファイ
ルを形成する上で望ましい。さらに、Ｍｇ_ｚＺｎ_１−ｚ
Ｏ型酸化物層３２ａ中にδドーピング層３２ｃを形成す
る際には、ｐ型ドーパントガスの供給直前に、ＭＯＶＰ
Ｅ法によるＭｇ_ｚＺｎ_１−ｚＯ型酸化物層３２ａの成長
モードを、バッファ層１１の形成時と同様のＡＬＥモー
ドに切り替えることも有効である。すなわち、ｐ型ドー
パントガスの供給直前におけるＭｇ_ｚＺｎ_１−ｚＯ型酸
化物層３２ａの少なくとも最後の１分子層をＡＬＥによ
り形成して自己停止させ、その状態でｐ型ドーパントガ
スを供給すれば、極めて急峻な濃度変化プロファイルを
得ることが可能となる。

【００４９】図１０は、上記の方法により最終的に得ら
れるｐ型ＭｇＺｎＯクラッド層３２の詳細構造を模式的
に示すものである。この構造では、複数のδドーピング
層３２ｃがＭｇ_ｚＺｎ_１−ｚＯ型酸化物層３２ａ中に周
期的に形成され、そのＭｇ_ｚＺｎ_１−ｚＯ型酸化物層３
２ａに対しｐ型酸化物層３２ｂがさらに周期的に形成さ
れる、いわば二重周期構造を有してなる。これにより、
バックグラウンド電子濃度の低減効果を最大限に引き出
すことができ、ｐ型ＭｇＺｎＯクラッド層３２に対する
ｐ型導電性の付与を確実に行なうことができるととも
に、図１の構造としたときの発光素子の発光効率ひいて
は輝度の向上に寄与する。

【００５０】また、図１１に示すように、ＭｇＺｎＯ活
性層３３に対してもｐ型酸化物層３３ｂを全く同様に形
成でき、バックグラウンド電子濃度の低減、ひいては発
光効率の向上に寄与する。この場合、ＭｇＺｎＯ活性層
３３の全体は真性半導体型（ｉ型）の導電特性を有して
いる必要があり、Ｍｇ_ｚＺｎ_１−ｚＯ型酸化物層３３ａ
はノンドープとする。

【００５１】なお、ＭｇＺｎＯ活性層３３及びｐ型Ｍｇ
ＺｎＯクラッド層３２を成長する際は、酸素欠損発生を
抑制するために、反応容器内の圧力を１０Ｔｏｒｒ以上
に保持することが有効である。これにより酸素の離脱が
一層抑制され、酸素欠損の少ないＭｇＺｎＯ層を成長す
ることができる。特に酸素成分源としてＮ_２Ｏを使用す
る場合、上記の圧力設定によりＮ_２Ｏの解離が急激に進
行することが防止され、酸素欠損の発生をより効果的に
抑制することが可能となる。雰囲気圧力は高ければ高い
ほど酸素離脱抑制効果は高められるが、７６０Ｔｏｒｒ
（１．０１×１０^５Ｐａ又は１気圧）程度までの圧力で
も効果は十分顕著である。例えば、７６０Ｔｏｒｒ以下
であれば、反応容器内が常圧又は減圧となるので容器シ
ール構造が比較的簡略なもので済む利点がある。他方、
７６０Ｔｏｒｒを超える圧力を採用する場合は、容器内
が加圧となるので内部の気体が漏れ出さないようにやや
強固なシール構造を、また、圧力が相当高い場合には耐
圧構造等を考慮する必要があるが、酸素離脱抑制効果は
一層顕著となる。この場合、圧力の上限は、装置コスト
と達成できる酸素離脱抑制効果との兼ね合いにより適当
な値に定めるべきである（例えば、７６００Ｔｏｒｒ
（（１．０１×１０^６Ｐａ又は１０気圧）程度）。

【００５２】以上のようにして発光層部の成長が終了す
れば、図５に示すように活性層３３及びｐ型ＭｇＺｎＯ
クラッド層３２の一部をフォトリソグラフィー等により
一部除去して、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）等か
らなる透明電極１２５を形成する一方、残余のｐ型Ｍｇ
ＺｎＯクラッド層３２上には金属電極１２２を形成し、
その後、基板１０とともにダイシングすれば発光素子１
が得られる。この発光素子１は、基板１０上にＭｇＺｎ
Ｏからなるバッファ層１１が形成され、さらにＭｇＺｎ
Ｏからなる発光層部が形成されたものであることは明ら
かである。光取出は、主として透明なサファイア基板１
０側から行なうことになる。

【００５３】なお、以上説明した製造方法では、各層の
成長をＭＯＶＰＥ法にて行ったが、ＭＢＥ法を採用する
ことも可能である。例えばｐ型酸化物層としてＬｉＯ層
を形成したりあるいはｐ型ドーパントとしてＬｉを使用
する場合は、固体Ｌｉをｐ型酸化物形成原料あるいはド
ーピング源として用いることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＭｇＺｎＯにて構成したダブルへテロ構造の発
光層部を概念的に示す図。

【図２】ＭｇＺｎＯの結晶構造を示す模式図。

【図３】ＭｇＺｎＯ層の金属イオンと酸素イオンとの配
列形態を示す模式図。

【図４】タイプI型バンドラインナップの接合構造を用
いた発光素子のバンド模式図。

【図５】本発明の発光素子の具体例を示す模式図。

【図６】図５の発光素子の、ｐ型ＭｇＺｎＯクラッド層
の構造を示す模式図。

【図７】図６のｐ型ＭｇＺｎＯクラッド層をＭＯＶＰＥ
法により形成する場合の、ガス供給シーケンスの一例を
示す模式図。

【図８】ｐ型ドーパントをδドーピングしたＭｇ_ｚＺｎ
_１−ｚＯ型酸化物層の構造を示す模式図。

【図９】図８のＭｇ_ｚＺｎ_１−ｚＯ型酸化物層をＭＯＶ
ＰＥ法により形成する場合の、ガス供給シーケンスの一
例を示す模式図。

【図１０】δドーピング層とｐ型酸化物層とを二重周期
にて形成したｐ型ＭｇＺｎＯクラッド層の構造を示す模
式図。

【図１１】ｐ型ＭｇＺｎＯ活性層にｐ型酸化物層を周期
的に形成した例を示す模式図。

【符号の説明】

１ 発光素子 １０ サファイア基板 ３２ ｐ型ＭｇＺｎＯクラッド層 ３２ａ Ｍｇ_ｚＺｎ_１−ｚＯ型酸化物層 ３２ｂ ｐ型酸化物層 ３２ｃ δドーピング層 ３３ ＭｇＺｎＯ活性層 ３３ａ Ｍｇ_ｚＺｎ_１−ｚＯ型酸化物層 ３３ｂ ｐ型酸化物層 ３４ ｎ型ＭｇＺｎＯクラッド層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F041 CA04 CA41 CA46 CA55 CA57 CA65 CA66 CA73 5F045 AA04 AA05 AA15 AB22 AB40 AC01 AC07 AC08 AC09 AC11 AC19 AD08 AD09 AD10 AD11 AD12 AE23 AE25 AF02 AF03 AF04 AF07 AF09 AF13 CA11 DA52 DA53 DA62 DA63 EE12 EE15 EE17 EK11 HA22

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光層部がダブルヘテロ構造を有すると
   ともに、該ダブルヘテロ構造に含まれる活性層及びｐ型
   クラッド層の少なくともいずれかが、主にＭｇ_ａＺｎ
   _１−ａＯ（ただし、０≦ａ≦１）型酸化物により構成さ
   れるＭｇＺｎＯ層とされ、かつ該ＭｇＺｎＯ層中に、前
   記Ｍｇ_ａＺｎ_１−ａＯ型酸化物とは異種であってｐ型導
   電性を示すｐ型酸化物層を介挿したことを特徴とする発
   光素子。
2. 【請求項２】 複数の前記ｐ型酸化物層を、前記ＭｇＺ
   ｎＯ層の層厚方向に分散して形成したことを特徴とする
   請求項１記載の発光素子。
3. 【請求項３】 前記ｐ型酸化物層は、１分子層以上であ
   って２０ｎｍ以下の厚さに形成されることを特徴とする
   請求項１又は２に記載の発光素子。
4. 【請求項４】 前記ｐ型酸化物層は、ＣｕＯ、ＮｉＯ及
   びＬｉＯのいずれかを主体とすることを特徴とする請求
   項１ないし３のいずれか１項に記載の発光素子。
5. 【請求項５】 発光層部がダブルヘテロ構造を有すると
   ともに、該ダブルヘテロ構造に含まれるｐ型クラッド層
   が主にＭｇ_ａＺｎ_１−ａＯ（ただし、０≦ａ≦１）型酸
   化物により構成され、かつ該ｐ型クラッド層中には、ｐ
   型ドーパント濃度が当該ｐ型クラッド層の平均濃度より
   も高い高濃度ドープ層が、前記ｐ型クラッド層の１分子
   層以下の領域幅を有するものとして形成されたことを特
   徴とする発光素子。
6. 【請求項６】 複数の前記高濃度ドープ層を、前記ｐ型
   クラッド層中に層厚方向に分散して形成したことを特徴
   とする請求項５記載の発光素子。
7. 【請求項７】 前記高濃度ドープ層に、前記ｐ型ドーパ
   ントとしてＧａとＮとが共添加されていることを特徴と
   する請求項５又は６に記載の発光素子。
8. 【請求項８】 発光層部がダブルヘテロ構造を有すると
   ともに、該ダブルヘテロ構造に含まれるｐ型クラッド層
   が主にＭｇ_ａＺｎ_１−ａＯ（ただし、０≦ａ≦１）型酸
   化物により構成され、かつ該ｐ型クラッド層中には、ｐ
   型ドーパント濃度が当該ｐ型クラッド層の平均濃度より
   も高い高濃度ドープ層と、前記Ｍｇ_ａＺｎ_１−ａＯ型酸
   化物とは異種であってｐ型導電性を示すｐ型酸化物層と
   が層厚方向に分散して形成されるとともに、前記高濃度
   ドープ層は、前記ｐ型クラッド層の１分子層以下の領域
   幅を有するものとしてなり、他方、前記ｐ型酸化物層は
   １分子層以上であって２０ｎｍ以下の厚さにてなること
   を特徴とする発光素子。
9. 【請求項９】 発光層部がダブルヘテロ構造を有すると
   ともに、該ダブルヘテロ構造に含まれる活性層及びｐ型
   クラッド層の少なくともいずれかが、主にＭｇ_ａＺｎ
   _１−ａＯ（ただし、０≦ａ≦１）型酸化物により構成さ
   れるＭｇＺｎＯ層である発光素子を製造する方法におい
   て、 前記ＭｇＺｎＯ層の成長途中に、前記Ｍｇ_ａＺｎ_１−ａ
   Ｏ型酸化物とは異種であってｐ型導電性を示すｐ型酸化
   物層を形成することを特徴とする発光素子の製造方法。
10. 【請求項１０】 前記ＭｇＺｎＯ層の成長途中に、複数
    の前記ｐ型酸化物層を間欠的に成長させることを特徴と
    する請求項９記載の発光素子の製造方法。
11. 【請求項１１】 前記ＭｇＺｎＯ層を気相成長法により
    成長させる途中に、前記ｐ型酸化物層を、前記Ｍｇ_ａＺ
    ｎ_１−ａＯ型酸化物の成長を停止した状態で成長させる
    ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の発光素子の
    製造方法。
12. 【請求項１２】 前記ＭｇＺｎＯ層を、ＭＯＶＰＥ法に
    より形成することを特徴とする９ないし１１のいずれか
    １項に記載の発光素子の製造方法。
13. 【請求項１３】 前記ＭｇＺｎＯ層を、ＭＢＥ法により
    形成することを特徴とする請求項９ないし１１のいずれ
    か１項に記載の発光素子の製造方法。
14. 【請求項１４】 発光層部がダブルヘテロ構造を有する
    とともに、該ダブルヘテロ構造に含まれるｐ型クラッド
    層が主にＭｇ_ａＺｎ_１−ａＯ（ただし、０≦ａ≦１）型
    酸化物により構成される発光素子の製造方法において、
    前記ｐ型クラッド層の成長途中に、当該ｐ型クラッド層
    の平均濃度よりも高い高濃度ドープ層を形成することを
    特徴とする発光素子の製造方法。
15. 【請求項１５】 前記ｐ型クラッド層を気相成長法によ
    り成長させる途中に、前記Ｍｇ_ａＺｎ_１−ａＯ型酸化物
    の原料ガスに対するｐ型ドーパントガスの供給濃度比を
    一時的に増加させることにより、前記高濃度ドープ層を
    形成することを特徴とする請求項１４記載の発光素子の
    製造方法。
16. 【請求項１６】 前記ｐ型ドーパントガスの供給濃度比
    を間欠的に増加させることにより、複数の前記高濃度ド
    ープ層を前記ｐ型クラッド層中に層厚方向に分散して形
    成することを特徴とする請求項１５記載の発光素子の製
    造方法。
17. 【請求項１７】 前記高濃度ドープ層を形成する際に、
    前記Ｍｇ_ａＺｎ_{１− ａ}Ｏ型酸化物の原料ガスの供給を停
    止することを特徴とする請求項１５又は１６に記載の発
    光素子の製造方法。
18. 【請求項１８】 前記ｐ型クラッド層を、ＭＯＶＰＥ法
    により形成することを特徴とする請求項１４ないし１７
    のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
19. 【請求項１９】 前記ｐ型クラッド層を、ＭＢＥ法によ
    り形成することを特徴とする請求項１４ないし１７のい
    ずれか１項に記載の発光素子の製造方法。