JPH11354842A - GaN系半導体発光素子 - Google Patents

GaN系半導体発光素子

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JPH11354842A
JPH11354842A JP15610498A JP15610498A JPH11354842A JP H11354842 A JPH11354842 A JP H11354842A JP 15610498 A JP15610498 A JP 15610498A JP 15610498 A JP15610498 A JP 15610498A JP H11354842 A JPH11354842 A JP H11354842A
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JP
Japan
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gan
crystal layer
layer
quantum dots
emitting device
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Pending
Application number
JP15610498A
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English (en)
Inventor
Satoru Tanaka
悟 田中
Katsunobu Aoyanagi
克信 青柳
Yoichiro Ouchi
洋一郎 大内
Hiroaki Okagawa
広明 岡川
Kazuyuki Tadatomo
一行 只友
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Cable Industries Ltd
RIKEN
Original Assignee
Mitsubishi Cable Industries Ltd
RIKEN
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 GaN系発光素子のための量子ドットの最適
な態様を示し、より高効率なGaN系発光素子を提供す
ること。 【解決手段】 アンチサーファクタントの作用によって
GaN系結晶層A上にGaN系の量子ドットdを形成
し、さらに該量子ドットdを埋め込むまで前記層A上に
GaN系結晶層Bを成長させてGaN系の量子ドット構
造3を構成し、これを発光に係る部分としてGaN系半
導体発光素子を形成する。このとき、結晶層Aおよび結
晶層Bのバンドギャップを、量子ドットのバンドギャッ
プよりも大きいものとし、個々の量子ドットの高さh、
幅w、結晶層Aの上面における量子ドットの分散の度合
い(密度)ρを、0.5nm≦h≦50nm、0.5n
m≦w≦200nm、106 cm-2≦ρ≦1013cm-2
とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、GaN系材料を用
いた半導体発光素子(以下、「GaN系発光素子」とも
いう)に関するものであり、詳しくは、発光のメカニズ
ムに係る部分の構造が、GaN系半導体材料による量子
ドット構造であるものに関する。
【0002】
【従来の技術】GaN系発光素子は、近年高輝度の発光
ダイオード(LED)が実現されたのを機会に研究が活
発に行われており、半導体レーザの室温連続発振の報告
も聞かれる様になっている。
【0003】GaN系発光素子のなかでも、緑色〜青色
の短い波長の発光が得られ、しかも高い発光効率が得ら
れるものとして、発光層(活性層)にInGaNの量子
井戸層を用いたものがある。InGaNを用いて量子井
戸層を形成する場合、その熱力学的な不安定性から、層
全体にわたって均一な組成比にはならず、層中で局所的
にIn組成比の異なった部分が発生する。この部分は量
子ドットに似た性質をもつ。InGaNの量子井戸層を
発光層として用いた発光素子では、この量子ドット的な
部位が、層の厚み方向のみならず3次元的な方向につい
て励起子を閉じ込める作用を示し、この部分でキャリア
の再結合発光が起きると言われており、これがInGa
N量子井戸層が高い発光効率で発光し得る要因の1つと
されている。
【0004】InGaN量子井戸層中の量子ドット的な
部位は、InGaN自体の性質によって層中に存在する
ものである。他方、GaAs系の材料では、ドット材料
と基板材料との格子不整合を利用した量子ドットの形成
が知られている。これらに対して、近年、GaN系材料
からなる結晶層の表面に特殊な表面処理を施すことによ
って、該結晶層の表面上にこれと格子整合性の良好なG
aN系半導体を量子ドットとして突起状に成長させ得る
ことが明らかとなった (Appl.Phys.Lett.69(1996)4096
)。この量子ドット形成のメカニズムは、前記InG
aNや、GaAs系における量子ドットの形成とは全く
異なるものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、GaN
系材料による量子ドットの形成が可能であることは明ら
かとなっている。しかし、この量子ドットを用いてGa
N系発光素子を構成するためには、未だ、量子ドット個
々の大きさ、量子ドット全体の分布の程度などの点で最
適な態様が明らかにはされていない。
【0006】本発明の目的は、上記問題を解決し、Ga
N系発光素子のための量子ドットの最適な態様を示し、
より高効率なGaN系発光素子を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のGaN系半導体
発光素子は、以下の特徴を有するものである。 (1)量子ドット構造を発光に係る部分として有するG
aN系半導体発光素子であって、前記量子ドット構造
は、GaN系材料からなる結晶層(A)と、この層上面
に分散して形成されたGaN系材料からなる量子ドット
と、この量子ドットを埋め込んで前記層上に成長したG
aN系材料からなる結晶層(B)とを有する構造であ
り、結晶層(A)および結晶層(B)の材料の各々のバ
ンドギャップは、量子ドットの材料のバンドギャップよ
りも大きく、各層の層厚方向についての各々の量子ドッ
トの寸法を高さhとし、各層の拡がる方向についての各
々の量子ドットの寸法を幅wとし、結晶層(A)の上面
における量子ドットの分散の度合いを密度ρとして、
0.5nm≦h≦50nm、0.5nm≦w≦200n
m、106 cm-2≦ρ≦1013cm-2、であることを特
徴とするGaN系半導体発光素子。
【0008】(2)結晶層(A)と結晶層(B)とが、
互いに異なる伝導型である上記(1)記載のGaN系半
導体発光素子。
【0009】(3)量子ドットが、不純物をドーピング
されたGaN系材料からなるものである上記(1)記載
のGaN系半導体発光素子。
【0010】(4)量子ドットに用いられるGaN系材
料をドット材料とよび、結晶層(A)に用いられるGa
N系材料をベース材料とよぶとして、ドット材料とベー
ス材料とが下記(i)の格子整合性を満たす関係にあ
り、結晶層(A)の層上面の表面状態がアンチサーファ
クタントによって変化させられたことによって、ドット
材料が結晶層(A)の層上面に量子ドットとして成長し
たものである上記(1)記載のGaN系半導体発光素
子。 (i)結晶層(A)上面の表面状態を変化させるような
表面処理を施すことなく結晶層(A)上面にドット材料
を直接的に結晶成長させたとき、ドット材料が結晶層
(A)の層上面に膜状に結晶成長し得るようなドット材
料とベース材料との格子整合性。
【0011】(5)結晶層(A)、量子ドット、結晶層
(B)のうちの1以上のものが、B、As、Pから選ば
れる1以上の元素を含有するGaN系材料からなるもの
である上記(1)記載のGaN系半導体発光素子。
【0012】
【作用】本発明のGaN系発光素子に用いられる量子ド
ットは、GaN系材料からなる結晶層(上記(1)にお
ける「結晶層(A)」)上に、GaN系材料を量子ドッ
トとして成長させたものである。ただし、上記(4)の
とおり、量子ドットに用いられるGaN系材料をドット
材料とよび、結晶層(A)に用いられるGaN系材料を
ベース材料とよぶとき、ドット材料とベース材料とは、
上記(i)の関係にある。即ち、結晶層(A)の表面状
態を何ら変化させることなく従来通りの結晶成長法・成
長条件にて、ドット材料を結晶層(A)上に成長させた
場合には、従来知られているとおり、ドット材料は膜状
に結晶層(A)上を全面覆い結晶層として成長するGa
N系材料である。即ち、ドット材料とベース材料とは、
少なくともその程度に格子整合しているということであ
る。
【0013】ドット材料とベース材料とが、共にGaN
系材料であってしかも上記のような格子整合の関係にあ
る状態において、結晶層(A)上に、ドット材料である
GaN系材料を、膜状としてではなく量子ドットとして
成長させるためには、結晶層(A)の層上面にアンチサ
ーファクタント(結晶層(A)の層上面の表面状態を変
化させる物質)を作用させる。結晶層(A)の層上面の
表面状態の変化については、詳しくは解明されていない
が、表面自由エネルギーが小さくなる変化であると考え
られる。表面状態をこのように変化させることによっ
て、ドット材料であるGaN系材料は、ベース材料であ
るGaN系材料からなる結晶層(A)上に、量子ドット
として成長する。
【0014】本発明は、上記のようにGaN系材料から
なる結晶層上にGaN系材料からなる量子ドットを成長
させ、さらにGaN系材料からなる結晶層で量子ドット
を埋め込み、これを発光現象に係る量子ドット構造とし
て発光素子に用いたものである。ここでいう発光現象
は、電子またはホールの注入によって量子ドット中にお
いて、励起子(エトキシ)あるいは電子とホールとが再
結合し発光する現象である。
【0015】この量子ドット構造において、高効率にて
発光させるためには、個々のドットの大きさ、および量
子ドット全体の分布の程度を最適な範囲とすることが必
要となる。個々の量子ドットの大きさは、量子ドット構
造において発光効率に影響を与える重要な要素であり、
量子閉じ込め効果が十分に得られるサイズであることが
重要である。結晶層(A)上面における量子ドット全体
の分散の度合い(密度)は、面内における発光源の密度
であるため、これもまた発光効率に影響を与える重要な
要素である。
【0016】
【発明の実施の形態】図1は、本発明のGaN系発光素
子の一例を示す断面図であって、説明のために簡単な構
造のLEDを例として示している。同図のLEDは、結
晶基板1上に、GaN系材料からなる結晶層を順次成長
させて積み重ね、量子ドット構造3を含む積層体Sを形
成し、これにp型側の電極5とn型側の電極6を設けて
構成したものである。層2はn型コンタクト層、層4は
p型コンタクト層であり、いずれもGaN系材料からな
る。
【0017】図1の例における伝導型(p型、n型)の
上下位置関係は、伝導型を形成するための加工上の理由
から、結晶基板側をn型とし上層側をp型とする一般的
なものとなっている。また、同図の例では、結晶基板に
絶縁体(サファイア結晶基板)を用いており、層2の上
面を露出させ、その面に電極6を設けるという電極の配
置となっている。以下、本発明の発光素子の他の態様を
説明する場合にも、p/n型の上下関係、電極配置につ
いては、これと同様の例を挙げて説明する。しかし、p
/n型の上下が逆の態様や、結晶基板が導電性を有する
場合の電極配置なども自由に選択してよい。
【0018】量子ドット構造3は、結晶層Aと、多数の
量子ドットdと、結晶層Bとを有する構造であり、これ
らは全てGaN系材料からなるものである。量子ドット
dは、結晶層Aの上面に分散した状態として形成されて
いる。結晶層Bは、結晶層Aの上面のうち量子ドットd
が形成されなかった部分を結晶成長の出発面として、量
子ドットを埋め込むまで成長した結晶層である。
【0019】結晶層Aと結晶層Bの導電型は、同じであ
っても、互いに異なるものであってもよく、発光素子に
おける発光部分としてどのように用いるかによって選択
すればよい。図1の例では、量子ドット構造3は、第1
伝導型(図ではn型)の結晶層Aと、多数の量子ドット
dと、第2伝導型(図ではp型)の結晶層Bとからな
り、結晶層Aと結晶層Bがクラッド層としての役割を果
たし、量子ドットdがその中で発光部としての役割を果
たす。また、結晶層Aと結晶層Bの導電型を同じとし
て、これらをさらにバンドギャップの大きいp型、n型
のクラッド層で挟んだ構造としてもよい。
【0020】結晶層Aおよび結晶層Bの材料の各々のバ
ンドギャップの大きさは、ともに量子ドットの材料のバ
ンドギャップの大きさ以上とする。これは、発光部であ
る量子ドットに電子およびホールを効率よく注入するた
めである。
【0021】本発明のGaN系発光素子に用いられるG
aN系材料とは、式InX GaY AlZ N(0≦X≦
1,0≦Y≦1,0≦Z≦1,X+Y+Z=1)で決定
される化合物半導体である。なかでもGaN、InGa
N、AlGaNなどが有用なものとして挙げられる。上
記バンドギャップの条件を満たす材料の組合せ例として
は、結晶層Aおよび結晶層BをAlGaNとし、量子ド
ットをGaNとする組合せなど、結晶層Aおよび結晶層
BをAlx Ga(1-x) Nとし、量子ドットをAl Y Ga
(1-Y) Nとする組合せ(ただし0<X、0≦Y、Y<X
である)などが挙げられる。
【0022】量子ドットを構成するGaN系材料には、
例えば発光強度を増大させることなどを目的として、S
iなどの不純物をドーピングしてもよい。
【0023】また、結晶層A、量子ドット、結晶層Bの
うちの1以上のものには、それらに用いられるGaN系
材料に、さらに、B、As、Pから選ばれる1以上の元
素を含有させてもよい。
【0024】上記作用の説明で述べたように、発光を高
効率とするためには、量子ドットの大きさ、および量子
ドット全体の分布の程度を最適な範囲とすべきであり、
本発明はその範囲を与えるものである。個々の量子ドッ
トの形状は、材料や成長条件によって異なるが、多面体
状、柱状、半球状となる。
【0025】個々の量子ドットの大きさは、各層の層厚
方向についての量子ドットの寸法(結晶層Aの表面から
量子ドットのトップまでの距離)を高さhとし、各層の
拡がる方向についての量子ドットの最大寸法を幅wとし
て好ましい範囲を限定する。量子ドットの高さh、幅w
は、発光に寄与する励起子の閉じ込めの意味からは小さ
い方が好ましいが、実際の量子ドット作製における寸法
の制御性などを考慮すると、これらは共に0.5nm以
上であることが好ましい。また、これらの最大寸法につ
いては、量子効果の観点から、高さhは50nm以下、
幅wは200nm以下が好ましい。従って、0.5nm
≦h≦50nm、0.5nm≦w≦200nm、が好ま
しい範囲となる。
【0026】結晶層Aの上面における量子ドットの分散
の度合いについては、分散の度合いを、密度(単位面積
当たりの量子ドットの数)ρとして表し範囲を限定す
る。密度ρは、量子ドット1つ1つからの発光は弱いの
で、発光効率を考慮すると106 cm-2以上とすること
が好ましく、また、量子ドットの大きさにもよるが、量
子ドット同士が互いに接触しないように1013cm-2
下とすることが好ましい。従って、106 cm-2≦ρ≦
1013cm-2が好ましい範囲となる。
【0027】結晶層Aの上面に量子ドットを形成するに
は、上記作用の説明で述べたように、結晶層Aの上面に
その表面状態を変化させる物質(アンチサーファクタン
ト)を作用させてから量子ドットに用いられるGaN系
材料を結晶成長させる。結晶層Aの上面にアンチサーフ
ァクタントを作用させるには、結晶層Aの上面とアンチ
サーファクタントとを接触させればよい。接触の方法は
限定されないが、例えば、MOCVD法によって、Al
GaN結晶層上にGaNの量子ドットを形成する場合で
あれば、MOCVD装置内でAlGaN結晶層が成長し
た後、MOCVD装置内にガス状のアンチサーファクタ
ントを供給すればよい。
【0028】アンチサーファクタントをガス状として供
給するには、例えば、テトラエチルシランをアンチサー
ファクタントとするのであれば、その溶液にH2 ガスを
バブリングさせることにより、H2 ガスをキャリアガス
として供給する方法が挙げられる。
【0029】アンチサーファクタントとして用いられる
物質は、結晶層Aの材料と量子ドットの材料との組合せ
によって適当なものが選択でき、限定されない。例えば
上記のように、AlGaN結晶層上にGaNを量子ドッ
トとして形成させる場合のアンチサーファクタントとし
ては、テトラエチルシランが挙げられる。その他、Si
4 、Si2 6 、またはこれらの混合ガス、Cp2
g(ビスシクロペンタジエニルマグネシウム)等が挙げ
られる。
【0030】個々の量子ドットの大きさ、形状、量子ド
ットの分散の度合いは、アンチサーファクタントの供給
量、量子ドットの成長温度、結晶層Aの材料の組成をパ
ラメータとして変化させることによって制御することが
できる。量子ドットを成長させるときの結晶成長方法
は、MOCVD、MBEなどが挙げられる。
【0031】結晶基板は、GaN系結晶が成長可能なも
のであればよく、例えば、従来からGaN系結晶を成長
させる際に汎用されている、サファイア、水晶、SiC
等が挙げられる。なかでも、サファイアのC面、A面、
6H−SiC基板、特にC面サファイア基板が好まし
い。またこれら材料の表面に、GaN系結晶との格子定
数や熱膨張係数の違いを緩和するためのZnO、MgO
やAlN等のバッファー層を設けたものであっても良
く、さらにはGaN系結晶の薄膜を表層に有するもので
もよい。図1の例では、基礎となるサファイア結晶基板
1a上に、格子整合性を改善するためのバッファー層1
bが形成されたものを結晶基板1として用いている。
【0032】
【実施例】本実施例では、図1に示す構造のLEDを実
際に製作した。該LED中における量子ドット構造3
は、n型AlGaN層Aと、この層上面に分散して形成
されたGaN量子ドットdと、この量子ドットdを埋め
込んで前記層A上に成長したp型AlGaN層Bとから
なるものである。
【0033】〔結晶基板1の形成〕最も基礎の結晶基板
1aとしてはサファイアC面基板を用いた。まずこのサ
ファイア基板1aをMOCVD装置内に配置し、水素雰
囲気下で1200℃まで昇温し、サーマルエッチングを
行った。その後温度を500℃まで下げAl原料として
トリメチルアルミニウム(以下TMA)、N原料として
アンモニアを流し、AlN低温バッファー層1bを30
nm成長させ、結晶基板1を得た。
【0034】〔n型コンタクト層2の形成〕成長温度を
1000℃に昇温し、Ga原料としてトリメチルガリウ
ム(TMG)、N原料としてアンモニア、ドーパント原
料としてシランを流し、n型GaNコンタクト層2を3
μm成長させた。
【0035】〔量子ドット構造3の形成〕 層Aの形成;成長温度を1100℃とし、TMA、T
MG、アンモニア、ドーパント原料としてシランを供給
し、n型AlGaN層Aを0.5μm成長させた。 層A上面の表面処理;成長温度を1000℃とし、H
2 ガスをキャリアとしてテトラエチルシランを供給し、
層A上面に10秒間接触させた。 量子ドットdの形成;TMG、アンモニアを供給し、
GaN量子ドットdを形成した。量子ドットの高さhの
平均は6nm、幅wの平均は40nmであった。また、
結晶層Aの上面における量子ドットの分散の度合い(密
度、即ち単位面積当たりの量子ドットの数)ρは、約3
×109 cm-2であった。 層Bの形成;成長温度を1100℃とし、TMA、T
MG、アンモニア、ドーパント原料としてビスシクロペ
ンタジエニルマグネシウム(Cp2 Mg)を供給し、p
型AlGaN層Bを0.5μm成長させ、量子ドット構
造3を得た。
【0036】〔p型コンタクト層4の形成〕成長温度を
1000℃とし、TMG、アンモニア、およびドーパン
ト原料としてCp2 Mgを供給し、p型GaNコンタク
ト層4を1μm成長させた。
【0037】〔電極の形成等〕試料を装置から取り出
し、窒素雰囲気、800℃で20分間アニール処理を行
った。最後に、p型コンタクト層4の上にp型電極5を
形成し、また、ドライエッチングにより積層体の上面か
らp型層と量子ドット構造の一部をエッチング除去し、
n型コンタクト層2の上面を露出させ、n型電極6を形
成し、LEDとした。
【0038】このLEDを、To−18ステム台にマウ
ントし、20mAでの光度の測定を行ったところ、10
0mcdであった。また、発光波長を測定したところ、
通常のGaNの発光波長から約80meV短波長側へず
れており、量子サイズ効果によると考えられるブルーシ
フトが観察された。
【0039】比較例1 実施例1における量子ドットの密度ρを3×105 cm
-2としたこと以外は、実施例1と同様にLEDを作製し
た。このLEDについて、実施例1と同様に20mAで
の光度および発光波長の測定を行ったところ、発光波長
のブルーシフトは観察されたが、光度は10mcdであ
った。
【0040】比較例2 実施例1における量子ドットの密度ρを3×1014cm
-2としたこと以外は、実施例1と同様にLEDを作製し
た。このLEDについて、実施例1と同様に20mAで
の光度および発光波長の測定を行ったところ、光度は1
0mcdであり、発光波長はブルーシフトが無く、通常
のGaNの発光波長と同じであった。また、本比較例と
同じ条件にて層A上に量子ドットを形成し、該量子ドッ
トの形成が完了した時点で層A上面をAFMで観察した
ところ、隣合った量子ドット同士が接触し1つに合体し
ていることが確認された。
【0041】比較例3 実施例1における量子ドットの高さhの平均を60nm
とし、幅wの平均を500nmとしたこと以外は、実施
例1と同様にLEDを作製した。このLEDについて、
実施例1と同様に20mAでの光度および発光波長の測
定を行ったところ、光度は25mcdであり、発光波長
はブルーシフトが無く、通常のGaNの発光波長と同じ
であった。また、本比較例と同じ条件にて層A上に量子
ドットを形成し、該量子ドットの形成が完了した時点で
層A上面をAFMで観察したところ、隣合った量子ドッ
ト同士が接触し1つに合体していることが確認された。
【0042】比較例4 比較例3における量子ドットの密度を1×105 cm-2
としたこと以外は、比較例3と同様にLEDを作製し、
本発明による限定範囲よりも大きい量子ドット形状と、
本発明による限定範囲よりも小さい密度とを組合せた場
合の特性を調べた。このLEDについて、20mAでの
光度、発光波長を測定し、また、同一条件でのサンプル
に対して量子ドットの形成が完了した時点での層A上面
をAFMで観察したところ、隣合った量子ドット同士
は、互いに接触することなく、独立していたが、光度は
10mcdであり、発光波長はブルーシフトが無く、通
常のGaNの発光波長と同じであった。
【0043】
【発明の効果】本発明のGaN系発光素子は、GaN系
材料からなる量子ドット構造を発光に係る部分として有
するものであり、しかも、量子ドット構造の最適な態様
として、個々の量子ドットの高さ、幅、量子ドットの分
散の度合いの適正な範囲を限定しているので、より高効
率なGaN系発光素子が得られるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のGaN系発光素子の一例を示す断面図
である。同図では、説明のために、各層の厚み、量子ド
ット・電極の寸法などを誇張して示しており、実際の比
率とは異なる。また、他の層と区別するために、電極、
層A、Bにハッチングを施している。
【符号の説明】
1 結晶基板 2 n型コンタクト層 3 量子ドット構造 4 p型コンタクト層 A 量子ドット構造を構成するGaN系結晶層 d 量子ドット構造を構成する個々の量子ドット B 量子ドット構造を構成するGaN系結晶層 5 p型電極 6 n型電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 悟 北海道札幌市中央区宮の森一条13丁目2− 3 ソレアード宮の森3−2 (72)発明者 青柳 克信 埼玉県和光市広沢2番1号 理化学研究所 内 (72)発明者 大内 洋一郎 兵庫県伊丹市池尻4丁目3番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 岡川 広明 兵庫県伊丹市池尻4丁目3番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 只友 一行 兵庫県伊丹市池尻4丁目3番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 量子ドット構造を発光に係る部分として
    有するGaN系半導体発光素子であって、 前記量子ドット構造は、GaN系材料からなる結晶層
    (A)と、この層上面に分散して形成されたGaN系材
    料からなる量子ドットと、この量子ドットを埋め込んで
    前記層上に成長したGaN系材料からなる結晶層(B)
    とを有する構造であり、 結晶層(A)および結晶層(B)の材料の各々のバンド
    ギャップは、量子ドットの材料のバンドギャップよりも
    大きく、 各層の層厚方向についての各々の量子ドットの寸法を高
    さhとし、各層の拡がる方向についての各々の量子ドッ
    トの寸法を幅wとし、結晶層(A)の上面における量子
    ドットの分散の度合いを密度ρとして、0.5nm≦h
    ≦50nm、0.5nm≦w≦200nm、106 cm
    -2≦ρ≦1013cm-2、であることを特徴とするGaN
    系半導体発光素子。
  2. 【請求項2】 結晶層(A)と結晶層(B)とが、互い
    に異なる伝導型である請求項1記載のGaN系半導体発
    光素子。
  3. 【請求項3】 量子ドットが、不純物をドーピングされ
    たGaN系材料からなるものである請求項1記載のGa
    N系半導体発光素子。
  4. 【請求項4】 量子ドットに用いられるGaN系材料を
    ドット材料とよび、結晶層(A)に用いられるGaN系
    材料をベース材料とよぶとして、ドット材料とベース材
    料とが下記(i)の格子整合性を満たす関係にあり、結
    晶層(A)の層上面の表面状態がアンチサーファクタン
    トによって変化させられたことによって、ドット材料が
    結晶層(A)の層上面に量子ドットとして成長したもの
    である請求項1記載のGaN系半導体発光素子。 (i)結晶層(A)上面の表面状態を変化させるような
    表面処理を施すことなく結晶層(A)上面にドット材料
    を直接的に結晶成長させたとき、ドット材料が結晶層
    (A)の層上面に膜状に結晶成長し得るようなドット材
    料とベース材料との格子整合性。
  5. 【請求項5】 結晶層(A)、量子ドット、結晶層
    (B)のうちの1以上のものが、B、As、Pから選ば
    れる1以上の元素を含有するGaN系材料からなるもの
    である請求項1記載のGaN系半導体発光素子。
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