JPH1154794A - 化合物半導体素子及びその製造方法 - Google Patents

化合物半導体素子及びその製造方法

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JPH1154794A
JPH1154794A JP20277297A JP20277297A JPH1154794A JP H1154794 A JPH1154794 A JP H1154794A JP 20277297 A JP20277297 A JP 20277297A JP 20277297 A JP20277297 A JP 20277297A JP H1154794 A JPH1154794 A JP H1154794A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】発光効率、信頼性が非常に高い発光素子及びレ
ーザ素子の提供 【解決手段】 発光素子において、InGaN 活性層15とAl
GaN クラッド層13、17 の間に、In組成が徐々に変化する
InGaN グレイテッド層14、16 を形成する。この形成にあ
たっては、In原料とその他の〓属原料の供給量またはこ
れらの比を一定にしたまま、温度を昇温または降温する
ことによってIn組成を徐々に変化させる。これにより、
発光効率、信頼性が非常に高い発光素子及びレーザ素子
を再現性良く形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表示灯、フルカラ
ーディスプレイ、ＤＶＤ(Digital Video Disk)用の光源
等に使用されるGaN 系半導体素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】青色ダイオード、青色レーザダイオード
等に使用される半導体材料としてGaN 系化合物半導体は
実用的であり、中でもInX Ga1-X N はIn組成比Ｘを変化
させることにより、バンドギャップを2eV 〜3.4eV に変
えられるため、可視領域で発光する発光素子を製造する
材料として、非常に注目されている。
【０００３】さらに、このInX Ga1-X N 層を用いたダブ
ルヘテロ構造、例えばAlGaN 層でInX Ga1-X N 層を挟ん
だ構造は、注入キャリアの閉込めや光の閉込めに有効で
あるため、高輝度或いは短波長発光用の発光素子を製造
する構造として採用されている。
【０００４】以下、InGaN 層を活性層とするダブルヘテ
ロ構造の半導体発光素子、及びその製造方法を説明す
る。図11は、 InGaN層を活性層、AlGaN 層をクラッド層
とするダブルヘテロ構造の半導体発光素子の概略断面図
である。図12乃至図15は、図11に示した半導体発光素子
の従来の製造工程を示す概略断面図である。
【０００５】図11のように、サファイア基板21上に順
に、GaN バッファ層22、n 型Aly Ga1-y N クラッド層23
(0≦ｙ≦1)、Inx Ga1-x N 活性層25(0≦ｘ≦1)、p 型Al
z Ga1-z N クラッド層27(0≦ｚ≦1)、p 型GaN 層28が形
成されている。これらの層は、一般にMOCVD(有機金属気
相成長法) を用いて以下のように製造されている。
【０００６】尚、便宜上サファイア基板21を基板21とよ
び、各層における組成比X,Y,Ｚ等の表示は省略する。MO
CVD 装置に基板21を導入し、水素フローさせた状態で基
板21を1100℃で10分間アニールする。続いて、基板21を
520 ℃まで降温した後、基板21の表面にGaNバッファ層2
2を50nm成長させる( 図12(a) 参照) 。
【０００７】次に、基板21を1100℃まで昇温した後、11
00℃一定のもとn 型AlGaN クラッド層23を４μｍ成長さ
せる( 図12(b) 参照) 。この後、基板21を750 ℃まで降
温し、750 ℃一定のもとInGaN 活性層25を0.1μm 成長
させる( 図12(c) 参照) 。
【０００８】そして、基板201 を1100℃まで昇温した
後、1100℃一定のもとp 型AlGaN クラッド層25を0.15μ
ｍ、その表面にp 型AlGaN クラッド層27を0.3 μｍ成長
させ、ダブルヘテロ構造の発光素子を形成していた（図
12(d) 参照）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記クラッド層23、27
の成長は、InGaN 活性層25の成長温度より200 〜350 ℃
高い温度（約1000℃）で行う必要がある。つまりInGaN
活性層25の成長前・後において、基板21の昇・降温が必
要であった。しかし、GaN の融点は約1000℃、InN の融
点は約500 ℃のため、次のような問題が生じていた。
【００１０】１．昇温過程で、InGaN 活性層25中のInN
の分解が発生する。これに対しGaNは非常に分解されに
くいため、InGaN 活性層25の一部がGaN にかわり、InGa
N 活性層25の結晶性が低下する。
【００１１】２．昇温過程で、InGaN におけるInN の分
解が発生するため、InGaN 活性層25自体の膜厚が減少す
る。 ３．昇温過程では上記1 ・2 が発生し、降温過程では所
望In組成でないInGaN活性層25が成長しうる。よって昇
降温過程で、InGaN 活性層25とのヘテロ界面が良好に保
たれない。
【００１２】このヘテロ界面及びInGaN 活性層25の結晶
性の劣化は、発光素子においては発光効率低下、レーザ
素子においてはしきい値上昇をもたらす。また、InGaN
活性層25の膜厚減少は、所望膜厚に制御することの困難
さをまねき、発光素子、レーザ素子の特性・信頼性の低
下を招いていた。
【００１３】そこで本発明は、活性層とのヘテロ界面、
活性層の結晶性・膜厚を良好に保持したＳＣＨ構造(Sep
arate confinement hetero-structure) を再現性よく実
現することにより、発光効率・信頼性の高い化合物半導
体発光素子、又は微分効率・信頼性の高いレ−ザ素子を
提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の化合物半導体素子は、Aly Ga1 y N クラッ
ド層(0≦ｙ≦１) と、前記Aly Ga1 y N クラッド層上に
形成されたIn組成比が徐々に増加するInu Ga1-u N グレ
イテッド層(0≦ｕ≦１) と、前記Inu Ga1-u N グレイテ
ッド層上に形成されたInx Ga1-x N 活性層(0≦ｘ≦１)
と、前記Inx Ga1-xN 活性層上に形成されたIn組成比が
徐々に減少するInw Ga1-w N グレイテッド層(0≦ｗ≦
１) と、前記Inw Ga1-w N グレイテッド層上に形成され
たAlz Ga1 z Nクラッド層(0≦ｚ≦１) とを有すること
を特徴とする。
【００１５】尚、本発明の化合物半導体素子の製造方法
では、Inを含む化合物半導体混晶を形成する方法におい
て、In原料とその他のIII 属原料の供給量またはこれら
の比を一定にしたまま、温度を昇温または降温すること
によってIn組成を徐々に変化させることを特徴とするの
製造方法。
【００１６】尚、Ｖ族原料を更に使用する場合には、降
温過程ではIII 族原料に対するＶ族原料のモル比（Ｖ／
III 比）を一定の量を限度として徐々に減少し、昇温過
程においては前記III 族原料に対するＶ族原料のモル比
（Ｖ／III 比）を一定の量を限度として徐々に増大する
ことを特徴とする。
【００１７】前記Ｖ族原料ガスの種類、及び最低のＶ／
III 比は、窒素の場合５０００、りんの場合１５０、砒
素の場合、５０となる。また、本発明の化合物半導体素
子の製造方法では、サファイア基板上に、温度T1で第一
導電型のAly Ga1-y N クラッド層(0≦y ≦1)を形成する
第一の工程と、この第一導電型のAly Ga1-y N クラッド
層上に、Ga原料とIn原料の供給量、または比を実質上一
定にした状態で、基板を温度T1からT2に昇温することに
よりIn組成を徐々に増加させたInu Ga1-u N グレイテッ
ド層(0≦u ≦1)を形成する第二の工程と、 Inu Ga1-u
N グレイテッド層を形成した後、基板を温度T2からT3ま
で降温する第三の工程と、一定の温度T3でInx Ga1-x N
活性層を成長する第四の工程と、このInx Ga1-x N 活性
層を成長した後、 温度T3からT4に昇温する第五の工程
と、Ga源ガス及びIn源ガスの供給量、若しくはGa源ガス
及びIn源ガスの比を実質上一定にした状態で、基板を温
度T4からT5まで昇温することによりIn組成を徐々に減少
させたInw Ga1-w N グレイテッド層(0≦w ≦1)を形成す
る第六の工程と、一定の温度T5で、前記Inw Ga1-w N グ
レイテッド層上に第二導電型のAlz Ga1-z N クラッド層
(0≦z ≦1)を形成する第七の工程とを有し、ｘ≦ｕ，ｘ
≦ｗ，T3≦T2<T1, T3≦T4<T5とすることを特徴とす
る。
【００１８】尚、第二の工程で、In原料とGa原料を供給
せずに降温だけをしてもよい。尚、第二の工程の昇温時
の温度勾配をD1，第四の工程の降温時の温度勾配をD2と
した場合、D1とD2の範囲は10[ ℃／分] ≦D1,D2 ≦60[
℃／分] であることを特徴とする。
【００１９】尚、第二の工程のグレイテッド層の成長速
度をV1、昇温時の温度勾配をD1，第四の工程のグレイテ
ッド層の成長速度、降温時の温度勾配をD2とした場合、
002［μm ／分］≦V1, V2≦0.006[μｍ／分] の範囲に
ある時、６[ ℃／分] ≦D1, D2≦ 18[℃／分] であるこ
とを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の半
導体発光素子を説明する。図１(a) 及び(b) は各々、本
発明の実施例にかかる半導体発光素子、素子中のIn組成
・エネルギーギャップを相対的に表した図である。図２
乃至図７は、本発明の実施例にかかる半導体発光素子の
製造方法を示す断面図である。
【００２１】本実施例における化合物半導体発光素子
は、サファイア基板11上に順に、GaNバッファ層12、n
型Aly Ga1-y N クラッド層13(0≦ｙ≦1)、 In u Ga1-u
N グレイテッド層14(0≦ｕ≦1)、Inx Ga1-x N 活性層1
5、Inw Ga1-w N グレイテッド層16(0≦ｗ≦1)、p 型Alz
Ga1-z N クラッド層17(0≦ｚ≦1)、p 型GaN 層18が形
成されている( 図1(a)参照) 。
【００２２】Inu Ga1-u N グレイテッド層14、及びInw
Ga1-w N グレイテッド層16は、InxGa1-x N 活性層15に
近いほどIn組成がは高くなり、そのIn組成の変化の割合
は実質上同じである。また、これらグレイテッド層14、
15に比べ、Inx Ga1-x N 活性層15のIn組成は高い( 図1
(ｂ) 参照) 。
【００２３】尚、図1 〜図7 において、グレイテッド層
14,15 における色の濃淡は、濃い程In組成の高さを示し
ているが、Inx Ga1-x N 活性層15については、I ｎ組成
の高さを示してはいない。
【００２４】上述したように、本発明の化合物半導体素
子では、InGaN 活性層15とp 型、n型AlGaN 層13、17 の間
に、In組成が徐々に変化する( グレイテッド組成をも
つ)InGaNグレイテッド層を形成している。このため、p
型、n型AlGaN 層13、17 とのヘテロ界面を良好に保ことが
できる。また、AlGaN 層とInGaN グレイテッド層とのヘ
テロ界面において、In組成を制御し、２つの層の不整合
性を低下させ、接合における伝導バンドと価電子バンド
どのずれを制御し、界面でのトラップを減少させること
ができる。よって、効率よく電子と正孔を活性層に閉じ
込め、発光効率を向上できる。すなわち、本発明によれ
ば、従来より発光効率・信頼性の高い化合物半導体発光
素子、又は微分効率・信頼性の高いレ−ザ素子を得るこ
とができる。
【００２５】次に、本発明の第一の実施例にかかる半導
体発光素子の製造方法を図面を用いて説明する。尚、用
いる原料ガスは、窒素原料ガスとしてアンモニア(NH
3 ) 、In原料ガスとしてトリメチルインジウム(TMI) 、
Ga原料ガスとしてトリメチルガリウム(TMG) 、Al原料ガ
スとしてトリメチルアルミニウム(TMA) 、Cp2 Mg、キャ
リアガスは水素及び窒素である。流量はNH3 =5 L/Min.
、キャリアガスは 15〜25L/Min.である。各層
の成長方法は、MOCVD 法を用いている。
【００２６】最初に、MOCVD 装置にサファイア基板11を
導入し、水素フローさせた状態でサファイア基板11を11
00℃で10分間アニールする。続いて、サファイア基板11
を520 ℃まで降温した後、サファイア基板11の表面にGa
N バッファ層12を50nm成長させる( 図2 参照) 。
【００２７】次に、サファイア基板11を1100℃まで昇温
した後、1100℃一定のもとn 型Aly Ga1-y N クラッド層
13を４μｍ成長させる( 図3 参照) 。そして、Inx Ga
1-x N 活性層15が成長できる温度( 例えば、700 ℃〜80
0 ℃)にした後、温度一定の下、InとGaの原料ガスの供
給量を変えることにより、In組成の増加していくInu Ga
1-u N InGaN グレイテッド層14を形成する( 図4 参
照)。
【００２８】この後、温度一定のもとInx Ga1-x N 活性
層15を0.1 μm 成長させる( 図5 参照) 。続いて、温度
一定の下、InとGaの原料ガスの供給量を変え、In組成の
減少していくInw Ga1-w N グレイテッド層16を形成する
（図６参照）。そして、p 型Alz Ga1-z N クラッド層1
7、p 型GaN 層18を形成する（図７参照）。そして図示
せぬ、ｐ型電極・ｎ型電極を形成し、サファイア基板の
裏面をラップし、ダイシングを行いペレットを作製した
後、これを樹脂でモ−ルドすることにより、半導体発光
素子が得られる。
【００２９】図８はInGaN 活性層におけるIn組成と、原
料ガスとの関係を示した図である。横軸はInGaN 活性層
の形成のために用いた原料ガスにおけるIn原料ガス比(T
MI／(TMI+TMG))、縦軸はInGaN 活性層におけるIn組成を
示す。この図より、原料ガス中におけるIn原料ガス比に
よって、In組成を変化できることがわかる。第一の実施
例では、この性質を利用し、In組成を徐々に変化させた
グレイテッド層14、16 を形成している。
【００３０】以上より、第一の実施例によれば、ダブル
ヘテロ構造界面での成膜中断あるいは再昇温による界面
の劣化もしくは昇温温度によるInGaN 活性層15の膜厚の
減少を克服できる。そして、発光効率・信頼性の高い化
合物半導体発光素子、又は微分効率・信頼性の高いレ−
ザ素子を作成することができる。
【００３１】次に第二の実施例にかかる、化合物半導体
素子の製造方法を説明する。最初に、MOCVD 装置にサフ
ァイア基板11を導入し、水素フローさせた状態で、(000
1)面サファイア基板11を1100℃で10分間アニールし、サ
ファイア基板11のクリ−ニングを行う。続いて、サファ
イア基板11を、水素と窒素の混合雰囲気にて520 ℃まで
降温した後、サファイア基板11の表面にGaN バッファ層
12を0.04μm成長させる( 図２参照) 。
【００３２】次に、サファイア基板11を1100℃まで昇温
した後、1100℃一定の下、GaN バッファ層12表面にn 型
Aly Ga1-y N クラッド層13を４μｍ成長させる( 図３参
照)。この後、TMI ／TMG=33.36 μmol ／15.20 μmol
を一定にしたままサファイア基板11を800 ℃まで降温さ
せることにより、In組成が徐々に高くなるInu Ga1 uN
グレイテッド層14をn 型Aly Ga1 y N クラッド層13表面
に0.1 μm 成長させる( 図４参照) 。
【００３３】尚、降温の勾配は13±2 ℃／min.でPID 制
御にて行う。所用時間は約23min.である。続いてTMI と
TMG の供給を停止し、サファイア基板11を800 ℃から75
0 ℃に降温させる。750 ℃一定の下、TMI ／TMG=33.36
μmol ／15.20 μmol と上記値と同じにし、Inu Ga1 u
N グレイテッド層14表面にInx Ga1-x N 活性層15を0.05
μｍ成長させる( 図５参照) 。この活性層15の成長所用
時間は約15分である。
【００３４】次に、TMI とTMG の供給を停止し、サファ
イア基板11を750 ℃から800 ℃に昇温させる。そして、
TMI ／TMG=33.36 μmol ／15.20 μmol と一定にしたま
ま、サファイア基板11を1100℃まで昇温させることによ
り、In組成が徐々に低くなるInw Ga1 w N グレイテッド
層16をInx Ga1 x N 活性層15表面に0.1 μm 成長させる
( 図６参照) 。尚、降温の勾配は14±2 ℃／min.でPID
制御にて行う。所用時間は約21min.である。
【００３５】この後、TMI とTMG の供給を停止し、1100
℃一定の下、 In w Ga1 w N グレイテッド層16上に順
に、p 型Alz Ga1-z N クラッド層17を0.15μｍ、p 型Ga
N 層１８を０．３ μｍ成長させる。（図７参照）。
【００３６】そしてｐ型電極、ｎ型電極を形成し、サフ
ァイア基板の裏面をラップし、ダイシングを行いペレッ
トを作製した後、これを樹脂でモ−ルドすることによ
り、半導体発光素子が得られる。
【００３７】ここで、第二の実施例の特徴を以下にまと
めておく。図９は本実施例の製造工程の特徴を示した図
である。 １．TMI ／TMG を一定にした状態で、昇降温することに
より、In組成が所望グレイテッドに変化するInGaN グレ
イテッド層を形成することに特徴がある。
【００３８】例えば、InGaN グレイテッド層の形成にあ
たり、InGaN 活性層15下の場合はTMI ／TMG を一定にし
て降温し、 InGaN活性層15上の場合はTMI ／TMG を一定
にして昇温している。 ２．InGaN 活性層15の形成直前に、TMI=TMG=0 にしてIn
GaN 活性層15の成長開始温度に降温している。またInGa
N 活性層15上のグレイテッド層16形成直前に、TMI=TMG=
0 にしてグレイテッド層16の成長開始温度に上昇するこ
とも特徴として挙げられる。
【００３９】この特徴より得られる作用を以下に説明す
る。図10はInGaN 層のIn組成と成長温度との関係を示し
た図である。図11はInGaN層の成長速度の温度依存性を
示した図である。双方ともTMI ／TMG=33.36 μmol／15.
20 μmol 使用時におけるデ−タである。TMI,TMG を一
定量にした状態では、InGaN 層のIn組成は成長温度に対
して線形に変化し、その変化は成長温度が低いほどIn組
成が高くなる関係になっている( 図10参照) 。また、本
実施例の原料ガスを用いた場合、InGaN 層の成長速度
は、TMG の供給量のみに依存し、成長温度にほとんど依
存しない( 図11参照) 。
【００４０】すなわち、上記１、２の特徴に対応させる
と次の作用がある。 １．所望膜厚、In 組成のInGaN グレイテッド層を形成で
きる。 ２．不要なInGaN グレイテッド層の成長は防止できる。
【００４１】（ヘテロ界面を良好に保てる。）よって、
第二の実施例によれば、ダブルヘテロ構造界面での成膜
中断あるいは再昇温による界面の劣化もしくは昇温温度
によるInGaN 活性層15の膜厚の減少を克服できるのみに
ならず、温度を変化させるだけで制御性に優れたSCH 構
造が容易に再現性よく制作できる。
【００４２】特に、第一の実施例よりも、InGaN グレイ
テッド層14、17 におけるIn組成を、高度に制御できるた
め、第一の実施例より更に発光効率の高く、信頼性の高
い発光素子及びレーザ素子を形成できる。
【００４３】尚、第二の実施例において好ましい条件を
以下に記す。V 族ガスが窒素の場合、Ｖ族原料ガス／II
I 族原料ガス比(V／III 比とおく)は、5000以上が好ま
しい。またりんの場合は、１５０以上、砒素の場合は５
０以上が好ましい。降温時の温度勾配をD1，昇温時の温
度勾配をD2とした場合、10[ ℃／分] ≦D1 , D2 ≦
60[℃／分], であることが好ましい。
【００４４】また降温時のグレイテッド層の成長速度を
V1、昇温時のグレイテッド層の成長速度をV2とした場
合、0. 002［μm ／分］≦V1, V2≦0.006[μｍ／分]
の範囲にある時６[ ℃／分] ≦D1 , D2 ≦ 18[℃／
分],であることが好ましい。
【００４５】尚、第一及び第二の実施例では、InGaN グ
レイテッド層14、16 におけるIn組成比は、InGaN 活性層
15に対して対象構造となっているが、昇温または降温の
温度勾配をそれぞれ変えた製造方法等により、非対象構
造も作成できる。例えば、昇温工程・降温工程、それぞ
れにおける温度勾配・原料ガスの量（又はモル比）を適
宜選択することにより、対象構造、非対象構造、どちら
をも製造することができる。
【００４６】また、ＮＨ３ とIII 属原料ガスのモル比
は一定としたが、降温時にNH3 を現状の5L/Mより多い量
から5L/Mへ徐々に減らすことにより、昇温時には5L/Mよ
り多い量へ徐々に増やすことにより、結晶性のさらに良
好なInGaN グレイテッド層14、16を得ることができる。
【００４７】また、第一及び第二の実施例ではInを含む
窒化物半導体発光素子を例としたが、電子デバイスにも
適用できる。また、V 属原料にP または、As系を用いた
Inを含む化合物半導体の光デバイスのみならず、電子デ
バイスにも適用できることはもちろんである。
【００４８】また、AlGaN 層13、17 に不純物をドープし
発光効率向上、しきい値電流の激減を図っているが、ア
ンド−プ（意図的にドープしないことを示すが、1 ×10
14〜1 ×1016cm-3程度の残留不純物があってもかまわな
い）でも、本願の効果は得られる。
【００４９】サファイア基板11に限定されず、表面にバ
ッファ層を形成すれば、ZnS 、GaSe、SnO 2 、CuAlS
2 、CuCl、CuAlSe2 、In2 O 3 、ZnO 、MgO 、石英ガラ
ス等を用いた絶縁性基板を用いることもできる。
【００５０】電極材料には、例えばMg、Be、Sb、Al、A
g、Sn、Cu、Ni、Au、Pd、Pt、Ti、Cr、In、PdSi、PtS
i、RhSi、NiSi、WSi 、TaSi2 、Mo、Zr、又はこれらの
積層膜、銀ぺ−スト等、接着を含んだ金属を用いること
ができる。
【００５１】
【発明の効果】本発明は、上述のように構成されている
ので、ダブルヘテロ構造界面での成膜中断あるいは再昇
温による界面の劣化もしくは昇温温度によるInGaN 活性
層の膜厚の減少を克服できるのみにならず、制御性に優
れたSCH 構造が容易に再現性よく制作できる。よって、
発光効率、信頼性が非常に高い発光素子及びレーザ素子
を再現性良く形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1 】(a) は本発明の実施例にかかる半導体発光素
子、(b) は素子中のIn組成・エネルギ- ギャップを相対
的に表した図である。
【図２】本発明の半導体発光素子の製造方法を示す断面
図である。
【図３】本発明の半導体発光素子の製造方法を示す断面
図である。
【図４】本発明の半導体発光素子の製造方法を示す断面
図である。
【図５】本発明の半導体発光素子の製造方法を示す断面
図である。
【図６】本発明の半導体発光素子の製造方法を示す断面
図である。
【図７】本発明の半導体発光素子の製造方法を示す断面
図である。
【図８】InGaN 活性層におけるIn組成と、原料ガスとの
関係を示した図である。
【図９】本発明の半導体発光素子の製造方法の特徴を説
明するための図である。
【図10】 InGaN層のIn組成と成長温度との関係を示した
図である。
【図11】 InGaN層の成長速度の温度依存性を示した図で
ある。
【図12】 InGaN層を活性層、AlGaN 層をクラッド層とす
るダブルヘテロ構造の半導体発光素子の概略断面図。
【図13】(a) 乃至(d) は、図12に示した従来の半導体発
光素子の製造工程を示す概略断面図である。
【符号の説明】
11 サファイア基板 12 GaN バッファ層 13 n 型Aly Ga1-y N クラッド層 14 Inu Ga1-u N グレイテッド層 15 Inx Ga1-x N活性層 16 Inw Ga1-w Ｎグレイテッド層 17 p 型Alz Ga1-z Nクラッド層 18 p 型GaN 層 21 サファイア基板 22 GaN バッファ層 23 n 型Aly Ga1-y N クラッド層 25 Inx Ga1-x N活性層 27 p 型Alz Ga1-z Nクラッド層 28 p 型GaN 層

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】Aly Ga1 y N クラッド層(0≦ｙ≦１) と、 前記Aly Ga1 y N クラッド層上に形成されたIn組成比が
    徐々に増加するInu Ga1-u N グレイテッド層(0≦ｕ≦
    １) と、前記Inu Ga1-u N グレイテッド層上に形成され
    たInx Ga1-x N 活性層(0≦ｘ≦１) と、前記Inx Ga1-x
    N 活性層上に形成されたIn組成比が徐々に減少するInw
    Ga1-w Nグレイテッド層(0≦ｗ≦１) と、前記Inw Ga1-w
    N グレイテッド層上に形成されたAlz Ga1 z N クラッ
    ド層(0≦ｚ≦１) とを有することを特徴とする化合物半
    導体素子。
  2. 【請求項２】Inを含む化合物半導体混晶を形成する方法
    において、In原料とその他の〓属原料の供給量またはこ
    れらの比を一定にしたまま、温度を昇温または降温する
    ことによってIn組成を徐々に変化させることを特徴とす
    る化合物半導体素子の製造方法。
  3. 【請求項３】前記請求項２記載の化合物半導体素子の製
    造方法において、Ｖ族原料を更に使用し、 降温過程ではIII 族原料に対するＶ族原料のモル比（Ｖ
    ／III 比）を一定の量を限度として徐々に減少し、昇温
    過程においては前記III 族原料に対するＶ族原料のモル
    比（Ｖ／III 比）を一定の量を限度として徐々に増大す
    ることを特徴とする化合物半導体素子の製造方法。
  4. 【請求項４】前記請求項３記載の化合物半導体素子の製
    造方法において、前記Ｖ族原料ガスの種類、及び最低の
    Ｖ／III 比は、窒素の場合、５０００りんの場合、１５
    ０砒素の場合、５０であることを特徴とする化合物半導
    体素子の製造方法。
  5. 【請求項５】サファイア基板上に、温度T1で第一導電型
    のAly Ga1-y N クラッド層(0≦y ≦1)を形成する第一の
    工程と、 この第一導電型のAly Ga1-y N クラッド層上に、Ga原料
    とIn原料の供給量、または比を実質上一定にした状態
    で、基板を温度T1からT2に昇温することによりIn組成を
    徐々に増加させたInu Ga1-u N グレイテッド層(0≦u ≦
    1)を形成する第二の工程と、 Inu Ga1-u N グレイテッド層を形成した後、基板を温度
    T2からT3まで降温する第三の工程と、 一定の温度T3でInx Ga1-x N 活性層を成長する第四の工
    程と、 このInx Ga1-x N 活性層を成長した後、 温度T3からT4に
    昇温する第五の工程と、Ga源ガス及びIn源ガスの供給
    量、若しくはGa源ガス及びIn源ガスの比を実質上一定に
    した状態で、基板を温度T4からT5まで昇温することによ
    りIn組成を徐々に減少させたInw Ga1-w N グレイテッド
    層(0≦w ≦1)を形成する第六の工程と、 一定の温度T5で、前記Inw Ga1-w N グレイテッド層上に
    第二導電型のAlz Ga1-z N クラッド層(0≦z ≦1)を形成
    する第七の工程とを有し、 ｘ≦ｕ，ｘ≦ｗ T3≦T2<T1, T3≦T4<T5 とすることを特徴とする化合物半導体素子の製造方法。
  6. 【請求項６】前記請求項５記載の化合物半導体素子の製
    造方法において、 前記第二の工程で、In原料とGa原料を供給せずに降温だ
    けをしたことを特徴とする化合物半導体素子の製造方
    法。
  7. 【請求項７】前記請求項５記載の化合物半導体素子の製
    造方法において、 第二の工程の昇温時の温度勾配をD1，第四の工程の降温
    時の温度勾配をD2とした場合、D1とD2の範囲は10[ ℃／
    分] ≦D1 , D2 ≦ 60[℃／分],であることを特徴と
    する化合物半導体素子の製造方法。
  8. 【請求項８】前記請求項５記載の化合物半導体素子の製
    造方法において、第二の工程のグレイテッド層の成長速
    度をV1、昇温時の温度勾配をD1，第四の工程のグレイテ
    ッド層の成長速度、降温時の温度勾配をD2とした場合、
    0. 002［μm ／分］≦V1, V2≦0.006[μｍ／分] の範
    囲にある時６[ ℃／分] ≦D1 , D2 ≦ 18[℃／分],
    であることを特徴とする化合物半導体素子の製造方法。
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