CN104272477A - 氮化物半导体发光元件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种氮化物半导体发光元件，其包含多重量子阱发光层，该多重量子阱发光层从接近p型氮化物半导体层的一侧起，具备第二发光层、第三势垒层、第一发光层，第一发光层具备多个第一量子阱层和设于多个第一量子阱层之间的第一势垒层，第二发光层具备多个第二量子阱层和设于多个第二量子阱层之间的第二势垒层，第二量子阱层比第一量子阱层厚。

Description

氮化物半导体发光元件
技术领域
本发明涉及氮化物半导体发光元件。
背景技术
含氮的III-V族化合物半导体材料(以下，称为“氮化物半导体材料”)具有相当于拥有从红外区域到紫外区域的波长的光的能量的带隙。因此，氮化物半导体材料可用于发光元件的材料或受光元件的材料等，该发光元件发射具有从红外区域至紫外区域的波长的光，该受光元件接收具有该区域的波长的光。
另外，氮化物半导体材料的原子间结合力强，绝缘击穿电压高，饱和电子速度快。因此，氮化物半导体材料作为耐高温且高输出的高频晶体管等电子器件的材料也是有用的。另外，氮化物半导体材料基本不会危害环境，作为易于处理的材料也备受关注。
在使用具有上述特性的氮化物半导体材料的氮化物半导体发光元件中，发光层一般采用量子阱结构。当对发光层中采用量子阱结构的氮化物半导体发光元件施加电压时，在发光层的量子阱层中，将电子和空穴再结合，而产生光。作为具有量子阱结构的发光层，也可以是单量子阱(Single QuantumWell；SQW)结构，但多为量子阱层和势垒层交替层叠的多重量子阱(MultipleQuantum Well；MQW)结构。
关于发光层中采用了量子阱结构的氮化物半导体发光元件，尝试对发光层的MQW结构进行了研究，力求得到所期望的特性。
例如专利文献1中公开了一种半导体发光元件，其具备由从n型第一半导体层10侧起具有第一阱层～第八阱层的MQW结构构成的发光部，在第一阱层～第四阱层中使用2.5nm厚度的未掺杂的In0.12Ga0.88N层，在第五阱层～第八阱层中使用2.5nm厚度的未掺杂的In0.15Ga0.85N层。在这种专利文献1所记载的半导体发光元件中，可以抑制从衬底向发光部传播的位错或缺陷，且调整晶体应变，因此，可提供高效率的半导体发光元件。
另外，专利文献2中公开了一种半导体发光元件，在n型接触层上具备具有第一～第三量子阱层QW1、QW2、QW3的MQW结构的活性层，越接近n型接触层各量子阱层的能带隙越大、或越接近n型接触层各量子阱层的厚度越薄。在这种专利文献2所记载的半导体发光元件中，降低量子阱层QW1、QW2、QW3之间的光吸收，发光效率得到改善。
另外，专利文献3中公开了一种III族氮化物半导体发光元件，其具备从n-AlGaN层侧起具有第一对层～第四对层的MQW，以使各发光波长相互一致那样的生长条件而分别形成了构成MQW的第一阱层～第四阱层。其中，在第一阱层～第四阱层中添加有作为杂质的Si，Si的添加量设定成从n-半导体层侧向p-半导体层侧逐渐变大的添加量。另外，第一阱层～第四阱层的层厚设定成从n-半导体层侧向p-半导体层侧逐渐变小的尺寸。另外，Inx(X组成比)设定成从n-半导体层侧向p-半导体层侧逐渐变小的组成比。这种专利文献3所记载的III族氮化物半导体发光元件中，可以使各阱层的发光波长一致，可以得到良好的色纯度，并且可以提高发光强度。
另外，专利文献4中公开了一种氮化物半导体发光元件，其具备：薄的第一阱层(5层)，其在较低的电流密度下高效地发光；厚的第二阱层(1层)，其在较高的电流密度下高效地发光，结晶性易于恶化的第二阱层具有位于第一阱层和p型氮化镓系半导体区域之间且具有MQW结构的发光区域17。这种专利文献4所记载的氮化物半导体发光元件中，可调整发光效率相对于电流密度的依赖性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2012-69901号公报
专利文献2：(日本)特开2008-103711号公报
专利文献3：(日本)特开2007-281257号公报
专利文献4：(日本)特开2007-115753号公报
发明内容
发明所要解决的课题
近年来，期望以较大的电流密度((电流值)/(发光层的面积))驱动氮化物半导体发光元件，但在以大电流密度驱动现有的氮化物半导体发光元件的情况下，发光量相对于投入电流的比即电流-发光效率(W/A)及发光量相对于投入电力的比即电力-发光效率(W/W)降低成为问题。
鉴于上述情况，本发明的目的在于，提供一种氮化物半导体发光元件，其能够提高以大电流密度驱动时的发光效率。
用于解决课题的技术方案
本发明提供一种氮化物半导体发光元件，其具备：n型氮化物半导体层、p型氮化物半导体层、设于n型氮化物半导体层和p型氮化物半导体层之间的多重量子阱发光层，多重量子阱发光层从接近p型氮化物半导体层的一侧起，具备第二发光层、第三势垒层、第一发光层，第一发光层具备多个第一量子阱层和设于多个第一量子阱层之间的第一势垒层，第二发光层具备多个第二量子阱层和设于多个第二量子阱层之间的第二势垒层，第二量子阱层比第一量子阱层厚。通过设为这种结构，能够提供可以提高以大电流密度驱动时的发光效率的氮化物半导体发光元件。另外，第二量子阱层的层数优选设为两层，在该情况下，可以进一步提高以大电流密度驱动时的发光效率。
发明的效果
根据本发明，能够提供可以提高以大电流密度驱动时的发光效率的氮化物半导体发光元件。
附图说明
图1是实施方式的氮化物半导体发光元件的示意性的剖面图；
图2是从上面观察图1所示的实施方式的氮化物半导体发光元件的示意性的平面图；
图3是实施方式的氮化物半导体发光元件所使用的多重量子阱发光层的一例的带隙能量图；
图4是示意性地说明室温(25℃)的情况和高温(80℃)的情况的第二量子阱层的空穴的注入状态的图。
标记说明
14W，14W1，14W2，14W3，14W4，14W5，14W6第一量子阱层、
14A，14A1，14A2，14A3，14A4，14A5第一势垒层、
14V，14V1、14V2第二量子阱层、
14B1 第二势垒层、14AZ 最初的势垒层、14A0 最后的势垒层、14U第三势垒层、101 衬底、101a 凸部、101b 凹部、102 缓冲层、107 氮化物半导体基底层、108 下部n型氮化物半导体层、109 n型氮化物半导体调制掺杂层、110 低温n型氮化物半导体层、114 多重量子阱发光层、116、117、118 p型氮化物半导体层、121 n型氮化物半导体多层结构体、122 n型氮化物半导体中间层(超晶格层)、123 透明电极层、124 n电极、125 p电极、127 透明绝缘保护膜、141 第一发光层、142 第二发光层。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明。此外，本发明的附图中，相同的参照符号表示相同部分或相当部分。
另外，在该说明中，“势垒层”是指夹在量子阱层间的层。未夹入量子阱层间的层标记为“最初的势垒层”或“最后的势垒层”，不同于夹在量子阱层间的层的标记。
另外，在该说明中，使用下述术语：“掺杂剂浓度”、和随着n型掺杂剂或p型掺杂剂的掺杂而产生的电子及空穴的浓度即“载体浓度”，对于其关系后面进行阐述。
另外，在该说明中，“载气”是指III族原料气体、V族原料气体及掺杂剂原料气体以外的气体。构成载气的原子不会进入氮化物半导体层等。
另外，“n型氮化物半导体层”也可以包含厚度为实用上不妨碍电子在其中流动的程度的低载体浓度的n型层或未掺杂层。
另外，“p侧氮化物半导体层”也可以包含厚度为实用上不妨碍空穴在其中流动的程度的低载体浓度的p型层或未掺杂层。“实用上不妨碍”是说，氮化物半导体发光元件的动作电压为实用的等级。
[氮化物半导体发光元件的构成]
图1示出了作为本发明的氮化物半导体发光元件的一例的实施方式的氮化物半导体发光元件的示意性的剖面图。图2示出了从上面观察图1所示的实施方式的氮化物半导体发光元件的示意性的平面图。
实施方式的氮化物半导体发光元件具备：衬底101、依次设于衬底101上的缓冲层102、氮化物半导体基底层107、下部n型氮化物半导体层108、n型氮化物半导体调制掺杂层109、低温n型氮化物半导体层110、n型氮化物半导体多层结构体121、n型氮化物半导体中间层(超晶格层)122、多重量子阱发光层114、p型氮化物半导体层116、p型氮化物半导体层117、p型氮化物半导体层118。
在p型氮化物半导体层118上设有透明电极层123，在透明电极层123上设有p电极125。另外，在p型氮化物半导体层118上设有n电极124。另外，以露出n电极121表面的一部分及p电极125表面的一部分的方式，利用透明绝缘保护膜127覆盖氮化物半导体发光元件的表面。
[衬底]
作为衬底101，例如，可以使用蓝宝石等绝缘性衬底，或GaN、SiC或ZnO等导电性衬底。衬底101的厚度没有特别限定，但氮化物半导体层生长时衬底101的厚度优选为900μm以上且1200μm以下，氮化物半导体发光元件使用时衬底101的厚度优选为50μm以上300μm以下。
在衬底101的上面形成有凸部101a及凹部101b，且形成有凹凸形状。凸部101a及凹部101b的形状没有特别限定，优选凸部101a俯视时为配置于大致正三角形顶点的大致圆形，优选相邻的凸部101a的顶点间隔为1μm以上且5μm以下。另外，凸部101a的截面形状也可以是梯形，更优选为梯形的顶点部带有圆弧的形状。
此外，通过在衬底101上生长氮化物半导体层后除去衬底101，本发明的氮化物半导体发光元件也可以制成不具有衬底101的氮化物半导体发光元件。
[缓冲层]
作为缓冲层102，优选使用例如以由Als0Gat0Ou0N1-u0(0≤s0≤1，0≤t0≤1，0≤u0≤1，s0+t0≠0)构成的式子表示的氮化物半导体层，更优选为AlN层或AlON层。
在此，作为构成缓冲层102的AlON层，优选将N的极少部分(0.5原子％以上且2原子％以下)置换成氧。在该情况下，以按照衬底101的生长面的法线方向延伸的方式，形成缓冲层102，因此，可以得到由晶粒一致的柱状结晶的集合体构成的缓冲层102。
缓冲层102的厚度没有特别限定，但优选为3nm以上且100nm以下，更优选为5nm以上且50nm以下。
为了提高后述的氮化物半导体基底层107的X射线振动曲线的半值宽，作为缓冲层102，优选使用通过公知的溅射法形成的AlON层。
[氮化物半导体基底层]
氮化物半导体基底层107可以通过例如MOCVD(Metal Organic ChemicalVapor Deposition)法形成于缓冲层102的表面上。
作为氮化物半导体基底层107，可以使用例如由以Alx0Gay0Inz0N(0≤x0≤1，0≤y0≤1，0≤z0≤1，x0+y0+z0≠0)的式子表示的III族氮化物半导体构成的层。
作为氮化物半导体基底层107，为了不转移由柱状结晶的集合体构成的缓冲层102中的位错等晶体缺陷，优选使用含有作为III族元素的Ga的氮化物半导体层。
作为氮化物半导体基底层107，例如，也可以在1×1017个/cm3以上且1×1019个/cm3以下的范围内掺杂n型掺杂剂。但是，从保持氮化物半导体基底层107良好的结晶性的观点来看，优选未掺杂氮化物半导体基底层107。
作为掺杂于氮化物半导体基底层107的n型掺杂剂，可以使用例如选自Si、Ge及Sn中的至少1种等。其中，作为n型掺杂剂，优选使用Si。在掺杂于氮化物半导体基底层107的n型掺杂剂中使用Si的情况下，作为n型掺杂气体，优选使用硅烷或乙硅烷。
氮化物半导体基底层107生长时的衬底101的温度优选为800℃以上且1250℃以下，更优选为900℃以上且1150℃以下。在氮化物半导体基底层107生长时衬底1的温度为800℃以上且1250℃以下的情况下，特别是在900℃以上且1150℃以下的情况下，可以使晶体缺陷较少的结晶性优异的氮化物半导体基底层107生长。
通过尽可能增厚氮化物半导体基底层107的厚度，氮化物半导体基底层107中的缺陷减少，但即使将氮化物半导体基底层107的厚度增厚为某种程度以上，氮化物半导体基底层107中的缺陷减少效果也饱和。由此，氮化物半导体基底层107的厚度优选为1μm以上且8μm以下，更优选为3μm以上且5μm以下。
[下部n型氮化物半导体层]
作为下部n型氮化物半导体层108，例如，可以使用在由以Alx1Gay1Inz1N(0≤x1≤1，0≤y1≤1，0≤z1≤1，x1+y1+z1≠0)的式子表示的III族氮化物半导体构成的层中掺杂有n型掺杂剂的层。其中，作为下部n型氮化物半导体层108，更优选使用在Alx2Ga1-x2N(0≤x2≤1，优选为0≤x2≤0.5，更优选为0≤x2≤0.1)层中掺杂有n型掺杂剂的层。
掺杂于下部n型氮化物半导体层108的n型掺杂剂没有特别限定，例如，可以使用选自Si、P、As及Sb中的至少1种等。其中，作为n型掺杂剂，优选使用Si。后述的层中均可以说相同。下部n型氮化物半导体层108的n型掺杂剂浓度没有特别限定，但优选为1×1019个/cm3以下。
下部n型氮化物半导体层108的厚度越是尽可能厚，下部n型氮化物半导体层108的电阻越是减少。另一方面，在增厚下部n型氮化物半导体层108的厚度的情况下，导致氮化物半导体发光元件的制造成本上升。从兼顾两者的角度来看，下部n型氮化物半导体层108的厚度优选为1μm以上且10μm以下，但没有特别限定。
此外，在后述的实施例中，通过暂时中断n型GaN层的生长后，使同一n型GaN层重新生长的两个生长工序，形成下部n型氮化物半导体层108。但是，下部n型氮化物半导体层108的结构没有特别限定。
例如，下部n型氮化物半导体层108也可以是单层，也可以是两层以上的多层。在下部n型氮化物半导体层108为多层的情况下，各个层也可以由同一组成构成，也可以是至少1层不同的组成。在下部n型氮化物半导体层108为多层的情况下，各个层也可以是同一厚度，也可以是至少1层不同的厚度。
[其它的n型氮化物半导体层]
下部n型氮化物半导体层108以外的n型氮化物半导体层(n型氮化物半导体调制掺杂层109，低温n型氮化物半导体层110，n型氮化物半导体多层结构体121，n型氮化物半导体中间层(超晶格层)122)也可以是单层，也可以是组成和/或掺杂剂浓度不同的多层。
在本实施方式中，作为下部n型氮化物半导体层108以外的n型氮化物半导体层，使用n型氮化物半导体调制掺杂层109、低温n型氮化物半导体层110、n型氮化物半导体多层结构体121、n型氮化物半导体中间层(超晶格层)122，但当然不限定于这些层，也可以不形成这些层。
n型氮化物半导体调制掺杂层109、低温n型氮化物半导体层110、n型氮化物半导体多层结构体121、n型氮化物半导体中间层(超晶格层)122中上述以外的说明与下部n型氮化物半导体层108的说明相同，因此，在此省略其说明。
[多重量子阱发光层]
图3示出了实施方式的氮化物半导体发光元件所使用的多重量子阱发光层114的一例的带隙能量图。图3的纵轴表示层叠方向的厚度，向上的方向是指靠近p型氮化物半导体层的一侧。另外，图3的横轴表示带隙能量的大小，向右的方向是指带隙能量较大。
如图3所示，多重量子阱发光层114从接近p型氮化物半导体层的一侧起，具备第二发光层142、第三势垒层14U、第一发光层141。
第一发光层141具备多个第一量子阱层14W(14W1，14W2，14W3，14W4，14W5，14W6)和多个第一势垒层14A(14A1，14A2，14A3，14A4，14A5)。第一量子阱层14W和第一势垒层14A交替层叠，第一势垒层14A分别夹在多个第一量子阱层14W之间。
第二发光层142具备多个第二量子阱层14V(14V1、14V2)和设于多个第二量子阱层14V之间的第二势垒层14B1。
在n型氮化物半导体中间层(超晶格层)122的正上方设有最初的势垒层14AZ。在位于p型氮化物半导体层16侧的第二量子阱层14V1正上方设有最后的势垒层14A0。
此外，在该说明中，为了识别各势垒层及各量子阱层，从p型氮化物半导体层16向n型氮化物半导体中间层(超晶格层)122标注编号，例如，记载为第一量子阱层14W1、第一势垒层14A1、第一量子阱层14W2、第一势垒层14A2，···或第二量子阱层14V1、第二势垒层14B1、第二量子阱层14V2、第二势垒层14B2等。
另一方面，除特别限定各层的情况之外，有时各势垒层及各量子阱层概括地分别记载为第一势垒层14A、第二势垒层14B及第一量子阱层14W、第二量子阱层14V。另外，本实施方式中，举出将第二量子阱层14V设为两层和将第二势垒层14B设为1层的例子，但也可以制成将第二量子阱层14V设为3层以上且将第二势垒层14B设为两层以上的结构。
第一发光层141中，如果第一势垒层14A夹在多个第一量子阱层14W之间，则也可以在第一势垒层14A和第一量子阱层14W之间包含与第一势垒层14A及第一量子阱层14W不同的1层以上的半导体层。另外，第一发光层141的一个周期(第一势垒层14A的厚度和第一量子阱层14W的厚度之和)的长度可以设为例如5nm以上且100nm以下。
第二发光层142中也一样，如果第二势垒层14B夹在多个第二量子阱层14V之间，则也可以在第二势垒层14B和第二量子阱层14V之间包含与第二势垒层14B及第二量子阱层14V不同的1层以上的半导体层。
第二发光层142的第二量子阱层14V的厚度t2比第一发光层141的第一量子阱层14W的厚度t1厚。另外，优选第二量子阱层14V的厚度t2与第一量子阱层14W的厚度t1之差为2.5nm以下。在该情况下，可以提高以大电流密度驱动时氮化物半导体发光元件的发光效率。此外，各第二量子阱层14V1、14V2也可以以不同的厚度形成，但更优选为相同的厚度。在第一量子阱层14W的厚度t1与第二量子阱层14V的厚度t2之差非常大的情况下，氮化物半导体发光元件的发光波长的偏差变大，而不优选。
本发明人等发现，在第二量子阱层14V的厚度比第一量子阱层14W厚的情况下，高温操作时(以大电流密度驱动时)的氮化物半导体发光元件的发光效率提高。虽然该作用的详细原理不明确，但可以如以下那样推测。
图4中是示意性地说明室温(25℃)的情况和高温(80℃)的情况下的第二量子阱层14V的空穴的注入状态的图。即，在第二量子阱层14V的厚度比第一量子阱层14W厚的情况下，在室温(25℃)程度下，大部分空穴仅进入量子阱层整体的上部1～2层，特别是第二量子阱层14V中，当增厚靠近p型氮化物半导体层16的第二量子阱层14V1的厚度时，存在大量空穴的区域面积扩展，因此，作为结果，发光体积提高。但是，即使同样增厚第二量子阱层14V2，也得不到期待程度的效果。认为这是由于空穴的大部分在第一层的量子阱层中有助于发光。另外，还认为，由于增厚第二层，反而使其以上的层的结晶性恶化。
但是，在80℃以上的高温区域(例如，以大电流密度驱动时)中，第二量子阱层14V中，不仅在接近p型氮化物半导体层16的第二量子阱层14V1中注入空穴，而且在第二层(第二量子阱层14V2)以后也注入空穴，因此，与仅第二量子阱层14V1较厚的情况相比，作为载体发挥作用的空穴的降低变少，改善光输出，提高温度特性。
优选第二发光层142的第二势垒层14B的厚度t4比第三势垒层14U的厚度t3薄，更优选第三势垒层14U的厚度t3与第二势垒层14B的厚度t4之差为2nm以下。第二势垒层14B的厚度t4越薄，氮化物半导体发光元件的光输出越有上升的倾向。特别是当考虑室温下的驱动时，通过减薄第二势垒层14B的厚度t4，空穴作为载体发挥作用的比例变高。但是，在第二势垒层14B的厚度t4非常薄的情况下，层叠于第二势垒层14B上的第二量子阱层14V的结晶性变差，还处于温度特性也变差的倾向，因此，优选将第三势垒层14U的厚度t3与第二势垒层14B的厚度t4之差设为2nm以下。另外，当考虑结晶性时，更优选第二量子阱层14V设为两层。另外，第三势垒层14U的厚度t3优选以与第一势垒层14A的厚度t1相同的厚度形成。
优选多个第二量子阱层14V1、14V2的带隙能量比第一量子阱层14W的带隙能量大(图4的(i))。在不调整第一量子阱层14W和多个第二量子阱层14V1、14V2的带隙能量，且按照上述那样比第一量子阱层14W更厚地形成第二量子阱层14V的情况下，在氮化物半导体发光元件的发光波长区域的短波长侧出现第二量子阱层14V引起的二次峰值，因此，氮化物半导体发光元件的发光峰值的半值宽变大，有时从希望的发光波长偏离。另一方面，通过第二量子阱层14V的带隙能量比第一量子阱层14W的带隙能量大，且使第二量子阱层14V的发光波长与第一量子阱层14W的发光波长一致，可以缩窄氮化物半导体发光元件的发光峰值的半值宽，且使氮化物半导体发光元件的发光波长与希望的值一致。
另外，多个第二量子阱层14V1、14V2中，优选接近p型氮化物半导体层16一侧的第二量子阱层14V1的带隙能量比远离p型氮化物半导体层16一侧的第二量子阱层14V2的带隙能量小(图4的(ii))。这样，通过设为接近p型氮化物半导体层16的第二量子阱层14V1可保持更多的空穴的结构，可以与实际的空穴分布一致，因此，可以进一步提高以大电流密度驱动时的氮化物半导体发光元件的发光效率。
另外，通过减薄第二势垒层14B的厚度t4，外观上来看，可以增厚第二量子阱层14V的厚度t2，其结果，可以使第二量子阱层14V引起的二次峰值向长波长侧移动(图4的(iii))。通过与上述各层的带隙能量的调整组合，可以使氮化物半导体发光元件的发光波长与希望的最佳值一致。
如上述，为了调整带隙能量而使氮化物半导体发光元件的发光峰值波长与希望的值一致，只要使第一量子阱层14W及第二量子阱层14V的组成与氮化物半导体发光元件所需要的发光峰值波长一致即可。
作为第一量子阱层14W，可以分别独立地使用例如以Alc1Gad1In(1-c1-d1)N(0≤c1＜1，0＜d1≤1)的式子表示的氮化物半导体层。作为第二量子阱层14V，可以分别独立地使用例如以Alc2Gad2In(1-c2-d2)N(0≤c2＜1，0＜d2≤1)的式子表示的氮化物半导体层。
其中，优选第一量子阱层14W是不含Al的Ine1Ga(1-e1)N(0＜e1≤1)，第二量子阱层14V是不含Al的Ine2Ga(1-e2)N(0＜e2≤1，e1＞e2)。通过改变In的组成，可以调整第一量子阱层14W及第二量子阱层14V的带隙能量。在发射波长为375nm以下的紫外光的情况下，需要增大多重量子阱发光层114的带隙能量，因此，各第一量子阱层14W及各第二量子阱层14V含有Al。
优选各第一量子阱层14W的In组成比比各第二量子阱层14V的In组成比大。另外，优选接近p型氮化物半导体层16一侧的第二量子阱层14V1的In组成比比远离p型氮化物半导体层16一侧的第二量子阱层14V2的In组成比大。在该情况下，可以进一步提高以大电流密度驱动时氮化物半导体发光元件的发光效率。
在将第二量子阱层14V设为从接近p型氮化物半导体层16的一侧依次配置第二量子阱层14V1和第二量子阱层14V2的两层结构的情况下，使第二量子阱层14V1的In组成比比第二量子阱层14V2的In组成比大。由此，通过设为接近p型氮化物半导体层16一侧的第二量子阱层14V1可保持更多的空穴的结构，可以与实际的空穴分布一致，因此，可以进一步提高以大电流密度驱动时氮化物半导体发光元件的发光效率。此外，作为具体的In组成比的调整方法，考虑一些方法，例如考虑调整各量子阱层形成时的温度的方法。
通过调整In的组成，可以使第二量子阱层14V的带隙能量比第一量子阱层14W大，因此，通过使第二量子阱层14V的发光波长与第一量子阱层14W一致，可以缩窄氮化物半导体发光元件的发光峰值的半值宽，可以使氮化物半导体发光元件的发光波长与希望的值一致。另外，由于接近p型氮化物半导体层16的一侧的第二量子阱层14V1的In组成比第二量子阱层14V2的In组成大，接近p型氮化物半导体层16一侧的第二量子阱层14V1的带隙能量变小，而接近p型氮化物半导体层16一侧的第二量子阱层14V可保持更多的空穴的结构，因此，可以与实际的空穴分布一致。
多个第一量子阱层14W中，优选位于p型氮化物半导体层16侧的第一量子阱层14W尽可能不含有掺杂剂。即，优选不导入掺杂剂原料，就使位于p型氮化物半导体层16侧的第一量子阱层14W生长。由此，不易引起各第一量子阱层14W的非发光复合，因此，可以进一步提高以大电流密度驱动时的氮化物半导体发光元件的发光效率。
多个第一量子阱层14W中，位于衬底101侧的第一量子阱层14W也可以含有n型掺杂剂。由此，氮化物半导体发光元件的驱动电压有降低的倾向。
各第一量子阱层14W的厚度没有特别限定，但优选分别相同。在各第一量子阱层14W的厚度相同的情况下，各第一量子阱层14W的量子能级也相同，通过各第一量子阱层14W中的电子和空穴的复合，在各第一量子阱层14W中产生相同波长的光。由此，氮化物半导体发光元件的发光光谱宽度变窄，故优选。
另一方面，在意图性地使各第一量子阱层14W的组成和/或厚度不同的情况下，可以使氮化物半导体发光元件的发光光谱宽度宽阔。在将氮化物半导体发光元件用于照明等用途的情况下，优选意图性地使各第一量子阱层14W的组成和/或厚度不同。各第一量子阱层14W的厚度优选为1nm以上且7nm以下。在各第一量子阱层14W的厚度处于1nm以上且7nm以下的范围内的情况下，可以进一步提高以大电流密度驱动时氮化物半导体发光元件的发光效率。
优选第一势垒层14A(14A1～14A5)、第二势垒层14B1、第三势垒层14U、最初的势垒层14AZ及最后的势垒层14A0分别使用带隙能量比构成各第一量子阱层14W及各第二量子阱层14V的氮化物半导体材料大的氮化物半导体材料。
作为第一势垒层14A(14A1～14A5)、第二势垒层14B1、第三势垒层14U、最初的势垒层14AZ及最后的势垒层14A0，优选分别使用独立地以AlfGagIn(1-f-g)N(0≤f＜1，0＜g≤1)的式子表示的氮化物半导体层，更优选使用以不含有Al的InhGa(1-h)N(0＜h≤1，e1＞e2＞h)的式子表示的氮化物半导体层。
各第一势垒层14A的厚度没有特别限定，但优选为1nm以上且10nm以下，更优选为3nm以上且7nm以下。各第一势垒层14A的厚度越薄，驱动电压越低，但若各第一势垒层14A的厚度非常薄，则以大电流密度驱动时氮化物半导体发光元件的发光效率有降低的倾向。最初的势垒层14AZ的厚度没有特别限定，优选为1nm以上且10nm以下。最后的势垒层14A0的厚度没有特别限定，但优选为1nm以上且40nm以下。
第一势垒层14A(14A1～14A5)、第二势垒层14B1、第三势垒层14U及最初的势垒层14AZ中的n型掺杂剂浓度没有特别限定，优选根据需要进行适宜设定。另外，多个第一势垒层14A中，优选在位于衬底101侧的第一势垒层14A中掺杂有n型掺杂剂，在位于p型氮化物半导体层16侧的第一势垒层14A、第二势垒层14B1及第三势垒层14U中掺杂浓度比位于衬底101侧的第一势垒层14A低的n型掺杂剂或不掺杂n型掺杂剂。
有时在各第一势垒层14A、第二势垒层14B1、第三势垒层14U、最初的势垒层14AZ及最后的势垒层14A0中有意地掺杂n型掺杂剂。另外，有时在各第一势垒层14A、第二势垒层14B1、第三势垒层14U、最初的势垒层14AZ及最后的势垒层14A0中，通过p型氮化物半导体层16、p型氮化物半导体层17及p型氮化物半导体层18生长时的热扩散而掺杂p型掺杂剂。
第一量子阱层14W的层数没有特别限定，但优选为两层以上且20层以下，更优选为3层以上且15层以下，进一步优选为4层以上且12层以下。
[p型氮化物半导体层]
作为p型氮化物半导体层116、117、118，优选使用分别独立地在例如Als4Gat4Inu4N(0≤s4≤1，0≤t4≤1，0≤u4≤1，s4+t4+u4≠0)层中掺杂有p型掺杂剂的层，更优选使用在Als4Ga(1-s4)N(0＜s4≤0.4，优选为0.1≤s4≤0.3)层中掺杂有p型掺杂剂的层。
作为p型掺杂剂，没有特别限定，但优选使用例如镁。p型氮化物半导体层116、117、118中的载体浓度优选为1×1017个/cm3以上。p型掺杂剂的活性率为0.01左右，因此，p型氮化物半导体层116、117、118中的p型掺杂剂浓度(与载体浓度不同)优选为1×1019个/cm3以上。但是，p型氮化物半导体层116、117、118中，位于多重量子阱发光层114侧的p型氮化物半导体层116中的p型掺杂剂浓度优选为不足1×1019个/cm3。
p型氮化物半导体层116、117、118的总厚度没有特别限定，但优选为50nm以上且300nm以下。通过减薄p型氮化物半导体层116、117、118的总厚度，可以缩短p型氮化物半导体层116、117、118生长时的加热时间。由此，可以抑制p型氮化物半导体层116、117、118中p型掺杂剂的扩散。
[n电极、透明电极、p电极]
n电极124及p电极125是用于向氮化物半导体发光元件供给驱动电力的电极。如图2所示，n电极124及p电极125仅由焊盘电极部分构成，例如以电流扩散为目的的细长突出部(枝电极)等也可以与n电极124和/或p电极125连接。
另外，优选在p电极125更下方设有用于防止电流注入p电极125的绝缘层。由此，被p电极125遮蔽的发光量减少。
优选n电极124通过例如依次层叠钛层、铝层及金层而构成。若假定对n电极124进行引线接合的情况，则n电极124的厚度优选为1μm以上。
优选p电极125通过例如依次层叠镍层、铝层、钛层及金层而构成，也可以利用与n电极124相同的材料构成。若假定对p电极125进行引线接合的情况，则p电极125的厚度优选为1μm以上。
透明电极层123优选由例如ITO(Indium Tin Oxide)或IZO(Indium ZincOxide)等透明导电膜构成，且优选具有20nm以上且200nm以下的厚度。
[关于载体浓度和掺杂剂浓度]
载体浓度是指电子或空穴的浓度，不是仅由n型掺杂剂的量或p型掺杂剂的量决定。这种载体浓度基于氮化物半导体发光元件的电压对容量特性的结果算出，是指未注入电流的状态的载体浓度，是利用离子化的杂质、调色化的晶体缺陷及受体化的晶体缺陷产生的载体的合计。
但是，由于作为n型掺杂剂的Si等活性化率高，因此，n型载体浓度可以认为与n型掺杂剂浓度大致相同。另外，n型掺杂剂浓度可以通过利用SIMS(Secondary Ion Mass Spectroscopy：二次离子质谱仪)测定深度方向的浓度分布而容易求得。进而，掺杂剂浓度的相对关系(比率)与载体浓度的相对关系(比率)大致相同。由于这些原因，作为用于解决本发明的课题的方案，以实际上容易测定的掺杂剂浓度进行定义。而且，如果将测定得到的n型掺杂剂浓度按照厚度方向进行平均，则可以得到平均n型掺杂剂浓度。
[氮化物半导体发光元件的制造方法]
以下，对实施方式的氮化物半导体发光元件的制造方法的一例进行说明。首先，通过例如溅射法等，在衬底101上形成缓冲层102。
接着，通过例如MOCVD法等，在缓冲层102上依次形成：氮化物半导体基底层107、下部n型氮化物半导体层108、n型氮化物半导体调制掺杂层109、低温n型氮化物半导体层110、n型氮化物半导体多层结构体121、n型氮化物半导体中间层(超晶格层)122、多重量子阱发光层114、p型氮化物半导体层116、p型氮化物半导体层117及p型氮化物半导体层118。
接着，以下部n型氮化物半导体层108的表面的一部分露出的方式，通过蚀刻除去p型氮化物半导体层118、p型氮化物半导体层117、p型氮化物半导体层116、多重量子阱发光层114、n型氮化物半导体中间层(超晶格层)122、n型氮化物半导体多层结构体121、低温n型氮化物半导体层110、n型氮化物半导体调制掺杂层109及下部n型氮化物半导体层108各自的一部分。
在通过该蚀刻露出的下部n型氮化物半导体层108的表面上形成n电极124。另外，在p型氮化物半导体层118的上面，依次层叠透明电极层123和p电极125。
然后，以覆盖透明电极层123及通过蚀刻而露出的各层的侧面的方式，形成透明绝缘保护膜127。由此，可得到图1所示的结构的实施方式的氮化物半导体发光元件。
实施例
接着，对实施方式的氮化物半导体发光元件的更具体的实施例进行说明。此外，实施方式的氮化物半导体发光元件的结构不限定于以下所示的实施例的氮化物半导体发光元件的结构。
[制造工序]
首先，如图1所示，准备对上表面实施了由凸部101a及凹部101b构成的凹凸加工的100mm直径的蓝宝石衬底即衬底101。配置成凸部101a的形状俯视时为大致圆形，相邻的3个凸部101a俯视时位于大致正三角形的顶点。相邻的凸部101a的顶点间隔为2μm。
另外，凸部101a俯视时大致圆形的直径为1.2μm左右，凸部101a的高度为0.6μm左右。另外，衬底101上表面的凸部101a及凹部101b具有图1所示的截面，凸部101a具有前端部。
接着，对凸部101a及凹部101b形成后的衬底101的上表面进行RCA清洗。而且，在腔室设置RCA清洗后的衬底101，并导入N2、O2和Ar，并将衬底101加热至650℃。
接着，在N2、O2和Ar的混合氛围中，通过溅射Al靶材的反应性溅射法，在具有凸部101a及凹部101b的衬底101的表面上形成由AlON晶体构成的厚度25nm的缓冲层102，该AlON晶体由按照衬底101表面的法线方向伸长的晶粒一致的柱状结晶的集合体构成。
接着，将形成有缓冲层102的衬底101收纳于第一MOCVD装置内。而且，通过MOCVD法，在缓冲层102上使由未掺杂GaN构成的氮化物半导体基底层107生长，且继续使由Si掺杂n型GaN构成的下部n型氮化物半导体层108在氮化物半导体基底层107的上表面上生长。此时，将氮化物半导体基底层107的厚度设为4μm，将下部n型氮化物半导体层108的厚度设为3μm，将下部n型氮化物半导体层108中的n型掺杂剂浓度设为1×1019个/cm3。
此外，通过尽可能增厚氮化物半导体基底层107的厚度，氮化物半导体基底层107中的缺陷减少，但即使将氮化物半导体基底层107的厚度增厚某个程度以上，氮化物半导体基底层107中的缺陷减少效果也饱和。由此可知，氮化物半导体基底层107的厚度优选为1μm以上且8μm以下，更优选为3μm以上且5μm以下。
接着，将从第一MOCVD装置取出的衬底101收纳于第二MOCVD装置内。将衬底101的温度设定成1081℃(第一生长温度)，使下部n型氮化物半导体层108在氮化物半导体基底层107上生长。下部n型氮化物半导体层108是n型掺杂剂浓度为1×1019个/cm3的n型GaN层，其厚度为1.5μm。
接着，在将衬底101的温度保持成1081℃(第一生长温度)的状态下，在下部n型氮化物半导体层108上，使由厚度50nm的Si掺杂n型GaN构成的n型氮化物半导体层(n型掺杂剂浓度：1×1019个/cm3)、由厚度87nm的未掺杂GaN构成的氮化物半导体层、由厚度50nm的Si掺杂n型GaN构成的n型氮化物半导体层(n型掺杂剂浓度：1×1019个/cm3)及由厚度87nm的未掺杂GaN构成的氮化物半导体层依次通过MOCVD法进行晶体生长，并层叠n型氮化物半导体调制掺杂层109。
接着，将衬底101的温度设定成801℃(第二生长温度)，使低温n型氮化物半导体层110在n型氮化物半导体调制掺杂层109上生长。具体而言，以n型掺杂剂浓度达到1×1019个/cm3的方式，使厚度25nm的Si掺杂GaN层生长。
接着，在将衬底101的温度保持成801℃(第三生长温度)的状态下，使n型氮化物半导体多层结构体121在低温n型氮化物半导体层110上生长。具体而言，将厚度7nm的Si掺杂n型InGaN层、厚度30nm的Si掺杂n型GaN层、厚度7nm的Si掺杂n型InGaN层及厚度20nm的Si掺杂n型GaN层每两层交替层叠，并使n型氮化物半导体多层结构体121生长。在任意层中，将n型氮化物半导体多层结构体121的n型掺杂剂浓度均设为7×1017个/cm3。另外，将InGaN层的In组成比设为与构成接下来生长的n型氮化物半导体中间层(超晶格层)122的窄带隙层的In组成比相同。
接着，在将衬底101的温度保持成801℃(第四生长温度)的状态下，使n型氮化物半导体中间层(超晶格层)122在n型氮化物半导体多层结构体121上生长。具体而言，使由Si掺杂n型GaN层构成的宽带隙层、由Si掺杂n型InGaN层构成的窄带隙层在n型氮化物半导体多层结构体121上交替生长20个周期。各宽带隙层的厚度为2.05nm。另外，各窄带隙层的厚度为2.05nm。
关于各宽带隙层中n型掺杂剂的浓度，位于多重量子阱发光层114侧的宽带隙层的5层为1×1019个/cm3，位于衬底101侧的宽带隙层为0个/cm3(未掺杂)。
另外，以光致发光发射的光的波长达到375nm的方式调整TMI(三甲基铟)的流量，由此，各窄带隙层的组成为InyGa1-yN(y＝0.04)。
接着，将衬底101的温度降低至672℃，使多重量子阱发光层114在n型氮化物半导体中间层(超晶格层)122上生长。具体而言，如图3所示，在将由InGaN构成的第一势垒层14A(14A1～14A5)和由InGaN构成的第一量子阱层14W(14W1～14W6)每层交替生长后，使由InGaN构成的第三势垒层14U生长，另外，在将衬底101的温度提高至678℃后，使由InGaN构成的第二量子阱层14V1和由InGaN构成的第二势垒层14B1每层交替生长，进而，在将衬底101的温度降低至677℃后，使由InGaN构成的第二量子阱层14V2生长。各第一势垒层14A、第三势垒层14U及第二势垒层14B的厚度为4.52nm。最初的势垒层14AZ及第一势垒层14A5、14A4中的n型掺杂剂浓度为4.3×1018个/cm3，其它第一势垒层14A3、第一势垒层14A2、第一势垒层14A1、第三势垒层14U及第二势垒层14B设为未掺杂。
另外，在比第一势垒层14A和/或第三势垒层14U更薄地形成第二势垒层14B的厚度的情况下，可以提高以大电流密度驱动时的光输出(Po)。该情况下的第二势垒层14B1的厚度t4优选为0＜t4＜4.52nm，更优选为3nm≤t4＜4.52nm。若第二势垒层14B1的厚度t4比3nm薄，则作为晶体恢复层的功能不充分，接着，层叠的第二量子阱层14V1的结晶性降低，因此，在以大电流密度驱动时可能得不到希望的光输出(Po)。
另外，若只对第一势垒层14A1掺杂4×1017个/cm3以上且4×1018个/cm3以下的n型掺杂剂，则可能抑制氮化物半导体发光元件的温度特性的劣化，因此，可以提高以大电流密度驱动时的氮化物半导体发光元件的光输出(Po)。
此外，以形成n型氮化物半导体中间层(超晶格层)122中位于最多重量子阱发光层114侧的窄带隙层为目的，且以最初的势垒层14AZ具有n型氮化物半导体中间层(超晶格层)122所不含有的宽带隙层的作用为目的，最初的势垒层14AZ的厚度也可以比第一势垒层14A5的厚度厚(例如厚度5.52nm)。
另外，就最初的势垒层14AZ中的n型掺杂剂浓度而言，也可以在最初的势垒层14AZ的下部(距离最初的势垒层14AZ的下面2.05nm以上的区域)设为1×1019个/cm3，也可以在最初的势垒层14Az的上部(最初的势垒层14Az的下部以外的部分)设为4.3×1018个/cm3。
另外，也可以只对第一势垒层14A4的下部(例如距离第一势垒层14A4的下面3.5nm的区域)掺杂n型掺杂剂，且将第一势垒层14A4的上部(第一势垒层14A4的下部以外的部分)设为未掺杂。这样，通过将第一势垒层14A4的上部设为未掺杂，可以防止第一量子阱层14W4的注入载体与掺杂成n型的势垒层部分直接接触。
作为第一量子阱层14W，使用氮气作为载气，并使未掺杂InxGa1-xN层(x＝0.20)生长。各第一量子阱层14W的厚度设为3.38nm。另外，第一量子阱层14W调整TMI的流量，以使通过光致发光发射的光的波长成为448nm，并设定第一量子阱层14W中的In的组成x。各第二量子阱层14V的厚度设为4.24nm。发现通过使第二量子阱层14V的厚度比第一量子阱层14W厚，室温(25℃)环境下的光输出(Po)提高。理论上，即使在将第二量子阱层14V的厚度设为10～15nm左右非常厚的厚度的情况下，也应得到光输出(Po)的提高效果，但实际上当将第二量子阱层14V的厚度设为5.6nm以上时，得不到室温(25℃)环境下的光输出(Po)的提高效果。
另外，作为第二量子阱层14V，第二量子阱层14V1及第二量子阱层14V2的厚度分别设为4.0nm。在该情况下，发现进一步提高高温(80℃)环境下(以大电流密度驱动时)的光输出(Po)。
另外，第一量子阱层14W以通过光致发光发射的光波长成为448nm的方式调整TMI的流量，并设定第一量子阱层14W的In组成比。第二量子阱层14V1及V2各自的In组成比通过上述那样调整衬底101的温度，而调整成最佳值。
接着，使由未掺杂的GaN层构成的最后的势垒层14A0(厚度10nm)在最上层的第一量子阱层14W1上生长。
接着，将衬底101的温度提高至1000℃，作为p型氮化物半导体层116、117、118，分别使p型Al0.18Ga0.82N层、p型GaN层及p型接触层在最后的势垒层14A0的上表面上生长。
此外，在上述各层的MOCVD生长中，使用TMG(三甲基镓)作为Ga的原料气体，使用TMA(三甲基铝)作为Al的原料气体，使用TMI(三甲基铟)作为In的原料气体，使用NH3作为N的原料气体。另外，使用SiH4作为n型掺杂剂即Si的原料气体，使用Cp2Mg作为p型掺杂剂即Mg的原料气体。
但是，原料气体不限定于上述气体，只要是作为MOCVD用原料气体使用的气体，就可以没有限定地使用。具体而言，作为Ga的原料气体，可以使用TEG(三乙基镓)，作为Al的原料气体，可以使用TEA(三乙基铝)，作为In的原料气体，可以使用TEI(三乙基铟)，作为N的原料气体，可以使用DMHy(二甲基联氨)等有机氮化合物，作为Si的原料气体，可以使用Si2H6或有机Si等。
而且，将p型接触层(p型氮化物半导体层118)、p型GaN层(p型氮化物半导体层117)、p型AlGaN层(p型氮化物半导体层116)、多重量子阱发光层114、n型氮化物半导体中间层(超晶格层)122、n型氮化物半导体多层结构体121、低温n型氮化物半导体层110及n型氮化物半导体调制掺杂层109的各一部分进行蚀刻，使下部n型氮化物半导体层108表面的一部分露出。在通过该蚀刻露出的下部n型氮化物半导体层108的上表面上形成由Au构成的n电极124。另外，在p型接触层118的上表面上依次形成由ITO构成的透明电极层123和由Au构成的p电极125。另外，主要以覆盖透明电极层123及通过上述蚀刻露出的各层的侧面的方式，形成由SiO2构成的透明绝缘保护膜127。
接着，将衬底101分割成620×680μm大小的芯片。由此，可得到实施例的氮化物半导体发光元件。
另外，除了将各第一量子阱层14W的厚度设为3.38nm，且将各第二量子阱层14V1的厚度设为3.38nm以外，与实施例的氮化物半导体发光元件一样，制作比较例的氮化物半导体发光元件。
而且，分别以电流密度为120mA/cm2的大电流密度驱动实施例的氮化物半导体发光元件和比较例的氮化物半导体发光元件，结果，实施例的氮化物半导体发光元件的发光效率比比较例的氮化物半导体发光元件的发光效率改善几％～10％。
本发明涉及一种氮化物半导体发光元件，其具备：n型氮化物半导体层、p型氮化物半导体层、设于n型氮化物半导体层和p型氮化物半导体层之间的多重量子阱发光层，多重量子阱发光层从接近p型氮化物半导体层的一侧起，具备第二发光层、第三势垒层、第一发光层，第一发光层具备多个第一量子阱层和设于多个第一量子阱层之间的第一势垒层，第二发光层具备多个第二量子阱层和设于多个第二量子阱层之间的第二势垒层，第二量子阱层比第一量子阱层厚。通过设为这种结构，能够提供可以提高以大电流密度驱动时的发光效率的氮化物半导体发光元件。另外，第二量子阱层的层数优选设为两层，在该情况下，可以进一步提高以大电流密度驱动时的发光效率。
在此，在本发明的氮化物半导体发光元件中，优选第二势垒层比第一势垒层及第三势垒层的至少一方薄。另外，更优选第三势垒层设为与第一势垒层相同的厚度。通过设为这种结构，可以提高氮化物半导体发光元件的光输出。
另外，在本发明的氮化物半导体发光元件中，优选第二量子阱层的带隙能量比第一量子阱层的带隙能量大。通过设为这种结构，可以缩窄氮化物半导体发光元件的发光峰值的半值宽，可以使氮化物半导体发光元件的发光波长与希望的值一致。
另外，在本发明的氮化物半导体发光元件中，优选多个第二量子阱层中越接近p型氮化物半导体层的带隙能量越小。通过设为这种结构，可以进一步提高以大电流密度驱动时的氮化物半导体发光元件的发光效率。
另外，在本发明的氮化物半导体发光元件中，优选第一量子阱层由Alc1Gad1In(1-c1-d1)N(0≤c1＜1，0＜d1≤1)构成，第二量子阱层由Alc2Gad2In(1-c2-d2)N(0≤c2＜1，0＜d2≤1)构成，第一量子阱层的In组成比比第二量子阱层的In组成比大。通过设为这种结构，可以进一步提高以大电流密度驱动时的氮化物半导体发光元件的发光效率。
另外，在本发明的氮化物半导体发光元件中，优选多个第二量子阱层中越接近p型氮化物半导体层的第二量子阱层的In组成越大。通过设为这种结构，可以进一步提高以大电流密度驱动时的氮化物半导体发光元件的发光效率。
此次公开的实施方式及实施例在所有方面均为示例，而并非限制。本发明的范围并不限定于上述说明，而是通过权利要求进行表示，包含与权利要求同等的含义及范围内的所有变更。
工业实用性
本发明可以用于氮化物半导体发光元件。

Claims (5)

1.一种氮化物半导体发光元件，其具备：
n型氮化物半导体层、
p型氮化物半导体层、
设于所述n型氮化物半导体层和所述p型氮化物半导体层之间的多重量子阱发光层，
所述多重量子阱发光层从接近所述p型氮化物半导体层的一侧起，具备第二发光层、第三势垒层、第一发光层，
所述第一发光层具备多个第一量子阱层和设于所述多个第一量子阱层之间的第一势垒层，
所述第二发光层具备多个第二量子阱层和设于所述多个第二量子阱层之间的第二势垒层，
所述第二量子阱层比所述第一量子阱层厚。
2.如权利要求1所述的氮化物半导体发光元件，其中，所述第二势垒层比所述第一势垒层薄。
3.如权利要求1或2所述的氮化物半导体发光元件，其中，所述第二量子阱层的带隙能量大于所述第一量子阱层。
4.如权利要求3所述的氮化物半导体发光元件，其中，在所述多个第二量子阱层中，越接近所述p型氮化物半导体层的第二量子阱层，其带隙能量越小。
5.如权利要求1～4中任一项所述的氮化物半导体发光元件，其中，
所述第一量子阱层由Alc1Gad1In(1-c1-d1)N(0≤c1＜1、0＜d1≤1)构成，
所述第二量子阱层由Alc2Gad2In(1-c2-d2)N(0≤c2＜1、0＜d2≤1)构成，
所述第一量子阱层的In组成比比所述第二量子阱层的In组成比大。
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