JP2023105782A - 発光素子及び発光素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高い光取り出し効率を有する発光素子及び発光素子の製造方法を提供する。【解決手段】それぞれが窒化物半導体からなる、ｎ側層と、ｐ側層と、ｎ側層とｐ側層の間に位置し紫外線を発する活性層と、を含む半導体構造体と、ｎ側層に電気的に接続されるｎ電極と、ｐ側層に電気的に接続されるｐ電極と、を含み、活性層は、Ａｌを含む井戸層と、Ａｌを含む障壁層と、井戸層の側面と障壁層の側面とを含む孔部と、を有し、ｐ側層は、Ａｌを含む第１層と、Ａｌを含み、第１層上に配置され、井戸層の側面に接して配置される第２層と、第２層上に配置される第３層と、を有し、第３層の厚さは、第１層の厚さよりも薄く、第２層のＡｌ組成比と、井戸層のＡｌ組成比との差は１０％以下であり、第３層は、第２層のＡｌ組成比よりも低いＡｌ組成比である層、又は、Ａｌを含まない層であり、ｐ電極は、第３層上に配置される発光素子。【選択図】図１

Description

本発明は、発光素子及び発光素子の製造方法に関する。

特許文献１には、複数の窒化物半導体からなる層を有し、深紫外光を発する発光素子が開示されている。このような発光素子において、光取り出し効率を向上することが望まれる。

特開２０１９－５４１２２号公報

本発明の一実施形態は、高い光取り出し効率を有する発光素子及び発光素子の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態に係る発光素子は、それぞれが窒化物半導体からなる、ｎ側層と、ｐ側層と、ｎ側層とｐ側層の間に位置し紫外線を発する活性層と、を含む半導体構造体と、
前記ｎ側層に電気的に接続されるｎ電極と、前記ｐ側層に電気的に接続されるｐ電極と、を含み、前記活性層は、Ａｌを含む井戸層と、Ａｌを含む障壁層と、前記井戸層の側面と前記障壁層の側面とを含む孔部と、を有し、前記ｐ側層は、Ａｌを含む第１層と、Ａｌを含み、前記第１層上に配置され、前記井戸層の前記側面に接して配置される第２層と、前記第２層上に配置される第３層と、を有し、前記第３層の厚さは、前記第１層の厚さよりも薄く、前記第２層のＡｌ組成比と、前記井戸層のＡｌ組成比との差は１０％以下であり、前記第３層は、前記第２層のＡｌ組成比よりも低いＡｌ組成比である層、又は、Ａｌを含まない層であり、前記ｐ電極は、前記第３層上に配置される。

本発明の一実施形態に係る発光素子の製造方法は、窒化物半導体からなるｎ側層を形成する工程と、前記ｎ側層上に、それぞれが窒化物半導体からなる、Ａｌを含む井戸層と、Ａｌを含む障壁層と、前記井戸層の側面と前記障壁層の側面とを含む孔部と、を有し、紫外線を発する活性層を形成する工程と、前記活性層上に、それぞれが窒化物半導体からなる、Ａｌを含む第１層と、Ａｌを含み、前記井戸層のＡｌ組成比との差が１０％以下である第２層と、前記第１層の厚さより薄く、前記第２層のＡｌ組成比よりも低いＡｌ組成比である層、又は、Ａｌを含まない層である第３層と、を有するｐ側層を形成する工程と、前記ｎ側層に電気的に接続されるｎ電極を形成する工程と、前記ｐ側層の前記第３層に電気的に接続されるｐ電極を形成する工程と、を含み、前記ｐ側層を形成する工程は、前記活性層上に前記第１層を形成する工程と、前記第１層上と前記井戸層の前記側面とに接するように前記第２層を形成する工程と、前記第２層上に前記第３層を形成する工程と、を有する。

本発明の一実施形態によれば、高い光取り出し効率を有する発光素子及び発光素子の製造方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る発光素子の構成を示す模式断面図である。 本発明の一実施形態に係る発光素子の構成を示す模式断面図である。 本発明の一実施形態の変形例に係る発光素子の構成を示す模式断面図である。 本発明の一実施形態に係る発光素子の製造方法を説明するための模式断面図である。 本発明の一実施形態に係る発光素子の製造方法を説明するための模式断面図である。 本発明の一実施形態に係る発光素子の製造方法を説明するための模式断面図である。 本発明の一実施形態に係る発光素子の製造方法を説明するための模式断面図である。 本発明の一実施形態に係る発光素子の製造方法を説明するための模式断面図である。 本発明の一実施形態に係る発光素子の製造方法を説明するための模式断面図である。 本発明の一実施形態に係る発光素子の製造方法を説明するための模式断面図である。

以下、本発明に係る発光素子の実施形態について説明する。なお、以下の説明において参照する図面は、本発明を概略的に示したものであるため、各部材のスケールや間隔、位置関係等が誇張、あるいは、部材の一部の図示が省略されている場合がある。また、以下の説明では、同一の名称及び符号については原則として同一又は同質の部材を示しており、詳細な説明を適宜省略することとする。

図１は、発光素子１の模式断面図である。図２は、半導体構造体１００の一部を拡大して示す模式断面図である。図１、２に示すように、発光素子１は、基板１０と、基板１０上に配置された半導体構造体１００を有する。半導体構造体１００は、それぞれが窒化物半導体からなる、ｎ側層２０と、ｐ側層５０と、ｎ側層２０とｐ側層５０との間に位置し紫外線を発する活性層３０と、を含む。また、半導体構造体１００は、基板１０とｎ側層２０との間に位置するバッファ層１１及び超格子層１２と、活性層３０とｐ側層５０との間に位置する電子ブロック層４０と、を含む。発光素子１は、ｎ側層２０に電気的に接続されたｎ電極６０と、ｐ側層５０に電気的に接続されたｐ電極７０と、を有する。

基板１０の材料は、例えば、サファイア、シリコン（Ｓｉ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等を用いることができる。サファイアからなる基板１０は、活性層３０からの紫外線に対して高い透光性を有するため好ましい。半導体構造体１００は、例えば、サファイア基板のｃ面に配置することができ、サファイア基板のｃ面からサファイア基板のａ軸方向又はｍ軸方向に０．２°以上２°以下の範囲で傾斜した面に配置することが好ましい。基板１０の厚さは、例えば、１５０μｍ以上８００μｍ以下とすることができる。発光素子１は、基板１０を有していなくてよい。

半導体構造体１００は、窒化物半導体からなる複数の半導体層が積層された積層体である。窒化物半導体は、Ｉｎ_ｘＡｌ_ｙＧａ_{１－ｘ－ｙ}Ｎ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，ｘ＋ｙ≦１）からなる化学式において組成比ｘ及びｙをそれぞれの範囲内で変化させた全ての組成の半導体を含む。

バッファ層１１には、例えば、ＡｌＮからなる層を用いることができる。バッファ層１１は、基板１０と、バッファ層１１上に配置される窒化物半導体層との格子不整合を緩和する機能を有する。バッファ層１１の厚さは、例えば、０．５μｍ以上４μｍ以下とすることができ、１．５μｍ以上４μｍ以下とすることが好ましい。なお、本明細書において各半導体層の厚さとは、半導体構造体１００の積層方向における厚さである。

超格子層１２は、第１半導体層と、第１半導体層と格子定数が異なる第２半導体層とが交互に積層された多層構造を有する。超格子層１２は、超格子層１２よりも上に配置される半導体層に生じる応力を緩和する機能を有する。超格子層１２は、例えば、ＡｌＮ層と窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）層とが交互に積層された多層構造とすることができる。超格子層１２において、第１半導体層と第２半導体層とのペア数は、２０ペア以上５０ペア以下とすることができる。第１半導体層をＡｌＧａＮ層とし、第２半導体層をＡｌＮ層とする場合、第１半導体層の厚さを５ｎｍ以上３０ｎｍ以下、第２半導体層の厚さを５ｎｍ以上３０ｎｍ以下とすることができる。

ｎ側層２０は、１以上のｎ型半導体層を含む。ｎ型半導体層としては、シリコン（Ｓｉ）やゲルマニウム（Ｇｅ）等のｎ型不純物を含有する半導体層が挙げられる。ｎ型半導体層は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）及び窒素（Ｎ）を含むＡｌＧａＮ層であり、インジウム（Ｉｎ）を含んでいてもよい。例えば、Ｓｉをｎ型不純物として含むｎ型半導体層のｎ型不純物濃度は、５×１０^１８／ｃｍ^３以上１×１０^２０／ｃｍ^３以下である。ｎ側層２０は、電子を供給する機能を有していればよく、アンドープの層を含んでいてもよい。ここで、アンドープの層とは、ｎ型不純物やｐ型不純物を意図的にドープしていない層である。アンドープの層がｎ型不純物及び／又はｐ型不純物を意図的にドープした層と隣接している場合は、その隣接した層からの拡散等によって、アンドープの層にｎ型不純物及び／又はｐ型不純物が含まれる場合がある。

図１に示すようにｎ側層２０は、下地層２１と、ｎコンタクト層２２とを含む。下地層２１は、超格子層１２とｎコンタクト層２２との間に配置される。ｎコンタクト層２２は、下地層２１と活性層３０との間に配置される。

下地層２１は、例えば、アンドープのＡｌＧａＮ層を用いることができる。下地層２１をＡｌＧａＮ層とする場合、ＡｌＧａＮ層のＡｌ組成比は、例えば、５０％以上とすることができる。

ｎコンタクト層２２は、例えば、ｎ型不純物が含有されたＡｌＧａＮからなる層を用いることができる。ｎコンタクト層をＡｌＧａＮ層とする場合、ＡｌＧａＮ層のＡｌ組成比は、例えば、５０％以上とすることができる。なお、本明細書において、例えば、Ａｌ組成比が５０％であるＡｌＧａＮ層とは、Ａｌ_ＸＧａ_１－ＸＮからなる化学式において、組成比ｘが０．５であるＡｌＧａＮ層のことを意味する。ｎコンタクト層２２のｎ型不純物濃度は、例えば、５×１０^１８／ｃｍ^３以上１×１０^２０／ｃｍ^３以下とすることができる。ｎコンタクト層２２の厚さは、下地層２１の厚さよりも厚い。ｎコンタクト層２２の厚さは、例えば、１．５μｍ以上４μｍ以下とすることができる。ｎコンタクト層２２は、他の半導体層が配置されていない上面を有する。他の半導体層が配置されていないｎコンタクト層２２の上面に、ｎ電極６０が配置される。

活性層３０は、ｎ側層２０とｐ側層５０との間に配置されている。活性層３０は、紫外線を発する。活性層３０が発する紫外線の発光ピーク波長は、例えば、２２０ｎｍ以上３５０ｎｍである。

活性層３０は、Ａｌを含む井戸層３１と、Ａｌを含む障壁層３２と、井戸層３１の側面と障壁層３２の側面とを含む孔部と、を有する。活性層３０の孔部は、例えば、活性層３１を形成するときに形成されるＶピットである。活性層３０の孔部は、例えば、活性層３０を貫通する貫通孔であってよいし、障壁層３２の一部が底部となる孔部であってもよい。活性層３０は、例えば、複数の井戸層３１と、複数の障壁層３２とを含む多重量子井戸構造を有する。障壁層３２のＡｌ組成比は、井戸層３１のＡｌ組成比よりも大きい。つまり、障壁層３２のバンドギャップエネルギーは、井戸層３１のバンドギャップエネルギーよりも大きい。Ａｌを含む井戸層３１から、その井戸層３１のバンドギャップエネルギーに応じた発光波長の光が出射される。なお、活性層３０は、複数の井戸層３１を含む多重量子井戸構造に限定されず、単一量子井戸構造としてもよい。また、図２においては、活性層３０の最下層を障壁層３２としているが、活性層３０の最下層を井戸層３１としてもよい。また、活性層３０の最上層を井戸層３１としているが、活性層３０の最上層を障壁層３２としてもよい。

井戸層３１には、例えば、ＡｌＧａＮからなる層を用いることができる。障壁層３２には、例えば、ＡｌＧａＮからなる層を用いることができる。井戸層３１のＡｌ組成比は、例えば、１０％以上とすることができ、具体的には１０％以上５０％以下とすることができ、さらに具体的には３０％以上５０％以下とすることができる。井戸層３１からの光の発光ピーク波長を２８０ｎｍ程度とする場合、井戸層３１にはＡｌ組成比が４２％程度のＡｌＧａＮ層を用いることができる。障壁層３２のＡｌ組成比は、例えば、１０％以上とすることができ、具体的には１０％以上６０％以下とすることができ、さらに具体的には３０％以上６０％以下とすることができる。

井戸層３１の厚さは、例えば、３ｎｍ以上６ｎｍ以下とすることができる。障壁層３２の厚さは、例えば、２ｎｍ以上４ｎｍ以下である。発光に寄与する半導体層の体積を大きくするという観点から、井戸層３１の厚さは、障壁層３２の厚さよりも厚くすることが好ましい。井戸層３１の厚さは、障壁層３２の厚さの１．５倍以上２倍以下とすることができる。井戸層３１及び障壁層３２の少なくとも一部に、ｎ型不純物及び／又はｐ型不純物を含有してもよい。

Ｖピット３３は、活性層３０、電子ブロック層４０、及びｐ側層５０の一部に連続して配置されている。本実施形態では、Ｖピット３３は、井戸層３１の側面と、障壁層３２の側面と、電子ブロック層４０の側面と、第４層５４の側面と、第１層５１の側面と、を含む面により規定される。Ｖピット３３は、半導体構造体１００を成長させる際に形成され、Ｖピット３３が形成された部分に対応する半導体構造体１００の表面には凹部が形成される。半導体構造体１００には、複数のＶピット３３が配置される。上面視において、Ｖピット３３の形状は、例えば、円形、楕円形、六角形である。上面視において、Ｖピット３３の直径は、例えば、３０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。１つのＶピット３３は、例えば、ｎ側層２０側からｐ側層５０に向かって径が増大する円錐形状、楕円錐形状、多角錐形状等である。Ｖピット３３は、例えば、基板１０に半導体構造体１００をエピタキシャル成長する際に形成される。

電子ブロック層４０は、ｎ側層２０から供給される電子のオーバーフローを低減するために配置する。電子ブロック層４０は、Ａｌを含む複数の半導体層を有する多層構造とすることができる。電子ブロック層４０には、例えば、活性層３０側から順に、ＡｌＮ層、第１のＡｌＧａＮ層、及び第２のＡｌＧａＮ層を有する多層構造とすることができる。第１のＡｌＧａＮ層のＡｌ組成比は、第２のＡｌＧａＮ層のＡｌ組成比よりも低く、井戸層３１のＡｌ組成比よりも高い。電子ブロック層４０には、障壁層３２のＡｌ組成比よりも高いＡｌ組成比を有する半導体層を用いる。これにより、電子のオーバーフローを低減することができる。電子ブロック層４０には、例えば、アンドープのＡｌＧａＮ層、アンドープのＡｌＮ層等を用いることができる。電子ブロック層４０の総厚さは、例えば、５ｎｍ以上１５ｎｍ以下とすることができる。

一般的に、井戸層３１からの光が半導体層により吸収されることを低減し光取り出し効率を向上させるためには、ｐ側層５０に井戸層３１からの光に対して高い透光性を有する半導体層を用いることが好ましい。例えば、井戸層３１のＡｌ組成比よりも高いＡｌ組成比を有するＡｌＧａＮ層をｐ側層５０に用いることで、井戸層３１からの光がｐ側層５０により吸収されにくくすることができる。しかしながら、高いＡｌ組成比を有するＡｌＧａＮ層は、ＧａＮ層等に比べてバンドギャップエネルギーが大きい。そのため、高いＡｌ組成比を有するＡｌＧａＮ層をｐ側層５０に用いると、ｐ側層５０のｐ型化が不十分となる、あるいはｐ電極７０とｐ側層５０とによる接触抵抗が大きくなる、といったことが生じやすい。これらのことから、比較的高いＡｌ組成比からなるＡｌＧａＮ層を井戸層３１として用いる発光素子においては、高い光取り出し効率と低い順方向電圧Ｖｆとを両立することが難しい。本実施形態では、以下のようなｐ側層５０を有することにより、高い光取り出し効率と低い順方向電圧Ｖｆを有する発光素子１とすることができる。

ｐ側層５０は、１以上のｐ型半導体層を含む。ｐ型半導体層としては、マグネシウム（Ｍｇ）等のｐ型不純物を含有する半導体層が挙げられる。図２に示すように、ｐ側層５０は、活性層３０側から順に、第１層５１と、第２層５２と、第３層５３と、を有する。ｐ側層５０は、さらに、電子ブロック層４０と第１層５１との間に配置される第４層５４を有する。第１層５１は、Ａｌを含む。第２層は、Ａｌを含み、第１層５１上に配置され、井戸層３１の側面に接して配置される。第３層５３は、第２層５２上に配置される。第４層５４は、Ａｌを含む。

第２層５２のＡｌ組成比と、井戸層３１のＡｌ組成比との差は１０％以下である。これにより、第２層５２による光吸収を低減しつつ、Ｖピット３３に位置する井戸層３１の側面からの光を、井戸層３１の側面に接して配置された第２層５２を伝搬させ、ｐ側層５０側に取り出しやすくすることができる。そのため、高い光取り出し効率を有する発光素子１とすることができる。
第３層５３の厚さは、第１層５１の厚さよりも薄い。また、第３層５３は、第２層５２のＡｌ組成比よりも低いＡｌ組成比である層、又は、Ａｌを含まない層である。そして、ｐ電極７０は、第３層５３に配置される。これにより、第３層５３による光吸収を低減しつつ、ｐ電極７０と第３層５３とによる接触抵抗を小さくすることができる。そのため、光取り出し効率の悪化を低減しつつ、順方向電圧Ｖｆを低くすることができる。
以上のように、本実施形態によれば、高い光取り出し効率を有する発光素子１とすることができる。また、順方向電圧Ｖｆを低くすることができる。

第２層５２は、第１層５１の上面と、第４層５４の側面と、電子ブロック層４０の側面と、井戸層３１の側面と、障壁層３２の側面とに連続して配置されている。Ｖピット３３に位置する各半導体層の側面は、第２層５２により被覆され、第２層５２の表面にはＶピット３３の形状に対応する凹みが形成される。第２層５２上に配置される第３層５３の表面状態を平坦に近づけるために、断面視において、第２層５２の表面に形成される凹みの深さは、Ｖピット３３の深さよりも小さいことが好ましい。なお、本実施形態では、図２に示すように、第３層５３により第２層５２の上面がすべて被覆されているが、これに限定されない。例えば、ｐ電極７０と第３層５３とによる接触抵抗が悪化しない程度に、第２層５２の上面の一部が第３層５３から露出していてもよい。

第３層５３の厚さは、第２層５２の厚さ以下であることが好ましい。例えば、第１層５１の上方に位置する第３層５３の厚さは、第２層５２の厚さ以下であることが好ましい。これにより、第３層５３による光吸収を低減することができる。第２層５２の厚さは、第１層５１の厚さよりも薄くすることが好ましい。これにより、第２層５２による光吸収を低減することができる。

第１層５１の厚さは、例えば、２０ｎｍ以上４０ｎｍ以下とすることができる。第２層５２の厚さは、例えば、３ｎｍ以上２０ｎｍ以下とすることが好ましく、３ｎｍ以上１５ｎｍ以下とすることがさらに好ましい。第２層５２の厚さを３ｎｍ以上とすることで、Ｖピット３３を埋め込みやすくできる。第２層５２の厚さを２０ｎｍ以下とすることで、第２層５２による光吸収を低減することができる。第３層５３の厚さは、例えば、３ｎｍ以上２０ｎｍ以下とすることが好ましく、３ｎｍ以上１５ｎｍ以下とすることがさらに好ましい。第３層５３の厚さを３ｎｍ以上とすることで、ｐ電極７０と第３層５３とによる接触抵抗を低減する効果を得やすくできる。第３層５３の厚さを２０ｎｍ以下とすることで、第３層５３による光吸収を低減することができる。

第１層５１、第２層５２、及び第３層５３は、ｐ型不純物を含む。第２層５２のｐ型不純物濃度及び第３層５３のｐ型不純物濃度は、第１層５１のｐ型不純物濃度よりも高いことが好ましい。ｐ電極７０が配置される第３層５３の周辺におけるｐ型不純物濃度を高くすることで、ｐ側層５０から活性層３０にホールを供給しやすくし、発光素子１の発光効率を向上させることができる。

第３層５３のｐ型不純物濃度は、第２層５２のｐ型不純物濃度よりも高くすることが好ましい。ｐ電極７０が配置される第３層５３のｐ型不純物濃度を高くすることで、ｐ側層５０から活性層３０にホールを供給しやすくし、発光素子１の発光効率を高くすることができる。第３層５３のｐ型不純物濃度は、第４層５４のｐ型不純物濃度よりも高い。

第１層５１、第２層５２、第３層５３、及び第４層５４のｐ型不純物濃度は、例えば、１×１０^１９／ｃｍ^３以上１×１０^２１／ｃｍ^３以下である。

第１層５１のＡｌ組成比は、第２層５２のＡｌ組成比よりも高いことが好ましい。第２層５２よりも活性層３０の近くに位置する第１層５１のＡｌ組成比を第２層５２のＡｌ組成比よりも高くし第１層５１による光吸収を低減することで、光取り出し効率を向上させることができる。

第１層５１は、例えば、活性層３０側から第２層５２側に向かってＡｌ組成比を減少させた組成傾斜層としてもよい。これにより、第１層５１を一定のＡｌ組成比を有する半導体層とする場合に比べて、第１層５１のうちＡｌ組成比が高い部分が減少することで順方向電圧Ｖｆを低減することができる。例えば、第１層５１のうち活性層３０側に位置する部分のＡｌ組成比と、第１層５１のうち第２層５２側に位置する部分のＡｌ組成比との差は、２０％以上６０％以下とすることができる。具体的には、組成傾斜層のうち活性層３０側に位置する部分のＡｌ組成比を４０％以上７０％以下とし、組成傾斜層のうち第２層５２側に位置する部分のＡｌ組成比を、０％以上２０％以下とすることができる。また、第１層５１の一部をＡｌ組成比を減少させた組成傾斜層としてもよい。これにより、第１層５１の全体を組成傾斜層とする場合に比べて、Ａｌ組成比が低くなる部分が減少するため、第１層５１による光吸収を低減させることができる。例えば、第１層５１のうち第２層５２側に位置する部分のみを組成傾斜層とすることができる。第１層５１のうち組成傾斜層とする部分は、例えば、第１層５１の厚さに対して、３％以上２０％以下とすることができる。第１層５１のうち組成傾斜層とする部分は、例えば、１ｎｍ以上３０ｎｍ以下とすることができる。

第２層５２のＡｌ組成比は、井戸層３１のＡｌ組成比よりも高いことが好ましい。これにより、第２層５２による光吸収をさらに低減でき、井戸層３１の側面からの光が第２層５２をより伝搬しやすくできるため光取り出し効率を向上することができる。

第１層５１のＡｌ組成比は、例えば、５０％以上７０％以下とすることが好ましく、５０％以上６０％以下とすることがさらに好ましい。第２層５２のＡｌ組成比は、例えば、３０％以上６０％以下とすることが好ましく、３５％以上５５％以下とすることがより好ましく、４０％以上５５％以下とすることがさらに好ましい。第２層５２のＡｌ組成比を３０％以上とすることで、第２層５２による光吸収を低減することができる。第２層５２のＡｌ組成比を６０％以下とすることで、第２層５２によるバルク抵抗を低減し順方向電圧Ｖｆの悪化を低減することができる。第３層５３のＡｌ組成比は、例えば、３％以下とすることが好ましい。これにより、第３層５３におけるｐ型化を促進させ、発光効率を向上させることができる。

第１層５１は、例えば、窒化アルミニウムガリウムからなる。第２層５２は、例えば、窒化アルミニウムガリウムからなる。第３層５３は、例えば、窒化ガリウム、又は窒化アルミニウムガリウムからなる。第４層５４は、例えば、窒化アルミニウムガリウムからなる。第１層５１、第２層５２、第３層５３、及び第４層５４は、Ｉｎを含んでもよい。

第４層５４の厚さは、第３層５３の厚さよりも厚い。第４層５４の厚さは、例えば、６０ｎｍ以上１００ｎｍ以下とすることできる。第４層５４のＡｌ組成比は、第１層５１のＡｌ組成比も高く、第４層５４と接する電子ブロック層４０の半導体層（第２のＡｌＧａＮ層）のＡｌ組成比よりも低い。これにより、ｐ電極７０側からのホールを活性層３０に供給しやすくできる。第４層５４のＡｌ組成比は、例えば、５０％以上７０％以下とすることが好ましく、６０％以上７０％以下とすることがさらに好ましい

ｎ電極６０は、ｎコンタクト層２２上に配置され、ｎ側層２０と電気的に接続される。ｐ電極７０は、ｐ側層５０の第３層５３上に配置され、ｐ側層５０と電気的に接続される。

ｎ電極６０には、例えば、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｕ等の金属、又はこれらの金属を主成分とする合金を用いることができる。ｎ電極６０は、例えば、ｎコンタクト層２２側から順に、Ｔｉ層と、Ａｌ合金層と、Ｔａ層と、Ｒｕ層と、含む多層構造とすることができる。

ｐ電極７０には、例えば、上述したｎ電極６０と同様の金属を用いることができる。活性層３０からｐ電極７０側に向かう光を、ｐ電極７０によりｎ側層２０側に反射させる機能を有するｐ電極７０とする場合には、ｐ電極７０のうち第３層５３と接する金属層を活性層３０からの光に対して高い反射率を有する金属層とすることが好ましい。例えば、活性層３０からの光に対して、７０％以上の反射率、好ましくは８０％以上の反射率を有する金属層を用いることが好ましい。このような金属層として、例えば、Ｒｈ層、Ｒｕ層を用いることが好ましい。ｐ電極７０は、例えば、Ｒｈ層と、Ａｕ層と、Ｎｉ層と、Ｔｉ層と、を含む多層構造、あるいはＲｕ層と、Ａｕ層と、Ｎｉ層と、Ｔｉ層と、を含む多層構造とすることができる。

ｎ電極６０とｐ電極７０との間に、順方向電圧を印加すると、ｐ側層５０とｎ側層２０との間に順方向電圧が印加され、活性層３０にホールおよび電子が供給されることで活性層３０が発光する。

なお、本実施形態では、図２に示すように、第２層５２が２つの井戸層３１の側面に接しているが、これに限定されない。図３は、本実施形態の変形例を示す模式断面図である。図３に示すように、活性層３０が複数の井戸層３１を含む場合、第２層５２は、複数の井戸層３１のうち最もｐ側層５０の近くに位置する井戸層３１の側面を少なくとも接していればよい。図３に示すように、複数の井戸層３１の側面のうちｎ側層２０側に位置する井戸層３１の側面は、第２層５２から露出している。複数の井戸層３１のうち最もｐ側層５０の近くに位置する井戸層３１は、他の井戸層３１に比べて強く発光しやすい。そのため、第２層５２を、複数の井戸層３１のうち最もｐ側層５０の近くに位置する井戸層３１の側面に少なくとも接して配置することで、上述した光取り出し効率を向上させる効果を効率よく得ることができる。

以下、図４～図１０を参照して、本実施形態に係る発光素子の製造方法について説明する。

本実施形態の発光素子の製造方法は、窒化物半導体からなるｎ側層２０を形成する工程と、ｎ側層２０上に、活性層３０を形成する工程と、活性層３０上に、ｐ側層５０を形成する工程と、ｎ側層２０に電気的に接続されるｎ電極６０を形成する工程と、ｐ側層５０に電気的に接続されるｐ電極７０を形成する工程と、を含む。ｐ側層５０を形成する工程は、活性層３０上に第１層５１を形成する工程と、第１層５１上と井戸層３１の側面とに接するように第２層５２を形成する工程と、第２層５２上に第３層５３を形成する工程と、を有する。

まず、図４に示すように、例えば、サファイアからなる基板１０のｃ面上にＡｌＮからなるバッファ層１１を形成する工程を行う。バッファ層１１は、例えば、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法等により形成する。なお、後述する各半導体層は、例えば、ＭＯＣＶＤ法によりエピタキシャル成長されることで形成することができる。

次に、図５に示すように、バッファ層１１上に、超格子層１２を形成する工程を行う。超格子層１２は、第１半導体層と、第１半導体層と格子定数が異なる第２半導体層とを交互に成長させることで形成する。第１半導体層は、例えば、原料ガスにトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）ガス、アンモニアガスを用い、キャリアガスとして主に水素（Ｈ_２）ガスを用いてＡｌＮ層を成長させることで形成する。第２半導体層は、例えば、原料ガスにＴＭＡガス、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）ガス、アンモニアガスを用い、キャリアガスとして主に水素ガスを用いてＡｌＧａＮ層を成長させることで形成する。超格子層１２の各層は、例えば、温度を１０００℃以上１２５０℃以下として形成することができる。

次に、図６に示すように、超格子層１２上に、下地層２１とｎコンタクト層２２とを含むｎ側層２０を形成する工程を行う。下地層２１は、例えば、原料ガスにＴＭＡガス、ＴＭＧガス、アンモニアガスを用い、キャリアガスとして主に水素ガスを用いてＡｌＧａＮ層を成長させることで形成する。ｎコンタクト層２２は、例えば、原料ガスにＴＭＡガス、ＴＭＧガス、アンモニアガスを用い、ｎ型不純物ガスとしてモノシラン（ＳｉＨ_４）ガスを用い、キャリアガスとして主に水素ガスを用いてｎ型不純物を含むＡｌＧａＮ層を成長させることで形成する。ｎ側層２０の各層は、例えば、温度を１０００℃以上１２５０℃以下として形成することができる。

次に、図７に示すように、ｎ側層２０上に、井戸層３１と障壁層３２とを含む活性層３０を形成する工程を行う。井戸層３１は、例えば、原料ガスにＴＭＡガス、ＴＭＧガス、アンモニアガスを用い、キャリアガスとして主に窒素ガスを用いてＡｌＧａＮ層を成長させることで形成する。障壁層３２は、例えば、原料ガスにＴＭＡガス、ＴＭＧガス、アンモニアガスを用い、キャリアガスとして主に窒素ガスを用いてＡｌＧａＮ層を成長させることで形成する。例えば、井戸層３１と障壁層３２とを交互に成長させることで、複数の井戸層３１と複数の障壁層３２とを含む活性層３０を形成する。障壁層３２を形成する工程において、ｎ型不純物ガスとしてＳｉＨ_４ガスを用いて、ｎ型不純物を含ませてもよい。活性層３０の各層は、例えば、温度を８５０℃以上１０５０℃以下として形成することができる。

図７に示すように、活性層を形成する工程により、複数の井戸層３１の側面と、複数の障壁層３２の側面とを含む孔部が活性層３０に形成される。活性層３０を形成する工程において、実質的に水素ガスを含まないキャリアガスを用いることが好ましい。これにより、孔部が埋まりにくくなり、井戸層３１の側面が露出された状態で活性層３０を形成しやすい。

次に、図８に示すように、活性層３０上に、電子ブロック層４０を形成する工程を行う。電子ブロック層４０は、ＡｌＮ層、第１のＡｌＧａＮ層、及び第２のＡｌＧａＮ層を含むように形成する。電子ブロック層４０のＡｌＮ層は、例えば、原料ガスにＴＭＡガス、アンモニアガスを用い、キャリアガスとして主に窒素ガスを用いることで形成する。電子ブロック層４０の第１のＡｌＧａＮ層は、例えば、原料ガスにＴＭＡガス、ＴＭＧガス、アンモニアガスを用い、キャリアガスとして窒素ガスを用いることで形成する。電子ブロック層４０の第２のＡｌＧａＮ層は、例えば、原料ガスにＴＭＡガス、ＴＭＧガス、アンモニアガスを用い、キャリアガスとして主に窒素ガスを用いることで形成する。例えば、第２のＡｌＧａＮ層を形成する工程において、Ａｌの原料ガスであるＴＭＡガスの流量比を、第１のＡｌＧａＮ層を形成する工程におけるＴＭＡガスの流量比よりも大きくする。これにより、第２のＡｌＧａＮ層のＡｌ組成比を、第１のＡｌＧａＮ層のＡｌ組成比よりも高くなるように形成する。電子ブロック層４０の各層は、例えば、温度を７５０℃以上９５０℃以下として形成することができる。

図８に示すように、電子ブロック層４０は、活性層３０の孔部内に形成されないように形成することで、活性層３０の孔部が形成されていない活性層３０上に形成される。電子ブロック層４０を形成する工程において、実質的に水素ガスを含まないキャリアガスを用いることが好ましい。これにより、活性層３０の孔部が埋まりにくくなり、電子ブロック層４０を、井戸層３１の側面が電子ブロック層４０から露出された状態で形成しやすい。

次に、図９及び図１０に示すように、電子ブロック層４０上に、ｐ側層５０を形成する工程を行う。ｐ側層５０は、第４層５４、第１層５１、第２層５２、及び第３層５３を活性層３０側から順に成長させることで形成する。第１層５１、第２層５２、第３層５３、及び第４層５４は、例えば、原料ガスとしてＴＭＡガス、ＴＭＧガス、アンモニアガスを用い、ｐ型不純物ガスとしてシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ_２Ｍｇ）ガスを用い、ｐ型不純物としてＭｇを含むＡｌＧａＮ層を成長させることでそれぞれ形成する。ｐ側層５０の各層は、例えば、温度を７５０℃以上９５０℃以下として形成することができる。

図９に示すように、第４層５４は、活性層３０の孔部内に形成されないように形成することで、活性層３０の孔部が形成されていない電子ブロック層４０上に形成される。第４層５４を形成する工程において、実質的に水素ガスを含まないキャリアガスを用いることが好ましい。これにより、活性層３０の孔部が埋まりにくくなり、第４層５４を、井戸層３１の側面が電子ブロック層４０から露出された状態で形成しやすい。

図９に示すように、第１層５１は、活性層３０の孔部内に形成されないように形成することで、活性層３０の孔部が形成されていない第４層５４上に形成される。第４層５４を形成する工程においても、第４層５４を形成する工程と同様に、実質的に水素ガスを含まないキャリアガスを用いることが好ましい。これにより、活性層３０の孔部が埋まりにくくなり、第４層５４を、井戸層３１の側面が第４層５４から露出された状態で形成しやすい。

図１０に示すように、第２層５２を形成する工程において、第２層５２は井戸層３１の側面に接するように形成され、Ｖピット３３は第２層５２により埋め込まれる。第２層５２を形成するときの成長レートは、第１層５１を形成するときの成長レートよりも遅くすることが好ましい。例えば、第２層５２を形成するときの原料ガスであるアンモニアガスの流量比を、第１層５１を形成するときの原料ガスであるアンモニアガスの流量比よりも低くすることで成長レートを遅くすることができる。これにより、Ｖピット３３が第２層５２により埋まりやすくなるようになるため、第２層５２を井戸層３１の側面に接するように形成させやすくできる。また、第３層５３が形成される第２層５２の上面の表面状態を平坦に近づけることができるので、第３層５３の結晶性を向上することができる。

第３層５３を形成するときの成長レートは、第１層５１を形成するときの成長レートよりも遅くすることが好ましい。例えば、第３層５３を形成するときの原料ガスであるアンモニアガスの流量比を、第１層５１を形成するときの原料ガスであるアンモニアガスの流量比よりも低くすることで成長レートを遅くすることができる。これにより、第３層５３の上面の表面状態を第２層５２の上面よりも平坦に近い表面状態とすることできる。その結果、第３層５３とｐ電極７０とが電気的に接続されやすくなるため、順方向電圧Ｖｆを低減させることができる。

第２層５２を形成する工程におけるｐ型不純物ガスの流量比は、第１層５１を形成する工程におけるｐ型不純物ガスの流量比よりも高いことが好ましい。これにより、Ｖピット３３が第２層５２により埋まりやすくなるため、第２層５２を井戸層３１の側面に接するように形成させやすくできる。

第３層５３を形成する工程におけるｐ型不純物ガスの流量比は、第１層５１を形成する工程におけるｐ型不純物ガスの流量比よりも高いことが好ましい。これにより、第３層５３の上面の表面状態を第２層５２の上面よりも平坦に近い表面状態とすることできる。

各半導体層を成長させて形成した後、窒素雰囲中の反応容器内において、例えば、４００℃以上５５０℃の範囲の温度で熱処理を行う。

熱処理後、ｐ側層５０の一部、電子ブロック層４０の一部、及び活性層３０の一部を除去して、ｎコンタクト層２２の一部を露出させる。

そして、図１に示すように、露出されたｎコンタクト層２２上にｎ電極６０を形成し、ｐ側層５０の第３層５３上にｐ電極７０を形成する。

以上のような工程を行うことにより、本実施形態の発光素子を作製することができる。

以下、実施例１、２に係る発光素子、及び参考例に係る発光素子について説明する。

＜実施例１＞
基板１０として、Ｃ面を主面とするサファイアよりなる基板を用いた。基板１０上に、ＡｌＮからなるバッファ層１１を厚さ２μｍに形成した。

次に、温度を１１７５℃にして、原料ガスにＴＭＡガス、ＴＭＧガス、アンモニアガスを用い、バッファ層１１上にＡｌ_０．６０Ｇａ_０．４０Ｎ層を約２１ｎｍの厚さに形成した。続いて、温度を１１７５℃にして、原料ガスにＴＭＡガス、アンモニアガスを用い、ＡｌＮ層を約１０ｎｍの厚さに形成した。このように形成したＡｌＧａＮ層とＡｌＮ層との積層体を３０ペア形成することで超格子層１２を形成した。

次に、温度を１１７５℃にして、原料ガスにＴＭＡガス、ＴＭＧガス、アンモニアガスを用い、超格子層１２上にＡｌ_０．６０Ｇａ_０．４０Ｎ層を約０．５μｍの厚さに形成することで下地層２１を形成した。続いて、温度を１１７５℃にして、原料ガスにＴＭＡガス、ＴＭＧガス、アンモニアガス、ＳｉＨ_４ガスを用い、ｎ型不純物を含むＡｌ_０．６０Ｇａ_０．４０Ｎ層を約２．２μｍの厚さに形成することでｎコンタクト層２２を形成した。このような下地層２１及びｎコンタクト層２２を含むｎ側層２０を形成した。また、ｎコンタクト層２２のｎ型不純物濃度は、約９．５×１０^１８／ｃｍ^３とした。

次に、温度を９５０℃にして、原料ガスにＴＭＡガス、ＴＭＧガス、アンモニアガス、ＳｉＨ_４ガスを用い、ｎ側層２０上にｎ型不純物を含むＡｌ_０．５２Ｇａ_０．４８Ｎ層を約５０ｎｍの厚さに形成することで障壁層３２を形成した。続いて、温度を９５０℃にして、原料ガスにＴＭＡガス、ＴＭＧガス、アンモニアガスを用い、Ａｌ_０．４２Ｇａ_０．５８Ｎ層を約４．４ｎｍの厚さに形成することで井戸層３１を形成した。続いて、温度を９５０℃にして、原料ガスにＴＭＡガス、ＴＭＧガス、アンモニアガス、ＳｉＨ_４ガスを用い、ｎ型不純物を含むＡｌ_０．５２Ｇａ_０．４８Ｎ層を約２．５ｎｍの厚さに形成することで障壁層３２を形成した。続いて、温度を９５０℃にして、原料ガスにＴＭＡガス、ＴＭＧガス、アンモニアガスを用い、Ａｌ_０．４２Ｇａ_０．５８Ｎ層を約４．４ｎｍの厚さに形成することで井戸層３１を形成した。このような２つの井戸層３１と、２つの障壁層３２とを含む活性層３０を形成した。

次に、温度を８７０℃にして、原料ガスにＴＭＡガス、アンモニアガスを用い、活性層３０上にＡｌＮ層を約１ｎｍの厚さに形成した。続いて、温度を８７０℃にして、原料ガスにＴＭＡガス、ＴＭＧガス、アンモニアガスを用い、Ａｌ_０．５５Ｇａ_０．４５Ｎ層を約１ｎｍの厚さに形成することで第１のＡｌＧａＮ層を形成した。続いて、温度を８７０℃にして、原料ガスにＴＭＡガス、ＴＭＧガス、アンモニアガスを用い、Ａｌ_０．７８Ｇａ_０．２２Ｎを約４ｎｍの厚さに形成することで第２のＡｌＧａＮ層を形成した。このようなＡｌＮ層と、２つのＡｌＧａＮ層とを含む電子ブロック層４０を形成した。

次に、温度を８７０℃にして、原料ガスにＴＭＡガス、ＴＭＧガス、アンモニアガス、Ｃｐ_２Ｍｇガスを用い、電子ブロック層４０上にｐ型不純物を含むＡｌ_０．６３Ｇａ_０．３７Ｎ層を約７８ｎｍの厚さに形成することで第４層５４を形成した。続いて、温度を８７０℃にして、原料ガスにＴＭＡガス、ＴＭＧガス、アンモニアガス、Ｃｐ_２Ｍｇガスを用い、ｐ型不純物を含むＡｌ_０．５３Ｇａ_０．４７Ｎ層を約３０ｎｍの厚さに形成することで第１層５１を形成した。続いて、温度を９００℃にして、原料ガスにＴＭＡガス、ＴＭＧガス、アンモニアガス、Ｃｐ_２Ｍｇガスを用い、ｐ型不純物を含むＡｌ_０．４０Ｇａ_０．６０Ｎ層を約１０ｎｍの厚さに形成することで第２層５２を形成した。続いて、温度を９００℃にして、原料ガスにＴＭＡガス、ＴＭＧガス、アンモニアガスを用い、ｐ型不純物を含むＧａＮ層を約１０ｎｍの厚さに形成することで第３層５３を形成した。このような第１層５１、第２層５２、第３層５３、及び第４層５４を含むｐ側層５０を形成した。第２層５２及び第３層５３を形成するときの原料ガスにおけるアンモニアガスの流量比を、第１層５１を形成するときの原料ガスにおけるアンモニアガスの流量比よりも低くした。また、第２層５２及び第３層５３を形成するときの原料ガスにおけるＣｐ_２Ｍｇガスの流量比を、第１層５１を形成するときの原料ガスにおけるＣｐ_２Ｍｇガスの流量比よりも高くした。

各半導体層を形成した後、反応容器内において、各半導体層に対して熱処理を行った。熱処理は、窒素雰囲気中、温度を約４７５℃とした状態で行った。

熱処理後、ｐ側層５０の一部と、活性層３０の一部を除去して、ｎ側コンタクト層２２の一部をｐ側層５０および活性層３０から露出させた。

次に、ｎコンタクト層２２上にｎ電極６０を形成し、ｐ側層５０の第３層５３上にｐ電極７０を形成した。ｎ電極６０には、ｎコンタクト層２２側から順に、Ｔｉ層、ＡｌＳｉ層、Ｔａ層、Ｒｕ層、Ｔｉ層が積層された多層構造の電極を用いた。ｐ電極７０には、第３層５３側から順に、Ｔｉ層、Ｒｕ層、Ｔｉ層が積層された多層構造の電極を用いた。

その後、基板１０を複数の発光素子に個片化した。個片化した発光素子の基板１０の外形は、平面視において１辺の長さが１０００μｍの正方形とした。また、発光素子の基板１０の厚さは７００μｍとした。

以上のように作製した実施例１の発光素子は、順方向電圧Ｖｆは５．８６Ｖであり、出力Ｐｏは１８２ｍＷであった。なお、実施例１、２、及び参考例において、順方向電圧Ｖｆ及び出力Ｐｏは、３５０ｍＡの電流を印加したときの値である。

＜実施例２＞
実施例２に係る発光素子は、第１層５１の構造が異なること以外は実施例１と同じように作製した。

実施例２に係る発光素子では、第１層５１を、ｐ型不純物を含み、厚さが約２７ｎｍであるＡｌ_０．５３Ｇａ_０．４７Ｎ層と、ｐ型不純物を含み、厚さが約３ｎｍである組成傾斜層とにより形成した。組成傾斜層は、第１層５１のうち第２層５２側に位置するように形成した。組成傾斜層は、ＴＭＡガスの流量比を減少させることで、Ａｌ組成比が活性層３０側から第２層５２側に向かって小さくなるように形成した。組成傾斜層は、活性層３０側から第２層５２側に向かって、Ａｌ組成比が約５３％から０％になるように形成した。

以上のように作製した実施例２の発光素子は、順方向電圧Ｖｆは５．１３Ｖであり、出力Ｐｏは１６１ｍＷであった。

＜参考例＞
参考例に係る発光素子は、ｐ側層５０の構造の一部と、ｐ電極７０の構造の一部が異なること以外は、実施例１と同様にして作製した。

参考例に係る発光素子では、第２層５２を、温度を８７０℃にして、原料ガスにＴＭＧガス、アンモニアガス、Ｃｐ_２Ｍｇガスを用い、ｐ型不純物を含み厚さが約３５０ｎｍであるＧａＮ層により形成した。また、第３層５３を、温度を８７０℃にして、原料ガスにＴＭＧガス、アンモニアガス、Ｃｐ_２Ｍｇガスを用い、ｐ型不純物を含み厚さが約２０ｎｍであるＧａＮ層により形成した。ｐ電極７０には、第３層５３側から順に、Ｔｉ層、Ｒｈ層、Ｔｉ層が積層された多層構造の電極を用いた。

以上のようにして作製した参考例の発光素子において、順方向電圧Ｖｆは７．０８Ｖであり、出力Ｐｏは１０３ｍＷであった。

以上のことから、実施例１、２に係る発光素子によれば、参考例に係る発光素子よりも高い出力Ｐｏとすることができ、順方向電圧Ｖｆも低減できていることが分かる。これは、第２層５２によりＶピット３３が埋め込まれたことで、井戸層３１の側面からの光が取り出されやすくなったためであると考えられる。実施例２に係る発光素子は、実施例１に係る発光素子に比べて、出力Ｐｏは２１ｍＷ低くなっているが、順方向電圧Ｖｆは０．７３Ｖ低くなっている。これは、第１層５１の一部をＡｌ組成比を低くした組成傾斜層とすることで、順方向電圧Ｖｆを低減できるが、第１層５１のうちＡｌ組成比が低い部分が増加し第１層５１による光吸収が生じるため、出力Ｐｏが低下したと考えられる。

以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。本発明の上述した実施形態を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての形態も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものである。

本実施形態は、以下の形態を含む。

付記１
それぞれが窒化物半導体からなる、ｎ側層と、ｐ側層と、ｎ側層とｐ側層の間に位置し紫外線を発する活性層と、を含む半導体構造体と、
前記ｎ側層に電気的に接続されるｎ電極と、
前記ｐ側層に電気的に接続されるｐ電極と、を含み、
前記活性層は、Ａｌを含む井戸層と、Ａｌを含む障壁層と、前記井戸層の側面と前記障壁層の側面とを含む孔部と、を有し、
前記ｐ側層は、Ａｌを含む第１層と、Ａｌを含み、前記第１層上に配置され、前記井戸層の前記側面に接して配置される第２層と、前記第２層上に配置される第３層と、を有し、
前記第３層の厚さは、前記第１層の厚さよりも薄く、
前記第２層のＡｌ組成比と、前記井戸層のＡｌ組成比との差は１０％以下であり、
前記第３層は、前記第２層のＡｌ組成比よりも低いＡｌ組成比である層、又は、Ａｌを含まない層であり、
前記ｐ電極は、前記第３層上に配置される発光素子。
付記２
前記第３層の厚さは、前記第２層の厚さ以下である付記１に記載の発光素子。
付記３
前記第１層、前記第２層、及び前記第３層は、ｐ型不純物を含み、
前記第２層のｐ型不純物濃度及び前記第３層のｐ型不純物濃度は、前記第１層のｐ型不純物濃度よりも高い付記１又は２に記載の発光素子。
付記４
前記第３層のｐ型不純物濃度は、前記第２層のｐ型不純物濃度よりも高い付記３に記載の発光素子。
付記５
前記第２層のｐ型不純物濃度は、１×１０^１９／ｃｍ^３以上１×１０^２１／ｃｍ^３以下である付記３又は４に記載の発光素子。
付記６
前記第１層のＡｌ組成比は、前記第２層のＡｌ組成比よりも高い付記１から５のいずれか１つに記載の発光素子。
付記７
前記第２層のＡｌ組成比は、前記井戸層のＡｌ組成比よりも高い付記１から６のいずれか１つに記載の発光素子。
付記８
前記井戸層のＡｌ組成比は、１０％以上である付記１から７のいずれか１つに記載の発光素子。
付記９
前記第２層の厚さは、３ｎｍ以上２０ｎｍ以下である付記１から８のいずれか１つに記載の発光素子。
付記１０
前記第１層及び前記第２層は、窒化アルミニウムガリウムからなり、
前記第３層は、窒化ガリウムからなる付記１から９のいずれか１つに記載の発光素子。
付記１１
窒化物半導体からなるｎ側層を形成する工程と、
前記ｎ側層上に、それぞれが窒化物半導体からなる、Ａｌを含む井戸層と、Ａｌを含む障壁層と、前記井戸層の側面と前記障壁層の側面とを含む孔部と、を有し、紫外線を発する活性層を形成する工程と、
前記活性層上に、それぞれが窒化物半導体からなる、Ａｌを含む第１層と、Ａｌを含み、前記井戸層のＡｌ組成比との差が１０％以下である第２層と、前記第１層の厚さより薄く、前記第２層のＡｌ組成比よりも低いＡｌ組成比である層、又は、Ａｌを含まない層である第３層と、を有するｐ側層を形成する工程と、
前記ｎ側層に電気的に接続されるｎ電極を形成する工程と、
前記ｐ側層の前記第３層に電気的に接続されるｐ電極を形成する工程と、を含み、
前記ｐ側層を形成する工程は、
前記活性層上に前記第１層を形成する工程と、
前記第１層上と前記井戸層の前記側面とに接するように前記第２層を形成する工程と、
前記第２層上に前記第３層を形成する工程と、を有する発光素子の製造方法。
付記１２
前記第２層を形成するときの成長レートは、前記第１層を形成するときの成長レートよりも遅い付記１１に記載の発光素子の製造方法。
付記１３
前記第３層を形成するときの成長レートは、前記第１層を形成するときの成長レートよりも遅い付記１１又は１２に記載の発光素子の製造方法。
付記１４
前記第１層を形成する工程において、ｐ型不純物ガスを用いてｐ型不純物を含む前記第１層を形成し、
前記第２層を形成する工程において、ｐ型不純物ガスを用いてｐ型不純物を含む前記第２層を形成し、
前記第２層を形成する工程におけるｐ型不純物ガスの流量比は、前記第１層を形成する工程におけるｐ型不純物ガスの流量比よりも高い付記１１から１３のいずれか１つに記載の発光素子の製造方法。
付記１５
前記第１層を形成する工程において、ｐ型不純物ガスを用いてｐ型不純物を含む前記第１層を形成し、
前記第３層を形成する工程において、ｐ型不純物ガスを用いてｐ型不純物を含む前記第３層を形成し、
前記第３層を形成する工程におけるｐ型不純物ガスの流量比は、前記第１層を形成する工程におけるｐ型不純物ガスの流量比よりも高い付記１１から１４のいずれか１つに記載の発光素子の製造方法。

１ 発光素子
１０ 基板
１１ バッファ層
１２ 超格子層
２０ ｎ側層
２１ 下地層
２２ ｎコンタクト層
３０ 活性層
３１ 井戸層
３２ 障壁層
３３ Ｖピット
４０ 電子ブロック層
５０ ｐ側層
５１ 第１層
５２ 第２層
５３ 第３層
５４ 第４層
６０ ｎ電極
７０ ｐ電極
１００ 半導体構造体

Claims (15)

1. それぞれが窒化物半導体からなる、ｎ側層と、ｐ側層と、ｎ側層とｐ側層の間に位置し紫外線を発する活性層と、を含む半導体構造体と、
   前記ｎ側層に電気的に接続されるｎ電極と、
   前記ｐ側層に電気的に接続されるｐ電極と、を含み、
   前記活性層は、Ａｌを含む井戸層と、Ａｌを含む障壁層と、前記井戸層の側面と前記障壁層の側面とを含む孔部と、を有し、
   前記ｐ側層は、Ａｌを含む第１層と、Ａｌを含み、前記第１層上に配置され、前記井戸層の前記側面に接して配置される第２層と、前記第２層上に配置される第３層と、を有し、
   前記第３層の厚さは、前記第１層の厚さよりも薄く、
   前記第２層のＡｌ組成比と、前記井戸層のＡｌ組成比との差は１０％以下であり、
   前記第３層は、前記第２層のＡｌ組成比よりも低いＡｌ組成比である層、又は、Ａｌを含まない層であり、
   前記ｐ電極は、前記第３層上に配置される発光素子。
2. 前記第３層の厚さは、前記第２層の厚さ以下である請求項１に記載の発光素子。
3. 前記第１層、前記第２層、及び前記第３層は、ｐ型不純物を含み、
   前記第２層のｐ型不純物濃度及び前記第３層のｐ型不純物濃度は、前記第１層のｐ型不純物濃度よりも高い請求項１に記載の発光素子。
4. 前記第３層のｐ型不純物濃度は、前記第２層のｐ型不純物濃度よりも高い請求項３に記載の発光素子。
5. 前記第２層のｐ型不純物濃度は、１×１０^１９／ｃｍ^３以上１×１０^２１／ｃｍ^３以下である請求項３に記載の発光素子。
6. 前記第１層のＡｌ組成比は、前記第２層のＡｌ組成比よりも高い請求項１から５のいずれか１つに記載の発光素子。
7. 前記第２層のＡｌ組成比は、前記井戸層のＡｌ組成比よりも高い請求項１から５のいずれか１つに記載の発光素子。
8. 前記井戸層のＡｌ組成比は、１０％以上である請求項１から５のいずれか１つに記載の発光素子。
9. 前記第２層の厚さは、３ｎｍ以上２０ｎｍ以下である請求項１から５のいずれか１つに記載の発光素子。
10. 前記第１層及び前記第２層は、窒化アルミニウムガリウムからなり、
    前記第３層は、窒化ガリウムからなる請求項１から５のいずれか１つに記載の発光素子。
11. 窒化物半導体からなるｎ側層を形成する工程と、
    前記ｎ側層上に、それぞれが窒化物半導体からなる、Ａｌを含む井戸層と、Ａｌを含む障壁層と、前記井戸層の側面と前記障壁層の側面とを含む孔部と、を有し、紫外線を発する活性層を形成する工程と、
    前記活性層上に、それぞれが窒化物半導体からなる、Ａｌを含む第１層と、Ａｌを含み、前記井戸層のＡｌ組成比との差が１０％以下である第２層と、前記第１層の厚さより薄く、前記第２層のＡｌ組成比よりも低いＡｌ組成比である層、又は、Ａｌを含まない層である第３層と、を有するｐ側層を形成する工程と、
    前記ｎ側層に電気的に接続されるｎ電極を形成する工程と、
    前記ｐ側層の前記第３層に電気的に接続されるｐ電極を形成する工程と、を含み、
    前記ｐ側層を形成する工程は、
    前記活性層上に前記第１層を形成する工程と、
    前記第１層上と前記井戸層の前記側面とに接するように前記第２層を形成する工程と、
    前記第２層上に前記第３層を形成する工程と、を有する発光素子の製造方法。
12. 前記第２層を形成するときの成長レートは、前記第１層を形成するときの成長レートよりも遅い請求項１１に記載の発光素子の製造方法。
13. 前記第３層を形成するときの成長レートは、前記第１層を形成するときの成長レートよりも遅い請求項１２に記載の発光素子の製造方法。
14. 前記第１層を形成する工程において、ｐ型不純物ガスを用いてｐ型不純物を含む前記第１層を形成し、
    前記第２層を形成する工程において、ｐ型不純物ガスを用いてｐ型不純物を含む前記第２層を形成し、
    前記第２層を形成する工程におけるｐ型不純物ガスの流量比は、前記第１層を形成する工程におけるｐ型不純物ガスの流量比よりも高い請求項１１から１３のいずれか１つに記載の発光素子の製造方法。
15. 前記第１層を形成する工程において、ｐ型不純物ガスを用いてｐ型不純物を含む前記第１層を形成し、
    前記第３層を形成する工程において、ｐ型不純物ガスを用いてｐ型不純物を含む前記第３層を形成し、
    前記第３層を形成する工程におけるｐ型不純物ガスの流量比は、前記第１層を形成する工程におけるｐ型不純物ガスの流量比よりも高い請求項１１から１３のいずれか１つに記載の発光素子の製造方法。

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