JP6379265B1 - 窒化物半導体発光素子及び窒化物半導体発光素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ｎ型クラッド層と多重量子井戸層のｎ型クラッド層側の障壁層との界面で生じ得るバンド構造のノッチを抑制するとともに、ピエゾ効果により発生する電界を低減して発光出力を向上させることができる窒化物半導体発光素子及び窒化物半導体発光素子の製造方法を提供する。【解決手段】第１のＡｌ組成比を有するｎ型ＡｌＧａＮによって形成されたｎ型クラッド層３０と、多重量子井戸層の前記ｎ型クラッド層側に位置し、第１のＡｌ組成比よりも大きな第２のＡｌ組成比を有するＡｌＧａＮによって形成された障壁層５２と、前記ｎ型クラッド層及び前記障壁層の間に位置して、前記第１のＡｌ組成比と前記第２のＡｌ組成比との間の第３のＡｌ組成比を有する傾斜層４０とを含む窒化物半導体発光素子であって、前記傾斜層の前記第３のＡｌ組成比は、第１のＡｌ組成比から第２のＡｌ組成比に向かって所定の増加率で増加する。【選択図】図１
Description
本発明は、窒化物半導体発光素子及び窒化物半導体発光素子の製造方法に関する。
近年、青色光を出力する発光ダイオードやレーザダイオード等の窒化物半導体発光素子が実用化されており、発光出力を向上させた窒化物半導体発光素子の開発が進められている（特許文献１参照。）。
特許文献１に記載の窒化物半導体発光素子は、ｎ型クラッド層とｐ型クラッド層との間に活性層を有するIII族窒化物半導体発光素子であって、前記活性層が、前記ｎ型クラッド層に接する第１障壁層、前記ｐ型クラッド層に接する第２障壁層、ならびに前記第１および第２障壁層の間に位置する１層以上の中間障壁層を含む、３層以上のＡｌＸＧａ１−ＸＮ（０≦Ｘ＜１）からなる障壁層と、該障壁層の間に挟まれたIII族窒化物半導体からなる２層以上の井戸層と、を含む多重量子井戸構造を有し、前記障壁層のＡｌ組成比Ｘが、前記中間障壁層のうち最小のＡｌ組成比Ｘｍｉｎをとる中間障壁層を基準として、前記第１障壁層および前記第２障壁層に向かって漸増し、前記第１障壁層のＡｌ組成比Ｘ１、前記第２障壁層のＡｌ組成比Ｘ２、および前記Ｘｍｉｎが以下の関係式を満たすものである。
記
Ｘ２＋０．０１≦Ｘ１
Ｘｍｉｎ＋０．０３≦Ｘ２
記
Ｘ２＋０．０１≦Ｘ１
Ｘｍｉｎ＋０．０３≦Ｘ２
しかしながら、特許文献１に記載の窒化物半導体発光素子では、ｎ型クラッド層と第１障壁層との界面でのＡｌの組成比が急激に変化している。そのため、界面でバンド構造がＶ字型に深くなる状態（以下、「ノッチ」ともいう。）が生じ、電子がこのノッチに捕獲され電子の流れが阻まれやすくなる。また、このような界面ではピエゾ効果により電界が発生し、これにより電子の流れが阻害されやすくなる。このような要因により、特許文献１に記載の窒化物半導体発光素子では、発光出力の低下が起こることがあった。
そこで、本発明は、ｎ型クラッド層と多重量子井戸層のｎ型クラッド層側の障壁層との界面で生じ得るバンド構造のノッチを抑制するとともに、ピエゾ効果により発生する電界を低減して発光出力を向上させることができる窒化物半導体発光素子及び窒化物半導体発光素子の製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、上記課題を解決することを目的として、第１のＡｌ組成比を有するｎ型ＡｌＧａＮによって形成されたｎ型クラッド層と、多重量子井戸層の前記ｎ型クラッド側に位置し、前記第１のＡｌ組成比よりも大きな第２のＡｌ組成比を有するＡｌＧａＮによって形成された障壁層と、前記ｎ型クラッド層及び前記障壁層の間に位置して、前記第１のＡｌ組成比と前記第２のＡｌ組成比との間の第３のＡｌ組成比を有する傾斜層と、を備えた含む窒化物半導体発光素子であって、前記傾斜層の前記第３のＡｌ組成比は、前記第１のＡｌ組成比から前記第２のＡｌ組成比に向かって所定の増加率で増加する、窒化物半導体発光素子及び窒化物半導体発光素子の製造方法を提供する。
本発明によれば、ｎ型クラッド層と多重量子井戸層の前記ｎ型クラッド層側の障壁層との界面で生じ得るバンド構造のノッチを抑制するとともに、この界面で発生する電界を低減して、発光出力を向上させることができる窒化物半導体発光素子及び窒化物半導体発光素子の製造方法を提供することができる。
［実施の形態］
本発明の実施の形態について、図１乃至図３を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。また、各図面における各構成要素の寸法比は、必ずしも実際の窒化物半導体発光素子の寸法比と一致するものではない。
本発明の実施の形態について、図１乃至図３を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。また、各図面における各構成要素の寸法比は、必ずしも実際の窒化物半導体発光素子の寸法比と一致するものではない。
図１は、本発明の実施の形態に係る窒化物半導体発光素子の構成を概略的に示す断面図である。窒化物半導体発光素子１（以下、単に「発光素子１」ともいう。）は、紫外領域の波長の光を発する発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）である。本実施の形態では、特に、中心波長が２５０ｎｍ〜３５０ｎｍの深紫外光を発する発光素子１を例に挙げて説明する。
図１に示すように、発光素子１は、基板１０と、バッファ層２０と、ｎ型クラッド層３０と、傾斜層４０と、多重量子井戸層を含む発光層５０と、電子ブロック層６０と、ｐ型クラッド層７０と、ｐ型コンタクト層８０と、ｎ側電極９０と、ｐ側電極９２とを含んで構成されている。
発光素子１を構成する半導体には、例えば、ＡｌｘＧａｙＩｎ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）にて表される２元系、３元系若しくは４元系のIII族窒化物半導体を用いることができる。また、これらのIII族元素の一部は、ホウ素（Ｂ）、タリウム（Ｔｌ）等で置き換えても良く、また、Ｎの一部をリン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）等で置き換えても良い。
基板１０は、発光素子１が発する深紫外光に対して透光性を有する基板である。基板１０は、例えば、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）基板である。基板１０には、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）基板の他に、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基板や、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）基板を用いてもよい。
バッファ層２０は、基板１０上に形成されている。バッファ層２０は、ＡｌＮ層２２と、ＡｌＮ層２２上に形成されるアンドープのｕ−ＡｌｐＧａ１−ｐＮ層２４（０≦ｐ≦１）を含んで構成されている。また、基板１０及びバッファ層２０は、下地構造部２を構成する。なお、ｕ−ＡｌｐＧａ１−ｐＮ層２４は、必ずしも設けなくてもよい。
ｎ型クラッド層３０は、下地構造部２上に形成されている。ｎ型クラッド層３０は、ｎ型のＡｌＧａＮ（以下、単に「ｎ型ＡｌＧａＮ」ともいう。）により形成された層であり、例えば、ｎ型の不純物としてシリコン（Ｓｉ）がドープされたＡｌｑＧａ１−ｑＮ層（０≦ｑ≦１）である。なお、ｎ型の不純物としては、ゲルマニウム（Ｇｅ）、セレン（Ｓｅ）、テルル（Ｔｅ）、炭素（Ｃ）等を用いてもよい。ｎ型クラッド層３０は、１μｍ〜３μｍ程度の厚さを有し、例えば、２μｍ程度の厚さを有している。ｎ型クラッド層３０は、単層でもよく、多層構造でもよい。
傾斜層４０は、ｎ型クラッド層３０上に形成されている。傾斜層４０は、ｎ型ＡｌＧａＮにより形成された層であり、例えば、ｎ型の不純物としてシリコン（Ｓｉ）がドープされたＡｌｚＧａ１−ｚＮ層（０≦ｚ≦１）である。傾斜層４０は、１〜１００ｎｍ程度の厚さを有し、例えば、２５ｎｍ程度の厚さを有している。傾斜層４０はｎ型クラッド層３０と後述する多重量子井戸層のｎ型クラッド層３０側の障壁層５２ａとの界面を制御する役割を担う層である。具体的には、傾斜層４０は、ｎ型クラッド層３０と障壁層５２ａとの間でＡｌの組成比（以下、単に「Ａｌ組成比」ともいう。）が急激に変化することを抑制する役割を担う。
多重量子井戸層を含む発光層５０は、傾斜層４０上に形成されている。発光層５０は、ＡｌｒＧａ１−ｒＮを含んで構成される多重量子井戸層のｎ型クラッド層３０側の障壁層５２ａを含む３層の障壁層５２ａ，５２ｂ，５２ｃとＡｌｓＧａ１−ｓＮを含んで構成される３層の井戸層５４ａ，５４ｂ，５４ｃ（０≦ｒ≦１、０≦ｓ≦１、ｒ＞ｓ、図２参照）とを交互に積層した多重量子井戸層である。発光層５０は、波長３５０ｎｍ以下の深紫外光を出力するためにバンドギャップが３．４ｅＶ以上となるように構成されている。
発光素子１のＡｌ組成比について、図２を参照して説明する。図２は、発光素子１のＡｌ組成比を従来の発光素子のＡｌ組成比と比較して模式的に示すグラフである。図２の記号Ａは、本発明に係る発光素子１のＡｌ組成比を示し、図２の記号Ｂは、従来の発光素子のＡｌ組成比を示す。なお、Ａｌ組成比には、別の表現として、「ＡｌＮモル分率」（％）を用いることができる。
ｎ型クラッド層３０のＡｌ組成比（以下、「第１のＡｌ組成比」ともいう。）は、４０％〜６０％程度、好ましくは、５０％〜６０％程度、より好ましくは、５４．６％程度である。また、障壁層５２ａのＡｌ組成比（以下、「第２のＡｌ組成比」ともいう。）は、第１のＡｌ組成比よりも大きく、例えば、７０％以上、好ましくは、８０％以上である。障壁層５２ｂ、５２ｃも同様であるが、ここでは説明を省略する。
傾斜層４０のＡｌ組成比は、ｎ型クラッド層３０と少なくとも障壁層５２ａとの界面で生じ得るバンド構造のノッチを抑制し、ピエゾ効果により発生する電界を低減するように、第１のＡｌ組成比から第２のＡｌ組成比に向かって所定の増加率で増加している。換言すれば、傾斜層４０のＡｌ組成比（以下、「第３のＡｌ組成比」ともいう。）は、発光素子１の深さ方向に向かって第１のＡｌ組成比（例えば、約５５％）から第２のＡｌ組成比（約８０％）の間で傾斜して増加している。
具体的には、傾斜層４０のＡｌ組成比は、第１のＡｌ組成比（約５５％）から第２のＡｌ組成比（約８０％）の間で略直線的に傾斜して増加している。すなわち、傾斜層４０の第３のＡｌ組成比は、第１のＡｌ組成比（約５５％）から第２のＡｌ組成比（約８０％）まで一定の増加率で増加している。増加率の詳細は、後述する。
バンド構造のノッチや、ピエゾ効果により発生する電界を発生させる急激なＡｌ組成比の増加を抑制するために、増加率は、所定の値（下限値）以上の値をとる。また、好ましくは、増加率は、所定の値（下限値）以上をとる。増加率を所定の値（下限値）よりも小さくなると、傾斜層４０の膜厚が１００ｎｍ以上よりも厚くなり、電気抵抗が大きくなって、順方向電圧が大きくならないようにする必要がある。
より好ましくは、傾斜層４０のＡｌ組成比は、ｎ型クラッド層３０側から障壁層５２ａ側に向かって、ｐクラッド層７０の上面を０ｍｍとした場合、５５．３ｍｍ〜８３．１ｍｍの間において５４．６％から８２．０％に増加している。すなわち、傾斜層４０のＡｌ組成比は、約２８ｎｍに対して約２８％増加する増加率で変化している。換言すれば、発光素子１の深さ（ｐ型クラッド層７０側からｎ型クラッド層３０側に向かう方向を正とする）をＤ（ｎｍ）としたときに、Ａｌ組成比をＸＡｌ（％）は、以下の関係式を満たす。
ＸＡｌ（％）＝―（１．０±０．１）×Ｄ（ｎｍ）＋Ｘ０
Ｘ０は、所定の値を有する係数である。
ＸＡｌ（％）＝―（１．０±０．１）×Ｄ（ｎｍ）＋Ｘ０
Ｘ０は、所定の値を有する係数である。
なお、傾斜層４０のＡｌ組成比は、第１のＡｌ組成比から第２のＡｌ組成比に直線的に傾斜して増加するものに限られず、例えば、第１のＡｌ組成比から第２のＡｌ組成比に所定の深さごとに複数回に亘って階段状に増加するようにしてもよい。また、傾斜層４０のＡｌ組成比は、第１のＡｌ組成比から第２のＡｌ組成比に曲線的に傾斜して増加するようにしてもよい。「曲線的に傾斜」とは、例えば、ｎ型クラッド層３０側から障壁層５２側に向かって、上又は下に凸の放物線状に増加するように変化することをいう。換言すれば、傾斜層４０のＡｌ組成比は、ｎ型クラッド層３０側から障壁層５２側に向かって変動する増加率で変化するようにしてもよい。
電子ブロック層６０は、発光層５０上に形成されている。電子ブロック層６０は、ｐ型のＡｌＧａＮ（以下、単に「ｐ型ＡｌＧａＮ」ともいう。）により形成された層である。電子ブロック層６０は、１ｎｍ〜１０ｎｍ程度の厚さを有している。なお、電子ブロック層６０は、ＡｌＮにより形成された層を含んでもよく、ＧａＮを含まないＡｌＮにより形成されているものであってもよい。また、電子ブロック層６０は、必ずしもｐ型の半導体層に限られず、アンドープの半導体層でもよい。
ｐ型クラッド層７０は、電子ブロック層６０上に形成されている。ｐ型クラッド層７０は、ｐ型ＡｌＧａＮにより形成される層であり、例えば、ｐ型の不純物としてマグネシウム（Ｍｇ）がドープされたＡｌｔＧａ１−ｔＮクラッド層（０≦ｔ≦１）である。なお、ｐ型の不純物としては、亜鉛（Ｚｎ）、ベリリウム（Ｂｅ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）等を用いてもよい。ｐ型クラッド層７０は、３００ｎｍ〜７００ｎｍ程度の厚さを有し、例えば、４００ｎｍ〜６００ｎｍ程度の厚さを有する。
ｐ型コンタクト層８０は、ｐ型クラッド層７０上に形成されている。ｐ型コンタクト層８０は、例えば、Ｍｇ等の不純物が高濃度にドープされたｐ型のＧａＮ層である。
ｎ側電極９０は、ｎ型クラッド層３０の一部の領域上に形成されている。ｎ側電極９０は、例えば、ｎ型クラッド層３０の上に順にチタン（Ｔｉ）／アルミニウム（Ａｌ）／Ｔｉ／金（Ａｕ）が順に積層された多層膜で形成される。
ｐ側電極９２は、ｐ型コンタクト層８０の上に形成されている。ｐ側電極９２は、例えば、ｐ型コンタクト層８０の上に順に積層されるニッケル（Ｎｉ）／金（Ａｕ）の多層膜で形成される。
次に、発光素子１の製造方法について説明する。基板１０上にバッファ層２０を形成する。具体的には、基板１０上に、ＡｌＮ層２２と、アンドープのｕ−Ａｌ１−ｐＧａｐＮ層２４を高温成長させる。次に、バッファ層２０上にｎ型クラッド層３０を高温成長させる。次に、ｎ型クラッド層３０上に、Ａｌの供給量を徐々に増やしながら、傾斜層４０を高温成長させる。具体的には、Ａｌの組成比が単位深さ（ｎｍ）あたり１．０±０．１％程度増加するようにＡｌの供給量を調整して傾斜層４０を高温成長させる。Ａｌの供給量の調整は、例えば、アンモニアガスと金属材料との比率を調整する等、公知の技術を用いてよい。あるいは、ＡｌＧａＮの原料の供給量を一定に保ちつつ、傾斜層４０の成長温度を調整することによりＡｌの相対的な供給量を調整してもよい。なお、「供給量」とは、例えば、供給する原料に対してＡｌが占める相対的な割合をいう。
次に、傾斜層４０上に、発光層５０、電子ブロック層６０、及びｐ型クラッド層７０を順に高温成長させる。ｎ型クラッド層３０、傾斜層４０、発光層５０、電子ブロック層６０、及びｐ型クラッド層７０は、有機金属化学気相成長法（Metal Organic Chemical Vapor Deposition：ＭＯＣＶＤ）、分子線エピタキシ法（Molecular Beam Epitaxy：ＭＢＥ）、ハライド気相エピタキシ法（Halide Vapor Phase Epitaxy：ＮＶＰＥ）等の周知のエピタキシャル成長法を用いて形成することができる。
次に、ｐ型クラッド層７０の上にマスクを形成し、マスクが形成されていない露出領域の傾斜層４０、発光層５０、電子ブロック層６０、及びｐ型クラッド層７０を除去する。傾斜層４０、発光層５０、電子ブロック層６０、及びｐ型クラッド層７０の除去は、例えば、プラズマエッチングにより行うことができる。ｎ型クラッド層３０の露出面３０ａ（図１参照）上にｎ側電極９０を形成し、マスクを除去したｐ型コンタクト層８０上にｐ側電極９２を形成する。ｎ側電極９０及びｐ側電極９２は、例えば、電子ビーム蒸着法やスパッタリング法などの周知の方法により形成することができる。以上により、図１に示す発光素子１が形成される。
次に、本発明の実施の形態に係る実施例について図３を参照して説明する。図３は、実施例１から実施例５、及び比較例１及び２に係る発光素子１の発光波長と発光出力とを示す図であり、（ａ）は、各結果を表で示した図、（ｂ）は、各結果をグラフで示した図である。実施例１から実施例５に係る発光素子１は、上述した傾斜層４０を含む。すなわち、実施例１〜５に係る発光素子１のＡｌ組成比は、ｎ型クラッド層３０側から多重量子井戸層のｎ型クラッド層３０側障壁層５２ａ側に向かって徐々に増加している。また、比較例１及び２に係る発光素子は、上述の傾斜層４０を含まない。すなわち、比較例１及び２に係る発光素子のＡｌ組成比は、ｎ型クラッド層３０の第１のＡｌ組成比と障壁層５２ａの第２のＡｌ組成比との間で急峻に変化している。
図３（ａ）、（ｂ）に、実施例１〜５、及び比較例１及び２に係る発光素子１の発光出力（任意単位、当社比）を示す。発光波長（ｎｍ）は、発光出力を計測した波長である。発光出力は、種々の公知の方法で測定することが可能であるが、本実施例では、一例として、上述したｎ側電極９０及びｐ側電極９２の間に電流を流し、発光素子１の下側に設置した光検出器により測定した。なお、発光波長は、傾斜層４０及び発光層５０の成長温度に依存して特定される。
図３（ａ）に示すように、実施例１では、２８０.７ｎｍの発光波長で１.２４の発光出力が得られた。実施例２では、２８３.３ｎｍの発光波長で１.２８の発光出力が得られた。実施例３では、２８３.１ｎｍの発光波長で１.２３の発光出力が得られた。実施例４では、２８１.７ｎｍの発光波長で１.２５の発光出力が得られた。実施例５では、２８３.０ｎｍの発光波長で1.２０の発光出力が得られた。
これらに対し、比較例１では、２７９.８ｎｍの発光波長で０.７４の発光出力が得られた。比較例２では、２８３．８ｎｍに発光波長で０．８６の発光出力が得られた。
以上をまとめると、比較例１及び２では、発光出力が１．０未満にであったのに対し、実施例１〜５ではいずれも発光出力が１．２以上となった。また、実施例１〜５の発光出力は、いずれも、比較例１の発光出力の１．６倍以上、比較例２の発光出力の１．４倍以上となった。以上のように、本発明により、発光素子１の発光出力が上昇することが明らかになった。
（実施の形態の作用及び効果）
以上説明したように、本発明の実施の形態に係る発光素子１では、ｎ型クラッド層３０と多重量子井戸層のｎ型クラッド層３０側の障壁層５２ａとの間に、Ａｌ組成比がｎ型クラッド層３０側から多重量子井戸層のｎ型クラッド層３０側障壁層５２ａ側に向かって徐々に増加する傾斜層４０が設けられている。これにより、発光素子１の深紫外光の発光出力を上昇させることが可能となる。このようなＡｌ組成比を有する傾斜層４０をｎ型クラッド層３０と多重量子井戸層のｎ型クラッド層３０側障壁層５２ａとの間に設けることにより、従来の発光素子で生じていたバンドのノッチを抑制するともに、ピエゾ効果により発生する電界を低減することができたためと考えられる。
以上説明したように、本発明の実施の形態に係る発光素子１では、ｎ型クラッド層３０と多重量子井戸層のｎ型クラッド層３０側の障壁層５２ａとの間に、Ａｌ組成比がｎ型クラッド層３０側から多重量子井戸層のｎ型クラッド層３０側障壁層５２ａ側に向かって徐々に増加する傾斜層４０が設けられている。これにより、発光素子１の深紫外光の発光出力を上昇させることが可能となる。このようなＡｌ組成比を有する傾斜層４０をｎ型クラッド層３０と多重量子井戸層のｎ型クラッド層３０側障壁層５２ａとの間に設けることにより、従来の発光素子で生じていたバンドのノッチを抑制するともに、ピエゾ効果により発生する電界を低減することができたためと考えられる。
（実施形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。
［１］第１のＡｌ組成比を有するｎ型ＡｌＧａＮによって形成されたｎ型クラッド層（３０）と、多重量子井戸層の前記ｎ型クラッド層（３０）側に位置し、前記第１のＡｌ組成比よりも大きな第２のＡｌ組成比を有するＡｌＧａＮによって形成された障壁層（５２ａ，５２ｂ，５２ｃ）と、前記ｎ型クラッド層（３０）及び前記障壁層（５２ａ，５２ｂ，５２ｃ）の間に位置して、前記第１のＡｌ組成比と前記第２のＡｌ組成比との間の第３のＡｌ組成比を有する傾斜層（４０）とを備えた含む、２５０ｎｍ〜３５０ｎｍの中心波長を有する深紫外光を発する窒化物半導体発光素子（１）であって、前記傾斜層（４０）の前記第３のＡｌ組成比は、前記第１のＡｌ組成比から前記第２のＡｌ組成比に向かって０．９％／ｎｍ〜１．１％／ｎｍの間の増加率で増加する、窒化物半導体発光素子（１）。
［２］前記傾斜層（４０）の前記第３のＡｌ組成比は、前記第１のＡｌ組成比から前記第２のＡｌ組成比に向かって傾斜して増加する、［１］に記載の窒化物半導体発光素子（１）。
［３］前記傾斜層（４０）の前記第３のＡｌ組成比は、前記第１のＡｌ組成比から前記第２のＡｌ組成比に向かって略直線的に傾斜して増加する、請求項２に記載の窒化物半導体発光素子（１）。
［４］前記ｎ型クラッド層（３０）の前記第１のＡｌ組成比は、５０％〜６０％の間の値である、［１］から［３］のいずれか１つに記載の窒化物半導体発光素子（１）。
［５］前記障壁層（５２ａ，５２ｂ，５２ｃ）の前記第２アルミニウムのＡｌ組成比は、８０％以上の値である、［１］から［４］のいずれか１つに記載の窒化物半導体発光素子（１）。
［６］基板（１０）上にｎ型ＡｌＧａＮを有するｎ型クラッド層（３０）を形成する工程と、前記ｎ型クラッド層（３０）上に、多重量子井戸層の前記ｎ型クラッド層（３０）側に位置し、第１のＡｌ組成比よりも大きな第２のＡｌ組成比を有するＡｌＧａＮを有する障壁層（５２ａ，５２ｂ，５２ｃ）を形成する工程と、前記ｎ型クラッド層（３０）及び前記障壁層（５２ａ，５２ｂ，５２ｃ）の間に位置して、前記第２のＡｌ組成比と前記第１のＡｌ組成比との間の第３のＡｌ組成比を有する傾斜層（４０）を形成する工程と、を備え、前記傾斜層（４０）を形成する工程は、前記第３のＡｌ組成比が、前記第１のＡｌ組成比から前記第２のＡｌ組成比に向かって０．９％／ｎｍ〜１．１％／ｎｍの間の増加率で増加するようＡｌの供給量を増加させながら形成することを特徴とする、２５０ｎｍ〜３５０ｎｍの中心波長を有する深紫外光を発する窒化物半導体発光素子（１）の製造方法。
［２］前記傾斜層（４０）の前記第３のＡｌ組成比は、前記第１のＡｌ組成比から前記第２のＡｌ組成比に向かって傾斜して増加する、［１］に記載の窒化物半導体発光素子（１）。
［３］前記傾斜層（４０）の前記第３のＡｌ組成比は、前記第１のＡｌ組成比から前記第２のＡｌ組成比に向かって略直線的に傾斜して増加する、請求項２に記載の窒化物半導体発光素子（１）。
［４］前記ｎ型クラッド層（３０）の前記第１のＡｌ組成比は、５０％〜６０％の間の値である、［１］から［３］のいずれか１つに記載の窒化物半導体発光素子（１）。
［５］前記障壁層（５２ａ，５２ｂ，５２ｃ）の前記第２アルミニウムのＡｌ組成比は、８０％以上の値である、［１］から［４］のいずれか１つに記載の窒化物半導体発光素子（１）。
［６］基板（１０）上にｎ型ＡｌＧａＮを有するｎ型クラッド層（３０）を形成する工程と、前記ｎ型クラッド層（３０）上に、多重量子井戸層の前記ｎ型クラッド層（３０）側に位置し、第１のＡｌ組成比よりも大きな第２のＡｌ組成比を有するＡｌＧａＮを有する障壁層（５２ａ，５２ｂ，５２ｃ）を形成する工程と、前記ｎ型クラッド層（３０）及び前記障壁層（５２ａ，５２ｂ，５２ｃ）の間に位置して、前記第２のＡｌ組成比と前記第１のＡｌ組成比との間の第３のＡｌ組成比を有する傾斜層（４０）を形成する工程と、を備え、前記傾斜層（４０）を形成する工程は、前記第３のＡｌ組成比が、前記第１のＡｌ組成比から前記第２のＡｌ組成比に向かって０．９％／ｎｍ〜１．１％／ｎｍの間の増加率で増加するようＡｌの供給量を増加させながら形成することを特徴とする、２５０ｎｍ〜３５０ｎｍの中心波長を有する深紫外光を発する窒化物半導体発光素子（１）の製造方法。
１…窒化物半導体発光素子（発光素子）
２…下地構造部
１０…基板
２０…バッファ層
２２…ＡｌＮ層
２４…ｕ−ＡｌｐＧａ１−ｐＮ層
３０…ｎ型クラッド層
３０ａ…露出面
４０…傾斜層
５０…発光層
５２，５２ａ，５２ｂ，５２ｃ…障壁層
５４，５４ａ，５４ｂ，５４ｃ…井戸層
６０…電子ブロック層
７０…ｐ型クラッド層
８０…ｐ型コンタクト層
９０…ｎ側電極
９２…ｐ側電極
２…下地構造部
１０…基板
２０…バッファ層
２２…ＡｌＮ層
２４…ｕ−ＡｌｐＧａ１−ｐＮ層
３０…ｎ型クラッド層
３０ａ…露出面
４０…傾斜層
５０…発光層
５２，５２ａ，５２ｂ，５２ｃ…障壁層
５４，５４ａ，５４ｂ，５４ｃ…井戸層
６０…電子ブロック層
７０…ｐ型クラッド層
８０…ｐ型コンタクト層
９０…ｎ側電極
９２…ｐ側電極
Claims (6)
- 第１のＡｌ組成比を有するｎ型ＡｌＧａＮによって形成されたｎ型クラッド層と、
多重量子井戸層の前記ｎ型クラッド層側に位置し、前記第１のＡｌ組成比よりも大きな第２のＡｌ組成比を有するＡｌＧａＮによって形成された障壁層と、
前記ｎ型クラッド層及び前記障壁層の間に位置して、前記第１のＡｌ組成比と前記第２のＡｌ組成比との間の第３のＡｌ組成比を有する傾斜層と
を含む、２５０ｎｍ〜３５０ｎｍの中心波長を有する深紫外光を発する窒化物半導体発光素子であって、
前記傾斜層の前記第３のＡｌ組成比は、前記第１のＡｌ組成比から前記第２のＡｌ組成比に向かって０．９％／ｎｍ〜１．１％／ｎｍの間の増加率で増加する、
窒化物半導体発光素子。 - 前記傾斜層の前記第３のＡｌ組成比は、前記第１のＡｌ組成比から前記第２のＡｌ組成比に向かって傾斜して増加する、
請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。 - 前記傾斜層の前記第３のＡｌ組成比は、前記第１のＡｌ組成比から前記第２のＡｌ組成比に向かって略直線的に傾斜して増加する、
請求項２に記載の窒化物半導体発光素子。 - 前記ｎ型クラッド層の前記第１のＡｌ組成比は、５０％〜６０％の間の値である、
請求項１から３のいずれか１項に記載の窒化物半導体発光素子。 - 前記障壁層の前記第２のＡｌ組成比は、８０％以上の値である、
請求項１から４のいずれか１項に記載の窒化物半導体発光素子。 - 基板上にｎ型ＡｌＧａＮを有するｎ型クラッド層を形成する工程と、
多重量子井戸層の前記ｎ型クラッド層側に位置し、第１のＡｌ組成比よりも大きな第２
のＡｌ組成比を有するＡｌＧａＮを有する障壁層を形成する工程と、
前記ｎ型クラッド層及び前記障壁層の間に位置して、前記第２のＡｌ組成比と前記第１のＡｌ組成比との間の第３のＡｌ組成比を有する傾斜層を形成する工程と、を備え、
前記傾斜層を形成する工程は、前記第３のＡｌ組成比が、前記第１のＡｌ組成比から前記第２のＡｌ組成比に向かって０．９％／ｎｍ〜１．１％／ｎｍの間の増加率で増加するようＡｌの供給量を増加させながら形成することを特徴とする、
２５０ｎｍ〜３５０ｎｍの中心波長を有する深紫外光を発する窒化物半導体発光素子の製造方法。
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