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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024140541
(43)【公開日】2024-10-10
(54)【発明の名称】窒化物半導体発光素子
(51)【国際特許分類】
H01L 33/08 20100101AFI20241003BHJP
H01L 33/32 20100101ALI20241003BHJP
H01L 33/06 20100101ALI20241003BHJP
【ＦＩ】
H01L33/08
H01L33/32
H01L33/06
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023051721
(22)【出願日】2023-03-28
(71)【出願人】
【識別番号】000226057
【氏名又は名称】日亜化学工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100145403
【弁理士】
【氏名又は名称】山尾 憲人
(74)【代理人】
【識別番号】100138863
【弁理士】
【氏名又は名称】言上 惠一
(74)【代理人】
【識別番号】100187584
【弁理士】
【氏名又は名称】村石 桂一
(72)【発明者】
【氏名】川田 至孝
【テーマコード（参考）】
5F241
【Ｆターム（参考）】
5F241AA04
5F241AA24
5F241CA04
5F241CA05
5F241CA12
5F241CA22
5F241CA40
5F241CA65
5F241CA74
5F241CB11
5F241CB28
(57)【要約】 （修正有）
【課題】順方向電圧の上昇が低減され、発光出力が高い窒化物半導体発光素子を提供する。
【解決手段】窒化物半導体発光素子１０は、第１ｎ側半導体層１１２と、交互に配置された第１障壁層１１３ｂと第１井戸層１１３ａとを有する第１活性層１１３と、第１ｐ側半導体層１１４と、第２ｎ側半導体層１２１と、第２活性層１２２と、第２ｐ側半導体層１２３とが順に積層されている。第１障壁層は、最も第１ｎ側半導体層側に位置する第１層１１３ｂ１と、最も第１ｐ側半導体層側に位置する第２層１１３ｂ２と、第１層と第２層との間に位置する複数の第３層１１３ｂ３とを有する。複数の第３層は、１層以上の第３層を含む第１群１１３ｂｓと、第１群よりも第１ｐ側半導体層側に位置する１層以上の第３層を含む第２群１１３ｂｔとを有し、第２群の第３層の膜厚Ｔｔは、第１群の第３層の膜厚Ｔｓよりも薄い。
【選択図】図１
【解決手段】窒化物半導体発光素子１０は、第１ｎ側半導体層１１２と、交互に配置された第１障壁層１１３ｂと第１井戸層１１３ａとを有する第１活性層１１３と、第１ｐ側半導体層１１４と、第２ｎ側半導体層１２１と、第２活性層１２２と、第２ｐ側半導体層１２３とが順に積層されている。第１障壁層は、最も第１ｎ側半導体層側に位置する第１層１１３ｂ１と、最も第１ｐ側半導体層側に位置する第２層１１３ｂ２と、第１層と第２層との間に位置する複数の第３層１１３ｂ３とを有する。複数の第３層は、１層以上の第３層を含む第１群１１３ｂｓと、第１群よりも第１ｐ側半導体層側に位置する１層以上の第３層を含む第２群１１３ｂｔとを有し、第２群の第３層の膜厚Ｔｔは、第１群の第３層の膜厚Ｔｓよりも薄い。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１ｎ側半導体層と、
前記第１ｎ側半導体層上に配置され、交互に配置された第１障壁層と第１井戸層とを有する第１活性層と、
前記第１活性層上に配置される第１ｐ側半導体層と、
前記第１ｐ側半導体層上に配置され、前記第１ｐ側半導体層に接する第２ｎ側半導体層と、
前記第２ｎ側半導体層上に配置される第２活性層と、
前記第２活性層上に配置される第２ｐ側半導体層と、を備え、
前記第１障壁層は、最も前記第１ｎ側半導体層側に位置する第１層と、最も前記第１ｐ側半導体層側に位置する第２層と、前記第１層と前記第２層との間に位置する複数の第３層とを有し、
前記複数の第３層は、１層以上の前記第３層を含む第１群と、前記第１群よりも第１ｐ側半導体層側に位置する１層以上の前記第３層を含む第２群とを有し、
前記第２群の第３層の膜厚は、前記第１群の第３層の膜厚よりも薄い、
窒化物半導体発光素子。
前記第１ｎ側半導体層上に配置され、交互に配置された第１障壁層と第１井戸層とを有する第１活性層と、
前記第１活性層上に配置される第１ｐ側半導体層と、
前記第１ｐ側半導体層上に配置され、前記第１ｐ側半導体層に接する第２ｎ側半導体層と、
前記第２ｎ側半導体層上に配置される第２活性層と、
前記第２活性層上に配置される第２ｐ側半導体層と、を備え、
前記第１障壁層は、最も前記第１ｎ側半導体層側に位置する第１層と、最も前記第１ｐ側半導体層側に位置する第２層と、前記第１層と前記第２層との間に位置する複数の第３層とを有し、
前記複数の第３層は、１層以上の前記第３層を含む第１群と、前記第１群よりも第１ｐ側半導体層側に位置する１層以上の前記第３層を含む第２群とを有し、
前記第２群の第３層の膜厚は、前記第１群の第３層の膜厚よりも薄い、
窒化物半導体発光素子。
【請求項2】
前記第１群に含まれる前記第３層の層数は、ｓ（ｓは自然数とする）であり、
前記第２群に含まれる前記第３層の層数は、ｔ（ｔは自然数とする）であり、
前記複数の第３層において、ｓ＜ｔとなる、請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
前記第２群に含まれる前記第３層の層数は、ｔ（ｔは自然数とする）であり、
前記複数の第３層において、ｓ＜ｔとなる、請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項3】
前記第１群の第３層の膜厚は、前記第１井戸層の膜厚よりも厚く、
前記第２群の第３層の膜厚は、前記第１井戸層の膜厚よりも薄い、請求項２に記載の窒化物半導体発光素子。
前記第２群の第３層の膜厚は、前記第１井戸層の膜厚よりも薄い、請求項２に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項4】
前記第２活性層は、交互に配置された第２障壁層と第２井戸層とを有し、
前記第２障壁層は、最も前記第２ｎ側半導体層側に位置する第４層と、最も前記第２ｐ側半導体層側に位置する第５層と、前記第４層と前記第５層との間に位置する複数の第６層とを有し、
前記複数の第６層は、１層以上の前記第６層を含む第３群と、前記第３群よりも前記第２ｐ側半導体層側に位置する１層以上の前記第６層を含む第４群とを有し、
前記第４群の第６層の膜厚は、前記第３群の第６層の膜厚よりも薄い、請求項２または請求項３に記載の窒化物半導体発光素子。
前記第２障壁層は、最も前記第２ｎ側半導体層側に位置する第４層と、最も前記第２ｐ側半導体層側に位置する第５層と、前記第４層と前記第５層との間に位置する複数の第６層とを有し、
前記複数の第６層は、１層以上の前記第６層を含む第３群と、前記第３群よりも前記第２ｐ側半導体層側に位置する１層以上の前記第６層を含む第４群とを有し、
前記第４群の第６層の膜厚は、前記第３群の第６層の膜厚よりも薄い、請求項２または請求項３に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項5】
前記第３群に含まれる前記第６層の層数は、ｕ（ｕは自然数とする）であり、
前記第４群に含まれる前記第６層の層数は、ｖ（ｖは自然数とする）であり、
前記複数の第６層において、ｕ＜ｖとなる、請求項４に記載の窒化物半導体発光素子。
前記第４群に含まれる前記第６層の層数は、ｖ（ｖは自然数とする）であり、
前記複数の第６層において、ｕ＜ｖとなる、請求項４に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項6】
前記第３群の各第６層の膜厚は、前記第２井戸層の膜厚よりも厚く、
前記第４群の各第６層の膜厚は、前記第２井戸層の膜厚よりも薄い、請求項４に記載の窒化物半導体発光素子。
前記第４群の各第６層の膜厚は、前記第２井戸層の膜厚よりも薄い、請求項４に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項7】
前記第３層の層数は、前記第６層の層数と同じであり、
前記第２群と前記第４群とにおいて、ｔ＞ｖとなる、請求項５に記載の窒化物半導体発光素子。
前記第２群と前記第４群とにおいて、ｔ＞ｖとなる、請求項５に記載の窒化物半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、窒化物半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、例えば、第１のｎ型層、第１の活性層、および第１のｐ型層を含む第１発光部と、第１発光部上に配置されたトンネル接合部と、トンネル接合部上に配置され、第２のｎ型層、第２の活性層、および第２のｐ型層を含む第２発光部と、を備える発光素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００４－１２８５０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示の一実施形態は、順方向電圧の上昇が低減され、発光出力が高い窒化物半導体発光素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の一実施形態は、
第１ｎ側半導体層と、
前記第１ｎ側半導体層上に配置され、交互に配置された第１障壁層と第１井戸層とを有する第１活性層と、
前記第１活性層上に配置される第１ｐ側半導体層と、
前記第１ｐ側半導体層上に配置され、前記第１ｐ側半導体層に接する第２ｎ側半導体層と、
前記第２ｎ側半導体層上に配置される第２活性層と、
前記第２活性層上に配置される第２ｐ側半導体層と、を備え、
前記第１障壁層は、最も前記第１ｎ側半導体層側に位置する第１層と、最も前記第１ｐ側半導体層側に位置する第２層と、前記第１層と前記第２層との間に位置する複数の第３層とを有し、
前記複数の第３層は、１層以上の前記第３層を含む第１群と、前記第１群よりも第１ｐ側半導体層側に位置する１層以上の前記第３層を含む第２群とを有し
前記第２群の第３層の膜厚は、前記第１群の第３層の膜厚よりも薄い。
第１ｎ側半導体層と、
前記第１ｎ側半導体層上に配置され、交互に配置された第１障壁層と第１井戸層とを有する第１活性層と、
前記第１活性層上に配置される第１ｐ側半導体層と、
前記第１ｐ側半導体層上に配置され、前記第１ｐ側半導体層に接する第２ｎ側半導体層と、
前記第２ｎ側半導体層上に配置される第２活性層と、
前記第２活性層上に配置される第２ｐ側半導体層と、を備え、
前記第１障壁層は、最も前記第１ｎ側半導体層側に位置する第１層と、最も前記第１ｐ側半導体層側に位置する第２層と、前記第１層と前記第２層との間に位置する複数の第３層とを有し、
前記複数の第３層は、１層以上の前記第３層を含む第１群と、前記第１群よりも第１ｐ側半導体層側に位置する１層以上の前記第３層を含む第２群とを有し
前記第２群の第３層の膜厚は、前記第１群の第３層の膜厚よりも薄い。
【発明の効果】
【0006】
本開示の一実施形態によれば、順方向電圧の上昇が低減され、発光出力が高い窒化物半導体発光素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】第１実施形態に係る窒化物半導体発光素子を示す断面図である。
【図3】第２実施形態の第２活性層を拡大して示す断面図である。
【図4】窒化物半導体発光素子の製造方法を示すフローチャートである。
【図5】第１実証試験の結果を示す表である。
【図6】第２実証試験の結果を示す表である。
【図7】第３実証試験の結果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
特許文献１に記載の発光素子は、トンネル接合部の下側に第１発光部を有し、トンネル接合部の上側に第２発光部を有している。第１発光部には、発光素子の電極側から供給されるキャリア（例えば、電子）およびトンネル接合を介して供給されるキャリア（例えば、ホール）が生じ、第２発光部には、発光素子の電極によって生成されるキャリア（例えば、ホール）およびトンネル接合を介して供給されるキャリア（例えば、電子）が生じる。これにより、第１発光部および第２発光部に所望のキャリアが生じて第１発光部および第２発光部が発光される。
【0009】
ここで、トンネル接合部を介して供給されるキャリアは、発光素子の電極によって生成されるキャリアより少ない、より具体的には、トンネル接合部下側の発光部の活性層に供給されるキャリア（例えば、ホール）が少ない、といった課題を本願発明者は見出した。
【0010】
本開示は、上記知見に基づき鋭意検討した結果なされたものであり、トンネル接合部下側の発光部に供給されるキャリアを増やすことによって、順方向電圧Ｖｆの上昇が低減され、より発光出力が高い窒化物半導体発光素子を提供することを目的とする開示である。
【0011】
具体的には、本開示の一実施形態に係る窒化物半導体発光素子は、第１ｎ側半導体層と、第１ｎ側半導体層上に配置され、交互に配置された第１障壁層と第１井戸層とを有する第１活性層と、第１活性層上に配置される第１ｐ側半導体層と、第１ｐ側半導体層上に配置され、第１ｐ側半導体層に接する第２ｎ側半導体層と、第２ｎ側半導体層上に配置される第２活性層と、第２活性層上に配置される第２ｐ側半導体層と、を備えている。そして、第１障壁層は、最も第１ｎ側半導体層側に位置する第１層と、最も第１ｐ側半導体層側に位置する第２層と、第１層と第２層との間に位置する複数の第３層とを有し、複数の第３層は、１層以上の第３層を含む第１群と、第１群よりも第１ｐ側半導体層側に位置する１層以上の第３層を含む第２群とを有し、第２群の第３層の膜厚は、第１群の第３層の膜厚よりも薄くしている。
【0012】
このように、第１活性層の第１障壁層において、第２群の各第３層の膜厚を第１群の各第３層の膜厚よりも薄くすることにより、トンネル接合部として機能する第１ｐ側半導体層から第１活性層に供給されるキャリア（ホール）を増やすことができる。これにより、順方向電圧Ｖｆの上昇が低減され、発光出力が高い発光特性を有する窒化物半導体発光素子を提供することができる。
【0013】
以下、より具体的な形態について詳細に説明する。なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。さらに、本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【0014】
また、以下では、説明をわかりやすくするために、ＸＹＺ直交座標系を用いて、各部分の配置および構成を説明する。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、相互に直交している。またＸ軸が延びる方向を「Ｘ方向」とし、Ｙ軸が延びる方向を「Ｙ方向」とし、Ｚ軸が延びる方向を「Ｚ方向」とする。また、説明をわかりやすくするために、上方をＺ方向、下方をその反対方向とするが、これらの方向は、相対的なものであり重力方向とは無関係である。
【0015】
［本開示の第１実施形態］
本開示の第１実施形態について図１および２を参照しながら説明する。窒化物半導体発光素子１０は、図１に示すように、基板１１と、半導体構造体１２と、ｎ側電極１３と、ｐ側電極１４と、を備える。以下、窒化物半導体発光素子１０を単に「発光素子１０」ともいう。
本開示の第１実施形態について図１および２を参照しながら説明する。窒化物半導体発光素子１０は、図１に示すように、基板１１と、半導体構造体１２と、ｎ側電極１３と、ｐ側電極１４と、を備える。以下、窒化物半導体発光素子１０を単に「発光素子１０」ともいう。
【0016】
・基板
基板１１の形状は平板状である。基板１１の上面および下面は、例えば、Ｘ－Ｙ平面に概ね平行である。基板１１は、例えば、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）からなる。ただし、基板１１には、シリコン（Ｓｉ）、炭化シリコン（ＳｉＣ）、または窒化ガリウム（ＧａＮ）等他の材料を用いてもよい。基板１１の上には、半導体構造体１２が配置されている。
基板１１の形状は平板状である。基板１１の上面および下面は、例えば、Ｘ－Ｙ平面に概ね平行である。基板１１は、例えば、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）からなる。ただし、基板１１には、シリコン（Ｓｉ）、炭化シリコン（ＳｉＣ）、または窒化ガリウム（ＧａＮ）等他の材料を用いてもよい。基板１１の上には、半導体構造体１２が配置されている。
【0017】
・半導体構造体
半導体構造体１２は、例えば、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。ここで、「窒化物半導体」とは、窒素を含む半導体であって、典型的には、ＩｎｘＡｌｙＧａ１－ｘ－ｙＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，ｘ＋ｙ≦１）なる化学式において組成比ｘおよび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ものである。このように、本明細書において、「窒化物半導体発光素子」とは、発光素子を構成する各半導体層が窒化物半導体からなる発光素子を意味する。
半導体構造体１２は、例えば、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。ここで、「窒化物半導体」とは、窒素を含む半導体であって、典型的には、ＩｎｘＡｌｙＧａ１－ｘ－ｙＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，ｘ＋ｙ≦１）なる化学式において組成比ｘおよび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ものである。このように、本明細書において、「窒化物半導体発光素子」とは、発光素子を構成する各半導体層が窒化物半導体からなる発光素子を意味する。
【0018】
半導体構造体１２は、図１に示すように、下方から上方に向かって順に、第１発光部１１０と、第２発光部１２０と、を有する。第１発光部１１０は、下方から上方に向かって順に、第１ｎ側半導体層１１２と、第１活性層１１３と、第１ｐ側半導体層１１４と、を含む。第１発光部１１０は、第１ｎ側半導体層１１２の下に配置された下地層１１１をさらに含む。第２発光部１２０は、下方から上方に向かって順に、第２ｎ側半導体層１２１と、第２活性層１２２と、第２ｐ側半導体層１２３と、を含む。以下、半導体構造体１２の各部について詳述する。
【0019】
第１発光部１１０の下地層１１１は、基板１１の上に配置されている。下地層１１１は、例えば、アンドープの半導体層を含む。本明細書において、「アンドープ」とは、ｎ型不純物およびｐ型不純物を意図的にドープしていないことを意味する。すなわち、アンドープの半導体層は、ｎ型不純物およびｐ型不純物を含む原料ガスを供給させずに形成した半導体層である。「ｎ型不純物」とは、ドナーとなる不純物を意味する。「ｐ型不純物」とは、アクセプターとなる不純物を意味する。アンドープの半導体層が、ｎ型不純物および／または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、その隣接した層からの拡散等によって、アンドープの半導体層にｎ型不純物および／またはｐ型不純物が含まれる場合がある。
【0020】
下地層１１１におけるアンドープの半導体層は、例えばＧａＮを含む。下地層１１１の上には、第１ｎ側半導体層１１２が配置されている。ただし、第１発光部に下地層が配置されておらず、第１ｎ側半導体層が基板上に直接配置されていてもよい。
【0021】
第１ｎ側半導体層１１２は、１層以上のｎ型半導体層を含む。第１ｎ側半導体層１１２におけるｎ型半導体層は、例えば、ｎ型不純物であるシリコン（Ｓｉ）がドープされたＧａＮを含む。第１ｎ側半導体層１１２におけるｎ型半導体層は、インジウム（Ｉｎ）またはアルミニウム（Ａｌ）等をさらに含んでもよい。第１ｎ側半導体層１１２におけるｎ型半導体層は、ｎ型不純物としてゲルマニウム（Ｇｅ）を含んでもよい。
【0022】
また、第１ｎ側半導体層１１２は、電子を供給するという機能を有していればよく、１層以上のアンドープの半導体層をさらに含んでいてもよい。第１ｎ側半導体層１１２におけるアンドープの半導体層は、例えばＧａＮを含む。
【0023】
また、第１ｎ側半導体層１１２上には、第１超格子層を配置してよい。第１超格子層を配置することによって、第１超格子層上に形成される半導体層への応力を緩和することができる。第１超格子層は、例えば、格子定数の異なる半導体層を交互に積層した積層構造とすることができる。
【0024】
第１活性層１１３は、第１ｎ側半導体層１１２から第１ｐ側半導体層１１４に向かう積層方向、すなわちＺ方向において、図２Ａに示すように、交互に並ぶ第１井戸層１１３ａおよび第１障壁層１１３ｂを有する。本実施形態では、第１活性層１１３は、８層の第１井戸層１１３ａと、９層の第１障壁層１１３ｂとを含む。ただし、第１井戸層の数および第１障壁層の数は上記に限定されない。このように、本実施形態の第１活性層１１３は、複数の第１井戸層１１３ａを含む多重量子井戸構造を有する。
【0025】
各第１井戸層１１３ａは、例えば、Ｉｎ，ＧａおよびＮを含有する窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）を含むアンドープの半導体層である。ただし、複数の第１井戸層１１３ａの少なくとも一層にｎ型不純物および／またはｐ型不純物が含有されていてもよい。第１井戸層１１３ａは、Ａｌをさらに含んでもよい。また、第１井戸層１１３ａは、例えば、Ａｌ，ＧａおよびＮを含有する窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）としてよい。
【0026】
各第１井戸層１１３ａの膜厚は、例えば、２ｎｍ以上かつ５ｎｍ以下としてよい。なお、複数の第１井戸層１１３ａの膜厚は概ね同じとしてよいが、最も第１ｐ側半導体層１１４側に位置する第１井戸層１１３ａの膜厚は、それ以外の第１井戸層１１３ａ（図１では、７層の第１井戸層）の膜厚よりも厚くしてよい。一例として、最も第１ｐ側半導体層１１４側に位置する第１井戸層１１３ａの膜厚は、最も第１ｐ側半導体層１１４側に位置する第１井戸層１１３ａ以外の第１井戸層１１３ａの膜厚に対して１０％～２０％ほど厚くしてよい。
【0027】
第１障壁層１１３ｂは、最も第１ｎ側半導体層１１２側に位置する第１層１１３ｂ１と、最も第１ｐ側半導体層１１４側に位置する第２層１１３ｂ２と、第１層１１３ｂ１と第２層１１３ｂ２との間に位置する複数の第３層１１３ｂ３とを有している。
【0028】
第１層１１３ｂ１は、例えば、アンドープの半導体層と、ｎ型不純物を含む半導体層と、の積層構造を有する。第１層１１３ｂ１におけるアンドープの半導体層は、例えばＧａＮを含む。第１層１１３ｂ１におけるｎ型不純物を含む半導体層は、例えばｎ型不純物であるＳｉがドープされたＩｎＧａＮを含む。また、第１層１１３ｂ１は、当該第１層１１３ｂ１を介して第１井戸層１１３ａに電子を供給する機能を有している。
【0029】
第１層１１３ｂ１の膜厚は、後述する第２層１１３ｂ２の膜厚および第３層１１３ｂ３の膜厚よりも厚くてよい。例えば、第１層１１３ｂ１の膜厚は、例えば、２ｎｍ以上かつ６ｎｍ以下であって、第２層１１３ｂ２の膜厚または第３層１１３ｂ３の膜厚に対して、１倍より大きく１．５倍以下としてよい。このように第１層１１３ｂ１の膜厚を設定することにより、第１層１１３ｂ１から第１井戸層１１３ａに電子を供給させやすくすることができる。
【0030】
第２層１１３ｂ２は、例えば、ＧａＮを含むアンドープの半導体層である。ただし、第２層１１３ｂ２の少なくとも一部にｎ型不純物および／またはｐ型不純物が含有されていてもよい。第２層１１３ｂ２は、Ａｌをさらに含んでもよい。第２層１１３ｂ２の膜厚は、第１層１１３ｂ１の膜厚よりも薄い。第２層１１３ｂ２の膜厚は、例えば、２ｎｍ以上かつ６ｎｍ以下である。また、第２層１１３ｂ２は、当該第２層１１３ｂ２を介して第１井戸層１１３ａにホールを供給する機能を有している。
【0031】
第３層１１３ｂ３は、例えば、ＧａＮを含むアンドープの半導体層である。ただし、複数の第３層１１３ｂ３の少なくとも一層にｎ型不純物および／またはｐ型不純物が含有されていてもよい。第３層１１３ｂ３は、Ａｌをさらに含んでもよい。
【0032】
第３層１１３ｂ３は、１層以上の第３層１１３ｂ３を含む第１群１１３ｂｓと、第１群１１３ｂｓよりも第１ｐ側半導体層１１４側に位置する１層以上の第３層１１３ｂ３を含む第２群１１３ｂｔとを有している。第１群１１３ｂｓに含まれる第３層１１３ｂ３の層数は、ｓ（ｓは自然数である）である。第２群１１３ｂｔに含まれる第３層１１３ｂの層数は、ｔ（ｔは自然数である）である。
【0033】
ここで、第２群１１３ｂｔの各第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｔは、第１群１１３ｂｓの各第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｓよりも薄い。一例として、第１群１１３ｂｓの各第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｓが２ｎｍ以上かつ６ｎｍ以下であるのに対し、第２群１１３ｂｔの各第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｓは、２ｎｍ以上かつ５ｎｍ以下であって、各第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｔよりも薄い。このように第２群１１３ｂｔの各第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｔを第１群１１３ｂｓの各第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｓより薄くすることにより、トンネル接合部として機能する第１ｐ側半導体層１１４から第１活性層１１３に供給されるキャリア（ホール）を増やすことができる。これにより、窒化物半導体発光素子の発光出力をより向上させること及び窒化物半導体発光素子の順方向電圧Ｖｆを下げることができる。なお、複数の第１群１１３ｂｓの各第３層１１３ｂ３の膜厚は概ね同じとしてよく、複数の第２群１１３ｂｔの各第３層１１３ｂ３の膜厚は概ね同じとしてよい。
【0034】
第１群１１３ｂｓの層数と第２群１１３ｂｔの層数との関係として、ｓ＜ｔが成立してよい。一例を示す図２Ａにおいて、第１群１１３ｂｓを２層、第２群１１３ｂｔを５層の実施形態を例示している。このような第１群１１３ｂｓの層数と第２群１１３ｂｔの層数との関係とし、膜厚の薄い障壁層を多く配置することによって第１活性層１１３により多くのキャリア（ホール）を供給することができる。これにより、窒化物半導体発光素子の発光出力をより高くし、順方向電圧Ｖｆをより低くすることができる。
【0035】
第１群１１３ｂｓの各第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｓは、第１井戸層１１３ａの膜厚Ｔａ１よりも厚くてよい。一例として、第１群１１３ｂｓの各第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｓは、第１井戸層１１３ａの膜厚Ｔａ１の１倍より大きく１．５倍以下としてよい。より具体的には、第１群１１３ｂｓの各第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｓは、２ｎｍ以上かつ６ｎｍ以下であるのに対し、上述したとおり、第１井戸層１１３ａの膜厚Ｔａ１は、２ｎｍ以上かつ５ｎｍ以下であって第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｓよりも薄い。このような第１群１１３ｂｓの各第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｓと第１井戸層１１３ａの膜厚Ｔａ１とすることにより、第１活性層１１３に供給されるキャリア（ホール）をさらに増やすことができ、窒化物半導体発光素子の発光出力をより高くし、順方向電圧Ｖｆをより低くすることができる。
【0036】
第２群１１３ｂｔの各第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｔは、第１井戸層１１３ａの膜厚Ｔａ１よりも薄くてよい。一例として、第２群１１３ｂｔの各第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｔは、第１井戸層１１３ａの膜厚Ｔａ１の１倍より小さく０．５倍以上としてよい。より具体的には、第２群１１３ｂｔの各第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｔは、２ｎｍ以上かつ５ｎｍ以下であるのに対し、上述したとおり、第１井戸層１１３ａの膜厚Ｔａ１は、２ｎｍ以上かつ５ｎｍ以下であって各第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｔよりも厚い。このような第２群１１３ｂｔの各第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｔと第１井戸層１１３ａの膜厚Ｔａ１とすることにより、第１ｐ側半導体層１１４から第１活性層１１３に供給されるキャリア（ホール）をさらに増やすことができ、窒化物半導体発光素子の発光出力をより高くし、順方向電圧Ｖｆをより低くすることができる。
【0037】
第１活性層１１３の上、すなわち最も上方に位置する第１障壁層１１３ｂの上には、図１に示すように、第１ｐ側半導体層１１４が配置されている。
【0038】
第１ｐ側半導体層１１４は、例えば、第１活性層１１３にホールを供給する機能を有する１以上のｐ型の半導体層を含む。第１ｐ側半導体層１１４におけるｐ型半導体層は、例えば、ｐ型不純物であるマグネシウム（Ｍｇ）がドープされたＧａＮを含む。第１ｐ側半導体層１１４におけるｐ型半導体層は、Ａｌをさらに含んでもよい。
【0039】
また、第１ｐ側半導体層１１４は、１層以上のアンドープの半導体層をさらに含んでいてもよい。第１ｐ側半導体層１１４におけるアンドープの半導体層は、例えばＧａＮを含む。第１ｐ側半導体層１１４におけるアンドープの半導体層は、Ａｌをさらに含んでもよい。また、第１ｐ側半導体層１１４は、第２ｎ側半導体層１２１にトンネル接合するｐ型半導体層をさらに含んでもよい。第２ｎ側半導体層１２１にトンネル接合するｐ型半導体層は、例えば、ｐ型不純物としてＭｇがドープされたＧａＮを含む。第２ｎ側半導体層１２１にトンネル接合するｐ型半導体層のｐ型不純物濃度は、例えば、第１ｐ側半導体層１１４においてｐ型半導体層の下方に位置するｐ型半導体層のｐ型不純物濃度よりも高い。第１ｐ側半導体層１１４上には、第２ｎ側半導体層１２１が配置されている。
【0040】
図１に示すように、第２ｎ側半導体層１２１は、例えば、第２活性層１２２に電子を供給する機能を有する１層以上のｎ型半導体層を含む。第２ｎ側半導体層１２１におけるｎ型半導体層は、例えば、ｎ型不純物であるシリコン（Ｓｉ）がドープされたＧａＮを含む。第２ｎ側半導体層１２１におけるｎ型半導体層は、インジウム（Ｉｎ）またはアルミニウム（Ａｌ）等をさらに含んでもよい。第２ｎ側半導体層１２１おけるｎ型半導体層は、ｎ型不純物としてゲルマニウム（Ｇｅ）含んでもよい。また、第２ｎ側半導体層１２１は、第１ｐ側半導体層１１４にトンネル接合するｎ型半導体層をさらに含んでもよい。第１ｐ側半導体層１１４にトンネル接合するｎ型半導体層は、例えば、ｎ型不純物としてＳｉがドープされたＧａＮを含む。第１ｐ側半導体層１１４にトンネル接合するｎ型半導体層のｎ型不純物濃度は、例えば、第２ｎ側半導体層１２１において第１ｐ側半導体層１１４にトンネル接合するｎ型半導体層の上方に位置するｎ型半導体層のｎ型不純物濃度よりも高い。
【0041】
また、第２ｎ側半導体層１２１は、電子を供給するという機能を有していればよく、１層以上のアンドープの半導体層をさらに含んでいてもよい。第２ｎ側半導体層１２１におけるアンドープの半導体層は、例えばＧａＮを含む。
【0042】
また、第２ｎ側半導体層１２１上には、第２超格子層を配置してよい。第２超格子層を配置することによって、第２超格子層上に形成される半導体層への応力を緩和することができる。第２超格子層には、上述した第１超格子層と同じ積層構造の半導体構造を用いることができる。
【0043】
第２活性層１２２は、積層方向すなわちＺ方向において、図２Ｂに示すように、交互に並ぶ第２井戸層１２２ａおよび第２障壁層１２２ｂを有する。本実施形態では、第２活性層１２２は、８層の第２井戸層１２２ａと、９層の第２障壁層１２２ｂとを含む。ただし、第２井戸層の層数および第２障壁層の層数は上記に限定されない。このように、本実施形態の第２活性層１２２は、複数の第２井戸層１２２ａを含む多重量子井戸構造を有する。
【0044】
各第２井戸層１２２ａは、例えば、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）を含むアンドープの半導体層である。ただし、複数の第２井戸層の少なくとも一層にｎ型不純物および／またはｐ型不純物が含有されていてもよい。第２井戸層１２２ａは、Ａｌをさらに含んでもよい。また、第２井戸層１２２ａは、例えば、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）としてよい。
【0045】
各第２井戸層１２２ａの膜厚は、例えば、２ｎｍ以上かつ５ｎｍ以下としてよい。なお、複数の第２井戸層１２２ａの膜厚は概ね同じとしてよいが、最も第２ｐ側半導体層１２３側に位置する第２井戸層１２２ａの膜厚は、それ以外の第２井戸層１２２ａ（図２Ｂでは、７層の第２井戸層）の膜厚よりも厚くしてよい。一例として、最も第２ｐ側半導体層１２３側に位置する第２井戸層１２２ａの膜厚は、最も第２ｐ側半導体層１２３側に位置する第２井戸層１２２ａ以外の第２井戸層１２２ａの膜厚に対して１０％～２０％ほど厚くしてよい。
【0046】
第２障壁層１２２ｂは、最も第２ｎ側半導体層１２１側に位置する第４層１２２ｂ４と、最も第２ｐ側半導体層１２３側に位置する第５層１２２ｂ５、第４層１２２ｂ４と第５層１２２ｂ５との間に位置する複数の第６層１２２ｂ６とを有している。
【0047】
第４層１２２ｂ４は、例えば、アンドープの半導体層と、ｎ型不純物を含む半導体層と、の積層構造を有する。第４層１２２ｂ４におけるアンドープの半導体層は、例えばＧａＮを含む。第４層１２２ｂ４におけるｎ型不純物を含む半導体層は、例えばｎ型不純物であるＳｉがドープされたＩｎＧａＮを含む。また、第４層１２２ｂ４は、当該第４層１２２ｂ４を介して第２井戸層１２２ａに電子を供給する機能を有している。
【0048】
第４層１２２ｂ４の膜厚は、後述する第５層１２２ｂ５の膜厚および第６層１２２ｂ６の膜厚よりも厚くてよい。例えば、第４層１２２ｂ４の膜厚は、例えば、２ｎｍ以上かつ６ｎｍ以下であって、第５層１２２ｂ５の膜厚および第６層１２２ｂ６の膜厚に対して、１倍より大きく１．５倍以下としてよい。このように第４層１２２ｂ４の膜厚を設定することにより、第４層１２２ｂ４から第２井戸層１２２ａに電子を供給させやすくすることができる。
【0049】
第５層１２２ｂ５は、例えば、ＧａＮを含むアンドープの半導体層である。ただし、複数の第５層１２２ｂ５の少なくとも一層にｎ型不純物および／またはｐ型不純物が含有されていてもよい。第５層１２２ｂ５は、Ａｌをさらに含んでもよい。第５層１２２ｂ５の膜厚は、第４層１２２ｂ４の膜厚よりも薄く、例えば、２ｎｍ以上かつ６ｎｍ以下である。また、第５層１２２ｂ５には、当該第５層１２２ｂ５を介して第２井戸層１２２ａにホールを供給する機能を有している。
【0050】
第６層１２２ｂ６は、例えば、ＧａＮを含むアンドープの半導体層である。ただし、複数の第６層１２２ｂ６の少なくとも一層にｎ型不純物および／またはｐ型不純物が含有されていてもよい。第６層１２２ｂ６は、Ａｌをさらに含んでもよい。第６層１２２ｂ６の膜厚は、第５層１２２ｂ５の膜厚と概ね同じとしてよい。第６層１２２ｂ６の膜厚は、例えば、２ｎｍ以上かつ６ｎｍ以下である。なお、複数の第６層１２２ｂ６の各膜厚は概ね同じとしてよい。
【0051】
第２活性層１２２の上には、第２ｐ側半導体層１２３が配置されている。第２ｐ側半導体層１２３は、例えば、１層以上のｐ型半導体層を含む。第２ｐ側半導体層１２３におけるｐ型半導体層は、例えば、ｐ型不純物であるＭｇがドープされたＧａＮを含む。第２ｐ側半導体層１２３におけるｐ型半導体層は、Ａｌをさらに含んでもよい。
【0052】
また、第２ｐ側半導体層１２３は、第２活性層１２２にホールを供給するという機能を有していればよく、１層以上のアンドープの半導体層をさらに含んでいてもよい。第２ｐ側半導体層１２３におけるアンドープの半導体層は、例えばＧａＮを含む。第２ｐ側半導体層１２３におけるアンドープの半導体層は、Ａｌをさらに含んでもよい。
【0053】
ｎ側電極１３は、図１に示すように、第１ｎ側半導体層１１２の第１面１１２ｓ１上に配置されている。ｎ側電極１３は、第１ｎ側半導体層１１２に電気的に接続されている。ｐ側電極１４は、第２ｐ側半導体層１２３上に配置されている。ｐ側電極１４は、第２ｐ側半導体層１２３に電気的に接続されている。ｎ側電極１３とｐ側電極１４との間に順方向電圧Ｖｆを印加することで第１活性層１１３および第２活性層１２２が発光する。
【0054】
第１活性層１１３および第２活性層１２２が発する光は、例えば、紫外光または可視光である。第１活性層１１３の発光ピーク波長と第２活性層１２２の発光ピーク波長と同じとすることができる。例えば、第１活性層１１３と第２活性層１２２が青色光を発してもよい。第１活性層１１３の発光ピーク波長と第２活性層１２２の発光ピーク波長は異なっていてもよい。例えば、第１活性層１１３が青色光を発し、第２活性層１２２が緑色光を発してもよい。青色光の発光ピーク波長は、例えば、４３０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下である。緑色光の発光ピーク波長は、例えば、５００ｎｍ以上５４０ｎｍ以下である。
【0055】
ｎ側電極１３とｐ側電極１４との間に順方向電圧Ｖｆが印加された場合、すなわち、ｐ側電極１４に正電位が、ｎ側電極１３にｐ側電極１４よりも低い電位が印加された場合、第２ｎ側半導体層１２１と第１ｐ側半導体層１１４との間には逆方向にバイアスがかる。そのため、第２ｎ側半導体層１２１と第１ｐ側半導体層１１４との間に電流を流すために、第２ｎ側半導体層が第１ｐ側半導体層１１４にトンネル接合されていることによるトンネル効果を利用する。具体的には、第１ｐ側半導体層１１４の価電子帯に存在する電子を、第２ｎ側半導体層１２１の伝導帯にトンネリングさせることで第２ｎ側半導体層１２１と第１ｐ側半導体層１１４との間に電流を流す。換言すれば、窒化物半導体発光素子１０に順方向電圧Ｖｆを印加した場合に、第２ｎ側半導体層１２１と第１ｐ側半導体層１１４との間に電流が流れれば、第２ｎ側半導体層１２１が第１ｐ側半導体層１１４にトンネル接合されているということである。
【0056】
以上説明したとおり、本実施形態の窒化物半導体発光素子によれば、第１活性層１１３の第１障壁層１１３ｂにおいて、第２群１１３ｂｔの各第３層１１３ｂ３の膜厚が第１群１１３ｂｓの各第３層１１３ｂ３の膜厚よりも薄いため、トンネル接合部として機能する第１ｐ側半導体層１１４から第１活性層１１３に供給されるキャリア（ホール）が増える。したがって、順方向電圧Ｖｆが低く、発光出力が高い発光特性を有する窒化物半導体発光素子１０とすることができる。
【0057】
［本開示の第２実施形態］
本開示の第２実施形態について図３を参照しながら説明する。第２実施形態は、第２活性層１２２の第６層１２２ｂ６の構造が、上述した第１実施形態と相違し、その他の構造については、上述した第１実施形態と基本的に同じである。上述した第１実施形態では、第１活性層１１３の第３層１１３ｂ３の一部の膜厚を薄くしているのに対して、第２実施形態では、第１活性層１１３の第３層１１３ｂ３の一部の膜厚と、第２活性層１２２の第６層１２２ｂ６の一部の膜厚とを薄くしている。以下、第２実施形態の構造のうち上述した第１実施形態と相違する構造を説明する。
本開示の第２実施形態について図３を参照しながら説明する。第２実施形態は、第２活性層１２２の第６層１２２ｂ６の構造が、上述した第１実施形態と相違し、その他の構造については、上述した第１実施形態と基本的に同じである。上述した第１実施形態では、第１活性層１１３の第３層１１３ｂ３の一部の膜厚を薄くしているのに対して、第２実施形態では、第１活性層１１３の第３層１１３ｂ３の一部の膜厚と、第２活性層１２２の第６層１２２ｂ６の一部の膜厚とを薄くしている。以下、第２実施形態の構造のうち上述した第１実施形態と相違する構造を説明する。
【0058】
第６層１２２ｂ６は、例えば、ＧａＮを含むアンドープの半導体層である。ただし、複数の第６層１２２ｂ６の少なくとも一層にｎ型不純物および／またはｐ型不純物が含有されていてもよい。第６層１２２ｂ６は、Ａｌをさらに含んでもよい。
【0059】
第６層１２２ｂ６は、１層以上の第６層１２２ｂ６を含む第３群１２２ｂｕと、第３群１２２ｂｕよりも第２ｐ側半導体層１２３側に位置する１層以上の第６層１２２ｂ６を含む第４群１２２ｂｖとを有している。第３群１２２ｂｕに含まれる第６層１２２ｂ６の層数は、ｕ（ｕは自然数である）である。第４群１２２ｂｖに含まれる第５層１２２ｂ６の層数は、ｖ（ｖは自然数である）である。
【0060】
ここで、第４群１２２ｂｖの各第６層１２２ｂ６の膜厚Ｔｖは、第３群１２２ｂｕの各第６層１２２ｂ６の膜厚Ｔｕよりも薄い。一例として、第３群１２２ｂｕの各第６層１２２ｂ６の膜厚Ｔｕが２ｎｍ以上かつ６ｎｍ以下であるのに対し、第４群１２２ｂｖの各第６層１２２ｂ６の膜厚Ｔｖは、２ｎｍ以上かつ５ｎｍ以下であって第３群１２２ｂｕの各第６層１２２ｂ６の膜厚Ｔｕよりも薄い。このように第４群１２２ｂｖの各第６層１２２ｂ６の膜厚Ｔｖを第３群１２２ｂｕの各第６層１２２ｂ６の膜厚Ｔｕより薄くすることにより、窒化物半導体発光素子の順方向電圧Ｖｆを低減しつつ、発光出力をより高くすることができる。なお、第３群１２２ｂｕの各第６層１２２ｂ６の膜厚は概ね同じとしてよく、第４群１２２ｂｖの各第６層１２２ｂ６の膜厚は概ね同じとしてよい。
【0061】
第３群１２２ｂｕの層数と第４群１２２ｂｖの層数との関係として、ｕ＜ｖが成立してよい。図３には、第３群１２２ｂｕが３層、第４群１２２ｂｖが４層である実施形態を例示している。このような第３群１２２ｂｕの層数と第４群１２２ｂｖの層数との関係によれば、窒化物半導体発光素子の発光出力をより向上させ、順方向電圧Ｖｆをより低くすることができる。
【0062】
第３群１２２ｂｕの各第６層１２２ｂ６の膜厚Ｔｕは、第２井戸層１２２ａの膜厚Ｔａ２よりも厚くてよい。一例として、第３群１２２ｂｕの各第６層１２２ｂ６の膜厚Ｔｕは、第２井戸層１２２ａの膜厚Ｔａ２の１倍より大きく１．５倍以下としてよい。より具体的には、第３群１２２ｂｕの各第６層１２２ｂ６の膜厚Ｔｕは、２ｎｍ以上かつ６ｎｍ以下であるのに対し、第２井戸層１２２ａの膜厚Ｔａ２は、２ｎｍ以上かつ５ｎｍ以下であって第３群１２２ｂｕの第６層１２２ｂ６の膜厚Ｔｕよりも薄い。このような第３群１２２ｂｕの各第６層１２２ｂ６の膜厚Ｔｕと第２井戸層１２２ａの膜厚Ｔａ２とすることにより、窒化物半導体発光素子の発光出力をより高くし、順方向電圧Ｖｆをより低くすることができる。
【0063】
第４群１２２ｂｖの各第６層１２２ｂ６の膜厚Ｔｖは、第２井戸層１２２ａの膜厚Ｔａ２よりも薄くてよい。一例として、第４群１２２ｂｖの各第６層１２２ｂ６の膜厚Ｔｖは、第２井戸層１２２ａの膜厚Ｔａ２の１倍より小さく０．５倍以上としてよい。より具体的には、第４群１２２ｂｖの各第６層１２２ｂ６の膜厚Ｔｖは、２ｎｍ以上かつ５ｎｍ以下であるのに対し、第２井戸層１２２ａの膜厚Ｔａ２は、２ｎｍ以上かつ５ｎｍ以下であって第４群１２２ｂｖの第６層１２２ｂ６の膜厚Ｔｖよりも厚い。このような第４群１２２ｂｖの各第６層１２２ｂ６の膜厚Ｔｖと第２井戸層１２２ａの膜厚Ｔａ２とすることにより、窒化物半導体発光素子の発光出力をより高くし、順方向電圧Ｖｆをより低くすることができる。
【0064】
また、窒化物半導体発光素子１０の態様として、第３層１１３ｂ３の層数は、第６層１２２ｂ６の層数と同じであり、第２群１１３ｂｔと第４群１２２ｂｖとにおいて、ｔ＞ｖとしてよい。図２Ａおよび図３には、第３層１１３ｂ３の層数が７層であり、第６層１２２ｂ６の層数が７層である実施形態を例示している。また、第２群１１３ｂｔは５層の第３層１１３ｂ３を含み、第４群１２２ｂｖは４層の第６層１２２ｂ６を含む。このように第３層１１３ｂ３、第６層１２２ｂ６、第２群１１３ｂｔおよび第４群１２２ｂｖの層数を設定することにより、トンネル接合部として機能する第１ｐ側半導体層１１４から第１活性層１１３に供給されるキャリア（ホール）をより効果的に増やすことができる。これにより、窒化物半導体発光素子１０の発光出力をより高くし、順方向電圧Ｖｆをより低くすることができる。
【0065】
［本開示の実施形態の製造方法］
次に、窒化物半導体発光素子１０の製造方法を説明する。図４は、本実施形態に係る窒化物半導体発光素子１０の製造方法を示すフローチャートである。
次に、窒化物半導体発光素子１０の製造方法を説明する。図４は、本実施形態に係る窒化物半導体発光素子１０の製造方法を示すフローチャートである。
【0066】
窒化物半導体発光素子１０の製造方法は、図４に示すように、第１発光部１１０を形成する工程Ｓ１と、第２発光部１２０を形成する工程Ｓ２と、ｎ側電極１３およびｐ側電極１４を形成する工程Ｓ３と、を備える。
【0067】
半導体構造体１２に含まれる第１発光部１１０および第２発光部１２０は、例えば、圧力および温度の調整が可能な炉内において、ＭＯＣＶＤ（metal organic chemical vapor deposition）法により形成される。具体的には、半導体構造体１２は、炉内にキャリアガスおよび原料ガスを供給することで基板１１上に形成される。
【0068】
キャリアガスとしては、例えば、水素（Ｈ２）ガスまたは窒素（Ｎ２）ガス等を用いることができる。
【0069】
原料ガスは、形成する半導体層に応じて適宜選択される。Ｇａを含む半導体層を形成する場合は、例えば、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）ガスまたはトリエチルガリウム（ＴＥＧ）ガス等のＧａを含む原料ガスが用いられる。Ｎを含む半導体層を形成する場合は、例えば、アンモニア（ＮＨ３）ガス等のＮを含む原料ガスが用いられる。Ａｌを含む半導体層を形成する場合は、例えば、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）ガス等のＡｌを含む原料ガスが用いられる。Ｉｎを含む半導体層を形成する場合は、例えば、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）等のＩｎを含む原料ガスが用いられる。Ｓｉを含む半導体層を形成する場合は、例えば、モノシラン（ＳｉＨ４）ガス等のＳｉを含むガスが用いられる。Ｍｇを含む半導体層を形成する場合は、例えば、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ２Ｍｇ）ガス等のＭｇを含む原料ガスが用いられる。なお、以下において、炉内に、一の元素を含む原料ガスおよび他の元素を含む原料ガスを供給することを、単に「一の元素および他の元素を含む原料ガスを供給する」ともいう。以下、各工程について詳述する。
【0070】
先ず、第１発光部１１０を形成する工程Ｓ１を行う。第１発光部１１０を形成する工程Ｓ１は、下地層１１１を形成する工程Ｓ１１と、第１ｎ側半導体層１１２を形成する工程Ｓ１２と、第１活性層１１３を形成する工程Ｓ１３と、第１ｐ側半導体層１１４を形成する工程Ｓ１４と、を含む。
【0071】
下地層１１１を形成する工程Ｓ１１においては、炉内に、下地層１１１に対応するキャリアガスおよび原料ガスを供給する。これにより、下地層１１１を基板１１上に形成する。
【0072】
第１ｎ側半導体層１１２を形成する工程Ｓ１２においては、炉内に、第１ｎ側半導体層１１２に対応するキャリアガスおよび原料ガスを供給する。これにより、第１ｎ側半導体層１１２を下地層１１１上に形成する。
【0073】
第１活性層１１３を形成する工程Ｓ１３は、第１井戸層１１３ａおよび第１障壁層１１３ｂを形成する工程を含む。炉内に、キャリアガスと、ＧａおよびＮを含む原料ガスを供給する。この際、ｎ型不純物およびｐ型不純物を含む原料ガスを供給しない場合、アンドープのＧａＮ層である第１障壁層１１３ｂが形成される。また、炉内に、キャリアガスと、Ｉｎ、ＧａおよびＮを含む原料ガスを供給する。この際、ｎ型を不純物およびｐ型不純物を含む原料ガスを供給しない場合、アンドープのＩｎＧａＮ層である第１井戸層１１３ａが形成される。本実施形態では、第１井戸層１１３ａの形成と第１障壁層１１３ｂの形成を、交互に複数回行う。これにより、積層方向、すなわちＺ方向において交互に並ぶ第１井戸層１１３ａおよび第１障壁層１１３ｂを含む積層体を、第１ｎ側半導体層１１２上に形成する。
【0074】
本実施形態では、第１障壁層１１３ｂとして、最も第１ｎ側半導体層１１２側に位置する第１層１１３ｂ１と、最も第１ｐ側半導体層１１４側に位置する第２層１１３ｂ２と、第１層１１３ｂ１と第２層１１３ｂ２との間に位置する複数の第３層１１３ｂ３とを形成する。ここで、複数の第３層１１３ｂ３は、ｓ層（ｓは、自然数であり、一例を示す図２Ａでは２層）の第３層１１３ｂ３を含む第１群１１３ｂｓと、第１群１１３ｂｓよりも第１ｐ側半導体層１１４側に位置するｔ層（ｔは、自然数であり、一例を示す図２Ｂでは、５層）の第３層１１３ｂ３を含む第２群１１３ｂｔとを有するようにする。そして、第２群１１３ｂｔの各第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｔは、第１群１１３ｂｓの各第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｓよりも薄くなるように処理条件（例えば、処理時間、ガス供給量等）を調整する。
【0075】
ｓ層の第３層１１３ｂ３を含む第１群１１３ｂｓと、ｔ層の第３層を含む第２群１１３ｂｔの層数の関係として、ｓ＜ｔとなるように層数が設定されてよい。
【0076】
また、第１群１１３ｂｓの各第３層１１３ｂ３の膜厚、第２群の各第３層１１３ｂ３の膜厚の態様として、第１群１１３ｂｓの各第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｓは、第１井戸層１１３ａの膜厚Ｔａ１よりも厚く、第２群１１３ｂｔの各第３層の膜厚Ｔｔは、第１井戸層１１３ａの膜厚Ｔａ１よりも薄くしてよい。
【0077】
第１ｐ側半導体層１１４を形成する工程Ｓ１４においては、炉内に、第１ｐ側半導体層１１４に対応するキャリアガスおよび原料ガスを供給する。これにより、第１ｐ側半導体層１１４を第１活性層１１３の上、すなわち最も上方に位置する第１障壁層１１３ｂ上に形成する。
【0078】
以上により、下地層１１１、第１ｎ側半導体層１１２、第１活性層１１３、および第１ｐ側半導体層１１４を含む第１発光部１１０が基板１１上に形成される。
【0079】
次に、第２発光部１２０を形成する工程Ｓ２を行う。第２発光部１２０を形成する工程Ｓ２は、図４に示すように、第２ｎ側半導体層１２１を形成する工程Ｓ２１と、第２活性層１２２を形成する工程Ｓ２２と、第２ｐ側半導体層１２３を形成する工程Ｓ２３と、を含む。
【0080】
第２ｎ側半導体層１２１を形成する工程Ｓ２１においては、炉内に、第２ｎ側半導体層１２１に対応するキャリアガスおよび原料ガスを供給する。これにより、第２ｎ側半導体層１２１を第１ｐ側半導体層１１４上に形成する。
【0081】
第２活性層１２２を形成する工程Ｓ２２は、第２井戸層１２２ａおよび第２障壁層１２２ｂを形成する工程を含む。炉内に、キャリアガスと、ＧａおよびＮを含む原料ガスを供給する。この際、ｎ型不純物およびｐ型不純物を含む原料ガスを供給しない場合、アンドープのＧａＮ層である第２障壁層１２２ｂが形成される。また、炉内に、キャリアガスと、Ｉｎ、ＧａおよびＮを含む原料ガスを供給する。この際、ｎ型不純物およびｐ型不純物を含む原料ガスを供給しない場合、アンドープのＩｎＧａＮ層である第２井戸層１２２ａが形成される。本実施形態では、第２井戸層１２２ａの形成と第２障壁層１２２ｂの形成を、交互に複数回行う。これにより、積層方向、すなわちＺ方向において交互に並ぶ第２井戸層１２２ａおよび第２障壁層１２２ｂを含む積層体を、第２ｎ側半導体層１２１上に形成する。
【0082】
一実施形態では、第２障壁層１２２ｂとして、図２Ｂに示すとおり、最も第２ｎ側半導体層１２１側に位置する第４層１２２ｂ４と、最も第２ｐ側半導体層１２３側に位置する第５層１２２ｂ５と、第４層１２２ｂ４と第５層１２２ｂ５との間に位置する複数の第６層１２２ｂ６とを形成してよい。
【0083】
また他の実施形態では、第２障壁層として、図３に示すとおり、複数の第６層１２２ｂ６は、１層以上の第６層１２２ｂ６を含む第３群１２２ｂｕと、第３群１２２ｂｕよりも第２ｐ側半導体層１２３側に位置する１層以上の第６層１２２ｂ６を含む第４群１２２ｂｖとを有するようにしてよい。第３群１２２ｂｕに含まれる第６層１２２ｂ６の層数は、ｕ（ｕは自然数である）である。第４群１２２ｂｖに含まれる第５層１２２ｂ６の層数は、ｖ（ｖは自然数である）である。図３には、第３群１２２ｂｕが３層の第６層１２２ｂ６を含み、第４群１２２ｂｖが４層の第６層１２２ｂ６を含む実施形態を例示している。そして、第４群１２２ｂｖの各第６層１２２ｂ６の膜厚Ｔｖは、第３群１２２ｂｕの各第６層１２２ｂ６の膜厚Ｔｕよりも薄くなるように処理条件（例えば、処理時間、ガス供給量等）を調整してよい。
【0084】
第２活性層１２２を形成する工程Ｓ２２において、ｕ層の第６層１２２ｂ６を含む第３群１２２ｂｕと、ｖ層の第６層１２２ｂ６を含む第４群１２２ｂｖの層数の関係として、ｕ＜ｖとなるように層数が設定されてよい。
【0085】
また、第３群１２２ｂｕの各第６層１２２ｂ６の膜厚Ｔｕ、第４群１２２ｂｖの各第６層１２２ｂ６の膜厚の態様として、第３群１２２ｂｕの各第６層１２２ｂ６の膜厚Ｔｕは、第２井戸層１２２ａの膜厚Ｔａ２よりも厚く、第４群１２２ｂｖの各第６層の膜厚Ｔｖは、第２井戸層１２２ａの膜厚Ｔａ２よりも薄くしてよい。
【0086】
また、実施形態として、第３層１１３ｂ３の層数は、第６層１２２ｂ６の層数と同じであり、第２群１１３ｂｔと第４群１２２ｂｖとにおいて、ｔ＞ｖとなるように層数が設定されてよい。
【0087】
第２ｐ側半導体層１２３を形成する工程Ｓ２３においては、炉内に、第２ｐ側半導体層１２３に対応するキャリアガスおよび原料ガスを供給する。これにより、第２ｐ側半導体層１２３を第２活性層１２２の上、すなわち最も上方に位置する第２障壁層１２２ｂ上に形成する。
【0088】
以上により、第２ｎ側半導体層１２１、第２活性層１２２、および第２ｐ側半導体層１２３を含む第２発光部１２０が第１発光部１１０上に形成される。
【0089】
次に、ｎ側電極１３およびｐ側電極１４を形成する工程Ｓ３を行う。ｎ側電極１３およびｐ側電極１４を形成する工程Ｓ３では、先ず、図１に示すように、半導体構造体１２の一部を除去して、第１ｎ側半導体層１１２の第１面１１２ｓ１および第３面１１２ｓ３を、第１活性層１１３、第１ｐ側半導体層１１４、および第２発光部１２０から露出させる。半導体構造体１２の一部は、例えば、レジストを用いて選択的にエッチングすることにより除去することができる。
【0090】
次に、露出した第１面１１２ｓ１の上にｎ側電極１３を形成する。また、第２ｐ側半導体層１２３上にｐ側電極１４を形成する。ｎ側電極１３およびｐ側電極１４は、例えば、スパッタリング法または蒸着法により形成することができる。
【0091】
以上により、窒化物半導体発光素子１０を得ることができる。ただし、窒化物半導体発光素子１０の製造方法は、上記の方法に限定されない。例えば、窒化物半導体発光素子１０の製造方法は、下地層１１１を形成する工程Ｓ１１を含まず、基板１１上に第１ｎ側半導体層１１２が直接形成されてもよい。
【0092】
＜実施例＞
本開示の窒化物半導体発光素子に関して実証試験を行った。具体的には、以下に示す比較例および実施例の窒化物半導体発光素子を製造した。なお、下記の実証試験１～３において、各実証試験は独立して行われた実証試験である。つまり、実証試験内でのサンプルの数値を比較してサンプルごとの性能を評価することは可能である。しかしながら、異なる実証試験の数値同士を厳密に比較することはできない。例えば、実証試験１の結果と、実証試験２の結果または実証試験３の結果を厳密に比較することはできない。
本開示の窒化物半導体発光素子に関して実証試験を行った。具体的には、以下に示す比較例および実施例の窒化物半導体発光素子を製造した。なお、下記の実証試験１～３において、各実証試験は独立して行われた実証試験である。つまり、実証試験内でのサンプルの数値を比較してサンプルごとの性能を評価することは可能である。しかしながら、異なる実証試験の数値同士を厳密に比較することはできない。例えば、実証試験１の結果と、実証試験２の結果または実証試験３の結果を厳密に比較することはできない。
【0093】
－実証試験１－
実証試験１の窒化物半導体発光素子の基本構造について説明する。実証試験１に用いた窒化物半導体発光素子１０は、第１ｎ側半導体層１１２と、第１ｎ側半導体層１１２上に配置され、交互に配置された第１障壁層１１３ｂと第１井戸層１１３ａとを有する第１活性層１１３と、第１活性層１１３上に配置される第１ｐ側半導体層１１４と、第１ｐ側半導体層１１４上に配置され、第１ｐ側半導体層１１４に接する第２ｎ側半導体層１２１と、第２ｎ側半導体層上に配置される第２活性層１２２と、第２活性層１２２上に配置される第２ｐ側半導体層１２３と、を備えている。そして、第１障壁層１１３ｂは、最も第１ｎ側半導体層１１２側に位置する第１層１１３ｂ１と、最も第１ｐ側半導体層１１４側に位置する第２層１１３ｂ２と、第１層１１３ｂ１と第２層１１３ｂ２との間に位置する７層の第３層１１３ｂ３とを有している。
実証試験１の窒化物半導体発光素子の基本構造について説明する。実証試験１に用いた窒化物半導体発光素子１０は、第１ｎ側半導体層１１２と、第１ｎ側半導体層１１２上に配置され、交互に配置された第１障壁層１１３ｂと第１井戸層１１３ａとを有する第１活性層１１３と、第１活性層１１３上に配置される第１ｐ側半導体層１１４と、第１ｐ側半導体層１１４上に配置され、第１ｐ側半導体層１１４に接する第２ｎ側半導体層１２１と、第２ｎ側半導体層上に配置される第２活性層１２２と、第２活性層１２２上に配置される第２ｐ側半導体層１２３と、を備えている。そして、第１障壁層１１３ｂは、最も第１ｎ側半導体層１１２側に位置する第１層１１３ｂ１と、最も第１ｐ側半導体層１１４側に位置する第２層１１３ｂ２と、第１層１１３ｂ１と第２層１１３ｂ２との間に位置する７層の第３層１１３ｂ３とを有している。
【0094】
また、実証試験１では、第１発光部１１０における第１層１１３ｂ１の第１障壁層１１３ｂの膜厚は、５．１ｎｍ、第２層１１３ｂ２の第１障壁層１１３ｂの膜厚は、４．０ｎｍである。複数の第１井戸層１１３ａのうち最も第１ｐ側半導体層１１４側の第１井戸層１１３ａ以外の第１井戸層１１３ａの膜厚は、３．４ｎｍである。最も第１ｐ側半導体層１１４側の第１井戸層１１３ａの膜厚は、３．８ｎｍである。
【0095】
また、実証試験１では、第２発光部１２０における第４層１２２ｂ４の第２障壁層１２２ｂの膜厚は、５．１ｎｍ、第５層１２２ｂ５の第２障壁層１２２ｂの膜厚は、４．０ｎｍ、第６層１２２ｂ６の第２障壁層１２２ｂの膜厚は、４．０ｎｍである。複数の第２井戸層１２２ａのうち最も第２ｐ側半導体層１２３側の第２井戸層１２２ａ以外の第２井戸層１２２ａの膜厚は、３．４ｎｍである。最も第２ｐ側半導体層１２３側の第２井戸層１２２ａの膜厚は、３．８ｎｍである。第２障壁層１２２ｂの層数は、９層であり、第２井戸層１２２ａの層数は、図２Ｂに示すとおり８層である。
【0096】
実証試験１の実施例１～５、比較例１、２の窒化物半導体発光素子において、上記実証試験１の窒化物半導体発光素子の基本構造のうち複数の第３層１１３ｂ３の構造のみをそれぞれ変更している。まず、実施例１～５における窒化物半導体発光素子の複数の第３層１１３ｂ３の構造を詳述する。
【0097】
・実施例１
実施例１の窒化物半導体発光素子において、複数の第３層１１３ｂ３は、６層の第１群１１３ｂｓと、第１群１１３ｂｓよりも第１ｐ側半導体層１１４側に位置する１層の第２群１１３ｂｔと、を備えている。そして、第１群１１３ｂｓの第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｓは４．０ｎｍであり、第２群１１３ｂｔの第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｔは３．６ｎｍである（図５参照）。
実施例１の窒化物半導体発光素子において、複数の第３層１１３ｂ３は、６層の第１群１１３ｂｓと、第１群１１３ｂｓよりも第１ｐ側半導体層１１４側に位置する１層の第２群１１３ｂｔと、を備えている。そして、第１群１１３ｂｓの第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｓは４．０ｎｍであり、第２群１１３ｂｔの第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｔは３．６ｎｍである（図５参照）。
【0098】
・実施例２
実施例２の窒化物半導体発光素子において、複数の第３層１１３ｂ３は、４層の第１群１１３ｂｓと、第１群１１３ｂｓよりも第１ｐ側半導体層１１４側に位置する３層の第２群１１３ｂｔと、を備えている。そして、第１群１１３ｂｓの第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｓは４．０ｎｍであり、第２群１１３ｂｔの第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｔは３．６ｎｍである（図５参照）。
実施例２の窒化物半導体発光素子において、複数の第３層１１３ｂ３は、４層の第１群１１３ｂｓと、第１群１１３ｂｓよりも第１ｐ側半導体層１１４側に位置する３層の第２群１１３ｂｔと、を備えている。そして、第１群１１３ｂｓの第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｓは４．０ｎｍであり、第２群１１３ｂｔの第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｔは３．６ｎｍである（図５参照）。
【0099】
・実施例３
実施例３の窒化物半導体発光素子において、複数の第３層１１３ｂ３は、２層の第１群１１３ｂｓと、第１群１１３ｂｓよりも第１ｐ側半導体層１１４側に位置する５層の第２群１１３ｂｔと、を備えている。そして、第１群１１３ｂｓの第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｓは４．０ｎｍであり、第２群１１３ｂｔの第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｔは３．６ｎｍである（図５参照）。
実施例３の窒化物半導体発光素子において、複数の第３層１１３ｂ３は、２層の第１群１１３ｂｓと、第１群１１３ｂｓよりも第１ｐ側半導体層１１４側に位置する５層の第２群１１３ｂｔと、を備えている。そして、第１群１１３ｂｓの第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｓは４．０ｎｍであり、第２群１１３ｂｔの第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｔは３．６ｎｍである（図５参照）。
【0100】
・実施例４
実施例４の窒化物半導体発光素子において、複数の第３層１１３ｂ３は、４層の第１群１１３ｂｓと、第１群１１３ｂｓよりも第１ｐ側半導体層１１４側に位置する３層の第２群１１３ｂｔと、を備えている。そして、第１群１１３ｂｓの第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｓは４．０ｎｍであり、第２群１１３ｂｔの第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｔは３．２ｎｍである（図５参照）。
実施例４の窒化物半導体発光素子において、複数の第３層１１３ｂ３は、４層の第１群１１３ｂｓと、第１群１１３ｂｓよりも第１ｐ側半導体層１１４側に位置する３層の第２群１１３ｂｔと、を備えている。そして、第１群１１３ｂｓの第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｓは４．０ｎｍであり、第２群１１３ｂｔの第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｔは３．２ｎｍである（図５参照）。
【0101】
・実施例５
実施例５の窒化物半導体発光素子において、複数の第３層１１３ｂ３は、２層の第１群１１３ｂｓと、第１群１１３ｂｓよりも第１ｐ側半導体層１１４側に位置する５層の第２群１１３ｂｔと、を備えている。そして、第１群１１３ｂｓの第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｓは４．０ｎｍであり、第２群１１３ｂｔの第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｔは３．２ｎｍである（図５参照）。
実施例５の窒化物半導体発光素子において、複数の第３層１１３ｂ３は、２層の第１群１１３ｂｓと、第１群１１３ｂｓよりも第１ｐ側半導体層１１４側に位置する５層の第２群１１３ｂｔと、を備えている。そして、第１群１１３ｂｓの第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｓは４．０ｎｍであり、第２群１１３ｂｔの第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｔは３．２ｎｍである（図５参照）。
【0102】
次に、比較例１～２の窒化物半導体発光素子における複数の第３層１１３ｂ３の構造を詳述する。
【0103】
・比較例１および比較例２
比較例１の窒化物半導体発光素子において、複数の第３層１１３ｂ３の膜厚は、４．０ｎｍである。また、比較例２の窒化物半導体発光素子において、複数の第３層１１３ｂ３の膜厚は、３．６ｎｍである（図５参照）。比較例１および比較例２では、実施例１～５のように複数の第３層１１３ｂ３が第１群および第２群を備えず、複数の第３層１１３ｂ３の膜厚をすべて同じとしている。
比較例１の窒化物半導体発光素子において、複数の第３層１１３ｂ３の膜厚は、４．０ｎｍである。また、比較例２の窒化物半導体発光素子において、複数の第３層１１３ｂ３の膜厚は、３．６ｎｍである（図５参照）。比較例１および比較例２では、実施例１～５のように複数の第３層１１３ｂ３が第１群および第２群を備えず、複数の第３層１１３ｂ３の膜厚をすべて同じとしている。
【0104】
上記実施例１～５および比較例１，２の窒化物半導体発光素子に対する発光出力Ｐｏおよび順方向電圧Ｖｆの評価結果を図５に示す。なお、発光出力Ｐｏおよび順方向電圧Ｖｆの値は、窒化物半導体発光素子に１２０ｍＡの電流を流したときの値である。
【0105】
図５によれば、実施例１～５の窒化物半導体発光素子の発光出力Ｐｏは、比較例１～２の窒化物半導体発光素子の発光出力Ｐｏよりも高い結果が得られた。また、実施例１～５の窒化物半導体発光素子の順方向電圧Ｖｆは、比較例１～２の窒化物半導体発光素子の順方向電圧Ｖｆに対して同等あるいは低い結果が得られた。
【0106】
－実証試験２－
・実施例６
実証実験２の実施例６の窒化物半導体発光素子の基本構造について説明する。実施例６に用いた窒化物半導体発光素子１０は、第１ｎ側半導体層１１２と、第１ｎ側半導体層１１２上に配置され、交互に配置された第１障壁層１１３ｂと第１井戸層１１３ａとを有する第１活性層１１３と、第１活性層１１３上に配置される第１ｐ側半導体層１１４と、第１ｐ側半導体層１１４上に配置され、第１ｐ側半導体層１１４に接する第２ｎ側半導体層１２１と、第２ｎ側半導体層上に配置される第２活性層１２２と、第２活性層１２２上に配置される第２ｐ側半導体層１２３と、を備えている。そして、第１障壁層１１３ｂは、最も第１ｎ側半導体層１１２側に位置する第１層１１３ｂ１と、最も第１ｐ側半導体層１１４側に位置する第２層１１３ｂ２と、第１層１１３ｂ１と第２層１１３ｂ２との間に位置する複数の第３層１１３ｂ３とを有している。第２障壁層１２２ｂは、最も第２ｎ側半導体層１２１側に位置する第４層１２２ｂ４と、最も第２ｐ側半導体層１２３側に位置する第５層１２２ｂ５と、第４層１２２ｂ４と第５層１２２ｂ５との間に位置する複数の第６層１２２ｂ６とを有している。
・実施例６
実証実験２の実施例６の窒化物半導体発光素子の基本構造について説明する。実施例６に用いた窒化物半導体発光素子１０は、第１ｎ側半導体層１１２と、第１ｎ側半導体層１１２上に配置され、交互に配置された第１障壁層１１３ｂと第１井戸層１１３ａとを有する第１活性層１１３と、第１活性層１１３上に配置される第１ｐ側半導体層１１４と、第１ｐ側半導体層１１４上に配置され、第１ｐ側半導体層１１４に接する第２ｎ側半導体層１２１と、第２ｎ側半導体層上に配置される第２活性層１２２と、第２活性層１２２上に配置される第２ｐ側半導体層１２３と、を備えている。そして、第１障壁層１１３ｂは、最も第１ｎ側半導体層１１２側に位置する第１層１１３ｂ１と、最も第１ｐ側半導体層１１４側に位置する第２層１１３ｂ２と、第１層１１３ｂ１と第２層１１３ｂ２との間に位置する複数の第３層１１３ｂ３とを有している。第２障壁層１２２ｂは、最も第２ｎ側半導体層１２１側に位置する第４層１２２ｂ４と、最も第２ｐ側半導体層１２３側に位置する第５層１２２ｂ５と、第４層１２２ｂ４と第５層１２２ｂ５との間に位置する複数の第６層１２２ｂ６とを有している。
【0107】
また、実施例６の窒化物半導体発光素子では、第１層１１３ｂ１の膜厚は、５．１ｎｍ、第２層１１３ｂ２の膜厚は、４．０ｎｍである。複数の第１井戸層１１３ａのうち最も第１ｐ側半導体層１１４側の第１井戸層１１３ａの膜厚は、３．４ｎｍである。最も第１ｐ側半導体層１１４側の第１井戸層１１３ａの膜厚は、３．８ｎｍである。
【0108】
また、実施例６の窒化物半導体発光素子では、第４層１２２ｂ４の膜厚は、５．１ｎｍ、第５層１２２ｂ５の膜厚は、４．０ｎｍである。複数の第２井戸層１２２ａのうち最も第２ｐ側半導体層１２３側の第２井戸層１２２ａの膜厚は、３．４ｎｍである。最も第２ｐ側半導体層１２３側の第２井戸層１２２ａの膜厚は、３．８ｎｍである。
【0109】
次に、実施例６の窒化物半導体発光素子における複数の第３層１１３ｂ３の構造と複数の第６層１２２ｂ６の構造とについて詳述する。
【0110】
実施例６の窒化物半導体発光素子において、複数の第３層１１３ｂ３は、５層の第１群１１３ｂｓと、第１群１１３ｂｓよりも第１ｐ側半導体層１１４側に位置する２層の第２群１１３ｂｔと、を備えている。そして、第１群１１３ｂｓの第３層１１３ｂ３の膜厚は４．０ｎｍであり、第２群１１３ｂｔの第３層１１３ｂ３の膜厚Ｔｔは３．０ｎｍである。
【0111】
また、実施例６の窒化物半導体発光素子において、複数の第６層１２２ｂ６は、５層の第３群１２２ｂｕと、第３群１２２ｂｕよりも第２ｐ側半導体層１２３側に位置する２層の第４群１２２ｂｖと、を備えている。そして、第３群１２２ｂｕの第６層１２２ｂ６の膜厚Ｔｕは４．０ｎｍであり、第４群１２２ｂｖの第６層１２２ｂ６の膜厚Ｔｔは３．０ｎｍである。
【0112】
次に、比較例３の窒化物半導体発光素子において、実施例６の窒化物半導体発光素子と異なる点を詳述する。
【0113】
・比較例３
比較例３の窒化物半導体発光素子において、複数の第３層１１３ｂ３の膜厚は、４．０ｎｍである。つまり、比較例３の窒化物半導体発光素子では、実施例６の窒化物半導体発光素子のように複数の第３層１１３ｂ３が第１群および第２群を備えず、複数の第３層１１３ｂ３の膜厚をすべて同じとしている。また、比較例３の窒化物半導体発光素子では、実施例６の窒化物半導体発光素子のように複数の第６層１２２ｂ６が第３群および第４群を備えず、複数の第６層１２２ｂ６の膜厚をすべて同じとしている。
比較例３の窒化物半導体発光素子において、複数の第３層１１３ｂ３の膜厚は、４．０ｎｍである。つまり、比較例３の窒化物半導体発光素子では、実施例６の窒化物半導体発光素子のように複数の第３層１１３ｂ３が第１群および第２群を備えず、複数の第３層１１３ｂ３の膜厚をすべて同じとしている。また、比較例３の窒化物半導体発光素子では、実施例６の窒化物半導体発光素子のように複数の第６層１２２ｂ６が第３群および第４群を備えず、複数の第６層１２２ｂ６の膜厚をすべて同じとしている。
【0114】
上記実施例６および比較例３の窒化物半導体発光素子に対する発光出力Ｐｏおよび順方向電圧Ｖｆの評価結果を図６に示す。なお、発光出力Ｐｏおよび順方向電圧Ｖｆの値は、窒化物半導体発光素子に１２０ｍＡの電流を流したときの値である。
【0115】
図６によれば、実施例６の窒化物半導体発光素子は、比較例３の窒化物半導体発光素子よりも低い順方向電圧Ｖｆを得つつ、より高い発光出力Ｐｏが得られた。
【0116】
－実証試験３－
実証試験３の窒化物半導体発光素子の基本構造について説明する。実証試験３に用いた窒化物半導体発光素子１０は、第１ｎ側半導体層１１２と、第１ｎ側半導体層１１２上に配置され、交互に配置された第１障壁層１１３ｂと第１井戸層１１３ａとを有する第１活性層１１３と、第１活性層１１３上に配置される第１ｐ側半導体層１１４と、第１ｐ側半導体層１１４上に配置され、第１ｐ側半導体層１１４に接する第２ｎ側半導体層１２１と、第２ｎ側半導体層上に配置される第２活性層１２２と、第２活性層１２２上に配置される第２ｐ側半導体層１２３と、を備えている。そして、第１障壁層１１３ｂは、最も第１ｎ側半導体層１１２側に位置する第１層１１３ｂ１と、最も第１ｐ側半導体層１１４側に位置する第２層１１３ｂ２と、第１層１１３ｂ１と第２層１１３ｂ２との間に位置する７層の第３層１１３ｂ３とを有している。第２障壁層１２２ｂは、最も第２ｎ側半導体層１２１側に位置する第４層１２２ｂ４と、最も第２ｐ側半導体層１２３側に位置する第５層１２２ｂ５と、第４層１２２ｂ４と第５層１２２ｂ５との間に位置する７層の第６層１２２ｂ６とを有している。
実証試験３の窒化物半導体発光素子の基本構造について説明する。実証試験３に用いた窒化物半導体発光素子１０は、第１ｎ側半導体層１１２と、第１ｎ側半導体層１１２上に配置され、交互に配置された第１障壁層１１３ｂと第１井戸層１１３ａとを有する第１活性層１１３と、第１活性層１１３上に配置される第１ｐ側半導体層１１４と、第１ｐ側半導体層１１４上に配置され、第１ｐ側半導体層１１４に接する第２ｎ側半導体層１２１と、第２ｎ側半導体層上に配置される第２活性層１２２と、第２活性層１２２上に配置される第２ｐ側半導体層１２３と、を備えている。そして、第１障壁層１１３ｂは、最も第１ｎ側半導体層１１２側に位置する第１層１１３ｂ１と、最も第１ｐ側半導体層１１４側に位置する第２層１１３ｂ２と、第１層１１３ｂ１と第２層１１３ｂ２との間に位置する７層の第３層１１３ｂ３とを有している。第２障壁層１２２ｂは、最も第２ｎ側半導体層１２１側に位置する第４層１２２ｂ４と、最も第２ｐ側半導体層１２３側に位置する第５層１２２ｂ５と、第４層１２２ｂ４と第５層１２２ｂ５との間に位置する７層の第６層１２２ｂ６とを有している。
【0117】
実証試験３の参考例１～２、比較例４～６の窒化物半導体発光素子において、上記実証試験３の窒化物半導体発光素子の基本構造のうち複数の第３層１１３ｂ３の構造と複数の第６層１２２ｂ６の構造とをそれぞれ変更している。まず、参考例１～２における窒化物半導体発光素子における第１障壁層１１３ｂの構造と第２障壁層１２２ｂの構造とを詳述する。
【0118】
・参考例１
参考例１の窒化物半導体発光素子において、第１層１１３ｂ１の膜厚は、５．１ｎｍ、第２層１１３ｂ２の膜厚は、４．０ｎｍである。複数の第１井戸層１１３ａのうち最も第１ｐ側半導体層１１４側の第１井戸層１１３ａ以外の第１井戸層１１３ａの膜厚は、３．４ｎｍである。最も第１ｐ側半導体層１１４側の第１井戸層１１３ａの膜厚は、３．８ｎｍである。７層の第３層１１３ｂ３の各膜厚は、３．５ｎｍである。
参考例１の窒化物半導体発光素子において、第１層１１３ｂ１の膜厚は、５．１ｎｍ、第２層１１３ｂ２の膜厚は、４．０ｎｍである。複数の第１井戸層１１３ａのうち最も第１ｐ側半導体層１１４側の第１井戸層１１３ａ以外の第１井戸層１１３ａの膜厚は、３．４ｎｍである。最も第１ｐ側半導体層１１４側の第１井戸層１１３ａの膜厚は、３．８ｎｍである。７層の第３層１１３ｂ３の各膜厚は、３．５ｎｍである。
【0119】
第４層１２２ｂ４の膜厚は、５．１ｎｍ、第５層１２２ｂ５の膜厚は、４．０ｎｍ、第６層１２２ｂ６の膜厚は、４．０ｎｍである。複数の第２井戸層１２２ａのうち最も第２ｐ側半導体層１２３側の第２井戸層１２２ａ以外の第２井戸層１２２ａの膜厚は、３．４ｎｍである。最も第２ｐ側半導体層１２３側の第２井戸層１２２ａの膜厚は、３．８ｎｍである。
【0120】
・参考例２
参考例２の窒化物半導体発光素子において、第１層１１３ｂ１の膜厚は、５．１ｎｍ、第２層１１３ｂ２の膜厚は、４．０ｎｍである。複数の第１井戸層１１３ａのうち最も第１ｐ側半導体層１１４側の第１井戸層１１３ａ以外の第１井戸層１１３ａの膜厚は、３．４ｎｍである。最も第１ｐ側半導体層１１４側の第１井戸層１１３ａの膜厚は、３．８ｎｍである。７層の第３層１１３ｂ３の各膜厚は、３．０ｎｍである。
参考例２の窒化物半導体発光素子において、第１層１１３ｂ１の膜厚は、５．１ｎｍ、第２層１１３ｂ２の膜厚は、４．０ｎｍである。複数の第１井戸層１１３ａのうち最も第１ｐ側半導体層１１４側の第１井戸層１１３ａ以外の第１井戸層１１３ａの膜厚は、３．４ｎｍである。最も第１ｐ側半導体層１１４側の第１井戸層１１３ａの膜厚は、３．８ｎｍである。７層の第３層１１３ｂ３の各膜厚は、３．０ｎｍである。
【0121】
第４層１２２ｂ４の膜厚は、５．１ｎｍ、第５層１２２ｂ５の膜厚は、４．０ｎｍ、第６層１２２ｂ６の膜厚は、４．０ｎｍである。複数の第２井戸層１２２ａのうち最も第２ｐ側半導体層１２３側の第２井戸層１２２ａ以外の第２井戸層１２２ａの膜厚は、３．４ｎｍである。最も第２ｐ側半導体層１２３側の第２井戸層１２２ａの膜厚は、３．８ｎｍである。
【0122】
次に、比較例４～６の窒化物半導体発光素子における第１障壁層１１３ｂの構造と第２障壁層１２２ｂの構造とを詳述する。
【0123】
・比較例４
第１層１１３ｂ１の膜厚は、５．１ｎｍ、第２層１１３ｂ２の膜厚は、４．０ｎｍである。複数の第１井戸層１１３ａのうち最も第１ｐ側半導体層１１４側の第１井戸層１１３ａ以外の第１井戸層１１３ａの膜厚は、３．４ｎｍである。最も第１ｐ側半導体層１１４側の第１井戸層１１３ａの膜厚は、３．８ｎｍである。７層の第３層１１３ｂ３の各膜厚は、４．０ｎｍである。
第１層１１３ｂ１の膜厚は、５．１ｎｍ、第２層１１３ｂ２の膜厚は、４．０ｎｍである。複数の第１井戸層１１３ａのうち最も第１ｐ側半導体層１１４側の第１井戸層１１３ａ以外の第１井戸層１１３ａの膜厚は、３．４ｎｍである。最も第１ｐ側半導体層１１４側の第１井戸層１１３ａの膜厚は、３．８ｎｍである。７層の第３層１１３ｂ３の各膜厚は、４．０ｎｍである。
【0124】
第４層１２２ｂ４の膜厚は、５．１ｎｍ、第５層１２２ｂ５の膜厚は、４．０ｎｍである。複数の第２井戸層１２２ａのうち最も第２ｐ側半導体層１２３側の第２井戸層１２２ａ以外の第２井戸層１２２ａの膜厚は、３．４ｎｍである。最も第２ｐ側半導体層１２３側の第２井戸層１２２ａの膜厚は、３．８ｎｍである。７層の第６層１２２ｂ６の各膜厚は、４．０ｎｍである。
【0125】
・比較例５
第１層１１３ｂ１の膜厚は、５．１ｎｍ、第２層１１３ｂ２の膜厚は、４．０ｎｍである。複数の第１井戸層１１３ａのうち最も第１ｐ側半導体層１１４側の第１井戸層１１３ａ以外の第１井戸層１１３ａの膜厚は、３．４ｎｍである。最も第１ｐ側半導体層１１４側の第１井戸層１１３ａの膜厚は、３．８ｎｍである。７層の第３層１１３ｂ３の各膜厚は、４．０ｎｍである。
第１層１１３ｂ１の膜厚は、５．１ｎｍ、第２層１１３ｂ２の膜厚は、４．０ｎｍである。複数の第１井戸層１１３ａのうち最も第１ｐ側半導体層１１４側の第１井戸層１１３ａ以外の第１井戸層１１３ａの膜厚は、３．４ｎｍである。最も第１ｐ側半導体層１１４側の第１井戸層１１３ａの膜厚は、３．８ｎｍである。７層の第３層１１３ｂ３の各膜厚は、４．０ｎｍである。
【0126】
第４層１２２ｂ４の膜厚は、４．０ｎｍ、第５層１２２ｂ５の膜厚は、４．０ｎｍである。複数の第２井戸層１２２ａのうち最も第２ｐ側半導体層１２３側の第２井戸層１２２ａ以外の第２井戸層１２２ａの膜厚は、３．４ｎｍである。最も第２ｐ側半導体層１２３側の第２井戸層１２２ａの膜厚は、３．８ｎｍである。７層の第６層１２２ｂ６の各膜厚は、３．５ｎｍである。
【0127】
・比較例６
第１層１１３ｂ１の膜厚は、５．１ｎｍ、第２層１１３ｂ２の膜厚は、４．０ｎｍである。複数の第１井戸層１１３ａのうち最も第１ｐ側半導体層１１４側の第１井戸層１１３ａ以外の第１井戸層１１３ａの膜厚は、３．４ｎｍである。最も第１ｐ側半導体層１１４側の第１井戸層１１３ａの膜厚は、３．８ｎｍである。７層の第３層１１３ｂ３の各膜厚は、４．０ｎｍである。
第１層１１３ｂ１の膜厚は、５．１ｎｍ、第２層１１３ｂ２の膜厚は、４．０ｎｍである。複数の第１井戸層１１３ａのうち最も第１ｐ側半導体層１１４側の第１井戸層１１３ａ以外の第１井戸層１１３ａの膜厚は、３．４ｎｍである。最も第１ｐ側半導体層１１４側の第１井戸層１１３ａの膜厚は、３．８ｎｍである。７層の第３層１１３ｂ３の各膜厚は、４．０ｎｍである。
【0128】
第４層１２２ｂ４の膜厚は、４．０ｎｍ、第５層１２２ｂ５の膜厚は、４．０ｎｍである。複数の第２井戸層１２２ａのうち最も第２ｐ側半導体層１２３側の第２井戸層１２２ａ以外の第２井戸層１２２ａの膜厚は、３．４ｎｍである。最も第２ｐ側半導体層１２３側の第２井戸層１２２ａの膜厚は、３．８ｎｍである。７層の第６層１２２ｂ６の各膜厚は、３．０ｎｍである。
【0129】
上記参考例１，２および比較例４～６の窒化物半導体発光素子に対する発光出力Ｐｏおよび順方向電圧Ｖｆの評価結果を図７に示す。なお、発光出力Ｐｏおよび順方向電圧Ｖｆの値は、窒化物半導体発光素子に１２０ｍＡの電流を流したときの値である。
【0130】
図７によれば、参考例１，２の窒化物半導体発光素子のように、第１発光部１１０の第３層１１３ｂ３の膜厚を第２発光部１２０の第６層１２２ｂ６の膜厚よりも薄くすることで、比較例４～６の窒化物半導体発光素子の順方向電圧Ｖｆと同等程度としつつ、より高い発光出力Ｐｏが得られた。また、比較例４～６の結果から、第２発光部１２０の第６層１２２ｂ６の膜厚のみを第１発光部１１０の第３層１１３ｂ３の膜厚よりも薄くすると、発光出力Ｐｏが低下する傾向があることが確認された。
【0131】
なお、今回開示した実施態様は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本開示の技術的範囲は、上記した実施態様のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本開示の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【0132】
本開示は、以下の実施形態を含む。
［項１］
第１ｎ側半導体層と、
前記第１ｎ側半導体層上に配置され、交互に配置された第１障壁層と第１井戸層とを有する第１活性層と、
前記第１活性層上に配置される第１ｐ側半導体層と、
前記第１ｐ側半導体層上に配置され、前記第１ｐ側半導体層に接する第２ｎ側半導体層と、
前記第２ｎ側半導体層上に配置される第２活性層と、
前記第２活性層上に配置される第２ｐ側半導体層と、を備え、
前記第１障壁層は、最も前記第１ｎ側半導体層側に位置する第１層と、最も前記第１ｐ側半導体層側に位置する第２層と、前記第１層と前記第２層との間に位置する複数の第３層とを有し、
前記複数の第３層は、１層以上の前記第３層を含む第１群と、前記第１群よりも第１ｐ側半導体層側に位置する１層以上の前記第３層を含む第２群とを有し、
前記第２群の第３層の膜厚は、前記第１群の第３層の膜厚よりも薄い、
窒化物半導体発光素子。
［項２］
前記第１群に含まれる前記第３層の層数は、ｓ（ｓは自然数とする）であり、
前記第２群に含まれる前記第３層の層数は、ｔ（ｔは自然数とする）であり、
前記複数の第３層において、ｓ＜ｔとなる、［項１］に記載の窒化物半導体発光素子。
［項３］
前記第１群の第３層の膜厚は、前記第１井戸層の膜厚よりも厚く、
前記第２群の第３層の膜厚は、前記第１井戸層の膜厚よりも薄い、［項２］に記載の窒化物半導体発光素子。
［項４］
前記第２活性層は、交互に配置された第２障壁層と第２井戸層とを有し、
前記第２障壁層は、最も前記第２ｎ側半導体層側に位置する第４層と、最も前記第２ｐ側半導体層側に位置する第５層と、前記第４層と前記第５層との間に位置する複数の第６層とを有し、
前記複数の第６層は、１層以上の前記第６層を含む第３群と、前記第３群よりも前記第２ｐ側半導体層側に位置する１層以上の前記第６層を含む第４群とを有し、
前記第４群の第６層の膜厚は、前記第３群の第６層の膜厚よりも薄い、［項１］～［項３］のいずれか１項に記載の窒化物半導体発光素子。
［項５］
前記第３群に含まれる前記第６層の層数は、ｕ（ｕは自然数とする）であり、
前記第４群に含まれる前記第６層の層数は、ｖ（ｖは自然数とする）であり、
前記複数の第６層において、ｕ＜ｖとなる、［項４］に記載の窒化物半導体発光素子。
［項６］
前記第３群の第６層の膜厚は、前記第２井戸層の膜厚よりも厚く、
前記第４群の第６層の膜厚は、前記第２井戸層の膜厚よりも薄い、［項４］または［項５］に記載の窒化物半導体発光素子。
［項７］
前記第３層の層数は、前記第６層の層数と同じであり、
前記第２群と前記第４群とにおいて、ｔ＞ｖとなる、［項５］または［項６］に記載の窒化物半導体発光素子。
［項１］
第１ｎ側半導体層と、
前記第１ｎ側半導体層上に配置され、交互に配置された第１障壁層と第１井戸層とを有する第１活性層と、
前記第１活性層上に配置される第１ｐ側半導体層と、
前記第１ｐ側半導体層上に配置され、前記第１ｐ側半導体層に接する第２ｎ側半導体層と、
前記第２ｎ側半導体層上に配置される第２活性層と、
前記第２活性層上に配置される第２ｐ側半導体層と、を備え、
前記第１障壁層は、最も前記第１ｎ側半導体層側に位置する第１層と、最も前記第１ｐ側半導体層側に位置する第２層と、前記第１層と前記第２層との間に位置する複数の第３層とを有し、
前記複数の第３層は、１層以上の前記第３層を含む第１群と、前記第１群よりも第１ｐ側半導体層側に位置する１層以上の前記第３層を含む第２群とを有し、
前記第２群の第３層の膜厚は、前記第１群の第３層の膜厚よりも薄い、
窒化物半導体発光素子。
［項２］
前記第１群に含まれる前記第３層の層数は、ｓ（ｓは自然数とする）であり、
前記第２群に含まれる前記第３層の層数は、ｔ（ｔは自然数とする）であり、
前記複数の第３層において、ｓ＜ｔとなる、［項１］に記載の窒化物半導体発光素子。
［項３］
前記第１群の第３層の膜厚は、前記第１井戸層の膜厚よりも厚く、
前記第２群の第３層の膜厚は、前記第１井戸層の膜厚よりも薄い、［項２］に記載の窒化物半導体発光素子。
［項４］
前記第２活性層は、交互に配置された第２障壁層と第２井戸層とを有し、
前記第２障壁層は、最も前記第２ｎ側半導体層側に位置する第４層と、最も前記第２ｐ側半導体層側に位置する第５層と、前記第４層と前記第５層との間に位置する複数の第６層とを有し、
前記複数の第６層は、１層以上の前記第６層を含む第３群と、前記第３群よりも前記第２ｐ側半導体層側に位置する１層以上の前記第６層を含む第４群とを有し、
前記第４群の第６層の膜厚は、前記第３群の第６層の膜厚よりも薄い、［項１］～［項３］のいずれか１項に記載の窒化物半導体発光素子。
［項５］
前記第３群に含まれる前記第６層の層数は、ｕ（ｕは自然数とする）であり、
前記第４群に含まれる前記第６層の層数は、ｖ（ｖは自然数とする）であり、
前記複数の第６層において、ｕ＜ｖとなる、［項４］に記載の窒化物半導体発光素子。
［項６］
前記第３群の第６層の膜厚は、前記第２井戸層の膜厚よりも厚く、
前記第４群の第６層の膜厚は、前記第２井戸層の膜厚よりも薄い、［項４］または［項５］に記載の窒化物半導体発光素子。
［項７］
前記第３層の層数は、前記第６層の層数と同じであり、
前記第２群と前記第４群とにおいて、ｔ＞ｖとなる、［項５］または［項６］に記載の窒化物半導体発光素子。
【符号の説明】
【0133】
１０ 窒化物半導体発光素子
１１ 基板
１２ 半導体構造体
１３ ｎ側電極
１４ ｐ側電極
１１０ 第１発光部
１１１ 下地層
１１２ 第１ｎ側半導体層
１１２ｓ１ 第１面
１１２ｓ２ 第２面
１１２ｓ３ 第３面
１１３ 第１活性層
１１３ａ 第１井戸層
１１３ｂ 第１障壁層
１１３ｂ１ 第１層
１１３ｂ２ 第２層
１１３ｂ３ 第３層
１１３ｂｓ 第１群
１１３ｂｔ 第２群
１１４ 第１ｐ側半導体層
１２０ 第２発光部
１２１ 第２ｎ側半導体層
１２２ 第２活性層
１２２ａ 第２井戸層
１２２ｂ 第２障壁層
１２２ｂ４ 第４層
１２２ｂ５ 第５層
１２２ｂ６ 第６層
１２２ｂｕ 第３群
１２２ｂｖ 第４群
１２３ 第２ｐ側半導体層
１１ 基板
１２ 半導体構造体
１３ ｎ側電極
１４ ｐ側電極
１１０ 第１発光部
１１１ 下地層
１１２ 第１ｎ側半導体層
１１２ｓ１ 第１面
１１２ｓ２ 第２面
１１２ｓ３ 第３面
１１３ 第１活性層
１１３ａ 第１井戸層
１１３ｂ 第１障壁層
１１３ｂ１ 第１層
１１３ｂ２ 第２層
１１３ｂ３ 第３層
１１３ｂｓ 第１群
１１３ｂｔ 第２群
１１４ 第１ｐ側半導体層
１２０ 第２発光部
１２１ 第２ｎ側半導体層
１２２ 第２活性層
１２２ａ 第２井戸層
１２２ｂ 第２障壁層
１２２ｂ４ 第４層
１２２ｂ５ 第５層
１２２ｂ６ 第６層
１２２ｂｕ 第３群
１２２ｂｖ 第４群
１２３ 第２ｐ側半導体層
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】