(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-10-06
(45)【発行日】2022-10-17
(54)【発明の名称】窒化物半導体発光素子
(51)【国際特許分類】
H01L 33/32 20100101AFI20221007BHJP
H01L 33/10 20100101ALI20221007BHJP
H01S 5/343 20060101ALI20221007BHJP
【ＦＩ】
H01L33/32
H01L33/10
H01S5/343 610
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2020175018
(22)【出願日】2020-10-16
(65)【公開番号】P2022066094
(43)【公開日】2022-04-28
【審査請求日】2021-05-07
(73)【特許権者】
【識別番号】000226242
【氏名又は名称】日機装株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002583
【氏名又は名称】特許業務法人平田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】松倉 勇介
(72)【発明者】
【氏名】ペルノ シリル
【審査官】右田 昌士
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－１２１６５４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－１４５５１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１２５４２８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－０７５８４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／０１２５８５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００８－２７３８３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０４５７９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１２／０１４５９９２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１６／００８７１５４（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ３３／００ － ３３／６４
Ｈ０１Ｓ ５／００ － ５／５０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
紫外光を出力する窒化物半導体発光素子であって、前記紫外光を発生させる量子井戸構造を含んだ活性層と、
前記活性層上に形成され、前記活性層からの転位を止め又は曲げる転位抑制構造を含んだ転位抑制構造含有層と、
前記転位抑制構造含有層上に形成され、１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下の厚さを有するｐ型コンタクト層と、を備え、
前記転位抑制構造は、積層方向に直交する方向の縦横に点在した複数の転位抑制部により構成され、
前記転位抑制構造含有層には、前記積層方向におけるＳｉ濃度の濃度分布について、前記転位抑制構造含有層内の他の部分より高い濃度ピークが存在し、
前記Ｓｉ濃度の濃度ピークにおけるＳｉ濃度は、１×１０ １８ ［ａｔｏｍｓ／ｃｍ ３ ］以上１×１０ ２０ ［ａｔｏｍｓ／ｃｍ ３ ］以下であり、
前記転位抑制構造含有層には、前記積層方向におけるＭｇ濃度の濃度分布について、前記転位抑制構造含有層内の他の部分より高い濃度ピークが存在し、
前記Ｍｇ濃度の濃度ピークにおけるＭｇ濃度は、５×１０ １８ ［ａｔｏｍｓ／ｃｍ ３ ］以上５×１０ ２０ ［ａｔｏｍｓ／ｃｍ ３ ］以下であり、
前記Ｍｇ濃度の濃度ピークの位置と前記Ｓｉ濃度の濃度ピークの位置とは、前記積層方向における同一の位置、又はズレが±５ｎｍ以下のほぼ同一の位置であることを特徴とする窒化物半導体発光素子。
【請求項2】
前記複数の転位抑制部のそれぞれは、Ｖピットであることを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項3】
前記複数の転位抑制部のそれぞれは、前記積層方向に直交する方向から見て、前記活性層側を先側とする断面台形状又は断面三角形状を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項4】
前記複数の転位抑制部のそれぞれの前記積層方向における高さは、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項5】
前記複数の転位抑制部のそれぞれの前記積層方向に直交する方向における幅は、５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項6】
前記複数の転位抑制部のそれぞれと前記活性層との前記積層方向における離間距離は、０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項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】
本発明は、窒化物半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、紫外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提供されており、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。）。
【0003】
特許文献１に記載の窒化物半導体発光素子は、基板と、基板上に形成されたバッファ層と、バッファ層上に形成されたｎ型クラッド層と、ｎ型クラッド層上に形成され、多重量子井戸層を含む活性層と、活性層上に形成された多重半導体層と、多重半導体層上に形成されたｐ側電極と、ｎ型クラッド層の一部の領域上に形成されたｎ側電極と、を備えたものである。多重半導体層は、電子ブロック層と、電子ブロック層上に形成されたｐ型クラッド層と、ｐ型クラッド層上に形成されたｐ型コンタクト層と、を含んでいる。
この窒化物半導体発光素子では、ｐ型コンタクト層の厚さが、例えば１０ｎｍと薄くなっており、これによって、発光出力を向上させることができるようになっている。
この窒化物半導体発光素子では、ｐ型コンタクト層の厚さが、例えば１０ｎｍと薄くなっており、これによって、発光出力を向上させることができるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１９－１２１６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、上記従来の窒化物半導体発光素子では、活性層からの転位（転位線）が、ｐ型コンタクト層（特にｐ型コンタクト層の表面）に達してしまうという問題があった。このようなｐ型コンタクト層から活性層に至る転位が生じると、当該転位部分で電流集中が生じ、当該転位部分を介して、ｐ側電極の金属元素が活性層に入り込んでしまう。これによって、窒化物半導体発光素子の発光出力が、通電時間に伴って経時的に低下しやすくなってしまう。
【0006】
そこで、本発明は、発光出力を向上させることができると共に、発光出力の経時的低下を抑制することができる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】
【0007】
本発明は、上記目的を達成するために、紫外光を出力する窒化物半導体発光素子であって、前記紫外光を発生させる量子井戸構造を含んだ活性層と、前記活性層上に形成され、前記活性層からの転位を止め又は曲げる転位抑制構造を含んだ転位抑制構造含有層と、前記転位抑制構造含有層上に形成され、１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下の厚さを有するｐ型コンタクト層と、を備え、前記転位抑制構造は、積層方向に直交する方向の縦横に点在した複数の転位抑制部により構成され、前記転位抑制構造含有層には、前記積層方向におけるＳｉ濃度の濃度分布について、前記転位抑制構造含有層内の他の部分より高い濃度ピークが存在し、前記Ｓｉ濃度の濃度ピークにおけるＳｉ濃度は、１×１０
１８
［ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
］以上１×１０
２０
［ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
］以下であり、前記転位抑制構造含有層には、前記積層方向におけるＭｇ濃度の濃度分布について、前記転位抑制構造含有層内の他の部分より高い濃度ピークが存在し、前記Ｍｇ濃度の濃度ピークにおけるＭｇ濃度は、５×１０
１８
［ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
］以上５×１０
２０
［ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
］以下であり、前記Ｍｇ濃度の濃度ピークの位置と前記Ｓｉ濃度の濃度ピークの位置とは、前記積層方向における同一の位置、又はズレが±５ｎｍ以下のほぼ同一の位置であることを特徴とする窒化物半導体発光素子を提供する。なお、ここにいう「上」とは、一つの対象物と他の対象物との相対的な位置関係を示すものであり、当該一つの対象物が第三対象物を間に挟まずに直接当該他の対象物の上に配置されている状態のみならず、当該一つの対象物が第三対象物を間に挟んで当該他の対象物の上に配置されている状態も含む概念である。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、発光出力を向上させることができると共に、発光出力の経時的低下を抑制することができる窒化物半導体発光素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の一実施形態に係る発光素子の構成の一例を概略的に示した断面図である。
【図2】転位抑制構造含有層周りを示した断面図である。
【図3】転位抑制構造含有層の表面におけるＡＦＭ画像である。
【図4】転位抑制部周りを示した断面図（ａ）及び平面図（ｂ）である。
【図5】転位発生状態における積層方向に直交する方向から見た転位抑制部周りのＴＥＭ画像である。
【図6】（ａ）は、積層方向におけるＳｉ濃度の濃度分布を示したグラフであり、（ｂ）は、積層方向におけるＭｇ濃度の濃度分布を示したグラフである。
【図7】発光素子の製造工程を示したフローチャートである。
【図8】実施例及び各比較例における初期発光出力及び通電後残存発光出力を示した表である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
（実施形態）
本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は、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。なお、以下、本発明を説明するにあたり、窒化物半導体発光素子の各層の積層方向を単に「積層方向」と呼称し、窒化物半導体発光素子を単に「発光素子」と呼称する。また、以下の説明において「上」とは、一つの対象物と他の対象物との相対的な位置関係を示すものであり、当該一つの対象物が第三対象物を間に挟まずに直接当該他の対象物の上に配置されている状態のみならず、当該一つの対象物が第三対象物を間に挟んで当該他の対象物の上に配置されている状態も含むものとする。
本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は、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。なお、以下、本発明を説明するにあたり、窒化物半導体発光素子の各層の積層方向を単に「積層方向」と呼称し、窒化物半導体発光素子を単に「発光素子」と呼称する。また、以下の説明において「上」とは、一つの対象物と他の対象物との相対的な位置関係を示すものであり、当該一つの対象物が第三対象物を間に挟まずに直接当該他の対象物の上に配置されている状態のみならず、当該一つの対象物が第三対象物を間に挟んで当該他の対象物の上に配置されている状態も含むものとする。
【0011】
図１は、本発明の一実施形態に係る発光素子１の構成の一例を概略的に示した断面図である。発光素子１には、例えば、レーザダイオードや発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）が含まれる。本実施形態では、発光素子１として、中心波長が２００ｎｍ以上３６５ｎｍ以下の紫外光（いわゆる深紫外光）を出力する発光ダイオード（ＬＥＤ）を例に挙げて説明する。
【0012】
図１に示すように、発光素子１は、基板１０と、基板１０上に形成されたバッファ層２０と、バッファ層２０上に形成されたｎ型クラッド層３０と、ｎ型クラッド層３０上に形成され、紫外光を発生させる多重量子井戸構造を含んだ活性層４０と、活性層４０上に形成された多重半導体層５０と、多重半導体層５０上に形成されたｐ側電極６０と、ｎ型クラッド層３０の一部の領域上に形成されたｎ側電極７０と、を有して構成されている。
【0013】
発光素子１を構成する半導体には、例えば、ＡｌｘＧａ１－ｘＮ（０≦ｘ≦１）にて表される２元系又は３元系のIII族窒化物半導体を用いることができる。なお、窒素（Ｎ）の一部をリン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）等で置き換えてもよい。
【0014】
基板１０は、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）単結晶を含むサファイア基板である。なお、基板１０には、サファイア基板の他に、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。
【0015】
バッファ層２０は、窒化アルミニウムにより形成されている。また、基板１０が、ＡｌＮ基板またはＡｌＧａＮ基板である場合、バッファ層２０は、必ずしも設けなくてもよい。
【0016】
ｎ型クラッド層３０には、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、ｎ型の不純物としてシリコン（Ｓｉ）がドープされたＡｌｐＧａ１－ｐＮ（０＜ｐ≦１）層を用いることができる。本実施形態において、ｎ型クラッド層３０のドーパント濃度（Ｓｉ濃度）は、０．５×１０１９［ａｔｏｍｓ／ｃｍ３］以上２．５×１０１９［ａｔｏｍｓ／ｃｍ３］以下である。また、ｎ型クラッド層３０を形成するＡｌＧａＮのＡｌ組成比は、５０％以上６０％以下である（０．５≦ｐ≦０．６）と共に、井戸層４２のＡｌ組成比よりも大きい（ｐ＞ｒ）。なお、ｎ型クラッド層３０を形成するＡｌＧａＮのＡｌ組成比は、井戸層４２のＡｌ組成比よりも大きい範囲で可能な限り小さい値であることが好ましい。また、ｎ型クラッド層３０にドープするｎ型の不純物としては、シリコンに代えて、ゲルマニウム（Ｇｅ）、セレン（Ｓｅ）、テルル（Ｔｅ）等を用いてもよい。また、ｎ型クラッド層３０の構造は、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。
【0017】
活性層４０は、ｎ型クラッド層３０側に障壁層４１が位置し、多重半導体層５０側に井戸層４２が位置するように、３つの障壁層４１と３つの井戸層４２とを交互に積層した多重量子井戸構造（量子井戸構造）を含んだ層である。活性層４０は、多重量子井戸構造内で電子及びホールを結合させて所定の波長の光を発生させる。本実施形態では、活性層４０は、波長３６５ｎｍ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おり、当該多重量子井戸構造に起因して中心波長が２００ｎｍ以上３６５ｎｍ以下の紫外光が発生する。なお、障壁層４１及び井戸層４２の数は３つずつに限定されるものではなく、それぞれ２つずつ設けてもよいし、それぞれ４つ以上設けてもよい。また、障壁層４１及び井戸層４２がそれぞれ１つずつ設けられた単一量子井戸構造の構成であってもよい。
【0018】
各障壁層４１には、アンドープのＡｌｑＧａ１－ｑＮ（０＜ｑ≦１）層を用いることができる。本実施形態において、各障壁層４１を形成するＡｌＧａＮのＡｌ組成比は、５０％以上である（ｑ≧０．５）。好ましくは、６０％以上９０％以下である（０．６≦ｑ≦０．９）。また、各障壁層４１は、２ｎｍ以上５０ｎｍ以下の厚さを有している。好ましくは、５ｎｍ以上２０ｎｍ以下の厚さを有している。なお、各障壁層４１は、ｎ型不純物やｐ型不純物を含んだ層であってもよい。
【0019】
各井戸層４２には、アンドープのＡｌｒＧａ１－ｒＮ（０≦ｒ＜１）を用いることができる。本実施形態において、各井戸層４２を形成するＡｌＧａＮのＡｌ組成比は、３０％以上４０％以下である（０．３≦ｒ≦０．４）。また、各井戸層４２は、２ｎｍ以上３．５ｎｍ以下の厚さを有している。なお、本実施形態にように活性層４０の量子井戸構造として多重量子井戸構造を採用する場合、多重半導体層５０に接する井戸層４２以外の各井戸層４２及び各障壁層４１は、ｎ型不純物を含んでいてもよい。
【0020】
多重半導体層５０は、活性層４０上に形成された電子ブロック層５１と、電子ブロック層５１上に形成され、活性層４０からの転位Ｄ（転位線）（図５参照）を湾曲させる転位抑制構造５２０を含んだ転位抑制構造含有層５２と、転位抑制構造含有層５２上に形成されたｐ型クラッド層５３と、ｐ型クラッド層５３上に形成されたｐ型コンタクト層５４と、を備えている。すなわち、本実施形態の発光素子１では、転位抑制構造含有層５２が、電子ブロック層５１を介して活性層４０上に形成され、ｐ型コンタクト層５４が、ｐ型クラッド層５３を介して転位抑制構造含有層５２上に形成されている。なお、ここにいう転位Ｄは、発光素子１に形成された複数の層を貫通する貫通転位である。また、転位抑制構造含有層５２については、後述する。
【0021】
電子ブロック層５１は、活性層４０側の第１電子ブロック層５１ａと、転位抑制構造含有層５２側の第２電子ブロック層５１ｂと、から成る。電子ブロック層５１は、電子がオーバーフローし、ｐ型クラッド層５３側へ侵入することを抑制する役割を担っている。
【0022】
第１電子ブロック層５１ａには、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り、ｐ型の不純物としてマグネシウム（Ｍｇ）がドープされたＡｌｓＧａ１－ｓＮ（０＜ｓ≦１）層を用いることができる。本実施形態において、第１電子ブロック層５１ａのドーパント濃度（Ｍｇ濃度）は、５×１０１９［ａｔｏｍｓ／ｃｍ３］以下である。また、第１電子ブロック層５１ａは、３０ｎｍ以下の厚さを有している。好ましくは、０．５ｎｍ以上５ｎｍ以下の厚さを有している。より好ましくは、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の厚さを有している。なお、第１電子ブロック層５１ａを形成するＡｌＧａＮのＡｌ組成比は、８０％以上（ｓ≧０．８）であることが好ましい。
【0023】
第２電子ブロック層５１ｂには、ｐ型のＡｌＧａＮにより形成された層であり、ｐ型の不純物としてマグネシウムがドープされたＡｌｔＧａ１－ｔＮ（０＜ｔ＜１）層を用いることができる。本実施形態において、第２電子ブロック層５１ｂのドーパント濃度（Ｍｇ濃度）は、１×１０１８［ａｔｏｍｓ／ｃｍ３］以上１×１０２０［ａｔｏｍｓ／ｃｍ３］以下である。また、第２電子ブロック層５１ｂを形成するＡｌＧａＮのＡｌ組成比は、４５％以上９０％以下である（０．４５≦ｔ≦０．９）と共に、第１電子ブロック層５１ａのＡｌ組成比よりも小さくｐ型クラッド層５３のＡｌ組成比よりも大きい（ｖ＜ｔ＜ｓ、ｕ＜ｔ＜ｓ）。また、第２電子ブロック層５１ｂは、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の厚さを有している。なお、第２電子ブロック層５１ｂの厚さは、ｐ型コンタクト層５４よりも薄いことが好ましい。また、第１電子ブロック層５１ａ及び第２電子ブロック層５１ｂ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あってもよい。
【0024】
ｐ型クラッド層５３は、転位抑制構造含有層５２側の第１ｐ型クラッド層５３ａと、ｐ型コンタクト層５４側の第２ｐ型クラッド層５３ｂと、から成る。
【0025】
第１ｐ型クラッド層５３ａには、ｐ型ＡｌＧａＮ又はｐ型ＧａＮにより形成される層であり、ｐ型の不純物としてマグネシウムがドープされたＡｌｕＧａ１－ｕＮ（０≦ｕ≦１）層を用いることができる。本実施形態において、第１ｐ型クラッド層５３ａのドーパント濃度（Ｍｇ濃度）は、１×１０１８［ａｔｏｍｓ／ｃｍ３］以上１×１０２０［ａｔｏｍｓ／ｃｍ３］以下である。また、第１ｐ型クラッド層５３ａを形成するＡｌＧａＮのＡｌ組成比は、５５％以上６５％以下である（０．５５≦ｕ≦０．６５）。また、第１ｐ型クラッド層５３ａは、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の厚さを有している。好ましくは、５５ｎｍ以上８５ｎｍ以下の厚さを有している。
【0026】
第２ｐ型クラッド層５３ｂには、ｐ型ＡｌＧａＮ又はｐ型ＧａＮにより形成される層であり、ｐ型の不純物としてマグネシウムがドープされたＡｌｖＧａ１－ｖＮ（０≦ｖ≦１）層を用いることができる。本実施形態において、第２ｐ型クラッド層５３ｂのドーパント濃度（Ｍｇ濃度）は、１×１０１８［ａｔｏｍｓ／ｃｍ３］以上１×１０２０［ａｔｏｍｓ／ｃｍ３］以下である。また、第２ｐ型クラッド層５３ｂを形成するＡｌＧａＮのＡｌ組成比は、厚さ方向において第１ｐ型クラッド層５３ａ側からｐ型コンタクト層５４側に向かって、６０％から０％に徐々に減少していく組成傾斜となっている。また、第２ｐ型クラッド層５３ｂは、２ｎｍ以上８ｎｍ以下の厚さを有している。このように組成傾斜を設けることで、ｐ型クラッド層５３とｐ型コンタクト層５４とのＡｌ組成比の差による転位Ｄの発生を抑制することができる。
【0027】
ｐ型コンタクト層５４には、ｐ型ＡｌＧａＮ又はｐ型ＧａＮにより形成される層であり、ｐ型の不純物としてマグネシウムがドープされたＡｌｗＧａ１－ｗＮ（０≦ｗ≦１）層を用いることができる。本実施形態において、ｐ型コンタクト層５４のドーパント濃度（Ｍｇ濃度）は、５×１０１８［ａｔｏｍｓ／ｃｍ３］以上５×１０２０［ａｔｏｍｓ／ｃｍ３］以下である。また、ｐ型コンタクト層５４を形成するＡｌＧａＮのＡｌ組成比は、１０％以下である（０≦ｗ≦０．１）。好ましくは、０％である（ｗ＝０）。また、ｐ型コンタクト層５４は、１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下の厚さを有している。好ましくは、１５ｎｍ以上２５ｎｍ以下の厚さを有している。
【0028】
なお、電子ブロック層５１、ｐ型クラッド層５３及びｐ型コンタクト層５４にドープするｐ型の不純物としては、マグネシウムに代えて、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）、炭素（Ｃ）等を用いてもよい。
【0029】
また、電子ブロック層５１、ｐ型クラッド層５３及びｐ型コンタクト層５４における、シリコンのドーパント濃度（Ｓｉ濃度）は、５×１０１７［ａｔｏｍｓ／ｃｍ３］以下、すなわち、測定装置のバックグラウンドレベルであることが好ましい。
【0030】
ｐ側電極６０は、ロジウム（Ｒｈ）で形成されている。なお、ｐ側電極６０は、紫外線に対する反射率が大きい材料で構成されることが好ましい。
【0031】
ｎ側電極７０は、ｎ型クラッド層３０の上に順にチタン（Ｔｉ）／アルミニウム（Ａｌ）／チタン／金（Ａｕ）が積層された多層膜で形成されている。
【0032】
次に図２乃至図４を参照して、転位抑制構造含有層５２について説明する。転位抑制構造含有層５２は、主に、Ａｌ組成比が７５％以上８５％以下のＡｌｙＧａ１－ｙＮ（０．７５≦ｙ≦０．８５）により形成されている（すなわち、後述の転位抑制部５２１以外の部分は、Ａｌ組成比が７５％以上８５％以下のＡｌＧａＮにより形成されている）。そして、図２及び図３に示すように、転位抑制構造含有層５２は、複数の転位抑制部５２１が積層方向に直交する方向の縦横に点在して成る転位抑制構造５２０を含んでいる。なお、図２は、転位抑制構造含有層５２周りを示した断面図であり、図３は、転位抑制構造含有層５２の表面におけるＡＦＭ画像（原子間力顕微鏡による表面観察結果の画像）である。
【0033】
各転位抑制部５２１は、Ｖピットで構成されている。本実施形態において、Ｖピットは、シリコンが母相にドープされた若しくはシリコンを含む化合物（ＳｉＮ等）が母相中に析出したことにより母相の成長モードが変わった（Ｃ面以外の面の成長が促進される等）部分である。具体的には、各転位抑制部５２１は、図４（ａ）に示すように、積層方向に直交する方向から見て、活性層４０側を先側として先細りした台形の断面形状を有する。また、各転位抑制部５２１は、図４（ｂ）に示すように、積層方向から見て、六角形の平面形状を有している。すなわち、各転位抑制部５２１は、活性層４０側を先側とする六角推台形状に形成されている。また、各転位抑制部５２１の積層方向における高さＬ１は、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。好ましくは、１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。また、各転位抑制部５２１の積層方向に直交する方向における幅Ｌ２は、５ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。さらに、各転位抑制部５２１と活性層４０との積層方向における離間距離Ｌ３（各転位抑制部５２１の活性層４０側の端面位置と、多重半導体層５０及び活性層４０間の界面位置との積層方向における距離）は、０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。好ましくは、５０ｎｍ以下である。より好ましくは、３０ｎｍ以下である。なお、転位抑制構造含有層５２の厚さは、各転位抑制部５２１の積層方向における高さＬ１によって決まるため、転位抑制構造含有層５２の厚さは、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。好ましくは、１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。
【0034】
このような転位抑制部５２１を設けたことで、図５に示すように、活性層４０からの転位Ｄ（転位線）を各転位抑制部５２１で積層方向側方に湾曲させる（曲げる）ことができる。これによって、活性層４０からの転位Ｄがｐ型コンタクト層５４（特にｐ型コンタクト層５４の表面）に到達するのを抑制することができる。すなわち、活性層４０からｐ型コンタクト層５４に至る転位が生じる事態を避けることができる。なお、各転位抑制部５２１によって、活性層４０からの転位Ｄ（転位線）が積層方向側方に湾曲される理由は、各転位抑制部５２１で母相の成長モードが変わることで、転位Ｄの伝播方向が変化したものと推測される。また、転位Ｄは、基板１０や基板１０上に積層される各層の間の格子定数の差によって発生するものである。なお、図５は、転位発生状態における積層方向に直交する方向から見た転位抑制構造含有層５２周りのＴＥＭ画像（透過型電子顕微鏡による撮影画像）である。
【0035】
また、転位抑制構造含有層５２では、図６（ａ）に示すように、積層方向におけるＳｉ濃度の濃度分布について、転位抑制構造含有層５２内の他の部分より高い濃度ピーク（極大値）が存在する。この濃度ピークにおけるＳｉ濃度は、１×１０１８［ａｔｏｍｓ／ｃｍ３］以上１×１０２０［ａｔｏｍｓ／ｃｍ３］以下である。好ましくは、３×１０１８［ａｔｏｍｓ／ｃｍ３］以上５×１０１９［ａｔｏｍｓ／ｃｍ３］以下である。なお、図６（ａ）の例では、濃度ピークにおけるＳｉ濃度は、３．４１×１０１９［ａｔｏｍｓ／ｃｍ３］である。このように、シリコンの濃度ピークを有することで、当該濃度ピークの位置に、マグネシウムが引き寄せられる。
【0036】
さらに、転位抑制構造含有層５２では、図６（ｂ）に示すように、積層方向におけるＭｇ濃度の濃度分布について、転位抑制構造含有層５２内の他の部分より高い濃度ピーク（極大値）が存在する。この濃度ピークのＭｇ濃度は、５×１０１８［ａｔｏｍｓ／ｃｍ３］以上５×１０２０［ａｔｏｍｓ／ｃｍ３］以下である。好ましくは、７×１０１８［ａｔｏｍｓ／ｃｍ３］以上５×１０１９［ａｔｏｍｓ／ｃｍ３］以下である。なお、図６（ｂ）の例では、濃度ピークにおけるＭｇ濃度は、２．６７×１０１９［ａｔｏｍｓ／ｃｍ３］である。
【0037】
なお、Ｍｇ濃度の濃度ピークの位置と、Ｓｉ濃度の濃度ピークの位置とは、積層方向における同一の位置となっている。厳密には、積層方向における、Ｍｇ濃度の濃度ピークの位置と、Ｓｉ濃度の濃度ピークの位置とは、±５ｎｍ以下のズレがある場合もあるが、±５ｎｍ以下であれば、同一の位置にあるとみなせる。少なくとも、積層方向における、Ｍｇ濃度の濃度ピークの位置と、Ｓｉ濃度の濃度ピークの位置とは、ズレが±５ｎｍ以下のほぼ同一の位置となっているといえる。なお、図６（ａ）及び（ｂ）に示す濃度分布は、それぞれ、ｐ型コンタクト層５４の表面の位置を、積層方向における測定位置の起点（すなわち、測定位置＝０）とし、基板１０側の方向を正方向として示している。
【0038】
（発光素子の製造工程）
次に図７を参照して、発光素子１の製造工程（製造方法）について説明する。本発光素子１の製造工程は、チャンバー内に、基板１０となるウエハをセットした状態から行われる。
次に図７を参照して、発光素子１の製造工程（製造方法）について説明する。本発光素子１の製造工程は、チャンバー内に、基板１０となるウエハをセットした状態から行われる。
【0039】
図７に示すように、発光素子１の製造工程では、バッファ層成長工程Ｓ１と、ｎ型クラッド層成長工程Ｓ２と、活性層成長工程Ｓ３と、電子ブロック層成長工程Ｓ４と、転位抑制構造含有層形成工程Ｓ５と、ｐ型クラッド層成長工程Ｓ６と、ｐ型コンタクト層成長工程Ｓ７と、領域除去工程Ｓ８と、ｎ側電極形成工程Ｓ９と、ｐ側電極形成工程Ｓ１０と、ダイシング工程Ｓ１１と、を順に実行する。なお、各成長工程における各層の成長は、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（Hydride Vapor Phase Epitaxy：ＨＶＰＥ）等の周知のエピタキシャル成長法を用いることができる。また、チャンバー内に、Ａｌ源としてトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、Ｇａ源としてトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、及びＮ源としてアンモニア（ＮＨ３）を適宜供給して、ＡｌＧａＮ層やＡｌＮ層、ＧａＮ層を成長させる。また、これらの原料ガスの供給量を調整することで、各層のＡｌ組成比が目的とする値になるように制御が行われる。
【0040】
バッファ層成長工程Ｓ１では、ウエハ上（ウエハの表面）に、バッファ層２０を１０００℃以上１４００℃以下の高温成長でエピタキシャル成長させる。また、バッファ層成長工程Ｓ１では、バッファ層２０のＡｌ組成比が１００％となり且つバッファ層２０の厚さが１８００ｎｍ以上２２００ｎｍ以下となるように、バッファ層２０を成長させる。
【0041】
ｎ型クラッド層成長工程Ｓ２では、バッファ層成長工程Ｓ１によって成長させたバッファ層２０上（バッファ層２０の表面）に、ｎ型クラッド層３０を１０２０℃以上１１８０℃以下の温度条件でエピタキシャル成長させる。また、ｎ型クラッド層成長工程Ｓ２では、ｎ型クラッド層３０のＡｌ組成比が５０％以上６０％以下となり且つｎ型クラッド層３０の厚さが１８００ｎｍ以上２２００ｎｍ以下となるように、ｎ型クラッド層３０を成長させる。
【0042】
活性層成長工程Ｓ３では、ｎ型クラッド層成長工程Ｓ２によって成長させたｎ型クラッド層３０上（ｎ型クラッド層３０の表面）に、活性層４０を１０００℃以上１１００℃以下の温度条件でエピタキシャル成長させる。すなわち、活性層４０を成す３層の障壁層４１及び３層の井戸層４２を１層ずつ交互にエピタキシャル成長させる。また、活性層成長工程Ｓ３では、各障壁層４１のＡｌ組成比が５０％以上（好ましくは、６０％以上９０％以下）となり且つ各障壁層４１の厚さが２ｎｍ以上５０ｎｍ以下（好ましくは、５ｎｍ以上２０ｎｍ以下）となるように、各障壁層４１を成長させ、各井戸層４２のＡｌ組成比が３０％以上４０％以下となり且つ各井戸層４２の厚さが２ｎｍ以上３．５ｎｍ以下となるように、各井戸層４２を成長させる。
【0043】
電子ブロック層成長工程Ｓ４では、活性層成長工程Ｓ３によって成長させた活性層４０上（活性層４０の表面）に、第１電子ブロック層５１ａ及び第２電子ブロック層５１ｂを１０００℃以上１１００℃以下の温度条件でエピタキシャル成長させる。これにより、活性層４０上に、電子ブロック層５１を成長させる。また、電子ブロック層成長工程Ｓ４では、第１電子ブロック層５１ａのＡｌ組成比が８０％（好ましくは、１００％）となり且つ第１電子ブロック層５１ａの厚さが３０ｎｍ以下（好ましくは、０．５ｎｍ以上５ｎｍ、より好ましくは、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下）となるように、第１電子ブロック層５１ａを成長させ、第２電子ブロック層５１ｂのＡｌ組成比が４５％以上９０％以下となり且つ第２電子ブロック層５１ｂの厚さが１０ｎｍ以上１１５ｎｍ以下となるように、第２電子ブロック層５１ｂを成長させる。なお、本実施形態では、第２電子ブロック層５１ｂの一部が転位抑制構造含有層５２となる構成であるため、転位抑制構造含有層５２の厚さ（５ｎｍ以上１５ｎｍ以下）分だけ、最終的な第２電子ブロック層５１ｂの目標厚さ（５ｎｍ以上１００ｎｍ以下）よりも厚くなるように、第２電子ブロック層５１ｂを成長させる。
【0044】
転位抑制構造含有層形成工程Ｓ５では、１０００℃以上１１００℃以下の温度条件で、チャンバー内に、テトラメチルシラン(ＴＭＳｉ)及びアンモニアが供給され、第２電子ブロック層５１ｂの表面側に複数の転位抑制部５２１が形成される。すなわち、１０００℃以上１１００℃以下の温度条件で、チャンバー内に、テトラメチルシラン及びアンモニアが供給されると、第２電子ブロック層５１ｂの表面側において、シリコンが母相にドープされ若しくはシリコンを含む化合物（ＳｉＮ等）が母相中に析出される。その結果、母相の成長モードが変わり、複数の転位抑制部５２１が形成される。これよって、第２電子ブロック層５１ｂの表面側に転位抑制構造５２０が形成され、第２電子ブロック層５１ｂの表面側の一部が転位抑制構造含有層５２になる形で、転位抑制構造含有層５２が形成される。また、転位抑制構造含有層形成工程Ｓ５では、各転位抑制部５２１の積層方向における高さＬ１が、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下（好ましくは、１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下）、各転位抑制部５２１の積層方向に直交する方向における幅Ｌ２が、５ｎｍ以上２００ｎｍ以下、各転位抑制部５２１と活性層４０との積層方向における離間距離Ｌ３が、０ｎｍ以上１００ｎｍ以下（好ましくは、５０ｎｍ以下、より好ましくは、３０ｎｍ以下）となるように、転位抑制構造含有層５２が形成される。上記したように、各転位抑制部５２１の積層方向における高さＬ１によって転位抑制構造含有層５２の厚さが決まるため、転位抑制構造含有層形成工程Ｓ５では、転位抑制構造含有層５２の厚さが、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下（好ましくは、１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下）となるように、転位抑制構造含有層５２が形成されるともいえる。
【0045】
ｐ型クラッド層成長工程Ｓ６では、転位抑制構造含有層形成工程Ｓ５によって形成させた転位抑制構造含有層５２上（転位抑制構造含有層５２の表面）に、第１ｐ型クラッド層５３ａ及び第２ｐ型クラッド層５３ｂを１０００℃以上１１００℃以下の温度条件でエピタキシャル成長させる。これにより、転位抑制構造含有層５２上に、ｐ型クラッド層５３を成長させる。また、ｐ型クラッド層成長工程Ｓ６では、第１ｐ型クラッド層５３ａのＡｌ組成比が５５％以上６５％以下となり且つ第１ｐ型クラッド層５３ａの厚さが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下（好ましくは、５５ｎｍ以上８５ｎｍ以下）となるように、第１ｐ型クラッド層５３ａを成長させ、第２ｐ型クラッド層５３ｂのＡｌ組成比が６０％から０％への組成傾斜となり且つ第２ｐ型クラッド層５３ｂの厚さが２ｎｍ以上８ｎｍ以下となるように、第２ｐ型クラッド層５３ｂを成長させる。また、第１ｐ型クラッド層５３ａは、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の厚さを有している。好ましくは、５５ｎｍ以上８５ｎｍ以下の厚さを有している。
【0046】
ｐ型コンタクト層成長工程Ｓ７では、ｐ型クラッド層成長工程Ｓ６によって成長させたｐ型クラッド層５３上（ｐ型クラッド層５３の表面）に、ｐ型コンタクト層５４を９００℃以上１１００℃以下の温度条件でエピタキシャル成長させる。ｐ型コンタクト層成長工程Ｓ７では、ｐ型コンタクト層５４のＡｌ組成比が１０％以下（好ましくは０％）となり、且つｐ型コンタクト層５４の厚さが１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下（好ましくは１５ｎｍ以上２５ｎｍ以下）となるように、ｐ型コンタクト層５４を成長させる。
【0047】
領域除去工程Ｓ８では、ｐ型コンタクト層成長工程Ｓ７によって成長させたｐ型コンタクト層５４上にマスクが形成され、活性層４０、電子ブロック層５１、転位抑制構造含有層５２、ｐ型クラッド層５３及びｐ型コンタクト層５４において、マスクが形成されていない領域が除去される。
【0048】
ｎ側電極形成工程Ｓ９では、ｎ型クラッド層３０の露出面３０ａ（図１参照）上にｎ側電極７０が形成される。ｐ側電極形成工程Ｓ１０では、マスクが除去されたｐ型コンタクト層５４上に、ｐ側電極６０が形成される。ｎ側電極７０及びｐ側電極６０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。
【0049】
ダイシング工程Ｓ１１では、ウエハ（ウエハ上に各層及び各電極を形成した積層構造体）を所定の寸法に切り分ける。これにより、図１に示す発光素子１が形成される。
【0050】
（実施例及び比較例）
次に上記実施形態の具体例である発光素子１の実施例、並びに、転位抑制構造含有層５２を有さない比較例である発光素子１の第１比較例及び第２比較例について説明する。実施例及び各比較例の構成は、特筆しない部分については、上記実施形態を準拠するものとする。
次に上記実施形態の具体例である発光素子１の実施例、並びに、転位抑制構造含有層５２を有さない比較例である発光素子１の第１比較例及び第２比較例について説明する。実施例及び各比較例の構成は、特筆しない部分については、上記実施形態を準拠するものとする。
【0051】
実施例では、バッファ層２０、ｎ型クラッド層３０、障壁層４１、井戸層４２、第１電子ブロック層５１ａ、第２電子ブロック層５１ｂ、転位抑制構造含有層５２、第１ｐ型クラッド層５３ａ、第２ｐ型クラッド層５３ｂ及びｐ型コンタクト層５４の厚さを、それぞれ、２０００ｎｍ、２０００ｎｍ、７ｎｍ、３ｎｍ、１．８ｎｍ、１３．８ｎｍ、１０ｎｍ、７０ｎｍ、５ｎｍ、２０ｎｍとなるようにした。また、各転位抑制部５２１について、積層方向の高さＬ１を１３．３ｎｍ、積層方向に直交する方向における幅Ｌ２を４２．２ｎｍ、活性層４０と各転位抑制部５２１との離間距離Ｌ３を１５．６ｎｍとなるようにした。
【0052】
第１比較例は、転位抑制構造含有層５２及びｐ型クラッド層５３を省略すると共に、ｐ型コンタクト層５４の厚さを厚くした構成であり、第１比較例では、バッファ層２０、ｎ型クラッド層３０、障壁層４１、井戸層４２、第１電子ブロック層５１ａ、第２電子ブロック層５１ｂ及びｐ型コンタクト層５４の厚さを、それぞれ、２０００ｎｍ、２０００ｎｍ、７ｎｍ、３ｎｍ、１．８ｎｍ、２３．８ｎｍ、７００ｎｍとなるようにした。
【0053】
第２比較例は、転位抑制構造含有層５２及び第２ｐ型クラッド層５３ｂを省略した構成であり、第２比較例では、バッファ層２０、ｎ型クラッド層３０、障壁層４１、井戸層４２、第１電子ブロック層５１ａ、第２電子ブロック層５１ｂ、第１ｐ型クラッド層５３ａ及びｐ型コンタクト層５４の厚さを、それぞれ、２０００ｎｍ、２０００ｎｍ、７ｎｍ、３ｎｍ、１．８ｎｍ、２３．８ｎｍ、７５ｎｍ、２０ｎｍとなるようにした。
【0054】
（測定結果）
上記実施例、第１比較例及び第２比較例において、初期発光出力及び通電後残存発光出力の測定を行ったところ、図８の表に示す結果が得られた。なお、本測定結果における初期発光出力は、未使用状態において３５０ｍＡの電流を印加したときの発光出力であり、ｍＷ（ミリワット）を単位としている。また、本測定結果における通電後残存発光出力は、長時間通電を行った後において３５０ｍＡの電流を印加したときの発光出力の、初期発光出力を１００％としたときのパーセンテージであり、％（パーセント）を単位としている。また、通電後残存発光出力の測定では、長時間の通電として、実施例に対し２０８時間の通電を行い、第１比較例に対し１６０時間の通電を行い、第２比較例に対し９６時間の通電を行った。
上記実施例、第１比較例及び第２比較例において、初期発光出力及び通電後残存発光出力の測定を行ったところ、図８の表に示す結果が得られた。なお、本測定結果における初期発光出力は、未使用状態において３５０ｍＡの電流を印加したときの発光出力であり、ｍＷ（ミリワット）を単位としている。また、本測定結果における通電後残存発光出力は、長時間通電を行った後において３５０ｍＡの電流を印加したときの発光出力の、初期発光出力を１００％としたときのパーセンテージであり、％（パーセント）を単位としている。また、通電後残存発光出力の測定では、長時間の通電として、実施例に対し２０８時間の通電を行い、第１比較例に対し１６０時間の通電を行い、第２比較例に対し９６時間の通電を行った。
【0055】
図８に示すように、初期発光出力について、実施例は、第１比較例よりも格段に高く、また第２実施例よりも高い値となった。また、同図に示すように、通電後残存発光出力について、実施例は、第２比較例よりも格段に高く、第１比較例よりも高い値となった。これらのように、ｐ型コンタクト層５４を薄くし且つｐ型コンタクト層５４と活性層４０との間に転位抑制構造含有層５２を設けたことで、単にｐ型コンタクト層５４を薄くしたときと同等以上の発光出力を得ることができ、且つ、単にｐ型コンタクト層５４を厚くしたときと同等以上に、通電時間に伴う経時的な発光出力の低下を抑制することができることが分かる。
【0056】
（実施形態の作用及び効果）
以上、上記実施形態の構成によれば、ｐ型コンタクト層５４を薄くし且つｐ型コンタクト層５４と活性層４０との間に転位抑制構造含有層５２を設けたことで、活性層４０中の転位Ｄ（貫通転位、転位線）がｐ型コンタクト層５４（主にｐ型コンタクト層５４の表面）に到達するのを抑制し、転位Ｄに伴う電流集中や金属元素の活性層４０への侵入を防止して、通電時間に伴う経時的な発光出力の低下を抑制することができる（信頼性が向上される）と共に、発光出力を向上させることができる。すなわち、転位Ｄがｐ型コンタクト層５４に到達するのを抑制すべくｐ型コンタクト層５４の厚さを厚くすると、ｐ型コンタクト層５４の厚さによる光吸収によって、紫外光が吸収され、発光出力が低下してしまうところ、上記実施形態の構成によれば、ｐ型コンタクト層５４を薄くした場合であっても、活性層４０からの転位Ｄがｐ型コンタクト層５４に到達するのを抑制することができ、通電時間に伴う経時的な発光出力の低下を抑制することができる。そのため、経時的な発光出力の低下の抑制と、発光出力の向上と、を両立することができる。
以上、上記実施形態の構成によれば、ｐ型コンタクト層５４を薄くし且つｐ型コンタクト層５４と活性層４０との間に転位抑制構造含有層５２を設けたことで、活性層４０中の転位Ｄ（貫通転位、転位線）がｐ型コンタクト層５４（主にｐ型コンタクト層５４の表面）に到達するのを抑制し、転位Ｄに伴う電流集中や金属元素の活性層４０への侵入を防止して、通電時間に伴う経時的な発光出力の低下を抑制することができる（信頼性が向上される）と共に、発光出力を向上させることができる。すなわち、転位Ｄがｐ型コンタクト層５４に到達するのを抑制すべくｐ型コンタクト層５４の厚さを厚くすると、ｐ型コンタクト層５４の厚さによる光吸収によって、紫外光が吸収され、発光出力が低下してしまうところ、上記実施形態の構成によれば、ｐ型コンタクト層５４を薄くした場合であっても、活性層４０からの転位Ｄがｐ型コンタクト層５４に到達するのを抑制することができ、通電時間に伴う経時的な発光出力の低下を抑制することができる。そのため、経時的な発光出力の低下の抑制と、発光出力の向上と、を両立することができる。
【0057】
また、転位抑制構造５２０によって、光散乱効果が生じるため、発光出力をより向上させることができる。すなわち、転位抑制構造５２０で光が散乱することで、光がｐ型コンタクト層５４に入らずに、ｎ型クラッド層３０側に戻るため、発光出力をより向上させることができる。
【0058】
（変形例）
なお、上記実施形態においては、転位抑制構造５２０（転位抑制部５２１）が、活性層４０からの転位Ｄ（転位線）を湾曲させる構成であったが、転位抑制構造５２０（転位抑制部５２１）が、活性層４０からの転位Ｄ（転位線）を止める構成であってもよい。
なお、上記実施形態においては、転位抑制構造５２０（転位抑制部５２１）が、活性層４０からの転位Ｄ（転位線）を湾曲させる構成であったが、転位抑制構造５２０（転位抑制部５２１）が、活性層４０からの転位Ｄ（転位線）を止める構成であってもよい。
【0059】
なお、上記実施形態においては、転位抑制部５２１が、積層方向に直交する方向から見て、活性層４０側を先側とした断面台形状を有する構成であったが、転位抑制部５２１が、積層方向に直交する方向から見て、活性層４０側を先側とした断面三角形状を有する構成であっても良い。さらに言えば、転位抑制部５２１が、積層方向に直交する方向から見て、断面正方形状、断面円形状、断面半円形状、断面楕円形状、断面半楕円形状、ｐ型コンタクト層５４側を先側とした断面台形状、ｐ型コンタクト層５４側を先側とした断面三角形状等を有する構成であってもよい。
【0060】
また、上記実施形態においては、母相にＳｉを取り込ませて成長モードを変化させる、あるいはＳｉを含む化合物（ＳｉＮ等）を析出させることにより転位抑制部５２１を形成していたが、転位抑制部５２１が、ＳｉＮ、ＳｉＮ２、多結晶シリコン、多結晶窒化物半導体等の多結晶半導体で形成されていてもよいし、転位抑制部５２１が、酸化珪素(ＳｉＯｘ)、酸化チタン(ＴｉＯｘ)、酸化ジルコニウム(ＺｒＯｘ)等の酸化物で形成されていてもよい。また、転位抑制部５２１が、いわゆるＥＬＯ（選択横方向成長）マスクとして一般的に利用される周知の窒化物等で形成されていてもよいし、転位抑制部５２１が、チタン(Ｔｉ)、タングステン(Ｗ)等の高融点金属で形成されていてもよい。さらに言えば、転位抑制部５２１が、ここで挙げた材料の多層膜で形成されていてもよい。
【0061】
さらに、上記実施形態においては、１０００℃以上１１００℃以下の温度条件で、テトラメチルシラン及びアンモニアをチャンバー内に供給することで、ＡｌＧａＮ層上に複数の転位抑制部５２１を形成する構成であったが、複数の転位抑制部５２１の形成方法として、蒸着、スパッタリング、ＶＰＥ（Vapor Phase Epitaxy）等の周知の気相成長法を用いる構成であってもよい。
【0062】
また、上記実施形態においては、転位抑制構造含有層５２を、電子ブロック層５１とｐ型クラッド層５３との間に配置する構成であったが、転位抑制構造含有層５２が、活性層４０とｐ型コンタクト層５４との間に位置する構成であれば、多重半導体層５０のどの位置に配置する構成であってもよい。例えば、転位抑制構造含有層５２を、活性層４０と電子ブロック層５１との間に配置する構成であってもよいし、転位抑制構造含有層５２を、ｐ型クラッド層５３とｐ型コンタクト層５４との間に配置する構成であってもよい。さらに言えば、転位抑制構造含有層５２を、第１電子ブロック層５１ａと第２電子ブロック層５１ｂとの間や、第１ｐ型クラッド層５３ａと第２ｐ型クラッド層５３ｂとの間に配置する構成であってもよい。
【0063】
さらに、上記実施形態においては、多重半導体層５０が、転位抑制構造含有層５２を１層のみ有する構成であったが、多重半導体層５０が、転位抑制構造含有層５２を複数層有する構成であってもよい。かかる場合にも、複数層の転位抑制構造含有層５２の各位置は、多重半導体層５０のどの位置に配置してもよい。例えば、多重半導体層５０が、２層の転位抑制構造含有層５２を有し、第１層を電子ブロック層５１とｐ型クラッド層５３との間に配置し、第２層をｐ型クラッド層５３とｐ型コンタクト層５４との間に配置する構成であってもよい。また、例えば、多重半導体層５０が、２層の転位抑制構造含有層５２を有し、第１層を活性層４０と電子ブロック層５１との間に配置し、第２層を電子ブロック層５１とｐ型クラッド層５３との間に配置する構成であってもよい。
【0064】
またさらに、上記実施形態においては、多重半導体層５０が、電子ブロック層５１、転位抑制構造含有層５２、ｐ型クラッド層５３、ｐ型コンタクト層５４を有する構成であったが、多重半導体層５０において、電子ブロック層５１を省略する構成であってもよいし、多重半導体層５０において、ｐ型クラッド層５３を省略する構成であってもよい。さらに言えば、多重半導体層５０において、電子ブロック層５１及びｐ型クラッド層５３の両方を省略する構成であってもよい。
【0065】
また、上記実施形態においては、電子ブロック層５１が、高Ａｌ組成比の第１電子ブロック層５１ａと、低Ａｌ組成比の第２電子ブロック層５１ｂとから成る２層構造であったが、電子ブロック層５１が１層のみから成る単層構造であってもよい。
【0066】
さらに、上記実施形態においては、ｐ型クラッド層５３が、Ａｌ組成比が一定の第１ｐ型クラッド層５３ａと、Ａｌ組成比が組成傾斜となっている第２ｐ型クラッド層５３ｂとの２層構造であったが、ｐ型クラッド層５３が１層のみから成る単層構造であってよい。
【0067】
なお、上記実施形態において、活性層４０が、積層方向に直交する方向の縦横に複数の転位抑制部（例えばＶピット）が点在した転位抑制構造を有する構成であっても良い。かかる場合、平面視において、活性層４０の転位抑制構造における各転位抑制部の位置と、転位抑制構造含有層５２の転位抑制構造５２０における各転位抑制部５２１の位置と、が一致していることが好ましい。
【0068】
（実施形態のまとめ）
次に、以上説明した実施形態から把握される技術思想について、実施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、以上説明した実施形態から把握される技術思想について、実施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形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。
【0069】
［１］紫外光を出力する窒化物半導体発光素子（１）であって、前記紫外光を発生させる量子井戸構造を含んだ活性層（４０）と、前記活性層（４０）上に形成され、前記活性層（４０）からの転位（Ｄ）を止め又は湾曲させる転位抑制構造（５２０）を含んだ転位抑制構造含有層（５２）と、前記転位抑制構造含有層（５２）上に形成され、１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下の厚さを有するｐ型コンタクト層（５４）と、を備えたことを特徴とする窒化物半導体発光素子（１）。
［２］前記転位抑制構造（５２０）は、積層方向に直交する方向の縦横に点在した複数の転位抑制部（５２１）により構成されていることを特徴とする［１］に記載の窒化物半導体発光素子（１）。
［３］前記複数の転位抑制部（５２１）のそれぞれは、Ｖピットであることを特徴とする［２］に記載の窒化物半導体発光素子（１）。
［４］前記複数の転位抑制部（５２１）のそれぞれは、前記積層方向に直交する方向から見て、前記活性層（４０）側を先側とする断面台形状又は断面三角形状を有していることを特徴とする［２］又は［３］に記載の窒化物半導体発光素子（１）。
［５］前記複数の転位抑制部（５２１）のそれぞれの前記積層方向における高さ（Ｌ１）は、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることを特徴とする［２］乃至［４］のいずれか１つに記載の窒化物半導体発光素子（１）。
［６］前記複数の転位抑制部（５２１）のそれぞれの前記積層方向に直交する方向における幅（Ｌ２）は、５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることを特徴とする［２］乃至［５］のいずれか１つに記載の窒化物半導体発光素子（１）。
［７］前記積層方向における前記各転位抑制部（５２１）と前記活性層（４０）との前記積層方向における離間距離（Ｌ３）は、０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴とする［２］乃至［６］のいずれか１つに記載の窒化物半導体発光素子（１）。
［２］前記転位抑制構造（５２０）は、積層方向に直交する方向の縦横に点在した複数の転位抑制部（５２１）により構成されていることを特徴とする［１］に記載の窒化物半導体発光素子（１）。
［３］前記複数の転位抑制部（５２１）のそれぞれは、Ｖピットであることを特徴とする［２］に記載の窒化物半導体発光素子（１）。
［４］前記複数の転位抑制部（５２１）のそれぞれは、前記積層方向に直交する方向から見て、前記活性層（４０）側を先側とする断面台形状又は断面三角形状を有していることを特徴とする［２］又は［３］に記載の窒化物半導体発光素子（１）。
［５］前記複数の転位抑制部（５２１）のそれぞれの前記積層方向における高さ（Ｌ１）は、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることを特徴とする［２］乃至［４］のいずれか１つに記載の窒化物半導体発光素子（１）。
［６］前記複数の転位抑制部（５２１）のそれぞれの前記積層方向に直交する方向における幅（Ｌ２）は、５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることを特徴とする［２］乃至［５］のいずれか１つに記載の窒化物半導体発光素子（１）。
［７］前記積層方向における前記各転位抑制部（５２１）と前記活性層（４０）との前記積層方向における離間距離（Ｌ３）は、０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴とする［２］乃至［６］のいずれか１つに記載の窒化物半導体発光素子（１）。
【符号の説明】
【0070】
１：発光素子、 ４０：活性層、 ５２：転位抑制構造含有層、 ５４：ｐ型コンタクト層、 ５２０：転位抑制構造、 ５２１：転位抑制部、 Ｄ：転位、 Ｌ１：積層方向における高さ、 Ｌ２：積層方向に直交する方向における幅、 Ｌ３：転位抑制部と活性層との離間距離
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】