(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】2023-08-29
(45)【発行日】2023-09-06
(54)【発明の名称】窒化物半導体発光素子の製造方法
(51)【国際特許分類】
H01S 5/343 20060101AFI20230830BHJP
H01L 33/32 20100101ALI20230830BHJP
H01L 21/205 20060101ALI20230830BHJP
【ＦＩ】
H01S5/343 610
H01L33/32
H01L21/205
【請求項の数】
14
(21)【出願番号】P 2022009154
(22)【出願日】2022-01-25
(65)【公開番号】P2023108178
(43)【公開日】2023-08-04
【審査請求日】2022-01-25
(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】弁理士法人平田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】浅井 美帆
(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】村井 友和
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－０２８０７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－１９６７０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－２４８６２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１７／１７５８６０（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１１－１５１０７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１３／００９９２４４（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｓ ５／００－ ５／５０
Ｈ０１Ｌ ３３／００－３３／６４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板上にｎ型半導体層を成長させる工程と、前記ｎ型半導体層上に活性層を成長させる工程と、
前記活性層上に、厚さ方向におけるＡｌ組成比の平均値が７０％以上のｐ型クラッド層を成長させる工程と、
前記ｐ型クラッド層上に、Ａｌ組成比が１０％以下のｐ型コンタクト層を成長させる工程と、を備える窒化物半導体発光素子の製造方法であって、
前記ｐ型クラッド層及び前記ｐ型コンタクト層のそれぞれを成長させる工程において、ＩＩＩ族元素の原料ガスの流量ＦＩＩＩ［μｍｏｌ／ｍｉｎ］に対するｐ型不純物の原料ガスの流量Ｆｐ［μｍｏｌ／ｍｉｎ］の比率Ｆｐ／ＦＩＩＩをｐ／ＩＩＩ比と定義するとともに、前記流量ＦＩＩＩに対するＶ族元素の原料ガスの流量Ｆｖ［μｍｏｌ／ｍｉｎ］の比率Ｆｖ／ＦＩＩＩをＶ／ＩＩＩ比と定義したとき、
前記ｐ型クラッド層を成長させる工程においては、成長速度を２．５ｎｍ／ｍｉｎ以下、ｐ／ＩＩＩ比を０．０００２以上０．０４００以下、及びＶ／ＩＩＩ比を７０００以下として前記ｐ型クラッド層を成長させ、
前記ｐ型コンタクト層を成長させる工程においては、成長速度を３．３ｎｍ／ｍｉｎ以下、ｐ／ＩＩＩ比を０．０２００以上、Ｖ／ＩＩＩ比を１００００以上として前記ｐ型コンタクト層を成長させる、
窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項2】
前記ｐ型クラッド層を成長させる工程においては、ｐ／ＩＩＩ比を０．０００５以上０．００１５以下として前記ｐ型クラッド層を成長させる、請求項１に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項3】
前記ｐ型クラッド層を成長させる工程においては、Ｖ／ＩＩＩ比を２０００以上６５００以下として前記ｐ型クラッド層を成長させる、請求項１又は２に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項4】
前記ｐ型コンタクト層を成長させる工程においては、成長速度を１．６ｎｍ／ｍｉｎ以下として前記ｐ型コンタクト層を成長させる、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の製造方法。
【請求項5】
前記ｐ型コンタクト層を成長させる工程においては、ｐ／ＩＩＩ比を、前記ｐ型クラッド層を成長させる工程におけるｐ／ＩＩＩ比の１５倍以上として前記ｐ型コンタクト層を成長させる、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の製造方法。
【請求項6】
前記ｐ型コンタクト層を成長させる工程においては、Ｖ／ＩＩＩ比を、前記ｐ型クラッド層を成長させる工程におけるＶ／ＩＩＩ比の２倍以上として前記ｐ型コンタクト層を成長させる、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の製造方法。
【請求項7】
前記ｐ型コンタクト層を成長させる工程においては、ｐ／ＩＩＩ比を０．０２００以上０．５以下として前記ｐ型コンタクト層を成長させる、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項8】
基板上にｎ型半導体層を成長させる工程と、前記ｎ型半導体層上に活性層を成長させる工程と、
前記活性層上に、Ａｌ組成比が７０％未満のｐ型クラッド層を成長させる工程と、
前記ｐ型クラッド層上に、Ａｌ組成比が１０％以下のｐ型コンタクト層を成長させる工程と、を備える窒化物半導体発光素子の製造方法であって、
前記ｐ型クラッド層及び前記ｐ型コンタクト層のそれぞれを成長させる工程において、ＩＩＩ族元素の原料ガスの流量ＦＩＩＩ［μｍｏｌ／ｍｉｎ］に対するｐ型不純物の原料ガスの流量Ｆｐ［μｍｏｌ／ｍｉｎ］の比率Ｆｐ／ＦＩＩＩをｐ／ＩＩＩ比と定義するとともに、前記流量ＦＩＩＩに対するＶ族元素の原料ガスの流量Ｆｖ［μｍｏｌ／ｍｉｎ］の比率Ｆｖ／ＦＩＩＩをＶ／ＩＩＩ比と定義したとき、
前記ｐ型クラッド層を成長させる工程においては、成長速度を３．５ｎｍ／ｍｉｎ以下、ｐ／ＩＩＩ比を０．０００２以上０．０５００以下、及びＶ／ＩＩＩ比を６０００以下として前記ｐ型クラッド層を成長させ、
前記ｐ型コンタクト層を成長させる工程においては、成長速度を６．５ｎｍ／ｍｉｎ以下、ｐ／ＩＩＩ比を０．０１００以上、Ｖ／ＩＩＩ比を３０００以上として前記ｐ型コンタクト層を成長させる、
窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項9】
前記ｐ型クラッド層を成長させる工程においては、ｐ／ＩＩＩ比を０．０００５以上０．００２０以下として前記ｐ型クラッド層を成長させる、請求項８に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項10】
前記ｐ型クラッド層を成長させる工程においては、Ｖ／ＩＩＩ比を２０００以上４５００以下として前記ｐ型クラッド層を成長させる、請求項８又は９に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項11】
前記ｐ型コンタクト層を成長させる工程においては、成長速度を３．３ｎｍ／ｍｉｎ以下として前記ｐ型コンタクト層を成長させる、請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項12】
前記ｐ型コンタクト層を成長させる工程においては、ｐ／ＩＩＩ比を、前記ｐ型クラッド層を成長させる工程におけるｐ／ＩＩＩ比の１０倍以上として前記ｐ型コンタクト層を成長させる、請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項13】
前記ｐ型コンタクト層を成長させる工程においては、Ｖ／ＩＩＩ比を、前記ｐ型クラッド層を成長させる工程におけるＶ／ＩＩＩ比を超える値として前記ｐ型コンタクト層を成長させる、請求項８乃至１２のいずれか１項に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項14】
前記ｐ型コンタクト層は、ｐ型のＧａＮからなる、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【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の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、５０％以上のＡｌ組成比のｐ型ＡｌＧａＮからなるｐ型クラッド層と、ｐ型クラッド層上に形成されたｐ型ＧａＮからなるｐ型コンタクト層（ｐ型キャップ層）とを備える窒化物半導体発光素子を製造する方法が開示されている。特許文献１に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法は、ｐ型コンタクト層の表面を平坦化すべく、ｐ型コンタクト層の成長速度、ｐ型コンタクト層を形成するための各種原料ガスの流量比等の製造条件を工夫している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１２－２４８６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、ｐ型コンタクト層の表面状態は、ｐ型コンタクト層の下地の層となるｐ型クラッド層の構成及び成膜条件によって変わるため、特許文献１に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法においては、ｐ型コンタクト層の表面を平坦化する観点から改善の余地がある。
【0005】
本発明は、前述の事情に鑑みてなされたものであり、ｐ型コンタクト層の表面を平坦にすることができる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。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、前記の目的を達成するため、基板上にｎ型半導体層を成長させる工程と、
前記ｎ型半導体層上に活性層を成長させる工程と、前記活性層上に、厚さ方向におけるＡｌ組成比の平均値が７０％以上のｐ型クラッド層を成長させる工程と、前記ｐ型クラッド層上に、Ａｌ組成比が１０％以下のｐ型コンタクト層を成長させる工程と、を備える窒化物半導体発光素子の製造方法であって、前記ｐ型クラッド層及び前記ｐ型コンタクト層のそれぞれを成長させる工程において、ＩＩＩ族元素の原料ガスの流量ＦＩＩＩ［μｍｏｌ／ｍｉｎ］に対するｐ型不純物の原料ガスの流量Ｆｐ［μｍｏｌ／ｍｉｎ］の比率Ｆｐ／ＦＩＩＩをｐ／ＩＩＩ比と定義するとともに、前記流量ＦＩＩＩに対するＶ族元素の原料ガスの流量Ｆｖ［μｍｏｌ／ｍｉｎ］の比率Ｆｖ／ＦＩＩＩをＶ／ＩＩＩ比と定義したとき、前記ｐ型クラッド層を成長させる工程においては、成長速度を２．５ｎｍ／ｍｉｎ以下、ｐ／ＩＩＩ比を０．０００２以上０．０４００以下、及びＶ／ＩＩＩ比を７０００以下として前記ｐ型クラッド層を成長させ、前記ｐ型コンタクト層を成長させる工程においては、成長速度を３．３ｎｍ／ｍｉｎ以下、ｐ／ＩＩＩ比を０．０２００以上、Ｖ／ＩＩＩ比を１００００以上として前記ｐ型コンタクト層を成長させる、窒化物半導体発光素子の製造方法を提供する。
前記ｎ型半導体層上に活性層を成長させる工程と、前記活性層上に、厚さ方向におけるＡｌ組成比の平均値が７０％以上のｐ型クラッド層を成長させる工程と、前記ｐ型クラッド層上に、Ａｌ組成比が１０％以下のｐ型コンタクト層を成長させる工程と、を備える窒化物半導体発光素子の製造方法であって、前記ｐ型クラッド層及び前記ｐ型コンタクト層のそれぞれを成長させる工程において、ＩＩＩ族元素の原料ガスの流量ＦＩＩＩ［μｍｏｌ／ｍｉｎ］に対するｐ型不純物の原料ガスの流量Ｆｐ［μｍｏｌ／ｍｉｎ］の比率Ｆｐ／ＦＩＩＩをｐ／ＩＩＩ比と定義するとともに、前記流量ＦＩＩＩに対するＶ族元素の原料ガスの流量Ｆｖ［μｍｏｌ／ｍｉｎ］の比率Ｆｖ／ＦＩＩＩをＶ／ＩＩＩ比と定義したとき、前記ｐ型クラッド層を成長させる工程においては、成長速度を２．５ｎｍ／ｍｉｎ以下、ｐ／ＩＩＩ比を０．０００２以上０．０４００以下、及びＶ／ＩＩＩ比を７０００以下として前記ｐ型クラッド層を成長させ、前記ｐ型コンタクト層を成長させる工程においては、成長速度を３．３ｎｍ／ｍｉｎ以下、ｐ／ＩＩＩ比を０．０２００以上、Ｖ／ＩＩＩ比を１００００以上として前記ｐ型コンタクト層を成長させる、窒化物半導体発光素子の製造方法を提供する。
【0007】
また、本発明は、前記の目的を達成するため、基板上にｎ型半導体層を成長させる工程と、前記ｎ型半導体層上に活性層を成長させる工程と、前記活性層上に、Ａｌ組成比が７０％未満のｐ型クラッド層を成長させる工程と、前記ｐ型クラッド層上に、Ａｌ組成比が１０％以下のｐ型コンタクト層を成長させる工程と、を備える窒化物半導体発光素子の製造方法であって、前記ｐ型クラッド層及び前記ｐ型コンタクト層のそれぞれを成長させる工程において、ＩＩＩ族元素の原料ガスの流量ＦＩＩＩ［μｍｏｌ／ｍｉｎ］に対するｐ型不純物の原料ガスの流量Ｆｐ［μｍｏｌ／ｍｉｎ］の比率Ｆｐ／ＦＩＩＩをｐ／ＩＩＩ比と定義するとともに、前記流量ＦＩＩＩに対するＶ族元素の原料ガスの流量Ｆｖ［μｍｏｌ／ｍｉｎ］の比率Ｆｖ／ＦＩＩＩをＶ／ＩＩＩ比と定義したとき、前記ｐ型クラッド層を成長させる工程においては、成長速度を３．５ｎｍ／ｍｉｎ以下、ｐ／ＩＩＩ比を０．０００２以上０．０５００以下、及びＶ／ＩＩＩ比を６０００以下として前記ｐ型クラッド層を成長させ、前記ｐ型コンタクト層を成長させる工程においては、成長速度を６．５ｎｍ／ｍｉｎ以下、ｐ／ＩＩＩ比を０．０１００以上、Ｖ／ＩＩＩ比を３０００以上として前記ｐ型コンタクト層を成長させる、窒化物半導体発光素子の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、ｐ型コンタクト層の表面を平坦にすることができる窒化物半導体発光素子の製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】第１の実施の形態において、製造される窒化物半導体発光素子の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態について、図１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。
本発明の第１の実施の形態について、図１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。
【0011】
（窒化物半導体発光素子１）
本形態は、平均Ａｌ組成比が７０％以上のｐ型クラッド層７を備えた窒化物半導体発光素子１（以下、単に「発光素子１」ともいう。）の製造方法に関する。ｐ型クラッド層７の平均Ａｌ組成比とは、ｐ型クラッド層７の厚さ方向の各位置におけるＡｌ組成比の平均値である。まず、本形態の製造方法によって製造される発光素子１について説明する。図１は、本形態の発光素子１の模式図である。なお、図１における各構成要素の寸法比は、必ずしも実際の発光素子１の寸法比と一致するものではない。
本形態は、平均Ａｌ組成比が７０％以上のｐ型クラッド層７を備えた窒化物半導体発光素子１（以下、単に「発光素子１」ともいう。）の製造方法に関する。ｐ型クラッド層７の平均Ａｌ組成比とは、ｐ型クラッド層７の厚さ方向の各位置におけるＡｌ組成比の平均値である。まず、本形態の製造方法によって製造される発光素子１について説明する。図１は、本形態の発光素子１の模式図である。なお、図１における各構成要素の寸法比は、必ずしも実際の発光素子１の寸法比と一致するものではない。
【0012】
発光素子１は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）又は半導体レーザ（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）を構成するものである。本形態において、発光素子１は、紫外領域の波長の光を発する発光ダイオードを構成するものである。特に、本形態の発光素子１は、中心波長が２００ｎｍ以上３６５ｎｍ以下の深紫外光を発する深紫外ＬＥＤを構成するものである。本形態の発光素子１は、例えば殺菌（例えば空気浄化、浄水等）、医療（例えば光線治療、計測・分析等）、ＵＶキュアリング等の分野において用いることができる。
【0013】
発光素子１は、基板２上に、バッファ層３、ｎ型クラッド層４、活性層５、電子ブロック層６、ｐ型クラッド層７、及びｐ型コンタクト層８を順次備える。また、発光素子１は、ｎ型クラッド層４上に設けられたｎ側電極１１と、ｐ型コンタクト層８上に設けられたｐ側電極１２とを備える。
【0014】
以下において、基板２、バッファ層３、ｎ型クラッド層４、活性層５、電子ブロック層６、ｐ型クラッド層７、及びｐ型コンタクト層８の積層方向（図１の上下方向）を上下方向という。また、基板２に対して発光素子１の各層が積層された側（すなわち図１の上側）を上側といい、その反対側（すなわち図１の下側）を下側という。なお、上下の表現は便宜的なものであり、例えば発光素子１の使用時における、鉛直方向に対する発光素子１の姿勢を限定するものではない。発光素子１を構成する各層は、上下方向に厚みを有する。
【0015】
発光素子１を構成する半導体としては、例えば、ＡｌｘＧａｙＩｎ１－ｘ－ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）にて表される２～４元系のＩＩＩ族窒化物半導体を用いることができる。なお、深紫外ＬＥＤにおいては、インジウムを含まない窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）系の半導体が用いられることが多い。発光素子１を構成する半導体のＩＩＩ族元素の一部は、ホウ素（Ｂ）、タリウム（Ｔｌ）等に置き換えてもよい。また、窒素の一部をリン（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。
【0016】
基板２は、活性層５が発する光（本形態においては深紫外光）を透過する材料からなる。本形態において、基板２は、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）基板である。また、基板２として、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基板又は窒化アルミニウムガリウム基板等を用いてもよい。
【0017】
バッファ層３は、基板２上に形成されている。本形態において、バッファ層３は、窒化アルミニウムにより形成されている。なお、基板２が窒化アルミニウム基板又は窒化アルミニウムガリウム基板である場合、バッファ層３は必ずしも設けなくてもよい。
【0018】
ｎ型クラッド層４は、バッファ層３上に形成されている。ｎ型クラッド層４は、ｎ型不純物としてのシリコン（Ｓｉ）がドープされたＡｌａＧａ１－ａＮ（０≦ａ≦１）からなるｎ型半導体層である。なお、ｎ型クラッド層４にドープされるｎ型不純物としては、ゲルマニウム（Ｇｅ）、セレン（Ｓｅ）又はテルル（Ｔｅ）等を用いてもよい。これについては、ｎ型クラッド層４以外の、ｎ型不純物を含む半導体層においても同様である。ｎ型クラッド層４のＡｌ組成比ａは、例えば２０％以上とすることが好ましく、２５％以上７０％以下とすることが更に好ましい。なお、Ａｌ組成比は、ＡｌＮモル分率とも称される。ｎ型クラッド層４の膜厚は、例えば１μｍ以上４μｍ以下とすることができる。本形態において、ｎ型クラッド層４は、単層構造であるが、複数層構造としてもよい。
【0019】
活性層５は、ｎ型クラッド層４上に形成されている。活性層５は、複数の井戸層５３を有する多重量子井戸構造となるよう形成されている。活性層５は、多重量子井戸構造内で電子及び正孔を再結合させて所定の波長の光を発生させる。本形態において、活性層５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以上となるよう構成されている。特に本形態において、活性層５は、中心波長が２００ｎｍ以上３６５ｎｍ以下、好ましくは２６０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の深紫外光を発生することができるよう構成されている。
【0020】
活性層５は、ｎ型クラッド層４上に組成傾斜障壁層５１を有するとともに、組成傾斜障壁層５１上に、障壁層５２と井戸層５３とを３つずつ有する。組成傾斜障壁層５１は、ＡｌｂＧａ１－ｂＮ（０＜ｂ≦１）からなる。組成傾斜障壁層５１の上下方向の各位置におけるＡｌ組成比ｂは、上側の位置程大きくなっている。なお、組成傾斜障壁層５１は、上下方向の極一部の領域（例えば組成傾斜障壁層５１の上下方向の全体の５％以下の領域）に、上側に向かうにつれてＡｌ組成比ｂが大きくならない領域を含んでいてもよい。組成傾斜障壁層５１は、その下端部のＡｌ組成比がｎ型クラッド層４のＡｌ組成比ａと略同一（例えば差が５％以内）であり、その上端部のＡｌ組成比が組成傾斜障壁層５１に隣接する障壁層５２のＡｌ組成比と略同一（例えば差が５％以内）であることが好ましい。組成傾斜障壁層５１の膜厚は、例えば５ｎｍ以上２０ｎｍ以下とすることができる。組成傾斜障壁層５１には、ｎ型不純物としてのシリコンが含まれていてもよい。なお、組成傾斜障壁層５１は、必ずしも設けなくてもよい。
【0021】
障壁層５２と井戸層５３とは、交互に積層されている。活性層５において、組成傾斜障壁層５１の上側に隣接する位置に障壁層５２が形成されており、活性層５の上端に井戸層５３が形成されている。
【0022】
各障壁層５２は、ＡｌｃＧａ１－ｃＮ（０＜ｃ≦１）からなる。各障壁層５２のＡｌ組成比ｃは、例えば７５％以上９５％以下とすることができる。また、各障壁層５２の膜厚はは、例えば２ｎｍ以上５０ｎｍ以下とすることができる。
【0023】
各井戸層５３は、ＡｌｄＧａ１－ｄＮ（０≦ｄ＜１）からなる。各井戸層５３のＡｌ組成比は、各障壁層５２のＡｌ組成比よりも小さい。本形態において、３つの井戸層５３は、最も下側に配された井戸層５３である最下井戸層５４と、最下井戸層５４以外の２つの井戸層５３である２つの上側井戸層５５とで構成が異なっている。
【0024】
最下井戸層５４の膜厚は、各上側井戸層５５の膜厚よりも大きい。これにより、最下井戸層５４が平坦化し、最下井戸層５４上に形成される活性層５の各層の平坦性も向上する結果、出力光の単色性を向上させることができる。例えば、最下井戸層５４の膜厚は、４ｎｍ以上６ｎｍ以下、各上側井戸層５５の膜厚は、２ｎｍ以上４ｎｍ以下とすることができる。また、最下井戸層５４のＡｌ組成比は、２つの上側井戸層５５のそれぞれのＡｌ組成比よりも大きい。これにより、ｎ型クラッド層４と最下井戸層５４との間のＡｌ組成比の差が比較的小さくなり、活性層５の各層の結晶性が向上する。その結果、活性層５中のキャリアの移動度が向上し、発光出力が向上する。例えば、最下井戸層５４のＡｌ組成比は３５％以上５５％以下、各上側井戸層５５のＡｌ組成比は２５％以上４５％以下とすることができる。
【0025】
また、最下井戸層５４にｎ型不純物としてのシリコンがドープされていてもよい。この場合、活性層５中におけるＶピットの形成が誘発され、当該Ｖピットがｎ型クラッド層４側からの転位の進展を止める役割を果たす。なお、上側井戸層５５にもシリコン等のｎ型不純物が含まれていてもよい。また、本形態において、活性層５は、井戸層５３を複数備える多重量子井戸構造としたが、井戸層５３を１つのみ備える単一量子井戸構造としてもよい。
【0026】
電子ブロック層６は、活性層５からｐ型半導体層側へ電子がリークするオーバーフロー現象の発生を抑制すること（以後、電子ブロック効果ともいう）によって活性層５への電子注入効率を向上させる役割を有する。電子ブロック層６は、下側から順に、第１層６１と第２層６２とを積層した積層構造を有する。
【0027】
第１層６１は、活性層５上に設けられている。第１層６１は、例えばＡｌｅＧａ１－ｅＮ（０＜ｅ≦１）からなる。第１層６１のＡｌ組成比ｅは、例えば９０％以上１００％以下とすることができる。第１層６１の膜厚は、例えば０．５ｎｍ以上５．０ｎｍ以下とすることができる。
【0028】
第２層６２は、例えばＡｌｆＧａ１－ｆＮ（０＜ｆ＜１）からなる。第２層６２のＡｌ組成比ｆは、第１層６１のＡｌ組成比ｅよりも小さく、例えば７０％以上９０％以下とすることができる。第２層６２の膜厚は、第１層６１の膜厚よりも大きく、例えば１５ｎｍ以上１００ｎｍ以下とすることができる。
【0029】
第１層６１及び第２層６２のそれぞれは、ｐ型不純物の原料ガスを用いずに形成される。すなわち、第１層６１及び第２層６２のそれぞれは、ｎ型半導体層又はアンドープの半導体層からなる。なお、ｎ型半導体層及びアンドープの半導体層は、ｐ型不純物の原料ガスを用いずに形成された層であるが、不可避的に混入される微量のｐ型不純物を含み得る。なお、ｐ型クラッド層７のＡｌ組成比が７０％以上の場合、電子ブロック層６は第１層６１のみにて構成することが好ましい。ｐ型クラッド層７のＡｌ組成比が７０％以上の場合は、電子ブロック層６に第２層６２を設けなくても電子のオーバーフローを抑制可能であるからである。一方、ｐ型クラッド層７のＡｌ組成比が７０％未満の場合、電子ブロック層６は第１層６１及び第２層６２を含むことが好ましい。また、電子ブロック層６は、必ずしも設けなくてもよい。
【0030】
ｐ型クラッド層７は、第２層６２上に形成されている。ｐ型クラッド層７は、ｐ型不純物としてのマグネシウム（Ｍｇ）がドープされたＡｌｇＧａ１－ｇＮ（０．７≦ｇ≦１）からなる。なお、ｐ型クラッド層７にドープされるｐ型不純物としては、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）、又は炭素（Ｃ）等を用いてもよい。これについては、ｐ型クラッド層７以外の、ｐ型不純物を含む半導体層においても同様である。ｐ型クラッド層７の平均Ａｌ組成比は７０％以上である。発光素子１の電気抵抗値を低減する観点からは、ｐ型クラッド層７の平均Ａｌ組成比は９０％以下が好ましい。また、ｐ型クラッド層７の平均Ａｌ組成比は、各井戸層５３の平均Ａｌ組成比よりも３５％以上大きいことが好ましい。井戸層５３のＡｌ組成比が高くなる程、活性層５から発される深紫外光の波長が短くなり、また、ｐ型クラッド層７のＡｌ組成比が高くなる程、短波長の深紫外光の透過率が上昇するため、ｐ型クラッド層７のＡｌ組成比を井戸層５３のＡｌ組成比に応じて高くすることが好ましい。ｐ型クラッド層７の膜厚は、例えば２０ｎｍ以上４０ｎｍ以下とすることができる。
【0031】
本形態において、ｐ型クラッド層７は単層であるが、複数層にて構成されていてもよい。この場合において、ｐ型クラッド層７の平均Ａｌ組成比が７０％以上とは、ｐ型クラッド層７を構成する複数層のそれぞれの平均Ａｌ組成比が７０％以上であることを意味する。また、ｐ型クラッド層７は、例えば上側の位置程Ａｌ組成比が低くなるよう組成が傾斜した層を含んでいてもよい。
【0032】
ｐ型コンタクト層８は、ｐ側電極１２が接続された層であり、ｐ型不純物としてのマグネシウムがドープされたＡｌｈＧａ１－ｈＮ（０≦ｈ≦０．１）からなる。ｐ型コンタクト層８のＡｌ組成比ｈは、１０％以下である。すなわち、ｐ型コンタクト層８の上下方向の各位置のＡｌ組成比ｈは１０％以下である。ｐ型コンタクト層８は、ｐ側電極１２とのオーミックコンタクトを実現すべく、Ａｌ組成比ｈがなるべく低くなるよう構成されている。かかる観点から、ｐ型コンタクト層８は、ｐ型の窒化ガリウム（ＧａＮ）により形成する（すなわちＡｌ組成比ｈを０とする）ことが好ましい。また、ｐ型コンタクト層８は、Ａｌ組成比ｈが１０％以下の層であるため、深紫外光を吸収しやすい。そのため、ｐ型コンタクト層８での深紫外光の吸収を抑制する観点から、ｐ型コンタクト層８の膜厚は４０ｎｍ以下が好ましく、２５ｎｍ以下がより好ましい。ここで、ｐ型コンタクト層８の膜厚を過度に薄くすると、ｐ型クラッド層７上にｐ型コンタクト層８が不均一な厚さで形成され、ウエハの位置によって発光素子１の発光特性が変わり、歩留まりが低下するおそれがある。そのため、ｐ型コンタクト層８の膜厚は３ｎｍ以上が好ましい。
【0033】
ｎ側電極１１は、ｎ型クラッド層４において上側に露出した面上に形成されている。ｎ側電極１１は、例えば、ｎ型クラッド層４の上にチタン（Ｔｉ）、アルミニウム、チタン、金（Ａｕ）が順に積層された多層膜とすることができる。
【0034】
ｐ側電極１２は、ｐ型コンタクト層８上に形成されている。ｐ側電極１２は、活性層５から発される深紫外光を反射可能な反射電極である。ｐ側電極１２は、活性層５が発する光の中心波長において５０％以上の反射率を有する。ｐ側電極１２は、例えばロジウム（Ｒｈ）又はアルミニウムを含む単層又は多層の金属膜とすることができる。
【0035】
本形態において、発光素子１は、図示しないパッケージ基板にフリップチップ実装されて用いられる。すなわち、発光素子１は、上下方向におけるｎ側電極１１及びｐ側電極１２が設けられた側をパッケージ基板側に向け、ｎ側電極１１及びｐ側電極１２のそれぞれが、金バンプ等を介してパッケージ基板に実装される。フリップチップ実装された発光素子１は、基板２側（すなわち下側）から光が取り出される。また、本形態においては、ｐ側電極１２が前述のごとく反射電極であるため、活性層５から一旦上側に発された光も、ｐ側電極１２に反射されて基板２側から取り出される。なお、これに限られず、発光素子１は、ワイヤボンディング等によりパッケージ基板に実装されてもよい。また、本形態において、発光素子１は、ｎ側電極１１及びｐ側電極１２の双方が発光素子１における上側に設けられた、いわゆる横型の発光素子１としたが、これに限られず、縦型の発光素子１であってもよい。縦型の発光素子１は、ｎ側電極１１とｐ側電極１２とによって活性層５がサンドイッチされた発光素子１である。なお、発光素子１を縦型とする場合、基板２及びバッファ層３は、レーザーリフトオフ等により除去することが好ましい。
【0036】
（発光素子１の製造方法）
次に、本形態における発光素子１の製造方法について説明する。
本形態においては、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により、基板２上にバッファ層３、ｎ型クラッド層４、活性層５、電子ブロック層６、ｐ型クラッド層７及びｐ型コンタクト層８を順にエピタキシャル成長させる。なお、ＭＯＣＶＤ法は、有機金属化学気相エピタキシ法（ＭＯＶＰＥ：Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ）と呼ばれることもある。発光素子１を製造する際は、図示しないチャンバ内のサセプタに基板２を設置し、サセプタを回転させながら原料ガスをチャンバ内に導入することで、基板２上に各半導体層が成長する。各半導体層をエピタキシャル成長させための原料ガスとしては、アルミニウム源としてトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、ガリウム源としてトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、窒素源としてアンモニア（ＮＨ３）、シリコン源としてテトラメチルシラン（ＴＭＳｉ）、マグネシウム源としてビスシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ２Ｍｇ）を用いることができる。
次に、本形態における発光素子１の製造方法について説明する。
本形態においては、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により、基板２上にバッファ層３、ｎ型クラッド層４、活性層５、電子ブロック層６、ｐ型クラッド層７及びｐ型コンタクト層８を順にエピタキシャル成長させる。なお、ＭＯＣＶＤ法は、有機金属化学気相エピタキシ法（ＭＯＶＰＥ：Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ）と呼ばれることもある。発光素子１を製造する際は、図示しないチャンバ内のサセプタに基板２を設置し、サセプタを回転させながら原料ガスをチャンバ内に導入することで、基板２上に各半導体層が成長する。各半導体層をエピタキシャル成長させための原料ガスとしては、アルミニウム源としてトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、ガリウム源としてトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、窒素源としてアンモニア（ＮＨ３）、シリコン源としてテトラメチルシラン（ＴＭＳｉ）、マグネシウム源としてビスシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ２Ｍｇ）を用いることができる。
【0037】
ｐ型クラッド層７のＡｌ組成比によって、ｐ型コンタクト層８の表面を平坦化することができる、ｐ型クラッド層７及びｐ型コンタクト層８の成膜条件が異なる。本形態においては、ｐ型クラッド層７の平均Ａｌ組成比が７０％以上の場合において、ｐ型コンタクト層８の表面を平坦化することができるｐ型クラッド層７及びｐ型コンタクト層８の成膜条件を採用しており、これについて以下説明する。
【0038】
ここで、ｐ型クラッド層７及びｐ型コンタクト層８のそれぞれを成長させる工程において、ＩＩＩ族元素の原料ガスの流量ＦＩＩＩ［μｍｏｌ／ｍｉｎ］に対するｐ型不純物の原料ガスの流量Ｆｐ［μｍｏｌ／ｍｉｎ］の比率Ｆｐ／ＦＩＩＩをｐ／ＩＩＩ比と定義し、流量ＦＩＩＩに対するＶ族元素の原料ガスの流量Ｆｖ［μｍｏｌ／ｍｉｎ］の比率Ｆｖ／ＦＩＩＩをＶ／ＩＩＩ比と定義する。
【0039】
（ｐ型クラッド層７の成長工程）
ｐ型クラッド層７を成長させる工程においては、成長速度を２．５ｎｍ／ｍｉｎ以下としてｐ型クラッド層７を成長させる。ｐ型クラッド層７の成長速度は、ｐ型クラッド層７が１分あたりに上下方向に成長する速度である。なお、本形態において、ｐ型クラッド層７は単層であるが、ｐ型クラッド層７が複数層から形成されている場合は、ｐ型クラッド層７を構成する各層の成長速度が２．５ｎｍ／ｍｉｎ以下を満たせばよい。ｐ型クラッド層７の成長速度が遅い程、ｐ型コンタクト層８の表面は平坦化する。特に、ｐ型クラッド層７のＡｌ組成比が７０％以上の場合、ｐ型クラッド層７のＡｌ組成比が７０％未満の場合と比べて、p型クラッド層の成長速度を比較的遅くしなければｐ型コンタクト層８の表面を平坦化することができない。すなわち、本形態のように、ｐ型クラッド層７の平均Ａｌ組成比が７０％以上の場合は、ｐ型クラッド層７の成長速度を最大２．５ｎｍ／ｍｉｎとすることで、ｐ型コンタクト層８の表面を平坦化することができる。同様の観点から、ｐ型クラッド層７の成長速度の上限値は、２．２ｎｍ／ｍｉｎとすることがより好ましい。また、発光素子１の生産性の観点からは、ｐ型クラッド層７の成長速度を０．２ｎｍ／ｍｉｎ以上とすることが好ましい。
ｐ型クラッド層７を成長させる工程においては、成長速度を２．５ｎｍ／ｍｉｎ以下としてｐ型クラッド層７を成長させる。ｐ型クラッド層７の成長速度は、ｐ型クラッド層７が１分あたりに上下方向に成長する速度である。なお、本形態において、ｐ型クラッド層７は単層であるが、ｐ型クラッド層７が複数層から形成されている場合は、ｐ型クラッド層７を構成する各層の成長速度が２．５ｎｍ／ｍｉｎ以下を満たせばよい。ｐ型クラッド層７の成長速度が遅い程、ｐ型コンタクト層８の表面は平坦化する。特に、ｐ型クラッド層７のＡｌ組成比が７０％以上の場合、ｐ型クラッド層７のＡｌ組成比が７０％未満の場合と比べて、p型クラッド層の成長速度を比較的遅くしなければｐ型コンタクト層８の表面を平坦化することができない。すなわち、本形態のように、ｐ型クラッド層７の平均Ａｌ組成比が７０％以上の場合は、ｐ型クラッド層７の成長速度を最大２．５ｎｍ／ｍｉｎとすることで、ｐ型コンタクト層８の表面を平坦化することができる。同様の観点から、ｐ型クラッド層７の成長速度の上限値は、２．２ｎｍ／ｍｉｎとすることがより好ましい。また、発光素子１の生産性の観点からは、ｐ型クラッド層７の成長速度を０．２ｎｍ／ｍｉｎ以上とすることが好ましい。
【0040】
そして、ｐ型クラッド層７を成長させる工程においては、ｐ／ＩＩＩ比を０．０００２以上０．０４００以下としてｐ型クラッド層７を成長させる。ｐ型クラッド層７を成長させる工程におけるｐ／ＩＩＩ比は、トリメチルアルミニウムとトリメチルガリウムとの合計流量［μｍｏｌ／ｍｉｎ］に対するＣｐ２Ｍｇの流量［μｍｏｌ／ｍｉｎ］の割合である。なお、ｐ型クラッド層７を成長させる過程でｐ／ＩＩＩ比が変化する場合は、ｐ型クラッド層７を成長させる工程において、ｐ／ＩＩＩ比が０．０００２以上０．０４００以下を満たしていればよい。ｐ型クラッド層７を成長させる工程におけるｐ／ＩＩＩ比を０．０００２以上とすることにより、ｐ型クラッド層７のホール濃度を確保しやすくなり、発光出力が向上する。また、ｐ型クラッド層７を成長させる工程におけるｐ／ＩＩＩ比を０．０４００以下とすることにより、ｐ型クラッド層７の結晶性が悪くなることを抑制し、ｐ型クラッド層７におけるホールの移動度を向上させることができる結果、発光出力が向上する。発光出力を向上させる観点から、ｐ型クラッド層７を成長させる工程におけるｐ／ＩＩＩ比は、０．０００５以上０．００１５以下が好ましい。
【0041】
さらに、ｐ型クラッド層７を成長させる工程においては、Ｖ／ＩＩＩ比を７０００以下としてｐ型クラッド層７を成長させる。ｐ型クラッド層７を成長させる工程におけるＶ／ＩＩＩ比は、トリメチルアルミニウムとトリメチルガリウムとの合計流量［μｍｏｌ／ｍｉｎ］に対するアンモニアの流量［μｍｏｌ／ｍｉｎ］の割合である。なお、ｐ型クラッド層７を成長させる過程でＶ／ＩＩＩ比が変化する場合は、ｐ型クラッド層７を成長させる工程において、Ｖ／ＩＩＩ比が７０００以下を満たしていればよい。ｐ型クラッド層７を成長させる工程において、Ｖ／ＩＩＩ比を過度に高くすると、ｐ型クラッド層７の成長工程において供給されるＶ族元素の原料ガスのうち、ｐ型クラッド層７の成長に寄与しないガスが増える。そのため、ｐ型クラッド層７を成長させる工程におけるＶ／ＩＩＩ比を７０００以下とすることにより、歩留まりの低下を抑制することができる。ｐ型クラッド層７を成長させる工程におけるＶ／ＩＩＩ比は、２０００以上６５００以下とすることがより好ましい。Ｖ／ＩＩＩ比を２０００以上とすることにより、ｐ型クラッド層７の導電性を向上させることができる。一方、Ｖ／ＩＩＩ比が２０００未満となると、ｐ型クラッド層７を成長させる工程において供給されるアンモニアがすべてのＮサイトを埋めることができず、形成されるｐ型クラッド層７においてＮ原子が存在しない箇所が残存しやすい。Ｎ原子が存在しない箇所が残存したｐ型クラッド層７上にさらに成膜を行うと、Ｎ原子が存在しない箇所がピットとなり、発光素子１への通電時にピットを起点としたリーク等が起こり、発光素子１の発光出力が低下する可能性が考えられる。また、Ｖ／ＩＩＩ比を６５００以下とすることで歩留まりの低下を一層抑制できる。
【0042】
その他の条件は、所望の性能を有する発光素子１を得るべく適宜調整することができる。一例として、ｐ型クラッド層７の成長温度は、例えば１０００℃以上１１００℃以下とすることができる。
【0043】
（ｐ型コンタクト層８の成長工程）
ｐ型コンタクト層８を成長させる工程においては、成長速度を３．３ｎｍ／ｍｉｎ以下としてｐ型コンタクト層８を成長させる。ｐ型コンタクト層８の成長速度は、ｐ型コンタクト層８が１分あたりに上下方向に成長する速度である。本形態のようにｐ型クラッド層７のＡｌ組成比が７０％以上の場合、ｐ型コンタクト層８の成長速度を３．３ｎｍ／ｍｉｎ以下とすることで、ｐ型コンタクト層８の表面を平坦化することができる。また、ｐ型コンタクト層８の表面を一層平坦化する観点から、ｐ型コンタクト層８の成長速度は１．６ｎｍ／ｍｉｎ以下とすることがより好ましい。また、発光素子１の生産性の観点からは、ｐ型コンタクト層８の成長速度を０．２ｎｍ／ｍｉｎ以上とすることが好ましい。
ｐ型コンタクト層８を成長させる工程においては、成長速度を３．３ｎｍ／ｍｉｎ以下としてｐ型コンタクト層８を成長させる。ｐ型コンタクト層８の成長速度は、ｐ型コンタクト層８が１分あたりに上下方向に成長する速度である。本形態のようにｐ型クラッド層７のＡｌ組成比が７０％以上の場合、ｐ型コンタクト層８の成長速度を３．３ｎｍ／ｍｉｎ以下とすることで、ｐ型コンタクト層８の表面を平坦化することができる。また、ｐ型コンタクト層８の表面を一層平坦化する観点から、ｐ型コンタクト層８の成長速度は１．６ｎｍ／ｍｉｎ以下とすることがより好ましい。また、発光素子１の生産性の観点からは、ｐ型コンタクト層８の成長速度を０．２ｎｍ／ｍｉｎ以上とすることが好ましい。
【0044】
そして、ｐ型コンタクト層８を成長させる工程においては、ｐ／ＩＩＩ比を０．０２００以上としてｐ型コンタクト層８を成長させる。ｐ型コンタクト層８を成長させる工程におけるｐ／ＩＩＩ比は、トリメチルガリウムの流量［μｍｏｌ／ｍｉｎ］に対するＣｐ２Ｍｇの流量［μｍｏｌ／ｍｉｎ］の割合である。ｐ型コンタクト層８を成長させる工程におけるｐ／ＩＩＩ比を０．０２００以上とすることにより、ｐ型コンタクト層８のホール濃度を確保しやすくなり、発光出力が向上する。同様の観点から、ｐ型コンタクト層８を成長させる工程におけるｐ／ＩＩＩ比は、ｐ型クラッド層７を成長させる工程におけるｐ／ＩＩＩ比の１５倍以上とすることが好ましい。これは、ｐ型コンタクト層８は、ｐ側電極１２と電気的コンタクトをとるべく、ｐ型クラッド層７よりも多くのホールが必要となるためである。また、ｐ型コンタクト層８の結晶性を向上させ、ｐ型コンタクト層８におけるホールの移動度を向上させる観点からは、ｐ型コンタクト層８を成長させる工程におけるｐ／ＩＩＩ比を０．５以下とすることが好ましい。
【0045】
さらに、ｐ型コンタクト層８を成長させる工程においては、Ｖ／ＩＩＩ比を１００００以上としてｐ型コンタクト層８を成長させる。ｐ型コンタクト層８を成長させる工程におけるＶ／ＩＩＩ比は、トリメチルアルミニウムとトリメチルガリウムとの合計流量［μｍｏｌ／ｍｉｎ］に対するアンモニアの流量［μｍｏｌ／ｍｉｎ］の割合である。ｐ型コンタクト層８を成長させる工程においてＶ／ＩＩＩ比を１００００以上とすることにより、ｐ型コンタクト層８の導電性を向上させることができる。この理由は、ｐ型コンタクト層８を成長させる工程におけるＶ／ＩＩＩ比を１００００以上とすることにより、p型不純物がＩＩＩ族サイトに入りやすくなり、ホールが形成されやすくなるためであると推測される。同様の観点から、ｐ型コンタクト層８を成長させる工程におけるＶ／ＩＩＩ比は、ｐ型クラッド層７を成長させる工程におけるＶ／ＩＩＩ比の２倍以上とすることが好ましい。この場合には、上下方向に直交する面方向におけるｐ型コンタクト層８の成長が促進され、ｐ型コンタクト層８の表面が平坦になり、ｐ型コンタクト層８とｐ側電極１２との電気的コンタクトが一層取りやすくなるものと推測される。ここで、ｐ型コンタクト層８を成長させる工程において、Ｖ／ＩＩＩ比を過度に高くすると、ｐ型コンタクト層８の成長工程において供給されるＶ族元素の原料ガスのうち、ｐ型コンタクト層８の成長に寄与しないガスが増える。そのため、歩留まり低下を抑制する観点からは、ｐ型コンタクト層８を成長させる工程におけるＶ／ＩＩＩ比を１０００００以下とすることが好ましい。
【0046】
その他の条件は、所望の性能を有する発光素子１を得るべく適宜調整することができる。一例として、ｐ型コンタクト層８の成長温度は、例えば９００℃以上１１００℃以下とすることができる。
【0047】
なお、基板２上に半導体層をエピタキシャル成長させるに際しては、分子線エピタキシ法（ＭＢＥ：Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）、ハイドライド気相エピタキシ法（ＨＶＰＥ：Ｈｙｄｒｉｄｅ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ）等の他のエピタキシャル成長法を用いることも可能である。
【0048】
［第２の実施の形態］
本形態は、平均Ａｌ組成比が７０％未満のｐ型クラッド層７を備えた発光素子１の製造方法に関する。まず、本形態の製造方法によって製造される発光素子１について説明する。
本形態は、平均Ａｌ組成比が７０％未満のｐ型クラッド層７を備えた発光素子１の製造方法に関する。まず、本形態の製造方法によって製造される発光素子１について説明する。
【0049】
（発光素子１）
本形態においては、第１の実施の形態と異なる構成につき説明する。なお、第２の実施の形態以降において用いた符号のうち、既出の形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の形態におけるものと同様の構成要素等を表す。
本形態においては、第１の実施の形態と異なる構成につき説明する。なお、第２の実施の形態以降において用いた符号のうち、既出の形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の形態におけるものと同様の構成要素等を表す。
【0050】
本形態において、ｐ型クラッド層７の平均Ａｌ組成比は７０％未満である。なお、ｐ型クラッド層７の平均Ａｌ組成比は、好ましくは４０％以上６５％以下である。ｐ型クラッド層７の平均Ａｌ組成比を４０％以上とすることによって、電子のオーバーフローが生じることを抑制でき、ｐ型クラッド層７の平均Ａｌ組成比を６５％以下とすることによって、発光素子１の電気抵抗値を低減することができる。また、各井戸層５３の平均Ａｌ組成比は、ｐ型クラッド層７の平均Ａｌ組成比の３５％未満であることが好ましい。ｐ型クラッド層７の平均Ａｌ組成比が７０％未満と比較的小さい場合は、ｐ型クラッド層７において深紫外光のうちの短波長の光が吸収されやすくなる。そこで、井戸層５３の平均Ａｌ組成比をｐ型クラッド層７の平均Ａｌ組成比の３５％未満とすることで、活性層５から発される深紫外光の波長を長くでき、ｐ型クラッド層７による短波長の深紫外光の吸収を抑制することができる。
【0051】
本形態の製造方法によって製造される発光素子１のその他の構成は、第１の実施の形態の製造方法によって製造される発光素子の構成と同様である。
【0052】
（発光素子１の製造方法）
次に、本形態における発光素子１の製造方法について説明する。本形態においては、第１の実施の形態と比べ、ｐ型クラッド層７の成長工程及びｐ型コンタクト層８の成長工程が異なる。そのため、以下これらにつき説明する。
次に、本形態における発光素子１の製造方法について説明する。本形態においては、第１の実施の形態と比べ、ｐ型クラッド層７の成長工程及びｐ型コンタクト層８の成長工程が異なる。そのため、以下これらにつき説明する。
【0053】
（ｐ型クラッド層７の成長工程）
ｐ型クラッド層７を成長させる工程においては、成長速度を３．５ｎｍ／ｍｉｎ以下としてｐ型クラッド層７を成長させる。特に、ｐ型クラッド層７の平均Ａｌ組成比が７０％未満の場合、ｐ型クラッド層７の平均Ａｌ組成比が７０％以上の場合と比べて、成長速度を比較的速くしてもｐ型コンタクト層８の表面の平坦化が可能である。すなわち、ｐ型クラッド層７の平均Ａｌ組成比が７０％未満の場合、ｐ型クラッド層７の成長速度の上限値を３．５ｎｍ／ｍｉｎまで上げても、ｐ型コンタクト層８の表面を平坦化することができる。同様の観点から、ｐ型クラッド層７の成長速度の上限値は、３．４ｎｍ／ｍｉｎとすることがより好ましい。また、発光素子１の生産性の観点からは、ｐ型クラッド層７の成長速度を０．２ｎｍ／ｍｉｎ以上とすることが好ましい。
ｐ型クラッド層７を成長させる工程においては、成長速度を３．５ｎｍ／ｍｉｎ以下としてｐ型クラッド層７を成長させる。特に、ｐ型クラッド層７の平均Ａｌ組成比が７０％未満の場合、ｐ型クラッド層７の平均Ａｌ組成比が７０％以上の場合と比べて、成長速度を比較的速くしてもｐ型コンタクト層８の表面の平坦化が可能である。すなわち、ｐ型クラッド層７の平均Ａｌ組成比が７０％未満の場合、ｐ型クラッド層７の成長速度の上限値を３．５ｎｍ／ｍｉｎまで上げても、ｐ型コンタクト層８の表面を平坦化することができる。同様の観点から、ｐ型クラッド層７の成長速度の上限値は、３．４ｎｍ／ｍｉｎとすることがより好ましい。また、発光素子１の生産性の観点からは、ｐ型クラッド層７の成長速度を０．２ｎｍ／ｍｉｎ以上とすることが好ましい。
【0054】
そして、ｐ型クラッド層７を成長させる工程においては、第１の実施の形態と同様、ｐ／ＩＩＩ比を０．０００２以上０．０５００以下、好ましくは０．０００５以上０．００２０以下としてｐ型クラッド層７を成長させる。
【0055】
さらに、ｐ型クラッド層７を成長させる工程においては、Ｖ／ＩＩＩ比を６０００以下としてｐ型クラッド層７を成長させる。これにより、ｐ型クラッド層７の成長工程においてＶ族元素の原料ガスの供給量が過剰となって歩留まりが低下することを抑制することができる。ここで、ｐ型クラッド層７を成長させる工程におけるＶ／ＩＩＩ比が大きい程、上下方向に直交する面方向におけるｐ型クラッド層７の成長が促進され、ｐ型クラッド層７の平坦性が確保される。また、ｐ型クラッド層７のＡｌ組成比が低い程、ｐ型クラッド層７の平坦性が確保されやすくなる。そのため、ｐ型クラッド層７のＡｌ組成比が比較的低い本形態においては、ｐ型クラッド層７を成長させる工程におけるＶ／ＩＩＩ比を６０００以下としてもｐ型クラッド層７の平坦性を確保することが可能となる。ｐ型クラッド層７を成長させる工程におけるＶ／ＩＩＩ比は、２０００以上４５００以下とすることがより好ましい。Ｖ／ＩＩＩ比を２０００以上とすることにより、ｐ型クラッド層７の導電性を向上させることができる。一方、Ｖ／ＩＩＩ比が２０００未満となると、ｐ型クラッド層７を成長させる工程において供給されるアンモニアがすべてのＮサイトを埋めることができず、形成されるｐ型クラッド層７においてＮ原子が存在しない箇所が残存しやすい。Ｎ原子が存在しない箇所が残存したｐ型クラッド層７上にさらに成膜を行うと、Ｎ原子が存在しない箇所がピットとなり、発光素子１への通電時にピットを起点としたリーク等が起こり、発光素子１の発光出力が低下する可能性が考えられる。また、Ｖ／ＩＩＩ比を４５００以下とすることで歩留まりの低下を一層抑制できる。
【0056】
（ｐ型コンタクト層８の成長工程）
ｐ型コンタクト層８を成長させる工程においては、成長速度を６．５ｎｍ／ｍｉｎ以下としてｐ型コンタクト層８を成長させる。本形態のようにｐ型クラッド層７のＡｌ組成比が７０％未満の場合、ｐ型コンタクト層８の成長速度の上限値を６．５ｎｍ／ｍｉｎまで上げでも、ｐ型コンタクト層８の表面を平坦化することができる。また、ｐ型コンタクト層８の表面を一層平坦化する観点から、ｐ型コンタクト層８の成長速度は３．３ｎｍ／ｍｉｎ以下とすることが好ましい。また、発光素子１の生産性の観点からは、ｐ型コンタクト層８の成長速度を０．２ｎｍ／ｍｉｎ以上とすることが好ましい。
ｐ型コンタクト層８を成長させる工程においては、成長速度を６．５ｎｍ／ｍｉｎ以下としてｐ型コンタクト層８を成長させる。本形態のようにｐ型クラッド層７のＡｌ組成比が７０％未満の場合、ｐ型コンタクト層８の成長速度の上限値を６．５ｎｍ／ｍｉｎまで上げでも、ｐ型コンタクト層８の表面を平坦化することができる。また、ｐ型コンタクト層８の表面を一層平坦化する観点から、ｐ型コンタクト層８の成長速度は３．３ｎｍ／ｍｉｎ以下とすることが好ましい。また、発光素子１の生産性の観点からは、ｐ型コンタクト層８の成長速度を０．２ｎｍ／ｍｉｎ以上とすることが好ましい。
【0057】
そして、ｐ型コンタクト層８を成長させる工程においては、ｐ／ＩＩＩ比を０．０１００以上としてｐ型コンタクト層８を成長させる。これにより、ｐ型コンタクト層８のホール濃度を確保しやすくなり、発光出力が向上する。ここで、ｐ型コンタクト層８を成長させる工程におけるｐ／ＩＩＩ比が高いほど、上下方向に直交する面方向におけるｐ型コンタクト層８の成長が促進され、ｐ型コンタクト層８の平坦性が確保される。また、ｐ型クラッド層７のＡｌ組成比が小さい程、ｐ型クラッド層７及びｐ型コンタクト層８の平坦性が確保されやすくなる。そのため、ｐ型クラッド層７のＡｌ組成比が比較的低い本形態においては、ｐ型コンタクト層８を成長させる工程におけるｐ／ＩＩＩ比の下限値を０．０１００と小さくしても、ｐ型コンタクト層８の平坦性を確保することができる。また、ｐ型コンタクト層８のホール濃度を確保する観点から、ｐ型コンタクト層８を成長させる工程におけるｐ／ＩＩＩ比は、ｐ型クラッド層７を成長させる工程におけるｐ／ＩＩＩ比の１０倍以上とすることが好ましい。これは、ｐ型コンタクト層８は、ｐ側電極１２と電気的コンタクトをとるべく、ｐ型クラッド層７よりも多くのホールが必要となるためである。また、ｐ型クラッド層７のＡｌ組成比が比較的低い本形態においては、ｐ型クラッド層７にｐ型不純物が多くドーピングされることを考慮し、前述のごとく、ｐ型コンタクト層８を成長させる工程におけるｐ／ＩＩＩ比は、ｐ型クラッド層７を成長させる工程におけるｐ／ＩＩＩ比の１０倍以上あることが好ましい。また、ｐ型コンタクト層８の結晶性を向上させ、ｐ型コンタクト層８におけるホールの移動度を向上させる観点からは、ｐ型コンタクト層８を成長させる工程におけるｐ／ＩＩＩ比を０．５以下とすることが好ましい。
【0058】
さらに、ｐ型コンタクト層８を成長させる工程においては、Ｖ／ＩＩＩ比を３０００以上としてｐ型コンタクト層８を成長させる。これにより、ｐ型コンタクト層８の導電性を向上させることができる。この理由は、ｐ型コンタクト層８を成長させる工程におけるＶ／ＩＩＩ比を３０００以上とすることにより、p型不純物がＩＩＩ族サイトに入りやすくなり、ホールが形成されやすくなるためであると推測される。同様の観点から、ｐ型コンタクト層８を成長させる工程におけるＶ／ＩＩＩ比は、ｐ型クラッド層７を成長させる工程におけるＶ／ＩＩＩ比を超えることが好ましい。この場合には、上下方向に直交する面方向におけるｐ型コンタクト層８の成長が促進され、ｐ型コンタクト層８の表面が平坦になり、ｐ型コンタクト層８とｐ側電極１２との電気的コンタクトが一層取りやすくなるものと推測される。また、ｐ型コンタクト層８を成長させる工程におけるＶ／ＩＩＩ比が高いほど、上下方向に直交する面方向におけるｐ型コンタクト層８の成長が促進され、ｐ型コンタクト層８の平坦性が確保される。また、ｐ型クラッド層７のＡｌ組成比が小さい程、ｐ型クラッド層７及びｐ型コンタクト層８の平坦性が確保されやすくなる。以上を考慮し、ｐ型クラッド層７のＡｌ組成比が比較的低い本形態においては、ｐ型コンタクト層８を成長させる工程におけるＶ／ＩＩＩ比を、ｐ型クラッド層７を成長させる工程におけるＶ／ＩＩＩ比を超える値とすることで、ｐ型コンタクト層８の平坦性を確保することができる。ここで、ｐ型コンタクト層８を成長させる工程において、Ｖ／ＩＩＩ比を過度に高くすると、ｐ型コンタクト層８の成長工程において供給されるＶ族元素の原料ガスのうち、ｐ型コンタクト層８の成長に寄与しないガスが増える。そのため、歩留まり低下を抑制する観点からは、ｐ型コンタクト層８を成長させる工程におけるＶ／ＩＩＩ比を１０００００以下とすることが好ましい。
【0059】
［実験例］
本実験例は、ｐ型クラッド層の平均Ａｌ組成比が７０％以上の発光素子を第１の実施の形態の製造条件に従って製造し、かつ、ｐ型クラッド層の平均Ａｌ組成比が７０％未満の発光素子を第２の実施の形態に記載の製造条件に従って製造することで、製造される発光素子のｐ型コンタクト層の表面が平坦化することを示す実験例である。
本実験例は、ｐ型クラッド層の平均Ａｌ組成比が７０％以上の発光素子を第１の実施の形態の製造条件に従って製造し、かつ、ｐ型クラッド層の平均Ａｌ組成比が７０％未満の発光素子を第２の実施の形態に記載の製造条件に従って製造することで、製造される発光素子のｐ型コンタクト層の表面が平坦化することを示す実験例である。
【0060】
本実験例においては、比較例１～３、及び実施例１～５にかかる発光素子を製造した。比較例１，２及び実施例１，２は、第１の実施の形態と同様にｐ型クラッド層の平均Ａｌ組成比が７０％以上の発光素子である。比較例１，２及び実施例１，２は、互いに構造は同様であるが、互いにｐ型コンタクト層の成膜条件が異なる。比較例３及び実施例３～５は、第２の実施の形態と同様にｐ型クラッド層の平均Ａｌ組成比が７０％未満の発光素子である。比較例３及び実施例３～５は、互いに構造は同様であるが、互いにｐ型コンタクト層の成膜条件が異なる。
【0061】
比較例１，２及び実施例１，２について、各層の厚み及びＡｌ組成比を下記表１に示す。また、ｐ型クラッド層の平均Ａｌ組成比が７０％未満の発光素子にかかる比較例３及び実施例３～５について、各層の厚み及びＡｌ組成比を下記表２に示す。なお、表１及び表２に記載の各層の厚みは、透過型電子顕微鏡によって測定し、各層のＡｌ組成比は、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）により測定したＡｌの二次イオン強度から推定した値である。
【0062】
【表1】
【0063】
【表2】
【0064】
表１及び表２において、組成傾斜障壁層のＡｌ組成比の欄は、組成傾斜障壁層の上下方向の各位置のＡｌ組成比が、組成傾斜障壁層の下端から上端までにかけて５５％から８５％まで漸増していることを意味している。また、表１のｐ型コンタクト層の厚みの欄は、比較例１，２及び実施例１，２のそれぞれのｐ型コンタクト層の厚みが１４．４ｎｍ以上２４．１ｎｍ以下の範囲であることを意味している。比較例１，２及び実施例１，２のそれぞれのｐ型コンタクト層の厚みの詳細は、後述の表３に示す。また、表２のｐ型コンタクト層の厚みの欄は、比較例３及び実施例３～５のそれぞれのｐ型コンタクト層の厚みが１８．３ｎｍ以上１９．６ｎｍ以下を満たしていることを意味している。比較例３及び実施例３～５のそれぞれのｐ型コンタクト層の厚みの詳細は、後述の表３にて示す。
【0065】
そして、各比較例及び各実施例のｐ型クラッド層及びｐ型コンタクト層の成膜条件を下記表３に示す。また、下記表３においては、各比較例及び各実施例における後述のリーク・ショート発生割合を併せて示している。
【0066】
【表3】
【0067】
表３に示すごとく、実施例１，２においては、ｐ型コンタクト層の成膜に関し、第１の実施の形態にて示した条件（すなわち、成長速度が３．３ｎｍ／ｍｉｎ以下、ｐ／ＩＩＩ比が０．０２００以上、及びＶ／ＩＩＩ比が１００００以上の条件）を満たしている。一方、比較例１，２においては、ｐ型コンタクト層の成膜に関し、成長速度、ｐ／ＩＩＩ比、及びＶ／ＩＩＩ比のそれぞれが、第１の実施の形態にて示した前述の条件を満たしていない。また、比較例１，２及び実施例１，２のそれぞれは、ｐ型クラッド層の成膜に関し、いずれも第１の実施の形態にて示した条件（すなわち成長速度が２．５ｎｍ／ｍｉｎ以下、ｐ／ＩＩＩ比が０．０００２以上０．０４００以下、及びＶ／ＩＩＩ比が７０００以下の条件）を満たしている。なお、比較例１，２及び実施例１，２におけるｐ型コンタクト層以外の成膜条件は、第１の実施の形態における製造条件と同様である。
【0068】
また、表３に示すごとく、実施例３～５においては、ｐ型コンタクト層の成膜に関し、第２の実施の形態にて示した条件（すなわち、成長速度が６．５ｎｍ／ｍｉｎ以下、ｐ／ＩＩＩ比が０．０１００以上、及びＶ／ＩＩＩ比が３０００以上の条件）を満たしている。一方、比較例３においては、ｐ型コンタクト層の成膜に関し、成長速度、ｐ／ＩＩＩ比、及びＶ／ＩＩＩ比のそれぞれが、第２の実施の形態にて示した前述の条件を満たしていない。また、比較例３及び実施例３～５のそれぞれは、ｐ型クラッド層の成膜に関し、いずれも第２の実施の形態にて示した条件（すなわち成長速度が３．５ｎｍ／ｍｉｎ以下、ｐ／ＩＩＩ比が０．０００２以上０．０５００以下、及びＶ／ＩＩＩ比が６０００以下の条件）を満たしている。比較例３及び実施例３～５におけるｐ型コンタクト層以外の成膜条件は、第２の実施の形態における製造条件と同様である。
【0069】
そして、製造された各比較例及び各実施例の発光素子において、リーク・ショート発生割合を測定した。ｐ型コンタクト層の表面の平坦性が低い程、ｐ型コンタクト層とｐ側電極との密着性が低くなってリーク・ショートが発生しやすくなるため、本実験例においては、リーク・ショート発生割合をｐ型コンタクト層の表面状態を示す指標として用いた。リーク・ショート発生割合は、その値が低い程、ｐ型コンタクト層の表面が平坦であることを意味する。
【0070】
各比較例及び各実施例の発光素子のリーク・ショート発生割合の測定方法につき説明する。まず、各比較例及び各実施例において、第１の実施の形態にて示したように、ｎ型クラッド層上にｎ側電極を形成するとともにｐ型コンタクト層上にｐ側電極を形成した。そして、ｎ側電極とｐ側電極との間の順方向電圧を測定し、順方向電圧が３Ｖ以下となった場合は、リーク・ショートが発生しているものと判断した。本実験例においては、比較例１～３及び実施例１～５につき、それぞれ１０００個以上の発光素子を製作し、リーク・ショート発生割合を測定した。結果は表３に示している。
【0071】
表３から分かるように、ｐ型クラッド層の平均Ａｌ組成比が７０％以上の場合、比較例１，２においてはリーク・ショート発生割合が高くなっている一方、実施例１，２においてはリーク・ショート発生割合が低くなっている。すなわち、第１の実施の形態にて説明したｐ型クラッド層及びｐ型コンタクト層の製造方法に従って発光素子を製造することにより、リーク・ショート発生割合を抑制できていることが分かる。また、ｐ型クラッド層の平均Ａｌ組成比が７０％以上の場合、実施例２が最もリーク・ショート発生割合が低いことから、ｐ型コンタクト層の成長速度を３．０ｎｍ／ｍｉｎ未満とすることが好ましく、１．６ｎｍ／ｍｉｎ以下とすることがより好ましいことが分かる。
【0072】
また、表３から分かるように、ｐ型クラッド層の平均Ａｌ組成比が７０％未満の場合、比較例３においてはリーク・ショート発生割合が高くなっている一方、実施例３～５においてはリーク・ショート発生割合が低くなっている。すなわち、第２の実施の形態にて説明したｐ型クラッド層及びｐ型コンタクト層の製造方法に従って発光素子を製造することにより、リーク・ショート発生割合を抑制できていることが分かる。また、ｐ型クラッド層の平均Ａｌ組成比が７０％未満の場合、実施例４及び５においてリーク・ショート発生割合を著しく抑制できていることから、ｐ型コンタクト層の成長速度を３．３ｎｍ／ｍｉｎ以下とすることが好ましいことが分かる。また、実施例４よりも実施例５の方がリーク・ショート発生割合を低くできるため、ｐ型コンタクト層の成長速度を３．０ｎｍ／ｍｉｎ未満とすることが好ましく、１．７０ｎｍ／ｍｉｎ以下とすることがより好ましいことが分かる。
【0073】
（実施の形態のまとめ）
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。
【0074】
［１］本発明の第１の実施態様は、基板（２）上にｎ型半導体層（４）を成長させる工程と、前記ｎ型半導体層（４）上に活性層（５）を成長させる工程と、前記活性層（５）上に、厚さ方向におけるＡｌ組成比の平均値が７０％以上のｐ型クラッド層（７）を成長させる工程と、前記ｐ型クラッド層（７）上に、Ａｌ組成比が１０％以下のｐ型コンタクト層（８）を成長させる工程と、を備える窒化物半導体発光素子（１）の製造方法であって、前記ｐ型クラッド層（７）及び前記ｐ型コンタクト層（８）のそれぞれを成長させる工程において、ＩＩＩ族元素の原料ガスの流量ＦＩＩＩ［μｍｏｌ／ｍｉｎ］に対するｐ型不純物の原料ガスの流量Ｆｐ［μｍｏｌ／ｍｉｎ］の比率Ｆｐ／ＦＩＩＩをｐ／ＩＩＩ比と定義するとともに、前記流量ＦＩＩＩに対するＶ族元素の原料ガスの流量Ｆｖ［μｍｏｌ／ｍｉｎ］の比率Ｆｖ／ＦＩＩＩをＶ／ＩＩＩ比と定義したとき、前記ｐ型クラッド層（７）を成長させる工程においては、成長速度を２．５ｎｍ／ｍｉｎ以下、ｐ／ＩＩＩ比を０．０００２以上０．０４００以下、及びＶ／ＩＩＩ比を７０００以下として前記ｐ型クラッド層（７）を成長させ、前記ｐ型コンタクト層（８）を成長させる工程においては、成長速度を３．３ｎｍ／ｍｉｎ以下、ｐ／ＩＩＩ比を０．０２００以上、Ｖ／ＩＩＩ比を１００００以上として前記ｐ型コンタクト層（８）を成長させる、窒化物半導体発光素子（１）の製造方法である。
これにより、ｐ型コンタクト層の表面が平坦な窒化物半導体発光素子（１）を製造することが可能となる。
これにより、ｐ型コンタクト層の表面が平坦な窒化物半導体発光素子（１）を製造することが可能となる。
【0075】
［２］本発明の第２の実施態様は、第１の実施態様において、前記ｐ型クラッド層（７）を成長させる工程で、ｐ／ＩＩＩ比を０．０００５以上０．００１５以下として前記ｐ型クラッド層（７）を成長させることである。
これにより、発光出力が高い窒化物半導体発光素子を製造することが可能となる。
これにより、発光出力が高い窒化物半導体発光素子を製造することが可能となる。
【0076】
［３］本発明の第３の実施態様は、第１又は第２の実施態様において、前記ｐ型クラッド層（７）を成長させる工程で、Ｖ／ＩＩＩ比を２０００以上６５００以下として前記ｐ型クラッド層（７）を成長させることである。
これにより、高い導電性を有するｐ型クラッド層を製造することが可能になり、かつ、歩留まりの低下を抑制することができる。
これにより、高い導電性を有するｐ型クラッド層を製造することが可能になり、かつ、歩留まりの低下を抑制することができる。
【0077】
［４］本発明の第４の実施態様は、第１乃至第３のいずれか１つの実施態様において、前記ｐ型コンタクト層（８）を成長させる工程で、成長速度を１．６ｎｍ／ｍｉｎ以下として前記ｐ型コンタクト層（８）を成長させることである。
これにより、ｐ型コンタクト層の表面がより平坦な窒化物半導体発光素子を製造することが可能となる。
これにより、ｐ型コンタクト層の表面がより平坦な窒化物半導体発光素子を製造することが可能となる。
【0078】
［５］本発明の第５の実施態様は、第１乃至第４のいずれか１つの実施態様において、前記ｐ型コンタクト層（８）を成長させる工程で、ｐ／ＩＩＩ比を、前記ｐ型クラッド層（７）を成長させる工程におけるｐ／ＩＩＩ比の１５倍以上として前記ｐ型コンタクト層（８）を成長させることである。
これにより、発光出力が高い窒化物半導体発光素子を製造することが可能となる。
これにより、発光出力が高い窒化物半導体発光素子を製造することが可能となる。
【0079】
［６］本発明の第６の実施態様は、第１乃至第５のいずれか１つの実施態様において、前記ｐ型コンタクト層（８）を成長させる工程で、Ｖ／ＩＩＩ比を、前記ｐ型クラッド層（７）を成長させる工程におけるＶ／ＩＩＩ比の２倍以上として前記ｐ型コンタクト層（８）を成長させることである。
これにより、高い導電性を有するｐ型コンタクト層を製造することが可能となる。
これにより、高い導電性を有するｐ型コンタクト層を製造することが可能となる。
【0080】
［７］本発明の第７の実施態様は、基板（２）上にｎ型半導体層（４）を成長させる工程と、前記ｎ型半導体層（４）上に活性層（５）を成長させる工程と、前記活性層（５）上に、Ａｌ組成比が７０％未満のｐ型クラッド層（７）を成長させる工程と、前記ｐ型クラッド層（７）上に、Ａｌ組成比が１０％以下のｐ型コンタクト層（８）を成長させる工程と、を備える窒化物半導体発光素子（１）の製造方法であって、前記ｐ型クラッド層（７）及び前記ｐ型コンタクト層（８）のそれぞれを成長させる工程において、ＩＩＩ族元素の原料ガスの流量ＦＩＩＩ［μｍｏｌ／ｍｉｎ］に対するｐ型不純物の原料ガスの流量Ｆｐ［μｍｏｌ／ｍｉｎ］の比率Ｆｐ／ＦＩＩＩをｐ／ＩＩＩ比と定義するとともに、前記流量ＦＩＩＩに対するＶ族元素の原料ガスの流量Ｆｖ［μｍｏｌ／ｍｉｎ］の比率Ｆｖ／ＦＩＩＩをＶ／ＩＩＩ比と定義したとき、前記ｐ型クラッド層（７）を成長させる工程においては、成長速度を３．５ｎｍ／ｍｉｎ以下、ｐ／ＩＩＩ比を０．０００２以上０．０５００以下、及びＶ／ＩＩＩ比を６０００以下として前記ｐ型クラッド層（７）を成長させ、前記ｐ型コンタクト層（８）を成長させる工程においては、成長速度を６．５ｎｍ／ｍｉｎ以下、ｐ／ＩＩＩ比を０．０１００以上、Ｖ／ＩＩＩ比を３０００以上として前記ｐ型コンタクト層（８）を成長させる、窒化物半導体発光素子（１）の製造方法である。
これにより、ｐ型コンタクト層の表面が平坦な窒化物半導体発光素子を製造することが可能となる。
これにより、ｐ型コンタクト層の表面が平坦な窒化物半導体発光素子を製造することが可能となる。
【0081】
［８］本発明の第８の実施態様は、第７の実施態様において、前記ｐ型クラッド層（７）を成長させる工程で、ｐ／ＩＩＩ比を０．０００５以上０．００２０以下として前記ｐ型クラッド層（７）を成長させることである。
これにより、発光出力が高い窒化物半導体発光素子を製造することが可能となる。
これにより、発光出力が高い窒化物半導体発光素子を製造することが可能となる。
【0082】
［９］本発明の第９の実施態様は、第７又は第８の実施態様において、前記ｐ型クラッド層（７）を成長させる工程で、Ｖ／ＩＩＩ比を２０００以上４５００以下として前記ｐ型クラッド層（７）を成長させることである。
これにより、高い導電性を有するｐ型クラッド層を製造することが可能になり、かつ、歩留まりの低下を抑制することができる。
これにより、高い導電性を有するｐ型クラッド層を製造することが可能になり、かつ、歩留まりの低下を抑制することができる。
【0083】
［１０］本発明の第１０の実施態様は、第７乃至第９のいずれか１つの実施態様において、前記ｐ型コンタクト層（８）を成長させる工程で、成長速度を３．３ｎｍ／ｍｉｎ以下として前記ｐ型コンタクト層（８）を成長させることである。
これにより、ｐ型コンタクト層の表面がより平坦な窒化物半導体発光素子を製造することが可能となる。
これにより、ｐ型コンタクト層の表面がより平坦な窒化物半導体発光素子を製造することが可能となる。
【0084】
［１１］本発明の第１１の実施態様は、第７乃至第１０のいずれか１つの実施態様において、前記ｐ型コンタクト層（８）を成長させる工程で、ｐ／ＩＩＩ比を、前記ｐ型クラッド層（７）を成長させる工程におけるｐ／ＩＩＩ比の１０倍以上として前記ｐ型コンタクト層（８）を成長させることである。
これにより、発光出力が高い窒化物半導体発光素子を製造することが可能となる。
これにより、発光出力が高い窒化物半導体発光素子を製造することが可能となる。
【0085】
［１２］本発明の第１２の実施態様は、第７乃至第１１のいずれか１つの実施態様において、前記ｐ型コンタクト層（８）を成長させる工程で、Ｖ／ＩＩＩ比を、前記ｐ型クラッド層（７）を成長させる工程におけるＶ／ＩＩＩ比を超える値として前記ｐ型コンタクト層（８）を成長させることである。
これにより、高い導電性を有するｐ型コンタクト層を製造することが可能となる。
これにより、高い導電性を有するｐ型コンタクト層を製造することが可能となる。
【0086】
（付記）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、前述した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、前述した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。
【符号の説明】
【0087】
１…発光素子
２…基板
４…ｎ型クラッド層（ｎ型半導体層）
５…活性層
７…ｐ型クラッド層
８…ｐ型コンタクト層
２…基板
４…ｎ型クラッド層（ｎ型半導体層）
５…活性層
７…ｐ型クラッド層
８…ｐ型コンタクト層
【図1】