(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-06-17
(45)【発行日】2024-06-25
(54)【発明の名称】窒化物半導体発光素子
(51)【国際特許分類】
H01L 33/14 20100101AFI20240618BHJP
H01S 5/343 20060101ALI20240618BHJP
H01L 33/32 20100101ALI20240618BHJP
【ＦＩ】
H01L33/14
H01S5/343 610
H01L33/32
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2023045022
(22)【出願日】2023-03-22
【審査請求日】2023-03-22
(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】ペルノ シリル
(72)【発明者】
【氏名】松倉 勇介
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼尾 一史
【審査官】下村 一石
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２３－００８４４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２２－１７２７９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２１－１９３７２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２２－００３６６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１４９５４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２２－１６３９０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１９／２３０４５９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０２２－１６７２３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－０７７８７４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ３３／００－３３／６４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
Ａｌ、Ｇａ及びＮを含有するｎ型半導体層と、前記ｎ型半導体層の一方側に形成され、Ａｌ、Ｇａ及びＮを含有する井戸層及びＡｌ、Ｇａ及びＮを含有するとともに前記井戸層よりもＡｌ組成比が大きい障壁層を有する活性層と、
前記活性層における前記ｎ型半導体層側と反対側に形成され、Ａｌ及びＮを含有する電子ブロック層と、
前記電子ブロック層における前記活性層側と反対側に形成されたｐ型半導体層と、を備え、
前記電子ブロック層は、アンドープの複数の半導体層からなり、
前記電子ブロック層を構成する前記複数の半導体層のうち、最も前記活性層側に位置する第１電子ブロック層は、前記電子ブロック層を構成する他の半導体層及び前記障壁層よりも、Ａｌ組成比が大きく、
前記第１電子ブロック層の膜厚は、１．４ｎｍ未満であり、
前記ｐ型半導体層は、ｐ型のＧａＮによって形成されるｐ型コンタクト層を有し、
前記ｐ型コンタクト層の膜厚は、１８ｎｍ以下である、
窒化物半導体発光素子。
【請求項2】
前記第１電子ブロック層の膜厚は、１．０ｎｍ未満である、請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項3】
前記電子ブロック層と前記ｐ型半導体層との界面には、シリコンが含まれている、請求項１又は２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】
特許文献１には、ｎ側層、活性層、電子ブロック構造層及びｐ側層が積層された窒化物半導体発光素子が開示されている。電子ブロック構造層は、活性層側から、第１電子ブロック層、中間層及び第２電子ブロック層を備える。第１電子ブロック層は、障壁層よりもバンドギャップが大きい。第２電子ブロック層は、障壁層よりもバンドギャップが大きいとともに第１電子ブロック層よりもバンドギャップが小さい。中間層は、第２電子ブロック層よりもバンドギャップが小さい。そして、特許文献１には、電子ブロック構造層を前述のような構造にすることで長寿命化が図られる旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】国際公開第２０１７／０５７１４９号
【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、特許文献１に記載の窒化物半導体発光素子の構成は、長寿命化の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、長寿命化を図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】
【0006】
本発明は、前記の目的を達成するため、Ａｌ、Ｇａ及びＮを含有するｎ型半導体層と、前記ｎ型半導体層の一方側に形成され、Ａｌ、Ｇａ及びＮを含有する井戸層及びＡｌ、Ｇａ及びＮを含有するとともに前記井戸層よりもＡｌ組成比が大きい障壁層を有する活性層と、前記活性層における前記ｎ型半導体層側と反対側に形成され、Ａｌ及びＮを含有する電子ブロック層と、前記電子ブロック層における前記活性層側と反対側に形成されたｐ型半導体層と、を備え、前記電子ブロック層は、アンドープの複数の半導体層からなり、前記電子ブロック層を構成する前記複数の半導体層のうち、最も前記活性層側に位置する第１電子ブロック層は、前記電子ブロック層を構成する他の半導体層及び前記障壁層よりも、Ａｌ組成比が大きく、前記第１電子ブロック層の膜厚は、１．４ｎｍ未満であり、前記ｐ型半導体層は、ｐ型のＧａＮによって形成されるｐ型コンタクト層を有し、前記ｐ型コンタクト層の膜厚は、１８ｎｍ以下である、窒化物半導体発光素子を提供する。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、長寿命化を図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可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施の形態における、窒化物半導体発光素子の構成を概略的に示す模式図である。
【図2】実施の形態における、電子ブロック層とｐ型半導体層との界面付近の、窒化物半導体発光素子のシリコン濃度分布を示すグラフである。
【図3】実験例１における、通電時間と光出力維持率との関係を示すグラフである。
【図4】実験例２における、第１電子ブロック層の膜厚と光出力維持率との関係を示すグラフである。
【図5】実験例２における、第１電子ブロック層の膜厚と初期光出力との関係を示すグラフである。
【図6】実験例３における、ｐ型コンタクト層の膜厚と光出力維持率との関係を示すグラフである。
【図7】実験例３における、ｐ型コンタクト層の膜厚と初期光出力との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0009】
［実施の形態］
本発明の実施の形態について、図１及び図２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。
本発明の実施の形態について、図１及び図２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。
【0010】
（窒化物半導体発光素子１）
図１は、窒化物半導体発光素子１の構成を概略的に示す模式図である。なお、図１において、窒化物半導体発光素子１（以下、単に「発光素子１」ともいう。）の各層の積層方向の寸法比は、必ずしも実際のものと一致するものではない。以後、発光素子１の各層の積層方向を上下方向という。また、上下方向の一方側であって、基板２における各半導体層が成長される側（例えば図１の上側）を上側とし、その反対側（例えば図１の下側）を下側とする。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。
図１は、窒化物半導体発光素子１の構成を概略的に示す模式図である。なお、図１において、窒化物半導体発光素子１（以下、単に「発光素子１」ともいう。）の各層の積層方向の寸法比は、必ずしも実際のものと一致するものではない。以後、発光素子１の各層の積層方向を上下方向という。また、上下方向の一方側であって、基板２における各半導体層が成長される側（例えば図１の上側）を上側とし、その反対側（例えば図１の下側）を下側とする。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。
【0011】
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）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である。特に、本形態の発光素子１は、中心波長が２５０ｎｍ以上３６５ｎｍ以下の紫外光を発する。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。
【0012】
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、組成傾斜層５、活性層６、電子ブロック層７及びｐ型半導体層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型半導体層８上に設けられたｐ側電極１２とを備える。
【0013】
発光素子１を構成する半導体としては、例えば、ＡｌａＧａｂＩｎ１－ａ－ｂＮ（０≦ａ≦１、０≦ｂ≦１、０≦ａ＋ｂ≦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。本形態においては、発光素子１を構成する半導体として、ＡｌｃＧａ１－ｃＮ（０≦ｃ≦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ている。これらの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。
【0014】
基板２は、活性層６が発する光を透過する材料からなる。基板２は、例えばサファイア（Ａｌ２Ｏ３）基板である。基板２の上面（すなわち発光素子１の各半導体層が積層される側の面）は、ｃ面である。このｃ面は、オフ角を有するものであってもよい。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（ＡｌＧａＮ）基板等を用いてもよい。
【0015】
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。また、バッファ層３は、窒化アルミニウムからなる半導体層の上に形成された、アンドープのＡｌｐＧａ１－ｐＮ（０≦ｐ≦１）からなる半導体層を含んでいてもよい。
【0016】
ｎ型クラッド層４は、バッファ層３上に形成されたｎ型半導体層である。ｎ型クラッド層４は、例えば、ｎ型不純物がドープされたＡｌｑＧａ１－ｑＮ（０≦ｑ≦１）により形成されている。本形態において、ｎ型不純物としては、シリコン（Ｓｉ）を用いた。なお、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。ｎ型クラッド層４のＡｌ組成比ｑ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。
【0017】
組成傾斜層５は、ｎ型クラッド層４上に形成されている。組成傾斜層５は、シリコンがドープされたＡｌｒＧａ１－ｒＮ（０≦ｒ≦１）からなる。組成傾斜層５の上下方向の各位置におけるＡｌ組成比は、活性層６側の位置ほど大きくなっている。なお、組成傾斜層５は、例えば上下方向の極一部の領域（例えば組成傾斜層５の上下方向の全体の５％以下の領域）に、活性層６側に向かうにつれてＡｌ組成比が大きくならない領域を含んでいてもよい。
【0018】
組成傾斜層５は、そのｎ型クラッド層４側の端部のＡｌ組成比が、ｎ型クラッド層４における組成傾斜層５側の端部の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。また、組成傾斜層５は、その活性層６側の端部のＡｌ組成比が、活性層６における組成傾斜層５側の端部の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。組成傾斜層５の膜厚は、例えば５ｎｍ以上５０ｎｍ以下とすることができる。
【0019】
活性層６は、組成傾斜層５上に形成されている。活性層６は、複数の井戸層６２１～６２３を有する多重量子井戸構造である。活性層６は、中心波長が２５０ｎｍ以上３６５ｎｍ以下の紫外光を発することができるよう、バンドギャップが調整されている。
【0020】
本形態において、活性層６は、障壁層６１と井戸層６２１～６２３とを３つずつ有し、障壁層６１と井戸層６２１～６２３とが交互に積層されている。活性層６においては、組成傾斜層５側の端部に障壁層６１が位置しており、電子ブロック層７側の端部に井戸層６２３が位置している。なお、活性層６の障壁層６１の数及び井戸層６２１～６２３の数は、特に限定されない。
【0021】
各障壁層６１は、ＡｌｓＧａ１－ｓＮ（０＜ｓ＜１）により形成されている。各障壁層６１のＡｌ組成比ｓは、例えば６０％以上１００％以下である。また、各障壁層６１の膜厚は、例えば２ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。
【0022】
井戸層６２１～６２３は、ＡｌｔＧａ１－ｔＮ（０＜ｔ＜１）により形成されている。各井戸層６２１～６２３のＡｌ組成比ｔは、障壁層６１のＡｌ組成比ｓよりも小さい（すなわちｔ＜ｓ）。
【0023】
本形態においては、３つの井戸層６２１～６２３を、組成傾斜層５側から順に第１井戸層６２１、第２井戸層６２２、第３井戸層６２３と呼ぶこととする。第１井戸層６２１の膜厚は、第２井戸層６２２及び第３井戸層６２３のそれぞれの膜厚よりも１ｎｍ以上大きい。これにより、活性層６の各層が平坦化され、出力光の単色性が向上する。第１井戸層６２１の膜厚と第２井戸層６２２及び第３井戸層６２３のそれぞれの膜厚との差は、２ｎｍ以上４ｎｍ以下とすることが好ましい。第２井戸層６２２及び第３井戸層６２３のそれぞれは、２ｎｍ以上４ｎｍ以下の膜厚を有し、第１井戸層６２１は、４ｎｍ以上６ｎｍ以下の膜厚を有する。
【0024】
また、第１井戸層６２１のＡｌ組成比は、第２井戸層６２２及び第３井戸層６２３のそれぞれのＡｌ組成比よりも２％以上大きい。第１井戸層６２１のＡｌ組成比を、第２井戸層６２２及び第３井戸層６２３のそれぞれのＡｌ組成比よりも大きくすることにより、第１井戸層６２１の結晶性が向上する。これは、第１井戸層６２１とｎ型クラッド層４とのＡｌ組成比の差が小さくなるためである。第１井戸層６２１の結晶性が向上することにより、活性層６のうちの第１井戸層６２１上に形成される各半導体層の結晶性も向上する。これにより、活性層６におけるキャリアの移動度が向上し、光出力が向上する。かかる効果は、第１井戸層６２１の膜厚が大きくなるほど顕著であるが、発光素子１全体の電気抵抗値が増加することを抑制する観点から第１井戸層６２１の膜厚は所定値以下となるよう設計される。
【0025】
本形態において、第２井戸層６２２及び第３井戸層６２３のそれぞれは、２５％以上４５％以下のＡｌ組成比を有し、第１井戸層６２１は、３５％以上５５％以下のＡｌ組成比を有する。複数の井戸層６２１～６２３は、例えば組成傾斜層５側のものほどＡｌ組成比が大きくなるよう構成されていてもよい。
【0026】
電子ブロック層７は、活性層６上に形成されている。電子ブロック層７は、活性層６からｐ型半導体層８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６への電子注入効率を向上させる役割を有する。本形態において、電子ブロック層７は、アンドープのＡｌｕＧａ１－ｕＮ（０．７≦ｕ≦１）により形成されている。すなわち、電子ブロック層７は、Ａｌ組成比ｕが７０％以上の半導体層にて構成されている。電子ブロック層７は、活性層６側から順に、第１電子ブロック層７１と第２電子ブロック層７２とを積層した積層構造を有する。なお、電子ブロック層７は、３層以上にて形成されていてもよい。
【0027】
第１電子ブロック層７１は、活性層６に接するよう設けられている。電子ブロック層７を構成する複数の半導体層（本形態においては第１電子ブロック層７１及び第２電子ブロック層７２）のうち、第１電子ブロック層７１は、電子ブロック層７を構成する他の半導体層（すなわち第２電子ブロック層７２）及び障壁層６１よりも、Ａｌ組成比が大きい。第１電子ブロック層７１のＡｌ組成比は、例えば９０％以上であり、１００％としてもよい（すなわち第１電子ブロック層７１をＡｌＮにて構成してもよい）。
【0028】
本形態において、第１電子ブロック層７１は、膜厚が２ｎｍ未満となるよう極めて薄く形成されている。後述する実験例２にて示すように、電子ブロック層７をアンドープの複数の半導体層から構成するとともに、前述のように第１電子ブロック層７１の膜厚を２ｎｍ未満と極めて薄くすることで、発光素子１の長寿命化が図られる。また、後述の実験例２にて示すように、第１電子ブロック層７１の膜厚は、発光素子１の長寿命化の観点から、１．４ｎｍ未満、１．０ｎｍ以下、１．０ｎｍ未満、０．８ｎｍ以下の順に好ましい。また、第１電子ブロック層７１の膜厚は、初期光出力の確保の観点から、０．５ｎｍ以上が好ましい。
【0029】
第２電子ブロック層７２のＡｌ組成比は、第１電子ブロック層７１のＡｌ組成比よりも小さく、例えば７０％以上９０％以下である。第２電子ブロック層７２の膜厚は、第１電子ブロック層７１の膜厚よりも大きい。第１電子ブロック層７１の膜厚が小さいと、トンネル効果によって電子が第１電子ブロック層７１を活性層６側からｐ型半導体層８側にすり抜ける確率が増大し得るが、第２電子ブロック層７２を設けることでこの確率を低減することができる。
【0030】
電子ブロック層７の全体の膜厚は、７０ｎｍ未満が好ましい。電子ブロック層７のようなＡｌ組成比が比較的大きい半導体層の膜厚が大きくなることで、発光素子１の電気抵抗値が大きくなるため、電子ブロック層７の膜厚は７０ｎｍ未満とすることが好ましい。
【0031】
電子ブロック層７とｐ型半導体層８との間には、シリコンが含まれている。マグネシウムはシリコンに引き付けられやすく、かつ、水素はマグネシウムと結びつきやすいところ、電子ブロック層７とｐ型半導体層８との間にシリコンが存在することで、ｐ型半導体層８から活性層６へのマグネシウム及び水素の拡散が抑制され、発光素子１の長寿命化が図られる。更に、電子ブロック層７とｐ型半導体層８との間にシリコンが含まれることで、電子ブロック層７とｐ型半導体層８との間に、ピット（例えばいわゆるＶピット）が存在する層が形成され得る。ピットは、転位が存在する箇所にシリコン源が供給されることにより形成されるため、ピットが形成されることで、転位がピットよりも上側に進展することが抑制され、発光素子１の長寿命化が図られる。
【0032】
図２は、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）により得られた、発光素子１の上下方向のシリコン濃度分布を示す図である。図２の横軸の深さは、ｐ型半導体層８のｐ側電極１２側の表面からの上下方向の距離を表している。電子ブロック層７とｐ型半導体層８との間にシリコンが含まれている場合において、二次イオン質量分析法により発光素子１における上下方向のシリコン濃度分布（以後、単に「シリコン濃度分布」ともいう。）を見た際、電子ブロック層７とｐ型半導体層８との間にシリコン濃度のピークＰが表れる。そして、電子ブロック層７がアンドープであっても、シリコン濃度分布を見た際、電子ブロック層７におけるｐ型半導体層８側の端部において、ピークＰの裾部分等が表れてシリコンが含まれるように見えるが、これはＳＩＭＳ測定上の問題である。そのため、電子ブロック層７とこれに隣接する半導体層との界面にシリコンが含まれているような場合は、ＳＩＭＳ測定により得られたシリコン濃度分布において、前述の界面付近に表れるピークＰが存在する範囲（例えばｐ型半導体層と第２電子ブロック層との界面位置から深さ５０ｎｍ付近の位置までの範囲）を除く電子ブロック層７の領域において、シリコン濃度がバックグラウンドレベル（例えばシリコン濃度が５．０×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下）であれば、電子ブロック層７がアンドープであるといえる。
【0033】
ｐ型半導体層８は、電子ブロック層７上に形成されている。ｐ型半導体層８は、ｐ型のＡｌｖＧａ１－ｖＮ（０≦ｖ＜０．７）により形成されている。すなわち、ｐ型半導体層８は、Ａｌ組成比が７０％未満の半導体層にて構成されている。
【0034】
ｐ型半導体層８は、ｐ型コンタクト層を有する。ｐ型コンタクト層は、ｐ側電極１２が接続された層であり、ｐ型不純物が高濃度にドープされたＡｌｖＧａ１－ｖＮ（０≦ｖ＜０．７）により形成されている。ｐ型コンタクト層は、ｐ側電極１２とのオーミックコンタクトを実現すべくＡｌ組成比が低くなるよう構成されており、かかる観点からｐ型の窒化ガリウム（ＧａＮ）により形成することが好ましい。ｐ型の窒化ガリウムからなる半導体層は、紫外光を吸収しやすいため、紫外光の吸収を防止して発光素子１の光出力を向上させる観点から、ｐ型コンタクト層の膜厚は２５ｎｍ以下が好ましい。また、後述の実験例３にて示すように、発光素子１の長寿命化を図る観点からも、ｐ型コンタクト層の膜厚は２５ｎｍ以下が好ましく、１８ｎｍ以下がより好ましい。また、ショートの発生を抑制する観点から、ｐ型コンタクト層の膜厚は５ｎｍ以上が好ましい。
【0035】
ｐ型半導体層８は、ｐ型コンタクト層の電子ブロック層７側に、更にｐ型クラッド層を備えていてもよい。ｐ型クラッド層は、Ａｌ組成比が７０％未満のｐ型ＡｌＧａＮから構成される。ｐ型クラッド層は、例えば単層で構成されてもよいし、複数層にて構成されてもよい。ｐ型クラッド層が複数層で構成される場合、例えば、ｐ型クラッド層は、第２電子ブロック層７２側に形成された第１ｐ型クラッド層と、第１ｐ型クラッド層とｐ型コンタクト層との間に形成された第２ｐ型クラッド層とを有してもよい。第２ｐ型クラッド層の上下方向の各位置におけるＡｌ組成比は、ｐ型コンタクト層側の位置ほど小さくしてもよい。なお、第２ｐ型クラッド層は、例えば上下方向の極一部の領域（例えば第２ｐ型クラッド層の上下方向の全体の５％以下の領域）に、ｐ型コンタクト層に向かうにつれてＡｌ組成比が大きくならない領域を含んでいてもよい。第２ｐ型クラッド層は、その第１ｐ型クラッド層側の端部のＡｌ組成比が、第１ｐ型クラッド層における第２ｐ型クラッド層側の端部の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。また、第２ｐ型クラッド層は、そのｐ型コンタクト層側の端部のＡｌ組成比が、ｐ型コンタクト層における第２ｐ型クラッド層側の端部の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。
【0036】
発光素子１のうちの、活性層６より上側に存在する半導体層（すなわち電子ブロック層７及びｐ型半導体層８）の合計の光学膜厚は、活性層６から上側に発されてｐ側電極１２にて反射されて下側に向かう光と、活性層６から直接下側に発された光とが互いに強め合う光学膜厚となるよう設計することが好ましい。活性層６から発される光の中心波長を波長λ［ｎｍ］としたとき、例えば、活性層６より上側に存在する半導体層の合計の光学膜厚は、０．５λ以上１．４λ以下が好ましく、０．５λ以上０．８λ以下又は１．０λ以上１．３λ以下がより好ましく、０．５λ以上０．８λ以下がより一層好ましい。
【0037】
ｎ側電極１１は、ｎ型クラッド層４の上側に形成された、活性層６から露出する露出面４１の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。また、後述するように発光素子１がフリップチップ実装される場合、ｎ側電極１１は、活性層６が発する紫外光を反射可能な材料にて構成されていてもよい。
【0038】
ｐ側電極１２は、ｐ型半導体層８の上面に形成されている。ｐ側電極１２は、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等にて構成することができる。また、後述するように発光素子１がフリップチップ実装される場合、ｐ側電極１２は、活性層６が発する紫外光を反射可能な材料にて構成されていてもよい。
【0039】
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使用され得る。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側から光が取り出される。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の上側に設けられた、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６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。
【0040】
（発光素子１の製造方法）
次に、本形態の発光素子１の製造方法の一例につき説明する。
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、円板状の基板２上に、バッファ層３、ｎ型クラッド層４、組成傾斜層５、活性層６、電子ブロック層７及びｐ型半導体層８を順次エピタキシャル成長させる。すなわち、本形態においては、チャンバ内に配されたサセプタのポケットに円板状の基板２を設置し、基板２上に形成される各半導体層の原料ガスをチャンバ内に導入することによって基板２上に各半導体層が形成される。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。
次に、本形態の発光素子１の製造方法の一例につき説明する。
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、円板状の基板２上に、バッファ層３、ｎ型クラッド層４、組成傾斜層５、活性層６、電子ブロック層７及びｐ型半導体層８を順次エピタキシャル成長させる。すなわち、本形態においては、チャンバ内に配されたサセプタのポケットに円板状の基板２を設置し、基板２上に形成される各半導体層の原料ガスをチャンバ内に導入することによって基板２上に各半導体層が形成される。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。
【0041】
各層をエピタキシャル成長させる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。ウエハの各半導体層をエピタキシャル成長させるための成長温度、成長圧力及び成長時間等の製造条件については、各半導体層の構成に応じた条件を適宜採用することができる。
【0042】
なお、基板２上に各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。
【0043】
円板状の基板２上に各半導体層を形成した後、ｐ型半導体層８上の一部、すなわちｎ型クラッド層４の露出面４１になる部分以外の部位にマスクを形成する。そして、マスクを形成していない領域を、ｐ型半導体層８の上面から上下方向のｎ型クラッド層４の途中までエッチングにより除去する。これにより、上側に向かって露出する露出面４１がｎ型クラッド層４に形成される。露出面４１の形成後、マスクを除去する。
【0044】
次いで、ｎ型クラッド層４の露出面４１上にｎ側電極１１を形成し、ｐ型半導体層８上にｐ側電極１２を形成する。ｎ側電極１１及びｐ側電極１２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してよい。以上により完成したものを、所望の寸法に切り分けることにより、１つのウエハから図１に示すような発光素子１が複数製造される。
【0045】
（実施の形態の作用及び効果）
本形態の発光素子１において、電子ブロック層７は、アンドープの複数の半導体層からなる。電子ブロック層７を構成する複数の半導体層のうち、最も活性層側に位置する第１電子ブロック層７１は、電子ブロック層７を構成する他の半導体層（すなわち本形態においては第２電子ブロック層７２）及び障壁層６１よりも、Ａｌ組成比が大きい。そして、第１電子ブロック層の膜厚は、２ｎｍ未満である。これにより、後述の実験例２にて示すように、発光素子１の長寿命化を図ることができる。また、後述の実験例２にて示すように、第１電子ブロック層７１の膜厚が１．４ｎｍ未満を更に満たすことで、発光素子１の更なる長寿命化を図ることができる。
本形態の発光素子１において、電子ブロック層７は、アンドープの複数の半導体層からなる。電子ブロック層７を構成する複数の半導体層のうち、最も活性層側に位置する第１電子ブロック層７１は、電子ブロック層７を構成する他の半導体層（すなわち本形態においては第２電子ブロック層７２）及び障壁層６１よりも、Ａｌ組成比が大きい。そして、第１電子ブロック層の膜厚は、２ｎｍ未満である。これにより、後述の実験例２にて示すように、発光素子１の長寿命化を図ることができる。また、後述の実験例２にて示すように、第１電子ブロック層７１の膜厚が１．４ｎｍ未満を更に満たすことで、発光素子１の更なる長寿命化を図ることができる。
【0046】
また、ｐ型半導体層８は、ｐ型の窒化ガリウム（ＧａＮ）によって形成されるｐ型コンタクト層を有し、ｐ型コンタクト層の膜厚は、２５ｎｍ以下である。それゆえ、後述の実験例３にて示すように、発光素子１の長寿命化を図ることができる。また、後述の実験例３にて示すように、ｐ型コンタクト層の膜厚を１８ｎｍ以下とすることで、発光素子１の更なる長寿命化を図ることができる。
【0047】
また、電子ブロック層７とｐ型半導体層８との界面には、シリコンが含まれている。ここで、マグネシウムはシリコンに引き付けられやすく、かつ、水素はマグネシウムと結びつきやすいところ、電子ブロック層７とｐ型半導体層８との間にシリコンが存在することで、ｐ型半導体層８から活性層６へのマグネシウム及び水素の拡散が抑制され、発光素子１の長寿命化が図られる。更に、電子ブロック層７とｐ型半導体層８との間にシリコンが含まれることで、電子ブロック層７とｐ型半導体層８との間に、ピットが存在する層が形成され得る。ピットは、転位が存在する箇所にシリコン源が供給されることにより形成されるため、ピットが形成されることで、転位がピットよりも上側に進展することが抑制され、発光素子１の長寿命化が図られる。
【0048】
以上のごとく、本形態によれば、長寿命化を図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。
【0049】
［実験例１］
本実験例１は、実施の形態に記載の発光素子と基本構造を同じくし、かつ、第１電子ブロック層の膜厚が互いに異なる２つの発光素子につき、光出力維持率の時間変化を評価した例である。光出力維持率は、発光素子の初期光出力に対する、任意時間通電後の発光素子の光出力の割合である。本実験例１以降において用いた用語のうち、既出の形態において用いた用語と同一のものは、特に示さない限り、既出の形態におけるものと同様の内容を表す。
本実験例１は、実施の形態に記載の発光素子と基本構造を同じくし、かつ、第１電子ブロック層の膜厚が互いに異なる２つの発光素子につき、光出力維持率の時間変化を評価した例である。光出力維持率は、発光素子の初期光出力に対する、任意時間通電後の発光素子の光出力の割合である。本実験例１以降において用いた用語のうち、既出の形態において用いた用語と同一のものは、特に示さない限り、既出の形態におけるものと同様の内容を表す。
【0050】
本実験例１においては、第１電子ブロック層の膜厚を０．８ｎｍとした発光素子に係る実施例Ａ１と、第１電子ブロック層の膜厚を１．６ｎｍとした発光素子に係る実施例Ａ２とを用意した。すなわち、実施例Ａ１及びＡ２は、いずれも、第１電子ブロック層の膜厚が実施の形態と同様に２ｎｍ未満を満たす。実施例Ａ１及びＡ２のそれぞれは、パッケージ化された発光素子である。実施例Ａ１及びＡ２の構造、各層の膜厚、各層のＡｌ組成比及び各層のシリコン濃度を下記表１に示す。
【0051】
【表1】
【0052】
表１に記載の各層の膜厚は、第１電子ブロック層の膜厚を除き、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）によって測定したものである。表１に記載の第１電子ブロック層の膜厚に関しては後述する。また、表１に記載の各層のＡｌ組成比は、二次イオン質量分析法により測定したＡｌの二次イオン強度から推定した値である。表１における組成傾斜層のＡｌ組成比の欄は、組成傾斜層の上下方向の各位置のＡｌ組成比が、ｎ型クラッド層側から活性層側にかけて、５５％から８５％まで変動していることを表している。同様に、表１における第２ｐ型クラッド層のＡｌ組成比の欄は、第２ｐ型クラッド層の上下方向の各位置のＡｌ組成比が、第１ｐ型クラッド層側からｐ型コンタクト層側にかけて、５５％から０％まで変動していることを表している。また、表１に記載の各層のシリコン濃度は、二次イオン質量分析法を用いて得られたものである。表１のそれぞれにおいて、Ｓｉ濃度の欄の「※」印を付けた箇所は、半導体層の膜厚が薄く正確なシリコン濃度の測定が困難であることを意味している。また、表１のＳｉ濃度の欄について、「ＢＧ」との表記は、バックグラウンドレベルを意味している。バックグラウンドレベルのシリコン濃度は、シリコンをドープしない場合に検出されるシリコン濃度であり、具体的には５．０×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下のシリコン濃度である。
【0053】
そして、実施例Ａ１及びＡ２のそれぞれについて、５００ｍＡの電流を、累計１０００時間を超えるまで流し続け、複数の時点での光出力維持率を評価した。結果を図３に示す。
【0054】
図３から分かるように、実施例Ａ１及びＡ２のいずれにおいても、１０００時間通電後の光出力維持率が７０％を超えている。ここで、一般的に、１０００時間通電後の発光素子の光出力維持率が７０％以上であることが要求されているところ、第１電子ブロック層の膜厚が２ｎｍ未満の実施例Ａ１及びＡ２においては、この要求を満たしていることが分かる。
【0055】
また、図３から、第１電子ブロック層の膜厚が比較的小さい実施例Ａ１の方が、第１電子ブロック層の膜厚が比較的大きい実施例Ａ２よりも長寿命化が図れていることが分かる。
【0056】
また、実施例Ａ１及びＡ２のいずれにおいても、通電時間が１００時間となるまでに大きく光出力維持率が下がる一方、その後の光出力維持率の低下は緩やかになることが分かる。通電１００時間の時点における光出力維持率と、通電１０００時間の時点における光出力維持率との差が比較的大きい実施例Ａ２でも、これらの差は約１０％であった。そのため、第１電子ブロック層の膜厚が２ｎｍ未満の発光素子においては、通電１００時間の時点における光出力維持率が８０％を超えていれば、通電１０００時間の時点における光出力維持率が７０％を超えるものと見込まれる。これを踏まえ、次ぐ実験例２において、第１電子ブロック層の膜厚と、発光素子の通電１００時間の時点における維持率との関係を評価した。
【0057】
［実験例２］
本実験例２は、実施の形態と基本構成を同様にした発光素子について、第１電子ブロック層の膜厚と、通電１００時間の時点の光出力維持率との関係を評価した例である。
本実験例２は、実施の形態と基本構成を同様にした発光素子について、第１電子ブロック層の膜厚と、通電１００時間の時点の光出力維持率との関係を評価した例である。
【0058】
本実験例２においては、第１電子ブロック層の膜厚を１．６ｎｍとした発光素子にかかる実施例Ｂ１～Ｂ１０と、第１電子ブロック層の膜厚を１．２ｎｍとした発光素子にかかる実施例Ｂ１１及びＢ１２と、第１電子ブロック層の膜厚を１．０ｎｍとした発光素子にかかる実施例Ｂ１３及びＢ１４と、第１電子ブロック層の膜厚を０．８ｎｍとした発光素子にかかる実施例Ｂ１５～Ｂ１８とを準備した。実施例Ｂ１～Ｂ１８は、パッケージ化された発光素子である。実施例Ｂ１～Ｂ１８の構造、各層の膜厚、各層のＡｌ組成比及び各層のシリコン濃度に関しては、第１電子ブロック層の膜厚を除き、実施例１の表１に記載の内容と同様である。
【0059】
各実施例について、まず、３５０ｍＡの電流を流して初期光出力を測定した。そして、各実施例について、５００ｍＡの電流を継続して１００時間流して発光させた。その後、各実施例について、３５０ｍＡの電流を流して、１００時間通電後の光出力を測定し、光出力維持率を算出した。
【0060】
各実施例の第１電子ブロック層の膜厚、初期光出力及び維持率を表２に示す。また、各実施例の第１電子ブロック層の膜厚と光出力維持率との関係を図４に示し、第１電子ブロック層の膜厚と初期光出力との関係を図５に示す。ここで、表２及び図４に記載の各実施例の光出力維持率は、１つのウエハから作成された１０個のパッケージ化された発光素子を用いて得られた光出力維持率の平均値である。また、表２及び図５に記載の各実施例の初期光出力も同様に、１０個の発光素子を用いて測定された光出力維持率の平均値である。
【0061】
【表2】
【0062】
表２及び図４から分かるように、第１電子ブロック層の膜厚が２ｎｍ未満を満たす全実施例Ｂ１～Ｂ１８において、１００時間通電後の光出力維持率が８５％以上となっており、高い光出力維持率が得られている。実験例１にて述べたように、第１電子ブロック層の膜厚が２ｎｍ未満を満たす発光素子においては、１００時間通電後の光出力維持率が８０％を超えることが好ましいところ、実施例Ｂ１～Ｂ１８においてはこれを十分に満たしている。
【0063】
また、表２及び図４から分かるように、高い光出力維持率を得る観点から、第１電子ブロック層の膜厚は、１．４ｎｍ未満、１．０ｎｍ以下、１．０ｎｍ未満、０．８ｎｍ以下の順に好ましい。
【0064】
また、表２及び図５から分かるように、第１電子ブロック層の膜厚が２ｎｍ未満である全実施例Ｂ１～Ｂ１８において、良好な初期光出力が得られる。
【0065】
［実験例３］
本実験例３は、実施の形態と基本構成を同様にした発光素子について、ｐ型コンタクト層の膜厚と、通電１００時間の時点の光出力維持率との関係を評価した例である。
本実験例３は、実施の形態と基本構成を同様にした発光素子について、ｐ型コンタクト層の膜厚と、通電１００時間の時点の光出力維持率との関係を評価した例である。
【0066】
本実験例３においては、ｐ型コンタクト層の膜厚を互いに異ならせた５つの発光素子に係る実施例Ｃ１～Ｃ５を準備した。実施例Ｃ１～Ｃ５は、パッケージ化された発光素子である。実施例Ｃ１～Ｃ５の構造、各層の膜厚、各層のＡｌ組成比及び各層のシリコン濃度に関しては、ｐ型コンタクト層の膜厚を除き、実施例１の表１に記載の内容と同様である。実施例Ｃ１～Ｃ５のそれぞれにおいて、第１電子ブロック層の膜厚は１．６ｎｍに統一した。
【0067】
各実施例について、実験例２と同様の方法で光出力維持率を算出した。すなわち、各実施例について、まず、３５０ｍＡの電流を流して初期光出力を測定した。そして、各実施例について、５００ｍＡの電流を継続して１００時間流して発光させた。その後、各実施例について、３５０ｍＡの電流を流して、１００時間通電後の光出力を測定し、光出力維持率を算出した。
【0068】
【0069】
【表3】
【0070】
表３及び図６から分かるように、ｐ型コンタクト層の膜厚が２５ｎｍ以下を満たす全実施例Ｃ１～Ｃ５において、１００時間通電後の光出力維持率が８５％以上となっており、高い光出力維持率が得られている。実験例１にて述べたように、第１電子ブロック層の膜厚が２ｎｍ未満を満たす発光素子においては、１００時間通電後の光出力維持率が８０％を超えることが好ましいところ、実施例Ｃ１～Ｃ５においてはこれを十分に満たしている。
【0071】
また、表３及び図６から分かるように、高い光出力維持率を得る観点から、ｐ型コンタクト層の膜厚は、１８ｎｍ以下が好ましく、１５ｎｍ以下がより好ましい。
【0072】
また、表３及び図７から分かるように、初期光出力を向上させる観点からは、ｐ型コンタクト層の膜厚は１８ｎｍ以下が好ましく、５ｎｍ以上１５ｎｍ以下がより好ましい。
【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、Ａｌ、Ｇａ及びＮを含有するｎ型半導体層４と、前記ｎ型半導体層４の一方側に形成され、Ａｌ、Ｇａ及びＮを含有する井戸層６２１～６２３及びＡｌ、Ｇａ及びＮを含有するとともに前記井戸層６２１～６２３よりもＡｌ組成比が大きい障壁層６１を有する活性層６と、前記活性層６における前記ｎ型半導体層４側と反対側に形成され、Ａｌ及びＮを含有する電子ブロック層７と、前記電子ブロック層７における前記活性層６側と反対側に形成されたｐ型半導体層８と、を備え、前記電子ブロック層７は、アンドープの複数の半導体層からなり、前記電子ブロック層７を構成する前記複数の半導体層のうち、最も前記活性層６側に位置する第１電子ブロック層７１は、前記電子ブロック層７を構成する他の半導体層及び前記障壁層６１よりも、Ａｌ組成比が大きく、前記第１電子ブロック層７１の膜厚は、２ｎｍ未満である、窒化物半導体発光素子１である。
これにより、発光素子１の長寿命化を図ることができる。
これにより、発光素子１の長寿命化を図ることができる。
【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、前記第１電子ブロック層７１の膜厚が、１．４ｎｍ未満であることである。
これにより、発光素子１の長寿命化を図ることができる。
これにより、発光素子１の長寿命化を図ることができる。
【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型半導体層８が、ｐ型のＧａＮによって形成されるｐ型コンタクト層を有し、前記ｐ型コンタクト層の膜厚が、２５ｎｍ以下であることである。
これにより、発光素子１の長寿命化を図ることができる。
これにより、発光素子１の長寿命化を図ることができる。
【0077】
［４］本発明の第４の実施態様は、第３の実施態様において、前記ｐ型コンタクト層の膜厚が、１８ｎｍ以下であることである。
これにより、発光素子１の長寿命化を図ることができる。
これにより、発光素子１の長寿命化を図ることができる。
【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、前記電子ブロック層７と前記ｐ型半導体層８との界面に、シリコンが含まれていることである。
これにより、発光素子１の長寿命化を図ることができる。
これにより、発光素子１の長寿命化を図ることができる。
【0079】
（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】
【0080】
１…窒化物半導体発光素子
４…ｎ型クラッド層（ｎ型半導体層）
６…活性層
６１…障壁層
６２１…第１井戸層
６２２…第２井戸層
６２３…第３井戸層
７…電子ブロック層
７１…第１電子ブロック層
８…ｐ型半導体層
４…ｎ型クラッド層（ｎ型半導体層）
６…活性層
６１…障壁層
６２１…第１井戸層
６２２…第２井戸層
６２３…第３井戸層
７…電子ブロック層
７１…第１電子ブロック層
８…ｐ型半導体層
【要約】
【課題】長寿命化を図ることができる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は、Ａｌ、Ｇａ及びＮを含有するｎ型半導体層と、ｎ型半導体層の一方側に形成され、Ａｌ、Ｇａ及びＮを含有する井戸層及びＡｌ、Ｇａ及びＮを含有するとともに井戸層よりもＡｌ組成比が大きい障壁層を有する活性層と、活性層におけるｎ型半導体層側と反対側に形成され、Ａｌ及びＮを含有する電子ブロック層と、電子ブロック層における活性層側と反対側に形成されたｐ型半導体層と、を備える。電子ブロック層は、アンドープの複数の半導体層からなる。電子ブロック層を構成する複数の半導体層のうち、最も活性層側に位置する第１電子ブロック層は、電子ブロック層を構成する他の半導体層及び障壁層よりも、Ａｌ組成比が大きい。第１電子ブロック層の膜厚は、２ｎｍ未満である。
【選択図】図４
【解決手段】窒化物半導体発光素子は、Ａｌ、Ｇａ及びＮを含有するｎ型半導体層と、ｎ型半導体層の一方側に形成され、Ａｌ、Ｇａ及びＮを含有する井戸層及びＡｌ、Ｇａ及びＮを含有するとともに井戸層よりもＡｌ組成比が大きい障壁層を有する活性層と、活性層におけるｎ型半導体層側と反対側に形成され、Ａｌ及びＮを含有する電子ブロック層と、電子ブロック層における活性層側と反対側に形成されたｐ型半導体層と、を備える。電子ブロック層は、アンドープの複数の半導体層からなる。電子ブロック層を構成する複数の半導体層のうち、最も活性層側に位置する第１電子ブロック層は、電子ブロック層を構成する他の半導体層及び障壁層よりも、Ａｌ組成比が大きい。第１電子ブロック層の膜厚は、２ｎｍ未満である。
【選択図】図４
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】