(57)【要約】【課題】特定の範囲の発光波長において発光効率を向上させることができる窒化物半導体発光素子及びその製造方法を提供する。【解決手段】ＡｌＧａＮ系の窒化物半導体が積層された中心波長が２９０ｎｍから３６０ｎｍの紫外光を発光する窒化物半導体発光素であって、ｎ型ＡｌＧａＮによって形成されたｎ型クラッド層３０と、前記ｎ型クラッド層３０上に設けられた、ＡｌＧａＮにより形成された１つの障壁層５１及びこの１つの障壁層５１を形成するＡｌＧａＮのＡｌ組成比よりも小さいＡｌ組成比を有するＡｌＧａＮにより形成された１つの井戸層５２により構成された単一の量子井戸構造５０Ａを含む活性層５０と、を備える窒化物半導体発光素子１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡｌＧａＮ系の窒化物半導体が積層された中心波長が２９０ｎｍから３６０ｎｍの紫外光を発光する窒化物半導体発光素であって、
ｎ型ＡｌＧａＮによって形成されたｎ型クラッド層と、
前記ｎ型クラッド層上に設けられた、ＡｌＧａＮにより形成された１つの障壁層及び該１つの障壁層を形成するＡｌＧａＮのＡｌ組成比よりも小さいＡｌ組成比を有するＡｌＧａＮにより形成された１つの井戸層により構成された単一の量子井戸構造を含む活性層と、
を備える窒化物半導体発光素子。
【請求項２】
前記１つの障壁層は、前記単一の量子井戸構造内において、前記ｎ型クラッド層側に位置し、
前記１つの井戸層は、前記単一の量子井戸構造内において、前記ｎ型クラッド層の反対側に位置する、
請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項３】
前記１つの障壁層は、前記ｎ型ＡｌＧａＮのＡｌ組成比よりも大きなＡｌ組成比を有するＡｌＧａＮにより形成されている、
請求項１又は２に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項４】
前記ｎ型クラッド層の下に位置して、ＡｌＮで形成された表面を有する基板をさらに備える、
請求項１から３のいずれか１項に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項５】
基板上にｎ型ＡｌＧａＮを有するｎ型クラッド層を形成する工程と、
前記ｎ型クラッド層上に、ＡｌＧａＮにより形成された１つの障壁層及び該１つの障壁層を形成するＡｌＧａＮのＡｌ組成比よりも小さいＡｌ組成比を有するＡｌＧａＮにより形成された１つの井戸層により構成された単一の量子井戸構造を含む活性層を形成する工程と、を備える、
中心波長が２９０ｎｍから３６０ｎｍの紫外光を発光する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及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、青色光を出力する発光ダイオードやレーザダイオード等の窒化物半導体発光素子が実用化されており、発光出力を向上させた窒化物半導体発光素子の開発が進められている（特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の窒化物半導体発光素子は、ＡｌＮ系ＩＩＩ族窒化物単結晶上に形成する発光波長が３００ｎｍ以下の光発光素子において、高濃度ｎ型ＩＩＩ族窒化物層と、ｎ型又はｉ型のＩＩＩ族窒化物障壁層とｎ型又はｉ型のＩＩＩ族窒化物井戸層とからなる多重量子井戸構造と、ｉ型のＩＩＩ族窒化物ファイナルバリア層と、ｐ型ＩＩＩ族窒化物層と、前記ｉ型ＩＩＩ族窒化物ファイナルバリア層と前記ｐ型ＩＩＩ族窒化物層との間に形成され、前記ｉ型ＩＩＩ族窒化物ファイナルバリア層に対して電子のエネルギー障壁となるｐ型又はｉ型のＡｌＮ層からなる電子ブロック層とを有し、前記ｉ型ＩＩＩ族窒化物ファイナルバリア層の厚さを、２ｎｍから１０ｎｍとし、前記ｎ型又はｉ型のＩＩＩ族窒化物井戸層の厚さを２ｎｍ以下とすることを特徴とするものである。
【０００４】
このように、従来、量子井戸構造を多重化して積層させた多重量子井戸層を設けることにより、発光素子の発光効率の改善を図ってきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５６４１１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、本発明者らは、ＡｌＧａＮにより形成される窒化物半導体発光素子において、特定の範囲の発光波長では量子井戸構造を多重化したとしても必ずしも発光効率が向上するとは限らないこと、すなわち、発光波長帯によっては、単一の量子井戸構造の方が多重量子井戸構造よりも発光効率を向上させることができることの知見を得た。
【０００７】
そこで、本発明は、特定の範囲の発光波長において発光効率を向上させることができる窒化物半導体発光素子及びそ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】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決することを目的として、ＡｌＧａＮ系の窒化物半導体が積層された中心波長が２９０ｎｍから３６０ｎｍの紫外光を発光する窒化物半導体発光素であって、ｎ型ＡｌＧａＮによって形成されたｎ型クラッド層と、前記ｎ型クラッド層上に設けられた、ＡｌＧａＮにより形成された１つの障壁層及び該１つの障壁層を形成するＡｌＧａＮのＡｌ組成比よりも小さいＡｌ組成比を有するＡｌＧａＮにより形成された１つの井戸層により構成された単一の量子井戸構造を含む活性層と、を備える窒化物半導体発光素子及びその製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、特定の範囲の発光波長において発光効率を向上させることができる窒化物半導体発光素子及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る窒化物半導体発光素子の構成の一例を概略的に示す断面図である。
【図２】実施例及び比較例に係る発光素子の発光出力の測定結果を示す図である。
【図３】実施例及び比較例に係る発光素子の発光波長と発光出力との関係を示す図である。
【図４】他の比較例に係る発光素子の発光波長と発光出力との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［実施の形態］
本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。また、各図面における各構成要素の寸法比は、必ずしも実際の窒化物半導体発光素子の寸法比と一致するものではない。また、以下の説明において、「上」又は「下」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とし、当該一つの対象物が第三対象物を間に挟まずに当該他の対象物の上又は下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又は下に配置されている状態も含むものとする。
【００１２】
（窒化物半導体発光素子の構成）
図１は、本発明の一実施の形態に係る窒化物半導体発光素子の構成の一例を概略的に示す断面図である。窒化物半導体発光素子１（以下、単に「発光素子１」ともいう）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。本実施の形態では、発光素子１として、中心波長が２９０ｎｍ〜３６０ｎｍ（好ましくは、２９５ｎｍ〜３５５ｎｍ、より好ましくは、３００ｎｍ〜３５０ｎｍ）の紫外光を発する発光ダイオード（ＬＥＤ）を例に挙げて説明する。
【００１３】
図１に示すように、発光素子１は、基板１０と、ｎ型クラッド層３０と、障壁層５１と井戸層５２とを含む活性層５０と、電子ブロック層６０と、ｐ型クラッド層７０と、ｐ型コンタクト層８０と、ｎ側電極９０と、ｐ側電極９２とを含んで構成されている。
【００１４】
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。また、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。
【００１５】
基板１０は、例えば、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）基板１１と、このサファイア基板１１上に形成されたバッファ層１２とを含んで構成されている。バッファ層１２は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）により形成されている。かかる構成に代えて、基板１０には、例えば、ＡｌＮのみにより形成されたＡｌＮ基板を用いてもよい。換言すれば、基板１０の表面（最表面）は、ＡｌＮで形成されている。
【００１６】
なお、バッファ層１２の上にアンドープのｕ−ＡｌｐＧａ１−ｐＮ層（０≦ｐ≦１）がさらに設けてもよい。また、基板１０には、ＡｌＮ基板の他に、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）基板を用いてもよい。
【００１７】
ｎ型クラッド層３０は、基板１０上に形成されている。ｎ型クラッド層３０は、ｎ型のＡｌＧａＮ（以下、単に「ｎ型ＡｌＧａＮ」ともいう）により形成された層であり、例えば、ｎ型の不純物としてシリコン（Ｓｉ）がドープされたＡｌｑＧａ１−ｑＮ層（０≦ｑ≦１）である。なお、ｎ型の不純物としては、ゲルマニウム（Ｇｅ）、セレン（Ｓｅ）、テルル（Ｔｅ）、炭素（Ｃ）等を用いてもよい。
【００１８】
ｎ型クラッド層３０は、１μｍ〜４μｍ程度の厚さを有し、例えば、３μｍ程度の厚さを有している。ｎ型クラッド層３０は、単層でもよく、多層構造でもよい。なお、ｎ型クラッド層３０を形成するｎ型ＡｌＧａＮのＡｌ組成比（「Ａｌ含有率」や「Ａｌモル分率」ともいう）は、好ましくは、５０％以下である（すなわち、０≦ｑ≦０．５）。
【００１９】
活性層５０は、ｎ型クラッド層３０上に形成されている。活性層５０は、ｎ型クラッド層３０側に位置する１つの障壁層５１、及び後述する電子ブロック層６０側（すなわち、厚み方向におけるｎクラッド層３０の反対側）に位置する１つの井戸層５２により構成された単一の量子井戸構造５０Ａを含んで構成されている。また、活性層５０は、波長３６０ｎｍ以下（好ましくは、３５５ｎｍ以下）の紫外光を出力するためにバンドギャップが３．４ｅＶ以上となるように構成されている。
【００２０】
障壁層５１は、ＡｌｒＧａ１−ｒＮにより形成されている（０≦ｒ≦１）。障壁層５１を形成するＡｌＧａＮのＡｌ組成比（以下、「第２のＡｌ組成比」ともいう）は、ｎ型クラッド層３０を形成するｎ型ＡｌＧａＮのＡｌ組成比（以下、「第１のＡｌ組成比」ともいう）よりも大きい（すなわち、ｑ≦ｒ≦１）。好ましくは、第２のＡｌ組成比は、５０％以上（０．５≦ｒ≦１）、より好ましくは、６０％〜９０％である。また、障壁層５１は、例えば、５ｎｍ〜５０ｎｍの範囲の厚みを有する。
【００２１】
井戸層５２は、ＡｌｓＧａ１−ｓＮにより形成されている（０≦ｓ≦１、ｒ＞ｓ）。井戸層５２を形成するＡｌＧａＮのＡｌ組成比（以下、「第３のＡｌ組成比」ともいう）は、第１のＡｌ組成比よりも小さい。好ましくは、第３のＡｌ組成比は、４０％以下（０≦ｓ≦０．４）である。また、井戸層５２は、例えば、１ｎｍ〜５ｎｍの範囲の厚みを有する。
【００２２】
なお、量子井戸構造５０Ａ内における１つの障壁層５１及び１つの井戸層５２の配置は、上述したものに限定されるものではなく、配置の順序は上述した順序と逆でもよい。
【００２３】
電子ブロック層６０は、活性層５０上に形成されている。電子ブロック層６０は、ｐ型のＡｌＧａＮ（以下、単に「ｐ型ＡｌＧａＮ」ともいう）により形成された層である。電子ブロック層６０は、１ｎｍ〜３０ｎｍ程度の厚さを有している。電子ブロック層６０を構成するＡｌＧａＮのＡｌ組成比（以下、「第４のＡｌ組成比」ともいう）は、第２の組成比よりも大きい。なお、電子ブロック層６０は、ＡｌＮにより形成された層を含んでもよい。また、電子ブロック層６０は、必ずしもｐ型の半導体層に限られず、アンドープの半導体層でもよい。
【００２４】
ｐ型クラッド層７０は、電子ブロック層６０上に形成されている。ｐ型クラッド層７０は、ｐ型ＡｌＧａＮにより形成される層であり、例えば、ｐ型の不純物としてマグネシウム（Ｍｇ）がドープされたＡｌｔＧａ１−ｔＮクラッド層（０≦ｔ≦１）である。なお、ｐ型の不純物としては、亜鉛（Ｚｎ）、ベリリウム（Ｂｅ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）等を用いてもよい。ｐ型クラッド層７０は、１０ｎｍ〜１０００ｎｍ程度の厚さを有し、例えば、５０ｎｍ〜８００ｎｍ程度の厚さを有する。
【００２５】
ｐ型コンタクト層８０は、ｐ型クラッド層７０上に形成されている。ｐ型コンタクト層８０は、例えば、Ｍｇ等の不純物が高濃度にドープされたｐ型のＧａＮ層である。
【００２６】
ｎ側電極９０は、ｎ型クラッド層３０の一部の領域上に形成されている。ｎ側電極９０は、例えば、ｎ型クラッド層３０の上に順にチタン（Ｔｉ）／アルミニウム（Ａｌ）／Ｔｉ／金（Ａｕ）が順に積層された多層膜で形成される。
【００２７】
ｐ側電極９２は、ｐ型コンタクト層８０の上に形成されている。ｐ側電極９２は、例えば、ｐ型コンタクト層８０の上に順に積層されるニッケル（Ｎｉ）／金（Ａｕ）の多層膜で形成される。
【００２８】
（窒化物半導体発光素子１の製造方法）
次に、発光素子１の製造方法について説明する。まず、サファイア基板１１上にバッファ層１２を高温成長させて最表面がＡｌＮである基板１０を作製する。次に、この基板１０上にｎ型クラッド層３０、活性層５０、電子ブロック層６０、及びｐ型クラッド層７０を、この順に温度を段階的に下げながら高温成長させて、所定の直径（例えば、５０ｍｍ）の円盤状の形状を有する窒化物半導体積層体（「ウエハ」ともいう）を形成する。
【００２９】
これらｎ型クラッド層３０、活性層５０、電子ブロック層６０、及びｐ型クラッド層７０は、有機金属化学気相成長法（Metal Organic Chemical Vapor Deposition：ＭＯＣＶＤ）、分子線エピタキシ法（Molecular Beam Epitaxy：ＭＢＥ）、ハライド気相エピタキシ法（Halide Vapor Phase Epitaxy：ＮＶＰＥ）等の周知のエピタキシャル成長法を用いて形成することができる。また、原料ガスを構成するトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）やトリメチルガリウム（ＴＭＧ）等の組成等を調整して、各層のＡｌ組成比が目的とする値になるように制御する。
【００３０】
次に、ｐ型クラッド層７０の上にマスクを形成し、活性層５０、電子ブロック層６０、及びｐ型クラッド層７０においてマスクが形成されていないぞれぞれの露出領域を除去する。活性層５０、電子ブロック層６０、及びｐ型クラッド層７０の除去は、例えば、プラズマエッチングにより行うことができる。
【００３１】
ｎ型クラッド層３０の露出面３０ａ（図１参照）上にｎ側電極９０を形成し、マスクを除去したｐ型コンタクト層８０上にｐ側電極９２を形成する。ｎ側電極９０及びｐ側電極９２は、例えば、電子ビーム蒸着法やスパッタリング法などの周知の方法により形成することができる。このウエハを所定の寸法に切り分けることにより、図１に示す発光素子１が形成される。
【００３２】
（測定結果１）
次に、本発明の実施の形態に係る実施例の発光素子１の発光出力を測定した結果の一例について説明する。測定結果１は、同程度の波長（３１５±１０ｎｍ）で測定した井戸層及び障壁層の数と発光出力との関係を示す。実施例に係る発光素子１は、上述したように、活性層５０として単一の量子井戸構造５０Ａ（以下、「ＳＱＷ（Single Quantum Well）」ともいう。）を含んでいる。
【００３３】
これに対して、比較例１及び２に係る発光素子は、活性層５０として、複数の障壁層５１と複数の井戸層５２とを交互に積層した多重量子井戸層（以下、「ＭＱＷ（Multiple Quantum Well）」）ともいう。）を含んでいる。すなわち、実施例に係る発光素子１と、比較例１及び２に係る発光素子との間では、量子井戸構造５０Ａの数が互いに相違している。
【００３４】
具体的には、比較例１に係る発光素子は、３つの障壁層５１と３つの井戸層５２とを交互に積層した３つの量子井戸構造５０Ａ（以下、「３ＱＷ」ともいう）を備えている。比較例２に係る発光素子は、２つの障壁層５１と２つの井戸層５２とを交互に積層した２つの量子井戸構造５０Ａ（以下、「２ＱＷ」ともいう）を備えている。なお、量子井戸構造５０Ａの数以外の条件（例えば、各層の組成、厚み等）は、実施例に係る発光素子１と、比較例１及び２に係る発光素子との間で統一した。
【００３５】
実施例及び比較例の測定結果について表１に示す。発光波長（ｎｍ）は、発光出力を測定したときの波長である。発光出力（任意単位）は、種々の公知の方法で測定することが可能であるが、本実施例では、一例として、１枚のウエハの中心部と縁部とにそれぞれＩｎ（インジウム）電極を付着し、この電極に所定の電流を流してウエハの中心部を発光させ、所定の位置に設置した光検出器によりこの発光を測定する方法を用いた。なお、流した電流の大きさは、それぞれ２０ｍＡとした。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
図２は、表１に示した実施例に係る発光素子１及び比較例１及び２に係る発光素子の発光出力を棒グラフで表した図である。表１及び図２に示すように、比較例１及び比較例２では、発光出力が０．５６及び０．１５に留まっているのに対して、実施例では、０．８０の発光出力が得られた。すなわち、実施例では、比較例１の約１．４倍の発光出力が得られるとともに、比較例２の約５．３倍の発光出力が得られた。
【００３８】
このように、２つ又は３つの量子井戸構造５０Ａを有する発光素子と単一の量子井戸構造５０Ａを有する発光素子１との間で発光出力を比較した結果、単一の量子井戸構造５０Ａを有する発光素子１の発光出力が最も大きくなった。以上のように、量子井戸構造５０Ａを１つにすることにより、量子井戸構造５０Ａを複数（２つや３つ）設ける構成よりも発光出力が上昇することが示された。なお、この３つの発光素子の中で、発光出力が最も小さいのは、２つの量子井戸構造５０Ａを有する発光素子であった。
【００３９】
（測定結果２）
次に、発光波長と発光出力との関係について図３を参照して説明する。図３は、実施例及び比較例に係る発光素子の発光波長と発光出力との関係の一例を示す図である。この実験では、一例として、１枚のウエハの中心部と縁部とにそれぞれＩｎ（インジウム）電極を付着し、この電極に所定の電流を流してウエハの中心部を発光させ、所定の位置に設置した光検出器によりこの発光を測定する方法を用いた。また、ウエハの中心部から得られる発光出力を実施例に係る発光素子１の発光出力として代用する。比較例に係る発光素子の量子井戸構造５０Ａの数は、複数（２〜４つ）とした。なお、測定の対象となるサンプルとして実施例に係る発光素子１を７１個、比較例に係る発光素子を９８個それぞれ準備した。
【００４０】
図３の黒丸は、実施例に係る発光素子１の測定結果を示し、白丸は、比較例に係る発光素子の測定結果を示す。なお、三角（２点）は、参考例としてＩｎＧａＮ系の窒化物半導体発光素子の測定結果を示す。また、図３の実線は、黒丸のデータの近似曲線であり、破線は、白丸のデータの近似曲線である。
【００４１】
図３に示すように、比較例に係る発光素子の発光出力は、発光波長が約２５５ｎｍから約２８５ｎｍに向かって増加するにつれて上昇し約２８５ｎｍの付近で極大値をとるとともに、発光波長が約２８５ｎｍから約３３５ｎｍ向かって増加するにつれて低下し約３３５ｎｍの付近で極小値をとり、発光波長が約３３５ｎｍ以上の範囲で再び上昇している（破線参照）。すなわち、比較例に係る発光素子では、発光波長（ｎｍ）と発光出力（任意単位）とのデータは、略三次関数的な曲線を描いている。このように、比較例に係る発光素子では、発光波長が約２８０−２９０ｎｍから３５０−３６０ｎｍの範囲で他の波長範囲の発光出力と比較して発光出力が低くなるという傾向が示されている。
【００４２】
なお、図４に示すように、比較例に係る各社製の発光素子においても同様の傾向が示されている。図４は、III-Nitride Ultraviolet Emitters Technology and Applications (Kneissl, Michael, Rass, Jens著, 2016年, Springer発行, ISBN:978-3-319-24098-5)の図１．１に記載のデータを抜粋したものである。
【００４３】
これに対して、実施例に係る発光素子１の発光出力は、発光波長が約２９０ｎｍから約３１５ｎｍに向かって増加するにつれて上昇し、発光波長が約３１５ｎｍから約３５５ｎｍの範囲において約１．０〜１．５の間で安定した値をとっている（実線参照）。このように、実施例に係る発光素子１では、比較例における発光素子で発光出力が低下した波長範囲（約２８０−２９０ｎｍから３５０−３６０ｎｍの範囲）において発光出力が上昇することが示された。
【００４４】
（実施の形態の作用及び効果）
以上説明したように、本発明の実施の形態に係る発光素子１では、ｎ型クラッド層３０と電子ブロック層６０との間に、１つの障壁層５１と１つの井戸層５２とにより構成された単一の量子井戸構造５０Ａが設けられている。これにより、中心波長が２９０ｎｍから３６０ｎｍ（好ましくは、２９５ｎｍ〜３５５ｎｍ、より好ましくは、３００ｎｍ〜３５０ｎｍ）の紫外光を発光する発光素子１の発光出力を上昇させることが可能となる。
【００４５】
（実施形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。
【００４６】
［１］ＡｌＧａＮ系の窒化物半導体が積層された中心波長が２９０ｎｍから３６０ｎｍの紫外光を発光する窒化物半導体発光素（１）であって、ｎ型ＡｌＧａＮによって形成されたｎ型クラッド層（３０）と、前記ｎ型クラッド層（３０）上に設けられた、ＡｌＧａＮにより形成された１つの障壁層（５１）及び該１つの障壁層（５１）を形成するＡｌＧａＮのＡｌ組成比よりも小さいＡｌ組成比を有するＡｌＧａＮにより形成された１つの井戸層（５２）により構成された単一の量子井戸構造（５０Ａ）を含む活性層（５０）と、を備える窒化物半導体発光素子（１）。
［２］前記１つの障壁層（５１）は、前記単一の量子井戸構造（５０Ａ）内において、前記ｎ型クラッド層（３０）側に位置し、前記１つの井戸層（５２）は、前記単一の量子井戸構造（５０Ａ）内において、前記ｎ型クラッド層（３０）の反対側に位置する、前記［１］に記載の窒化物半導体発光素子（１）。
［３］前記１つの障壁層（５１）は、前記ｎ型ＡｌＧａＮのＡｌ組成比よりも大きなＡｌ組成比を有するＡｌＧａＮにより形成されている、前記［１］又は［２］に記載の窒化物半導体発光素子（１）。
［４］前記ｎ型クラッド層（３０）の下に位置して、ＡｌＮで形成された表面を有する基板（１０）をさらに備える、前記［１］から［３］のいずれか１つに記載の窒化物半導体発光素子。
［５］基板（１０）上にｎ型ＡｌＧａＮを有するｎ型クラッド層（３０）を形成する工程と、前記ｎ型クラッド層（３０）上に、ＡｌＧａＮにより形成された１つの障壁層（５１）及び該１つの障壁層（５１）を形成するＡｌＧａＮのＡｌ組成比よりも小さいＡｌ組成比を有するＡｌＧａＮにより形成された１つの井戸層（５２）により構成された単一の量子井戸構造（５０Ａ）を含む活性層（５０）を形成する工程と、を備える、中心波長が２９０ｎｍから３６０ｎｍの紫外光を発光する窒化物半導体発光素子（１）の製造方法。
【符号の説明】
【００４７】
１…窒化物半導体発光素子（発光素子）
１０…基板
１１…サファイア基板
１２…バッファ層
３０…ｎ型クラッド層
３０ａ…露出面
５０…活性層
５０Ａ…量子井戸構造
５１…障壁層
５２…井戸層
６０…電子ブロック層
７０…ｐ型クラッド層
８０…ｐ型コンタクト層
９０…ｎ側電極
９２…ｐ側電極
【図１】
2020021798.tif 000004
【図２】
2020021798.tif 000005
【図３】
2020021798.tif 000006
【図４】
2020021798.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】令和1年10月30日(2019.10.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡｌＧａＮ系の窒化物半導体が積層された中心波長が２９０ｎｍから３６０ｎｍの紫外光を発光する窒化物半導体発光素であって、
５０％以下のＡｌ組成比を有するｎ型ＡｌＧａＮによって形成された、３μｍ以上４μｍ以下の厚みを有するｎ型クラッド層と、
前記ｎ型クラッド層上に設けられた、ＡｌＧａＮにより形成された１つの障壁層及び該１つの障壁層を形成するＡｌＧａＮのＡｌ組成比よりも小さいＡｌ組成比を有するＡｌＧａＮにより形成された１つの井戸層により構成された単一の量子井戸構造を含む活性層と、
を備える窒化物半導体発光素子。
【請求項２】
前記１つの障壁層は、前記単一の量子井戸構造内において、前記ｎ型クラッド層側に位置し、
前記１つの井戸層は、前記単一の量子井戸構造内において、前記ｎ型クラッド層の反対側に位置する、
請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項３】
前記１つの障壁層は、前記ｎ型ＡｌＧａＮのＡｌ組成比よりも大きなＡｌ組成比を有するＡｌＧａＮにより形成されている、
請求項１又は２に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項４】
前記ｎ型クラッド層の下に位置して、ＡｌＮで形成された表面を有する基板をさらに備える、
請求項１から３のいずれか１項に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項５】
基板上に、５０％以下のＡｌ組成比を有するｎ型ＡｌＧａＮにより形成された３μｍ以上４μｍ以下の厚みを有するｎ型クラッド層を形成する工程と、
前記ｎ型クラッド層上に、ＡｌＧａＮにより形成された１つの障壁層及び該１つの障壁
層を形成するＡｌＧａＮのＡｌ組成比よりも小さいＡｌ組成比を有するＡｌＧａＮにより形成された１つの井戸層により構成された単一の量子井戸構造を含む活性層を形成する工程と、を備える、
中心波長が２９０ｎｍから３６０ｎｍの紫外光を発光する窒化物半導体発光素子の製造
方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決することを目的として、ＡｌＧａＮ系の窒化物半導体が積層された中心波長が２９０ｎｍから３６０ｎｍの紫外光を発光する窒化物半導体発光素であって、５０％以下のＡｌ組成比を有するｎ型ＡｌＧａＮによって形成された、３μｍ以上４μｍ以下の厚みを有するｎ型クラッド層と、前記ｎ型クラッド層上に設けられた、ＡｌＧａＮにより形成された１つの障壁層及び該１つの障壁層を形成するＡｌＧａＮのＡｌ組成比よりも小さいＡｌ組成比を有するＡｌＧａＮにより形成された１つの井戸層により構成された単一の量子井戸構造を含む活性層と、を備える窒化物半導体発光素子及びその製造方法を提供する。