(57)【要約】【課題】ディープ発光を抑制し、単色性を高めて発光効率の良い窒化物半導体発光素子を提供する。【解決手段】  ｎ型窒化物半導体層とｐ型窒化物半導体層の間に発光層を有する窒化物半導体発光素子であって、前記ｎ型窒化物半導体層は、ＡｌｎＧａ１−ｎＮ（０＜ｎ≦１）を含み、含有されるＣ濃度が１×１０１７／ｃｍ３以下である。【選択図】        図３
2014154837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ型窒化物半導体層とｐ型窒化物半導体層の間に発光層を有する窒化物半導体発光素子であって、
前記ｎ型窒化物半導体層は、ＡｌｎＧａ１−ｎＮ（０＜ｎ≦１）を含み、含有されるＣ濃度が１×１０１７／ｃｍ３以下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】
主たる発光波長が３７５ｎｍ以下の紫外光発光素子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】
前記主たる発光波長の発光強度が、黄色の可視光波長の発光強度に対して強度比が０．１％以下であることを特徴とする請求項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し、特に発光効率を向上させた発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、窒化物半導体を用いた発光素子は、青色発光ダイオードなどに広く利用されている。最近では、更に短波長の領域、例えば、発光波長が３７０ｎｍ帯域にある紫外発光ダイオード（ＬＥＤ）の開発が進められている。
【０００３】
しかし、発光波長が３７５ｎｍ以下の紫外発光デバイスを作製すると、黄色可視光帯の発光（いわゆる「ディープ発光」）が見られるようになり、デバイスの発光色は白みがかった色が強くなるといった現象が発生している。この現象により、紫外光領域の光を放射するべきところが、黄色又は白色の発光が発生してしまい、ディープ発光による可視光成分がノイズとなって、放射する光の単色性が取れないという問題があった。また、必要な波長以外の光が放射されることにより、発光効率そのものが低下するという問題があった。ディープ発光は、紫外領域など短波長光の発光デバイスにおいて顕著に現れる。
【０００４】
このディープ発光が生じる原因としては、これまで発光層中の欠陥や不純物準位での発光と言われているが、定かではなかった。
【０００５】
なお、下記非特許文献１には、フォトルミネッセンスの測定から、ディープ発光にはＣ（炭素）が何らかの影響を及ぼしていることまでは認識されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】水木  他、「ＣドープＧａＮの核反応分析：格子間炭素とイエロールミネッセンスの相関について」、平成１７年３月、第５２回応用物理学会関係連合講演会講演予稿集３１ａ−Ｌ−３５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者は、上述したように、もし発光層中の欠陥や不純物準位での発光がディープ発光の原因であるとすれば、発光層の質を高めることでディープ発光を減衰させることができるものと推察した。すなわち、発光層内の欠陥や含有不純物（例えばＣ）を限りなく少なくすることで、ディープ発光を大幅に減衰させることができると推察した。
【０００８】
そこで、主たる発光波長が３７０ｎｍ帯の別々の紫外ＬＥＤ素子（５１〜５５）に対して同一の電流を流し、それぞれについて、素子の主たる発光波長の発光出力と、主たる発光波長の光強度に対するディープ発光強度の割合（以下、「ディープ強度比」という。）の関係を測定した。この測定結果を図１に示す。
【０００９】
同一の電流が流された状態で、主たる発光波長の光強度が高いＬＥＤ素子５４，５５は、ＬＥＤ素子５１，５２に比べて欠陥や含有不純物の少ない良質な発光層を有しているものと考えられる。
【００１０】
確かに、ＬＥＤ素子５１に比べると、その素子よりも良質な発光層を有していると考えられるＬＥＤ素子５２〜５５は、そのディープ強度比が低下している。この点のみを踏まえると、発光層の質を高めることでディープ強度比を低下させることができていると考えられる。つまり、発光層中の欠陥や不純物準位での発光がディープ発光の原因であると結論付けることが可能である。
【００１１】
しかし、ＬＥＤ素子５１，５２，５３，５４，５５の順に主たる発光波長の発光出力が大幅に高くなっている以上、この順に発光層の質は向上しているといえるが、ディープ強度比の低下割合は、この発光出力の向上の割合に比べて著しく低い。しかも、ＬＥＤ素子５４と５５を比べると、発光出力には十分な差異が現れているのにも関わらず、ディープ強度比はほとんど変化していない。
【００１２】
本発明者は、この実験結果から、ディープ発光は、発光層中の欠陥や不純物準位での発光とは異なる別の事象に基づいて生じているのではないかと考察し、かかる原因を究明することによって、ディープ強度比を低下させることが可能であることに思いを至った。
【００１３】
本発明は、ディープ発光を抑制し、単色性を高めて発光効率の良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】
【００１４】
本発明の窒化物半導体発光素子は、ｎ型窒化物半導体層とｐ型窒化物半導体層の間に発光層を有する窒化物半導体発光素子であって、前記ｎ型窒化物半導体層は、ＡｌｎＧａ１−ｎＮ（０＜ｎ≦１）を含み、含有されるＣ濃度が１×１０１７／ｃｍ３以下であることを特徴とする。
【００１５】
実施例において後述されるように、本発明者の鋭意研究により、ｎ型窒化物半導体層に含有されるＣ濃度が高くなると、発光素子からディープ発光が強く顕在化することを突き止めた。そして、このＣ濃度を１×１０１７／ｃｍ３以下とすることで、主たる発光波長の発光出力に対して、ディープ発光の発光出力を有意に低下させることができることを突き止めた。
【００１６】
窒化物半導体発光素子として、主たる発光波長が紫外光である発光素子を構成した場合、本来であれば、紫外光が発光されることで、ピーク波長の裾部分に該当する紫色の可視光の影響を受けて濃い紫色の光が発光されるはずである。しかし、黄色可視光帯の光を含むディープ発光が生じている場合、紫色系の光と黄色系の光が混合されたことで、発光色が白っぽくなる。
【００１７】
しかし、本発明のように、ｎ型窒化物半導体層に含有されるＣ濃度を１×１０１７／ｃｍ３以下として、同様に紫外光発光素子を構成した場合、素子からの発光色から白っぽさが少なくなる。この含有Ｃ濃度を低下させるほど、白っぽさはなくなっていき、発光色は濃い紫色になる。このことからも、ｎ型窒化物半導体層に含有されるＣ濃度を低下させることで、ディープ発光を抑制できることが分かる。そして、これにより、発光素子の単色性と発光効率を向上させることができる。
【００１８】
ディープ発光の問題は、主たる発光波長が３７５ｎｍ以下の紫外光発光素子である場合に顕著に現れる。このため、紫外光発光素子において、ｎ型窒化物半導体層に含有されるＣ濃度を１×１０１７／ｃｍ３以下とすることで、ディープ発光を抑制する効果が最大限現れる。ただし、紫外光発光素子でなくても多少のディープ発光は生じるため、主たる発光波長が３７５ｎｍを超える発光素子であっても、同様にｎ型窒化物半導体層に含有されるＣ濃度を１×１０１７／ｃｍ３以下とすることで、ディープ発光の抑制効果は実現される。
【００１９】
また、本発明の窒化物半導体発光素子は、主たる発光波長が３７５ｎｍ以下の紫外光発光素子である場合に、この主たる発光波長の発光強度が、黄色の可視光波長の発光強度に対して強度比が０．１％以下であることを別の特徴とする。
【００２０】
上述したように、ｎ型窒化物半導体層に含有されるＣ濃度を１×１０１７／ｃｍ３以下とすることで、主たる発光波長の発光強度が、黄色の可視光波長の発光強度に対して強度比が０．１％以下となり、ディープ発光が問題とならないレベルにまで抑制される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の窒化物半導体発光素子によれば、ディープ発光が抑制されるので、高い単色性と、高い発光効率を有する発光素子が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】別々の紫外ＬＥＤ素子に対して同一の電流を流したときの、各素子の主たる発光波長の発光出力と、主たる発光波長の光強度に対するディープ発光強度の割合の関係を示すグラフである。
【図２】窒化物半導体発光素子の概略断面図である。
【図３】実施例１、実施例２、比較例１の３素子に同一の電流を流したときに得られる光のスペクトル分布を示すグラフである。
【図４】実施例１、実施例２、比較例１の３素子に同一の電流を流したときの発光態様を示す写真である。
【図５】窒化物半導体発光素子の別の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の窒化物半導体発光素子につき、図面を参照して説明する。なお、各図において図面の寸法比と実際の寸法比は必ずしも一致しない。
【００２４】
［構造］
本発明の窒化物半導体発光素子１の構造につき、図２を参照して説明する。図２は窒化物半導体発光素子１の概略断面図である。なお、以下では、「ＬＥＤ素子１」と略記する。
【００２５】
なお、本実施形態では、ＬＥＤ素子１が、主たる発光波長が３７０ｎｍ帯の紫外光発光素子であるものとして説明するが、発光波長はこの値に限られるものではない。
【００２６】
ＬＥＤ素子１は、支持基板２、アンドープ層３、ｎ型窒化物半導体層４、発光層５、ｐ型窒化物半導体層６が下からこの順に積層されて形成されている。
【００２７】
（支持基板２）
支持基板２は、サファイア基板で構成される。なお、サファイアの他、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＹＡＧなどで構成しても構わない。
【００２８】
（アンドープ層３）
アンドープ層３は、ＧａＮにて形成される。より具体的には、ＧａＮよりなる低温バッファ層と、その上層にＧａＮよりなる下地層によって形成される。
【００２９】
（ｎ型窒化物半導体層４）
ｎ型窒化物半導体層４は、不純物として含有されるＣの濃度が１×１０１７／ｃｍ３以下となるように形成されたＡｌｎＧａ１−ｎＮ（０＜ｎ≦１）によって構成される。この含有Ｃ濃度の低下方法については後述される。
【００３０】
（発光層５）
発光層５は、例えばＧａＩｎＮからなる井戸層とＡｌＧａＮからなる障壁層が繰り返されてなる多重量子井戸構造を有する半導体層（ＡｌＧａＩｎＮ発光層）で形成される。これらの層はアンドープでもｐ型又はｎ型にドープされていても構わない。
【００３１】
（ｐ型窒化物半導体層６）
ｐ型窒化物半導体層６は、ＡｌｍＧａ１−ｍＮ（０＜ｍ≦１）によって構成される。なお、ｐ型窒化物半導体層６は、ｎ型窒化物半導体層４とは異なり、不純物として含有されるＣの濃度が１×１０１７／ｃｍ３を上回っていても構わない。この点についても後述される。
【００３２】
なお、図２には図示しないが、ＬＥＤ素子１は、ｐ型窒化物半導体層６の上層に、コンタクト用の高濃度ｐ型ＧａＮ層を有するものとして構わない。また、エッチングによって露出されたｎ型窒化物半導体層４の上層にｎ電極を、高濃度ｐ型ＧａＮ層の上層にｐ電極をそれぞれ有するものとして構わない。
【００３３】
［製造プロセス］
次に、図２に示したＬＥＤ素子１の製造プロセスにつき説明する。なお、この製造プロセスはあくまで一例であり、ガスの流量、炉内温度、炉内圧力等は適宜調整して構わない。
【００３４】
まず、支持基板２の上層にアンドープ層３を形成する。これは、例えば以下の方法により実現される。
【００３５】
（支持基板２の準備）
支持基板２としてのサファイア基板を準備し、ｃ面サファイア基板のクリーニングを行う。このクリーニングは、より具体的には、例えばＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition：有機金属化学気相蒸着）装置の処理炉内にｃ面サファイア基板を配置し、処理炉内に流量が１０ｓｌｍの水素ガスを流しながら、炉内温度を例えば１１５０℃に昇温することにより行われる。
【００３６】
（アンドープ層３の形成）
次に、ｃ面サファイア基板の表面に、ＧａＮよりなる低温バッファ層を形成し、更にその上層にＧａＮよりなる下地層を形成する。これら低温バッファ層及び下地層がアンドープ層３に対応する。
【００３７】
アンドープ層３のより具体的な形成方法は例えば以下の通りである。まず、МОＣＶＤ装置の炉内圧力を１００ｋＰａ、炉内温度を４８０℃とする。そして、処理炉内にキャリアガスとして流量がそれぞれ５ｓｌｍの窒素ガス及び水素ガスを流しながら、原料ガスとして、流量が５０μｍｏｌ／ｍｉｎのトリメチルガリウム（ＴＭＧ）及び流量が２２３０００μｍｏｌ／ｍｉｎのアンモニアを処理炉内に６８秒間供給する。これにより、ｃ面サファイア基板の表面に、厚みが２０ｎｍのＧａＮよりなる低温バッファ層を形成する。
【００３８】
次に、ＭＯＣＶＤ装置の炉内温度を１１５０℃に昇温する。そして、処理炉内にキャリアガスとして流量が２０ｓｌｍの窒素ガス及び流量が１５ｓｌｍの水素ガスを流しながら、原料ガスとして、流量が１００μｍｏｌ／ｍｉｎのＴＭＧ及び流量が２２３０００μｍｏｌ／ｍｉｎのアンモニアを処理炉内に３０分間供給する。これにより、低温バッファ層の表面に、厚みが３μｍのＧａＮよりなる下地層を形成する。
【００３９】
（ｎ型窒化物半導体層４の形成）
次に、アンドープ層３の上層にＡｌｎＧａ１−ｎＮ（０＜ｎ≦１）の組成からなるｎ型窒化物半導体層４を形成する。
【００４０】
ｎ型窒化物半導体層４のより具体的な形成方法は、例えば以下の通りである。まず、引き続き炉内温度を１１５０℃とした状態で、ＭＯＣＶＤ装置の炉内圧力を３０ｋＰａとする。そして、処理炉内にキャリアガスとして流量が２０ｓｌｍの窒素ガス及び流量が１５ｓｌｍの水素ガスを流しながら、原料ガスとして、ＴＭＧ，トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ），アンモニア及びｎ型不純物をドープするためのテトラエチルシランを処理炉内に３０分間供給する。これにより、例えばＡｌ０．０６Ｇａ０．９４Ｎの組成を有し、厚みが１．７μｍのｎ型窒化物半導体層４がアンドープ層３の上層に形成される。
【００４１】
ここで、Ｖ族であるアンモニアと、III族であるＴＭＧ，ＴＭＡの流量比（Ｖ／III比）を２０００以上にすることで、ｎ型窒化物半導体層４に含有するＣ濃度を１×１０１７／ｃｍ３以下にすることができる。例えば、流量２２３０００μｍｏｌ／ｍｉｎのＴＭＧ、流量１００μｍｏｌ／ｍｉｎのＴＭＡ、流量７μｍｏｌ／ｍｉｎのアンモニアを原料ガスとして用いることで、Ｖ／III比を約２０００とすることができる。なお、テトラエチルシランにもＣ原子が含まれるが、その流量は例えば０．０２５μｍｏｌ／ｍｉｎ程度であるため、ＴＭＧやＴＭＡと比べてｎ型窒化物半導体層４に含有するＣ濃度への影響は無視できる。
【００４２】
なお、Ｖ／III比を１０００とした場合、生成されたｎ型窒化物半導体層４の含有Ｃ濃度は５×１０１７／ｃｍ３であった（後述する比較例１）。また、Ｖ／III比を２０００とした場合の、前記含有Ｃ濃度は１×１０１７／ｃｍ３であり（後述する実施例２）、Ｖ／III比を４０００とした場合の、前記含有Ｃ濃度は５×１０１６／ｃｍ３であった（後述する実施例１）。なお、生成されたｎ型窒化物半導体層４の含有Ｃ濃度は、ＳＩＭＳ（Secondary Ion Mass Spectrometry：二次イオン質量分析法）によって測定した。
【００４３】
原料ガスであるＴＭＧやＴＭＡには、構成分子にＣ原子が含まれる。一方、アンモニアにはＣ原子が含まれない。このため、Ｖ／III比を高めることで、形成されるｎ型窒化物半導体層４の含有Ｃ濃度を低下させることができる。
【００４４】
なお、Ｖ／III比を高める以外にも、成長圧力を高めることでも含有Ｃ濃度を低下させることが可能である。これは、成長圧力を高めることで、ＭＯＣＶＤ装置内にアンモニアが滞在する時間が伸びるため、炉内にアンモニアリッチな環境が形成される結果、Ｖ／III比を大きくするのと同様の効果が得られるためと考えられる。なお、この場合、成長圧力としては、３０ｋＰａ以上１００ｋＰａ以下であることが好ましく、５０ｋＰａ以上１００ｋＰａ以下であることがより好ましい。
【００４５】
また、ｎ型窒化物半導体層４に含まれるｎ型不純物としては、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、硫黄（Ｓ）、セレン（Ｓｅ）、錫（Ｓｎ）及びテルル（Ｔｅ）などを用いることができる。これらの中では、特にシリコン（Ｓｉ）が好ましい。
【００４６】
（発光層５の形成）
次に、ｎ型窒化物半導体層４の上層にＡｌＧａＩｎＮで構成される多重量子井戸構造を有する発光層５を形成する。
【００４７】
具体的には、まずＭＯＣＶＤ装置の炉内圧力を１００ｋＰａ、炉内温度を８３０℃とする。そして、処理炉内にキャリアガスとして流量が１５ｓｌｍの窒素ガス及び流量が１ｓｌｍの水素ガスを流しながら、原料ガスとして、流量が１０μｍｏｌ／ｍｉｎのＴＭＧ、流量が１２μｍｏｌ／ｍｉｎのトリメチルインジウム（ＴＭＩ）及び流量が３０００００μｍｏｌ／ｍｉｎのアンモニアを処理炉内に４８秒間供給するステップを行う。その後、流量が１０μｍｏｌ／ｍｉｎのＴＭＧ、流量が１．６μｍｏｌ／ｍｉｎのＴＭＡ、０．００２μｍｏｌ／ｍｉｎのテトラエチルシラン及び流量が３０００００μｍｏｌ／ｍｉｎのアンモニアを処理炉内に１２０秒間供給するステップを行う。以下、これらの２つのステップを繰り返すことにより、厚みが２ｎｍのＧａＩｎＮよりなる井戸層及び厚みが７ｎｍのｎ型ＡｌＧａＮよりなる障壁層による１５周期の多重量子井戸構造を有する発光層５が、ｎ型窒化物半導体層４の表面に形成される。
【００４８】
（ｐ型窒化物半導体層６の形成）
次に、発光層５の上層に、ＡｌｍＧａ１−ｍＮ（０≦ｍ＜１）で構成されるｐ型半導体層６を形成する。
【００４９】
具体的には、ＭＯＣＶＤ装置の炉内圧力を１００ｋＰａに維持し、処理炉内にキャリアガスとして流量が１５ｓｌｍの窒素ガス及び流量が２５ｓｌｍの水素ガスを流しながら、炉内温度を１０２５℃に昇温する。その後、原料ガスとして、流量が３５μｍｏｌ／ｍｉｎのＴＭＧ、流量が２０μｍｏｌ／ｍｉｎのＴＭＡ、流量が２５００００μｍｏｌ／ｍｉｎのアンモニア及びｐ型不純物をドープするための流量が０．１μｍｏｌ／ｍｉｎのビスシクロペンタジエニルを処理炉内に６０秒間供給する。これにより、発光層５の表面に、厚みが２０ｎｍのＡｌ０．３Ｇａ０．７Ｎの組成を有する正孔供給層を形成する。その後、ＴＭＧの流量を９μｍｏｌ／ｍｉｎに変更して原料ガスを３６０秒間供給することにより、厚みが１２０ｎｍのＡｌ０．１３Ｇａ０．８７Ｎの組成を有する正孔供給層を形成する。これらの正孔供給層によりｐ型窒化物半導体層６が形成される。
【００５０】
ここで、ｐ型窒化物半導体層６の形成プロセスでは、ｎ型窒化物半導体層４の形成プロセスよりも低温下で膜成長がなされるため、ｎ型窒化物半導体層４の形成時よりも炉内がIII族リッチな環境下となる。よって、ｎ型窒化物半導体層４よりも含有Ｃ濃度が高くなる可能性がある。しかし、後述するように、ｐ型窒化物半導体層６内の含有Ｃ濃度が例えば１×１０１９／ｃｍ３程度と高い値であったとしても、ｎ型窒化物半導体層４内の含有Ｃ濃度を１×１０１７／ｃｍ３以下にすることで、ディープ発光を減衰させる効果が得られた。
【００５１】
なお、ｐ型不純物としては、マグネシウム（Ｍｇ）、ベリリウム（Ｂｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、カーボン（Ｃ）などを用いることができる。
【００５２】
（後の工程）
ｐ型窒化物半導体層６の形成後、ＴＭＡの供給を停止すると共に、ビスシクロペンタジエニルの流量を０．２μｍｏｌ／ｍｉｎに変更して原料ガスを２０秒間供給する。これにより、厚みが５ｎｍのｐ型ＧａＮよりなる高濃度ｐ型ＧａＮ層が形成される。
【００５３】
その後、アニール処理を行った後、エッチングによるｎ型窒化物半導体層４の一部上面を露出させる。そして、露出したｎ型窒化物半導体層４の上面にｎ電極を、高濃度ｐ型ＧａＮ層の上面にｐ電極をそれぞれ形成する。
【００５４】
［実施例］
以下、実施例を参照して説明する。
【００５５】
上述したプロセスにおいて、ｎ型窒化物半導体層４の形成時の原料ガスのＶ／III比のみを異ならせ、他の条件は同じにすることで、実施例１、実施例２、比較例１の３素子を形成した。なお、いずれの素子も主たる発光波長が３７０ｎｍ帯の紫外光発光素子である。
【００５６】
・実施例１：  Ｖ／III比を４０００として作成。ｎ型窒化物半導体層４の含有Ｃ濃度は５×１０１６／ｃｍ３
・実施例２：  Ｖ／III比を２０００として作成。ｎ型窒化物半導体層４の含有Ｃ濃度は１×１０１７／ｃｍ３
・比較例１：  Ｖ／III比を１０００として作成。ｎ型窒化物半導体層４の含有Ｃ濃度は５×１０１７／ｃｍ３
【００５７】
なお、いずれの素子においても、ｐ型窒化物半導体層６の形成時の原料ガスのＶ／III比を６０００とし、ｐ型窒化物半導体層６の含有Ｃ濃度は１×１０１７／ｃｍ３であった。
【００５８】
図３は、実施例１、実施例２、比較例１の３素子に同一の電圧を加えたときに得られる光のスペクトル分布を示すグラフである。横軸は発光波長、縦軸が光強度である。また、図４は、各素子の発光状態を示す写真である。
【００５９】
図３によれば、比較例１においては、３７０ｎｍ帯の発光強度に対して、黄色の可視光波長帯を含む５５０ｎｍ−６００ｎｍ帯の発光波長（ディープ発光）の強度の比率（ディープ強度比）は約０．３％であり、０．１％を超えている。この場合、本来であれば紫外光が発光されることで、ピーク波長の裾部分に該当する紫色の可視光の影響を受けて濃い紫色の光が発光されるはずであるが、図４の写真によりディープ発光の影響を受けてかなり白っぽく光っている。紫色系の光と黄色系の光が混合されたことで、発光色が白っぽくなっている。なお、図３によれば、実施例１のディープ強度比は約０．０３％、実施例２のディープ強度比は約０．１％である。
【００６０】
これに対し、実施例１、実施例２では、ディープ強度比が０．１％以下に抑えられており、図４の写真でも素子からの発光色から白っぽさが少なくなり、濃い色になっていることが分かる。比較例１，実施例１，実施例２を比べると、ｎ型窒化物半導体層４の含有Ｃ濃度を低下させるほど、ディープ強度比を低下させる効果が得られていることが分かる。
【００６１】
なお、実施例２と同様、ｎ型窒化物半導体層４の含有Ｃ濃度を１×１０１７／ｃｍ３とした状態で、ｐ型窒化物半導体層６の形成時の原料ガスのＶ／III比を１０００にして、ｐ型窒化物半導体層６の含有Ｃ濃度を１×１０１９／ｃｍ３に上昇させて同様の測定を行ったが、実施例２と有意な差は得られなかった。このことからも、ｎ型窒化物半導体層４の含有Ｃ濃度がディープ発光に影響していることが分かる。
【００６２】
すなわち、ディープ発光は、発光層５内ではなく、ｎ型窒化物半導体層４内に含まれるＣが作り出す不純物準位に由来して生じていることが分かる。このことから、ｎ型窒化物半導体層４内の含有Ｃ濃度をなるべく少なくすることにより、ディープ発光を抑制させることができる。
【００６３】
ｐ型窒化物半導体層６の不純物としてＭｇをドープする場合、Ｍｇが作り出す準位によりＣでの準位由来の発光が抑制されると考えられる。このため、ｐ型窒化物半導体層６に含まれるＣの不純物濃度は、少なくともＭｇのドープ量以下であれば、ディープ発光には影響しないと考えられる。Ｍｇのドープ濃度は１〜２×１０１９／ｃｍ３程度であるため、１×１０１９／ｃｍ３程度の含有Ｃ濃度であれば、ディープ発光に影響しない。しかし、同程度の含有Ｃ濃度がｎ型窒化物半導体層４に含まれている場合には、高いディープ発光が生じてしまうのは前述の通りである。
【００６４】
なお、発光層５もｎ極性の窒化物半導体によって構成されているため、含有Ｃ濃度は低い方が好ましい。しかし、発光層５は、ｎ型窒化物半導体層４と比較して膜厚が極めて薄いため、含有されるＣの絶対量がｎ型窒化物半導体層４よりも極めて少ない。よって、実際には、ｎ型窒化物半導体層４の含有Ｃ濃度ほどディープ発光に大きく寄与しない。
【００６５】
［別実施形態］
図２に示すＬＥＤ素子１は、支持基板２及びアンドープ層３を有するものとしたが、これらを剥離した構成（図５参照）としても構わない。この場合においても、図３及び図４を参照して上述したものと同様の効果が得られた。
【符号の説明】
【００６６】
１      ：      窒化物半導体発光素子
２      ：      支持基板
３      ：      アンドープ層
４      ：      ｎ型窒化物半導体層
５      ：      発光層
６      ：      ｐ型窒化物半導体層
５１，５２，５３，５４，５５      ：    ＬＥＤ素子
【図１】
2014154837.tif 000003
【図２】
2014154837.tif 000004
【図３】
2014154837.tif 000005
【図５】
2014154837.tif 000006
【図４】
2014154837.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成26年6月16日(2014.6.16)
【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】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
黄色の可視光波長の発光強度が、前記主たる発光波長の発光強度に対して強度比が０．１％以下であることを特徴とする請求項２に記載の窒化物半導体発光素子。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、本発明の窒化物半導体発光素子は、主たる発光波長が３７５ｎｍ以下の紫外光発光素子である場合に、黄色の可視光波長の発光強度が、この主たる発光波長の発光強度に対して強度比が０．１％以下であることを別の特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
上述したように、ｎ型窒化物半導体層に含有されるＣ濃度を１×１０１７／ｃｍ３以下とすることで、黄色の可視光波長の発光強度が、主たる発光波長の発光強度に対して強度比が０．１％以下となり、ディープ発光が問題とならないレベルにまで抑制される