(57)【要約】      （修正有）【課題】高効率の半導体発光素子及びその製造方法を提供する。【解決手段】半導体発光素子１１０は、窒化物半導体を含むｎ形の第１半導体層１０と、窒化物半導体を含むｐ形の第２半導体層２０と、第１半導体層１０と第２半導体層２０との間に設けられ、交互に積層された複数の井戸層と複数の障壁層とを含む発光部３０と、を含む。複数の井戸層は、第２半導体層２０に最も近い第１ｐ側井戸層と、第２半導体層２０に２番目に近い第ｐ側２井戸層と、を含む。第１ｐ側井戸層における励起子の局在エネルギーは、第２ｐ側井戸層における励起子の局在エネルギーよりも小さい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化物半導体を含むｎ形の第１半導体層と、
窒化物半導体を含むｐ形の第２半導体層と、
前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられ、交互に積層された複数の井戸層と複数の障壁層とを含む発光部と、
を備え、
前記複数の井戸層は、前記第２半導体層に最も近い第１ｐ側井戸層と、前記第２半導体層に２番目に近い第２ｐ側井戸層と、を含み、
前記第１ｐ側井戸層における励起子の局在エネルギーは、前記第２ｐ側井戸層における励起子の局在エネルギーよりも小さい半導体発光素子。
【請求項２】
前記第１ｐ側井戸層の厚さ、及び、前記第２ｐ側井戸層の厚さのそれぞれは、３ナノメートル以上６ナノメートル以下である請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記第１ｐ側井戸層における励起子の前記局在エネルギーは、３０ミリエレクトロンボルト未満である請求項１または２に記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記第２ｐ側井戸層における励起子の前記局在エネルギーは、５０ミリエレクトロンボルト以上である請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記第２ｐ側井戸層における励起子の前記局在エネルギーは、４０ミリエレクトロンボルト以上である請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記第２ｐ側井戸層における励起子の前記局在エネルギーは、３０ミリエレクトロンボルト以上である請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項７】
前記第１ｐ側井戸層における励起子の前記局在エネルギーは、４０ミリエレクトロンボルト未満である請求項１または２に記載の半導体発光素子。
【請求項８】
前記第１ｐ側井戸層における励起子の前記局在エネルギーは、５０ミリエレクトロンボルト未満である請求項１または２に記載の半導体発光素子。
【請求項９】
前記第２ｐ側井戸層におけるＩｎ濃度のばらつきは、前記第１ｐ側井戸層におけるＩｎ濃度のばらつきよりも大きい請求項１〜８のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１０】
前記第２ｐ側井戸層の厚さの、前記第２ｐ側井戸層の面内におけるばらつきは、前記第１ｐ側井戸層の厚さの、前記第１ｐ側井戸層の面内におけるばらつきよりも大きい請求項１〜９のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１１】
前記複数の井戸層における励起子の局在エネルギーは、前記第１半導体層の側から、前記第２半導体層の側に向かって減少する請求項１〜１０のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１２】
前記第２ｐ側井戸層の成長速度は、前記第１ｐ側井戸層の成長速度よりも低い請求項１〜１１のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１３】
窒化物半導体を含むｎ形の第１半導体層を形成する工程と、
前記第１半導体層の上に、複数の井戸層と複数の障壁層とを交互に積層して、前記複数の井戸層と複数の障壁層とを含む発光部を形成する工程と、
前記発光部の上に窒化物半導体を含むｐ形の第２半導体層を形成する工程と、
を備え、
前記複数の井戸層は、前記第２半導体層に最も近い第１ｐ側井戸層と、前記第２半導体層に２番目に近い第２ｐ側井戸層と、を含み、
前記第１ｐ側井戸層における励起子の局在エネルギーは、前記第２ｐ側井戸層における励起子の局在エネルギーよりも小さい半導体発光素子の製造方法。
【請求項１４】
前記第２ｐ側井戸層の成長速度は、前記第１ｐ側井戸層の成長速度よりも低い請求項１３記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項１５】
前記第２ｐ側井戸層の成長速度は、前記第１ｐ側井戸層の成長速度の０．１倍以上０．５倍以下である請求項１３記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項１６】
前記第２ｐ側井戸層の成長速度は、前記第１ｐ側井戸層の成長速度の０．２倍以上０．４倍以下である請求項１３記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項１７】
前記複数の井戸層の積層は、Ｖ属元素と、III属元素と、を供給して行われ、
前記第２ｐ側井戸層の形成における、前記Ｖ属元素の供給量の、前記III属元素の供給量に対する比は、前記第１ｐ側井戸層の形成における、前記Ｖ属元素の供給量に対する前記III属元素の供給量に対する比よりも高い請求項１３〜１６のいずれか１つに記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項１８】
前記複数の井戸層の積層は、Ｖ属元素と、III属元素と、を供給して行われ、
前記第２ｐ側井戸層の形成における前記Ｖ属元素の供給量は、前記第１ｐ側井戸層の形成における前記Ｖ属元素の供給量と同じであり、
前記第２ｐ側井戸層の形成における前記III属元素の供給量は、前記第１ｐ側井戸層の形成における前記III属元素の供給量よりも少ない請求項１３〜１６のいずれか１つに記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項１９】
前記第２ｐ側井戸層におけるＩｎ濃度のばらつきは、前記第１ｐ側井戸層におけるＩｎ濃度のばらつきよりも大きい請求項１３〜１８のいずれか１つに記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項２０】
前記第２ｐ側井戸層の厚さの、前記第２ｐ側井戸層の面内におけるばらつきは、前記第１ｐ側井戸層の厚さの、前記第１ｐ側井戸層の面内におけるばらつきよりも大きい請求項１３〜１９のいずれか１つに記載の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】
本発明の実施形態は、半導体発光素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化ガリウム（ＧａＮ）などの窒化物系III−Ｖ族化合物半導体は、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）やレーザダイオード（ＬＤ：Laser Diode）などの半導体発光素子に応用されている。このような半導体発光素子において効率の向上が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−９６８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、高効率の半導体発光素子及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態によれば、窒化物半導体を含むｎ形の第１半導体層と、窒化物半導体を含むｐ形の第２半導体層と、前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられ、交互に積層された複数の井戸層と複数の障壁層とを含む発光部と、を含む半導体発光素子が提供される。前記複数の井戸層は、前記第２半導体層に最も近い第１ｐ側井戸層と、前記第２半導体層に２番目に近い第２ｐ側井戸層と、を含む。前記第１ｐ側井戸層における励起子の局在エネルギーは、前記第２ｐ側井戸層における励起子の局在エネルギーよりも小さい。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１（ａ）及び図１（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子を示す模式的断面図である。
【図２】図２（ａ）及び図２（ｂ）は、半導体発光素子の特性を示すグラフ図である。
【図３】半導体発光素子の特性を示すグラフ図である。
【図４】半導体発光素子の特性を示すグラフ図である。
【図５】半導体発光素子の特性を示すグラフ図である。
【図６】半導体発光素子の特性を示すグラフ図である。
【図７】第２の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。  
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。  
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００８】
（第１の実施形態）  
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子を例示する模式的断面図である。  
図１（ｂ）は、図１（ａ）の一部を例示している。  
図１（ａ）に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子１１０は、第１半導体層１０と、第２半導体層２０と、発光部３０と、を含む。発光部３０は、第１半導体層１０と第２半導体層２０との間に設けられる。  
第１半導体層１０は、窒化物半導体を含む。第１半導体層１０は、ｎ形である。第２半導体層２０は、窒化物半導体を含む。第２半導体層２０は、ｐ形である。
【０００９】
この例では、基板５の上に、バッファ層６が設けられ、バッファ層６の上に、第１半導体層１０、多層構造体４０、発光部３０及び第２半導体層２０が設けられている。
【００１０】
基板５には、例えば、サファイア基板（例えばｃ面サファイア基板）が用いられる。基板５には、例えば、Ｓｉ、ＧａＮ、ＳｉＣまたはＺｎＯなどの基板を用いても良い。
【００１１】
バッファ層６には、例えば、ＡｌＮ層、ＡｌＧａＮ層及びＧａＮ層の少なくともいずれか、または、これらの層を含む積層膜が用いられる。
【００１２】
第１半導体層１０は、例えば、ｎ形不純物を含む。ｎ形不純物として、例えば、Ｓｉが用いられる。ｎ形不純物として、例えば、Ｇｅ、及びＳｎなどを用いても良い。
【００１３】
この例では、第１半導体層１０は、第１ｎ側層１１と、第２ｎ側層１２と、を含む。第１ｎ側層１１は、第２ｎ側層１２と発光部３０との間（この例では第２ｎ側層１２と多層構造体４０との間）に配置される。
【００１４】
第１ｎ側層１１は、例えば、ｎ側コンタクト層である。第１ｎ側層１１には、例えば、ｎ形ＧａＮが用いられる。第２ｎ側層１２には、ＧａＮが用いられる。第１ｎ側層１１における不純物濃度は、第２ｎ側層１２におけ不純物濃度よりも高い。
【００１５】
第２半導体層２０は、例えば、ｐ形不純物を含む。ｐ形不純物として、例えば、Ｍｇが用いられる。ｐ形不純物として、例えば、Ｚｎなどを用いても良い。
【００１６】
この例では、第２半導体層２０は、第１ｐ側層２１、第２ｐ側層２２、第３ｐ側層２３及び第４ｐ側層２４を含む、第１ｐ側層２１と発光部３０との間に、第２ｐ側層２２が設けられる。第２ｐ側層２２と発光部３０との間に第３ｐ側層２３が設けられる。第３ｐ側層２３と発光部３０との間に第４ｐ側層２４が設けられる。第１ｐ側層２１は、例えば、ｐ側コンタクト層である。第１ｐ側層２１には、高不純物濃度のｐ形ＧａＮが用いられる。第２ｐ側層２２には、ｐ形ＧａＮが用いられる。第１ｐ側層２１における不純物濃度は、第２ｐ側層２２における不純物濃度よりも高い。第３ｐ側層２３には、例えば、ｐ形ＡｌＧａＮが用いられる。第４ｐ側層２４には、例えば、ＡｌＧａＮが用いられる。第３ｐ側層２３は、例えば、電子オーバーフロー抑制層として機能する。
【００１７】
第１半導体層１０から第２半導体層２０に向かう方向をＺ軸方向（積層方向）とする。
【００１８】
多層構造体４０は、互いに積層された複数の第１層（図示しない）及び複数の第２層（図示しない）が用いられる。第１層と第２層とは、Ｚ軸方向に沿って互いに積層される。第１層には、例えば、ＧａＮが用いられ、第２層には、例えばＩｎＧａＮが用いられる。多層構造体４０は、例えば超格子層である。多層構造体４０は、必要に応じて設けられ、省略しても良い。
【００１９】
この例では、第１電極７０と第２電極８０とがさらに設けられる。第１電極７０は、第１半導体層１０に電気的に接続される。第２電極８０は、第２半導体層２０に電気的に接続される。
【００２０】
この例では、第２半導体層２０、発光部３０及び多層構造体４０に溝が形成され、溝の底面において、第１ｎ側層１１に、第１電極７０が接続される。すなわち、第１半導体層１０（第１ｎ側層１１）は、第１部分１０ａと、第２部分１０ｂと、を含む。第２部分１０ｂは、Ｚ軸方向（積層方向）に対して交差する面内で、第１部分１０ａと並ぶ。第１電極７０は、第１部分１０ａと接続される。第２部分１０ｂと第２半導体層２０との間に、発光部３０が設けられる。
【００２１】
第１電極７０には、例えば、Ｔｉ膜／Ｐｔ膜／Ａｕ膜の積層膜が用いられる。Ｔｉ膜の厚さは、例えば、０．０５μｍである。Ｐｔ膜の厚さは、例えば０．０５μｍである。Ａｕ膜の厚さは、例えば１．０μｍである。
【００２２】
この例では、第２電極８０は、第１導電部８１と第２導電部８２とを含む。第２導電部８２は、第１導電部８１と第２半導体層２０との間に設けられる。第２導電部８２は、第２半導体層２０に接している。第２導電部８２には、例えば、光透過性の導電材料が用いられる。第２導電部８２には、例えば、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ及びＴｉよりなる群から選択された少なくともいずれかの元素を含む酸化物が用いられる。第２導電部８２には、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などが用いられる。第２導電部８２の厚さは、例えば０．２μｍである。
【００２３】
第１導電部８１は、第２導電部８２に電気的に接続される。第１導電部８１は、第２導電部８２の一部の上に設けられる。第１導電部８１には、例えば、Ｎｉ膜／Ａｕ膜の積層膜が用いられる。Ｎｉ膜の厚さは、例えば、０．０５μｍである。Ａｕ膜の厚さは、例えば１．０μｍである。
【００２４】
第１電極７０と第２電極８０との間に電圧を印加することで、第１半導体層１０及び第２半導体層２０を介して、発光部３０に電流が流れる。これにより、発光部３０から光が放出される。放出される光のピーク波長は、例えば、３７０ナノメートル（ｎｍ）以上６５０ｎｍ以下である。半導体発光素子１１０は、例えば、ＬＥＤである。
【００２５】
この例では、発光部３０から放出された光は、第２半導体層２０の側（第２電極８０の側）から主に外部に出射する、すなわち、第２半導体層２０の側が、光出射面となる。
【００２６】
例えば、発光部３０から放出された光は、第１半導体層１０の側から主に外部に出射しても良い。すなわち、第１半導体層１０の側が、光出射面となっても良い。
【００２７】
例えば、基板５の上に、バッファ層６、第１半導体層１０、多層構造体４０、発光部３０及び第２半導体層２０が、形成される。この形成は、エピタキシャル成長による。エピタキシャル成長には、例えば、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ：Metal Organic Chemical Vapor Deposition）、または、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ：Molecular Beam Epitaxy）、または、ハライド気相成長(ＨＶＰＥ)法などが用いられる。これらの層の形成の後に、基板５が除去されても良い。
【００２８】
図１（ｂ）に表したように、発光部３０は、交互に積層された、複数の井戸層３２と、複数の障壁層３１と、を含む。複数の井戸層３２と、複数の障壁層３１と、はＺ軸方向（積層方向）に沿って、交互に配置される。発光部３０は、多重量子井戸（ＭＱＷ:Multi Quantum Well）構成を有する。
【００２９】
井戸層３２のバンドギャップエネルギーは、複数の障壁層３１のバンドギャップエネルギーよりも小さい。井戸層３２の厚さは、例えば、障壁層３１の厚さよりも薄い。井戸層３２の厚さは、例えば３ｎｍ以上６ｎｍ以下である。障壁層３１の厚さは、例えば、３ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。
【００３０】
井戸層３２は、例えば、ＩｎｗＧａ１−ｗＮ（０＜ｗ＜１）を含む。障壁層３１は、例えば、ＩｎｂＧａ１−ｂＮ（０≦ｂ＜１、ｂ＜ｗ）を含む。井戸層３２は、例えば、ＩｎＧａＮを含む。障壁層３１は、例えば、ＧａＮを含む。例えば、障壁層３１はＩｎを実質的に含まない。障壁層３１がＩｎを含む場合は、障壁層３１におけるＩｎ組成比は、井戸層３２におけるＩｎ組成比よりも低い。
【００３１】
例えば、発光部３０は、（ｊ＋１）個の障壁層３１と、ｊ個の井戸層３２と、を含む（ｊは、２以上の整数）。第（ｉ＋１）障壁層ＢＬ（ｉ＋１）は、第ｉ障壁層ＢＬｉと第２半導体層２０との間に配置される（ｉは、１以上（ｊ−１）以下の整数）。第（ｉ＋１）井戸層ＷＬ（ｉ＋１）は、第ｉ井戸層ＷＬｉと第２半導体層２０との間に配置される。第１障壁層ＢＬ１は、第１半導体層１０と第１井戸層ＷＬ１との間に設けられる。第ｊ井戸層ＷＬｊは、第ｊ障壁層ＢＬｊと第（ｊ＋１）障壁層ＢＬ（ｊ＋１）との間に設けられる。第（ｊ＋１）障壁層ＢＬ（ｊ＋１）は、第ｊ井戸層ＷＬｊと第２半導体層２０との間に設けられる。
【００３２】
図１（ｂ）に表したように、複数の井戸層３２は、第１ｐ側井戸層３２ａと、第２ｐ側井戸層３２ｂと、を含む。第１ｐ側井戸層３２ａは、複数の井戸層３２のなかで、第２半導体層２０に最も近い。第２ｐ側井戸層３２ｂは、複数の井戸層３２の中で、第２半導体層２０に２番目に近い。複数の井戸層３２は、第３井戸層３２ｃをさらに含んでも良い。第３井戸層３２ｃは、複数の井戸層３２のなかで、第２半導体層２０に３番目に近い。
【００３３】
第１ｐ側井戸３２ａは、第ｊ井戸層ＷＬｊに対応する。第２ｐ側井戸層３２ｂは、第（ｊ−１）井戸層ＷＬ（ｊ−１）に対応する。第３ｐ側井戸層３２ｃは、第（ｊ−２）井戸層ＷＬ（ｊ−２）に対応する。第１井戸層ＷＬ１は、第２半導体層２０にｊ番目に近い。第１井戸層ＷＬ１は、複数の井戸層３２のうちで第１半導体層１０に最も近い。第１井戸層ＷＬ１は、例えば、ｎ側井戸層３２ｎに対応する。
【００３４】
本実施形態においては、第１ｐ側 井戸層３２ａにおける励起子の局在エネルギーは、第２ｐ側井戸層３２ｂにおける励起子の局在エネルギーよりも小さく設定される。
【００３５】
これにより、キャリア密度が低い第１半導体層１０の側の井戸層３２（第２ｐ側井戸層３２ｂ）において、欠陥の影響を受け難くできる。これにより、複数の井戸層３２のそれぞれにおける、励起子再結合に占める非発光再結合成分の割合を抑制することができる。すなわち、第１半導体層１０の側の井戸層３２（第２ｐ側井戸層３２ｂ）における非発光再結合速度が小さくなり、内部量子効率が上昇する。これにより、発光効率を向上できる。
【００３６】
発光部３０における発光効率Ｅｆｆは、例えば、以下の第１式で表される。
Ｅｆｆ＝Ｂｎ２／（Ａｎ＋Ｂｎ２＋Ｃｎ３）      …（１）
第１式において、「ｎ」は注入されたキャリア密度である。係数「Ａ」は、Shockley-Read-Hall constantである。「Ａｎ」の項は、発光部３０における結晶欠陥非発光過程に対応する。係数「Ｂ」は、Radiative recombination constantである。「Ｂｎ２」の項は、発光再結合過程に対応する。係数「Ｃ」は、Auger constantである。「Ｃｎ３」の項は、オージェ非発光過程に対応する。ここでは、キャリアのリークは無視されている。第１式において、発光再結合過程に寄与するのは、「Ｂｎ２」の項である。
【００３７】
図２（ａ）及び図２（ｂ）は、半導体発光素子の特性を例示するグラフ図である。  
図２（ａ）の横軸は、発光部３０に注入されたキャリア密度ｎの対数である。図２（ａ）の縦軸は、発光効率Ｅｆｆである。  
図２（ｂ）の横軸は、Ｚ軸方向の位置ｐｚである。図２（ｂ）の縦軸は、キャリア密度ｎである。図２（ｂ）は、複数の井戸層３２の一部のそれぞれにおけるキャリア密度ｎを例示している。
【００３８】
図２（ａ）に例示したように、発光効率Ｅｆｆにおいて、キャリア密度ｎの変化に対して、ピークが生じる。これは、発光効率Ｅｆｆが、上記の第１式で表されるためである。図２（ａ）において、発光効率Ｅｆｆがピークとなるキャリア密度ｎ１よりも、キャリア密度ｎが低い領域においては、欠陥に起因して発光効率Ｅｆｆが低下する。
【００３９】
図２（ａ）から分かるように、高い発光効率Ｅｆｆを得るためには、適正なキャリア密度ｎが存在する。
【００４０】
一方、図２（ｂ）に例示したように、最も第２半導体層２０に近い第ｊ井戸層ＷＬｊ（第１ｐ側井戸層３２ａ）においては、キャリア密度ｎが高い。そして、第２半導体層２０に２番目に近い第（ｊ−１）井戸層ＷＬ（ｊ−１）（第２ｐ側井戸層３２ｂ）においては、キャリア密度ｎは、第ｊ井戸層ＷＬｊよりも低くなる。そして、第２半導体層２０に３番目に近い第（ｊ−２）井戸層ＷＬ（ｊ−２）（第３ｐ側井戸層３２ｃ）においては、キャリア密度ｎはさらに低くなる。
【００４１】
例えば、図２（ａ）に例示したように、発光部３０の全体に流れる電流を調整することで、第ｊ井戸層ＷＬｊにおいては、比較的高い発光効率Ｅｆｆが得られる。しかしながら、その条件においては、キャリア密度が低い第（ｊ−１）井戸層ＷＬ（ｊ−１）においては、発光効率Ｅｆｆは低くなってしまう。
【００４２】
このように、ｐ形の第２半導体層２０から遠い井戸層３２においては、キャリア密度ｎが低いため、欠陥の影響により発光効率が低下し易くなる。
【００４３】
第１式における「Ａｎ」の項の係数「Ａ」（Shockley-Read-Hallconstant）は、井戸層３２における励起子の局在エネルギーに依存すると考えられる。井戸層３２における励起子の局在エネルギーを大きくすることで、結晶欠陥非発光過程に対応する係数「Ａ」を小さくできる。
【００４４】
例えば、励起子の局在エネルギーが大きい場合は、キャリアが井戸層３２の面内で移動し難くなる。このため、井戸層３２に生じる欠陥にキャリアが近づくことが抑制される。これにより、結晶欠陥非発光過程が抑制される。逆に、励起子の局在エネルギーが小さいと、キャリアは井戸層３２の面内で移動し易く、欠陥にキャリアが近づき、その結果、結晶欠陥非発光過程が生じ易い。
【００４５】
図３は、半導体発光素子の特性を例示するグラフ図である。  
図３の横軸は、発光部３０に注入されたキャリア密度ｎの対数である。図３（ａ）の縦軸は、発光効率である。  
本実施形態においては、例えば、複数の井戸層３２のそれぞれにおいて、励起子の局在エネルギーを変更する。この例では、第ｊ井戸層ＷＬｊ（第１ｐ側井戸層３２ａ）と、第（ｊ−１）井戸層ＷＬ（ｊ−１）（第２ｐ側井戸層３２ｂ）と、のそれぞれで、励起子の局在エネルギーを変更する。図３に例示したように、これに伴い、２種類の曲線が得られる。
【００４６】
例えば、それぞれの井戸層３２のキャリア密度ｎに適合して高い発光効率Ｅｆｆが得られるように、励起子の局在エネルギーが変更される。これにより、複数の井戸層３２のそれぞれにおいて、高い発光効率Ｅｆｆが得られる。
【００４７】
実施形態においては、第２ｐ側井戸層３２ｂにおいては、励起子の局在エネルギーを大きくして、結晶欠陥非発光過程を抑制する。これにより、低キャリア濃度においても高い発光効率が得られる。一方、ｐ側に近い井戸層３２（第１井戸層３２ａ）においては、励起子の局在エネルギーを小さくする。これにより、高キャリア濃度に対応した高い発光効率が得られる。  
このように、本実施形態によれば、高効率の半導体発光素子を提供することができる。
【００４８】
ｐ側の第１ｐ側井戸層３２ａにおける励起子の局在エネルギーは、５０ミリエレクトロンボルト（ｍｅＶ）未満が好ましい。４０ｍｅＶ未満がさらに好ましい。さらに、３０ｍｅＶ未満がさらに好ましい。
【００４９】
ｎ側の第２ｐ側井戸層３２ｂにおける励起子の局在エネルギーは、３０ｍｅＶ以上が好ましい。４０ｍｅＶ以上がさらに好ましい。さらに、５０ｍｅＶ以上がさらに好ましい。
【００５０】
例えば、複数の井戸層３２のうちで、励起子の局在エネルギーが第１ｐ側井戸層３２ａよりも大きい井戸層３２の数は、１でも良く、複数でも良い。少なくとも、第２ｐ側井戸層３２ｂの励起子の局在エネルギーが、第１ｐ側井戸層３２ａよりも大きい。例えば、第３ｐ側井戸層３２ｃの励起子の局在エネルギーも、第１ｐ側井戸層３２ａよりも大きくても良い。
【００５１】
例えば、複数の井戸層３２における励起子の局在エネルギーは、第１半導体層１０の側から第２半導体層２０の側に向かって減少しても良い。例えば、複数の井戸層３２における励起子の局在エネルギーは、第１半導体層１０の側から第２半導体層２０の側に向かって連続的、または、ステップ状に減少しても良い。
【００５２】
ｐ側の第２半導体層２０に最も近い第１ｐ側井戸層３２ａにおいては、キャリア密度ｎが最も高くなる。このような第１ｐ側井戸層３２ａにおける励起子の局在エネルギーを小さくすることで、高キャリア密度時の発光再結合確率を上昇させることができる。
【００５３】
第２半導体層２０に２番目に近い第２ｐ側井戸層３２ｂにおけるキャリア密度は、第１ｐ側井戸層３２ａよりも格段に低くなる。このため、第２ｐ側井戸層３２ｂにおける励起子の局在エネルギーを、第１ｐ側井戸層３２ａよりも大きくすることで、第２ｐ側井戸層３２ｂにおける非発光再結合確率の上昇を効果的に抑制させることができる。
【００５４】
励起子の局在エネルギーは、例えば、フォトルミネッセンス(ＰＬ：Photoluminescence)の積分強度の温度依存性から求めることができる。励起子の局在エネルギーは、例えば、時間分解ＰＬ測定の結果から求めても良い。
【００５５】
励起子の局在エネルギーの大きさは、井戸層３２の揺らぎの状態に依存すると考えられる。複数の井戸層３２のそれぞれにおける揺らぎの状態を制御することで、各層における励起子の局在エネルギーの大きさを制御することができる。
【００５６】
例えば、井戸層３２の層内でのＩｎ濃度分布のばらつきが大きいと、井戸層３２における励起子の局在エネルギーは大きくなる。井戸層３２の層内でのＩｎ濃度のばらつきが小さいと、井戸層３２における励起子の局在エネルギーは小さくなる。このようなＩｎ濃度のばらつき（変動）は、例えば、直径が１００ｎｍ以下の領域の面内におけるばらつきである。
【００５７】
例えば、井戸層３２の厚さのばらつきが大きいと、井戸層３２における励起子の局在エネルギーは大きくなる。井戸層３２の厚さのばらつきが小さいと、井戸層３２における励起子の局在エネルギーは小さくなる。このような厚さのばらつき（変動）は、例えば直径が１００ｎｍ以下の領域の面内におけるばらつきである。
【００５８】
実施形態においては、例えば、第２ｐ側井戸層３２ｂにおけるＩｎ濃度のばらつきを、第１ｐ側井戸層３２ａにおけるＩｎ濃度のばらつきよりも大きくする。例えば、第２ｐ側井戸層３２ｂにおける厚さのばらつきを、第１ｐ側井戸層３２ａにおける厚さのばらつきよりも大きくする。実施形態においては、例えば、第２ｐ側井戸層３２ｂは、第１ｐ側井戸層３２ａにおけるＩｎ濃度のばらつきよりも大きいＩｎ濃度のばらつき、および、第１ｐ側井戸層３２ａにおける厚さのばらつきよりも大きい厚さのばらつき、の少なくともいずれかを有する。
【００５９】
井戸層３２における、Ｉｎ濃度のばらつき、または、厚さのばらつきは、例えば、発光部３０を成長させるときの形成条件によって制御することができる。例えば、発光部３０の形成条件によって、励起子の局在エネルギーを制御することができる。
【００６０】
井戸層３２におけるＩｎ濃度のばらつき、及び、厚さのばらつきは、例えば、３次元アトムプローブ分析によって求めることができる。
【００６１】
図４は、半導体発光素子の特性を例示するグラフ図である。  
図４は、井戸層３２の形成の際の成長速度と、井戸層３２における励起子の局在エネルギーと、の関係の例を示している。図４の横軸は、成長速度ＧＲ（相対値）である。縦軸は、励起子の局在エネルギーＥｗ（ｍｅＶ）である。図４に示した例においては、井戸層３２を形成する際に用いられる原料の供給量を変えることにより、成長速度ＧＲを変えている。この例では、トリメチルガリウム(ＴＭＧ)の供給流量が変更されている。
【００６２】
図４から分かるように、井戸層３２の成長速度ＧＲを変えることで、励起子の局在エネルギーＥｗが変化する。成長速度ＧＲが高いと、励起子の局在エネルギーＥｗは小さくなる。成長速度ＧＲが低いと、励起子の局在エネルギーＥｗは大きくなる。この例では、約４１ｍｅＶ〜約５８ｍｅＶの局在エネルギーＥｗが得られている。
【００６３】
本実施形態においては、例えば、第２ｐ側井戸層３２ｂの成長速度を、第１ｐ側２井戸層３２ａの成長速度よりも低く（遅く）する。例えば、第２ｐ側井戸層３２ｂの形成を、相対値が１の成長速度ＧＲで行うことで、約５８ｍｅＶの励起子の局在エネルギーが得られる。例えば、第１ｐ側井戸層３２ａの形成を、相対値が３の成長速度ＧＲで行うことで、約４１ｍｅＶの励起子の局在エネルギーが得られる。
【００６４】
図５は、半導体発光素子の特性を例示するグラフ図である。  
図５は、本実施形態に係る半導体発光素子１１０における内部量子効率のシミュレーション結果の例を示している。この例では、井戸層３２の数は、８である。この例においては、複数の井戸層３２のうちで第２半導体層２０に最も近い第１ｐ側井戸層３２ａにおける励起子の局在エネルギーは、３０ｍｅＶである。他の井戸層３２（７つの井戸層３２）においては、励起子の局在エネルギーは６０ｍｅＶである。すなわち、この例では、第２ｐ側井戸層３２ｂの励起子の局在エネルギーは６０ｍＶである。
【００６５】
図５には、第１参考例の半導体発光素子１１９ａ（構造は図示しない）の特性も例示している。半導体発光素子１１９ａにおいては、複数の井戸層３２における励起子の局在エネルギーが同じである。すなわち、８つの井戸層３２の全てにおいて、励起子の局在エネルギーは３０ｍｅＶである。半導体発光素子１１９ａにおけるそれ以外の条件は、半導体発光素子１１０と同じである。
【００６６】
図５の横軸は、電流密度Ｊｃ（Ａ／ｃｍ２）である。縦軸は、内部量子効率ＩＱＥ（相対値）である。  
図５からわかるように、実施形態に係る半導体発光素子１１０においては、第１参考例の半導体発光素子１１９ａよりも高い発光効率が得られる。
【００６７】
これは、第１ｐ側井戸層３２ａを除く井戸層３２において、励起子の非発光再結合が抑制された結果である。図２（ｂ）に関して説明したように、複数の井戸層３２において、第２半導体層２０からの距離が大きくなると、キャリア密度ｎが低くなる。実用的には、第２半導体層２０に２番目に近い第２ｐ側井戸層３２ｂにおける励起子の非発光再結合を抑制することで、高い効率が得られる。
【００６８】
既に説明したように、井戸層３２におけるＩｎ濃度のばらつき、及び、厚さのばらつきは、例えば、３次元アトムプローブ分析によって求めることができる。以下、井戸層３２におけるＩｎ濃度のばらつきの測定結果の例について説明する。
【００６９】
例えば、井戸層３２におけるＩｎ濃度の分布が、３次元アトムプローブにより測定される。井戸層３２のＩｎ濃度分布の測定領域の、Ｚ軸方向に沿った幅は、２ｎｍとし、Ｘ軸方向に沿った幅は、２０ｎｍと、Ｙ軸方向に沿った幅は、２０ｎｍとする。このような測定領域を、複数の領域に分ける。複数の領域のそれぞれの、Ｚ軸方向に沿った幅は、２ｎｍであり、Ｘ軸方向に沿った幅は、２ｎｍであり、Ｙ軸方向に沿った幅は、２ｎｍである。このような複数の領域のそれぞれにおけるＩｎ濃度を、Ｉｎ濃度分布の測定結果から求める。そして、複数の領域のそれぞれにおけるＩｎ濃度の値から、１つの井戸層３２における面内のＩｎ濃度のばらつきが求められる。このばらつきを標準偏差σとして表す。
【００７０】
実施形態に係る半導体発光素子１１０においては、第８井戸層ＷＬ８（第１ｐ側井戸層３２ａ）におけるＩｎ濃度の標準偏差δは、例えば、１．０８ａｔｍ％（原子パーセント）である。一方、第７井戸層ＷＬ７（第２ｐ側井戸層３２ｂ）におけるＩｎ濃度の標準偏差δは、例えば、１．２４ａｔｍ％である。すなわち、第８井戸層ＷＬ８（第１ｐ側井戸層３２ａ）におけるＩｎ濃度の標準偏差δは、第７井戸層ＷＬ７（第２ｐ側井戸層３２ｂ）におけるＩｎ濃度の標準偏差δよりも小さい。このことは、第８井戸層ＷＬ８（第１ｐ側井戸層３２ａ）における励起子の局在エネルギーが、第７井戸層ＷＬ７（第２ｐ側井戸層３２ｂ）における局在エネルギーよりも小さいことに対応する。
【００７１】
一方、第１参考例の半導体発光素子１１９ａにおいては、第８井戸層ＷＬ８（第１ｐ側井戸層３２ａ）におけるＩｎ濃度の標準偏差δは、１．１７ａｔｍ％である。そして、第７井戸層ＷＬ７（第２ｐ側井戸層３２ｂ）におけるＩｎ濃度の標準偏差δは、１．００ａｔｍ％である。第１参考例においては、第８井戸層ＷＬ８（第１ｐ側井戸層３２ａ）における励起子の局在エネルギーが、第７井戸層ＷＬ７（第２ｐ側井戸層３２ｂ）における局在エネルギーよりも小さくない。
【００７２】
以下、本実施形態に係る半導体発光素子１１０の作製方法の例について説明する。  
例えば、ｃ面サファイアの基板５を有機洗浄及び酸洗浄する。基板５をＭＯＣＶＤ装置の反応室に導入し、反応室のサセプタ上で約１１００℃に加熱する。これにより、基板５の表面の酸化膜が除去される。
【００７３】
基板５の主面（ｃ面）の上に、３０ｎｍの厚さのバッファ層６を成長させる。さらに、バッファ層６の上に、第２ｎ側層１２となる、３μｍの厚さのアンドープのＧａＮ層を成長させる。さらに、第２ｎ側層１２の上に、第１ｎ側層１１となる、２μｍの厚さのＳｉドープのＧａＮ層を成長させる。
【００７４】
第１ｎ側層１１の上に、第１層と、第２層と、を交互に積層して、多層構造体４０を形成する。第１層には、ＩｎｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ＜１）が用いられ、第２層には、ＩｎｙＧａ１−ｙＮ（０＜ｙ＜１、ｘ＜ｙ）が用いられる。第１層と第２層との積層の数（周期）は、例えば３０である。
【００７５】
多層構造体４０の上に、発光部３０を形成する。この例では、障壁層３１と井戸層３２とが交互に８周期積層される。障壁層３１として、厚さが５ｎｍのＧａＮ層が形成される。井戸層３２として、厚さが３ｎｍのＩｎＧａＮ層が形成される。井戸層３２におけるＩｎ組成比は、０．１３である。Ｉｎ組成比は、ＩｎｗＧａ１−ｗＮ（０＜ｗ＜１）におけるｗである。井戸層３２において、Ｉｎ濃度にばらつきが生じる場合がある。Ｉｎ組成比は、井戸層３２におけるＩｎ濃度の平均値である。井戸層３２において、厚さにばらつきがある場合がある。井戸層３２の上記の厚さの値は、井戸層３２における厚さの平均値である。
【００７６】
８つの井戸層３２のうちの第１半導体層１０の側の７つの井戸層３２の形成においては、成長速度ＧＲは相対値で３である（図５参照）。８つの井戸層３２のうちで第２半導体層２０に最も近い第１ｐ側井戸層３２ａの形成においては、成長速度ＧＲの相対値は、１である（図５参照）。これにより、８つの井戸層３２のうちの第１半導体層１０の側の７つの井戸層３２においては、励起子の局在エネルギーが、例えば、約６０ｍｅＶとなる。８つの井戸層３２のうちで第２半導体層２０に最も近い第１ｐ側井戸層３２ａにおいては、励起子の局在エネルギーは、例えば、約４０ｍｅＶとなる。
【００７７】
発光部３０の上に、第４ｐ側層２４、第３ｐ側層２３、第２ｐ側層２２及び第１ｐ側層２１を順次形成する。第４ｐ側層２４として、Ａｌの組成比が０．００３で５ｎｍの厚さのＡｌＧａＮ層が形成される。第３ｐ側層２３として、Ａｌの組成比が０．１で１０ｎｍの厚さのＭｇドープＡｌＧａＮ層が形成される。第２ｐ側層２２として、８０ｎｍの厚さのＭｇドープｐ形ＧａＮ層が形成される。第２ｐ側層２２におけるＭｇ濃度は、約２×１０１９／ｃｍ３である。第１ｐ側層２１として、１０ｎｍの厚さの高濃度ＭｇドープＧａＮ層が形成される。第１ｐ側層２１におけるＭｇ濃度は、約１×１０２１/ｃｍ３である。
【００７８】
この後、上記の半導体積層体が成長された基板５が、ＭＯＣＶＤ装置の反応室から取り出される。
【００７９】
半導体積層体の一部をドライエッチングにより除去する。これにより、第１側層１１の一部が露出する。露出した第１ｎ側層１１の上に、Ｔｉ膜／Ｐｔ膜／Ａｕ膜の第１電極７０を形成する。一方、第１ｐ側層２１の上に、第２導電部８２となるＩＴＯ膜を形成する。第２導電部８２の一部の上に、Ｎｉ膜／Ａｕ膜の第１導電部８１を形成する。第１導電部８１の平面パターンは、例えば、例えば直径８０μｍの円形である。  
このようにして、半導体発光素子１１０が形成される。
【００８０】
一方、上記の製造方法において、８つの井戸層３２の全てを同じ条件で形成した参考例の半導体発光素子も作製される。第２参考例の半導体発光素子１１９ｂ（構造は図示しない）においては、８つの井戸層３２における励起子の局在エネルギーは４０ｍｅＶである。第３参考例の半導体発光素子１１９ｃ（構造は図示しない）においては、８つの井戸層３２における励起子の局在エネルギーは６０ｍｅＶである。
【００８１】
半導体発光素子１１０、１１９ｂ及び１１９ｃのそれぞれから放出される光の主波長（ピーク波長）は約４５０ｎｍである。すなわち、これらの半導体発光素子は、青色発光のＬＥＤである。
【００８２】
これらの半導体発光素子の特性の測定結果の例を説明する。  
図６は、半導体発光素子の特性を例示するグラフ図である。  
図６は、半導体発光素子１１０、１１９ｂ及び１１９ｃにおける外部量子効率の評価結果を例示している。図６の横軸は、電流Ｉｃ（ｍＡ）である。縦軸は、外部量子効率ＥＱＥ（相対値）である。
【００８３】
図６から分かるように、本実施形態に係る半導体発光素子１１０においては、第２参考例の半導体発光素子１１９ｂ及び第３参考例の半導体発光素子１１９ｃよりも高い外部量子効率が得られる。  
このように、本実施形態によれば、高効率の半導体発光素子が得られる。
【００８４】
（第２の実施形態）  
本実施形態は、半導体発光素子の製造方法に係る。  
図７は、第２の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を例示するフローチャート図である。  
図７に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子の製造方法は、窒化物半導体を含むｎ形の第１半導体層１０を形成する工程（ステップＳ１１０）を含む。
【００８５】
本製造方法は、第１半導体層１０の上に、複数の井戸層３２と複数の障壁層３１とを交互に積層して、複数の井戸層３２と複数の障壁層３１とを含む発光部３０を形成する工程（ステップＳ１２０）をさらに含む。
【００８６】
本製造方法は、発光部３０の上に、窒化物半導体を含むｐ形の第２半導体層２０を形成する工程（ステップＳ１３０）をさらに含む。
【００８７】
複数の井戸層３２は、第２半導体層２０に最も近い第１ｐ側井戸層３２ａと、第２半導体層２０に２番目に近い第２ｐ側井戸層３２ｂと、を含む。本製造方法においては、第１ｐ側井戸層３２ａにおける励起子の局在エネルギーを、第２ｐ側井戸層３２ｂにおける励起子の局在エネルギーよりも小さくする。
【００８８】
例えば、第２ｐ側井戸層３２ｂの成長速度ＧＲは、第１ｐ側井戸層３２ａの成長速度よりも低い。
【００８９】
これにより、キャリア密度が相対的に低い、第１半導体層１０の側の井戸層３２においても高い効率が得られる。本実施形態によれば、高効率の半導体発光素子の製造方法が提供できる。
【００９０】
例えば、第２ｐ側井戸層３２ｂの成長速度は、第１ｐ側井戸層３２ａの成長速度の０．１倍以上０．５倍以下である。例えば、第２ｐ側井戸層３２ｂの成長速度は、第１ｐ側井戸層３２ａの成長速度の０．２倍以上０．４倍以下でも良い。
【００９１】
例えば、複数の井戸層３２の積層は、Ｖ属元素（例えば窒素）と、III属元素（例えばＧａ及びＩｎなど）と、を供給して行われる。Ｖ属元素を含む原料として、例えば、アンモニアガスが供給される。III属元素を含む原料として、例えば、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）が供給される。III属元素を含む原料として、例えば、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）が供給される。
【００９２】
例えば、第２ｐ側井戸層３２ｂの形成における、Ｖ／III比（Ｖ属元素の供給量の、III属元素の供給量に対する比）は、第１ｐ側井戸層３２ａの形成における、Ｖ／III比よりも高い。Ｖ/III比は、例えば、アンモニアガスの供給量に対するＴＭＧガスの供給量の比としても良い。
【００９３】
例えば、第２ｐ側井戸層３２ｂの形成におけるＶ属元素の供給量は、第１ｐ側井戸層３２ａの形成におけるＶ属元素の供給量と同じに設定しても良い。このとき、例えば、第２ｐ側井戸層３２ｂの形成におけるIII属元素の供給量は、第１ｐ側井戸層３２ａの形成におけるIII属元素の供給量よりも少なく設定する。
【００９４】
これにより、第１ｐ側井戸層３２ａにおける励起子の局在エネルギーを、第２ｐ側井戸層３２ｂにおける励起子の局在エネルギーよりも小さくなる。
【００９５】
例えば、第２ｐ側井戸層３２ｂにおけるＩｎ濃度のばらつきは、第１ｐ側井戸層３２ａにおけるＩｎ濃度のばらつきよりも大きい。例えば、第２ｐ側井戸層３２ｂの厚さの、第２ｐ側井戸層３２ｂの面内におけるばらつきは、第１ｐ側井戸層３２ａの厚さの、第１ｐ側井戸層３２ａの面内におけるばらつきよりも大きい。
【００９６】
実施形態によれば、高効率の半導体発光素子及びその製造方法が提供できる。
【００９７】
なお、本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。
【００９８】
なお、本明細書において「窒化物半導体」とは、ＢｘＩｎｙＡｌｚＧａ１−ｘ−ｙ−ｚＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，０≦ｚ≦１，ｘ＋ｙ＋ｚ≦１）なる化学式において組成比ｘ、ｙ及びｚをそれぞれの範囲内で変化させた全ての組成の半導体を含むものとする。またさらに、上記化学式において、Ｎ（窒素）以外のＶ族元素もさらに含むもの、導電形などの各種の物性を制御するために添加される各種の元素をさらに含むもの、及び、意図せずに含まれる各種の元素をさらに含むものも、「窒化物半導体」に含まれるものとする。
【００９９】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、半導体発光素子に含まれる第１半導体層、第２半導体層、発光部、井戸層、障壁層、第１電極、及び、第２電極などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
【０１００】
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
【０１０１】
その他、本発明の実施の形態として上述した半導体発光素子及びその製造方法を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての半導体発光素子及びその製造方法も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【０１０２】
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【０１０３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１０４】
５…基板、  ６…バッファ層、  １０…第１半導体層、  １０ａ…第１部分、  １０ｂ…第２部分、  １１…第１ｎ側層、  １２…第２ｎ側層、  ２０…第２半導体層、  ２１〜２４…第１〜第４ｐ側層、  ３０…発光部、  ３１…障壁層、  ３２…井戸層、  ３２ａ…第１ｐ側井戸層、  ３２ｂ…第２ｐ側井戸層、  ３２ｃ…第３ｐ側井戸層、  ３２ｎ…ｎ側井戸層、  ４０…多層構造体、  ７０…第１電極、  ８０…第２電極、  ８１…第１導電部、  ８２…第２導電部、  １１０、１１９ａ〜１１９ｃ…半導体発光素子、  ＢＬ、ＢＬｉ…障壁層、  ＥＱＥ…外部量子効率、  Ｅｆｆ…発光効率、  Ｅｗ…局在エネルギー、  ＧＲ…成長速度、  ＩＱＥ…内部量子効率、  Ｉｃ…電流、  Ｊｃ…電流密度、  ＷＬ、ＷＬｉ…井戸層、  ｎ、ｎ１…キャリア密度、  ｐｚ…位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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