(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ型半導体層と、
第一のｐ型半導体層と、
活性領域と、
上記活性領域と上記第一のｐ型半導体層との間に配置されたＡｌＧａＩｎＮを有するともに、少なくとも上り勾配層及び下り勾配層を有する電子ブロッキング領域と、
を備え、
上記電子ブロッキング領域の上記上り勾配層のアルミニウム組成は、上記活性領域側から上記電子ブロッキング領域の上記第一のｐ型半導体層側に向かって増加し、
上記電子ブロッキング領域の上記下り勾配層のアルミニウム組成は、上記活性領域側から上記電子ブロッキング領域の上記第一のｐ型半導体層側に向かって減少し、
上記上り勾配層の厚さは、上記下り勾配層の厚さより大きく、
上記上り勾配層と上記下り勾配層との間に中間層が配置され、上記上り勾配層の厚さは、上記中間層の厚さ以上であることを特徴とするＩＩＩ族窒化物系発光装置。
【請求項２】
上記電子ブロッキング領域の各層はＡｌＧａＮであることを特徴とする請求項１に記載の窒化物系発光装置。
【請求項３】
上記電子ブロッキング領域の上記上り勾配層、または、上記下り勾配層のアルミニウム組成は線形に変化することを特徴とする請求項１に記載の窒化物系発光装置。
【請求項４】
上記電子ブロッキング領域の上記上り勾配層、または、上記下り勾配層のアルミニウム組成は、指数関数的、対数的、及び多項式的のいずれかで変化することを特徴とする請求項１に記載の窒化物系発光装置。
【請求項５】
上記電子ブロッキング領域の上記上り勾配層、または、上記下り勾配層のアルミニウム組成は非単調に変化することを特徴とする請求項１に記載の窒化物系発光装置。
【請求項６】
上記電子ブロッキング領域は、上記上り勾配層と上記下り勾配層との間に、中間層を有することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の窒化物系発光装置。
【請求項７】
上記上り勾配層と上記下り勾配層との間の上記中間層のアルミニウム組成は一定であることを特徴とする請求項６に記載の窒化物系発光装置。
【請求項８】
上記電子ブロッキング領域の上記上り勾配層の厚さは１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の窒化物系発光装置。
【請求項９】
上記電子ブロッキング領域の上記上り勾配層の厚さは５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項８に記載の窒化物系発光装置。
【請求項１０】
上記電子ブロッキング領域の上記下り勾配層の厚さは１ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の窒化物系発光装置。
【請求項１１】
上記電子ブロッキング領域の上記下り勾配層の厚さは２ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１０に記載の窒化物系発光装置。
【請求項１２】
上記下り勾配層の厚さは２ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の窒化物系発光装置。
【請求項１３】
上記電子ブロッキング領域の最大のアルミニウム組成比は０．２と０．５の間であることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の窒化物系発光装置。
【請求項１４】
上記電子ブロッキング領域の最大のアルミニウム組成比は０．２８と０．４の間であることを特徴とする請求項１３に記載の窒化物系発光装置。
【請求項１５】
上記窒化物系発光装置は発光ダイオードであることを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載の窒化物系発光装置。
【請求項１６】
上記窒化物系発光装置はレーザーダイオードであることを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載の窒化物系発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置の技術分野、特に、発光装置の光出力効率の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置用のバックライト・ユニット、自動車のヘッドランプ、あるいは、一般照明を含む幅広い応用装置にとって、発光ダイオード（ＬＥＤ）は重要な構成要素である。例えば、ＩＩＩ族窒化物半導体をベースにした青色及び緑色のＬＥＤは、これらの応用装置に幅広く使用されている。しかしながら、このようなＬＥＤには、この技術分野で一般に「効率低下」（”efficiency droop”）と呼ばれる現象によって引き起こされる、高電流注入において性能が劣化するという悩みが依然存在する。
【０００３】
標準のＬＥＤ構造は、電子供給層（例えば、一般のｎ型半導体）、ホール供給層（例えば、ｐ型半導体）、及び、活性領域（例えば、単一または多重量子井戸を含む発光領域）を含んでいる。多重量子井戸構造は、量子井戸と量子バリヤを含んでいる。注入された電子が活性領域から漏れ出ることが、効率低下の原因の一つである可能性があると、文献で報告されている。この現象を抑制するために、窒化アルミニウム・ガリウム製の電子ブロッキング層（ＥＢＬ：Electron Blocking Layer）が、通常、活性領域と、ホール供給層との間に配置される。そして、大きなエネルギ・バンドギャップを有するＥＢＬは、活性領域から漏れる電子をできるだけ多く制限するのに好ましい。しかしながら、大きなエネルギ・バンドギャップ、つまり、アルミニウムの組成比が高いＥＢＬは、ＧａＮとＡｌＧａＮ間の格子のミスマッチのせいで、高品質の材料で作製するのは困難である。さらに、ｃ面での窒化物ヘテロ接合における内部分極場、特に、活性領域の最後尾の量子バリヤとＥＢＬ間の界面における内部分極場、また、ＥＢＬとホール供給層間の界面における内部分極場によって、アルミニウムの組成が大きいＥＢＬは、バンドがひどく曲がってしまう（図１に示す通り）。そして、これらの界面における価電子帯にはスパイクが発生し、これは活性領域内にホールが効率良く注入されるのを妨げる。
【０００４】
したがって、ホール注入に対する内部分極場の影響を軽減し、材料の品質を改良する一方で、ＥＢＬ内のアルミニウムの組成を高めることが望ましく、これによって、ＩＩＩ族窒化物ＬＥＤの光出力が向上する。
【０００５】
活性領域とＥＢＬ間の界面における内部分極場の影響を軽減する手法として、ＥＢＬの組成に勾配を付け、価電子帯のスパイクを減らすことが公知である。この手法は特許文献１に記載されている。これが教示していることは、ＥＢＬの活性領域側から、アルミニウムの組成を連続的に、または、離散的に勾配を付けることによって、価電子帯のスパイクが減少し、これによって、ホール注入が改善するということである。しかしながら、この特許では、ＥＢＬは、活性領域の最後尾の量子井戸の上に直接成長させる。この特定のケースでは、価電子帯のスパイクが最後尾の量子井戸とＥＢＬ間に存在するとしても、このスパイクは量子井戸内にあり、ホールはこの量子井戸内に蓄積する。
【０００６】
そして、キャリヤの再結合効率に対するこのような価電子帯のスパイクの影響は限定的である。さらに、量子井戸とＥＢＬ間の成長条件（成長温度等）が異なるために、活性領域の最後尾の量子井戸の上に直接、ＥＢＬを成長させることは困難である。量子井戸に接触するこのようなＥＢＬ層を有する結果として、この量子井戸のインジウム組成が大きく影響を受けることになる。そして、ＥＢＬの活性領域側の価電子帯内のスパイクを除去するのと同時に、活性領域の最後尾の量子井戸とＥＢＬ間にバリヤ層を有することが推奨されている。電子ブロッキング層が存在するにも関わらず、ＬＥＤの活性領域内へのホール注入を改善する他の手法は、ＥＢＬのｐ型層側におけるＥＢＬの組成に勾配を付けることである。この手法は特許文献２に記載されている。これが教示していることは、ＥＢＬのｐ型ホール供給層側から、アルミニウム組成に連続的な勾配を付けることによって、分極ドーピングを起こすことが可能で、これによって、マグネシウム・ドーピングのみを用いたときよりも、高いホール濃度が達成されるということである。選択肢として、マグネシウム・ドーピングの代わりに分極ドーピングによりホールを生成することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第５０８３８１７号公報
【特許文献２】国際公開２００６／０７４９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、分極ドーピングによってホールを生成するためには、ＥＢＬの厚さは、この特許出願に記載されているように、一般に１００ｎｍより大きくなければならない。ＧａＮとＡｌＧａＮ間に格子のミスマッチがあるため、応力緩和による結晶品質の劣化をもたらすことなく、標準のＬＥＤ構造内にこのような大きなＥＢＬを成長させることは困難である。これが、ＥＢＬの組成にインジウムを含ませて、応力緩和を避けるのを推奨する理由である。しかしながら、ＥＢＬ内にインジウムを含ませるには、商用の近紫外、青色、及び緑色のＬＥＤ内に、一般のＡｌＧａＮ  ＥＢＬを成長させるのに通常使用される温度よりも低い温度を使用することが必要である。低いＥＢＬ成長温度を使用する結果、結晶の品質が低下して、最終的にＬＥＤの性能に影響を及ぼすことになる。したがって、商用レベルの近紫外、青色、及び緑色のＬＥＤを作製するに当たり、インジウムを単に含ませることは適切ではない。
【０００９】
従来のＬＥＤの上記欠点に鑑みて、本発明の目的は、高効率のＬＥＤを提供することによって上記問題に対処することであり、ＥＢＬが高いアルミニウムの組成比を有し、これによって、ホールの注入効率を犠牲にすることなく、電子の漏れが軽減される。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明の一の局面による窒化物系発光装置は、多重量子井戸活性領域と、電子ブロッキング層とを含み、上記電子ブロッキング層のアルミニウム組成が、上記電子ブロッキング層の両側で勾配が付けられている。
【００１１】
本発明の一つの局面では、上記窒化物系発光装置は（Ａｌ、Ｉｎ、Ｇａ）Ｎ材料系で作製される。
【００１２】
本発明の他の局面では、上記電子ブロッキング層は、例えば、ＡｌxＧａ1-xＮ、または、ＩｎxＡｌyＧａ1-x-yＮでも良い。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、活性領域から注入電子が漏れるのを軽減することによって、半導体ＬＥＤの内部効率を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】基準ＬＥＤのバンド構造を示す。
【図２】本発明の実施形態による発光装置の断面図である。
【図３】本発明の実施形態によるものであって、図２に示す電子ブロッキング領域の断面図である。
【図４】本発明の実施形態によるものであって、図２に示す他の電子ブロッキング領域の断面図である。
【図５】基準ＬＥＤのバンド構造、及び、本発明の実施形態によるものであって、図４に示す電子ブロッキング領域の第一例を示す。
【図６Ａ】基準発光装置のＩＶ特性、及び、本発明の実施形態によるものであって、図４に示す電子ブロッキング領域を有する発光装置のＩＶ特性をグラフで示す。
【図６Ｂ】基準発光装置の内部量子効率、及び、本発明の実施形態による、図４に示す電子ブロッキング領域を有する発光装置の内部量子効率をグラフで示す。
【図７】本発明の実施形態による電子ブロッキング領域内の最大アルミニウム組成比の異なる値に対する、５０Ａ／ｃｍ２の電流密度における正規化された内部量子効率を示す。
【図８】本発明の実施形態による電子ブロッキング領域の上り勾配層の異なる厚さに対する、５０Ａ／ｃｍ２の電流密度における正規化された内部量子効率をグラフで示す。
【図９Ａ】本発明の実施形態による電子ブロッキング領域の上り勾配層、及び、下り勾配層の異なる厚さに対する、５０Ａ／ｃｍ２の電流密度における正規化された内部量子効率をグラフで示す。
【図９Ｂ】本発明の実施形態によるものであって、図８Ａに示す電子ブロッキング領域のためのバンド構造を示す。
【図１０】本発明の実施形態による電子ブロッキング領域の上り勾配層、及び、中間層の異なる厚さに対する、５０Ａ／ｃｍ２の電流密度における動作電圧をグラフで示す。
【図１１】本発明の実施形態によるものであって、図２に示す他の電子ブロッキング領域の断面図である。
【図１２】本発明の実施形態によるものであって、図２に示す他の電子ブロッキング領域の断面図である。
【図１３】本発明の実施形態によるものであって、図２に示す他の電子ブロッキング領域の断面図である。
【図１４Ａ】本発明の実施形態による発光ダイオードの断面図である。
【図１４Ｂ】本発明の実施形態による発光ダイオードの平面図である。
【図１５】本発明の実施形態による発光ダイオードのバンド図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の好適な実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１６】
本発明の装置は、技術分野で公知である任意の適切な手段で、かつ、任意の適切な基板上に成長させて良く、限定されないが、ｃ面、ａ面、ｍ面、ｒ面、及び、他の面等のサファイア、（１１１）面及び（１００）面等のシリコン、ｃ面、ａ面、ｍ面、ｒ面、及び、他の面等のＧＡＮ、または、様々な面を有するＳｉＣを含んでいる。ｃ面サファイアから０．３５度、または、ｃ面ＧａＮから２度傾斜したようなオフアングル基板を使用しても良い。基板の面は平坦、または、パターンを形成しても良い。
【００１７】
本発明の実施形態を、図２を参照して説明する。図２は（Ａｌ、Ｉｎ、Ｇａ）Ｎ材料系で作製された発光ダイオードの概略を示し、サファイア基板２０１、サファイア基板２０１上に配置されたｎ型（Ａｌ、Ｉｎ、Ｇａ）Ｎ層２０２、ｎ型層２０２上に配置された発光領域２０３、発光領域２０３上に配置された（Ａｌ、Ｉｎ、Ｇａ）Ｎ電子ブロッキング層２０４、及び、第一のｐ型（Ａｌ、Ｉｎ、Ｇａ）Ｎ層２０５を含んで良い。
【００１８】
ここで使用しているように、発光装置の発光領域は、多数と少数の電子的キャリヤ（例えば、ホールと電子）が再結合して光を生成する領域を指す。一般に、活性領域は量子井構造を含むことが可能で、量子井戸の総数は少なくとも１個、より好ましくは２個以上、より好ましくは６個以上で、かつ、好ましくは２０個以下、より好ましくは１４個以下であり、上記量子井戸層は（Ａｌ、Ｉｎ、Ｇａ）Ｎ材料系で作製される。
【００１９】
電子ブロッキング層２０４はアンドープとされてもよいが、ｐ型としてマグネシウムをドープするのが好ましい。
【００２０】
一般に、本発明の一局面はＩＩＩ族窒化物系発光装置である。実施形態では、上記装置は、ｎ型半導体層と、第一のｐ型半導体層と、活性領域と、上記活性領域と上記第一のｐ型半導体層との間に配置されたＡｌＧａＩｎＮを有するとともに、少なくとも上り勾配層ならびに下り勾配層を有する電子ブロッキング領域と、を備える。上記電子ブロッキング領域の上記上り勾配層のアルミニウム組成は、上記活性領域側から上記電子ブロッキング領域の上記第一のｐ型半導体層側に向かって増加し、上記電子ブロッキング領域の上記下り勾配層のアルミニウム組成は、上記活性領域側から上記電子ブロッキング領域の上記第一のｐ型半導体層側に向かって減少する。上記窒化物系発光装置は、発光ダイオード、または、レーザーダイオードであっても良い。
【００２１】
この発明の第一実施形態によるものであって、図３に示す３層を有する電子ブロッキング層２０４の一例では、上り勾配層３０１、上記上り勾配層３０１上に配置された中間層３０２、及び、上記中間層３０２上に配置された下り勾配層３０３を含んで良い。中間層３０２が存在するので、大量生産による上記電子ブロッキング領域の最大アルミニウム組成は安定している。
【００２２】
この例では、上記電子ブロッキング領域２０４の３層３０１、３０２、及び、３０３は、限定はされないが、ＡｌxＩｎyＧａ1-x-yＮを含み、０＜ｘ≦１かつ０≦ｙ＜１である。特に、広いバンドギャップを維持するために、Ｉｎ組成は、例えば、０≦ｙ＜０．０５と小さいほど好ましく、このような場合、ほぼＡｌ組成ｘには上記層のバンドギャプが対応する。さらに、この例では、上記電子ブロッキング領域２０４の３層３０１、３０２、及び、３０３はすべて同じ厚さを有する。しかしながら、上記３層３０１、３０２、及び、３０３は異なる厚さを有しても良い。
【００２３】
上記電子ブロッキング領域２０４の各層の組成を、この発明の第一実施形態にしたがって、図３及び図３のアルミニウム組成プロフィール３０４を参照して説明する。
【００２４】
上記上り勾配層３０１はＡｌxＩｎyＧａ1-x-yＮで作製され、上記上り勾配層３０１のアルミニウム組成比ｘは、成長方向に沿って、上記発光領域２０３と、上記電子ブロッキング領域２０４の上り勾配層３０１との間の界面における最小値から、上記上り勾配層３０１と、上記電子ブロッキング層２０４の中間層３０２との間の界面における最大値まで、直線的に変化する。
【００２５】
上記中間層３０２はＡｌxＩｎyＧａ1-x-yＮで作製され、上記中間層３０２のアルミニウム組成比は、一定か、または、ほぼ一定である。本発明の第一実施形態では、上記中間層３０２のアルミニウム組成比の値は、上記上り勾配層３０１の最大アルミニウム組成比の値と同じである。
【００２６】
そして、上記下り勾配層３０３はＡｌxＩｎyＧａ1-x-yＮで作製され、上記下り勾配層３０３のアルミニウム組成比ｘは、成長方向に沿って、上記中間層３０２と、上記電子ブロキッキング領域２０４の下り勾配層３０３との間の界面における最大値から、上記電子ブロッキング層２０４の下り勾配層３０３と、上記第一のｐ型（Ａｌ、Ｉｎ、Ｇａ）Ｎ層２０５との間の界面における最小値まで、直線的に変化する。本発明のこの第一の実施形態では、上記下り勾配層３０３の最大アルミニウム組成比の値は、上記中間層３０２のアルミニウム組成比の値と同じである。
【００２７】
各層におけるアルミニウム組成の組成変化をさらに図示するために、図３は、上記電子ブロッキング領域２０４内のアルミニウム組成プロフィールも示している。
【００２８】
本発明の第二の実施形態では、上記電子ブロッキング領域２０４の中間層３０２は厚さ０ｎｍ、つまり、上記電子ブロッキング領域は、２つの層３０１と３０３しか有していない。上記電子ブロッキング領域２０４の２つの層３０１と３０２内のアルミニウム組成は、第一の実施形態で説明したのと同じである。上記電子ブロッキング領域構造２０４と、上記第二の実施形態の各アルミニウム組成プロフィール４０１を図４に示す。
【００２９】
上記電子ブロッキング領域２０４の各層内のこのような組成プロフィールは、電導帯のプロフィールと価電子帯のプロフィールに影響を及ぼす。図５は、図２に類似した基準ＬＥＤのシミュレーション結果と、（電子ブロッキング領域２０４はＡｌxＧａ1-xＮの単一層で形成されているのだが、）この第二の実施形態で説明して図４に示す電子ブロッキング層を有するＬＥＤ構造のシミュレーション結果とを比較している。この例では、基準ＬＥＤの電子ブロッキング領域におけるアルミニウム組成比は０．２２と一定で、上記電子ブロッキング領域の厚さは１８ｎｍである。また、この例では、この発明の範囲を限定することはないが、この発明に係るＬＥＤの上記電子ブロッキング領域２０４の上り勾配層３０１におけるアルミニウム組成比は、０から０・３まで直線的に傾斜し、上記電子ブロッキング領域の下り勾配層３０３におけるアルミニウム組成比は、０．３から０まで直線的に傾斜している。両層の厚さは９ｎｍで、この発明に係るＬＥＤの上記電子ブロッキング領域の全厚は１８ｎｍである。図５に示すシミュレーション結果に対して、上記基準ＬＥＤと、この発明に係るＬＥＤ双方の他の構造パラメータについては、例えば、上記第一のｐ型層２０５は、３．００×１０19ｃｍ-3のｐ型ドーパント濃度を有する８０ｎｍのＧａＮで作製され、上記電子ブロッキング領域２０４は１．００×１０19ｃｍ-3のｐ型ドーパント濃度を有し、上記活性領域２０３は、４ｎｍ厚のＧａＮバリヤ層によって分割された、８個の３．５ｎｍ厚のＩｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ量子井戸を備えている。この特定の例では、上記基準ＬＥＤからの出射波長と、この発明に係るＬＥＤからの出射波長は、およそ４５０ｎｍである。
【００３０】
特に、図５の下部を参照する。図５の下部は、標準ＬＥＤの価電子帯５０３とホールフェルミ準位５０４、ならびに、この第二の実施形態（図４に示す）によるＬＥＤ構造の価電子帯５０７とホールフェルミ準位５０８を示す。標準ＬＥＤの上記電子ブロッキング層２０４に関連する価電子帯５０３は、活性領域２０３の最後尾のＧａＮバリヤと、上記電子ブロッキング層２０４との間の界面、ならびに、電子ブロッキング層２０４と、上記ＬＥＤの第一のｐ型ＧａＮ層２０５との間の界面において、夫々、２個のスパイク５０９と５１０を示している。これら２個のスパイクは、ＡｌＧａＮ電子ブロッキング層と、上記ＧａＮ層との間の分極場（”polarisation field”）における差異によって引き起こされる。
【００３１】
efficiency droop により効率低下が見える電流密度に対応する５０Ａ／ｃｍ2の同様の注入電流では、高いアルミニウム組成にもかかわらず、この第二の実施形態（図４に示す）によるＬＥＤ構造の電子ブロッキング領域２０４の価電子帯プロフィール５０７には、上記の基準ＬＥＤ構造が示すようなスパイクが見えない。そして、この実施形態によるＬＥＤの電子ブロッキング層のアルミニウム組成比は０．３に達し、基準ＬＥＤの電子ブロッキング層内のアルミニウム組成比は０．２２であるが、ホール注入はこれらのスパイクの存在によって制限されることはなく、また、この第二の実施形態によるＬＥＤ構造の動作電圧は、上記基準ＬＥＤの動作電圧と同様である。これは、両ＬＥＤ構造のＩＶ特性に関するシミュレーション結果を示す図６Ａに図示されている。
【００３２】
さらに、図５の上部を参照する。図５の上部は、上記標準ＬＥＤの価電子帯５０１とホールフェルミ準位５０２、ならびに、この第二の実施形態（図４に示す）によるＬＥＤ構造の価電子帯５０５とホールフェルミ準位５０６を示す。上記電子ブロッキング領域内のアルミニウム組成比の最大値は、上記基準ＬＥＤよりも、図４の実施形態のほうが大きいので、伝導帯５０５内の電子のエネルギ・バリヤは、上記標準ＬＥＤ５０１よりも大きい。結果的に、電子漏れは軽減され、内部量子効率（ＩＱＥ：Internal Quantum Efficiency）は向上する。これは図６Ｂに示す。図６Ｂは上記標準ＬＥＤのＩＱＥのシミュレーション結果と、この第二の実施形態で説明しているＬＥＤのＩＱＥのシミュレーション結果とを表している。本発明の第二の実施形態で説明しているＬＥＤ構造のＩＱＥは、約１Ａ・ｃｍ-2より大きな電流密度のとき、上記標準ＬＥＤ構造より高く、また、効率低下（”efficiency droop”）が小さいことも示している。
【００３３】
図４に示すように、この第二の実施形態における特定の構造を用いて本発明を説明したが、本発明の主旨または範囲を逸脱することなく、この構造の変形例が可能であることは、当業者には明らかである。
【００３４】
例えば、電子ブロッキング領域２０４の上り勾配ＡｌxＩｎyＧａ1-x-yＮ層３０１の最小アルミニウム組成比の値を０と異ならせ、かつ、下り勾配層３０３の最小値と異ならせることが可能であり、これも０と異ならせることが可能である。同様に、上り勾配層３０１のアルミニウム組成比の最大値を、下り勾配層３０３の最大アルミニウム組成比の値と異ならせることが可能である。
【００３５】
電子ブロッキング領域２０４の上り勾配ＡｌxＩｎyＧａ1-x-yＮ層３０１のアルミニウム組成比の最小値は、限定はされないが、０≦ｘ＜１で良く、より好ましくは、０≦ｘ≦０．１、より好ましくは、ｘ＝０である。同様に、電子ブロッキング領域４０１の下り勾配ＡｌxＩｎyＧａ1-x-yＮ層３０３のアルミニウム組成比の最小値は、限定はされないが、０≦ｘ＜１で良く、より好ましくは、０≦ｘ≦０．１、より好ましくは、ｘ＝０である。
【００３６】
電子ブロッキング領域２０４の上り勾配ＡｌxＩｎyＧａ1-x-yＮ層３０１のアルミニウム組成比の最大値は、限定はされないが、０＜ｘ≦１で良く、より好ましくは、０．２≦ｘ≦０．５、より好ましくは、０．２８≦ｘ≦０．４である。同様に、電子ブロッキング領域２０４の下り勾配ＡｌxＩｎyＧａ1-x-yＮ層３０３のアルミニウム組成比の最大値は、限定はされないが、０＜ｘ≦１で良く、より好ましくは、０．２≦ｘ≦０．５、より好ましくは、０．２８≦ｘ≦０．４である。図７は、第二の実施形態（図４）の例で説明しているＬＥＤの、電流密度５０Ａ／ｃｍ2（最大アルミニウム組成比０．４でのＩＱＥ値に正規化されている）におけるＩＱＥのシミュレーション結果を、電子ブロッキング領域２０４の上り勾配層及び下り勾配層内のアルミニウム組成比の最大値の関数として示している。ＩＱＥ、及び、結果としてのＬＥＤ出力は、上記電子ブロッキング領域の最大アルミニウム組成比が増加するとき増加する。特に、最大アルミニウム組成比が０．３に達すると、ＩＱＥ値は飽和し始め、そして、この特定例では、０．４より大きな最大アルミニウム組成比において飽和に達する。そして、最大効率を実現するために（つまり、図７において、少なくとも８０％の正規化ＩＱＥを実現すること）、上記電子ブロッキング領域２０４の上り勾配及び下り勾配ＡｌxＩｎyＧａ1-x-yＮ層のアルミニウム組成比の最大値が、例えば、０．２８≦ｘ≦０．４であることが望ましい。さらに一般的には、上記電子ブロッキング領域の最大アルミニウム組成比が０．２より低ければ、深刻な電子漏れを防止するのに十分な高さのエネルギ・バリヤを提供できず、また、０．５より高い値であれば、上記電子ブロッキング領域の結晶品質を劣化させることなく実験的に実現するのは困難であるが、これは、ＧａＮとＡｌxＧａ1-xＮ（ｘ＞０．５）間の格子ミスマッチが大きいためである。また、上記電子ブロッキング領域内のアルミニウム組成比の値が０．５より大きいと、マグネシウム・ドーピングの活性エネルギを大幅に低下させるかも知れず、これにより、動作電圧が大きく上昇することになる。
【００３７】
この特定例で説明している上記電子ブロッキング領域のアルミニウム組成値の好適な範囲は、標準の青色発光の窒化物系ＬＥＤ構造に匹敵するが、スペクトルの紫外領域で出射し、例えば、ＡｌＧａＮ基板、または、ＡｌＧａＮホール供給層を使用するＬＥＤ構造、及び、スペクトルの緑領域で出射し、青色ＬＥＤと比較してＩｎ含有量が高い井戸層を使用するＬＥＤ構造等の他のＬＥＤ構造では、これらの範囲は異なる可能性があることは、当業者には明らかである。
【００３８】
第二の実施形態の例では、上り勾配層３０１の厚さは、上記電子ブロッキング領域２０４の下り勾配層３０３の厚さに等しいが、上り勾配層３０１の厚さを、下り勾配層３０３の厚さと異ならせることは可能である。電子ブロッキング領域２０４の２層の各厚さがＩＱＥに与える効果を図８を参照して説明する。この特定例では、最小アルミニウム組成比は０に設定され、最大アルミニウム比は０．３０に設定されている。上記電子ブロッキング領域のアルミニウム組成プロフィールを、図８の上部に示す。この例では、上記電子ブロッキング層の全厚ａ＋ｂは１８ｎｍに設定され、「ａ」は上り勾配層３０１の厚さ、「ｂ」は下り勾配層３０３の厚さである。電子ブロッキング領域２０４の上り勾配層３０１の厚さが増加すると、シミュレーション結果は、上記ＬＥＤの内部量子効率が向上することを示す。これは、上り勾配層３０１の厚さ（図８の厚さａ）が増加すると、上記電子ブロッキング領域によって提供される電子のエネルギ・バリヤが増加し、電子漏れが減少するからである。特に、ａ＝ｂのとき、ＩＱＥは飽和し始める。そして、最大効率を実現するには、ａ≧ｂであることが好ましい。
【００３９】
上記の例では、電子ブロッキング領域の全厚はａ＋ｂ＝１８ｎｍなどであるが、他の厚さも可能である。電子ブロッキング領域２０４の上り勾配層３０１の厚さが、ＩＱＥに与える効果を図９Ａに示す。電子ブロッキング領域２０４の下り勾配層３０３のｂ＝０ｎｍ、及び、ｂ＝２ｎｍという２つの異なった値の厚さに対するＩＱＥを計算した。そのシミュレーション結果は、上り勾配層３０１の厚さが増加すると、ＩＱＥは増加して、上り勾配層３０１の厚さが約４０−６０ｎｍのとき飽和に達することを示している。それで、電子ブロッキング領域２０４の上り勾配層３０１の厚さは１００ｎｍ以下であることが好ましく、さらに好ましいのは、５０ｎｍ以下である。
【００４０】
さらに、図９Ａのシミュレーション結果は、上記電子ブロッキング領域の第一のｐ型層２０５側のアルミニウム組成に勾配を付けることによって、ＩＱＥがより優れたものになることを示している（図９Ａにおいて、ｂ＝２ｎｍでのＩＱＥ値はｂ＝０ｎｍのときより高い）。図９Ｂでは、下り勾配層３０３の厚さがｂ＝０ｎｍ及びｂ＝２ｎｍのときの、上記電子ブロッキング領域の価電子帯とホールフェルミ準位の計算結果を、それぞれ、黒色、及び、灰色の線で示す。上記電子ブロッキング領域のホール供給層側で、アルミニウム組成に勾配を付けたとき（つまり、ｂ＝２ｎｍのとき）、価電子帯内のスパイクはホールフェルミ準位（図９Ｂの灰色曲線）に達しない、つまり、ホールはこのエネルギートラップ（”energy trap”）では補足されない。そして、ホール注入効率は向上し、結果的に、ＩＱＥが向上する。要するに、この第二の実施形態では、電子ブロッキング領域２０４の下り勾配層３０３は１ｎｍ以上の厚さを有することが好ましく、２ｎｍ以上の厚さを有することはさらに好ましい。
【００４１】
第二の実施形態の例と同様に、第一の実施形態で説明し図３に示す電子ブロッキング領域２０４の３層の厚さは、異なる値を有することが可能である。上記電子ブロッキング領域の３層の各厚さが、ＩＱＥに与える効果を図１０を参照し説明する。この特定例では、最小アルミニウム組成比は０に設定され、最大アルミニウム比は０．３に設定されている。上記電子ブロッキング領域のアルミニウム組成プロフィールを、図１０の上部に示す。この例では、上記電子ブロッキング層の全厚ａ＋ｂ＋ｃは１８ｎｍに設定され、「ａ」は上り勾配層３０１の厚さ、「ｂ」は中間層３０２の厚さ、及び、「ｃ」は下り勾配層３０３の厚さである。また、下り勾配層３０３の厚さもｃ＝２ｎｍに設定されている。図１０のグラフは、上り勾配層と中間層の異なる厚さに対する、電流密度５０Ａ／ｃｍ2での動作電圧を示している。電子ブロッキング領域２０４の上り勾配層３０１（下り勾配層３０３）の厚さが増加（減少）すると、動作電圧は減少する。特に、ａ≧ｂのとき、上記動作電圧は、Ａｌ0.22Ｇａ0.78Ｎで作製された標準の１８ｎｍ厚の電子ブロッキング層を有する基準ＬＥＤの動作電圧と同様になる。同グラフでは、ａとｂの任意の値に対して、活性層側とＰ層側の両方にＡｌの組成比の傾斜領域を持つ電流ブロッキング層を有するＬＥＤの動作電圧は、０．３という同じアルミニウム比を有する標準のＡｌ0.3Ｇａ0.7Ｎ電子ブロッキング層を備えた基準ＬＥＤの動作電圧より低くなっている。
【００４２】
そこで、これらの結果を鑑みると、電子ブロッキング領域２０４の３層の厚さは、ａ＝０ｎｍとｃ＝０ｎｍ以外の任意の値を取ることが可能であるが、上り勾配層３０１の厚さは、ａ≧ｂのように、中間層３０２の厚さより、実用的に大きいことが好ましい。さらに（第二の実施形態の結果を鑑みて）、上り勾配層３０１の厚さも、ａ≧ｃのように、下り勾配層３０３の厚さより実用的に大きいことが好ましい。さらに、上り勾配層３０１の厚さは１００ｎｍより小さいことが好ましく、５０ｎｍより小さいことがさらに好ましい。下り勾配３０３の厚さは実用的に１ｎｍ以上であり、２ｎｍ以上であることがより好ましい。
【００４３】
電子ブロッキング領域２０４の３層の厚さがａ≧ｂかつａ≧ｃなどであると、アルミニウム組成比が高い場合、つまり、ｘ＞０．２に対して、上記電子ブロッキング領域の成長特性に非常に有利になる。実際、この場合、０．２より高いアルミニウム組成比を有する電子ブロッキング層の部分は、上記電子ブロッキング領域の全厚の半分より小さい。そして、電子に対するエネルギ・バリヤが高いだけでなく、すべての厚さに対して０．２より高い一定のアルミニウム組成比を有する標準の電子ブロッキング層に比べて、上記電子ブロッキング層の結晶品質は向上し、電子漏れは軽減される。
【００４４】
この例では、上り勾配層３０１と下り勾配層３０３のアルミニウム組成比の最小値は０に設定し、上り勾配層３０１と下り勾配層３０３のアルミニウム組成比の最大値は０．３に設定したが、他のアルミニウム組成比を用いることが可能である。図３に示す電子ブロッキング領域２０４の上り勾配ＡｌxＩｎyＧａ1-x-yＮ層３０１のアルミニウム組成比の最小値は、限定はされないが、０≦ｘ＜１で良く、より好ましくは、０≦ｘ≦０．１、より好ましくは、ｘ＝０である。同様に、図３に示す電子ブロッキング領域２０４の下り勾配ＡｌxＩｎyＧａ1-x-yＮ層３０３のアルミニウム組成比の最小値は、限定はされないが、０≦ｘ＜１で良く、より好ましくは、０≦ｘ≦０．１、より好ましくは、ｘ＝０である。
【００４５】
図３に示す電子ブロッキング領域２０４の上り勾配ＡｌxＩｎyＧａ1-x-yＮ層３０１のアルミニウム組成比の最大値は、限定はされないが、０＜ｘ≦１で良く、より好ましくは、０．２≦ｘ≦０．５、より好ましくは、０．２８≦ｘ≦０．４である。同様に、図３に示す電子ブロッキング領域２０４の下り勾配ＡｌxＩｎyＧａ1-x-yＮ層３０３のアルミニウム組成比の最大値は、限定はされないが、０＜ｘ≦１で良く、より好ましくは、０．２≦ｘ≦０．５、より好ましくは、０．２８≦ｘ≦０．４である。
【００４６】
そして、電子ブロッキング領域２０４の中間層３０２のアルミニウム組成比は、限定はされないが、０＜ｘ≦１で良く、より好ましくは、０．２≦ｘ≦０．５、より好ましくは、０．２８≦ｘ≦０．４である。
【００４７】
さらに、図３における電子ブロッキング領域２０４の中間層３０２は、アルミニウム組成が異なるその厚さ内に一つ以上の区画を有していても良い。
【００４８】
本発明の第三の実施形態では、図１１及び図１２に示すように、電子ブロッキング領域２０４の上り勾配層３０１及び下り勾配層３０３のアルミニウム組成プロフィールを非線形にすることが可能である。より具体的には、上り勾配層３０１及び／または下り勾配層のアルミニウム組成の勾配は、アルミニウム組成が増加するにつれて大きくなる。その勾配形状は、幾何級数的、対数的、または、多項式的にすることが可能である。この構造は、結晶品質が低く、Ａｌ組成が高い領域をさらに小さくすることが可能であるという利点を有する。
【００４９】
本発明の第四の実施形態では、電子ブロッキング領域２０４の上り勾配層及び下り勾配層内のアルミニウム組成プロフィールは非単調、つまり、上り勾配層３０１（下り勾配層３０３）のアルミニウム組成は、上り勾配（下り勾配）層の厚さ内の一つ以上の区画において、異なった勾配で増加（減少）することが可能である。上記電子ブロッキング領域内のそのようなアルミニウム組成プロフィール１１０１の一例を図１３に示す。上り勾配層内のアルミニウム組成は、上り勾配層の第一の区画１１０２よりも、第二の区画１１０３においてより速く増加している。非単調の変形例として、階段状の勾配も可能である。
【００５０】
図１４Ａと図１４Ｂは、それぞれ、窒化物系発光装置１の実施形態の断面図、及び、平面図を示す。図１４Ｂに示すＩ-Ｉ線に沿った断面図は図１４Ａに対応する。図１５はバンド・エネルギ図であり、ｎ型窒化物系層１０から第一のｐ型ＧａＮ層１８までのバンドギャップ・エネルギＥｇの大きさを概略的に示す。
【００５１】
図１４Ａにおいて、基板の上面は突起３Ａと、相対的な凹領域３Ｂ（平坦領域）を有する。基板３の上面には、ＡｌＮバッファ層５、アンドープＧａＮ層７、ｎドープＧａＮ層９、超格子層１２、ＭＱＬ発光層１４、上り勾配層１６Ａと下り勾配層１６Ｃを有するｐ型電子ブロッキング領域１６、及び、第一のｐ型ＧａＮ層１８（ホール供給層）が、この順で積み重ねられ、メサ部（”mesa part”）３０を形成している。メサ部３０の外側では、ｎ型ＧａＮ層９の上面の一部が露出し、その上に、ｎ側電極２１が設けられている。第一のｐ型ＧａＮ層１８上には、ｐ側透明電極２３と、ｐ側電極２５が設けられている。上記窒化物系発光装置１の上面は、ｐ側電極２５とｎ側電極２１の面を除いて、透明保護膜２７で覆われている。
【００５２】
ｎ型ドーパントはＳｉで、ｎ型ＧａＮ層９内のｎ型ドーピング濃度は１×１０19ｃｍ-3である。ｎ型ＧａＮ層９の厚さは５ｎｍである。
【００５３】
超格子層１２は、交互に積み重ねられた２０対の広バンドギャップ層１２Ａと、狭バンドギャップ層１２Ｂを含んでいる。広バンドギャップ層は、厚さ１．７５ｎｍのＧａＮを含み、狭バンドギャップ層は、厚さ１．７５ｎｍのＩｎ0.08Ｇａ0.92Ｎを含んでいる。広バンドギャップ層１２Ａと狭バンドギャップ層１２Ｂはｎ型ドープである。
【００５４】
ＭＱＷ発光層１４は、交互に積み重ねられた８対のＩｎxＧａ1-xＮ井戸１４ＷとＧａＮバリヤ１４Ｂを含んでいる。インジウム組成ｘは出射波長が４５０ｎｍとなるように決定される。井戸１４Ｗの厚さは４ｎｍで、バリヤ１４Ｂの厚さは５ｎｍである。井戸１４Ｗとバリヤ１４Ｂはアンドープである。
【００５５】
電子ブロッキング領域１６は、９ｎｍの上り勾配層１６Ａと、９ｎｍの下り勾配層１６Ｃを含んでいる、しかし、層１６Ａと１６Ｃの厚さの比率は、図８、図９、及び、図１０のシミュレーション結果に応じて変えることが可能である。電子ブロッキング領域１６では、上り勾配層１６ＡのＡｌxＧａ1-xＮにおける設計された開始組成Ｘは０ではなく０．０１６５であるが、これは、主として、マスフロー・コントローラを用いてＡｌ源を制御するからである。同じ理由で、下り勾配層１６Ｃにおける設計された最終組成Ｘも０．０１６５である。このように、電子ブロッキング層１６は一種の非単調構造を有している。上り勾配層１６Ａと下り勾配層１６Ｃの界面におけるＡｌxＧａ1-xＮの設計された最大組成Ｘは０．３である、しかし、実際の組成は、図１５の点線で示すものと見なす。上記点線でしめす構造も、凸状のアルミニウム組成を有する中間層であると解釈する。
【００５６】
Ｎ側電極２１とｐ側電極２５は、窒化物系発光装置１に駆動力を供給する電極である。ｎ側電極２１とｐ側電極２５は、図２のパッド電極部を別々に含んでいるが、しかし、電流拡散用の細長い突起部（枝電極）を、ｎ側電極２１とｐ側電極２５に接続しても良い。透明電極２３は、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）で作製された透明導電性膜が好ましい。
【００５７】
窒化物系発光装置１の寸法は、平面視で、４４０μｍ×５３０μｍである。
【００５８】
例１はＴＯ-１８のステム（”stem”）上に搭載された窒化物系発光装置１であって、樹脂シールを覆うことなく光出力を測定した。環境温度２５℃、駆動電流１００ｍＡ（電流密度Ｊ＝４８Ａ／ｃｍ2）で、光出力Ｐ１（２５）＝１４６．０ｍＷ（主波長４５０ｎｍ）が得られた。環境温度８０℃、駆動電流１００ｍＡで、光出力Ｐ１（８０）＝１３８．８ｍＷが得られた。Ｐ１（８０）／Ｐ１（２５）＝９５．１％なので、光出力は温度にはそれほど依存せず、例１は自己加熱による高温での動作に適している。
【００５９】
比較するために、比較例１を準備した。比較例１の構造は、電子ブロッキング領域１６（厚さ１８ｎｍ）が、厚さ１８ｎｍのｐ型Ａｌ0.22Ｇａ0.78Ｎに置き換えられていることを除けば、例１と同じである。
【００６０】
比較例１もＴＯ-１８のステム上に搭載し、樹脂シールを覆うことなく光出力を測定した。環境温度２５℃、駆動電流１００ｍＡで、光出力Ｐｃ（２５）＝１３８．７ｍＷ（主波長４５０ｎｍ）が得られた。環境温度８０℃、駆動電流１００ｍＡで、光出力Ｐｃ（８０）＝１３１．８ｍＷが得られた。このように、出力増加Ｐ１（２５）／Ｐｃ（２５）は１０５．３％であり、出力増加Ｐ１（８０）／Ｐｃ（８０）は１０５．３％である。
【００６１】
光出力の増加はシミュレーション・データのそれより小さいが、本発明の性能向上が確認された。シミュレーション・データと実際のデータ間の増加の食い違いは、実験用の電子ブロッキング領域が正確には設計されたものと同じではないなど、実験が不完全なためである。図１５の点線は想定されたＥｇのプロフィールを示しているのに対し、設計された構造は実線のように鋭いピークを有している。しかし、上記食い違いには、他に理由があるかも知れない。
【００６２】
上記実施形態で説明した電子ブロッキング領域のアルミニウム組成の値及び厚さの値の好適な範囲を、標準の青色発光窒化物系ＬＥＤ構造の一例を用いて説明したが、スペクトルの近紫外領域（３８０ｎｍ）からスペクトルの緑の領域（５６０ｎｍ）までにおいて出射するＬＥＤ構造のような、異なる波長で出射する他のＬＥＤ構造にもこれらの範囲を当てはめることが可能であることは、当業者には明白である。また、スペクトルの紫外領域で出射するＬＥＤであって、例えば、ＡｌＧａＮ基板、及び／または、ＡｌＧａＮホール供給層を用いるＬＥＤを本発明に使用する場合、これに応じて、アルミニウム組成の値の好適な範囲を変えなければならないかも知れないということも、当業者にとっては明白である（つまり、より高いアルミニウム組成の値を用いなければならないかも知れない）。
【００６３】
上記によれば、本発明の一局面はＩＩＩ族窒化物系発光装置である。実施形態では、上記装置は、ｎ型半導体層と、第一のｐ型半導体層と、活性領域と、上記活性領域と上記第一のｐ型半導体層との間に配置されたＡｌＧａＩｎＮを有するともに、少なくとも上り勾配層ならびに下り勾配層を有する電子ブロッキング領域とを備えている。上記電子ブロッキング領域の上記上り勾配層のアルミニウム組成は、上記活性領域側から、上記電子ブロッキング領域の上記第一のｐ型半導体層側に向かって増加し、上記電子ブロッキング領域の上記下り勾配層のアルミニウム組成は、上記活性領域側から上記電子ブロッキング領域の上記第一のｐ型半導体層側に向かって減少する。
【００６４】
上記窒化物系発光装置の一実施形態では、上記電子ブロッキング領域の各層はＡｌＧａＮである。
【００６５】
上記窒化物系発光装置の一実施形態では、上記電子ブロッキング領域の上記上り勾配層、または、上記下り勾配層のアルミニウム組成は線形に変化する。
【００６６】
上記窒化物系発光装置の一実施形態では、上記電子ブロッキング領域の上り勾配層、または、下り勾配層のアルミニウム組成は、指数関数的、対数的、及び多項式的のいずれかで変化する。
【００６７】
上記窒化物系発光装置の一実施形態では、上記電子ブロッキング領域の上り勾配層、または、下り勾配層のアルミニウム組成は非単調に変化する。
【００６８】
上記窒化物系発光装置の一実施形態では、上記電子ブロッキング領域は、上記上り勾配層と上記下り勾配層との間に、中間層を有する。
【００６９】
上記窒化物系発光装置の一実施形態では、上記上り勾配層と上記下り勾配層との間の上記中間層のアルミニウム組成は一定である。
【００７０】
上記窒化物系発光装置の一実施形態では、上記電子ブロッキング領域の上記上り勾配層の厚さは１００ｎｍ以下である。
【００７１】
上記窒化物系発光装置の一実施形態では、上記電子ブロッキング領域の上記上り勾配層の厚さは５０ｎｍ以下である。
【００７２】
上記窒化物系発光装置の一実施形態では、上記電子ブロッキング領域の上記下り勾配層の厚さは１ｎｍ以上である。
【００７３】
上記窒化物系発光装置の一実施形態では、上記電子ブロッキング領域の上記下り勾配層の厚さは２ｎｍ以上である。
【００７４】
上記窒化物系発光装置の一実施形態では、上記上り勾配層の厚さは、上記下り勾配層の厚さより大きい。
【００７５】
上記窒化物系発光装置の一実施形態では、上記下り勾配層の厚さは２ｎｍ以上である。
【００７６】
上記窒化物系発光装置の一実施形態では、上記上り勾配層と上記下り勾配層との間に中間層が配置され、上記上り勾配層の厚さは、上記中間層の厚さ以上である。
【００７７】
上記窒化物系発光装置の一実施形態では、上記電子ブロッキング領域の最大のアルミニウム組成比は０．２と０．５の間である。
【００７８】
上記窒化物系発光装置の一実施形態では、上記電子ブロッキング領域の最大のアルミニウム組成比は０．２８と０．４の間である。
【００７９】
上記窒化物系発光装置の一実施形態では、上記窒化物系発光装置は発光ダイオードである。
【００８０】
上記窒化物系発光装置の一実施形態では、上記窒化物系発光装置はレーザーダイオードである。
【００８１】
ここでは、上記説明および図面によって多くの異なる実施形態を開示している。これらの実施形態のすべての組み合わせ及びサブ組み合わせを文字で説明し、かつ、図示すると、過度に繰り返すことになり、かつ、分かりにくくなる。つまり、すべての実施形態は任意の方法での組み合わせ、及び／または、任意の組み合わせが可能であり、本明細書は、図面も含めて、ここで説明した実施形態のすべての組み合わせ及びサブ組み合わせに関する完全な説明、及び、それらを作製し、使用する方法及びプロセスに関する完全な説明を行っており、また、任意の組み合わせ、または、サブ組み合わせに関する請求範囲を支持していると解釈すべきである。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、ＬＥＤが使用される、例えば、液晶表示装置用バックライト、自動車用ヘッドランプ、一般の照明、光記録装置用レーザ、および、他の適切な応用装置を含む様々な使用のためのＬＥＤの製造に適用可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１          窒化物系発光装置
３          基板
３Ａ          突起
３Ｂ          凹領域
５          ＡｌＮバッファ層
７          アンドープＧａＮ層
９          ｎドープＧａＮ層
１０        ｎ型窒化物系層
１２        超格子層
１２Ａ        広バンドギャップ層
１２Ｂ        狭バンドギャップ層
１４        ＭＱＬ発光層
１４Ｂ        ＧａＮバリヤ
１４Ｗ        ＩｎxＧａ1-xＮ井戸
１６        ｐ型電子ブロッキング領域
１６Ａ        上り勾配層
１６Ｃ        下り勾配層
１８        第一のｐ型ＧａＮ層
２１        ｎ側電極
２３        透明電極
２５        ｐ側電極
２７        透明保護膜
３０        メサ部
２０１      サファイア基板
２０２      ｎ型（Ａｌ、Ｉｎ、Ｇａ）Ｎ層
２０３      発光領域
２０４      電子ブロッキング層（領域）
２０５      第一のｐ型層
３０１      上り勾配層
３０２      中間層
３０３      下り勾配層
３０４、４０１、９０１、１００１、１１０１  アルミニウム組成プロフィール
５０１、５０３、５０５、５０７      価電子帯
５０２、５０４、５０６、５０８      ホールフェルミ準位
５０９、５１０      スパイク
【図１】
0005908967.tif 000002
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
0005908967.tif 000014
【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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