(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ型窒化物半導体層とｐ型窒化物半導体層との間に、窒化物半導体からなる発光層と窒化物半導体からなる障壁層とを交互に積層してなる活性層を有する窒化物半導体発光素子であって、
前記障壁層のうち前記ｐ型窒化物半導体層に接触して形成される最終障壁層は、Ａｌを含む窒化物半導体からなり、当該最終障壁層に含まれるＣ濃度が５×１０１６／ｃｍ３以下であることを特徴とする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、ｎ型窒化物半導体層とｐ型窒化物半導体層との間に、窒化物半導体からなる発光層と窒化物半導体からなる障壁層とを交互に積層してなる活性層を有する窒化物半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、窒化物半導体は、ＬＥＤ（発光ダイオード）やＬＤ（レーザダイオード）などの発光素子の用途として利用、開発がなされているところである（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３４９８６９７号明細書
【特許文献２】特開平１１−２９８０９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者は、同一の材料で半導体発光素子を複数製造し、各素子に対して電流を注入したところ、実際に発光する素子と、全く発光しないか又はほとんど発光しない素子が混在していることに目をつけた。そして、これらの素子の結晶評価を行ったが、両者の間に結晶的には有意な差は存在しなかった。
【０００５】
本発明者は、素子によって発光したり発光しなかったりする現象が生じていることに対して更なる鋭意研究を重ねた結果、発光している素子と発光しなかった素子との間には、特定の箇所におけるＣ濃度に差異が存在することを突き止めた。
【０００６】
本発明は、上記の検討に鑑み、高い発光強度を示す窒化物半導体発光素子を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ｎ型窒化物半導体層とｐ型窒化物半導体層との間に、窒化物半導体からなる発光層と窒化物半導体からなる障壁層とを交互に積層してなる活性層を有する窒化物半導体発光素子であって、
前記障壁層のうち前記ｐ型窒化物半導体層に最も近い位置に形成される最終障壁層のＣ濃度が１×１０１８／ｃｍ３以下であることを特徴とする。
【０００８】
本発明者の鋭意研究により、最終障壁層のＣ濃度を１×１０１８／ｃｍ３以下として窒化物半導体発光素子を構成することで、発光強度の高い発光素子が実現されることが確認された。特に、最終障壁層のＣ濃度を５×１０１７／ｃｍ３以下とすることで、より発光強度の高い発光素子が実現される。この結果は、「発明を実施するための形態」の項で実施例を参照して後述される。
【０００９】
本発明者の鋭意研究により、最終障壁層のＣ濃度が１×１０１８／ｃｍ３より高くなると、当該Ｃ濃度が高くなるほど発光強度が低下することが確認された。この理由は現時点では定かではないが、本発明者はこの理由を以下のように推察している。すなわち、最終障壁層のＣ濃度が高いことで、ｐ型窒化物半導体層から発光層に向かう正孔の移動が妨げられる。正孔は電子と比べて移動度が低いことから、活性層を構成する複数の発光層のうち、ｐ型窒化物半導体層の近くに形成された発光層において電子と正孔が再結合しやすく、当該発光層が最も発光に寄与する。しかし、最終障壁層におけるＣ濃度が高いことで、この最も発光に寄与する発光層内に正孔を十分移動させることができない。この結果、当該発光層における電子と正孔の再結合確率が低下し、これに伴って発光強度が低下している。
【００１０】
この観点に立てば、ｐ型窒化物半導体層と最終障壁層との間に別の層を有する発光素子においては、当該別の層のＣ濃度についても１×１０１８／ｃｍ３以下とすることで、最も発光に寄与する発光層に正孔を高効率で注入できる。なお、この場合、当該別の層のＣ濃度を５×１０１７／ｃｍ３以下として発光素子を構成するのがより好ましい。
【００１１】
なお、窒化物半導体発光素子を構成する各半導体層は、一般的にＭＯＣＶＤ法（Metal Organic Chemical Vapor Deposition：有機金属化学気相蒸着）によって形成される。最終障壁層に存在するＣ成分は、原料ガスとして利用されるトリメチルガリウム（ＴＭＧ）などの有機金属化合物に含まれるＣ元素に由来するものと考えられる。よって、原料ガス及びキャリアガスの流量や成長温度のプロファイルを適宜変更することで、最終障壁層のＣ濃度を適宜調整することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、高い発光強度を示す窒化物半導体発光素子が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】窒化物半導体発光素子の構造を模式的に示す断面図である。
【図２】窒化物半導体発光素子の構造の一部分を模式的に示す断面図である。
【図３】実施例１〜３及び比較例１の各素子の発光光量と供給電流の関係を示すグラフである。
【図４】窒化物半導体発光素子の別の構造を模式的に示す断面図である。
【図５】窒化物半導体発光素子の別の構造の一部分を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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、以下の各図面において、実際の寸法比と図面上の寸法比は必ずしも一致しない。
【００１５】
［構造］
図１は、窒化物半導体発光素子の構造を模式的に示す断面図である。図１に示される窒化物半導体発光素子１（以下、適宜「発光素子１」と略記する。）は、基板２上に、アンドープ層３、ｎ型窒化物半導体層４、活性層５、及びｐ型窒化物半導体層６を有して構成されている。
【００１６】
（基板２）
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。
【００１７】
（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。
【００１８】
（ｎ型窒化物半導体層４）
ｎ型窒化物半導体層４は、ＡｌＸ１ＩｎＹ１ＧａＺ１Ｎ（０≦Ｘ１≦１、０≦Ｙ１≦１、０≦Ｚ１≦１、Ｘ１＋Ｙ１＋Ｚ１＝１）によって構成される。一例として、ｎ型窒化物半導体層４はｎ−Ａｌ０．０６Ｇａ０．９４Ｎによって構成される。なお、ドーパントとしてのｎ型不純物としてはＳｉが好適に用いられるが、Ｇｅ、Ｓ、Ｓｅ、Ｓｎ、Ｔｅなどを用いることもできる。
【００１９】
なお、ｎ型窒化物半導体層４は、アンドープ層３に接触する領域にｎ−ＧａＮで構成される層（保護層）を含む構成としても構わない。
【００２０】
（活性層５）
活性層５は、ＡｌＸ３ＩｎＹ３ＧａＺ３Ｎ（０≦Ｘ３≦１、０≦Ｙ３≦１、０≦Ｚ３≦１、Ｘ３＋Ｙ３＋Ｚ３＝１）からなる発光層と、ＡｌＸ４ＩｎＹ４ＧａＺ４Ｎ（０≦Ｘ４≦１、０≦Ｙ４≦１、０≦Ｚ４≦１、Ｘ４＋Ｙ４＋Ｚ４＝１）からなる障壁層とが複数層繰り返されて構成される。活性層５を構成する発光層は、活性層５を構成する障壁層よりもバンドギャップエネルギーが低ければよい。活性層５は、例えばＩｎＧａＮからなる発光層とＡｌＧａＮからなる障壁層が複数層繰り返されて構成される。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。なお、ここでいう「ＩｎＧａＮ」という表記は、ＩｎとＧａを含む窒化物半導体層であることを記載しているに過ぎず、ＩｎとＧａの組成比が１：１であることをいうものではない。「ＡｌＧａＮ」という表記についても同様である。
【００２１】
活性層５の構成について、図２を参照して詳述する。図２は、窒化物半導体発光素子１のうち、活性層５及びその近傍の部分を拡大して模式的に示した断面図である。
【００２２】
活性層５は、窒化物半導体で形成された障壁層（５ａ，５ｃ，５ｅ，５ｇ，５ｉ、５ｋ）と、窒化物半導体で形成された発光層（５ｂ，５ｄ，５ｆ，５ｈ，５ｊ）とが交互に積層されている。なお、本実施形態では、活性層５が６層の障壁層と５層の発光層を有する構成としているが、障壁層及び発光層の層数はあくまで一例であり、適宜設定可能である。
【００２３】
図２を参照して活性層５を説明すると、活性層５のうち、障壁層（５ａ，５ｃ，５ｅ，５ｇ，５ｉ、５ｋ）がＡｌＧａＮで構成されており、発光層（５ｂ，５ｄ，５ｆ，５ｈ，５ｊ）がＩｎＧａＮで構成されている。一例として、本実施形態における窒化物半導体発光素子１が備える活性層は、Ａｌ０．０８Ｇａ０．９２Ｎよりなる障壁層（５ａ，５ｃ，５ｅ，５ｇ，５ｉ、５ｋ）と、Ｉｎ０．０３Ｇａ０．９７Ｎよりなる発光層（５ｂ，５ｄ，５ｆ，５ｈ，５ｊ）とで構成されている。
【００２４】
そして、発光素子１は、障壁層（５ａ，５ｃ，５ｅ，５ｇ，５ｉ、５ｋ）のうち、ｐ型窒化物半導体層６に最も近い位置に形成される障壁層５ｋ、すなわち最終障壁層５ｋのＣ濃度を１×１０１８／ｃｍ３以下としている。
【００２５】
（ｐ型窒化物半導体層６）
ｐ型窒化物半導体層６は、ＡｌＸ２ＩｎＹ２ＧａＺ２Ｎ（０≦Ｘ２≦１、０≦Ｙ２≦１、０≦Ｚ２≦１、Ｘ２＋Ｙ２＋Ｚ２＝１）によって構成される。一例として、ｐ型窒化物半導体層６を、ｐ−Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ｎとｐ−Ａｌ０．０９Ｇａ０．９１Ｎの積層構造とすることができる。ドーパントとしてのｐ型不純物としてはＭｇが好適に用いられるが、Ｂｅ、Ｚｎなどを用いることもできる。
【００２６】
更に、ｐ型窒化物半導体層６は、ＡｌＸ２ＩｎＹ２ＧａＺ２Ｎ層の上層に、コンタクト用の高濃度ｐ−ＧａＮ層を有するものとしても構わない。
【００２７】
［製造プロセス］
次に、図１及び図２に示した発光素子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。
【００２８】
（ステップＳ１）
まず、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。
【００２９】
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、処理炉内に所定流量の水素ガスを流しながら、炉内を所定温度に昇温することで実行される。
【００３０】
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。具体的には、МОＣＶＤ装置における炉内の温度及び圧力を所定の値に設定した状態で、当該炉内に、キャリアガスとして所定の流量で窒素ガス及び水素ガスを流しながら、原料ガスとして所定の流量でトリメチルガリウム（ＴＭＧ）及びアンモニアを所定時間供給することで実行される。これにより、ｃ面サファイア基板の表面に、所定の厚み（例えば２０ｎｍ）のＧａＮよりなる低温バッファ層が形成される。
【００３１】
次に、ＭＯＣＶＤ装置の炉内温度を昇温した状態で、前記キャリアガス及び前記原料ガスの流量及び供給時間を適宜調整することで、低温バッファ層の表面に、所定の厚み（例えば１．７μｍ）のＧａＮよりなる下地層が形成される。
【００３２】
（ステップＳ２）
次に、アンドープ層３の上層にＡｌＸ１ＩｎＹ１ＧａＺ１Ｎの組成からなるｎ型窒化物半導体層４を形成する。具体的には、МОＣＶＤ装置における炉内の温度及び圧力を所定の値に設定した状態で、当該炉内に、キャリアガスとして所定の流量で窒素ガス及び水素ガスを流しながら、原料ガスとして所定の流量で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所定時間供給することで実行される。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。
【００３３】
なお、本ステップにおいて、ｎ型窒化物半導体層４をＡｌＸ１ＩｎＹ１ＧａＺ１Ｎで実現する場合には、原料ガスとして所定流量のトリメチルインジウム（ＴＭＩ）を加えるものとして構わない。
【００３４】
（ステップＳ３）
次に、ｎ型窒化物半導体層４の上層に活性層５を形成する。このとき、発光層（５ｂ，５ｄ，５ｆ，５ｈ，５ｊ）を形成するステップと、障壁層（５ａ，５ｃ，５ｅ，５ｇ，５ｉ、５ｋ）を形成するステップが交互に実行される。
【００３５】
具体的には、МОＣＶＤ装置における炉内の温度及び圧力を所定の値に設定した状態で、当該炉内に、キャリアガスとして所定の流量で窒素ガス及び水素ガスを流しながら、原料ガスとして所定の流量でＴＭＧ、ＴＭＡ、アンモニア、及びテトラエチルシランを所定時間供給することで障壁層（５ａ，５ｃ，５ｅ，５ｇ，５ｉ、５ｋ）が形成される。また、МОＣＶＤ装置における炉内の温度及び圧力を所定の値に設定した状態で、当該炉内に、キャリアガスとして所定の流量で窒素ガス及び水素ガスを流しながら、原料ガスとして所定の流量でＴＭＧ、ＴＭＩ、及びアンモニアを所定時間供給することで発光層（５ｂ，５ｄ，５ｆ，５ｈ，５ｊ）が形成される。原料ガスの供給時間によって各層の厚みを調整することができ、繰り返し回数によって発光層と障壁層の周期数を調整することができる。
【００３６】
これにより、例えば厚みが２０ｎｍのｎ型ＡｌＧａＮよりなる障壁層（５ａ，５ｃ，５ｅ，５ｇ，５ｉ、５ｋ）を有する活性層５及び厚みが２ｎｍのＩｎＧａＮよりなる発光層（５ｂ，５ｄ，５ｆ，５ｈ，５ｊ）が、ｎ型窒化物半導体層４の上面に形成される。
【００３７】
なお、ここでは、発光層（５ｂ，５ｄ，５ｆ，５ｈ，５ｊ）をアンドープとし、障壁層（５ａ，５ｃ，５ｅ，５ｇ，５ｉ、５ｋ）をｎ型不純物でドープする場合のプロセスを示しているが、これらの層はアンドープでも構わないし、ｐ型又はｎ型にドープされていても構わない。
【００３８】
また、発光層（５ｂ，５ｄ，５ｆ，５ｈ，５ｊ）をＡｌＩｎＧａＮで構成してもよい。この場合には、原料ガスに所定流量のＴＭＡを含めることで実現できる。同様に、障壁層（５ａ，５ｃ，５ｅ，５ｇ，５ｉ、５ｋ）をＡｌＩｎＧａＮで構成してもよい。この場合には、原料ガスに所定流量のＴＭＩを含めることで実現できる。
【００３９】
（ステップＳ４）
次に、活性層５の上層に、ＡｌＸ２ＩｎＹ２ＧａＺ２Ｎで構成されるｐ型窒化物半導体層６を形成する。具体的には、МОＣＶＤ装置における炉内の温度及び圧力を所定の値に設定した状態で、当該炉内に、キャリアガスとして所定の流量で窒素ガス及び水素ガスを流しながら、原料ガスとして所定の流量でＴＭＧ、ＴＭＡ、アンモニア及びｐ型不純物をドープするためのビスシクロペンタジニエルマグネシウム（Ｃｐ２Ｍｇ）を所定時間供給することで実行される。これにより、例えば厚みが２０ｎｍのＡｌ０．３Ｇａ０．７Ｎと、厚みが１５０ｎｍのＡｌ０．０９Ｇａ０．９１Ｎとの積層構造で構成されるｐ型窒化物半導体層６が、活性層５の上層に形成される。なお、本ステップにおいて、ｐ型窒化物半導体層６をＡｌＸ２ＩｎＹ２ＧａＺ２Ｎで実現する場合には、原料ガスとして更に所定流量のＴＭＩを加えるものとして構わない。
【００４０】
なお、この後に、ＴＭＡの供給を停止すると共に、Ｃｐ２Ｍｇの流量を適宜変更して原料ガスを所定時間供給することで、高濃度ｐ型のＧａＮ層を形成しても構わない。この場合、ｐ型窒化物半導体層６は、ＡｌＸ２ＩｎＹ２ＧａＺ２Ｎと高濃度ｐ型ＧａＮ層の積層構造で構成される。
【００４１】
（後の工程）
基板２の同一面側にｎ側電極とｐ型電極を配置するいわゆる「横型構造」の発光素子１を実現する場合には、ＩＣＰエッチングによりｎ型窒化物半導体層４の一部上面を露出させ、露出したｎ型窒化物半導体層４の上層にｎ側電極を形成し、ｐ型窒化物半導体層６の上層にｐ側電極を形成する。そして、各素子同士を例えばレーザダイシング装置によって分離し、電極に対してワイヤボンディングを行う。
【００４２】
一方、基板の一方の面にｎ側電極を配置し、他方の面にｐ側電極を配置してなる、いわゆる「縦型構造」の発光素子１を製造する場合には、以下の手順による。まず、ｐ型窒化物半導体層６の上層にｐ側電極となる金属電極（反射電極）、ハンダ拡散防止層、及びハンダ層を形成する。そして、ハンダ層を介して、導体又は半導体で構成された支持基板（例えばＣｕＷ基板）を貼り合わせた後、上下を反転させて基板２をレーザ照射等の方法により剥離する。その後、ｎ型窒化物半導体層４の上層にｎ側電極を形成する。以下、横型構造と同様に、素子分離及びワイヤボンディングを行う。
【００４３】
［評価］
図１及び図２に示す発光素子１に関し、最終障壁層５ｋのＣ濃度を変更させて素子の特性の評価を行った。具体的には、ステップＳ３の成長条件及びステップＳ４におけるｐ型窒化物半導体層６の成長条件を変更することで、最終障壁層５ｋのＣ濃度を変更させた。なお、各実施例及び比較例における各層の組成及び厚みは共通である。
【００４４】
より詳細にいえば、上述したプロセスにおいて、炉内温度の昇温の速度、及び原料ガスの供給開始タイミングを異ならせることで、最終障壁層５ｋのＣ濃度のみを変更させた。
【００４５】
なお、本実施形態に係る発光素子１では、最終障壁層５ｋがｐ型窒化物半導体層６に接触する構成を採用している。このため、最終障壁層５ｋを成長させる際の原料ガスだけでなく、ｐ型窒化物半導体層６を成長させる際の原料ガスによっても最終障壁層５ｋに含まれるＣ濃度に影響する可能性がある。このため、上述したように、ステップＳ３とステップＳ４の両方の成長条件を変更することで、最終障壁層５ｋのＣ濃度を変更させている。
【００４６】
実施例１の発光素子は、最終障壁層５ｋのＣ濃度が５×１０１６／ｃｍ３である。なお、この値はほぼ検出限界に相当する。
実施例２の発光素子は、最終障壁層５ｋのＣ濃度が５×１０１７／ｃｍ３である。
実施例３の発光素子は、最終障壁層５ｋのＣ濃度が１×１０１８／ｃｍ３である。
比較例１の発光素子は、最終障壁層５ｋのＣ濃度が２×１０１８／ｃｍ３である。
【００４７】
なお、上記の各実施例１−３及び比較例１において、最終障壁層５ｋのＣ濃度の値は、ＳＩＭＳ（Secondary Ion Mass Spectrometry：二次イオン質量分析法）を用いて導出されたものである。
【００４８】
図３は、上記実施例１−３、及び比較例１の各素子の発光強度と供給電流の関係を示すグラフである。図３によれば、最終障壁層５ｋのＣ濃度が５×１０１６／ｃｍ３である実施例１の素子及び、最終障壁層５ｋのＣ濃度が５×１０１７／ｃｍ３である実施例２の素子は、ほぼ同等程度の高い発光強度を示している。
【００４９】
一方、最終障壁層５ｋのＣ濃度が２×１０１８／ｃｍ３と最も高い値を示した比較例１の素子は、ほとんど発光が確認されなかった。また、最終障壁層５ｋのＣ濃度が実施例２と比較例１の間の１×１０１８／ｃｍ３である実施例３の素子は、実施例２の素子よりも発光強度が低下したものの、比較例１の素子に比べると十分な強度の発光が確認された。
【００５０】
図３の結果に鑑みると、最終障壁層５ｋのＣ濃度が高くなるほど素子の発光強度が低下する傾向を示していることが分かる。この理由は定かではないが、最終障壁層５ｋのＣ濃度が高い結果、ｐ型窒化物半導体層６から発光層（５ｊ等）への正孔の注入が妨げられ、当該発光層（５ｊ等）における電子と正孔の再結合確率が低下したことで発光強度が低下したものと推察される。
【００５１】
正孔は電子と比較して移動度が低いため、活性層５を構成する各発光層（５ｂ，５ｄ，５ｆ，５ｈ，５ｊ）のうち、ｐ型窒化物半導体層６の近くに位置する発光層（例えば発光層５ｊ等）において、最も効率的に電子と正孔が再結合される。つまり、ｐ型窒化物半導体層６の近くに位置する発光層が最も発光に寄与する層となる。しかし、比較例１のように発光層５ｊとｐ型窒化物半導体層６との間に位置する最終障壁層５ｋのＣ濃度が高い場合、最も発光に寄与する発光層５ｊに対する正孔の注入量が低下したことで、実施例１や実施例２と比べて発光強度が低下したものと考えられる。
【００５２】
この推察に鑑みれば、最終障壁層５ｋのＣ濃度がなるべく低くなるように発光素子１を形成することで、高い発光強度を示す発光素子が実現できることが分かる。特に、図３において、素子に対して０．１Ａの電流が印加された場合を比較すると、最終障壁層５ｋのＣ濃度が１×１０１８／ｃｍ３の実施例３の素子は、最終障壁層５ｋのＣ濃度が５×１０１６／ｃｍ３の実施例１の素子に比べて発光強度が６割程度に低下している。そして、最終障壁層５ｋのＣ濃度が２×１０１８／ｃｍ３の比較例１の素子は、実施例１の素子の発光強度の５％以下であり、ほとんど発光が認められない。すなわち、少なくとも最終障壁層５ｋのＣ濃度を１×１０１８／ｃｍ３以下とすることで、実用に耐える発光強度を示す発光素子が実現され、更に、最終障壁層５ｋのＣ濃度を５×１０１７／ｃｍ３以下とすることで、極めて高い発光強度を示す発光素子が実現される。
【００５３】
なお、活性層５を構成する発光層及び障壁層の積層数を上記実施例と異ならせて同一の実験を行ったが、図３と同様の傾向が得られた。また、障壁層の組成、ｐ型窒化物半導体層６の組成、又は障壁層の膜厚等を上記実施例と異ならせて同一の実験を行ったが、やはり図３と同様の傾向が得られた。このことからも、少なくとも最終障壁層５ｋのＣ濃度を１×１０１８／ｃｍ３以下とすることで、実用に耐える発光強度を示す発光素子が実現され、更に、最終障壁層５ｋのＣ濃度を５×１０１７／ｃｍ３以下とすることで、極めて高い発光強度を示す発光素子が実現されることが結論付けられる。
【００５４】
なお、上記実施形態では、発光層及び障壁層が複数周期繰り返されることで活性層５が形成される場合について説明したが、活性層５は、単一の発光層を有する構成であっても構わない。この場合、活性層５は発光層と当該発光層を挟む２つの障壁層を有し、障壁層と発光層が交互に積層されて実現される。そして、２つの障壁層のうち、ｐ型窒化物半導体層６に最も近い位置の障壁層が最終障壁層に対応し、この最終障壁層のＣ濃度が１×１０１８／ｃｍ３以下である。
【００５５】
なお、最終障壁層５ｋに含まれるＣによって、ｐ型窒化物半導体層６からの正孔の移動が妨げられることに鑑みれば、発光素子１が最終障壁層５ｋとｐ型窒化物半導体層６との間に別の層を有して構成される場合には、当該別の層についてもＣ濃度を１×１０１８／ｃｍ３以下とするのが好ましい。図４は、発光素子１の別の構造を模式的に示す断面図であり、図５は、図４に示される発光素子１のうち、活性層５及びその近傍の部分を拡大して模式的に示した断面図である。図４及び図５に示される発光素子１は、最終障壁層５ｋとｐ型窒化物半導体層６との間に、アンドープＡｌＧａＮ層７を備える構成である。このような場合には、最終障壁層５ｋ及びアンドープＡｌＧａＮ層７に含有されるＣ濃度が１×１０１８／ｃｍ３以下となるように構成される。これにより、ｐ型窒化物半導体層６に近い発光層（発光層５ｊ等）に対する正孔への注入が高まり、発光強度が改善される。
【００５６】
図４及び図５を参照して説明した例では、最終障壁層５ｋとｐ型窒化物半導体層６との間に形成される層をアンドープＡｌＧａＮ層７としたが、これはあくまで一例であり、別の層が形成されていても構わない。
【００５７】
なお、図４及び図５に示す構成において、最終障壁層５ｋとｐ型窒化物半導体層６との間に複数の層を介在させるものとしても構わない。この場合は、これらの複数の層に含有されるＣ濃度が１×１０１８／ｃｍ３以下となるように構成されるのが好ましい。
【符号の説明】
【００５８】
１      ：    窒化物半導体発光素子
２      ：    基板
３      ：    アンドープ層
４      ：    ｎ型窒化物半導体層
５      ：    活性層
６      ：    ｐ型窒化物半導体層
７      ：    アンドープＡｌＧａＮ層
５ａ，５ｃ，５ｅ，５ｇ，５ｉ、５ｋ      ：    障壁層
５ｂ，５ｄ，５ｆ，５ｈ，５ｊ      ：    発光層
【図１】
0006478685.tif 000002
【図２】
0006478685.tif 000003
【図３】
0006478685.tif 000004
【図４】
0006478685.tif 000005
【図５】
0006478685.tif 000006