(57)【要約】【課題】  基板上に少なくともｎ型窒化物半導体層、発光層（活性層）およびｐ型窒化物半導体層を順次積層して成る半導体発光素子において、発光効率を向上する。【解決手段】  発光層１４の井戸層１４ａ，１４ｂ，１４ｃはＡｌ０．０２Ｉｎ０．１８Ｇａ０．８０Ｎ層から成り、室温でのバンドギャップは２．７ｅＶであり、障壁層１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇはＡｌ０．３Ｉｎ０．１２Ｇａ０．５８Ｎ層から成り、室温でのバンドギャップはＧａＮ層１３，１６の３．４ｅＶよりも高い３．５ｅＶであり、エレクトロン・ブロッキング層１５はＡｌ０．４Ｉｎ０．１Ｇａ０．５Ｎ層から成り、室温でのバンドギャップは３．８ｅＶである。したがって、深い井戸を得ることができるとともに、エレクトロン・ブロッキング層１５をＡｌＧａＮで作成する場合に比べて格段に低温で形成でき、発光層１４と成膜温度を近付け、良好な膜質を得ることができ、更なる発光効率の向上を実現できる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に少なくともｎ型窒化物半導体層、発光層およびｐ型窒化物半導体層を順次積層して成る半導体発光素子において、
前記発光層とｐ型窒化物半導体層との間にエレクトロン・ブロッキング層を備え、
多重量子井戸構造から成る前記発光層の井戸層および障壁層ならびに前記エレクトロン・ブロッキング層がＡｌＩｎＧａＮから成り、前記障壁層のバンドギャップはＧａＮのバンドギャップよりも大きく、かつ前記エレクトロン・ブロッキング層のバンドギャップは前記障壁層のバンドギャップよりも大きいことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
前記井戸層がＡｌｙ１Ｉｎｘ１Ｇａ（１−ｘ１）Ｎ（０＜ｘ１＜１，０＜ｙ１＜１）から成り、前記障壁層がＡｌｙ２Ｉｎｘ２Ｇａ（１−ｘ２−ｙ２）Ｎ（０＜ｘ２＜１，０＜ｙ２＜１）から成り、前記エレクトロン・ブロッキング層がＡｌｙ３Ｉｎｘ３Ｇａ（１−ｘ３−ｙ３）Ｎ（０＜ｘ３＜１，０＜ｙ３＜１）から成り、ｘ１＝０．１８、ｙ１＝０．０２、ｘ２＝０．１２、ｙ２＝０．３、ｘ３＝０．１、ｙ３＝０．４であることを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記発光層による中心発光波長が、３８０ｎｍ以上、４７０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記請求項２または３記載の半導体発光素子を用いることを特徴とする照明装置。
【請求項５】
基板上に少なくともｎ型窒化物半導体層、発光層およびｐ型窒化物半導体層を順次積層して成る半導体発光素子の製造方法において、
１０００±ｚ１℃で前記基板上にｎ型窒化物半導体層を形成する工程と、
温度を低下し、８００±ｚ２℃で、多重量子井戸構造から成る前記発光層の障壁層をＡｌＩｎＧａＮで形成し、８００±ｚ３℃の温度で、井戸層をＡｌＩｎＧａＮで形成する工程を前記障壁層と井戸層との組数回繰返す工程と、
前記８００±ｚ２℃の温度で、エレクトロン・ブロッキング層をＡｌＩｎＧａＮで形成する工程と、
温度を上昇し、前記１０００±ｚ１℃で前記ｐ型窒化物半導体層を形成する工程とを含むことを特徴とする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、半導体内で電子と正孔とを結合させて発光させる半導体発光素子、およびそれを用いる照明装置ならびにその半導体発光素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、III−Ｎ化合物（以下、ナイトライドと呼ぶ。）を用いて、その中に発光層（活性層）として多重量子井戸を形成し、外部から電流を流して、この多重量子井戸で電子と正孔とを結合させて発光させる半導体固体発光素子の発展が目覚しい。
【０００３】
そのような半導体発光素子の代表例として、非特許文献１が挙げられる。その従来技術によれば、近紫外から青色で発光する半導体発光素子において、発光層の構成は、井戸層をＩｎｘＧａ（１−ｘ）Ｎ（０＜ｘ＜１）、障壁層をＧａＮとするのが一般的である。さらに、電子の移動度は大変大きく、簡単に発光層を通り越してｐ層にリークしてしまうので、電子が量子井戸から溢れてｐ層に流れ込むのを防ぐために、上記文献では、非特許文献２にも示されている通り、発光層とｐ層との間に、障壁層よりバンドギャップの大きいＡｌＧａＮ層を設けている。これは一般にエレクトロン・ブロッキンク層と呼ばれ、これによりｐ層への電子のリークを防ぎ、発光層への注入効率を向上させている。
【０００４】
そのような半導体発光素子の典型的な従来例を図３に示す。ＭＯＣＶＤを用いて、サファイア基板１上にバッファ層２を形成し、その後、１０２０℃でＳｉドープしたｎ型ＧａＮ層３を形成し、その上に発光層４、エレクトロン・ブロッキング層５を形成し、その上にｐ型ＧａＮ層６を形成してエピタキシャル層を完成させている。その後は、公知となっている技術を用いて、ｐ型電極７およびｎ型電極８を形成して該半導体発光素子を完成する。
【０００５】
そして、発光層４は、３つの井戸層４ａ，４ｂ，４ｃおよびそれを挟み込む障壁層４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇを交互に堆積して形成されており、井戸層４ａ，４ｂ，４ｃはＩｎＧａＮから成り、障壁層４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇはＧａＮから成り、これらの井戸層４ａ，４ｂ，４ｃおよび障壁層４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇも、前記１０２０℃で形成される。また、発光層４からｐ型ＧａＮ層６への電子のリークを防ぐエレクトロン・ブロッキング層５は、ＡｌＧａＮから成り、これも前記１０２０℃で形成される。
【０００６】
このように構成される半導体発光素子のエネルギーバンド図を、図４に示す。簡単のために、バンドオフセットは省略してある。ここで、ｎ型ＧａＮ層３およびｐ型ＧａＮ層６のバンドギャップは室温で３．４ｅＶであり、発光層４中の障壁層４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇもＧａＮから成り、バンドギャップは同じく３．４ｅＶである。一方、井戸層４ａ，４ｂ，４ｃは、Ｉｎ０．１７Ｇａ０．８３Ｎで形成され、バンドギャップは２．７ｅＶ、発光波長は４６０ｎｍの青色である。
【非特許文献１】M.Koide.S, S. Yamasaki, S. Nagai, N. Koide,and S. Asam, H. Amano, and I. Akasak, Appl. Phys. Lett. 68, 1403 (1996)
【非特許文献２】「Introduction to Solid-State Lighting (John Wiley & Sons,Inc  2002)」pp53-54
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の従来技術では、まず発光層４がＧａＮ／ＩｎＧａＮから成るので、この場合、井戸層４ａ，４ｂ，４ｃの幅および深さをあまり大きく取れないために、電流密度が大きくなると該井戸層４ａ，４ｂ，４ｃにキャリアが入りきれなくなり、該井戸層４ａ，４ｂ，４ｃから溢れ、発光に寄与しなくなる。その結果、電流密度を上げてゆくと発光効率は単調に減少するという問題がある。
【０００８】
また、ＩｎｘＧａ（１−ｘ）Ｎ（０＜ｘ＜１）の堆積温度は７００〜８００℃程度であるのに対して、ＧａＮの堆積温度は１０００〜１１００℃程度であるので、ＩｎＧａＮ／ＧａＮを連続成長するためには、ＧａＮの成長温度をＩｎＧａＮに合わせて下げるか、もしくは８００℃から１０００℃まで急激に昇温しなければいけない。このため、障壁層４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇとなるＧａＮの結晶性は悪くなり、界面やＧａＮ層内部にキャリアの捕獲準位や非発光再結合センターができてしまい、キャリアが捕獲される原因となる。加えて、エレクトロン・ブロッキング層５のＡｌＧａＮの形成温度はＧａＮよりさらに高いために、たとえばＡｌＧａＮを最適な温度より低温で堆積しなければならず、やはりＧａＮとＡｌＧａＮと界面に、欠陥もしくは不純物準位を形成して、前記キャリアの捕獲準位や非発光再結合センターを形成してしまう。
【０００９】
本発明の目的は、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ発光層より深い発光層を形成して、キャリアの注入効率を高めるとともに、膜質の良いエレクトロン・ストッパー層を有する半導体発光素子およびそれを用いる照明装置ならびに半導体発光素子の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の半導体発光素子は、基板上に少なくともｎ型窒化物半導体層、発光層およびｐ型窒化物半導体層を順次積層して成る半導体発光素子において、前記発光層とｐ型窒化物半導体層との間にエレクトロン・ブロッキング層を備え、多重量子井戸構造から成る前記発光層の井戸層および障壁層ならびに前記エレクトロン・ブロッキング層がＡｌＩｎＧａＮから成り、前記障壁層のバンドギャップはＧａＮのバンドギャップよりも大きく、かつ前記エレクトロン・ブロッキング層のバンドギャップは前記障壁層のバンドギャップよりも大きいことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の半導体発光素子の製造方法は、基板上に少なくともｎ型窒化物半導体層、発光層およびｐ型窒化物半導体層を順次積層して成る半導体発光素子の製造方法において、１０００±ｚ１℃で前記基板上にｎ型窒化物半導体層を形成する工程と、温度を低下し、８００±ｚ２℃で、多重量子井戸構造から成る前記発光層の障壁層をＡｌＩｎＧａＮで形成し、８００±ｚ３℃の温度で、井戸層をＡｌＩｎＧａＮで形成する工程を前記障壁層と井戸層との組数回繰返す工程と、前記８００±ｚ２℃の温度で、エレクトロン・ブロッキング層をＡｌＩｎＧａＮで形成する工程と、温度を上昇し、前記１０００±ｚ１℃で前記ｐ型窒化物半導体層を形成する工程とを含むことを特徴とする。
【００１２】
上記の構成によれば、基板上に少なくともｎ型窒化物半導体層、発光層（活性層）およびｐ型窒化物半導体層を順次積層して成る半導体発光素子において、前記発光層とｐ型窒化物半導体層との間に、電子のｐ型窒化物半導体層への流入を阻止することで発光効率を高めるためのエレクトロン・ブロッキング層を設け、多重量子井戸構造（ＭＱＷ）から成る発光層の井戸層をＡｌｙ１Ｉｎｘ１Ｇａ（１−ｘ１）Ｎ（０＜ｘ１＜１，０＜ｙ１＜１）の４元元素で形成し、発光層の障壁層もＡｌｙ２Ｉｎｘ２Ｇａ（１−ｘ２−ｙ２）Ｎ（０＜ｘ２＜１，０＜ｙ２＜１）の４元元素で形成し、さらに前記エレクトロン・ブロッキング層もＡｌｙ３Ｉｎｘ３Ｇａ（１−ｘ３−ｙ３）Ｎ（０＜ｘ３＜１，０＜ｙ３＜１）の４元元素で形成する。そして、前記障壁層のバンドギャップはＧａＮのバンドギャップよりも大きく、かつ前記エレクトロン・ブロッキング層のバンドギャップは前記障壁層のバンドギャップよりも大きい。
【００１３】
そして、そのようなバンドギャップを実現するにあたって、ＡｌＩｎＧａＮのＡｌの量でバンドギャップを調整でき（Ａｌを多くすることでバンドギャップを大きくできる）、またＧａＮよりもＩｎＧａＮの方が低温でＡｌを加えることができる。
【００１４】
したがって、エレクトロン・ブロッキング層は、ＡｌＧａＮに近い高さのバンドギャップを有し、発光層からｐ層への電子のリークを防止して注入効率を高めることができる。また、ＩｎＧａＮと同等なバンドギャップを持つ井戸層を形成でき、かつＧａＮよりもバンドギャップの高い障壁層を形成でき、従来例よりも注入効率の高い発光層を形成することができる。さらにまた、前記エレクトロン・ブロッキング層はＡｌＧａＮより格段に低温で形成することができ、同じＡｌＩｎＧａＮから成る井戸層および障壁層と成膜温度を近付け、界面や層内部に欠陥もしくは不純物準位の少ない膜質の良いエレクトロン・ブロッキング層を形成でき、更なる発光効率の向上を実現することができる。
【００１５】
さらにまた、本発明の半導体発光素子は、前記井戸層がＡｌｙ１Ｉｎｘ１Ｇａ（１−ｘ１）Ｎ（０＜ｘ１＜１，０＜ｙ１＜１）から成り、前記障壁層がＡｌｙ２Ｉｎｘ２Ｇａ（１−ｘ２−ｙ２）Ｎ（０＜ｘ２＜１，０＜ｙ２＜１）から成り、前記エレクトロン・ブロッキング層がＡｌｙ３Ｉｎｘ３Ｇａ（１−ｘ３−ｙ３）Ｎ（０＜ｘ３＜１，０＜ｙ３＜１）から成り、ｘ１＝０．１８、ｙ１＝０．０２、ｘ２＝０．１２、ｙ２＝０．３、ｘ３＝０．１、ｙ３＝０．４であることを特徴とする。
【００１６】
上記の構成によれば、量子井戸を深くして大きな注入電流を得ることができ、かつエレクトロン・ブロッキング層のバンドギャップも大きくしてリーク電流を抑えることができるとともに、成膜温度を８００℃前後の比較的近い値に設定することができ、良好な膜質を得ることもできる。
【００１７】
また、本発明の半導体発光素子は、前記発光層による中心発光波長が、３８０ｎｍ以上、４７０ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１８】
上記の構成によれば、上記の波長域はＡｌＩｎＧａＮ／ＡｌＩｎＧａＮの発光層（活性層）の発光効率が高い波長域であり、その波長域内で、所望とするバンドギャップを得ることができる組成とすることが望ましい。
【００１９】
さらにまた、本発明の照明装置は、前記の半導体発光素子を用いることを特徴とする。
【００２０】
上記の構成によれば、照明装置では、蛍光体を調整することで所望の演色性を得ることができ、効率のよい励起光が要求されるので、上述のような発光効率の高い半導体発光素子を用いることは、特に照明装置に好適である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の半導体発光素子およびその製造方法は、以上のように、基板上に少なくともｎ型窒化物半導体層、発光層（活性層）およびｐ型窒化物半導体層を順次積層して成る半導体発光素子において、前記発光層とｐ型窒化物半導体層との間に、電子のｐ型窒化物半導体層への流入を阻止することで発光効率を高めるためのエレクトロン・ブロッキング層を設け、多重量子井戸構造（ＭＱＷ）から成る発光層の井戸層をＡｌｙ１Ｉｎｘ１Ｇａ（１−ｘ１）Ｎ（０＜ｘ１＜１，０＜ｙ１＜１）の４元元素で形成し、発光層の障壁層もＡｌｙ２Ｉｎｘ２Ｇａ（１−ｘ２−ｙ２）Ｎ（０＜ｘ２＜１，０＜ｙ２＜１）の４元元素で形成し、さらに前記エレクトロン・ブロッキング層もＡｌｙ３Ｉｎｘ３Ｇａ（１−ｘ３−ｙ３）Ｎ（０＜ｘ３＜１，０＜ｙ３＜１）の４元元素で形成し、前記障壁層のバンドギャップはＧａＮのバンドギャップよりも大きく、かつ前記エレクトロン・ブロッキング層のバンドギャップは前記障壁層のバンドギャップよりも大きくする。
【００２２】
それゆえ、エレクトロン・ブロッキング層は、ＡｌＧａＮに近い高さのバンドギャップを有し、発光層からｐ層への電子のリークを防止して注入効率を高めることができる。また、ＩｎＧａＮと同等なバンドギャップを持つ井戸層を形成でき、かつＧａＮよりもバンドギャップの高い障壁層を形成でき、従来例よりも注入効率の高い発光層を形成することができる。さらにまた、前記エレクトロン・ブロッキング層はＡｌＧａＮより格段に低温で形成することができ、同じＡｌＩｎＧａＮから成る井戸層および障壁層と成膜温度を近付け、界面や層内部に欠陥もしくは不純物準位の少ない膜質の良いエレクトロン・ブロッキング層を形成することができ、更なる発光効率の向上を実現することができる。
【００２３】
さらにまた、本発明の照明装置は、以上のように、前記の半導体発光素子を用いる。
【００２４】
それゆえ、効率のよい励起光が要求される照明装置に、上述の半導体発光素子を用いることは、特に好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は、本発明の実施の一形態に係る半導体発光素子の断面図である。本発明の半導体発光素子の基本構造は、前述の図３で示す半導体発光素子と同様であり、以下にその構造を説明する。サファイア基板１１上には、バッファ層１２、ｎ型ＧａＮ層１３、発光層１４、エレクトロン・ブロッキング層１５およびｐ型ＧａＮ層１６が順に積層され、エピが完成される。その後、ｐ型電極１７およびｎ型電極１８が形成される。前記発光層１４は、３つの井戸層１４ａ，１４ｂ，１４ｃおよびそれを挟み込む障壁層１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇから構成されている。
【００２６】
注目すべきは、本発明では、前記エレクトロン・ブロッキング層１５の組成が図３で示す半導体発光素子と異なり、その成膜温度も異なることである。具体的には、井戸層１４ａ，１４ｂ，１４ｃ、障壁層１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇおよびエレクトロン・ブロッキング層１５の総てが、ＡｌＩｎＧａＮから成ることである。たとえば、前記井戸層１４ａ，１４ｂ，１４ｃはＡｌ０．０２Ｉｎ０．１８Ｇａ０．８Ｎから成り、障壁層１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇはＡｌ０．３Ｉｎ０．１２Ｇａ０．５８Ｎから成り、エレクトロン・ブロッキング層１５はＡｌ０．４Ｉｎ０．１Ｇａ０．５Ｎから成る。これは、所望のバンドギャップを実現するにあたって、総ての層をＡｌＩｎＧａＮで作成すると、Ａｌの量でバンドギャップを調整でき（Ａｌを多くすることでバンドギャップを大きくできる）、またＧａＮよりもＩｎＧａＮの方が低温でＡｌを加えることができるためである。
【００２７】
以下に、上述のように構成される半導体発光素子の結晶成長方法を説明する。成長に用いるガスは、キャリアガスとして、水素ガス（Ｈ２）、窒素ガス（Ｎ２）、成長に係わるガスとして、アンモニア（ＮＨ３）、トリメチルガリウム（Ｇａ（ＣＨ３）３）、トリメチルアルミニウム（Ａｌ（ＣＨ３）３）、トリメチルインジウム、（Ｉｎ（ＣＨ３）３）、シラン（ＳｉＨ４）、シクロペンタジエニルマグネシウム（Ｍｇ（Ｃ５Ｈ５）２）である。
【００２８】
先ず、サファイア基板１１を有機および酸溶液にて洗浄を行う。そして、ＭＯＣＶＤ装置を用いて、７６Ｔｏｒｒの減圧雰囲気下で、５５０℃で３０ｎｍのＧａＮバッファ層１２を形成し、その後１０００±ｚ１℃、たとえばｚ１＝＋２０の１０２０℃に昇温して、Ｓｉをドープしながらｎ型ＧａＮ層１３を３μｍ堆積する。これらの技術はすでに周知の事柄であり、詳細は省略する。
【００２９】
その後、温度を８００±ｚ２℃、たとえばｚ２＝＋４０の８４０℃に降温し、材料ガスとして、アンモニア、トリメチルガリウム、トリメチルインジウムおよびトリメチルアルミニウムを、それぞれインジウムの組成比が１２％、アルミニウムの組成比が３０％、ガリウムの組成比が５８％になるように流量比を選んで流し、発光層１４内の１番目の障壁層１４ｄとなる前記Ａｌ０．３Ｉｎ０．１２Ｇａ０．５８Ｎ層を厚さ約５ｎｍ形成する。続いて、温度を８００±ｚ３℃、たとえばｚ３＝０の８００℃に降温し、障壁層形成の場合と同様に、それぞれのガス流量比を選んで、インジウムの組成比が１８％、アルミニウムの組成比が２％、ガリウムの組成比が８０％になる条件で、発光層１４内の１番目の井戸層１４ａとなる前記Ａｌ０．０２Ｉｎ０．１８Ｇａ０．８０Ｎ層を厚さ約３ｎｍ形成する。以下同様に、２番目の障壁層１４ｅおよび井戸層１４ｂ、３番目の障壁層１４ｆおよび井戸層１４ｃ、ならびに４番目の障壁層１４ｇを形成する。
【００３０】
この後に、障壁層１４ｇの温度８００±ｚ２℃の８４０℃に保ったまま、アンモニア、トリメチルガリウム、トリメチルインジウムおよびトリメチルアルミニウムのそれぞれのガス流量比を変えて、インジウムの組成比が１０％、アルミニウムの組成比が４０％、ガリウムの組成比が５０％になるようにし、前記エレクトロン・ブロッキング層１５となる前記Ａｌ０．４Ｉｎ０．１Ｇａ０．５Ｎ層を厚さ約２０ｎｍ形成する。
【００３１】
その後は、前記１０００±ｚ１℃の１０２０℃に昇温して、Ｍｇをドープしながら、ｐ型ＧａＮ層１６を形成してエピウェハの作成を終了し、ｐ型電極１７およびｎ型電極１８を形成するのであるが、これも従来から周知の手法であるので、詳細は省略する。こうして、本発明の半導体発光素子が完成する。
【００３２】
図２は、上述のように作成された本発明の半導体発光素子の半導体層におけるエネルギーバンド図である。簡単のため、バンドオフセットは省略している。ｎ型ＧａＮ層１３およびｐ型ＧａＮ層１６のバンドギャップは、室温で３．４ｅＶである。前記発光層１４の内、障壁層１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇは前記Ａｌ０．３Ｉｎ０．１２Ｇａ０．５８Ｎ層から成り、バンドギャップは室温で３．５ｅＶと、ＧａＮ層１３，１６より高い障壁を実現しており、したがって量子井戸の深さは従来例のＩｎＧａＮ／ＧａＮよりも深く、キャリアの蓄積量も多くできる。
【００３３】
一方、井戸層１４ａ，１４ｂ，１４ｃは前記Ａｌ０．０２Ｉｎ０．１８Ｇａ０．８０Ｎ層から成り、室温でのバンドギャップは２．７ｅＶで、該井戸層１４ａ，１４ｂ，１４ｃで発光再結合により発光される光の波長は、４６０ｎｍの青色である。エレクトロン・ブロッキング層１５は、前記Ａｌ０．４Ｉｎ０．１Ｇａ０．５Ｎ層から成り、室温でのバンドギャップは３．８ｅＶと障壁層１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇよりも高く、電子のｐ型ＧａＮ層１６へのリークを止めるには充分な高さである。
【００３４】
ここで、図３の従来例のＡｌＧａＮで同様な高さのバンドギャップを有するエレクトロン・ブロッキング層５を形成するためには、Ａｌ組成１４％、Ｇａ組成８６％のＡｌ０．１４Ｇａ０８６Ｎを１１００℃で堆積する必要があり、発光層４の解離を防ぐためには、前述したように、この最適なＡｌ０．１４Ｇａ０８６Ｎ形成条件よりかなり低温で形成しなければならない。（７５０−８５０℃）。
【００３５】
したがって、本発明のエレクトロン・ブロッキング層１５は、格段に低温で形成でき、発光層１４の膜質も該エレクトロン・ブロッキング層１５の膜質も共に高品質に保ちながら、素子の形成が可能なことが理解される。また、ＩｎＧａＮと同等なバンドギャップを持つ井戸層１４ａ，１４ｂ，１４ｃを形成でき、かつＧａＮよりもバンドギャップの高い障壁層１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇを形成でき、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ発光層４より深く、多くの電子を蓄積できる発光層１４を形成することができる。このようにして、従来よりも発光効率を向上することができる。
【００３６】
また、ＡｌとＩｎとの２つのパラメータｘ，ｙを調整することで、前記発光層１４の中心発光波長およびバンドギャップを容易に変化させることができ、前記中心発光波長を３８０ｎｍ以上、４７０ｎｍ以下とすることで、ＡｌＩｎＧａＮ／ＡｌＩｎＧａＮから成る発光層１４の発光効率を高くすることができる。
【００３７】
さらにまた、半導体発光素子を用いる照明装置では、蛍光体を調整することで所望の演色性を得ることができ、効率のよい励起光が要求されるので、上述のような発光効率の高い半導体発光素子を用いることは、特に照明装置に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の一形態に係る半導体発光素子の断面図である。
【図２】本発明の半導体発光素子によるエネルギーバンド図である。
【図３】従来技術の半導体発光素子の断面図である。
【図４】従来技術の半導体発光素子によるエネルギーバンド図である。
【符号の説明】
【００３９】
１１    サファイア基板
１２    バッファ層
１３    ｎ型ＧａＮ層
１４    発光層
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ    井戸層
１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇ    障壁層
１５    エレクトロン・ブロッキング層
１６    ｐ型ＧａＮ層
１７    ｐ型電極
１８    ｎ型電極
【図１】
2007088269.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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