(57)【要約】【課題】高い寿命を有するIII族窒化物半導体発光素子およびその製造方法を提案する。【解決手段】ｎ型半導体層３２と、少なくともＡｌを含む発光層４０と、電子ブロック層５１、ｐ型クラッド層１５２およびｐ型コンタクト層５３が順次積層されたｐ型半導体層１５０とをこの順に備えるIII族窒化物半導体発光素子１において、電子ブロック層５１はＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．５５≦ｘ≦１．０）であり、ｐ型コンタクト層５３はＡｌｙＧａ１−ｙＮ（０≦ｙ≦０．１）であり、ｐ型クラッド層１５２はＡｌｚＧａ１−ｚＮであって、Ａｌ組成ｚが、電子ブロック層５１側からｐ型コンタクト層５３側に向かってｐ型クラッド層１５２の厚み全体に亘って漸減し、ｐ型クラッド層１５２のＡｌ組成ｚの厚み方向の減少率が０．０１／ｎｍ以上０．０２５／ｎｍ以下であることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ型半導体層と、少なくともＡｌを含む発光層と、電子ブロック層、ｐ型クラッド層およびｐ型コンタクト層が順次積層されたｐ型半導体層とをこの順に備えるIII族窒化物半導体発光素子において、
前記電子ブロック層はＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．５５≦ｘ≦１．０）であり、
前記ｐ型コンタクト層はＡｌｙＧａ１−ｙＮ（０≦ｙ≦０．１）であり、
前記ｐ型クラッド層はＡｌｚＧａ１−ｚＮであって、Ａｌ組成ｚが、前記電子ブロック層側から前記ｐ型コンタクト層側に向かって前記ｐ型クラッド層の厚み全体に亘って漸減し、
前記ｐ型クラッド層のＡｌ組成ｚの厚み方向の減少率が０．０１／ｎｍ以上０．０２５／ｎｍ以下であることを特徴とするIII族窒化物半導体発光素子。
【請求項２】
前記ｐ型クラッド層の前記電子ブロック層との界面から、前記ｐ型クラッド層の前記ｐ型コンタクト層との界面までの、前記ｐ型クラッド層のＡｌ組成ｚの変化量が（ｘ−ｙ）／２以上である、請求項１に記載のIII族窒化物半導体発光素子。
【請求項３】
前記ｐ型クラッド層のＡｌ組成ｚの漸減は、前記電子ブロック層のＡｌ組成ｘ以下から開始される、請求項１または２に記載のIII族窒化物半導体発光素子。
【請求項４】
前記ｐ型クラッド層のＡｌ組成ｚの漸減は、前記ｐ型コンタクト層のＡｌ組成ｙ以上で終了する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体発光素子。
【請求項５】
前記発光層から放射される光が、中心波長が３２０ｎｍ以下の深紫外光である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体発光素子。
【請求項６】
ｎ型半導体層と、少なくともＡｌを含む発光層と、ｐ型半導体層とをこの順に備えるIII族窒化物半導体発光素子の製造方法において、
前記ｐ型半導体層を形成する工程は、
前記発光層の上にＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．５５≦ｘ≦１．０）からなる電子ブロック層を形成する電子ブロック層形成工程と、
前記電子ブロック層上に、ＡｌｚＧａ１−ｚＮからなるｐ型クラッド層を形成するｐ型クラッド層形成工程と、
前記ｐ型クラッド層上に、ＡｌｙＧａ１−ｙＮ（０≦ｙ≦０．１）からなるｐ型コンタクト層を形成するｐ型コンタクト形成工程と、
を有し、
前記ｐ型クラッド層のＡｌ組成ｚを、前記電子ブロック層側から前記ｐ型コンタクト層側に向かって前記ｐ型クラッド層の厚み全体に亘って漸減させ、
前記ｐ型クラッド層のＡｌ組成ｚの厚み方向の減少率を０．０１／ｎｍ以上０．０２５／ｎｍ以下とすることを特徴とするIII族窒化物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、III族窒化物半導体発光素子およびその製造方法に関し、特に、高い寿命を有するIII族窒化物半導体発光素子およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ等とＮとの化合物からなるIII族窒化物半導体は、紫外光発光素子の材料として用いられている。中でも、高Ａｌ組成のＡｌＧａＮからなるIII族窒化物半導体は、紫外発光素子や発光波長３００ｎｍ以下の深紫外光発光素子（ＤＵＶ−ＬＥＤ）に用いられている。
【０００３】
発光素子に要求される特性として、例えば高外部量子効率特性や低抵抗特性が挙げられる。特許文献１には、量子井戸構造の発光層とｐ型クラッド層との間に、電子ブロック層と呼ばれる電子のエネルギー障壁となる層を形成することにより、発光効率を高めることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２０５７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の方法で作製された発光素子は、高い発光出力を有しているものの、その寿命に改善の余地を有していた。そこで、本発明の目的は、高い寿命を有するIII族窒化物半導体発光素子およびその製造方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記課題を解決する方途について鋭意検討した。その結果、ｐ型クラッド層のＡｌ組成が、電子ブロック層側からｐ型コンタクト層側に向かってｐ型クラッド層の厚み全体に亘って漸減するようにし、かつｐ型クラッド層のＡｌ組成の厚み方向の減少率を０．０１／ｎｍ以上０．０２５／ｎｍ以下とすることが極めて有効であることを見出し、本発明を形成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明の要旨構成は以下の通りである。
（１）ｎ型半導体層と、少なくともＡｌを含む発光層と、電子ブロック層、ｐ型クラッド層およびｐ型コンタクト層が順次積層されたｐ型半導体層とをこの順に備えるIII族窒化物半導体発光素子において、前記電子ブロック層はＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．５５≦ｘ≦１．０）であり、前記ｐ型コンタクト層はＡｌｙＧａ１−ｙＮ（０≦ｙ≦０．１）であり、前記ｐ型クラッド層はＡｌｚＧａ１−ｚＮであって、Ａｌ組成ｚが、前記電子ブロック層側から前記ｐ型コンタクト層側に向かって前記ｐ型クラッド層の厚み全体に亘って漸減し、前記ｐ型クラッド層のＡｌ組成ｚの厚み方向の減少率が０．０１／ｎｍ以上０．０２５／ｎｍ以下であることを特徴とするIII族窒化物半導体発光素子。
【０００８】
（２）前記ｐ型クラッド層の前記電子ブロック層との界面から前記ｐ型クラッド層の前記ｐ型コンタクト層との界面までの、前記ｐ型クラッド層のＡｌ組成ｚの変化量が（ｘ−ｙ）／２以上である、前記（１）に記載のIII族窒化物半導体発光素子。
【０００９】
（３）前記ｐ型クラッド層のＡｌ組成ｚの漸減は、前記電子ブロック層のＡｌ組成ｘ以下から開始される、前記（１）または（２）に記載のIII族窒化物半導体発光素子。
【００１０】
（４）前記ｐ型クラッド層のＡｌ組成ｚの漸減は、前記ｐ型コンタクト層のＡｌ組成ｙ以上で終了する、前記（１）〜（３）のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体発光素子。
【００１１】
（５）前記発光層から放射される光が、中心波長が３００ｎｍ以下の深紫外光である、前記（１）〜（４）のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体発光素子。
【００１２】
（６）ｎ型半導体層と、少なくともＡｌを含む発光層と、ｐ型半導体層とをこの順に備えるIII族窒化物半導体発光素子の製造方法において、前記ｐ型半導体層を形成する工程は、
前記発光層の上にＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．５５≦ｘ≦１．０）からなる電子ブロック層を形成する電子ブロック層形成工程と、前記電子ブロック層上に、ＡｌｚＧａ１−ｚＮからなるｐ型クラッド層を形成するｐ型クラッド層形成工程と、前記ｐ型クラッド層上に、ＡｌｙＧａ１−ｙＮ（０≦ｙ≦０．１）からなるｐ型コンタクト層を形成するｐ型コンタクト形成工程とを有し、前記ｐ型クラッド層のＡｌ組成ｚを、前記電子ブロック層側から前記ｐ型コンタクト層側に向かって前記ｐ型クラッド層の厚み全体に亘って漸減させ、前記ｐ型クラッド層のＡｌ組成ｚの厚み方向の減少率を０．０１／ｎｍ以上０．０２５／ｎｍ以下とすることを特徴とするIII族窒化物半導体発光素子の製造方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ｐ型クラッド層のＡｌ組成が、電子ブロック層側からｐ型コンタクト層側に向かってｐ型クラッド層の厚み全体に亘って漸減するようにし、かつｐ型クラッド層のＡｌ組成ｚの厚み方向の減少率を０．０１／ｎｍ以上０．０２５／ｎｍ以下とするようにしたため、高い寿命を有するIII族窒化物半導体発光素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来例のIII族窒化物半導体発光素子の模式断面図である。
【図２】本発明の好適な実施形態に従うIII族半導体発光素子の模式断面図である。
【図３】本発明の好適な実施形態に従うIII族半導体発光素子の製造方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、同一の構成要素には原則として同一の参照番号を付して、説明を省略する。また、各図において、説明の便宜上、サファイア基板および各層の縦横の比率を実際の比率から誇張して示している。なお、各層のＡｌ組成の値は、例えばエネルギー分散型Ｘ線分析（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｘ−ｒａｙ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ，ＥＤＳ）を用いて測定することができる。十分な厚さがあればＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）−ＥＤＳを用いることができ、井戸層や超格子積層体のように各層の厚さが薄い場合にはＴＥＭ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，ＴＥＭ）−ＥＤＳを用いて同定することができる。
【００１６】
（III族窒化物半導体発光素子）
本発明の一実施形態に従うIII族半導体発光素子は、ｎ型半導体層と、少なくともＡｌを含む井戸層と障壁層とを有する量子井戸構造の発光層と、電子ブロック層、ｐ型クラッド層およびｐ型コンタクト層が順次積層されたｐ型半導体層とをこの順に備え、電子ブロック層のＡｌ組成ｘは０．５５≦ｘ≦０．９５であり、ｐ型コンタクト層のＡｌ組成ｙは０≦ｙ≦０．１である。ここで、ｐ型クラッド層のＡｌ組成ｚは電子ブロック層側からｐ型コンタクト層側に向かってｐ型クラッド層の厚み全体に亘って漸減し、かつｐ型クラッド層のＡｌ組成ｚの厚み方向の減少率が０．０１／ｎｍ以上０．０２５／ｎｍ以下であることが肝要である。
【００１７】
図１は、従来例のIII族窒化物半導体発光素子の模式断面図である。この図に示したIII族窒化物半導体発光素子１００は、サファイア基板１１上に、ＡｌＮ層２１、アンドープ層２２、ｎ型半導体層３２および発光層４０がこの順に積層されている。そして、発光層４０上に、電子ブロック層５１、ｐ型クラッド層５２およびｐ型コンタクト層５３が順次積層されたｐ型半導体層５０が形成されている。また、発光層４０およびｐ型半導体層５０の一部をエッチング等により除去し、露出したｎ型半導体層３２上にｎ型電極６０が、ｐ型コンタクト層５３上にｐ型電極７０がそれぞれ形成されている。
【００１８】
本発明者は、従来の半導体発光素子よりも素子の寿命を向上させるために、図１に示した従来例の発光素子１００におけるｐ型半導体層５０に注目した。このｐ型半導体層５０は、上述のように、電子ブロック層５１、ｐ型クラッド層５２およびｐ型コンタクト層５３が順次積層されて構成されている。本発明者は、ｐ型クラッド層５２のＡｌ組成を電子ブロック層５１側からｐ型コンタクト層５３側に向かって漸減させ、ｐ型クラッド層５２のＡｌ組成を傾斜させてみた。その結果、従来の発光素子と同程度の高い発光出力を実現しつつ、素子の寿命が大きく向上することが判明した。
【００１９】
しかし、本発明者がさらに調査した結果、ｐ型クラッド層５２内におけるＡｌ組成の変化の態様や、Ａｌ組成の傾斜の傾き（すなわち、Ａｌ組成の厚み方向の減少率）によっては、素子の寿命が従来よりも低減してしまうことが判明した。そこで、高い寿命を有するIII族窒化物半導体発光素子を実現する条件について鋭意検討した結果、ｐ型クラッド層５２のＡｌ組成ｚを電子ブロック層５１側からｐ型コンタクト層５３側に向かってｐ型クラッド層５２の厚み全体に亘って漸減させ、かつｐ型クラッド層５２のＡｌ組成ｚの厚み方向の減少率を０．０１／ｎｍ以上０．０２５／ｎｍ以下とすることが極めて有効であることを見出し、本発明を完成させるに至ったのである。
【００２０】
このように、本発明は、発光層４０上に設けられたｐ型半導体層５０の形成に特徴を有するものであり、このｐ型半導体層５０以外の具体的な構成は何ら限定されない。以下、本発明の好適な実施形態に係るIII族窒化物半導体発光素子の各構成について説明する。
【００２１】
図２は、本発明の好適な実施形態に従うIII族窒化物半導体発光素子を示している。この図に示すIII族窒化物半導体発光素子１は、サファイア基板１１上に、ＡｌＮ層２１、アンドープ層２２、ｎ型半導体層３２および発光層４０がこの順に積層されている。そして、発光層４０上には、電子ブロック層５１、ｐ型クラッド層１５２およびｐ型コンタクト層５３が順次積層されたｐ型半導体層１５０が形成されている。また、発光層４０およびｐ型半導体層１５０の一部をエッチング等により除去し、露出したｎ型半導体層３２上にｎ型電極６０が、ｐ型コンタクト層５３上にｐ型電極７０がそれぞれ形成されている。
【００２２】
サファイア基板１１は、ｎ型半導体層３２、発光層４０およびｐ型半導体層１５０からなるIII族窒化物半導体層を支持する。サファイア基板１１の主面１１Ａは、オフ角θの有無は任意である。オフ角θを設ける際には、傾斜方向の結晶軸方位は、ｍ軸方向またはａ軸方向のいずれでもよく、例えば特願２０１４−２２４６３７号に記載のようにＣ面が０．５度のオフ角θで傾斜した面とすることができる。
【００２３】
ＡｌＮ層２１は、サファイア基板１１とｎ型半導体層３２、発光層４０およびｐ型半導体層５０からなるIII族窒化物半導体層との間の格子不整合に起因する格子歪みを緩和するバッファ層として機能し、III族窒化物半導体層の結晶性を向上させることができる。このＡｌＮ層２１とサファイア基板１１とを合わせて、「ＡｌＮテンプレート基板」と呼ばれる。
【００２４】
アンドープ層２２およびｎ型半導体層３２は、ｎ型半導体層３２、発光層４０およびｐ型半導体層５０からなるIII族窒化物半導体層の結晶性をさらに向上させるために設けられた層である。
【００２５】
発光層４０は、注入されるホールおよび電子が再結合して光を放射する層であり、少なくともＡｌを含み、例えばＡｌａＧａ１−ａＮ材料（０＜ａ≦１）で形成することができる。ここで、Ａｌの組成は、所望の波長の光を発光するように適切に設定するが、Ａｌ組成ａが０．２３以上の場合、発光層４０から放射される光の中心波長が３２０ｎｍ以下となる。本発明は、そのような中心波長が３２０ｎｍ以下の発光素子、特に、Ａｌ組成ａが０．３５以上または中心波長が３００ｎｍ以下の発光素子に対して有効である。最終的に作製されるIII族窒化物半導体発光素子１はＤＵＶ−ＬＥＤとなる。
【００２６】
この発光層４０は、Ａｌ組成の異なるＡｌＧａＮからなる井戸層４１と障壁層４２とを繰り返し形成した多重量子井戸（ＭＱＷ：Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌ）で構成することができる。井戸層４１のＡｌ組成は、例えば０．３〜０．８である。障壁層４２のＡｌ組成は、井戸層４１のＡｌ組成より大きく、例えば０．４０〜０．９５である。また、井戸層４１および障壁層４２の繰り返し回数は、例えば１〜１０回である。さらに、井戸層４１の厚みは、０．５ｎｍ〜５ｎｍ、障壁層４２の厚みは、３ｎｍ〜３０ｎｍである。
【００２７】
ｐ型半導体層１５０は、電子ブロック層５１、ｐ型クラッド層１５２およびｐ型コンタクト層５３が順次積層された構造を有している。電子ブロック層５１は、通常、発光層とｐ型クラッド層との間に設けることにより、電子を堰止めして、電子を発光層４０（ＭＱＷの場合には井戸層４１）内に注入して、電子の注入効率を高めるための層である。特に、発光層４０のＡｌ組成が高い場合には、ｐ型半導体層のホール濃度が低いため、ホールを発光層４０に注入しにくく、一部の電子がｐ型半導体層側に流れてしまうが、電子ブロック層５１を設けることにより、こうした電子の流れを防止することができる。なお、本発明において、「電子ブロック層」は、そのＡｌ組成ｚが、発光層４０を構成する障壁層４２のＡｌ組成よりも大きく、バンドギャップが大きな層を意味している。
【００２８】
電子ブロック層５１は、ｐ型のＡｌｘＧａ１−ｘＮ材料で形成し、そのＡｌ組成ｘは０．５５≦ｘ≦０．９５とする。これにより、井戸層４１への電子の注入効率を高めることができる。また、電子ブロック層５１の厚みは、例えば６ｎｍ〜６０ｎｍであることが好ましい。電子ブロック層５１の厚さが６ｎｍより薄くても６０ｎｍを超えても、出力の大幅な減少がみられるためである。
【００２９】
この電子ブロック層５１をｐ型とするためのドーパントとしては、マグネシウム（Ｍｇ）や亜鉛（Ｚｎ）を用いることができる。Ｍｇ源としては、シクロペンタジニエルマグネシウム（ＣＰ２Ｍｇ）を用いることができ、Ｚｎ源としては、塩化亜鉛（ＺｎＣｌ２）を用いることができる。また、電子ブロック層５１をｎ型とするためのドーパントとしては、Ｓｉを用いることができる。Ｓｉ源としては、シラン(ＳｉＨ４)やテトラエチルシラン（Ｃ２Ｈ５）４Ｓｉ）等を用いることができる。
【００３０】
ｐ型クラッド層１５２は、電子ブロック層５１とｐ型コンタクト層５３との間に設けられ、ｐ型コンタクト層５３と電子ブロック層５１との間のバンドオフセットを分割し、ホールを発光層内に注入しやすくし、ホールの注入効率を高める目的の層である。本発明において、ｐ型のＡｌｚＧａ１−ｚＮ材料で形成し、そのＡｌ組成ｚを、電子ブロック層５１側からｐ型コンタクト層５３側に向かって、ｐ型クラッド層１５２の厚み全体に亘って漸減させる。このように、ｐ型クラッド層１５２のＡｌ組成ｚを漸減させると、分極ドープ効果により、ホール濃度を上昇させることができ、高い発光出力を維持しつつ、素子の寿命を大きく向上させることができる。
【００３１】
ここで、「ｐ型クラッド層１５２のＡｌ組成をｐ型クラッド層１５２の厚み全体に亘って漸減する」とは、ｐ型クラッド層１５２のＡｌ組成ｚが、電子ブロック層５１との界面からｐ型コンタクト層５３との界面まで連続的に減少することを意味している。連続的に減少とは、連続的または階段的であってもｐ型クラッド層１５２の全厚さの２０％以上、より好ましくは１０％以上のＡｌ組成の平坦部がなく、全体として段差が少ないことが求められる。よって、電子ブロック層５１との界面から所定の厚みまでは漸減し、その後、ｐ型クラッド層１５２の全厚さの２０％の厚さを超えてｐ型コンタクト層５３との界面まではＡｌ組成ｚが一定の場合や、電子ブロック層５１との界面からｐ型クラッド層１５２の全厚さの２０％を超える厚みまではＡｌ組成ｚが一定であり、その後ｐ型コンタクト層５３との界面まで漸減する場合は含まれない。
【００３２】
ｐ型クラッド層１５２の電子ブロック層５１との界面から、ｐ型クラッド層１５２のｐ型コンタクト層５３との界面までの、ｐ型クラッド層１５２のＡｌ組成ｚの変化量は、電子ブロック層５１とｐ型コンタクト層５３との間のＡｌ組成の差の半分以上、すなわち（ｘ−ｙ）／２以上であることが好ましい。Ａｌ組成ｚの変化量は、例えば０．２２５以上１．０以下の範囲である。電子ブロック層５１とｐ型コンタクト層５３のＡｌ組成の差に対して半分未満の傾斜では、素子の寿命の向上効果が不十分となるためである。
なお、ｐ型クラッド層１５２の電子ブロック層５１との界面のＡｌ組成や、ｐ型クラッド層１５２のｐ型コンタクト層５３との界面のＡｌ組成は、厳密には数値を判別することが困難であるため、本発明においては、界面よりｐ型クラッド層１５２側に２ｎｍ入った位置における値とする。
【００３３】
ｐ型クラッド層１５２のＡｌ組成の漸減は、電子ブロック層５１のＡｌ組成ｘ以下から開始することが好ましく、電子ブロック層５１のＡｌ組成ｘから開始することがより好ましい。これにより、電子ブロック層５１とｐ型クラッド層１５２とのバンドオフセットがなくなり、分極ドープ効果を有効に発揮させて、素子の寿命を向上させることができる。
【００３４】
また、ｐ型クラッド層１５２のＡｌ組成ｚの漸減が終了するＡｌ組成の値は、ｐ型コンタクト層５３のＡｌ組成ｙ以上であることが好ましく、Ａｌ組成ｙと同じ値で終了することがより好ましい。すなわち、ｐ型クラッド層１５２のＡｌ組成ｚは、ｙ≦ｚ≦ｘの範囲内が好ましく、ｘに始まりｙに向けて漸減することが最も好ましい。これにより、ｐ型クラッド層とｐ型コンタクト層５３とのバンドオフセットがなくなり、ホール注入効率を高め、素子の寿命を向上させることができる。
【００３５】
また、ｐ型クラッド層１５２のＡｌ組成ｚを、電子ブロック層５１との界面からｐ型コンタクト層５３との界面まで漸減させる際、ｐ型クラッド層１５２のＡｌ組成ｚの厚み方向の減少率は０．０１／ｎｍ以上０．０２５／ｎｍ以下とする。ここで、Ａｌ組成ｚの厚み方向の減少率が０．０１／ｎｍ未満の場合、および０．０２５／ｎｍを超える場合には、光出力の低下とともに寿命が悪化する傾向を示す。より好ましくは、０．０１２／ｎｍ以上０．０２／ｎｍ以下である。好ましくは、０．０１／ｎｍ以上０．０２／ｎｍ以下、より好ましくは、０．０１／ｎｍ以上０．０１４／ｎｍ以下である。
【００３６】
ここで、Ａｌ組成ｚの厚み方向の減少率は、ｐ型クラッド層１５２の厚み方向の任意の位置にて、Ａｌ組成ｚの厚み方向の減少率が上記範囲を満たすようにする。
【００３７】
このように、本発明においては、ｐ型クラッド層１５２のＡｌ組成ｚを電子ブロック層５１側からｐ型コンタクト層５３側に向かってｐ型クラッド層１５２の厚み全体に亘って漸減させ、かつｐ型クラッド層１５２のＡｌ組成ｚの厚み方向の減少率を０．０１／ｎｍ以上０．０２５／ｎｍ以下とするが、これらの要件を満足しさえすれば、Ａｌ組成ｚを減少させる態様は限定されない。例えば、直線的に減少させたり、曲線的に減少させたりすることができ、さらには１段のＡｌ組成差が０．１５以下ならば階段状に減少させたりすることもできる。
【００３８】
ｐ型クラッド層１５２の厚みは、障壁層の厚みよりは厚いことが好ましく、１４ｎｍ以上１００ｎｍ以下。特に、２８ｎｍ以上７０ｎｍ以下とすることがより好ましい。これにより、発光出力および素子の寿命をより向上させることができる。ｐ型クラッド層１５２の厚みは、ｐ型クラッド層１５２のＡｌ組成ｚの厚み方向の減少率、およびブロック層５１とｐ型コンタクト層５３との間のＡｌ組成の差に応じて適切に設定する。
【００３９】
ｐ型クラッド層１５２をｐ型とするためのドーパントとしては、電子ブロック層５１と同様に、ＭｇやＺｎを用いることができる。Ｍｇ源としては、ＣＰ２Ｍｇを用いることができ、Ｚｎ源としては、ＺｎＣｌ２を用いることができるのも同様である。
【００４０】
ｐ型コンタクト層５３は、ｐ型のＡｌｙＧａ１−ｙＮ材料で形成する。ｐ型コンタクト層５３は、この上に形成されるｐ型電極７０と電子ブロック層５１との間の接触抵抗を低減するための層である。そのため、このｐ型コンタクト層５３のＡｌ組成ｙは０≦ｙ≦０．１とする。これにより、ｐ型コンタクト層５３上に形成されるｐ型電極７０との接触抵抗を十分に低減することができる。特に、ｙ＝０とすることが好ましい。
【００４１】
このｐ型コンタクト層５３をｐ型とするためのドーパントとしては、電子ブロック層５１と同様に、ＭｇやＺｎを用いることができる。Ｍｇ源としては、ＣＰ２Ｍｇを用いることができ、Ｚｎ源としては、ＺｎＣｌ２を用いることができるのも同様である。
【００４２】
ｎ型電極６０は、発光層４０およびｐ型半導体層１５０の一部をエッチング等により除去し、露出したｎ型半導体層３２上に設けられている。このｎ型電極６０は、例えばＴｉ含有膜およびこのＴｉ含有膜上に形成されたＡｌ含有膜を有する金属複合膜とすることができ、その厚み、形状およびサイズは、発光素子の形状およびサイズに応じて適宜選択することができる。
【００４３】
ｐ型電極７０は、ｐ型コンタクト層５３上に形成されている。このｐ型電極７０は、例えばＮｉ含有膜およびこのＮｉ含有膜上に形成されたＡｕ含有膜を有する金属複合膜とすることができ、その厚み、形状およびサイズは、発光素子の形状およびサイズに応じて適宜選択することができる。
【００４４】
こうして、本発明に係るIII族窒化物半導体発光素子は、高い寿命を有するものである。
【００４５】
（III族窒化物半導体発光素子の製造方法）
次に、本発明に係るIII族窒化物半導体発光素子の製造方法について説明する。図３は、本発明の好適な実施形態に従うIII族半導体発光素子の製造方法のフローチャートを示している。まず、図３（Ａ）に示すように、サファイア基板１１を用意する。上述のように、サファイア基板１１の主面１１Ａのオフ角θの有無は任意であるが、Ｃ面が０．５度のオフ角θで傾斜した面とすることができる。
【００４６】
次に、図３（Ｂ）に示すように、サファイア基板１１上にＡｌＮ層２１をエピタキシャル成長させる。ＡｌＮ層２１は、例えば、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法や分子線エピタキシ（ＭＢＥ：Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ）法、スパッタ法などの公知の薄膜成長方法により形成することができる。
【００４７】
ＡｌＮ層２１のＡｌ源としては、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）を用いることができる。また、Ｎ源としては、アンモニア（ＮＨ３）ガスを用いることができる。これらの原料ガスを、キャリアガスとして水素ガスを用いることにより、ＡｌＮ層２１を形成することができる。
【００４８】
なお、ＡｌＮ層２１の成長温度としては、１２７０℃以上１３５０℃以下が好ましく、１２９０℃以上１３３０℃以下がより好ましい。この温度範囲であれば、続く熱処理工程の後にＡｌＮ層２１の結晶性を向上することができる。また、チャンバ内の成長圧力については、例えば５Ｔｏｒｒ〜２０Ｔｏｒｒとすることができる。より好ましくは、８Ｔｏｒｒ〜１５Ｔｏｒｒである。
【００４９】
また、ＮＨ３ガスなどのV族元素ガスと、ＴＭＡガスなどのIII族元素ガスの成長ガス流量を元に計算されるIII族元素に対するV族元素のモル比（以降、V/III比と記載する）については、例えば１３０以上１９０以下とすることができる。より好ましくは１４０以上１８０以下である。なお、成長温度および成長圧力に応じて最適なV/III比が存在するため、成長ガス流量を適宜設定することが好ましい。
【００５０】
続いて、上述のようにして得られた、サファイア基板１１上のＡｌＮ層２１に対して、このＡｌＮ層２１の成長温度よりも高温で熱処理を施すことが好ましい。この熱処理工程は、公知の熱処理炉を用いて行うことができる。かかる熱処理を行うことにより、ＡｌＮ層２１の（１０−１２）面のＸ線ロッキングカーブの半値幅を４００秒以下とし、高い結晶性を実現することができる（図３（Ｃ））。
【００５１】
その後、図３（Ｄ）に例示するように、ＡｌＮ層２１上に、アンドープ層２２およびｎ型半導体層３２をこの順に有する積層構造を形成することができる。
【００５２】
次に、図３（Ｅ）に示すように、発光層４０を形成する。上述のように、発光層４０は、少なくともＡｌを含み、例えばＡｌａＧａ１−ａＮ材料（０＜ａ≦１）で形成することができ、Ａｌ組成ａが０．３５以上の場合、発光層４０から放射される光の中心波長が３００ｎｍ以下となり、最終的に作製されるIII族窒化物半導体発光素子１はＤＵＶ−ＬＥＤとなる。また、発光層４０を、Ａｌ組成の異なるＡｌＧａＮからなる井戸層４１と障壁層４２とを繰り返し形成したＭＱＷ構造とすることができるのも上述の通りである。
【００５３】
発光層４０をＡｌＧａＮ材料で形成する場合、Ａｌ源としてはＴＭＡ、Ｇａ源としてはトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、Ｎ源としてはＮＨ３ガスを用いることができる。これらの原料ガスを、キャリアガスとして水素ガスを用いてチャンバ内に供給することにより、発光層４０を形成することができる。発光層４０をＭＱＷ構造とする場合には、Ａｌ源の流量とＧａ源の流量の比を適切に変更することにより、ＭＱＷ構造を有する発光層４０を形成することができる。
【００５４】
発光層４０をＡｌａＧａ１−ａＮ材料（０＜ａ≦１）で形成する場合、ＡｌａＧａ１−ａＮ材料の成長温度としては、１０００℃以上１４００℃以下が好ましく、１０５０℃以上１３５０℃以下がより好ましい。
【００５５】
また、ＮＨ３ガスなどのV族元素ガスと、ＴＭＡガスなどのIII族元素ガスの成長ガス流量を元に計算されるIII族元素に対するV族元素のモル比（以降、V/III比と記載する）については、例えば１００以上１０００００以下とすることができる。より好ましくは３００以上３００００以下である。成長温度および成長圧力に応じて最適なV/III比が存在するため、成長ガス流量を適宜設定することが好ましいのはＡｌＮ層２１の場合と同様である。
【００５６】
続いて、図３（Ｆ）に示すように、発光層４０の上にｐ型半導体層１５０を形成する。上述のように、ｐ型半導体層１５０は、電子ブロック層５１、ｐ型クラッド層１５２およびｐ型コンタクト層５３が順次積層された構造を有している。
【００５７】
電子ブロック層５１は、ｐ型のＡｌｘＧａ１−ｘＮ材料で形成し、そのＡｌ組成ｘは０．５５≦ｘ≦０．９５とする。また、電子ブロック層５１の厚みは、例えば６ｎｍ〜６０ｎｍであることが好ましいことは上述の通りである。
【００５８】
この電子ブロック層５１をｐ型とするためのドーパントとしては、ＭｇやＺｎを用いることができる。Ｍｇ源としては、ＣＰ２Ｍｇを用いることができ、Ｚｎ源としては、ＺｎＣｌ２を用いることができる。
【００５９】
電子ブロック層５１の形成は、キャリアガスとして水素を主成分とするガスを用い、原料ガスであるＴＭＡ、ＴＭＧおよびＮＨ３ガス、ならびに不純物ガスである、例えばＣＰ２Ｍｇをチャンバ内に供給することにより行うことができる。
【００６０】
電子ブロック層５１を構成するＡｌｘＧａ１−ｘＮ材料の成長温度としては、１０００℃以上１４００℃以下が好ましく、１０５０℃以上１３５０℃以下がより好ましい。また、チャンバ内の成長圧力については、例えば１０Ｔｏｒｒ〜７６０Ｔｏｒｒとすることができる。より好ましくは、２０Ｔｏｒｒ〜３８０Ｔｏｒｒである。
【００６１】
また、ＮＨ３ガスなどのV族元素ガスと、ＴＭＡガスなどのIII族元素ガスの成長ガス流量を元に計算されるIII族元素に対するV族元素のモル比（以降、V/III比と記載する）については、例えば１００以上１０００００以下とすることができる。より好ましくは３００以上３００００以下である。成長温度および成長圧力に応じて最適なV/III比が存在するため、成長ガス流量を適宜設定することが好ましいのはＡｌＮ層２１の場合と同様である。
【００６２】
ｐ型クラッド層１５２は、ｐ型のＡｌｚＧａ１−ｚＮ材料で形成し、そのＡｌ組成ｚを、電子ブロック層５１側からｐ型コンタクト層５３側に向かって、ｐ型クラッド層１５２の厚み全体に亘って漸減させ、かつＡｌ組成ｚの厚み方向の減少率を０．０１／ｎｍ以上０．０２／ｎｍ以下とする。ｐ型クラッド層１５２の厚みは、例えば１４ｎｍ以上９０ｎｍ以下であることが好ましく、２８ｎｍ以上７０ｎｍ以下とすることが特に好ましいことは上述の通りである。
【００６３】
このｐ型クラッド層１５２をｐ型とするためのドーパントとしては、電子ブロック層５１と同様に、ＭｇやＺｎを用いることができる。Ｍｇ源としては、ＣＰ２Ｍｇを用いることができ、Ｚｎ源としては、ＺｎＣｌ２を用いることができるのも同様である。
【００６４】
ｐ型クラッド層１５２の形成は、キャリアガスとして水素を主成分とするガスを用い、原料ガスであるＴＭＡ、ＴＭＧおよびＮＨ３ガス、ならびに不純物ガスである、例えばＣＰ２Ｍｇをチャンバ内に供給することにより行うことができる。
【００６５】
ここで、ｐ型クラッド層１５２のＡｌ組成ｚの漸減は、具体的には、供給するＴＭＡの流量を徐々に低減することにより行うことができる。この際、ＴＭＧ流量、ＣＰ２Ｍｇ流量、ＮＨ３流量、成長圧力または成長温度を、電子ブロック層５１の値からｐ型コンタクト層５３の値へ連続的に変化させて行うことも可能である。
【００６６】
ｐ型クラッド層１５２を構成するＡｌｚＧａ１−ｚＮ材料の成長温度としては、１０００℃以上１４００℃以下が好ましく、１０５０℃以上１３５０℃以下がより好ましい。また、チャンバ内の成長圧力については、例えば１０Ｔｏｒｒ〜７６０Ｔｏｒｒとすることができる。より好ましくは、２０Ｔｏｒｒ〜３８０Ｔｏｒｒである。
【００６７】
また、ＮＨ３ガスなどのV族元素ガスと、ＴＭＡガスなどのIII族元素ガスの成長ガス流量を元に計算されるIII族元素に対するV族元素のモル比（以降、V/III比と記載する）については、例えば１００以上１０００００以下とすることができる。より好ましくは３００以上３００００以下である。成長温度および成長圧力に応じて最適なV/III比が存在するため、成長ガス流量を適宜設定することが好ましいのはＡｌＮ層２１の場合と同様である。
【００６８】
続いて、ｐ型クラッド層１５２上にｐ型コンタクト層５３を形成する。ｐ型コンタクト層５３は、ｐ型のＡｌｙＧａ１−ｙＮ材料で形成し、そのＡｌ組成ｙは０≦ｙ≦０．１とする。ここで、ｙ＝０とすることが好ましいのは上述の通りである。
【００６９】
このｐ型コンタクト層５３をｐ型とするためのドーパントとしては、電子ブロック層５１と同様に、ＭｇやＺｎを用いることができる。Ｍｇ源としては、ＣＰ２Ｍｇを用いることができ、Ｚｎ源としては、ＺｎＣｌ２を用いることができるのも同様である。
【００７０】
ｐ型コンタクト層５３の成長温度としては、８００℃以上１４００℃以下が好ましく、９００℃以上１３００℃以下がより好ましい。また、チャンバ内の成長圧力については、例えば１０Ｔｏｒｒ〜７６０Ｔｏｒｒとすることができる。より好ましくは、２０Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒである。
【００７１】
また、ＮＨ３ガスなどのV族元素ガスと、ＴＭＡガスなどのIII族元素ガスの成長ガス流量を元に計算されるIII族元素に対するV族元素のモル比（以降、V/III比と記載する）については、例えば１００以上１０００００以下とすることができる。より好ましくは３００以上３００００以下である。成長温度および成長圧力に応じて最適なV/III比が存在するため、成長ガス流量を適宜設定することが好ましいのはＡｌＮ層２１の場合と同様である。
【００７２】
最後に、図３（Ｇ）に示すように、発光層４０およびｐ型半導体層１５０の一部をエッチング等により除去し、露出したｎ型半導体層３２上にｎ型電極６０を、ｐ型コンタクト層５３上にｐ型電極７０をそれぞれ形成する。ｎ型電極６０は、例えばＴｉ含有膜およびこのＴｉ含有膜上に形成されたＡｌ含有膜を有する金属複合膜とすることができ、その厚み、形状およびサイズは、発光素子の形状およびサイズに応じて適宜選択することができるのは上述の通りである。
【００７３】
また、ｐ型電極７０についても、例えばＮｉ含有膜およびこのＮｉ含有膜上に形成されたＡｕ含有膜を有する金属複合膜とすることができ、その厚み、形状およびサイズは、発光素子の形状およびサイズに応じて適宜選択することができるのも上述の通りである。
【００７４】
こうして、高い寿命を有するIII族窒化物半導体発光素子を製造することができる。
【実施例】
【００７５】
（発明例１）
以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。図３に示したフローチャートに従って、III族窒化物半導体発光素子を作製した。まず、サファイア基板（直径２インチ、厚さ：４３０μｍ、面方位：（０００１）、ｍ軸方向オフ角θ：０．５度、テラス幅：１００ｎｍ、ステップ高さ：０．２０ｎｍ）を用意した（図３（Ａ））。次いで、ＭＯＣＶＤ法により、上記サファイア基板上に中心膜厚０．６０μｍ（平均膜厚０．６１μｍ）のＡｌＮ層を成長させ、ＡｌＮテンプレート基板とした（図３（Ｂ））。その際、ＡｌＮ層の成長温度は１３００℃、チャンバ内の成長圧力は１０Ｔｏｒｒであり、V/III比が１６３となるようにアンモニアガスとＴＭＡガスの成長ガス流量を設定した。V族元素ガス（ＮＨ３）の流量は２００ｓｃｃｍ、III族元素ガス（ＴＭＡ）の流量は５３ｓｃｃｍである。なお、ＡｌＮ層の膜厚については、光干渉式膜厚測定機（ナノスペックM6100A；ナノメトリックス社製）を用いて、ウェーハ面内の中心を含む、等間隔に分散させた計２５箇所の膜厚を測定した。
【００７６】
次いで、上記ＡｌＮテンプレート基板を熱処理炉に導入し、１０Ｐａまで減圧後に窒素ガスを常圧までパージすることにより炉内を窒素ガス雰囲気とした後に、炉内の温度を昇温してＡｌＮテンプレート基板に対して熱処理を施した（図３（Ｃ））。その際、加熱温度は１６５０℃、加熱時間は４時間とした。
【００７７】
続いて、ＭＯＣＶＤ法により、アンドープ層として、Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ｎからなる層厚１μｍ層を形成した。次に、アンドープ層上に、ｎ型半導体層として、Ａｌ０．６２Ｇａ０．３８Ｎからなり、Ｓｉドープした層厚２μｍの層を形成した（図３（Ｄ））。なお、ＳＩＭＳ分析の結果、ｎ型半導体層のＳｉ濃度は１．０×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である。
【００７８】
続いて、ｎ型半導体層上に、Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ｎからなる層厚３ｎｍの井戸層およびＡｌ０．６５Ｇａ０．３５Ｎからなる層厚７ｎｍの障壁層を交互に３．５組繰り返して積層した発光層を形成した（図３（Ｅ））。３．５組の０．５は、発光層の最初と最後を障壁層としたことを表す。
【００７９】
その後、発光層上に、水素ガスをキャリアガスとして、Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ｎからなり、Ｍｇドープした層厚４０ｎｍの電子ブロック層を形成した。次いで、水素ガスをキャリアガスとして、ＡｌＧａＮ材料からなり、Ｍｇドープした層厚５０ｎｍのｐ型クラッド層を形成した。その際、ｐ型クラッド層のＡｌ組成ｚが、電子ブロック層側からｐ型コンタクト層側に向かって、ｐ型クラッド層の厚み全体に亘って漸減するように、ＴＭＧの流量を２３ｓｃｃｍで一定としつつ、ＴＭＡの流量を１５０ｓｃｃｍから０ｓｃｃｍまで直線的に連続して変化させた。また、キャリアガスである水素ガス、ＮＨ３ガス、Ｃｐ２Ｍｇの流量は、それぞれ３０ｓｌｍ、３０ｓｌｍおよび１０００ｓｃｃｍであった。このような条件下で成長させた結果、ｐ型クラッド層のＡｌ組成の厚み方向の減少率は０．０１４／ｎｍであった。続いて、水素ガスをキャリアガスとして、ＧａＮからなり、Ｍｇドープした層厚１８０ｎｍのｐ型コンタクト層を形成した。その際、チャンバ内の成長圧力は３００ｍｂａｒであった。また、キャリアガスである水素ガス、ＮＨ３ガス、ＴＭＧ、Ｃｐ２Ｍｇの流量は、それぞれ３０ｓｌｍ、３０ｓｌｍ、１５０ｓｃｃｍおよび１０００ｓｃｃｍであった。なお、層厚１８０ｎｍの内の電極に接する厚さ３０ｎｍの領域においては、ＴＭＧガスの流量を減らしてＭｇの存在確率を上げ、かつ、成長速度を落とすことにより高Ｍｇ濃度の層とした。その後、ｐ型コンタクト層の上にマスクを形成してドライエッチングによるメサエッチングを行い、ｎ型半導体層を露出させた。次いで、ｐ型コンタクト層上に、Ｎｉ／Ａｕからなるｐ型電極を形成し、露出したｎ型半導体層上には、Ｔｉ／Ａｌからなるｎ型電極を形成した。なお、ｐ型電極のうち、Ｎｉの厚みは５０Åであり、Ａｕの厚みは１５００Åである。また、ｎ型電極のうち、Ｔｉの厚みは２００Åであり、Ａｌの厚みは１５００Åである。最後に５５０℃でコンタクトアニール（ＲＴＡ）を行って、電極を形成した。こうして本発明に係るIII族窒化物半導体発光素子を作製した。
【００８０】
（発明例２）
ｐ型クラッド層の厚みを２５ｎｍとし、かつｐ型クラッド層のＡｌ組成の漸減を、ｐ型コンタクト層のＡｌ組成である０まで減少させずに０．３５まで減少させた以外の条件は発明例１と全て同じとして、発明例２に係る窒化物半導体発光素子を作製した。なお、ｐ型クラッド層のＡｌ組成の厚み方向の減少率は０．０１４／ｎｍである。
【００８１】
（従来例）
ｐ型クラッド層のＡｌ組成を厚み方向に０．３５で一定とした以外の条件は発明例１と全て同じとして、従来例に係る窒化物半導体発光素子を作製した。
【００８２】
（比較例１）
電子ブロック層の厚みを２０ｎｍにするとともに、ｐ型クラッド層を２層構造とし、電子ブロック層の直上に形成された厚み２０ｎｍの第１のｐ型クラッド層と、この第１のｐ型クラッド層の直上に形成された厚み５０ｎｍの第２のｐ型クラッド層で構成した。ここで、第１のｐ型クラッド層のＡｌ組成は０．５で一定とし、第２のｐ型クラッド層のＡｌ組成は０．３５で一定とした。これ以外の条件は、発明例１と全て同じとして、比較例１に係る窒化物半導体発光素子を作製した。
【００８３】
（比較例２）
ｐ型クラッド層の厚みを２５ｎｍとした以外の条件は、発明例１と全て同じとして、比較例２に係る窒化物半導体発光素子を作製した。なお、ｐ型クラッド層のＡｌ組成の厚み方向の減少率は０．０２８／ｎｍである。
【００８４】
（比較例３）
ｐ型クラッド層のＡｌ組成の漸減を、ｐ型コンタクト層のＡｌ組成である０まで減少させずに０．３５まで減少させた以外の条件は、発明例１と全て同じとして、比較例３に係る窒化物半導体発光素子を作製した。なお、ｐ型クラッド層のＡｌ組成の厚み方向の減少率は０．００７／ｎｍである。
【００８５】
（比較例４）
ｐ型クラッド層を２層構造とし、電子ブロック層の直上に形成された厚み２５ｎｍの第１のｐ型クラッド層と、この第１のｐ型クラッド層の直上に形成された厚み２５ｎｍの第２のｐ型クラッド層で構成した。ここで、第１のｐ型クラッド層のＡｌ組成は、ＴＭＡの流量を１５０ｓｃｃｍから７５ｓｃｃｍまで連続的に変化させて、０．７から０．３５まで漸減させた。また、第２のｐ型クラッド層のＡｌ組成は０．３５で一定とした。これ以外の条件は、発明例１と全て同じとして、比較例４に係る窒化物半導体発光素子を作製した。なお、第１のｐ型クラッド層のＡｌ組成の厚み方向の減少率は０．０１４／ｎｍである。
【００８６】
（比較例５）
第１のｐ型クラッド層のＡｌ組成を０．３５で一定とし、第１のｐ型クラッド層のＡｌ組成を、ＴＭＡの流量を７５ｓｃｃｍから０ｓｃｃｍまで連続的に変化させて、０．３５から０まで漸減させた以外の条件は比較例５と全て同じとして、比較例５に係る窒化物半導体発光素子を作製した。なお、第２のｐ型クラッド層のＡｌ組成の厚み方向の減少率は０．０１４／ｎｍである。
【００８７】
＜発光特性の評価＞
発明例１について、作製したフリップチップ型のIII族窒化物半導体発光素子を、積分球により電流２０ｍＡのときの発光出力Ｐｏ（ｍＷ）を測定したところ、２．０ｍＷであった。発明例２についても、同様に評価し、発光出力を測定したところ、１．９ｍＷであった。これに対して、従来例および、比較例１〜５について、発光出力を測定したところ、発光出力はそれぞれ２．３ｍＷ（従来例）、２．１ｍＷ（比較例１）、１．５ｍＷ（比較例２）、１．６ｍＷ（比較例３）、２．１ｍＷ（比較例４）、２．０ｍＷ（比較例５）であった。このように、発明例１および２では、従来例と同程度の発光出力が得られていることが分かる。得られた結果を順方向電圧Ｖｆとともに表１に示す。なお、いずれの発光ピーク波長も、２８０±５ｎｍであった。
【００８８】
【表１】
2016171127.tif 000003
【００８９】
＜発光寿命の評価＞
III族窒化物半導体発光素子の寿命特性を測定するために、発明例１の１時間通電後の残存出力（１時間通電後の出力／初期発光出力）を測定したところ、初期の出力に対して９８％であった。発明例２についても、同様に１時間経過後の残存出力を測定したところ、９６％であった。これに対して、従来例および比較例１〜５について、残存出力は、８８％（従来例）、９０％（比較例１）、９１％（比較例２）、５２％（比較例３）、９０％（比較例４）、９０％（比較例５）であった。このように、発明例１および２では、従来例および比較例に対して発光寿命が大きく向上していることが分かる。
【００９０】
発明例１と比較例４および５との比較から、ｐ型クラッド層のＡｌ組成は、ｐ型クラッド層の厚み全体に亘って漸減させることにより、残存出力が高くなることが分かる。また、発明例１と発明例２との比較から、ｐ型クラッド層のＡｌ組成を、電子ブロック層のＡｌ組成からｐ型コンタクト層のＡｌ組成まで漸減させることにより、残存出力が高くなることが分かる。得られた結果を表１に示す。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明によれば、ｐ型クラッド層のＡｌ組成が、電子ブロック層側からｐ型コンタクト層側に向かってｐ型クラッド層の厚み全体に亘って漸減するようにし、かつｐ型クラッド層のＡｌ組成の厚み方向の減少率を０．０１／ｎｍ以上０．０２５／ｎｍ以下とするようにし、高い寿命を有するIII族窒化物半導体発光素子を得ることができるため、発光素子の製造において有用である。
【符号の説明】
【００９２】
１，１００  III族窒化物半導体素子
１１  サファイア基板
１１Ａ  基板の主面
２１  ＡｌＮ層
２２  アンドープ層
３２  ｎ型半導体層
４０  発光層
４１  井戸層
４２  障壁層
５０，１５０  ｐ型半導体層
５１  電子ブロック層
５２，１５２  ｐ型クラッド層
５３  ｐ型コンタクト層
６０  ｎ型電極
７０  ｐ型電極
【図１】
2016171127.tif 000004
【図２】
2016171127.tif 000005
【図３】
2016171127.tif 000006