(57)【要約】【課題】III族窒化物半導体層から単独に構成される唯一の発光層を用いて、簡単な構成下で簡便に多波長光を出射できるようにする。【解決手段】  基板の表面上に設けたIII族窒化物半導体からなる障壁層１１ｂ及びインジウム含有III族窒化物半導体からなる井戸層１１ａを備えた多重量子井戸構造の発光層１０を具備した発光素子において、その発光層１０は、井戸層と障壁層とからなる単位重層部分１１ｍを積層させてなる重層部１１を複数積層して構成され、重層部１１の単位重層部分１１ｍはその井戸層同士、また障壁層同士の層厚が同一であり、重層部１１、１２同士は、単位重層部分の障壁層が互いに層厚を異にしており、単位重層部分１１ｍ…、１２ｍ…の総数が発光層全体で４以上で３０以下であり、最も薄い障壁層を有する単位重層部分からなる重層部での単位重層部分の数が２以上で２０以下である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、その基板の表面上に設けたIII族窒化物半導体からなる障壁層及びインジウム含有III族窒化物半導体からなる井戸層を備えた多重量子井戸構造の発光層とを具備したIII族窒化物半導体発光素子において、
上記多重量子井戸構造の発光層は、
井戸層と障壁層とからなる単位重層部分を積層させてなる重層部を、複数積層して構成され、
上記重層部の単位重層部分はその井戸層同士、また障壁層同士の層厚が同一であり、
上記重層部同士は、単位重層部分の障壁層が互いに層厚を異にしており、
上記重層部をなす単位重層部分の総数が発光層全体で４以上で３０以下であり、そのうちの最も薄い障壁層を有する単位重層部分からなる重層部での単位重層部分の数が２以上で２０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】
上記発光層が、２．３エレクトロンボルト（単位：ｅＶ）以上で３．４ｅＶ以下の光子エネルギーの範囲で波長を異にする複数の発光を放射する、単位重層部分を備えた重層部から構成されている、請求項１に記載のIII族窒化物半導体発光素子。
【請求項３】
上記発光層が、１．９ｅＶ以上で３．４ｅＶ以下の光子エネルギーの範囲で波長を異にする複数の発光を放射する、単位重層部分を備えた重層部から構成されている、請求項２に記載のIII族窒化物半導体発光素子。
【請求項４】
上記発光層には、発光強度を最大とする発光の波長より長い波長の領域で、発光波長を長波長とする程、強度のより小さな発光をもたらす、単位重層部分を含む重層部が備えられている、請求項１乃至３の何れか１項に記載のIII族窒化物半導体発光素子。
【請求項５】
上記発光層には、発光強度を最大とする発光の波長より長い波長の領域で、複数の発光をもたらす、単位重層部分を含む重層部が備えられている、請求項４に記載のIII族窒化物半導体発光素子。
【請求項６】
上記発光層には、発光強度を最大とする発光の波長より長い波長の領域で、３つの発光をもたらす、単位重層部分を含む重層部が備えられている、請求項５に記載のIII族窒化物半導体発光素子。
【請求項７】
上記発光層には、発光強度を最大とする発光の波長より長い波長の領域で、４つの発光をもたらす、単位重層部分を含む重層部が備えられている、請求項５に記載のIII族窒化物半導体発光素子。
【請求項８】
上記発光層には、２．４８ｅＶ以上で３．１０ｅＶ以下の光子エネルギーの範囲で、最大の強度の発光をもたらす、単位重層部分を含む重層部が備えられている、請求項１乃至７の何れか１項に記載のIII族窒化物半導体発光素子。
【請求項９】
上記発光層が、発光を取り出す方向に向けて、より薄い層厚の障壁層を有する単位重層部分からなる重層部を順に配列して構成されている、請求項１乃至８の何れか１項に記載のIII族窒化物半導体発光素子。
【請求項１０】
上記発光層をなす重層部の各々が、インジウム組成を相違し、層厚を同一とするインジウム含有III族窒化物半導体層を井戸層とする単位重層部分から構成されている、請求項９に記載のIII族窒化物半導体発光素子。
【請求項１１】
上記発光層をなす重層部の各々が、インジウム組成を同一とし、層厚を相違するインジウム含有III族窒化物半導体層を井戸層とする単位重層部分から構成されている、請求項９に記載のIII族窒化物半導体発光素子。
【請求項１２】
上記発光層が、発光を取り出す方向に向けて、より薄い層厚の井戸層を有する単位重層部分からなる重層部を順に配列して構成されている、請求項１１に記載のIII族窒化物半導体発光素子。
【請求項１３】
上記発光層をなす重層部の各々が、インジウム組成と層厚を同一とするインジウム含有III族窒化物半導体層を井戸層とする単位重層部分から構成されている、請求項９に記載のIII族窒化物半導体発光素子。
【請求項１４】
上記発光層をなす各々の重層部を構成する単位重層部分の数が同一である、請求項１１乃至１３の何れか１項に記載のIII族窒化物半導体発光素子。
【請求項１５】
上記発光層には、重層部の単位重層部分をなす井戸層と、別の重層部の単位重層部分をなす障壁層との接合構造が含まれている、請求項１乃至１４の何れか１項に記載のIII族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、基板と、その基板の表面上に設けたIII族窒化物半導体材料からなる障壁層及びインジウム含有III族窒化物半導体からなる井戸層を備えた多重量子井戸構造の発光層とを具備したIII族窒化物半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、窒化ガリウム・インジウム混晶（ＧａXＩｎ1-XＮ：０＜Ｘ＜１）等のIII族窒化物半導体材料は、青色または緑色等の短波長光を出射する発光ダイオード（英略称：ＬＥＤ）やレーザーダイオード（英略称：ＬＤ）の発光層を構成するために利用されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特公昭５５−３８３４号公報
【０００３】
また、窒化アルミニウム・ガリウム（組成式ＡｌXＧａ1-XＮ：０≦Ｘ≦１）は、近紫外または紫外ＬＥＤの量子井戸構造の発光層を構成するための材料として用いられている（例えば特許文献２参照）。
【特許文献２】特開２００１−６０７１９号公報
【０００４】
III族窒化物半導体層を発光層とするIII族窒化物半導体ＬＥＤは、III族窒化物以外の、例えばIII−Ｖ族化合物半導体層からなる発光層を備えたＬＥＤと組み合わせて多色発光ＬＥＤを構成するのに利用されている。例えば、インジウム（Ｉｎ）組成（＝１−Ｘ）を相違するＧａXＩｎ1-XＮ層を発光層とした青色及び緑色ＬＥＤと、砒化アルミニウム・ガリウム混晶（ＡｌＧａＡｓ）を発光層とする赤色ＬＥＤとを集合させて、Ｒ（赤色）Ｇ（緑色）Ｂ（青色）の各色、またはそれらを混色させて白色光を出射する発光素子が作製されている（例えば特許文献３参照）。
【特許文献３】特開平０７−３３５９４２号公報
【０００５】
また、従来の白色ＬＥＤの他の一種は、補色の関係にある色の光を放射する発光層を、唯一の基板上に各々設ける技術手段による２波長発光型ＬＥＤである。例えば、青色光を出射するＧａXＩｎ1-XＮ（０≦Ｘ≦１）井戸層の数を５とする多重量子井戸構造からなる発光層と、黄色光を出射する、ＡｌＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰのペア数を１０とする多層積層構造の発光層とを、同一基板上に各々形成し、その各々の発光層から出射される異なる２波長の２色（例えば青色及び黄色）を混色させることによる２波長発光白色ＬＥＤである（例えば特許文献４参照）。
【特許文献４】特開２００１−２５７３７９号公報
【０００６】
しかしながら、従来の波長を異にする複数の発光（多波長発光）を出射するＬＥＤを構成するには、各色を放射するのに適するIII−Ｖ族化合物半導体材料からなる発光層を各々、個別に設ける必要があった。例えば、ＲＧＢの各色を出射するＬＥＤを作製するには、上記の如く、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）またはＢ（青色）を放射する発光層を異なるIII−Ｖ族半導体材料から構成する必要があった。すなわち、III族窒化物半導体層から単独に構成される唯一の発光層を用いて簡便に多波長発光を呈するＬＥＤが作製できるのではなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、III族窒化物半導体層から単独に構成される唯一の発光層を用いて、簡単な構成下で簡便に多波長光を出射できるIII族窒化物半導体発光素子を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明は、（ａ）基板と、その基板の表面上に設けたIII族窒化物半導体からなる障壁層及びインジウム含有III族窒化物半導体からなる井戸層を備えた多重量子井戸構造の発光層とを具備したIII族窒化物半導体発光素子において、上記多重量子井戸構造の発光層は、井戸層と障壁層とからなる単位重層部分を積層させてなる重層部を、複数積層して構成され、上記重層部の単位重層部分はその井戸層同士、また障壁層同士の層厚が同一であり、上記重層部同士は、単位重層部分の障壁層が互いに層厚を異にしており、上記重層部をなす単位重層部分の総数が発光層全体で４以上で３０以下であり、そのうちの最も薄い障壁層を有する単位重層部分からなる重層部での単位重層部分の数が２以上で２０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である。
また、（１）第１の発明は、基板と、その基板の表面上に設けたIII族窒化物半導体からなる障壁層及びインジウム含有III族窒化物半導体からなる井戸層を備えた多重量子井戸構造の発光層とを具備したIII族窒化物半導体発光素子において、上記多重量子井戸構造の発光層は、井戸層と障壁層とからなる単位重層部分を１つ有してなるか、またはその単位重層部分を２以上積層させてなる重層部を、複数積層して構成され、上記重層部の単位重層部分が２以上の場合はその井戸層同士、また障壁層同士は層厚と組成がそれぞれ同一であり、上記重層部同士は、単位重層部分の障壁層が互いに層厚を異にしている、ことを特徴としている。
【０００９】
（２）第２の発明は、上記した（１）項に記載の発明の構成において、上記発光層の中で、層厚が最大の障壁層を有する単位重層部分の積層数に比べて、より薄い層厚の障壁層を有する単位重層部分の積層数の総和をより多くしたものである。
【００１０】
（３）第３の発明は、上記した（１）項または（２）項に記載の発明の構成において、上記重層部同士が、単位重層部分の井戸層が互いに層厚または組成の少なくとも何れか一方を異にしているものである。
【００１１】
（４）第４の発明は、上記した（１）項乃至（３）項の何れかに１項に記載の発明の構成において、上記発光層は、基板の表面側より発光層からの発光を取り出す方向に向けて、より短い波長の光を発する重層部が順に配列されているものである。
【００１２】
（５）第５の発明は、上記した（４）項に記載の発明の構成において、上記発光層は、基板の表面側より発光層からの発光を取り出す方向に向けて、より薄い層厚を有する重層部が順に配列されているものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、井戸層と障壁層とからなる単位重層部分を１または２以上積層させてなる重層部を、複数積層して多重量子井戸構造の発光層を構成し、重層部同士においては、単位重層部分の障壁層が互いに層厚を異なるようにした。井戸層から出射される光（電子波）は、障壁層の層厚が薄い程透過しやすくなるので、障壁層の層厚を薄くすることにより、井戸層から出射される多波長の光強度を広い波長範囲にわたって引き上げることができる。したがって、一つの多重量子井戸構造の発光層から放射される光の波長をより多波長とする効果を挙げることができ、簡単な構成下で簡便に白色光を得ることができる。その結果、光の三原色の各色や補色の関係にある２色を放射する発光層を各々、個別に設ける必要もなくなる。
【００１４】
本発明によれば、多重量子井戸構造の発光層の中で、層厚が最大の障壁層を有する単位重層部分の積層数に比べて、より薄い層厚の障壁層を有する単位重層部分の積層数の総和をより多くしたので、井戸層から出射される多波長の光強度の広い波長範囲にわたる引き上げがより効果的になされ、また波長範囲をより一層拡幅することができる。
【００１５】
本発明によれば、重層部同士において、単位重層部分の井戸層が互いに層厚または組成の少なくとも何れか一方を異にするようにした。井戸層の層厚や組成が互いに異なると、それに応じて波長の異なる光を井戸層が出射するので、一つの多重量子井戸構造の発光層から放射される光の波長をさらに多波長とすることができ、また波長範囲をより拡幅することができる。
【００１６】
本発明によれば、発光層は、基板の表面側より発光層からの発光を取り出す方向に向けて、より短い波長の光を発する重層部、例えばより薄い層厚の井戸層を有する重層部を順に配列した。すなわち、基板の表面側に井戸層幅が広く形成された、量子準位が低く長波長の発光成分を含む多波長の発光をもたらす井戸層を配置し、発光の取り出し方向に、井戸層幅が狭く形成された、量子準位が高くより短波長の発光成分を含む多波長の発光をもたらす井戸層を配置して多重量子井戸構造の発光層を構成することとした。短波長の光は、長波長の発光を行う井戸層に吸収されてしまうが、短波長の光を、より長波長の発光を行う井戸層を通過させない構成としたため、基板表面側に配置された井戸層から出射される光が、光の取り出し方向に配置された井戸層に吸収されることなく、外部視野方向に光を取り出すことができ、各井戸層から出射される発光を効率的に視野方向に取り出すことができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明に係る重層部の積層関係を示す模式図である。図１に例示する本発明に係る多重量子井戸構造の発光層１０は、重層部１１，１２を積層して構成される。重層部１１は、井戸層１１ａと障壁層１１ｂとからなる単位重層部分１１ｍを１つ有してなる。重層部１２は、井戸層１２ａと障壁層１２ｂとからなる単位重層部分１２ｍを２つ積層させて構成され、その２つの単位重層部分１２ｍを構成する井戸層１２ａ同士、また障壁層１２ｂ同士は、層厚と組成がそれぞれ同一のものである。そして、重層部１１の障壁層１１ｂの層厚ｔ１と、重層部１２の障壁層１２ｂの層厚ｔ２とは、互いに異なっている。
【００１９】
このように、本発明の発光層は、井戸層と障壁層とからなる単位重層部分を１つ有してなるか、またはその単位重層部分を２以上積層させてなる重層部を、複数積層して構成され、その重層部の単位重層部分が２以上の場合はその井戸層同士、また障壁層同士は層厚と組成がそれぞれ同一であり、重層部同士は、単位重層部分の障壁層が互いに層厚を異にしているものである。
【００２０】
重層部の各単位重層部分をなす障壁層は、井戸層との障壁差をもって接合できる材料、例えば、ＡｌXＧａ1-XＮ（０≦Ｘ≦１）等のIII族窒化物半導体層から構成するのが望ましい。その障壁層と井戸層とは、同一の伝導形のIII族窒化物半導体層から構成する。障壁層の層厚は、概ね３ｎｍ以上で３０ｎｍ以下の範囲で、電子波が充分に透過できる層厚とするのが好ましい。
【００２１】
重層部を積層させて多重量子井戸構造の発光層を形成するのに際し、積層させる重層部の数的制限は無いが、発光層の形成工程が徒に冗長となるのを避けるため、概ね、５０以下、更には３０以下とするのが望ましい。多波長の光を放射できる多重量子井戸構造の発光層を得るには、層厚ｔ1（ｔ1≠０）の障壁層を含む単位重層部分の数よりも、その層厚（ｔ1）より薄い層厚ｔ2（ｔ1＞ｔ2，ｔ2≠０）の障壁層を含む単位重層部分の数を多くして構成するのが好都合である。障壁層の層厚をより薄くするとより良く電子波を透過でき、高強度の多波長発光を得ることができるからである。
【００２２】
また、発光層の中で、層厚が最大の障壁層を有する単位重層部分の積層数に比べて、より薄い層厚の障壁層を有する単位重層部分の積層数の総和をより多くするのが、多波長光を呈する発光層を得るのに好都合となる。例えば、単位重層部分の総数が１０で、その内、層厚ｔ１（ｔ１≠０）の障壁層を有する重層部の単位重層部分の数を５とし、より薄い層厚ｔ２（ｔ１＞ｔ２，ｔ２≠０）の障壁層を有する重層部の単位重層部分の数を５として形成する例に対し、単位重層部分の総数を２０とする場合、層厚ｔ１（ｔ１≠０）の障壁層を有する重層部の単位重層部分の数は５のままとし、より薄い層厚ｔ２（ｔ１＞ｔ２，ｔ２≠０）の障壁層を有する重層部の数を１５として形成する。このように、層厚が最大の障壁層を有する単位重層部分の積層数に比べて、より薄い層厚の障壁層を有する単位重層部分の積層数の総和をより多くすると、多波長光を呈する発光層を得るのに好都合となる。このことについて、図２〜図５を用いてより詳細に説明する。
【００２３】
図２は本発明に係る発光層の構成例を示す断面模式図である。図２において、基板１上の発光層１０は、重層部１１と重層部１２とから構成され、重層部１１は５つの単位重層部分１１ｍからなり、重層部１２も５つの単位重層部分１２ｍからなっている。
【００２４】
重層部１１の単位重層部分１１ｍは、層厚を１０ｎｍとする障壁層１１ｂと、その障壁層１１ｂ上に接合された層厚を２ｎｍとする井戸層１１ａとから構成されている。この井戸層１１ａの組成は、Ｇａ0.75Ｉｎ0.25Ｎである。
【００２５】
また、重層部１２の単位重層部分１２ｍは、層厚を４ｎｍとする障壁層１２ｂと、その障壁層１２ｂ上に接合された井戸層１２ａとから構成され、井戸層１２ａの層厚と組成は、井戸層１１ａと同一にしてある。
【００２６】
この図２の構成の発光層１０から出射される光のフォトルミネッセンス（ＰＬ）スペクトルを図３に示す。
【００２７】
図４は図２の発光層に対して、より薄い層厚の障壁層を有する重層部での単位重層部分の数をより多くして構成した場合を示す断面模式図である。図４では、層厚を１０ｎｍとする障壁層１１ｂの重層部１１での単位重層部分１１ｍの数は５つのままであるが、層厚を４ｎｍとする障壁層１２ｂの重層部１２での単位重層部分１２ｍの数は５つから１５に増加してある。
【００２８】
この図４の構成の発光層１０ｈから出射される光のフォトルミネッセンス（ＰＬ）スペクトルを図５に示す。
【００２９】
図３において、多波長光が出現するのは、光子エネルギーにして２．３エレクトロンボルト（ｅＶ）以上で３．４ｅＶ以下の範囲である。一方、図５においては、より薄い層厚の障壁層１２ｂを有する重層部１２の単位重層部分１２ｍの数を増加させたことにより、図３のスペクトルに比較して広範囲の波長範囲において強度が引き上げられており、尚且つ、多波長光が出現する範囲を、エネルギーにして１．９ｅＶ以上で３．４ｅＶ以下と拡幅させることができた。
【００３０】
特に、発光層の全体をなす単位重層部分の総数を４以上３０以下とし、薄い層厚の障壁層を有する重層部での単位重層部分の数を２以上２０以下とすると、冗長な発光層の形成工程を要せずして広い波長範囲で多波長の光を放射する発光層を簡便に形成できる。加えて、高温での冗長な成長に因る井戸層に含まれるインジウムの熱的拡散に因る障壁層の変質や、障壁層との接合面の非平坦化などを抑制するのに好都合となる利点がある。
【００３１】
上記の重層部の各単位重層部分をなす井戸層は、インジウム（元素記号：Ｉｎ）を含むIII族窒化物半導体層、例えば、ＧａXＩｎ1-XＮ（０≦Ｘ＜１）層から構成するのが望ましい。Ｉｎを含むIII族窒化物半導体層からは総じて、高い強度の発光が得られるからである。本発明に係るIII族窒化物半導体多波長発光素子では、井戸層の層厚は１ｎｍ以上で２０ｎｍ以下とするのが望ましく、２ｎｍ以上で１０ｎｍ以下とするのが更に望ましい。
【００３２】
また、層厚または組成を相違するインジウム含有III族窒化物半導体層からなる井戸層を有する重層部を積層させて多重量子構造の発光層を形成すると、単一の発光層から放射される発光の波長を更に多波長化することができる。例えば、一重層部の井戸層をＧａXＩｎ1-XＮ（０≦Ｘ＜１）で構成し、それとはガリウム組成比（＝Ｘ）、したがってインジウム組成比（＝１−Ｘ）も異にするＧａYＩｎ1-YＮ（０≦Ｙ＜１，Ｘ≠Ｙ））から別の重層部の井戸層を構成する場合を例示できる。層厚または組成を相違するとは、層厚と組成の双方を相違する場合をも含む。
【００３３】
例えば、層厚が２ｎｍで組成がＧａ0.80Ｉｎ0.20Ｎの井戸層及び層厚が１０ｎｍの障壁層からなる単位重層部分を３つ積層させてなる重層部と、同一組成で層厚が４ｎｍの井戸層及び層厚が６ｎｍの障壁層からなる単位重層部分を３つ積層させてなる別の重層部とを備えた発光層Ａを形成する。この総数６の単位重層部分からなる発光層Ａから放射される多波長の光を示すフォトルミネッセンス（ＰＬ）スペクトルＡを図６に示す（図中、「スペクトルＡ」で示す）。
【００３４】
比較として、層厚が２ｎｍで組成がＧａ0.80Ｉｎ0.20Ｎの井戸層及び層厚が１０ｎｍの障壁層からなる単位重層部分を３つ積層させてなる重層部と、その井戸層と同一層厚（＝２ｎｍ）で同一組成の井戸層及び層厚が６ｎｍの障壁層からなる単位重層部分を３つ積層させてなる別の重層部とを備えた発光層Ｂを形成する。したがって、発光層Ａは重層部間の井戸層と障壁層の双方の層厚が異なっているのに対して、発光層Ｂは重層部間の障壁層の層厚のみが異なっている構成となっている。この総数６の単位重層部分からなる発光層Ｂから放射される多波長の光を示すフォトルミネッセンス（ＰＬ）スペクトルＢを図６に破線で示す（図中、「スペクトルＢ」で示す）。
【００３５】
スペクトルＡとスペクトルＢとを対照すれば、井戸層の層厚を相違する重層部を組み合わせた多重量子井戸構造の発光層から放射される多波長の発光（スペクトルＡ）は、井戸層の層厚が同一の場合の発光（スペクトルＢ）と比較すれば、より広い波長範囲に及び、白色光を得るのにより適したものとなる。
【００３６】
本発明に係る多重量子井戸構造の発光層は、例えば、基板の表面上に形成したクラッド（ｃｌａｄ）層などの下地層に接合させて形成する。基板には、極性または無極性の結晶面を表面とするサファイア（α−Ａｌ2Ｏ3単結晶）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の絶縁性または導電性酸化物結晶、６Ｈまたは４Ｈまたは３Ｃ型炭化珪素（ＳｉＣ）等の炭化物結晶、ＧａＮ、シリコン（Ｓｉ）などの半導体結晶を利用できる。結晶品質に優れる下地層を得るために、基板上に例えば格子ミスマッチなどを緩和するための機能層を設ける積層構成とする手段も採り得る。
【００３７】
基板上、或いは基板上に成長させた下地層上には、例えば、有機金属気相堆積（ＭＯＣＶＤまたはＭＯＶＰＥなどと略称される）法、分子線エピタキシャル（ＭＢＥ）法、ハイドライド（ｈｙｄｒｉｄｅ）法、ハライド（ｈａｌｙｄｅ）法などの気相成長法を利用して多重量子井戸構造の発光層を形成する。多重量子井戸構造の発光層とそれ以外の多波長発光素子を構成する機能層とを同一の気相成長法で形成する必要は必ずしもない。例えば、比較的厚いクラッド層を用いてＬＥＤを構成する際には、その厚膜層をＭＯＣＶＤ法やハイドライド法で形成し、薄膜超格子構造の多重量子井戸構造を薄膜の制御性により優れるＭＢＥ法で成長する手段がある。
【００３８】
これらの気相成長手段に於いて、障壁層または井戸層の伝導形の制御や導電率を調整するための不純物を故意に添加するドーピング手段を採用できる。不純物をドーピングする際には、井戸層または障壁層のキャリア濃度が５×１０17ｃｍ-3以上で５×１０19ｃｍ-3以下の範囲となるように施すのが望ましい。このようなキャリア濃度を有する導電性の機能層、例えば、クラッド層やコンタクト（ｃｏｎｔａｃｔ）層上にオーミック（Ｏｈｍｉｃ）電極を設けてＬＥＤなどの発光素子を形成する。例えば、多重量子井戸構造発光層の下地層としたｎ形ＡｌXＧａ1-XＮ（０≦Ｘ≦１）クラッド層と、同発光層上に設けたｐ形ＧａＮコンタクト層に接触させてオーミック電極を設け、ｐｎ接合型の多波長同時発光ＬＥＤとする。
【００３９】
以上述べたように、この発明の実施形態では、井戸層と障壁層とからなる単位重層部分を１または２以上積層させてなる重層部を、複数積層して多重量子井戸構造の発光層を構成し、重層部同士においては、単位重層部分の障壁層が互いに層厚を異なるようにした。井戸層から出射される光（電子波）は、障壁層の層厚が薄い程透過しやすくなるので、障壁層の層厚を薄くすることにより、井戸層から出射される多波長の光強度を広い波長範囲にわたって引き上げることができる。したがって、一つの多重量子井戸構造の発光層から放射される光の波長をより多波長とする効果を挙げることができ、簡単な構成下で簡便に白色光を得ることができる。その結果、光の三原色の各色や補色の関係にある２色を放射する発光層を各々、個別に設ける必要もなくなる。
【００４０】
また、多重量子井戸構造の発光層の中で、層厚が最大の障壁層を有する単位重層部分の積層数に比べて、より薄い層厚の障壁層を有する単位重層部分の積層数の総和をより多くしたので、井戸層から出射される多波長の光強度の広い波長範囲にわたる引き上げがより効果的になされ、波長範囲をより一層拡幅することができる。
【００４１】
さらに、重層部同士において、単位重層部分の井戸層が互いに層厚または組成の少なくとも何れか一方を異にするようにした。井戸層の層厚や組成が互いに異なると、それに応じて井戸層から放射される光の波長を変化させられるので、一つの多重量子井戸構造の発光層から放射される光の波長をさらに多波長とすることができ、波長範囲をより拡幅することができる。
【実施例】
【００４２】
以下、本発明に係るIII族窒化物半導体発光素子を第１乃至第４実施例により説明する。第１実施例では、井戸層の組成と障壁層の層厚とを共に異にする重層部からなる多重量子井戸構造の発光層を備えたIII族窒化物半導体ＬＥＤについて、図７乃至図９を参照して説明する。
【００４３】
（第１実施例）  図７は第１実施例の発光層を備えたIII族窒化物半導体発光素子の構造を示す断面模式図である。図８はその発光層の構成を示す断面模式図である。また、図９はその発光層から放射される室温でのフォトルミネッセンス（ＰＬ）スペクトルである。
【００４４】
III族窒化物半導体発光素子１００Ａを作製するための積層構造体１００Ｂは、｛１１１｝−ｐ形珪素単結晶（シリコン）を基板１０１として用いて形成した。基板１０１の表面を、真空に保持した分子線エピタキシャル（ＭＢＥ）装置内で窒素プラズマに曝し、窒化処理を施して、基板１０１の極く表面を窒化珪素（ＳｉＮ）に変質させた。次に、窒素プラズマを用いるＭＢＥ法（窒素プラズマＭＢＥ法）により、基板１０１の温度を６５０℃として、窒化処理した基板１０１の表面に窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなる第１緩衝層１０２（層厚＝６０ｎｍ）を形成した。次に、基板１０１の温度を８５０℃に昇温して、窒素プラズマＭＢＥ法により、ＡｌＮからなる第２緩衝層１０３（層厚＝３００ｎｍ）を形成した。次に、基板１０１の温度を６９０℃に降温して、窒素プラズマＭＢＥ法により、ＧａＮからなるｎ形クラッド層１０４（層厚＝１．５μｍ）を形成した。
【００４５】
ｎ形クラッド層１０４を形成した後、その積層構造体を室温近傍の温度迄、ＭＢＥ装置内で冷却した。然る後、ＭＢＥ装置から、その積層構造体を取り出し、一般的なＭＯＣＶＤ装置内に搬送した。
【００４６】
その後、水素雰囲気中で、基板１０１の温度を７００℃とした時点で、層厚を８ｎｍとするｎ形ＧａＮからなる障壁層１１０ｂと、層厚を２ｎｍとする井戸層１１０ａとからなる単位重層部分１１０ｍを、ｎ形クラッド層１０４上に形成した。この単位重層部分１１０ｍをさらに積層させて２つ形成し、重層部１１０とした。重層部１１０の各井戸層１１０ａは、何れもｎ形Ｇａ0.75Ｉｎ0.25Ｎ層から構成した。重層部１１０は、ｎ形クラッド層１０４の表面に接合する層を障壁層１１０ｂとして堆積した。
【００４７】
重層部１１０上には、層厚を６ｎｍとするｎ形ＧａＮ層からなる障壁層１２０ｂと、層厚を２ｎｍとする井戸層１２０ａとからなる単位重層部分１２０ｍを、３つ、順次ＭＯＣＶＤ法により７００℃で堆積し、重層部１２０とした。上記の重層部１１０上に別の重層部１２０を設けるにあたっては、図８に示すように、重層部１１０の表層をなす井戸層１１０ａに、別の重層部１２０の障壁層１２０ｂが接合するように設けた。別の重層部１２０の井戸層１２０ａは、上記の重層部１１０の井戸層１１０ａとは異なり、何れもｎ形Ｇａ0.85Ｉｎ0.15Ｎ層から構成した。重層部１１０と別の重層部１２０との合計５つの単位重層部分１１０ｍ、１２０ｍを積層させて多重量子井戸構造の発光層１００を構成した（図８参照）。３つの単位重層部分１２０ｍの各障壁層１２０ｂの層厚は、２つの単位重層部分１１０ｍの各障壁層１１０ｂの層厚よりも薄い構成となっている。
【００４８】
このような、より薄い層厚の障壁層を有する単位重層部分の積層数の総和をより多くした発光層１００からの室温でのフォトルミネッセンススペクトルを図９に示す。発光が生ずる波長の範囲は、３７３ｎｍから７５０ｎｍに至る広範囲に及んでいた。
【００４９】
このように、様々な波長の光が同時に得られることに因り、発光層１００から放射される発光色は混色に因り、目視で白色であった。すなわち、例えば、青色と黄色との組み合わせなどの補色の関係の２色を放射するために、また光の三原色の各色を放射するために、各色に対応する発光層を異なる化合物半導体材料から別個に形成しなくとも、本発明に係る構成からなる多重量子井戸構造を用いれば、数的に単独ながら、白色光を放射する発光層を、同種のIII族窒化物半導体材料から形成できることが示された。
【００５０】
発光層１００を形成した後、ＭＯＣＶＤ装置内で、室温近傍の温度に冷却した。然る後、今度はＭＯＣＶＤ装置から、発光層１００の形成を終了した積層構造体１００Ｂを取り出し、その後、窒素プラズマＭＢＥ装置内に搬送した。そして、基板１０１の温度を７８０℃として、多重量子井戸構造の発光層１００の表層をなす井戸層１２０ａ上に、ｐ形ＧａＮからなるｐ形クラッド層１０６を堆積した。これより、ｎ形ＧａＮクラッド層１０４とｐ形ＧａＮクラッド層１０６との間にｎ形発光層１００を挟んだ構造のｐｎ接合型発光部を備えた発光素子１００Ａ用途の積層構造体１００Ｂの形成を終了した。
【００５１】
積層構造体１００Ｂの一端のｎ形オーミック電極１０７を形成する領域に在るｐ形ＧａＮクラッド層１０６及び発光層１００を一般的なドライエッチング法により除去し、発光層１００の下地層であるｎ形ＧａＮクラッド層１０４の表面を露出させた。次に、その露出させたｎ形ＧａＮクラッド層１０４の表面に、ｎ形オーミック電極１０７を形成した。他方、ｐ形オーミック電極１０８は、ｐ形ＧａＮクラッド層１０６の表面の一部に形成し、その後、個別の素子（チップ）に分割して、一辺の長さを３５０μｍとする発光素子１００Ａを作製した。
【００５２】
発光素子１００Ａの順方向電流を２０ｍＡとした際の順方向電圧（Ｖｆ）は３．５Ｖであった。また、順方向に５０ｍＡの電流を通流した際には、チップ（ｃｈｉｐ）状態の発光素子１００Ａの発光層の全面から目視で青色を帯びた白色光が出射された。これより、本第１実施例に記載の多重量子井戸構造の発光層を用いれば、波長を相違する発光を同時に放射できるため、数的に単一な量子井戸構造の発光層であっても、白色光を出射できる発光素子を簡便に作製できることが示された。
【００５３】
（第２実施例）  第２実施例では、障壁層の層厚を相違する重層部からなる多重量子井戸構造の発光層を備えた本発明に係るIII族窒化物半導体発光素子について、図１０乃至図１２を参照して説明する。
【００５４】
図１０は第２実施例の発光層を備えたIII族窒化物半導体発光素子の構造を示す断面模式図、図１１はその発光層の構成を示す断面模式図、図１２はその発光層から放射される室温でのフォトルミネッセンス（ＰＬ）スペクトルである。尚、図１０及び図１１にあって、上記の第１実施例に記載したのと同一の構成要素については、同一の符号を付すことにする。
【００５５】
上記の第１実施例に記載した表面を窒化したＳｉ基板１０１上に、成長温度を異にして設けたＡｌＮ層１０２，１０３、及びｎ形ＧａＮからなるクラッド層１０４上に、第１実施例に記載したのとは構成を異にする発光層２００を形成した。発光層２００を構成する重層部２１０，２２０，２３０は、上記の第１実施例に記載の発光層１００の形成方法とは異なり、いずれも、窒素プラズマＭＢＥ法で形成した。
【００５６】
本第２実施例の多重量子井戸構造の発光層２００は、井戸層２１０ａ，２２０ａ，２３０ａを、何れも層厚を４ｎｍとするＧａ0.75Ｉｎ0.25Ｎ層と同一とした。図１１に示すように、井戸層２１０ａに、層厚を１０ｎｍとするｎ形ＧａＮからなる障壁層２１０ｂを形成して単位重層部分２１０ｍを形成し、この単位重層部分２１０ｍを２つ積層させて重層部２１０を設けた。
【００５７】
重層部２１０上には、井戸層２２０ａに、層厚を６ｎｍとするｎ形ＧａＮからなる障壁層２２０ｂを形成して単位重層部分２２０ｍを形成し、この単位重層部分２２０ｍを２つ積層させて重層部２２０を設けた。
【００５８】
重層部２２０上には、井戸層２３０ａに、層厚を４ｎｍとするｎ形ＧａＮからなる障壁層２３０ｂを形成して単位重層部分２３０ｍを形成し、この単位重層部分２３０ｍを２つ積層させて重層部２３０を設けた。
【００５９】
重層部２１０は、クラッド層１０４に最初に井戸層２１０ａを接合させて形成した。重層部２２０は、重層部２１０の障壁層２１０ｂに井戸層２２０ａを接合させて形成した。また、重層部２３０は、重層部２２０の障壁層２２０ｂに井戸層２３０ａを接合させて形成した。
【００６０】
このようにして形成した発光層２００上には、上記の第１実施例に記載したｐ形ＧａＮからなるｐ形クラッド層１０６を堆積した。これにより、ｎ形クラッド層１０４とｐ形ＧａＮクラッド層１０６との間に、多重量子井戸構造のｎ形発光層２００を挟んだ構造のｐｎ接合型発光部を備えた発光素子２００Ａ用途の積層構造体２００Ｂの形成を終了した。
【００６１】
上記の重層部２１０での単位重層部分２１０ｍの積層数２に比較して、その重層部２１０よりも薄い障壁層を用いた重層部２２０，２３０での単位重層部分２２０ｍ，２３０ｍの積層数の総和は４である。このように、発光層２００は、より薄い層厚の障壁層を有する単位重層部分の積層数の総和がより多くなっている。この発光層２００からの室温でのフォトルミネッセンススペクトルを図１２に示す。発光が生ずる波長の範囲は、３６７ｎｍから５１６ｎｍに至る広範囲に及んでいた。このように、波長を相違する多数の光の混色に因り、目視される発光層２００からの発光色は白色であった。すなわち、青色と黄色との組み合わせなどの補色の関係の２色を放射するために、また光の三原色の各色を放射するために、各発色に対応する発光層を個別に設けずとも、本発明に係る構成からなる多重量子井戸構造を用いると、数的に単一ながら、白色光を放射する発光層を得られることが示された。
【００６２】
積層構造体２００Ｂの一端のｎ形オーミック電極１０７を形成する領域に在るｐ形ＧａＮクラッド層１０６及び発光層２００を一般的なドライエッチング法により除去し、発光層２００の下地層であるｎ形ＧａＮクラッド層１０４の表面を露出させた。次に、その露出させたｎ形ＧａＮクラッド層１０４の表面に、ｎ形オーミック電極１０７を形成した。他方、ｐ形オーミック電極１０８は、ｐ形ＧａＮクラッド層１０６の表面の一部に形成し、その後、個別の素子（チップ）に分割して、一辺の長さを４００μｍとする発光素子２００Ａを作製した。
【００６３】
発光素子２００Ａの順方向電流を２０ｍＡとした際の順方向電圧（Ｖｆ）は３．４Ｖであった。また、順方向に２０ｍＡの電流を通流した際には、チップ（ｃｈｉｐ）状態の発光素子２００Ａの発光層の全面から目視で緑色を帯びた白色光が出射された。これにより、本第２実施例に記載の多重量子井戸構造の発光層を用いれば、波長を相違する発光を同時に放射できるため、数的に単一な量子井戸構造の発光層であっても、白色光を出射できる発光素子を簡便に作製できることが示された。
【００６４】
（第３実施例）  第３実施例では、Ｉｎ組成を相違する井戸層と、層厚を相違する障壁層とから構成される重層部からなる多重量子井戸構造の発光層を備えた本発明に係るIII族窒化物半導体発光素子について説明する。
【００６５】
上記の第１実施例に記載した表面を窒化したＳｉ基板上に設けたＡｌＮ層、及びｎ形ＧａＮからなるクラッド層上に、第２実施例に記載したのとは構成を異に３つの重層部からなる発光層を形成した。発光層を構成する３つの重層部は、いずれも、窒素プラズマＭＢＥ法で形成した。
【００６６】
本第３実施例の多重量子井戸構造の発光層は、Ｓｉ基板側より発光を取り出す方向に向けて、第１乃至第３の重層部を順に積層させて構成した。第１乃至第３の重層部をなす単位重層部分の井戸層は、何れも層厚を４ｎｍとしつつも、Ｉｎ組成（＝１−Ｘ）を相違するｎ形ＧａXＩｎ1-XＮ層から構成した。Ｓｉ基板の表面に最も近接して配置した第１の重層部の単位重層部分をなす井戸層は、Ｇａ0.72Ｉｎ0.28Ｎ層から構成した。第１の重層部に積重させた第２の重層部の単位重層部分をなす井戸層は、Ｇａ0.80Ｉｎ0.20Ｎ層から構成した。また、第２の重層部に積重した、発光の取り出し方向の最上部をなす第３の重層部の単位重層部分をなす井戸層は、Ｇａ0.85Ｉｎ0.15Ｎ層から構成した。
【００６７】
即ち、Ｓｉ基板の表面側から発光の取り出し方向に向けて、より短い波長の光を放射する第１〜第３の重層部を順に配列して多重量子井戸構造の発光層を構成した。第１の重層部をなす単位重層部分の積層数は３とし、第２の重層部をなす単位重層部分の積層数は３とし、第３の重層部をなす単位重層部分の積層数は２とした。尚、第１の重層部は、その下部のｎ形ＧａＮクラッド層にその単位重層部分のＧａ0.72Ｉｎ0.28Ｎ井戸層を接合させて形成した。第２の重層部は、第１の重層部の表面をなすｎ形ＧａＮ障壁層に、第２の重層部をなす単位重層部分のＧａ0.80Ｉｎ0.20Ｎ井戸層を接合させて形成した。また、第３の重層部は、第２の重層部の表面をなすｎ形ＧａＮ障壁層の表面にＧａ0.85Ｉｎ0.15Ｎ井戸層を接合させて形成した。
【００６８】
また、上記の第１乃至第３の重層部の単位重層部分をなす障壁層は、何れもｎ形ＧａＮ層から構成したが、その障壁層の層厚は各重層部で相違させた。第１の重層部の単位重層部分をなす障壁層の層厚は、８ｎｍとした。第１の重層部に積重させた第２の重層部の単位重層部分をなす障壁層の層厚は、６ｎｍとした。また、第２の重層部に積層した、発光の取り出し方向の最上部をなす第３の重層部の単位重層部分をなす障壁層の層厚は、４ｎｍとした。即ち、層厚を最大とする障壁層を有する第１の重層部をなす単位重層部分の積層数が上記の如く３であるのに対し、それよりも層厚が薄い障壁層を有する第２及び第３の重層部をなす単位重層部分の合計の積層数（＝５）を多くして発光層を形成した。
【００６９】
然る後、上記の如く構成した多重量子井戸構造の発光層上に、上記の第１実施例に記載したｐ形ＧａＮからなるｐ形クラッド層を堆積し、ｐｎ接合型の発光部を備えたＬＥＤ用途の積層構造体を形成した。この積層構造体に上記の第１及び第２実施例に記述したのと同様な加工を施し、ｎ形及びｐ形双方のオーミック電極を形成して発光素子を作製した。
【００７０】
作製した上記の発光素子からは、波長の範囲にして３７０ｎｍから６５０ｎｍに至る広範囲に、図１２に示したのと類似したスペクトルを呈する強度の高い白色光が発せられた。
【００７１】
本第３実施例では、発光層として、基板の表面側より発光層からの発光を取り出す方向に向けて、より短い波長の光を発する重層部、即ち、Ｉｎ組成の小さなＧａXＩｎ1-XＮ井戸層を有する重層部を順に配列する構成とした。即ち、基板の表面側に、量子準位が低く長波長の発光成分を含む多波長の発光をもたらす井戸層を含む重層部を配置し、発光の取り出し方向に、量子準位が高くより短波長の発光成分を含む多波長の発光をもたらす井戸層を含む重層部を順に配置して多重量子井戸構造の発光層を構成した。従って、高強度の白色発光が得られたのは、短波長の光を、より長波長の発光を行う井戸層を含む重層部を通過させない構成としたため、基板表面側に配置された重層部の井戸層から放射される光が、光の取り出し方向に配置された重層部の井戸層に吸収されることなく、外部視野方向に透過でき、重層部をなす各井戸層から放射される広い波長範囲に亘る発光を効率的に視野方向に取り出すことができるようになったためと考察された。
【００７２】
（第４実施例）  第４実施例では、Ｉｎ組成を同一としつつも層厚を相違する井戸層と、層厚を相違する障壁層とから構成される重層部からなる多重量子井戸構造の発光層を備えた本発明に係るIII族窒化物半導体発光素子について説明する。
【００７３】
上記の第１実施例に記載した表面を窒化したＳｉ基板上に設けたＡｌＮ層、及びｎ形ＧａＮからなるクラッド層上に、４つの重層部からなる発光層を形成した。発光層を構成する４つの重層部（第１乃至第４の重層部）は、全て、窒素プラズマＭＢＥ法で形成した。
【００７４】
本第４実施例の多重量子井戸構造の発光層は、Ｓｉ基板側より発光を取り出す方向に向けて、第１乃至第４の重層部を順に積層させて構成した。第１乃至第４の重層部をなす単位重層部分の数は、何れも１とした。その単位重層部分の井戸層は、何れもＩｎ組成を０．１８と同一とするｎ形Ｇａ0.82Ｉｎ0.18Ｎ層から構成した。Ｓｉ基板の表面に最も近接して配置した第１の重層部の単位重層部分をなす井戸層の層厚は、８ｎｍとした。第１の重層部に積重させた第２の重層部の単位重層部分をなす井戸層の層厚は、６ｎｍとした。第２の重層部に積重した、第３の重層部の単位重層部分をなす井戸層の層厚は、４ｎｍとした。第３の重層部に積重した、発光の取り出し方向の最上に位置する第４の重層部の単位重層部分をなす井戸層の層厚は、２ｎｍとした。
【００７５】
また、上記の第１乃至第４の重層部の単位重層部分をなす障壁層は、何れもｎ形ＧａＮ層から構成したが、その障壁層の層厚は各重層部で相違させた。第１の重層部の単位重層部分をなす障壁層の層厚は、１０ｎｍとした。第１の重層部に積重させた第２の重層部の単位重層部分をなす障壁層の層厚は、８ｎｍとした。第２の重層部に積重させた第３の重層部の単位重層部分をなす障壁層の層厚は、６ｎｍとした。また、第３の重層部に積層した、発光の取り出し方向の最上部をなす第４の重層部の単位重層部分をなす障壁層の層厚は、４ｎｍとした。即ち、層厚を最大とする障壁層（層厚１０ｎｍ）を有する第１の重層部をなす単位重層部分は上記の如く１であるのに対し、それよりも層厚が薄い障壁層を有する第２乃至第４の重層部をなす単位重層部分の合計の積層数（＝３）をより多くして発光層を形成した。
【００７６】
即ち、Ｓｉ基板の表面側から発光の取り出し方向に向けて、より短い波長の光を放射する重層部を順に配列して（第１の重層部から第４の重層部へと順に配置して）多重量子井戸構造の発光層を構成した。尚、第１の重層部は、その下部のｎ形ＧａＮクラッド層にその単位重層部分のＧａ0.82Ｉｎ0.18Ｎ井戸層を接合させて形成した。第２の重層部は、第１の重層部の表面をなすｎ形ＧａＮ障壁層に、第２の重層部分をなす単位重層部分のＧａ0.82Ｉｎ0.18Ｎ井戸層を接合させて形成した。また、第３の重層部は、第２の重層部の表面をなすｎ形ＧａＮ障壁層の表面にＧａ0.82Ｉｎ0.18Ｎ井戸層を接合させて形成した。同じく、第４の重層部は、第３の重層部の表面をなすｎ形ＧａＮ障壁層の表面にＧａ0.82Ｉｎ0.18Ｎ井戸層を接合させて形成した。
【００７７】
然る後、上記の如く構成した多重量子井戸構造の発光層上に、上記の第１実施例に記載したｐ形ＧａＮからなるｐ形クラッド層を堆積し、ｐｎ接合型の発光部を備えたＬＥＤ用途の積層構造体を形成した。この積層構造体に上記の第１及び第２実施例に記述したのと同様な加工を施し、ｎ形及びｐ形双方のオーミック電極を形成して発光素子を作製した。
【００７８】
作製した上記の発光素子からは、第３実施例に記載の発光素子と同様に、強度の高い白色光が発せられた。本第４実施例では、発光層として、基板の表面側より発光層からの発光を取り出す方向に向けて、より短い波長の光を発する重層部、即ち、Ｉｎ組成を同一としながらも、層厚をより小とするＧａXＩｎ1-XＮ井戸層を有する重層部を順に配列する構成とした。即ち、基板の表面側に、量子準位が低く長波長の発光成分を含む多波長の発光をもたらす井戸層を含む重層部を配置し、発光の取り出し方向に、量子準位が高くより短波長の発光成分を含む多波長の発光をもたらす井戸層を含む重層部を配置して多重量子井戸構造の発光層を構成した。短波長の光は、長波長の発光を行う井戸層を通過する際に吸収されてしまうが、この第４実施例では、短波長の光を、より長波長の発光を行う井戸層を通過させない構成としたため、基板表面側に配置された重層部の井戸層から放射される光が、光の取り出し方向に配置された重層部の井戸層に吸収されることなく、外部視野方向に透過でき、薄い層厚の障壁層を有する単位重層部分を含む重層数の総和をより多くすることによる効果と相俟って、重層部をなす各井戸層から放射される広い波長範囲に亘る発光を効率的に視野方向に取り出すことができるようになった。このため、放射される多波長の光強度を広い波長範囲にわたって強めることができ、高強度の白色発光が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に係る重層部の積層関係を示す模式図である。
【図２】本発明に係る発光層の構成例を示す断面模式図である。
【図３】図２の構成の発光層から出射される光のフォトルミネッセンス（ＰＬ）スペクトルを示す図である。
【図４】図２の発光層に対して、より薄い層厚の障壁層の数を多くして構成した発光層を示す断面模式図である。
【図５】図４の構成の発光層から出射される光のフォトルミネッセンス（ＰＬ）スペクトルを示す図である。
【図６】発光層Ａ，Ｂから放射される光のフォトルミネッセンス（ＰＬ）スペクトルを示す図である。
【図７】第１実施例の発光層を備えたIII族窒化物半導体発光素子の構造を示す断面模式図である。
【図８】第１実施例の発光層の構成を示す断面模式図である。
【図９】第１実施例の発光層から放射される室温でのフォトルミネッセンス（ＰＬ）スペクトルである。
【図１０】第２実施例の発光層を備えたIII族窒化物半導体発光素子の構造を示す断面模式図である。
【図１１】第２実施例の発光層の構成を示す断面模式図である。
【図１２】第２実施例の発光層から放射される室温でのフォトルミネッセンス（ＰＬ）スペクトルである。
【符号の説明】
【００８０】
１    基板
１０    発光層
１０ｈ  発光層
１１    重層部
１１ａ  井戸層
１１ｂ  障壁層
１１ｍ  単位重層部分
１２    重層部
１２ａ  井戸層
１２ｂ  障壁層
１２ｍ  単位重層部分
１００  発光層
１００Ａ  III族窒化物半導体発光素子
１００Ｂ  積層構造体
１０１    基板
１０２    第１緩衝層
１０３    第２緩衝層
１０４    ｎ形クラッド層
１０６    ｐ形クラッド層
１０７    ｎ形オーミック電極
１０８    ｐ形オーミック電極
１１０    重層部
１１０ａ  井戸層
１１０ｂ  障壁層
１１０ｍ  単位重層部分
１２０    重層部
１２０ａ  井戸層
１２０ｂ  障壁層
１２０ｍ  単位重層部分
２００    発光層
２００Ａ  III族窒化物半導体発光素子
２００Ｂ  積層構造体
２１０    重層部
２１０ａ  井戸層
２１０ｂ  障壁層
２１０ｍ  単位重層部分
２２０    重層部
２２０ａ  井戸層
２２０ｂ  障壁層
２２０ｍ  単位重層部分
２３０    重層部
２３０ａ  井戸層
２３０ｂ  障壁層
２３０ｍ  単位重層部分
ｔ１    障壁層の層厚
ｔ２    障壁層の層厚
【図１】
2009105423.tif 000003
【図２】
2009105423.tif 000004
【図３】
2009105423.tif 000005
【図４】
2009105423.tif 000006
【図５】
2009105423.tif 000007
【図６】
2009105423.tif 000008
【図７】
2009105423.tif 000009
【図８】
2009105423.tif 000010
【図９】
2009105423.tif 000011
【図１０】
2009105423.tif 000012
【図１１】
2009105423.tif 000013
【図１２】
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