[发明专利]氮化物半导体发光元件及氮化物半导体发光元件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及氮化物半导体发光元件及氮化物半导体发光元件的制造方法。

背景技术

使用AlGaInN类的氮化物半导体制作的氮化物半导体发光元件能够高效地发出蓝色等短波长的光，因此，通过将其与荧光体组合，能够得到发出白色光的发光装置。作为发出白色光的发光装置，因为能够得到超过荧光灯发光效率的发光装置，所以认为这样的发光装置是今后照明的主打产品。

另一方面，对于使用这样的氮化物半导体发光元件而发出白色光的发光装置，期待进一步改善发光效率，并且期待由此产生的节能化的发展。

由于氮化物半导体发光元件的发光原理为空穴与电子的复合，所以恰当地制作p型氮化物半导体层及n型氮化物半导体层是非常重要的。然而，在氮化物半导体发光元件的制造过程中，存在各种热处理工序会扰乱掺杂于p型氮化物半导体层中的Mg等p型杂质的分布。

第一，是形成p型氮化物半导体层的外延生长工序本身，该工序一般在超过1000℃的高温下进行。另外，第二，是用来促进p型氮化物半导体层的p型化的退火工序。而且，第三，是热处理工序，该热处理工序用来改善电极形成后电极与氮化物半导体的接触性及电极自身的特性。

由于这些热处理工序的加热过程，在p型氮化物半导体层的外延生长中p型杂质的掺杂量与通过掺杂该p型杂质而得到的p型氮化物半导体层的掺杂分布之间存在差异。

为了解决上述这样的问题并提高氮化物半导体发光元件的特性而进行了各种技术开发。

例如，在专利文献1（日本特开2009-130097号公报）中公开了在活性区域上层积掺杂Mg的p型Al_0.15Ga_0.85N外延层与掺杂Mg的p型GaN层形的层积结构的技术。

另外，例如在专利文献2（日本特开2000-164922号公报）中公开了提高p型接触层与正电极相接的最外表面部分的Mg杂质浓度并且提高与正电极的接触性的技术。

而且，在专利文献3（日本特开2001-148507号公报）中公开了将活性层上的p型氮化物半导体层形成为依次层积中浓度掺杂p型杂质的p型包覆层、低浓度掺杂p型杂质的p型低浓度掺杂层、高浓度掺杂p型杂质的p型接触层三层结构的技术。

在专利文献3的第七实施例中公开有如下技术：作为中浓度掺杂的p型层，形成由掺杂5×10¹⁹/cm³的Mg的p型Al_0.16Ga_0.84N形成的p型包覆层，作为低浓度掺杂的p型层，形成由无掺杂的GaN形成的低浓度掺杂层，作为高浓度掺杂的p型层，形成掺杂1×10²⁰/cm³的Mg的高浓度掺杂层。

专利文献1：（日本）特开2009-130097号公报

专利文献2：（日本）特开2000-164922号公报

专利文献3：（日本）特开2001-148507号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，由于近年来对环境问题的意识的提高，要求进一步提高氮化物半导体发光元件的特性。

本发明是鉴于上述问题而提出的，目的在于提供一种特性良好的氮化物半导体发光元件及氮化物半导体发光元件的制造方法。

用于解决技术问题的技术手段

本发明提供一种氮化物半导体发光元件，具有：n型氮化物半导体层、设置于n型氮化物半导体层上的氮化物半导体活性层、设置于氮化物半导体活性层上的p型氮化物半导体层，p型氮化物半导体层从氮化物半导体活性层侧依次包括第一p型氮化物半导体层、第二p型氮化物半导体层、第三p型氮化物半导体层，第一p型氮化物半导体层及第二p型氮化物半导体层分别含有Al（铝），第一p型氮化物半导体层的平均Al组分与第二p型氮化物半导体层的平均Al组分相同，第三p型氮化物半导体层的带隙小于第二p型氮化物半导体层的带隙，第二p型氮化物半导体层的p型杂质浓度及第三p型氮化物半导体层的p型杂质浓度分别低于第一p型氮化物半导体层的p型杂质浓度。

在此，在本发明的氮化物半导体发光元件中，优选的是，p型氮化物半导体层在第三p型氮化物半导体层的与设置氮化物半导体活性层一侧相反的一侧还具有第四p型氮化物半导体层，第四p型氮化物半导体层的带隙小于第二p型氮化物半导体层的带隙，第四p型氮化物半导体层的p型杂质浓度高于第三p型氮化物半导体层的p型杂质浓度。