專利名稱：：Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及具有基板和在該基板的表面上設(shè)置的具有由含有鎵的III族氮化物半導(dǎo)體材料形成的勢(shì)壘層和阱層的多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層的III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件。
背景技術(shù)：
：一直以來，氮化鎵銦(GaInN)等的III族氮化物半導(dǎo)體材料為了構(gòu)成白色或藍(lán)色等的短波長(zhǎng)的發(fā)光二極管(英文簡(jiǎn)稱LED)和/或激光二極管(英文簡(jiǎn)稱LD)的發(fā)光層而被應(yīng)用(例如參照日本特公昭55-3834號(hào)公報(bào))。另外，氮化鋁鎵(AlGaN)被用作為用于構(gòu)成近紫外LED或紫外LED的發(fā)光層的材料(例如參照日本特開2001-60719號(hào)公報(bào))。以往的一種白色LED，是將分別射出光的3原色(紅(R)、綠(G)和藍(lán)⑶)的各色光的芯片(chip)狀或燈狀的紅色LED、綠色LED和藍(lán)色LED以與它們的發(fā)光強(qiáng)度的相對(duì)的比率相應(yīng)的個(gè)數(shù)集積、排列于同一基體上，作為總體通過混色而發(fā)出白色光的LED(例如參照日本特開平06-314824號(hào)公報(bào)、日本特開平07-7223號(hào)公報(bào)、日本特開平07-15044號(hào)公報(bào)、日本特開平07-235624號(hào)公報(bào)、日本特開平07-288341號(hào)公報(bào)、日本特開平07-283438號(hào)公報(bào)、日本特開平07-335942號(hào)公報(bào))?？梢哉f是排列型(組件；module)白色LED。另外，以往的另一種白色LED，是利用在一個(gè)基板上分別地形成的分別射出紅色光或綠色光或藍(lán)色光的例如由III族氮化物半導(dǎo)體形成的發(fā)光層來構(gòu)成的(例如參照日本特開平06-53549號(hào)公報(bào)和日本特開平07-183576號(hào)公報(bào))。是通過使從各個(gè)發(fā)光層射出的與光的3原色(紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B))相應(yīng)的發(fā)光混色而呈白色的所謂的RGB型白色LED。另外，以往的又一種白色LED，是將射出存在補(bǔ)色的關(guān)系的顏色的光的發(fā)光層在單一的基板上分別設(shè)置而構(gòu)成的白色LED。例如，是在同一基板上分別形成射出藍(lán)色光的III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光層和射出黃色光的發(fā)光層，將由該各個(gè)發(fā)光層射出的不同的兩波長(zhǎng)的兩色(例如藍(lán)色和黃色)的光混色而成的白色LED(例如參照日本特開2001-257379號(hào)公報(bào))。是應(yīng)用了如果將具有補(bǔ)色關(guān)系的兩色(兩波長(zhǎng))的光混色則可視認(rèn)為白色的現(xiàn)象的所謂的補(bǔ)色型白色LED。另外，與上述的3種類型的LED不同，是利用從III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光層射出的光，激勵(lì)發(fā)出與從該發(fā)光層射出的光不同的波長(zhǎng)的熒光的熒光體，使發(fā)光波長(zhǎng)變換的LED(例如參照日本特開平07-99345號(hào)公報(bào))。例如，是作為利用從III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光層射出的藍(lán)色光或紫外光激勵(lì)熒光體從而發(fā)出白色光的LED的所謂的熒光型白色LED(例如參照日本專利第2900928號(hào)公報(bào)、日本專利第3724490號(hào)公報(bào)、日本專利第3724498號(hào)公報(bào))。作為由藍(lán)色光或紫外光激勵(lì)而呈白色的熒光體，使用了釔鋁石榴石(Y3Al5O12)等(例如參照日本專利第2927279號(hào)公報(bào)、日本專利第3503139號(hào)公報(bào)、日本專利第3700502號(hào)公報(bào))?？墒?，在上述的排列型白色LED中，例如，與集積、排列紅色或綠色或藍(lán)色LED的芯片或燈所需要的安裝平面積比較，這些射出各色的發(fā)光層的平面積格外地小(參照上述的日本特開平06-314824號(hào)公報(bào)、日本特開平07-15044號(hào)公報(bào)或日本特開平07-335942號(hào)公報(bào))。S卩，相對(duì)于為裝設(shè)燈而需要的平面積，帶來發(fā)光的發(fā)光層占有的平面積極小，因此不利于得到高的光度(流明/面積)的發(fā)光元件。例如在形成為將一邊為0.3mm的大致正方形的LED芯片用樹脂圍繞，將垂直截面設(shè)為炮彈型、將水平截面設(shè)為圓形的一般形狀的燈的情況下，該燈的外徑(直徑)一般為3mm5mm(參照上述的日本特開平06-314824號(hào)公報(bào)的段落(0007))。因此如果以外徑設(shè)為5mm的燈的情況為例，則與該燈的平面積(約20mm2)比較，即使發(fā)光層存在于芯片的整個(gè)平面，其平面積也格外小，為0.09mm2。因此在得到更高光度的發(fā)光元件方面決沒有成為優(yōu)勢(shì)。另外，在上述的RGB型白色LED中，需要分開地設(shè)置可各自射出紅色(R)或綠色(B)或藍(lán)色(B)的發(fā)光層。除了需要設(shè)置多個(gè)發(fā)光層以外，為了在發(fā)光層中封入載流子(carrier；電子和空穴)，并且封入由它們的放射再結(jié)合所帶來的發(fā)光，還需要附帶于發(fā)光層對(duì)上述的各發(fā)光層設(shè)置覆蓋(clad)層等。因此需要在單一的基板上設(shè)置多個(gè)發(fā)光層以及更優(yōu)選與各個(gè)發(fā)光層異質(zhì)(異種)接合地設(shè)置覆蓋層等，上述等等的用于形成RGB型白色LED的工序煩雜且冗長(zhǎng)。在該情況下，需要相應(yīng)于每個(gè)射出不同色的光的發(fā)光層設(shè)置ρ型和η型用的電極，為了在對(duì)應(yīng)的電傳導(dǎo)型的覆蓋層等上設(shè)置電極，發(fā)光層將被切削，各發(fā)光的光度也會(huì)惡化。另外，在上述的補(bǔ)色型白色LED中，為了射出具有補(bǔ)色關(guān)系的顏色的光，仍需要兩個(gè)或其以上的多個(gè)的發(fā)光層。而且，為了得到高強(qiáng)度的發(fā)光，與上述的RGB型白色LED的情況同樣，對(duì)于各發(fā)光層，需要接合覆蓋層，形成單(single)異質(zhì)(英文簡(jiǎn)稱SH)或雙(double)異質(zhì)(英文簡(jiǎn)稱DH)結(jié)結(jié)構(gòu)的發(fā)光部。因此，為了形成補(bǔ)色型白色LED，與RGB型白色LED的情況同樣需要煩雜且冗長(zhǎng)的工序。另外，在使分別發(fā)出具有補(bǔ)色的關(guān)系的顏色例如藍(lán)色和黃色的光的LED接近而配置，構(gòu)成白色LED的情況下(「寬禁帶半導(dǎo)體光電子器件」(參照2006年3月31日，森北出版(株)發(fā)行，第1版第1次印刷)，173174頁(yè))，與配置LED所需要的平面積比較，射出藍(lán)色或黃色的光的發(fā)光層的合計(jì)的平面積也小，因此在得到高光度的發(fā)光元件方面未必能夠成為優(yōu)勢(shì)。而且，在補(bǔ)色型白色LED中，存在下述問題依賴于為得到白色光而混色的具有補(bǔ)色的關(guān)系的兩色的光的波長(zhǎng)，所歸結(jié)的白色光的色調(diào)微妙地變化。即，在補(bǔ)色型白色LED中，進(jìn)行混色的通常至多是兩波長(zhǎng)的光，因此無論怎樣，對(duì)于穩(wěn)定地得到帶來高且一定的現(xiàn)色性的白色LED而言是伴有技術(shù)上的困難的。另外，在上述的熒光型白色LED中，在激勵(lì)熒光體穩(wěn)定地得到色調(diào)一定的白色光方面，伴有必須使成為激勵(lì)光的來自發(fā)光層的發(fā)光的波長(zhǎng)再現(xiàn)良好地一定的技術(shù)上的困難。另外，需要根據(jù)來自發(fā)光層的發(fā)光的波長(zhǎng)的偏差，人為地細(xì)細(xì)地調(diào)整作為熒光體使用的添加了稀土類(rare-earth)元素的Y3Al5O12等的組成。本發(fā)明是鑒于上述情況而提出的，其目的是提供能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易地形成、能夠提高光度、并且現(xiàn)色性也高且能夠穩(wěn)定為一定、而且不需要進(jìn)行熒光體的微妙的組成調(diào)整的III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件。
發(fā)明內(nèi)容為了達(dá)到上述目的，(1)第1發(fā)明是一種III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，其具有基板和在該基板的表面上設(shè)置的具有由含有鎵的III族氮化物半導(dǎo)體材料形成的勢(shì)壘層和阱層的多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層，該III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于，形成上述多量子阱結(jié)構(gòu)的各阱層由呈與勢(shì)壘層相同的傳導(dǎo)類型(conductivitytype)的III族氮化物半導(dǎo)體層構(gòu)成，且添加有受主雜質(zhì)，層厚相互不同。(2)第2發(fā)明，在上述的(1)項(xiàng)所述的發(fā)明的構(gòu)成的基礎(chǔ)上，形成上述多量子阱結(jié)構(gòu)的各阱層，從基板的表面?zhèn)瘸蛉〕鰜碜园l(fā)光層的發(fā)光的方向，層厚依次變薄。(3)第3發(fā)明，在上述的(1)項(xiàng)或(2)項(xiàng)所述的發(fā)明的構(gòu)成的基礎(chǔ)上，形成上述多量子阱結(jié)構(gòu)的各阱層，其受主雜質(zhì)的原子濃度相互不同。(4)第4發(fā)明，在上述的⑴項(xiàng)(3)項(xiàng)的任一項(xiàng)所述的發(fā)明的構(gòu)成的基礎(chǔ)上，上述基板由硅單晶構(gòu)成，形成上述多量子阱結(jié)構(gòu)的各阱層有意地添加有鎂來作為受主雜質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的第1發(fā)明，由于發(fā)光層為勢(shì)壘層和阱層的多量子阱結(jié)構(gòu)，因此能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易地形成白色系發(fā)光元件，由于裝設(shè)面積也與發(fā)光層的平面積大致相同，因此光度可提高。另外，由于使用盡管在數(shù)量上單一但帶來多波長(zhǎng)的發(fā)光的多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層，因此只對(duì)該唯一的發(fā)光層設(shè)置P型和η型用的電極即可，與以往的RGB型白色LED的情況比較，能夠大幅度降低必須切削發(fā)光層的區(qū)域，能夠改善發(fā)光效率。特別地，由層厚不同的多個(gè)阱層構(gòu)成了阱層，因此能夠重疊呈多色發(fā)光的各阱層帶來的多個(gè)的發(fā)光波長(zhǎng)，能夠使白色發(fā)光的現(xiàn)色性高且穩(wěn)定為一定，另外，由于即使不應(yīng)用熒光材料也能夠得到白色光，因此也不需要熒光體的微妙的組成調(diào)整。另外，由于在各阱層中有意地添加了受主雜質(zhì)，因此能夠構(gòu)成即使單獨(dú)也帶來波長(zhǎng)不同的多色的發(fā)光的阱層，能夠帶來盡管在數(shù)量上單一但呈多色發(fā)光的多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層，因此能夠使白色發(fā)光的現(xiàn)色性高且穩(wěn)定為一定，另外由于即使不應(yīng)用熒光材料也能夠得到白色光，因此也不需要熒光體的微妙的組成調(diào)整。而且，由于由呈與勢(shì)壘層相同的傳導(dǎo)類型的層構(gòu)成了阱層，因此能夠避免在阱層和勢(shì)壘層之間形成pn結(jié)，因此能夠構(gòu)成導(dǎo)通性優(yōu)異的多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層。根據(jù)本發(fā)明的第2發(fā)明，配置從基板的表面?zhèn)瘸蛉〕鰜碜园l(fā)光層的發(fā)光的方向?qū)雍窀〉腎II族氮化物半導(dǎo)體層構(gòu)成的阱層，構(gòu)成了多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層，因此能夠高效率地沿視野方向取出從形成多量子阱結(jié)構(gòu)的各阱層射出的發(fā)光。短波長(zhǎng)的發(fā)光會(huì)被進(jìn)行長(zhǎng)波長(zhǎng)的發(fā)光的阱層吸收，但在本發(fā)明的第2發(fā)明的構(gòu)成下，在基板的表面?zhèn)扰渲泌鍖訉挾容^寬地形成的帶來量子能級(jí)低且含有長(zhǎng)波長(zhǎng)的發(fā)光成分的多波長(zhǎng)的發(fā)光的阱層，在發(fā)光的取出方向配置阱層寬度較窄地形成的帶來量子能級(jí)高且含有更短波長(zhǎng)的發(fā)光成分的多波長(zhǎng)的發(fā)光的阱層，構(gòu)成了多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層。即，形成為不使短波長(zhǎng)的發(fā)光通過進(jìn)行更長(zhǎng)波長(zhǎng)的發(fā)光的阱層的構(gòu)成。因此，在本發(fā)明的第2發(fā)明的構(gòu)成下，從在基板表面?zhèn)扰渲玫内鍖由涑龅陌l(fā)光，不會(huì)被沿發(fā)光的取出方向配置的阱層吸收，能夠沿外部視野方向取出發(fā)光，能夠高效率地沿視野方向取出從各阱層射出的發(fā)光。另外，能夠使現(xiàn)色性優(yōu)異，并且能夠?qū)崿F(xiàn)高輝度的白色LED。根據(jù)本發(fā)明的第3發(fā)明，使用多層的所添加的受主雜質(zhì)的原子濃度相互不同的呈波長(zhǎng)不同的多種發(fā)光的阱層，構(gòu)成了多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層，因此可得到盡管在數(shù)量上單一但呈多波長(zhǎng)的發(fā)光的發(fā)光層，例如，與使具有補(bǔ)色關(guān)系的兩種不同的波長(zhǎng)的光混色而形成為白色光的所謂的上述的補(bǔ)色型白色LED比較，能夠提供現(xiàn)色性更優(yōu)異的白色LED。第1圖是概略地表示本發(fā)明的III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的截面結(jié)構(gòu)的模式圖。第2圖是來自本發(fā)明涉及的多量子阱結(jié)構(gòu)發(fā)光層的多波長(zhǎng)發(fā)光光譜例。第3圖是第1實(shí)施例涉及的LED的截面模式圖。第4圖是來自第1實(shí)施例中記載的疊層結(jié)構(gòu)體的多波長(zhǎng)發(fā)光的光譜。第5圖是第2實(shí)施例中記載的多量子阱結(jié)構(gòu)發(fā)光層的截面模式圖。第6圖是來自第2實(shí)施例中記載的疊層結(jié)構(gòu)體的多波長(zhǎng)發(fā)光的光譜。第7圖是第3實(shí)施例中記載的多量子阱結(jié)構(gòu)發(fā)光層的截面模式圖。第8圖是來自第3實(shí)施例中記載的疊層結(jié)構(gòu)體的多波長(zhǎng)發(fā)光的光譜。第9圖是第3實(shí)施例涉及的LED的平面模式圖。具體實(shí)施例方式基于附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。第1圖是概略地表示本發(fā)明的III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的截面結(jié)構(gòu)的模式圖。本發(fā)明的III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，如第1圖所示，是具有基板1和在該基板1的表面上設(shè)置的由具有由含有鎵的III族氮化物半導(dǎo)體材料形成的勢(shì)壘層5a和阱層5b的多量子阱結(jié)構(gòu)構(gòu)成的發(fā)光層5的白色發(fā)光元件，形成多量子阱結(jié)構(gòu)的各阱層5b由呈與勢(shì)壘層5a相同的傳導(dǎo)類型的III族氮化物半導(dǎo)體層構(gòu)成，且添加有受主雜質(zhì)，并使層厚相互不同而構(gòu)成。作為基板1，可例舉由以極性或無極性的晶面為表面的藍(lán)寶石(α-Α1203單晶)和氧化鋅(ZnO)等的絕緣性或?qū)щ娦匝趸锞w、6Η或4Η或3C型碳化硅(SiC)等的碳化物晶體、硅(Si)的半導(dǎo)體晶體形成的基板。特別是呈η型或P型的傳導(dǎo)性且表面為{111}晶面的硅單晶，可很好地用作為用于在其表面上形成本發(fā)明所涉及的多量子阱結(jié)構(gòu)的基板。在基板1的表面上形成的構(gòu)成多量子阱結(jié)構(gòu)的阱層5b，在本發(fā)明中，由單獨(dú)可同時(shí)射出波長(zhǎng)不同的多個(gè)波長(zhǎng)的發(fā)光的材料構(gòu)成。如果考慮來自LED的發(fā)光的現(xiàn)色性，則優(yōu)選從阱層5b射出的多種(多波長(zhǎng))的發(fā)光分散于寬的波長(zhǎng)范圍。為了得到寬的波長(zhǎng)范圍的多波長(zhǎng)的發(fā)光，在多量子阱結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選由禁帶寬度能量大的半導(dǎo)體材料形成阱層5b，作為這樣的帶隙能量大的半導(dǎo)體材料，可舉出含有鎵(Ga)的III族氮化物半導(dǎo)體材料。例如，可優(yōu)選由氮化鎵(GaN)或作為其與氮化銦(InN)的混晶的GaxIrvxN(0<χ<1)等的寬帶隙半導(dǎo)體材料構(gòu)成。與阱層5b—同構(gòu)成多量子阱結(jié)構(gòu)的勢(shì)壘層5a，由禁帶寬度能量比阱層5b的禁帶寬度能量大的例如III族氮化物半導(dǎo)體材料構(gòu)成。例如，對(duì)于由Gaa85Inai5N混晶形成的阱層5b，由GaN形成勢(shì)壘層5a。形成多量子阱結(jié)構(gòu)的勢(shì)壘層5a和阱層5b由呈相同的傳導(dǎo)類型的層構(gòu)成。例如，由η型的阱層5b和同樣為η型的勢(shì)壘層5a形成作為整體為η型的多量子阱結(jié)構(gòu)。由此，能夠避免在阱層5b和勢(shì)壘層5a之間形成pn結(jié)，因此能夠構(gòu)成導(dǎo)通性優(yōu)異的多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層5。由于使阱層5b和勢(shì)壘層5a為相同的傳導(dǎo)型的層，因此并不必須在阱層5b中添加雜質(zhì)。例如，在沒有有意添加雜質(zhì)的所謂無摻雜(undope)的狀態(tài)下，或如果由于從用于形成阱層5b的生長(zhǎng)環(huán)境無意圖而由過失引起的雜質(zhì)污染，載流子濃度在5XIO17CnT35XIO19Cm-3的范圍，則能夠作為本發(fā)明涉及的阱層5b應(yīng)用。在本發(fā)明中，特別地由添加了受主雜質(zhì)的含有Ga的III族氮化物半導(dǎo)體層構(gòu)成形成多量子阱結(jié)構(gòu)的阱層5b。例如，由保持與勢(shì)壘層5a相同的η型的傳導(dǎo)類型且添加有受主雜質(zhì)的η型的Gaa75Ina25N混晶構(gòu)成阱層5b。具有與勢(shì)壘層5a相同的傳導(dǎo)類型、并且含有受主雜質(zhì)的阱層5b，盡管是單獨(dú)的，但通過混色，帶來對(duì)得到白色光便利的波長(zhǎng)不同的多波長(zhǎng)的發(fā)光。曾公開了添加鋅(Zn)來作為受主雜質(zhì)，形成由GaInN構(gòu)成的發(fā)光層5的技術(shù)(參照日本特公昭55-3834號(hào))。可是，只添加Zn來作為受主雜質(zhì)的阱層5b電阻大，不至于穩(wěn)定地形成充分具有導(dǎo)電性的阱層5b。另一方面，在形成本發(fā)明涉及的阱層5b時(shí)，關(guān)于III族氮化物半導(dǎo)體，在可成為受主的第II族雜質(zhì)之中，可優(yōu)選使用鎂(Mg)。本發(fā)明涉及的多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層5，例如，可采用有機(jī)金屬氣相沉積(簡(jiǎn)稱為MOCVD或MOVPE等)法、分子束外延(MBE)法、氫化物(hydride)法、鹵化物(halyde)法等的氣相生長(zhǎng)法來形成。特別是MBE法，與上述的其他的氣相生長(zhǎng)法比較，可在更低溫下形成勢(shì)壘層5a和阱層5b。因此，例如，對(duì)于抑制為形成本發(fā)明涉及的阱層5b而使用的Mg向勢(shì)壘層5a的熱擴(kuò)散，成為具有優(yōu)勢(shì)的生長(zhǎng)手段。含有Mg來作為受主雜質(zhì)的阱層5b，優(yōu)選其層厚為Inm20歷。小于Inm的極端薄的阱層5b，缺少層(膜)的二維連續(xù)性，因此作為結(jié)果，與向發(fā)光元件流通工作電流、特別是向水平(橫)方向的電流擴(kuò)散有關(guān)的電阻增大，或者發(fā)光區(qū)域減少，因此不適合。另一方面，即使作為阱層5b使用大于20nm的厚膜，也不至于充分形成能量水平不同的多個(gè)量子能級(jí)，因此存在不能較多地得到基于各種的量子能級(jí)間的遷移的波長(zhǎng)相互不同的發(fā)光的不良情況。另外，MBE法一般可在不含氫的真空環(huán)境下生長(zhǎng)III族氮化物半導(dǎo)體層，因此例如，具有能夠簡(jiǎn)易地形成大量地含有已電活化(受主化)的Mg的低電阻的ρ型GaxIrvxN(0彡X彡1)層等的優(yōu)點(diǎn)。例如，根據(jù)使用氮(N2)等離子體來作為氮源的MBE法，層內(nèi)的Mg原子的濃度為1.5XIO19CnT3時(shí)，可形成使載流子濃度為8.OXIO18CnT3的低電阻的P型GaN層。因此Mg的電活化率(為方便，用除去了Mg的原子濃度的值(百分率值)表示載流子濃度。)，在原生長(zhǎng)(as-grown)狀態(tài)下為53%。如本例那樣，根據(jù)MBE法具有如由MOCVD法生長(zhǎng)出的摻雜Mg的GaN層那樣，由該層不需要脫氫處理可容易地形成使電活性率為50%以上的ρ型GaxIrvxN(0彡X彡1)層等的優(yōu)點(diǎn)。在以由含有Mg等的受主雜質(zhì)的一個(gè)阱層5b與呈與阱層5b相同的傳導(dǎo)類型的一個(gè)勢(shì)壘層5a的接合結(jié)構(gòu)構(gòu)成的一對(duì)(onepair)的結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成多量子阱結(jié)構(gòu)時(shí)，構(gòu)成該多量子阱結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)單元的對(duì)數(shù)優(yōu)選為3對(duì)40對(duì)。本發(fā)明涉及的阱層5b即使是一層，也能夠放射多波長(zhǎng)的發(fā)光，因此為了得到現(xiàn)色性更優(yōu)異的發(fā)光，優(yōu)選對(duì)數(shù)為4以上。例如，將由MBE法生長(zhǎng)出的由摻雜Mg的η型Gaa85Ina15Ν混晶構(gòu)成的阱層5b和同樣由MBE法生長(zhǎng)出的GaN勢(shì)壘層5a組合30對(duì)(將一個(gè)勢(shì)壘層5a與一個(gè)阱層5b的接合體作為一對(duì))而構(gòu)成的多量子阱結(jié)構(gòu)發(fā)光層5的光致發(fā)光(英文簡(jiǎn)稱PL)光譜的一例示于第2圖。形成該多量子阱結(jié)構(gòu)的阱層5b的層厚為4nm，勢(shì)壘層5a的厚度為lOnm。在第2圖中，橫軸表示發(fā)光波長(zhǎng)(單位)，縱軸表示發(fā)光強(qiáng)度(單位任意單位)。如第2圖中例示的光致發(fā)光光譜所示，由具有本發(fā)明涉及的含有受主雜質(zhì)的阱層5b的多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層5，在400nm(4000埃)500nm(5000埃)的波長(zhǎng)范圍可射出波長(zhǎng)不同的3條的發(fā)光(在第2圖中用標(biāo)號(hào)λ2λ4表示。)。與對(duì)應(yīng)于帶(band)端發(fā)光的發(fā)光(在第2圖中用標(biāo)號(hào)λΒ表示)不同，在該帶端的發(fā)光的波長(zhǎng)(本例中為365nm)650nm的波長(zhǎng)范圍，可射出波長(zhǎng)不同的合計(jì)6個(gè)的發(fā)光(在第2圖中用標(biāo)號(hào)入6表示。另外，與帶端發(fā)光(λΒ)不同的波長(zhǎng)的多數(shù)的發(fā)光(入工λ6)，其特征是相鄰的發(fā)光(例如λ工和λ2、λ3和λ4等)的波長(zhǎng)差異，在短波長(zhǎng)側(cè)的發(fā)光之間例如λ工和λ2的發(fā)光之間為17.5nm，但具有隨著發(fā)光的波長(zhǎng)變?yōu)殚L(zhǎng)波長(zhǎng)，發(fā)光之間的波長(zhǎng)差異逐漸變大的傾向，在入5和入6的發(fā)光之間變?yōu)?5.5nm。該多波長(zhǎng)的發(fā)光峰的出現(xiàn)的方式，例如，來自由MOCVD法形成的共摻雜了Si和Mg的發(fā)光層5的主要的發(fā)光光譜的「肩」部產(chǎn)生的通稱的肩峰，在發(fā)光之間的波長(zhǎng)的間隔上也使出現(xiàn)的方式明顯不同。推測(cè)即使阱層的層厚為一定也成為多波長(zhǎng)的發(fā)光是因?yàn)橛捎谑苤鞯奶砑?，可形成帶來放射再結(jié)合的各種的能級(jí)的緣故。在使用盡管為單獨(dú)但能夠同時(shí)發(fā)出多波長(zhǎng)的發(fā)光的本發(fā)明涉及的阱層5b構(gòu)成多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層5時(shí)，若配置從基板1的表面?zhèn)瘸驅(qū)碜园l(fā)光層5的發(fā)光向外部取出的方向?qū)雍窀〉暮惺苤麟s質(zhì)的阱層5b，則對(duì)得到向外部取出發(fā)光的取出效率優(yōu)異的白色LED較適合。由層厚薄的阱層5b可帶來較多地含有短波長(zhǎng)的發(fā)光成分的多波長(zhǎng)發(fā)光。另一方面，由層厚厚的阱層5b可帶來較多地含有長(zhǎng)波長(zhǎng)的發(fā)光成分的多波長(zhǎng)發(fā)光。短波長(zhǎng)的發(fā)光被得出長(zhǎng)波長(zhǎng)的發(fā)光的阱層5b吸收。因此若配置從基板1的表面?zhèn)瘸驅(qū)碜园l(fā)光層5的發(fā)光向外部取出的方向?qū)雍窀〉内鍖?b，則可抑制來自位于基板1的表面?zhèn)鹊内鍖?b的發(fā)光被吸收，適合于朝向外部視野方向使其透過。在使用層厚全部不同的阱層5b制作了多量子阱結(jié)構(gòu)的情況下，由于可相應(yīng)于層厚由各阱層5b射出相互波長(zhǎng)不同的發(fā)光，并將這些發(fā)光重疊并向外部取出，因此能夠提供現(xiàn)色性優(yōu)異的白色LED。例如，即使配置適合于主要帶來紅色或綠色或藍(lán)色的某個(gè)帶域的光的層厚的呈多波長(zhǎng)發(fā)光的阱層5b也能夠構(gòu)成現(xiàn)色性優(yōu)異的白色LED?？膳e出配置多個(gè)射出視感度低的帶域的光的相同層厚的阱層5b，配置向其上方的向外部取出發(fā)光的方向使層厚依次減薄的阱層5b，構(gòu)成形成發(fā)光層5的多量子阱結(jié)構(gòu)的例子。帶來紅色或綠色或藍(lán)色的某個(gè)帶域的發(fā)光來作為主成分的各阱層5b，例如，在由GaxIrvxN(O<χ<1)混晶構(gòu)成的阱層5b中可使銦的組成(1_X)不同而形成?？墒?，在利用MBE法和MOCVD等的生長(zhǎng)方法形成使In組成不同的阱層5b時(shí)，需要使生長(zhǎng)溫度和/或Ga和In的原料供給比率變化。因此，與在相同的生長(zhǎng)溫度和原料供給比率的條件下單純地調(diào)整生長(zhǎng)時(shí)間控制阱層5b的層厚的技術(shù)手段比較，不得已進(jìn)行煩雜操作。另外，由受主雜質(zhì)的原子濃度相互不同的各阱層5b射出的光的波長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)于受主雜質(zhì)的原子濃度而不同。由此，即使在阱層5b的層厚為一定的情況下，通過使阱層5b的內(nèi)部所含的受主雜質(zhì)的原子濃度變化，也更有利于控制使多波長(zhǎng)的光出現(xiàn)的波長(zhǎng)范圍。例如，在摻雜Mg的η型Gaa75Ina25N阱層5b的情況下，使用該阱層5b的內(nèi)部的Mg原子的濃度不同且分別為1XIO19原子/W、8XIO18原子/cm3和2XIO18原子/cm3的阱層5b形成了多重(3重)的量子阱結(jié)構(gòu)發(fā)光層5時(shí)，可在波長(zhǎng)400nm600nm的范圍出現(xiàn)多波長(zhǎng)發(fā)光。如以上所述，在本發(fā)明中，發(fā)光層5為勢(shì)壘層5a與阱層5b的多量子阱結(jié)構(gòu)，因此能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易地形成呈多波長(zhǎng)的發(fā)光層，由于裝設(shè)面積也與發(fā)光層5的平面積大致相同，因此光度也能夠提高。另外，由于發(fā)光層5為單一，因此只對(duì)應(yīng)于該發(fā)光層5設(shè)置P型和η型的電極即可，與RGB型白色LED和補(bǔ)色型白色LED的情況比較，能夠大幅度降低削除發(fā)光層5的區(qū)域，能夠改善發(fā)光效率。另外，由于由層厚不同的多個(gè)阱層5b，5b，...構(gòu)成了阱層5b，因此能夠使各阱層5b帶來的多個(gè)的發(fā)光為波長(zhǎng)相互不同的多色發(fā)光，可使白色發(fā)光的現(xiàn)色性較高地穩(wěn)定為一定，即使不利用熒光材料也能得到白色光，因此也不需要熒光體的微妙的組成調(diào)整。另外，由于在各阱層5b中有意添加了受主雜質(zhì)，因此能夠構(gòu)成盡管在數(shù)量上單一但是帶來波長(zhǎng)不同的多色的發(fā)光的發(fā)光層5，根據(jù)該多色發(fā)光特性，能夠使白色發(fā)光的現(xiàn)色性較高地穩(wěn)定為一定，另外，由于即使不利用熒光材料也能得到白色光，因此也不需要熒光體的微妙的組成調(diào)整。而且，由于由呈與勢(shì)壘層5a相同的傳導(dǎo)類型的層構(gòu)成了阱層5b，因此能夠避免在其與勢(shì)壘層5a之間形成pn結(jié)，因此能夠構(gòu)成導(dǎo)通性優(yōu)異的多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層5。另外，由于配置從基板1的表面?zhèn)瘸蛉〕鰜碜园l(fā)光層5的發(fā)光的方向?qū)雍窀〉挠蒊II族氮化物半導(dǎo)體層構(gòu)成的阱層5b，5b，...，構(gòu)成了多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層5，因此能夠高效率地沿視野方向取出由形成多量子阱結(jié)構(gòu)的各阱層5b，5b，...射出的發(fā)光。S卩，為了避免短波長(zhǎng)的光被發(fā)出長(zhǎng)波長(zhǎng)的光的阱層吸收，在基板1的表面?zhèn)扰渲泌鍖訉挾容^寬地形成的帶來量子能級(jí)低且含有長(zhǎng)波長(zhǎng)的發(fā)光成分的多波長(zhǎng)的發(fā)光的阱層5b，沿發(fā)光的取出方向配置阱層寬度窄地形成的帶來量子能級(jí)高且含有更短波長(zhǎng)的發(fā)光成分的多波長(zhǎng)的發(fā)光的阱層5b，構(gòu)成了多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層5。在該構(gòu)成下，短波長(zhǎng)的發(fā)光不通過進(jìn)行更長(zhǎng)波長(zhǎng)的發(fā)光的阱層5b。因此，由配置于基板表面?zhèn)鹊内鍖?b射出的發(fā)光不會(huì)被在發(fā)光的取出方向配置的阱層5b吸收，能夠在外部視野方向取出發(fā)光，能夠高效率地沿視野方向取出由各阱層5b射出的發(fā)光。另外，能夠使現(xiàn)色性優(yōu)異，并且能夠?qū)崿F(xiàn)高輝度的白色LED。另外，根據(jù)本發(fā)明，使用所添加的受主雜質(zhì)的原子濃度相互地不同的、即使單獨(dú)也呈波長(zhǎng)不同的多個(gè)的發(fā)光的阱層5b，構(gòu)成了多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層5，因此可得到來自各阱層5b的發(fā)光重疊了的呈多波長(zhǎng)的發(fā)光的發(fā)光層5，例如，與使具有補(bǔ)色關(guān)系的兩個(gè)不同波長(zhǎng)的發(fā)光混色而形成為白色光的所謂補(bǔ)色型白色LED比較，能夠提供現(xiàn)色性更優(yōu)異的白色LED。以下參照附圖來說明本發(fā)明的III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的實(shí)施例。第1實(shí)施例第3圖是表示第1實(shí)施例的具有多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層的III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)的截面模式圖。另外，第4圖是由該多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層放射的光致發(fā)光光譜。在第4圖中，橫軸表示發(fā)光波長(zhǎng)(單位-.k)，縱軸表示發(fā)光強(qiáng)度(單位任意單位)。在形成用于制作III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件10的結(jié)構(gòu)體時(shí)，作為基板101，使用了{(lán)111)硅單晶(硅)?；?01的表面使用無機(jī)酸洗滌后，輸送到分子束外延(MBE)生長(zhǎng)裝置的生長(zhǎng)室中，將該生長(zhǎng)室的內(nèi)部排氣成為超高真空。然后，一邊維持生長(zhǎng)室的真空度，一邊將基板101的溫度升溫到780°c，繼續(xù)加熱至基板101的表面IOla呈(7X7)結(jié)構(gòu)的再構(gòu)成。在被清潔化使得呈(7X7)結(jié)構(gòu)的再構(gòu)成的基板101的表面IOla上，利用以等離子體化了的氮為氮源的MBE生長(zhǎng)法(氮等離子體MBE法)形成了無摻雜的氮化鋁(AlN)層102(層厚=60nm)。在AlN層102上利用氮等離子體MBE法沉積了無摻雜氮化鋁鎵混晶(AlxGa1^xN)層103(層厚=300nm)。形成混晶層103的AlxGai_xN層的鋁(Al)組成比(X)，從其與下層的AlN層102的接合面朝向混晶層103的表面，從0.25連續(xù)地變化為0(零)。在AlxGai_xN層103上，利用氮等離子體MBE法沉積了摻雜硅(Si)的η型GaN層104(層厚=1200nm)。載流子濃度為8XIO18CnT3。在η型GaN層104上利用氮等離子體MBE法，使基板101的溫度為540°C，沉積了作為多量子阱結(jié)構(gòu)的勢(shì)壘層的η型GaN層105a(層厚=lOnm)。接著，利用氮等離子體MBE法在540°C下與該η型GaN勢(shì)壘層105a接合地設(shè)置了由含有鎂(Mg)的η型氮化鎵銦混晶(Gaa99InatllN)形成的阱層(層厚=2nm)105b。由該η型勢(shì)壘層105a和η型阱層105b構(gòu)成一對(duì)結(jié)構(gòu)單元，將該結(jié)構(gòu)單元層疊4對(duì)(4pairS)，形成了作為整體呈η型的傳導(dǎo)的多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層105。阱層中所含的Mg的原子濃度，根據(jù)一般的二次離子質(zhì)量分析法為4XIO17原子/cm3。由在實(shí)質(zhì)上不含氫的10_6帕斯卡(Pa)左右的高真空環(huán)境下生長(zhǎng)出的上述的勢(shì)壘層105a和阱層105b構(gòu)成的多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層105得到的在室溫下的光致發(fā)光光譜示于第4圖。為了明示即使在數(shù)量上為單一的發(fā)光層也射出了波長(zhǎng)不同的多數(shù)的發(fā)光，表1歸納了發(fā)光峰波長(zhǎng)和在該波長(zhǎng)下的強(qiáng)度。表1發(fā)光峰波長(zhǎng)發(fā)光強(qiáng)度^(單位nm)(單位:mV)366.5103.93372.590.23381.561.23394.O35.74409.O19.48422.5974<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>即使在數(shù)量上為單一的發(fā)光層，在波長(zhǎng)比帶(band)端的發(fā)光波長(zhǎng)(波長(zhǎng)=366.5nm)長(zhǎng)且比波長(zhǎng)550nm短的波長(zhǎng)范圍射出了合計(jì)7個(gè)的發(fā)光。相鄰的發(fā)光峰間的波長(zhǎng)的差異為6nm90nm。顯示出發(fā)光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)則相鄰的發(fā)光峰間的間隔(波長(zhǎng)差)越大的傾向。另外，推測(cè)即使阱層的層厚一定、受主的原子濃度一定也可帶來多波長(zhǎng)的發(fā)光是因?yàn)?，由于在完全可以說不含氫的高真空環(huán)境下形成了阱層，因此能使阱層內(nèi)大量存在在電學(xué)上具有活性的Mg，通過該在電學(xué)上具有活性的Mg，可較多地形成了可有助于較多的放射再結(jié)合的能級(jí)。在構(gòu)成多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層105的最終端(最表層)的Gaa8ciIna2tlN阱層105b上，利用氮等離子體MBE法設(shè)置摻雜Mg的ρ型GaN層106(層厚=IOOnm)，完成了結(jié)構(gòu)體的形成。P型GaN層106的內(nèi)部的Mg的原子濃度為1X1019cm_3，該層106的載流子濃度為8X1018cnT3。即電活化率為80%。利用一般的干蝕刻法除去待形成η型歐姆電極的區(qū)域，形成了η型歐姆電極107。另外，在P型GaN層106的表面形成P型歐姆電極108，制作了一邊的長(zhǎng)度設(shè)為350μm的正方形狀的發(fā)光元件(LED)10。發(fā)光元件(LED)10的正向電流設(shè)為20mA時(shí)的正向電壓(Vf)是3.5V。另外，在沿正向流通50mA的電流時(shí)，從芯片(chip)狀態(tài)的LEDlO的發(fā)光層的整個(gè)面射出了目視為帶綠色的白色的發(fā)光。由色度圖上的坐標(biāo)值表示流通50mA的正向電流時(shí)的發(fā)光的現(xiàn)色性，χ坐標(biāo)值為0.26、y坐標(biāo)值為0.38，因此ζ坐標(biāo)值為0.36。第2實(shí)施例第5圖是模式地表示第2實(shí)施例的III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件(LED)的多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層的構(gòu)成的截面圖。在上述的第1實(shí)施例所記載的Si基板上設(shè)置的AlN層、AlGaN混晶層和η型GaN層(在第5圖中，標(biāo)號(hào)為「204」)所構(gòu)成的疊層結(jié)構(gòu)體上，利用氮等離子體MBE法如以下所記載的那樣形成了第5圖所示的多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層205。在形成多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層205時(shí)，在η型GaN層204上首先利用氮等離子體MBE法設(shè)置了層厚為16nm的η型GaN勢(shì)壘層205a。接著，與該勢(shì)壘層205a接合地設(shè)置了作為形成多量子阱結(jié)構(gòu)的η型阱層205b的摻雜Mg的Gaa8tlIna2tlN阱層。由該η型勢(shì)壘層205a和η型阱層205b構(gòu)成一對(duì)結(jié)構(gòu)單元，將該結(jié)構(gòu)單元層疊10對(duì)(IOpairs)，形成了作為整體呈η型的傳導(dǎo)的多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層305。構(gòu)成層疊10對(duì)的結(jié)構(gòu)單元而形成的多量子阱結(jié)構(gòu)的10個(gè)阱層205b的層厚，從η型GaN層204側(cè)朝向多量子阱結(jié)構(gòu)的表面沿層疊方向減少。另外，在本實(shí)施例中，層疊方向和發(fā)光元件(LED)的發(fā)光的取出方向?yàn)橥环较?。阱?05b的層厚，多量子阱結(jié)構(gòu)的最下面的阱層為12nm，從最下面數(shù)第2個(gè)阱層的層厚為llnm、第3個(gè)阱層的層厚為10nm，S卩，朝向多量子阱結(jié)構(gòu)的最表層側(cè)各減少lnm，最表層的阱層的層厚為3nm(參照第5圖)。雖然各阱層205b的層厚變化了，但是在各阱層205b內(nèi)以原子濃度大致恒定為6XIO17原子/cm3的方式摻雜了Mg。在構(gòu)成多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層205的最表層的摻雜Mg的Gaa8tlIna2tlN阱層205b(層厚=3nm)上，利用氮等離子體MBE法沉積層厚為IOnm的摻雜Mg的ρ型Alatl3Gaa97N層，完成了發(fā)光元件(LED)用途的疊層結(jié)構(gòu)體的形成。由包含上述的多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層205的疊層結(jié)構(gòu)體得到的在室溫下的光致發(fā)光光譜示于第6圖。在第6圖中，橫軸表示發(fā)光波長(zhǎng)(單位Λ)，縱軸表示發(fā)光強(qiáng)度(單位任意單位)。第6圖所示的是作為來自上述的層厚不同的各阱層205b的多波長(zhǎng)發(fā)光成分重疊后的結(jié)果的光譜。在波長(zhǎng)從400nm到SOOnm的寬的波長(zhǎng)范圍，放射出合計(jì)10個(gè)的發(fā)光。相鄰的發(fā)光之間的波長(zhǎng)的差異為17.5nm78.Onm，發(fā)光波長(zhǎng)越長(zhǎng)則該波長(zhǎng)的間隔越大。另外，在將氦-鎘(He-Cd)激光(波長(zhǎng)=325nm)作為激勵(lì)光進(jìn)行了照射時(shí)，所視認(rèn)的來自疊層結(jié)構(gòu)體的發(fā)光色為白色。與第1實(shí)施例中記載的同樣，采用一般的干蝕刻法除去待形成η型歐姆電極的區(qū)域，形成了η型歐姆電極。另外，在上述的ρ型Alatl3Gaa97N層的表面形成ρ型歐姆電極，制作了發(fā)光元件(LED)。發(fā)光元件(LED)的正向電流為20mA時(shí)的正向電壓(Vf)為3.4V。另外，在沿正向流通20mA的電流時(shí)，從芯片(chip)狀態(tài)的LED射出了目視為白色的發(fā)光。第3實(shí)施例第7圖是表示具有第3實(shí)施例的多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層的III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)的截面模式圖。第8圖是關(guān)于具有第3實(shí)施例的多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層的III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件(LED)用途的疊層結(jié)構(gòu)體的光致發(fā)光光譜。在上述的第1和第2實(shí)施例所記載的Si基板上設(shè)置的AlN層和AlGaN混晶層(在第7圖中，標(biāo)號(hào)為「303」)構(gòu)成的疊層結(jié)構(gòu)體上，利用氮等離子體MBE法如以下所記載的那樣形成了多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層。在形成多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層時(shí)，在第1和第2實(shí)施例所記載的AlGaN混晶層303上首先利用氮等離子體MBE法設(shè)置了層厚為IOnm的η型GaN勢(shì)壘層305a。接著，與該勢(shì)壘層305a接合地設(shè)置了層厚為3nm的摻雜Mg的η型Gaa75Ina25N阱層305b。由該η型勢(shì)壘層305a和η型阱層305b構(gòu)成一對(duì)結(jié)構(gòu)單元，將該結(jié)構(gòu)單元層疊5對(duì)(5pairs)，形成了作為整體呈η型的電傳導(dǎo)的多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層305。構(gòu)成層疊5對(duì)的結(jié)構(gòu)單元而形成的多量子阱結(jié)構(gòu)的5個(gè)阱層305b，305b，...的內(nèi)部的Mg的原子濃度，從AlGaN混晶層303側(cè)朝向?qū)盈B方向(與發(fā)光的取出方向相同的方向)減少。阱層305b的內(nèi)部的Mg的原子濃度，多量子阱結(jié)構(gòu)的最下面的阱層為1XIO19原子/cm3，關(guān)于比其靠上方的阱層，使Mg的原子濃度依次減少為8XIO18原子/cm3、6XIO18原子/cm3、4XIO18原子/cm3和2XIO18原子/cm3。由此形成了具有層厚一定且Mg的原子濃度不同的5個(gè)阱層305b的多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層305。在形成多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層305的最表層的摻雜Mg的GaN阱層(Mg原子濃度=2XIO18原子/cm3)上，利用氮等離子體MBE法沉積層厚為IOnm的摻雜Mg的ρ型GaN層306，完成了發(fā)光元件(LED)用途的疊層結(jié)構(gòu)體的形成。由含有上述的多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層305的疊層結(jié)構(gòu)體得到的在室溫下的光致發(fā)光光譜示于第8圖。在第8圖中，橫軸表示發(fā)光波長(zhǎng)(單位Λ)，縱軸表示發(fā)光強(qiáng)度(單位任意單位)。第8圖所示的是來自上述的層厚一定且Mg原子濃度不同的各阱層305b的多波長(zhǎng)發(fā)光成分重疊而成的光譜。在波長(zhǎng)400nm600nm的波長(zhǎng)范圍，確認(rèn)出發(fā)光峰波長(zhǎng)為402.5nm、429.0nm、458.0nm、493.0nm、538.Onm和593.Onm的合計(jì)6個(gè)的發(fā)光。在波長(zhǎng)400nm600nm的波長(zhǎng)范圍出現(xiàn)的上述的發(fā)光中，相鄰的發(fā)光之間的波長(zhǎng)的差異為26.5nm55.Onm，發(fā)光波長(zhǎng)越長(zhǎng)，則該波長(zhǎng)的間隔越大。另外，在將氦-鎘(He-Cd)激光(波長(zhǎng)=325nm)作為激勵(lì)光進(jìn)行了照射時(shí)所視認(rèn)的來自疊層結(jié)構(gòu)體的發(fā)光色為藍(lán)白色。第9圖是使用第7圖的疊層結(jié)構(gòu)體制作的發(fā)光元件(LED)的平面截面圖。利用一般的干蝕刻法除去存在于上述的疊層結(jié)構(gòu)體的待形成η型歐姆電極307的區(qū)域307a的ρ型GaN層306和多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層305，使發(fā)光層305的下方的η型AlGaN混晶層303的表面露出。然后，在該區(qū)域307a露出的η型AlGaN混晶層303的表面上，如第9圖所示形成了η型歐姆電極307。在上述的ρ型GaN層306的表面，形成了利用一般的光刻技術(shù)圖形化了的平面格子狀的P型歐姆電極308。以格子狀配置的寬度4μm的ρ型歐姆電極308，由與ρ型GaN層306形成歐姆接觸的鉬(Pt)系金屬構(gòu)成。另外，在ρ型GaN層306的表面上的一端，與該格子狀P型歐姆電極308電導(dǎo)通地設(shè)置連線(接合)用的臺(tái)座(焊盤)電極309，制作了發(fā)光元件(LED)30。發(fā)光元件(LED)的正向電流為20mA時(shí)的正向電壓(Vf)為3.4V。另外，沿正向流通20mA的電流時(shí)，由一邊的長(zhǎng)度為350μm的正方形狀的LED芯片(chip)射出了目視為白色的發(fā)光。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本發(fā)明的III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，由于發(fā)光層為勢(shì)壘層和阱層的多重阱結(jié)構(gòu)，因此能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易地形成白色系發(fā)光元件，由于裝設(shè)面積也與發(fā)光層的平面積大致相同，因此能夠提高光度，因此能夠提供提高了產(chǎn)業(yè)上的可利用性的III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件。本發(fā)明中表示數(shù)值范圍的“以上”和“以下”均包括本數(shù)。權(quán)利要求一種III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，是具有基板(1)和在該基板的表面上設(shè)置的具有由含有鎵的III族氮化物半導(dǎo)體材料形成的勢(shì)壘層(5a)和阱層(5b)的多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層(5)的III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件(10)，其特征在于，形成所述多量子阱結(jié)構(gòu)的各阱層由呈與勢(shì)壘層相同的傳導(dǎo)類型的III族氮化物半導(dǎo)體層構(gòu)成，且添加有受主雜質(zhì)，層厚相互不同。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中，形成所述多量子阱結(jié)構(gòu)的各阱層，從基板的表面?zhèn)瘸蛉〕鰜碜园l(fā)光層的發(fā)光的方向，層厚依次變薄。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中，形成所述多量子阱結(jié)構(gòu)的各阱層，其受主雜質(zhì)的原子濃度相互不同。4.根據(jù)權(quán)利要求13的任一項(xiàng)所述的III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中，所述基板由硅單晶構(gòu)成，形成所述多量子阱結(jié)構(gòu)的各阱層有意地添加有鎂來作為受主雜質(zhì)。全文摘要一種Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，具有基板(1)和在該基板的表面上設(shè)置的具有由含有鎵的Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體材料形成的勢(shì)壘層(5a)和阱層(5b)的多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層(5)，其中，形成所述多量子阱結(jié)構(gòu)的各阱層由添加有受主雜質(zhì)且層厚相互不同的呈與勢(shì)壘層相同的傳導(dǎo)類型的Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體層構(gòu)成，不需要進(jìn)行熒光體的微妙的組成調(diào)整等，能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易地形成光度高且現(xiàn)色性也高的Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體白色系發(fā)光元件。文檔編號(hào)H01L33/20GK101809763SQ200880108858公開日2010年8月18日申請(qǐng)日期2008年8月28日優(yōu)先權(quán)日2007年9月27日發(fā)明者宇田川隆,菊池友申請(qǐng)人:昭和電工株式會(huì)社