具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本发明的实施方式、实施例进行说明。需要说明的是，以下说明的发光元件及发光元件的制造方法是本发明的技术思想的具体体现，在没有特别说明的情况下，本发明并不限定于以下的方式。

在各附图中，有时对具有相同功能的构件赋予了相同的符号。考虑到要点的说明或理解的容易性，有时为了方便而分别表示为实施方式、实施例，不同的实施方式、实施例中示出的构成可以部分置换或组合。在后述的实施方式、实施例中，省略与上述共同的事项的说明，仅对不同点进行说明。特别是对于由同样的构成所带来的同样的作用效果，不按照各实施方式、实施例分别说明。为了清楚地进行说明，有时夸张地表示了各附图所示的构件的大小、位置关系等。

使用了氮化物半导体的发光二极管等发光元件所使用的半导体层叠体具有n侧氮化物半导体层、p侧氮化物半导体层、以及设置在n侧氮化物半导体与p侧氮化物半导体之间的活性层。活性层中使用例如包含多个阱层和多个势垒层的多量子阱结构，发出蓝色光的发光元件中例如使用由InGaN形成的阱层。另外，即使是发出紫外光的发光元件，在发光波长较长的情况下，也可以使用由In含量小的InGaN形成的阱层来构成。在发出紫外光的发光元件中，可以使用由AlGaN形成的势垒层。

然而，在本发明人进行各种探讨的过程中发现，对于交替包含由InGaN形成的阱层和由AlGaN形成的势垒层的活性层而言，阱层与势垒层之间的晶格常数差增大，容易发生晶格弛豫，而且具有阱层、势垒层的表面粗糙度增大的倾向。因此，本发明人认为由于这些要因而降低了活性层中的复合概率。即，为了减小阱层与势垒层之间的晶格常数差、且减小势垒层的表面粗糙度，尝试了采用AlInGaN作为势垒层。然而，使用了由InGaN形成的阱层和由AlInGaN形成的势垒层的活性层可以减小阱层与势垒层之间的晶格常数差，能够减小势垒层的表面粗糙度而使阱层结晶性良好地生长，但活性层中的复合概率基本上没有变化。

发明人推测，活性层中的电子与空穴的复合概率基本上没有变化的原因是由于，通过使势垒层中含有In，阱层的带隙能量与势垒层的带隙能量之差减小。即，推测这是由于，虽然可以减小阱层与势垒层之间的晶格常数差，但阱层中的电子的约束效应降低，难以在活性层进行复合。因此，发明人除了包含Al、Ga及In的势垒层(第2势垒层)以外，还在第2势垒层的n侧氮化物半导体层侧配置了具有比第2势垒层的带隙能量大的带隙能量、且包含Al及Ga的势垒层(第1势垒层)。其结果是，与未设置第1势垒层的发光元件相比，能够提高复合概率，可以得到表现出高发光输出功率的发光元件。

本发明的发光元件是基于上述的见解而完成的，其具有：n侧氮化物半导体层；设置在n侧氮化物半导体层上的发出紫外光的活性层，所述活性层具备由氮化物半导体形成的多个阱层和由氮化物半导体形成的多个势垒层；设置在活性层上的p侧氮化物半导体层，其中，多个势垒层中至少1个势垒层从n侧氮化物半导体层侧起依次具有第1势垒层和第2势垒层，所述第1势垒层包含Al及Ga，所述第2势垒层与第1势垒层相接设置，包含Al、Ga及In，且具有比第1势垒层小的带隙能量，多个阱层中至少1个阱层与第2势垒层相接设置，且具有比第2势垒层小的带隙能量。

实施方式

以下，参照附图对本实施方式的发光元件和该发光元件的制造方法进行说明。

1.发光元件

图1是示出本实施方式的发光元件10的构成的剖面图。

如图1所示，本实施方式的发光元件10具备：第2基板22、配置在第2基板22上的金属层40、配置在金属层40上的第2电极32及绝缘膜35、配置在第2电极32及绝缘膜35上的半导体层叠体1、以及配置在半导体层叠体1上的第1电极31。

半导体层叠体1从第2电极32侧起依次包含：与第2电极32电连接的p侧氮化物半导体层13、活性层12、以及n侧氮化物半导体层11。第1电极31配置在n侧氮化物半导体层11上，且与n侧氮化物半导体层11电连接。半导体层叠体1经由第2电极32、绝缘膜35及金属层40与第2基板22接合在一起。由此，例如，通过使用具有导电性的半导体基板或由金属制成的基板作为第2基板22，能够夹隔第2基板22对半导体层叠体1供电。具有这样的结构的半导体层叠体1可以通过在第1电极31与第2电极32之间施加电压而使活性层12发光。半导体层叠体1发出的光主要从n侧氮化物半导体层11的设有第1电极31的一面侧射出。

以下，对本实施方式的发光元件10详细进行说明。

＜n侧氮化物半导体层＞

n侧氮化物半导体层11例如具有掺杂了Si等n型杂质的氮化物半导体层。n侧氮化物半导体层11包含多个层而构成。另外，n侧氮化物半导体层11例如可以在一部分包含未掺杂的半导体层。这里，未掺杂的半导体层是指，在生长时未添加n型的杂质而生长形成的层，例如，可以包含因从相邻的层扩散等而混入的不可避免的杂质。

＜p侧氮化物半导体层＞

p侧氮化物半导体层13例如具有掺杂了Mg等p型杂质的氮化物半导体层。p侧氮化物半导体层13包含多个层而构成。另外，p侧氮化物半导体层13例如可以在一部分包含未掺杂的半导体层。p侧氮化物半导体层13例如具有与活性层12相接而设置的p型覆层和设置在p型覆层上的p型接触层。p型覆层的带隙能量例如大于第2势垒层2的带隙能量。p型接触层的带隙能量例如小于第2势垒层2的带隙能量。

＜活性层＞

活性层12具备由氮化物半导体形成的多个阱层和由氮化物半导体形成的多个势垒层。如图2所示，本实施方式的多量子阱结构从n侧氮化物半导体层11侧起依次交替地具备包含第1势垒层2及第2势垒层3的势垒层4、和阱层5。

(第1势垒层)

第1势垒层2层叠在n侧氮化物半导体层11上。第1势垒层2是包含Al及Ga的氮化物半导体层。包含Al及Ga的氮化物半导体层例如为3元化合物。第1势垒层2的通式例如为Al_aGa_1-aN(0＜a＜1)。第1势垒层2的Al混晶比优选为0.05≤a≤0.15。

如图3所示，第1势垒层2具有比第2势垒层3的带隙能量大的带隙能量。另外，第1势垒层2具有比阱层5的带隙能量大的带隙能量。

第1势垒层2的膜厚优选比第2势垒层3的膜厚形成得厚。第1势垒层2的膜厚例如为10nm以上且35nm以下。

(第2势垒层)

第2势垒层3层叠在第1势垒层2上。第2势垒层3是包含Al、Ga及In的氮化物半导体层。包含Al、Ga及In的氮化物半导体层例如为4元化合物。第2势垒层3的通式例如为Al_bIn_cGa_1-b-cN(0＜b＜1、0＜c＜1、b+c＜1)。第2势垒层3的Al混晶比优选为0.05≤b≤0.15。另外，第2势垒层3的In混晶比优选为0.0001≤c≤0.01。

如图3所示，第2势垒层3具有比第1势垒层2的带隙能量小、且比阱层5的带隙能量大的带隙能量。即，本实施方式的发光元件10的半导体层叠体1具有满足第1势垒层的带隙能量＞第2势垒层的带隙能量＞阱层的带隙能量的关系的带隙能量结构。这样，由于第2势垒层3具有比第1势垒层2的带隙能量小的带隙能量，因此存在比第1势垒层2更容易发生光吸收的隐患。因此，第2势垒层3的膜厚优选比第1势垒层2的膜厚形成得薄。第2势垒层3的膜厚例如为3nm以上且25nm以下。

(阱层)

阱层5层叠在第2势垒层3上。阱层5为氮化物半导体层，发出紫外光。在本说明书中，紫外光是指波长为400nm以下的光。氮化物半导体层例如为3元化合物。阱层5的通式例如为In_eGa_1-eN(0≤e＜1)。In混晶比优选为0≤e≤0.09。具有这样组成的阱层5发出紫外光。阱层5发出的光的峰值波长例如为365nm以上且400nm以下。作为阱层5的峰值波长的例子，为365nm、385nm。

另外，阱层5的In混晶比优选与第2势垒层3的In混晶比相同。通过使阱层5的In混晶比与第2势垒层3的In混晶比相同，可以减小阱层5与第2势垒层3之间的晶格常数差，抑制阱层5与第2势垒层3的界面的晶格弛豫。

如图3所示，阱层5具有比第1势垒层2的带隙能量小的带隙能量。另外，阱层5具有比第2势垒层3的带隙能量小的带隙能量。

阱层5的膜厚例如为5nm以上且30nm以下。多个阱层5中，可以使一部分阱层5的膜厚与其它阱层5的膜厚不同。

这样，通过在包含Al、Ga及In的第2势垒层3上层叠阱层5，能够抑制第2势垒层3与阱层5的界面的晶格弛豫，且能够使阱层5在表面粗糙度小的第2势垒层3上结晶性良好地生长。

这样，本实施方式中的活性层从n侧氮化物半导体层侧起依次具备：第1势垒层2、具有比第1势垒层2的带隙能量小的带隙能量的第2势垒层3、以及具有比第2势垒层3的带隙能量小的带隙能量的阱层5。由此，能够改善阱层5的结晶性，而且可以提高阱层5中的电子的约束效应。其结果是，能够提高电子与空穴的复合概率，提高发光元件10的发光输出功率。

本实施方式中的活性层12如图3所示，全部势垒层4由第1势垒层2及第2势垒层3这2个势垒层构成，但并不限定于此。例如，在多个势垒层4中，可以一部分势垒层4由第1势垒层2及第2势垒层3这2个势垒层构成，而其它的势垒层4由第1势垒层2及第2势垒层3中的一个势垒层构成。例如，如图4A所示，在多个势垒层4中，可以仅由第1势垒层2构成与p侧氮化物半导体层13相接的势垒层。由此，可以进一步提高阱层5的复合概率。另外，例如，如图4B所示，在多个势垒层4中，可以由第1势垒层2及第2势垒层3构成与距p侧氮化物半导体层13最近的阱层5相接的势垒层4，而仅由第1势垒层2构成其它势垒层4。由此，可以获得位于接近p侧氮化物半导体层13、且易于进行电子与空穴的复合的阱层5的电子的约束效应，并且与由第1势垒层2及第2势垒层3构成全部势垒层4的情况相比，可以抑制第2势垒层2所导致的光吸收。

2.发光元件的制造方法

本实施方式的发光元件10的制造方法包括以下工序：

(1)n侧氮化物半导体层生长工序，使n侧氮化物半导体层生长；

(2)活性层生长工序，使发出紫外光的活性层在n侧氮化物半导体层上生长，所述活性层具备由氮化物半导体形成的多个阱层和由氮化物半导体形成的多个势垒层；

(3)p侧氮化物半导体层生长工序，使p侧氮化物半导体层在活性层上生长；

(4)电极形成工序，形成第1电极及第2电极；以及

(5)切断工序。

另外，活性层生长工序包括以下工序：

(2-1)第1势垒层生长工序，使用包含Al原料气体、Ga原料气体及N原料气体的原料气体使第1势垒层生长；

(2-2)第2势垒层生长工序，使用包含Al原料气体、Ga原料气体、In原料气体及N原料气体的原料气体使第2势垒层在上述第1势垒层上生长；以及

(2-3)阱层生长工序，使用包含Ga原料气体及N原料气体的原料气体使比上述第2势垒层的带隙能量小的阱层在上述第2势垒层上生长。

以下，参照图5～图14对本实施方式的发光元件的制造方法详细进行说明。在图5～图14中，为了容易地理解附图，有时夸张地绘制了构件的大小。特别是在图6～图8中，夸张地绘制了势垒层及阱层的厚度。

(1)n侧氮化物半导体层生长工序

在n侧氮化物半导体层生长工序中，如图5所示，例如，准备由蓝宝石制成的第1基板21，在第1基板21上例如使n型接触层、n型覆层生长而形成n侧氮化物半导体层11，所述n侧氮化物半导体层11从第1基板21侧起包含n型接触层、n型覆层。需要说明的是，也可以在第1基板21上夹隔缓冲层而形成n侧氮化物半导体层11。

(2)活性层生长工序

接下来，在n侧氮化物半导体层11上形成活性层12。活性层12具备由氮化物半导体形成的多个阱层和由氮化物半导体形成的多个势垒层。活性层12通过以下的工序形成。

(2-1)第1势垒层生长工序

首先，使用包含Al原料气体、Ga原料气体及N原料气体的原料气体，如图6所示，使第1势垒层2在n侧氮化物半导体层11上生长。例如，在将第1势垒层2的组成设为AlGaN的情况下，可以通过将Al原料气体的流量设定为0.5sccm以上且2sccm以下、将Ga原料气体的流量设定为20sccm以上且50sccm以下、将N原料气体的流量设定为4slm以上且10slm以下，从而形成第1势垒层2。

第1势垒层2优选使膜厚生长至10nm以上且35nm以下的厚度。

(2-2)第2势垒层生长工序

接下来，使用包含Al原料气体、In原料气体、Ga原料气体及N原料气体的原料气体，如图7所示，使第2势垒层3在第1势垒层2上生长。例如，在将第2势垒层3的组成设为AlInGaN的情况下，可以通过将Al原料气体的流量设定为0.5sccm以上且2sccm以下、将In原料气体的流量设定为3sccm以上且15sccm以下、优选设定为5sccm以上且10sccm以下、将Ga原料气体的流量设定为20sccm以上且50sccm以下、将N原料气体的流量设定为4slm以上且10slm以下，从而形成第2势垒层3。这样，第2势垒层生长工序中的Al原料气体、Ga原料气体及N原料气体的各自的流量可以设定为与第1势垒层生长工序中的Al原料气体、Ga原料气体及N原料气体的各自的流量相同。由此，可以通过在不停止第1势垒层生长工序中的Al原料气体、Ga原料气体及N原料气体的放出、或者不变更这些原料气体的流量的情况下，以给定的流量将In原料气体混合于这3种原料气体中，从而形成第2势垒层3。即，可以通过连续工序来形成第1势垒层2和第2势垒层3。

第2势垒层3优选生长为膜厚比第1势垒层2的膜厚薄。第2势垒层3优选以3nm以上且25nm以下的膜厚生长。

(2-3)阱层生长工序

接下来，使用包含Ga原料气体及N原料气体的原料气体，如图8所示，使阱层5在第2势垒层3上生长。例如，在将阱层5的组成设为InGaN的情况下，可以通过将In原料气体的流量设定为6sccm以上且25sccm以下、将Ga原料气体的流量设定为20sccm以上且50sccm以下、将N原料气体的流量设定为4slm以上且10slm以下，从而形成阱层5。在阱层生长工序中，优选不导入Al原料气体而使阱层5生长。即，优选将Al原料气体的流量设定为0sccm而使阱层5生长。

阱层5优选以5nm以上且30nm以下的膜厚生长。

通过重复第1势垒层生长工序、第2势垒层生长工序及阱层生长工序，可以形成包含多个第1势垒层2、多个第2势垒层3及多个阱层5的活性层12。例如，活性层生长工序在第2势垒层生长工序结束。需要说明的是，在图8中，为了容易地理解附图，将1个第1势垒层2、1个第2势垒层3及1个阱层5一起赋予了活性层12的符号。

(3)p侧氮化物半导体层生长工序

然后，例如，通过使p型覆层及p型接触层在活性层12上生长，形成从活性层12侧起依次包含p型覆层和p型接触层的p侧氮化物半导体层13。

通过这样的工序准备第1晶片100，如图9所示，所述第1晶片100在第1基板21上形成了具有n侧氮化物半导体层11、活性层12及p侧氮化物半导体层13的半导体层叠体结构1a。

(4)形成第1电极及第2电极的电极形成工序

接下来，如图10所示，例如，使用剥离工艺(lift-off process)等公知的技术在p侧氮化物半导体层13上形成给定图案的第2电极32。然后，如图11所示，在p侧氮化物半导体层13上的未形成第2电极32的部分形成绝缘膜35，进一步在第2电极32及绝缘膜35上形成金属层40a。绝缘膜35可以通过如下方式形成，例如，在第2电极32上形成抗蚀剂后，在p侧氮化物半导体层13上的未形成第2电极32的部分及抗蚀剂上形成绝缘膜，再将抗蚀剂连同形成在抗蚀剂上的绝缘膜一起除去。

接下来，如图12所示，另行准备在一面形成有金属层40b的第2基板22，将第2基板22的金属层40b与第1基板21的金属层40a接合。由此，夹隔第2电极32、绝缘膜35及金属层40a、40b将第2基板22接合在p侧氮化物半导体层13上。在接合了第2基板22之后，例如，通过激光剥离，湿式蚀刻将第1基板21除去。

如以上所述，夹隔金属层40和第2电极32及绝缘膜35将形成在第1基板21上的半导体层叠体结构1a转印至第2基板22上。需要说明的是，金属层40是金属层40a及金属层40b接合而形成的层。由此，准备如图13所示的第2晶片200，所述第2晶片200在第2基板22上具备n侧氮化物半导体层11露出至表面的半导体层叠体结构1a。即，在第2晶片200中，夹隔金属层40和第2电极32及绝缘膜35，从第2基板22侧起依次在第2基板22上层叠有p侧氮化物半导体层13、活性层12、n侧氮化物半导体层11。

接下来，如图14所示，例如，通过反应性离子蚀刻等干式蚀刻将第2晶片200的半导体层叠体结构1a的一部分除去，由此分离成多个半导体层叠体1。在第2晶片200的n侧氮化物半导体层11上形成给定图案的第1电极31。可以与上述的第2电极32的形成方法同样地通过使用了抗蚀剂的剥离工艺、蚀刻工艺来形成第1电极31。

(5)切断工序

最后，将形成有第1电极31的第2晶片200分割成期望大小的各个发光元件10。该分割通过切割等沿图14所示的给定的切断位置CL进行。

实施例1.

如下所示制作了实施例1的发光元件。

首先，准备由蓝宝石制成的第1基板21，使n型接触层、n型覆层在该基板上生长，由此形成了从第1基板21侧起依次包含n型接触层、n型覆层的n侧氮化物半导体层11。

接下来，在n侧氮化物半导体层11上层叠了由Al_0.095Ga_0.905N形成的第1势垒层2。第1势垒层2的膜厚生长至29nm的厚度。对于使第1势垒层2生长时的各原料气体的流量而言，将Al原料气体设定为1.78sccm，将Ga原料气体设定为43sccm，将N原料气体设定为7slm。

接着，在第1势垒层2上层叠了由In_0.005Ga_0.995N形成的阱层5。阱层5的厚度生长至8nm。对于使阱层5生长时的各原料气体的流量而言，将In原料气体设定为15sccm，将Ga原料气体设定为38sccm，将N原料气体设定为7slm。

重复4次形成了上述第1势垒层2及阱层5的层叠结构。

接下来，在阱层5上层叠了由Al_0.095Ga_0.905N形成的第1势垒层2。第1势垒层2的膜厚生长至15nm的厚度。对于使第1势垒层2生长时的各原料气体的流量而言，将Al原料气体设定为1.78sccm，将Ga原料气体设定为43sccm，将N原料气体设定为7slm。

接着，在第1势垒层2上层叠了由Al_0.0945In_0.0005Ga_0.9050N形成的第2势垒层3。第2势垒层3的厚度生长至14nm的厚度。对于使第2势垒层3生长时的各原料气体的流量而言，将Al原料气体设定为1.78sccm，将In原料气体设定为6sccm，将Ga原料气体设定为43sccm，将N原料气体设定为7slm。第2势垒层3是在使第1势垒层2生长时所使用的Al原料气体、Ga原料气体及N原料气体中混合设定为上述流量的In原料气体而生长形成的。

接着，在第2势垒层3上层叠了由In_0.005Ga_0.995N形成的阱层5。阱层5的厚度生长至15nm。对于使阱层5生长时的各原料气体的流量而言，将In原料气体设定为15sccm，将Ga原料气体设定为38sccm，将N原料气体设定为7slm。

然后，通过在最后形成的阱层5上层叠由AlGaN形成的势垒层，形成了活性层12。

在形成了这样生长的活性层12之后，形成包含p型覆层和p型接触层的p侧氮化物半导体层13，准备了第1晶片100。

接着，在第1晶片100的p侧氮化物半导体层13上形成给定图案的第2电极32，夹隔金属层40转印至第2基板22。然后，将第1基板21除去，在n侧氮化物半导体层11上形成给定图案的第1电极31，切断成各发光元件10。

对于如上所述形成的实施例1的发光元件，评价了通过1000mA电流时的发光输出功率。另外，分别测定将温度设为25℃和85℃进行驱动时的输出功率，评价了输出功率的保持率(温度85℃下的输出功率/温度25℃下的输出功率)。另外，分别评价了发光元件的发光波长的半峰宽和反方向电压。

其结果是，实施例1的发光元件的发光输出功率为1806.7mW。另外，输出功率的保持率为85.3％，发光波长的半峰宽为8.6nm，反方向电压为9.0V。

参考例1.

在实施例1的发光元件中，除了将势垒层设为由AlGaN构成的单一的层以外，与实施例1的发光元件同样地制作了参考例1的发光元件。对于使势垒层生长时的各原料气体的流量而言，将Al原料气体设定为1.78sccm，将Ga原料气体设定为43sccm，将N原料气体设定为7slm。势垒层的膜厚生长至29nm。

对于如上所述形成的参考例1的发光元件，评价了通过1000mA电流时的发光输出功率。另外，与实施例1同样地分别评价了输出功率的保持率、发光波长的半峰宽、以及反方向电压。

其结果是，参考例1的发光元件的发光输出功率为1779.6mW。另外，输出功率的保持率为84.7％，发光波长的半峰宽为8.7nm，反方向电压为8.5V。

将这些实施例1及参考例1的评价结果记载于表1。需要说明的是，在表1中，势垒层由第1势垒层和第2势垒层构成的情况记载为“第1势垒层/第2势垒层”。需要说明的是，“第1势垒层/第2势垒层”的记载是指从n侧氮化物半导体层侧起依次层叠有第1势垒层和第2势垒层。

[表1]

根据这些结果确认了，与参考例1的发光元件相比，形成了具有第1势垒层2和比第1势垒层2的带隙能量小的带隙能量的第2势垒层3的势垒层4的实施例1的发光元件为更高的发光输出功率。而且确认了与参考例1的发光元件相比，实施例1的发光元件的输出功率的保持率、发光波长的半峰宽及反方向电压更加良好。由此可以推测，与参考例1的发光元件相比，实施例1的发光元件的阱层的表面粗糙度良好，而且势垒层与阱层之间的晶格弛豫受到了抑制。

实施例2.

如下所示制作了实施例2的发光元件。

首先，准备由蓝宝石形成的基板，使n型接触层、n型覆层生长在该基板上，由此形成了从第1基板21侧起依次包含n型接触层、n型覆层的n侧氮化物半导体层11。

接着，在n侧氮化物半导体层11上层叠了由Al_0.095Ga_0.905N形成的第1势垒层2。第1势垒层2的膜厚生长至15nm的厚度。对于使第1势垒层2生长时的各原料气体的流量而言，将Al原料气体设定为1.53sccm，将Ga原料气体设定为39sccm，将N原料气体设定为7slm。

接着，在第1势垒层2上层叠了由Al_0.0945In_0.0005Ga_0.9050N形成的第2势垒层3。第2势垒层3的厚度生长至14nm的厚度。对于使第2势垒层3生长时的各原料气体的流量而言，将Al原料气体设定为1.53sccm，将In原料气体设定为6sccm，将Ga原料气体设定为39sccm，将N原料气体设定为7slm。第2势垒层3是在使第1势垒层2生长时所使用的Al原料气体、Ga原料气体及N原料气体中混合设定为上述流量的In原料气体而生长形成的。

接着，在第2势垒层3上层叠了由In_0.005Ga_0.995N形成的阱层5。阱层5的厚度生长至8nm。对于使阱层5生长时的各原料气体的流量而言，将In原料气体设定为15sccm，将Ga原料气体设定为45sccm，将N原料气体设定为7slm。

重复4次形成了上述第1势垒层2、第2势垒层3及阱层5的层叠结构。

接下来，在阱层5上层叠了由Al_0.095Ga_0.905N形成的第1势垒层2。第1势垒层2的膜厚生长至15nm的厚度。对于使第1势垒层2生长时的各原料气体的流量而言，将Al原料气体设定为1.53sccm，将Ga原料气体设定为39sccm，将N原料气体设定为7slm。

接着，在第1势垒层2上层叠了由Al_0.0945In_0.0005Ga_0.9050N形成的第2势垒层3。第2势垒层3的厚度生长至14nm的厚度。对于使第2势垒层3生长时的各原料气体的流量而言，将Al原料气体设定为1.53sccm，将In原料气体设定为6sccm，将Ga原料气体设定为39sccm，将N原料气体设定为7slm。第2势垒层3是在使第1势垒层2生长时所使用的Al原料气体、Ga原料气体及N原料气体中混合设定为上述流量的In原料气体而生长形成的。

接着，在第2势垒层3上层叠了由In_0.005Ga_0.995N形成的阱层5。阱层5的厚度生长至15nm。对于使阱层5生长时的各原料气体的流量而言，将In原料气体设定为15sccm，将Ga原料气体设定为45sccm，将N原料气体设定为7slm。

然后，通过在最后形成的阱层5上层叠由AlGaN形成的势垒层，形成了活性层12。

在形成了这样生长的活性层12之后，形成包含p型覆层和p型接触层的p侧氮化物半导体层13，准备了第1晶片100。

接着，在第1晶片100的p侧氮化物半导体层13上形成给定图案的第2电极32，在n侧氮化物半导体层11上形成给定图案的第1电极31，切断成各发光元件10。

对于如上所述形成的实施例2的发光元件，评价了通过100mA电流时的发光输出功率。另外，分别评价了发光元件的发光波长的半峰宽和阱层的表面粗糙度。

其结果是，实施例2的发光元件的发光输出功率为48.7mW。另外，发光波长的半峰宽为12.4nm，表面粗糙度为5.3nm。

参考例2.

在实施例2的发光元件中，除了将势垒层设为由Al_0.095Ga_0.905N构成的单一的层以外，与实施例2的发光元件同样地制作了参考例2的发光元件。对于使势垒层生长时的各原料气体的流量而言，将Al原料气体设定为1.53sccm，将Ga原料气体设定为39sccm，将N原料气体设定为7slm。势垒层的膜厚生长至29nm。

对于如上所述形成的参考例2的发光元件，评价了通过100mA电流时的发光输出功率。另外，与实施例2同样地分别评价了发光元件的发光波长的半峰宽和阱层的表面粗糙度。

其结果是，参考例2的发光元件的发光输出功率为47.4mW。另外，发光波长的半峰宽为12.6nm，表面粗糙度为6.0nm。

参考例3.

在实施例2的发光元件中，除了将势垒层设为由Al_0.0945In_0.0005Ga_0.9050N构成的单一的层以外，与实施例2的发光元件同样地制作了参考例3的发光元件。对于使势垒层生长时的各原料气体的流量而言，将Al原料气体设定为1.53sccm，将In原料气体设定为6sccm，将Ga原料气体设定为39sccm，将N原料气体设定为7slm。势垒层的膜厚生长至29nm。

对于如上所述形成的参考例3的发光元件，评价了通过100mA电流时的发光输出功率。另外，与实施例2同样地分别评价了发光元件的半峰宽和阱层的表面粗糙度。

其结果是，参考例3的发光元件的发光输出功率为48mW。另外，发光波长的半峰宽为12.3nm，表面粗糙度为4.7nm。

参考例4.

在实施例1的发光元件中，除了将第1势垒层设为Al_0.0945In_0.0005Ga_0.9050N、并将第2势垒层设为Al_0.095Ga_0.905N以外，与实施例2的发光元件同样地制作了参考例4的发光元件。即，参考例4的发光元件是使第1势垒层的组成与实施例2的第2势垒层的组成相同、且使第2势垒层的组成与实施例2的第1势垒层的组成相同而制成的发光元件。这样的参考例4的发光元件的第2势垒层的带隙能量大于第1势垒层的带隙能量。因此，参考例4的发光元件中的半导体层叠体的带隙能量结构具有第2势垒层的带隙能量＞第1势垒层的带隙能量＞阱层的带隙能量的关系。

对于使第1势垒层生长时的各原料气体的流量而言，将Al原料气体设定为1.53sccm，将In原料气体设定为6sccm，将Ga原料气体设定为39sccm，将N原料气体设定为7slm。第1势垒层的膜厚生长至15nm。对于使第2势垒层生长时的各原料气体的流量而言，将Al原料气体设定为1.53sccm，将Ga原料气体设定为39sccm，将N原料气体设定为7slm。第2势垒层的膜厚生长至14nm。

对于如上所述形成的参考例4的发光元件，评价了通过100mA电流时的发光输出功率。另外，与实施例2同样地分别评价了发光元件的发光波长的半峰宽和阱层的表面粗糙度。

其结果是，参考例4的发光元件的发光输出功率为47.3mW。另外，发光波长的半峰宽为12.5nm，表面粗糙度为6.6nm。

将这些实施例2及参考例2～参考例4的评价结果记载于表2。需要说明的是，在表2中，势垒层由第1势垒层和第2势垒层构成的情况记载为“第1势垒层/第2势垒层”。需要说明的是，“第1势垒层/第2势垒层”的记载是指从n侧氮化物半导体层侧起依次层叠了第1势垒层和第2势垒层。

[表2]

根据这些结果确认了，与参考例2～参考例4的发光元件相比，形成了具有第1势垒层2和比第1势垒层2的带隙能量小的带隙能量的第2势垒层3的势垒层4的实施例2的发光元件为更高的发光输出功率。

另外，通过实施例2及参考例4确认了，与带隙能量的关系为第2势垒层＞第1势垒层的参考例4的发光元件相比，带隙能量的关系为第1势垒层＞第2势垒层的实施例2的发光元件为更高的发光输出功率。可以推测这是由于，实施例2具有比参考例4更高的电子的约束效应。另外确认了，实施例2的发光元件的发光波长的半峰宽与参考例2～参考例4的发光元件同等，阱层的表面粗糙度为比参考例2及参考例4更好的值。根据这些可以推测，与参考例2及参考例4的发光元件相比，实施例2的发光元件的势垒层、阱层的结晶性良好。确认了虽然实施例2的发光元件的表面粗糙度与将势垒层的组成设为仅AlInGaN的参考例3相比，为表面粗糙度不好的结果，但实施例2的发光元件的发光输出功率比参考例3的发光元件更高。根据这些可以推测，实施例2的发光元件的势垒层、阱层的结晶性良好、而且具有很高的电子的约束效应。

以上，对本发明的实施方式及实施例进行了说明，公开内容可以在构成的细节部分进行变化，实施方式及实施例中的要素的组合、顺序的变化等可以在不脱离要求的本发明范围及思想的情况下得到实现。