(57)【要約】【課題】半導体層のエッチングを抑制し、信頼性の高い半導体発光素子を提供する。【解決手段】半導体発光素子１０は、第１導電型の第１の半導体層（ｎ型半導体層）１３と、ｎ型半導体層１３上に配置されている活性層（発光層）１２と、発光層１２上に配置されている第２導電型の第２の半導体層（ｐ型半導体層）１１と、ｎ型半導体層１３の下方に設けられている第１電極層（ｎコンタクト電極）７と、ｐ型半導体層１１の上面を覆うように配置された第２電極層（ｐコンタクト電極）２と、ｐコンタクト電極２の上面に配置されたＡｇを含む反射層３とを備え、第２電極２の外周端部は、反射層３の外周端部よりも外周側に張り出しており、反射層３の外周端部とｐ型半導体層１１の上面との間にｐコンタクト電極２が挟まれていることにより、反射層３が、ｐ型半導体層１１から離間している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型の第１の半導体層と、
前記第１の半導体層上に配置されている活性層と、
前記活性層上に配置されている第２導電型の第２の半導体層と、
前記第１の半導体層の下方に設けられている第１電極層と、
前記第２の半導体層の上面を覆うように配置された第２電極層と、
前記第２電極層の上面に配置された、Ａｇを含む反射層と、を備え、
前記第２電極層の外周端部は、前記反射層の外周端部よりも外周側に張り出しており、前記反射層の外周端部と前記第２の半導体層の上面との間に前記第２電極層が挟まれ、前記反射層は前記第２の半導体層から離間していることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
前記第２導電型は、p型であることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記第２の半導体層は、ＡｌＧａＡｓ系材料から構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記反射層の上面および側面を覆う形状の反射層保護層をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記第２電極層の外周端部は、前記反射層保護層の外周端部よりも外周側に張り出しており、前記反射層保護層は、前記第２の半導体層から離間していることを特徴とする請求項４に記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記第２電極層の外周端部は、前記反射層の外周端よりも外周側に、５μｍ超１５μｍ未満張り出して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項７】
前記第２電極層の外周端部の下面と前記第２の半導体層の上面との間には、前記第２の半導体層よりも小さな屈折率を有する反射絶縁層が配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項８】
前記反射絶縁層は、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２、およびＣａＦ２のいずれかから構成されていることを特徴とする請求項７に記載の半導体発光素子。
【請求項９】
第１導電型の第１の半導体層、活性層および第２導電型の第２の半導体層の積層体が上面に配置され、裏面に第１電極層が配置された基板を用意する工程と、
前記第２の半導体層の上面を覆うように第２電極層を形成する工程と、
前記第２電極層の上面に、Ａｇを含む反射層を形成する工程と、を有し、
前記反射層を形成する工程は、前記反射層の外周端部が前記第２電極層の上面の外周縁部よりも内側に位置するように前記反射層を形成することにより、前記反射層の端部が、前記第２の半導体層から離間するように形成することを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
【請求項１０】
前記第２の半導体層は、p型のＡｌＧａＡｓ系材料から構成されていることを特徴とする請求項９に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項１１】
前記反射層を形成する工程は、レジスト層を用いたリフトオフ法により前記反射層をパターニングし、前記レジスト層の剥離に、アルカリ性剥離液を用いることを特徴とする請求項９に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項１２】
前記反射層を形成する工程の後に、前記反射層の上面および側面を覆う形状の反射層保護層を形成する工程をさらに有し、
前記反射層保護層を形成する工程は、前記反射層保護層の外周縁部を、前記第２電極層の上面の外周縁部よりも内側に形成することで、前記反射層保護層を、前記第２の半導体層から離間して形成する工程であることを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項に記載の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、半導体発光素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光素子は、通常、積層されたｎ型半導体層、発光層及びｐ型半導体層を成長用基板上に搭載した構成であり、ｎ型半導体層には電圧を印加するｎ電極が、ｐ型半導体層には電圧を印加するｐ電極がそれぞれ電気的に接続されている。
【０００３】
例えば特許文献１に開示されている半導体発光素子は、ｎ型半導体層、発光層、ｐ型半導体層、および第１電極層が基板上にこの順で積層され、エッチング等によって露出されたｎ型半導体層上に第２電極層が配置されている。
【０００４】
この半導体発光素子の第１電極層は、ｐ型半導体層の上面に積層され、オーミックコンタクトがとれる光透過性導電層と、導電層上の全域を覆うように積層される金属反射層とを有している。発光層から発せられ第１電極層に到達した光を、光透過性導電層を透過させ、金属反射層によって反射して、出射面（基板）に向かわせている。
【０００５】
またこの半導体発光素子は、第１電極層側が配線基板に向けて配線基板に搭載され、第１電極層と第２電極層の両方が配線基板上の電極にはんだ実装されており、発光層から発せられた光を基板側から出射する構造である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−３５３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の半導体発光素子は、第１電極層と第２電極層の両方をはんだにより配線基板に接続するフリップチップ構造であった。一方、一例として図６に示したように、基板１４の発光層１２側とは反対側（下側）に第２電極層（ｎ電極層）７を配置すると、ｎ電極層７を基板１４上に複数個配置することが可能になるとともに、配線基板１５の負電極１６に対してｎ電極層７をワイヤボンディングにより接続することができるため、発光層１２に大電流を供給でき、大光量を発光させることができる。
【０００８】
しかし、図６のように光の出射面（基板１４の下面）にｎ電極層７を配置するとｎ電極層７が光の出射を妨げ、光の取り出し効率が低下するという問題を生じ得る。そのため図６の構造では、第１電極層２からｎ電極層７の直上領域の発光層１２へ電流の供給を妨げて、ｎ電極層７の直上領域の発光層１２の発光を抑制するとともに、第１電極層２の方向へ発光された光を反射する反射絶縁層１をｎ電極層７の直上領域に配置してメサ構造を形成し、その上に第１電極層２を配置している。また、図６の構造では、第１電極層２を特許文献１と同様に透明導電膜とし、第１電極層２を覆うように反射層３を配置することにより、発光層１２で発せられ、第１電極層２に到達した光を、第１電極層２を透過させて反射層３により反射させて、光の出射面（基板１４の下面）に向かわせ、さらに光の取り出し効率を向上させている。
【０００９】
第１電極層２を覆う反射層３は、第１電極層２の上面と側面に密着する形状となり、反射層３の端部Ｒ２は、図６に示すようにｐ型半導体層１１に接する形状になる。
【００１０】
発明者らの実験によると、反射層３がｐ型の半導体層１１に接すると、反射層３のパターニングの際にレジストの剥離に用いるアルカリ性剥離液により、反射層３の端部Ｒ２と接している部分のｐ型半導体層１１がエッチングされる現象が生じることがわかった。このエッチング現象は、反射層３がｐ型半導体層１１に接している場合に生じ、p型半導体層１１だけがアルカリ性剥離液に触れても生じなかった。ｐ型半導体層１１が反射層３の端面Ｒ２と接している部分でエッチングされて凹部が形成されると、反射層３の上に配置される反射層保護層４が凹部に入り込み、反射層保護層４に段差や亀裂が生じてしまうという問題を生じる。
【００１１】
例えば特許文献１に開示されている半導体発光素子のように、ｐ型半導体層と反射層の間に第１電極層が配置されている半導体発光素子であっても、反射層の外周端部とｐ型半導体層の上面との距離は、第１電極層の厚みのみの極めて近い距離であるため、ｐ型半導体層がエッチングされるおそれがある。
【００１２】
本発明の目的は、半導体層のエッチングを抑制し、信頼度の高い半導体発光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の半導体発光素子は、第１導電型の第１の半導体層と、第１の半導体層上に配置されている活性層と、活性層上に配置されている第２導電型の第２の半導体層と、第１の半導体層の下方に設けられている第１電極層と、第２の半導体層の上面を覆うように配置された第２電極層と、第２電極層の上面に配置された、Ａｇを含む反射層と、を備える。第２電極層の外周端部は、反射層の外周端部よりも外周側に張り出しており、反射層の外周端部と第２の半導体層の上面との間に第２電極層が挟まれ、反射層は第２の半導体層から離間していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、半導体層のエッチングを抑制し、信頼性の高い半導体発光素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態１の半導体発光素子の（ａ）部分上面図、（ｂ）部分断面図。
【図２】（ａ）〜（ｇ）実施形態１の半導体発光素子の製造方法を示す断面図。
【図３】（ａ）〜（ｅ）実施形態１の半導体発光素子の製造方法を示す断面図。
【図４】実施形態２の半導体発光素子の（ａ）部分上面図、（ｂ）部分断面図、（ｃ）一部を拡大した断面図。
【図５】実施形態２の半導体発光素子の製造方法を示す断面図。
【図６】比較例１の半導体発光素子の部分断面図。
【図７】比較例１の半導体発光素子の製造方法を示す部分断面図。
【図８】（ａ）実施形態１の半導体発光素子のＳＥＭ像、（ｂ）比較例１の半導体発光素子のＳＥＭ像。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の半導体発光素子の実施形態について図面を用いて説明する。
【００１７】
＜＜実施形態１＞＞
図１（ａ）、（ｂ）に、実施形態１の半導体発光素子１０Ａの上面図および断面図を示す。半導体発光素子１０は、順に積層された、第１導電型の第１の半導体層（ｎ型半導体層）１３、活性層（発光層）１２および第２導電型の第２の半導体層（ｐ型半導体層）１１と、第１電極層（ｎコンタクト電極）７と、第２電極層（ｐコンタクト電極）２と、反射絶縁層１と、Ａｇを含む反射層３とを含む。
【００１８】
ｎコンタクト電極７は、ｎ型半導体層１３の下方に設けられている。ここでは、ｎ型半導体層１３が、ｎ型の基板１４に搭載され、基板１４の下面にコンタクト電極７が搭載されている。
【００１９】
反射絶縁層１は、ｐ型半導体層１１の上面の、ｎコンタクト電極７が搭載されている領域の直上領域内に配置されている。
【００２０】
ｐコンタクト電極２は、反射絶縁層１の上面および側面、ならびに、ｐ型半導体層１１の上面を覆うように配置されている。
【００２１】
反射層３は、Ａｇを含み、ｐコンタクト電極２の上面に配置されている。
【００２２】
このとき、ｐコンタクト電極２の外周端部は、反射層３の外周端部よりも外周側に張り出しており、反射層３の外周端部とｐ型半導体層１１の上面との間にｐコンタクト電極２が挟まれている。これにより、反射層３は、ｐ型半導体層１１とは接触せず離間している。
【００２３】
反射層３の上面および側面には、反射層保護層４が配置され、反射層保護層４の上面には共晶用保護層６が配置されている。また、発光層１２、ｐ型半導体層１１、ｐコンタクト電極２および反射層保護層４の側面には、これらを覆う側壁保護用絶縁膜５が配置されている。ｎコンタクト電極７の下面には、パッド電極８が備えられている。
【００２４】
このように、実施形態１の半導体発光素子１０では、反射層３の端部が、張り出して形成されたｐコンタクト電極２上に位置するため、確実に、ｐ型半導体層１１の上面に接触せず、離間するように構成されているため、製造時にｐ型半導体層１１が、剥離液によってエッチングされて凹部が形成される現象を抑制することができる。これにより、反射層保護層４が凹部に入り込んで、段差やひび割れを生じるのを抑制できるため、半導体発光素子１０の出力低下や反射層３の膜剥がれを防ぐことができ、信頼性の高い半導体発光素子を提供することができる。
【００２５】
ｐコンタクト電極２の外周縁部（端部）は、反射層３の外周端部よりも外周側に張り出した構造とする。ｐコンタクト電極２の外周縁部（端部）が反射層３の外周端部から張り出さない構成とした場合、反射層３の外周端部とｐ型半導体層１１の上面との距離は、ｐコンタクト電極２の厚みのみの極めて近い距離となり、ｐ型半導体層１１への凹部形成のおそれがあるためである。
【００２６】
具体的には、ｐコンタクト電極２の外周縁部（端部）は、反射層３の外周端部よりも外周側に５μｍ超１５μｍ未満張り出した構造とすることができる。ｐコンタクト電極２の外周端部は、図６のように、反射層保護層４の外周端部よりも外周側に張り出させてもよい。
【００２７】
＜＜実施形態１の半導体発光素子の製造方法＞＞
つぎに、実施形態１の半導体発光素子１０の製造方法を図２（ａ）〜（ｇ）および図３（ａ）〜（ｅ）を用いて説明する。
【００２８】
（工程１）
図２（ａ）のように、高濃度にｎ型不純物がドープされたＡｌＧａＡｓ膜（高ドープＡｌＧａＡｓ膜）１４ｂの上に低濃度にｎ型不純物がドープされたＡｌＧａＡｓ膜（低ドープＡｌＧａＡｓ膜）１４ａが積層された基板１４を用意する。
【００２９】
基板１４の低ドープＡｌＧａＡｓ膜１４ａの上面に、ｎ型半導体層（ｎ型ＡｌＧａＡｓ層）１３、発光層１２（例えばＩｎＧａＡｓ量子井戸層）、ｐ型半導体層（ｐ型ＡｌＧａＡｓ層）１１を、この順に、ＭＯＣＶＤ（Metal-Organic Chemical Vapor Deposition）法によりエピタキシャル成長させる。
【００３０】
（工程２）
つぎに、ｐ型半導体層１１の上面に、レジスト層を形成した後、所定のパターンにパターニングする。レジスト層の上に、ＳｉＯ２などの絶縁体からなる反射絶縁層１を所定の厚さ（例えば２５００Å）にスパッタリング法等にて成膜した後、レジスト層を除去することにより、リフトオフ法によって反射絶縁層１を図２（ｂ）に示すように、所定の領域内にのみ形成する。これによりメサ構造の反射絶縁層１を形成することができる。
【００３１】
レジストの除去には、ＡＺリムーバー７００（メルク株式会社製）などのアルカリ性剥離液を使用する。なお、ＡＺリムーバー７００は、ジプロピレングリコールエチルエーテル（含有量<10％）、N-メチルピロリドン（含有量>90％）との混合液からなる。尚、ジプロピレングリコールメチルエーテルのpHは6〜7であり、N-メチルピロリドンのpHは7.7〜8であり、ＡＺリムーバーのpHは、7.5〜8である。
【００３２】
（工程３）
つぎに、ｐ型半導体層１１と反射絶縁層１を覆うように、透明導電材料（ＩＴＯなど）を所定の厚さ（例えば２００Å）にスパッタリング法等によって成膜することにより、ｐコンタクト電極２を成膜する。続いて、透明導電膜の上にレジスト層を形成した後、レジストをパターニングする。つぎに、混酸ITO-02（関東化学株式会社製）または王水系エッチング液などを使用して、ウエットエッチング法によりｐコンタクト電極２を所定の形状にパターニングする。その後、ＡＺリムーバー７００（メルク株式会社製）などのアルカリ性剥離液を使用して、レジスト層を除去する。これにより、図２（ｃ）に示すように、メサ構造の反射絶縁層の上面および側面を少なくとも覆い、メサ構造が配置されていないｐ型半導体層１１の上面も外周部を残して覆う形状のｐコンタクト電極２を形成する。
【００３３】
（工程４）
次に、ｐコンタクト電極２およびｐ型半導体層１１の上面にレジスト層を形成し、パターニングする。その上に、スパッタリング法等にてＡｇ層またはＡｇを含む合金層の反射層３を所定の厚さ（例えば２５００Å）に成膜し、必要に応じてさらにＰｔ等の保護層を所定の厚さ（例えば１００Å）に成膜する。その後、レジスト層を除去することにより、図２（ｄ）に示すように、外周縁部が、ｐコンタクト電極２の外周縁部よりも内側に位置する形状の反射層３を形成する。
【００３４】
レジストの除去には、ＡＺリムーバー７００（メルク株式会社製）などの有機系アルカリ性剥離液を使用する。
【００３５】
反射層３の外周端部は、ｐコンタクト電極２の外周端部よりも内側に位置するように形成するため、反射層３の縁部（端部）は、ｐ型半導体層１１には接しない。
【００３６】
（工程５）
次に、反射層３の上面と側面と、ｐ型コンタクト電極２およびｐ型半導体層１１の露出された上面を覆うようにレジスト層を形成した後、レジスト層を所定の形状にパターニングする。レジスト層およびレジスト層のパターンから露出された反射層３等の上に、ＳｉＯ２層等の反射層保護層４をスパッタリング法等にて所定の厚さ（例えば、４５００Å）に成膜し、レジストを除去（リフトオフ）する。これにより、図２（ｅ）に示すように、反射層３の上面および側面を覆う反射層保護層４を形成する。
【００３７】
このとき、反射層保護層４の外周縁部は、ｐコンタクト電極２の外周縁部よりも内側に位置するように形成する。これにより、反射層保護層４は、ｐ型半導体層１１には接しない。つまり、ｐコンタクト電極２の外周縁部（端部）は、反射層保護層４の外周端部よりも外周側に張り出した構造とする。
【００３８】
レジストの除去には、ＡＺリムーバー７００（メルク株式会社製）などのアルカリ性剥離液を使用する。
【００３９】
（工程６）
次に、図２（ｅ）の構造の上面全体にレジスト層を形成し、パターンニングした後、リン酸と過酸化水素水の混合液などを使用したウエットエッチング法により、ｐ型半導体層１１と発光層１２の周縁部を除去する。これにより、図２（ｆ）に示すように発光領域が形成される。
【００４０】
（工程７）
次に、図２（ｆ）の構造の上面にＳｉＯ２などの絶縁体をスパッタリング法等にて所定の厚さ（例えば４５００Å）に成膜し、バッファードフッ酸などを使用したウエットエッチング法により、側壁保護用絶縁膜５を形成する。側壁保護層絶縁膜５は、発光層１２、ｐ型半導体層１１、ｐコンタクト電極および反射層保護層４の側面を覆うように形成する。
【００４１】
（工程８）     
次に、反射層保護層４の上面にレジストを形成し、パターニングした後、共晶用保護層６（例えばＴｉ(１０００Å)／Ｐｔ(１０００Å)／Ａｕ(４５００Å)の積層体）を電子ビーム蒸着法等にて成膜し、レジストを除去することにより、図３（ａ）に示すように、共晶用保護層６を反射層保護層４の上面に形成する。共晶用保護層５の側面は、側壁保護用絶縁膜５に接している。レジスト層の除去には、ＡＺリムーバー７００（メルク株式会社製）などのアルカリ性剥離液を使用する。
【００４２】
（工程９）
次に、基板１４の下面に、レジスト層を形成し、パターニングした後、ＡｕＧｅＮｉ等から構成されるｎコンタクト電極７を抵抗加熱蒸着法等により成膜する。レジストを除去（リフトオフ）することにより図３（ｂ）に示すように、絶縁反射層１と向かい合う領域にｎコンタクト電極７を形成する。レジストの除去には、ＡＺリムーバー７００（メルク株式会社製）などのアルカリ性剥離液を使用する。
【００４３】
（工程１０）
次に、図３（ｃ）に示すように、硝酸などを用いたウエットエッチング法などにより基板１４の高ドープＡｌＧａＡｓ膜１４ｂの下面を粗面化する。
【００４４】
（工程１１）
次に、基板１４の高ドープＡｌＧａＡｓ膜１４ｂおよびｎコンタクト電極７の下面に、レジスト層を形成し、パターニングした後、パッド電極８（Ｔｉ(１０００Å）／Ａｕ（３９０００Å）の積層体等）を電子ビーム蒸着法にて成膜し、レジスト層を除去することにより、図３（ｄ）に示すようにパッド電極８を所望の形状にリフトオフ法により形成する。レジストの除去には、ＡＺリムーバー７００（メルク株式会社製）などのアルカリ性剥離液を使用する。
【００４５】
（工程１２）
次に、図３（ｅ）に示すように、光吸収膜である高ドープＡｌＧａＡｓ膜１４ｂの下面のｎコンタクト電極７直下以外を、リン酸と過酸化水素水との混合溶液などを用いたウエットエッチング法により除去する。続いて硝酸などを用いたウエットエッチング法により、低ドープＡｌＧａＡｓ膜１４ａを粗面化する。
【００４６】
以上により、実施形態１の半導体発光素子１０Ａを製造することができる。
【００４７】
以上の通り、実施形態１の半導体発光素子１０Ａの製造方法では、反射層３の端部とｐ型半導体層１１との間に、ｐコンタクト電極２が位置するため、反射層３の端部とｐ型半導体層１１とが接しない状態で、反射層３のリフトオフの際のレジスト除去を行うことができる。よって、レジスト除去に用いられるＡＺリムーバー７００（メルク株式会社製）などのアルカリ性剥離液によってｐ型半導体層１１がエッチングされる現象を抑制できる。
【００４８】
一方、比較例として、反射層３の端部とｐ型半導体層１１とが接する構造の図６の半導体発光素子の製造工程について以下説明する。
【００４９】
（比較例１）
比較例１の半導体発光素子の製造工程において、実施形態１の半導体発光素子１０Ａの製造工程と同様の工程については説明を省略し、異なる工程についてのみ説明する。具体的には、工程１，２（図２（ａ）、（ｂ））と、工程６〜１２（図２（ｆ）、（ｇ）、図３（ａ）〜（ｅ））は、実施形態１と同様であるので説明を省略する。以下、実施形態１とは異なる比較例１の工程３’〜５’について図７（ａ）〜図７（ｃ）を参照して説明する。
【００５０】
（工程３’）
工程３’では、実施形態１の工程３と同様に、ｐ型半導体層１１と反射絶縁層１を覆うように、透明導電材料（ＩＴＯなど）を所定の厚さ（例えば２００Å）にスパッタリング法等によって成膜してｐコンタクト電極２を成膜する。続いて、透明導電膜の上にレジスト層を形成し、レジストをパターニングした後、混酸ITO-02（関東化学株式会社製）または王水系エッチング液などを使用して、ウエットエッチング法によりｐコンタクト電極２を所定の形状にパターニングする。
【００５１】
このとき、実施形態１とは異なり、ｐコンタクト電極２は、メサ構造の反射絶縁層１の上面と側面を覆い、反射絶縁層１よりも外周側に張り出さない形状にパターンニングされる。
【００５２】
その後、ＡＺリムーバー７００（メルク株式会社製）などのアルカリ性剥離液を使用して、レジスト層を除去する。
【００５３】
（工程４’）
工程４では、ｐコンタクト電極２の上面にレジストを形成し、パターニングした後、スパッタリング法等にてＡｇ層またはＡｇを含む合金層の反射層３を所定の厚さ（例えば２５００Å）に成膜し、必要に応じてさらにＰｔ等の保護層を所定の厚さ（例えば１００Å）に成膜する。その後、レジスト層を除去する。
【００５４】
レジストの除去には、ＡＺリムーバー７００（メルク株式会社製）などの有機系アルカリ性剥離液を使用する。
【００５５】
このとき、レジストの除去に、実施形態１の工程４で使用したのと同じ剥離液を使用した場合、ｐ型半導体層１１がエッチングされる現象が生じ、凹部７１が形成される。
【００５６】
このように、レジストを除去する有機系アルカリ性剥離液によってｐ型半導体層がエッチングされる理由は明らかではないが、実験により現象の発生を繰り返し確認している。発明者らは、反射層３の端部とｐ型半導体層が接している場合、反射層に含まれるＡｇがｐ型半導体層１１に接触することにより、ｐ型半導体層１１とＡｇ層との電位差により、ｐ型半導体層に正電位の空乏層が広がり、局所電流が発生するため、有機系アルカリ性剥離液によってｐ型半導体層がエッチングされると推測している。すなわち、Ａｇが触媒作用を果たし、エッチングを進行させたと考えられる。
【００５７】
（工程５’）
工程５では、反射層保護層４が反射層３の上面と側面を覆うようにレジストを形成し、反射層保護層４を実施形態１の工程５と同様に形成する。図７（ｃ）に示すように反射層保護層４は、ｐ型半導体層１１に接する形状となり、凹部７１に一部入り込むため、反射層保護層４の肩部に段差が生じたり、亀裂７２が生じたりし得る。
【００５８】
上述してきたように、実施形態１の半導体発光素子１０Ａは、反射層３の端部とｐ型半導体層１１とが接しないように、ｐコンタクト電極２の縁部を反射層３の縁部よりも外側に張り出させているため、反射層３の製造工程で、レジストをアルカリ性剥離液で除去しても、ｐ型半導体層１１がエッチングされる現象を抑制することができる。これにより、ｐ型半導体層１１のエッチングが進んだことによる、出力低下や反射層３の膜剥がれを防ぎ、信頼性の高い半導体発光素子を高い歩留まりで製造することができる。
【００５９】
なお、実施形態１の図２（ｃ）の工程３では、混酸または王水系エッチング液などを使用してｐコンタクト電極２をエッチングするため、ｐ型半導体層１１もわずかに（例えば２〜１０ｎｍ程度）エッチングされることがあるが、エッチングされたｐ型半導体層１１の領域は、図２（ｇ）の工程７において保護用絶縁膜５により充填される。また、この程度のエッチングは、出力低下や反射層３の膜剥がれに影響しない。
【００６０】
（半導体発光素子から出射する光の経路）
以下、図１（ｂ）を参照し、本発明の半導体発光素子１０から出射される光の経路について説明する。図１（ｂ）の半導体発光素子１０は、図６の比較例と同様に、ｎコンタクト電極７がパッド電極８を介して、配線基板１５の負極１６にボンディングワイヤにより接続される。また、配線基板１５上の不図示の正極が、スルーホール（不図示）を介してｐコンタクト電極２に接続される。これにより、発光層１２に電流が供給される。このとき、本実施形態の半導体発光素子１０では、発光層１２の下面に基板１４が設けられていることにより、パッド電極８を介して供給された電流が、基板１４内で拡散されて発光層１２全体に供給されるが、反射絶縁層１を配置したことにより、反射絶縁層１の直下（ｎコンタクト電極７の直上）の領域の発光層１２には電流の供給が妨げられる。そのため、ｎコンタクト電極７の直上の領域を除いた発光層１２の全体から光が発光される。
【００６１】
発光層１２から基板１４側（下側）に出射される光Ｌ１は、ｎ型半導体層１３、基板１４を透過して基板１４の下面から外部に出射される。特に低ドープＡｌＧａＡｓ膜１４ａの下面は粗面化されているため、低ドープＡｌＧａＡｓ膜１４ａの下面から外部に出射される光は、高効率に出射される。
【００６２】
発光層１２からｐ型半導体層１１側（上側）に向けて出射される光Ｌ２は、ｐ型半導体層１１とｐコンタクト電極２を透過した後、反射層３に到達すると、反射層３の下面で反射する。反射した光Ｌ２は、基板１４の下面から外部に出射される。なお、反射絶縁層１がｎコンタクト電極７の直上の領域に設けられているため、発光層１２から上側に向かう光Ｌ２のうち反射絶縁層１に到達した光は、反射絶縁層１で反射されて、ｎコンタクト電極７が配置されている領域以外の基板１４下面から出射される。
【００６３】
このように本実施形態の半導体発光素子１０では、反射絶縁層１がｎコンタクト電極７の直上の領域に設けられていることにより、反射絶縁層１が設けられていない場合よりも光の取り出し効率が向上する。またｐコンタクト電極２は、透明電極層のため、金属電極で構成される場合よりも反射層３に多くの光を集めて、光の取り出し効率を向上させることができる。
【００６４】
高ドープＡｌＧａＡｓ膜１４ｂは、例えば、ドーパントとしてＴｅ等を１×１０1７〜１×１０2０／ｃｍ3の程度の濃度で含有しているものを使用する。低ドープＡｌＧａＡｓ膜１４ａは、ドーパントとしてＴｅ等を１×１０1５〜１×１０１６／ｃｍ3の程度の濃度で含まれているものを使用する。基板１４は、例えば、不図示の一時基板上に液相成長させて一時基板を除去することにより製造することができる。
【００６５】
ｐコンタクト電極２の材質には、ＩＴＯ、ＩＺＯなど透光性の高い導電性酸化物を使用する。
【００６６】
反射層３は、Ａｇや、Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ、Ａｇ−Ｇｅ−ＣｕなどのＡｇを含む材料（Ａｇ合金）等により構成することができる。
【００６７】
ｎコンタクト電極７は、上述の実施形態では、２つ形成した例を示したが、１つ形成しても３以上形成してもよい。
【００６８】
＜＜実施形態２＞＞
実施形態２の半導体発光素子１０Ｂについて、図４（ａ）〜（ｃ）を用いて、説明する。
【００６９】
図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、実施形態２の半導体発光素子１０Ｂは、実施形態１の半導体発光素子１０Ａと同様の構成であるが、ｐ型半導体層１１よりも小さな屈折率を有する第２の反射絶縁層９を、ｐ型半導体層１１の上面の外周部とｐコンタクト電極２の外周端部の下面との間に配置した構造である。第２の反射絶縁層９により、発光層１２からｐ型半導体層１１の周縁部に向かう光を反射させて、基板１４の下面の光出射面に向かわせることができるため、光の取り出し効率を向上させることができる。
【００７０】
また、第２の反射絶縁層９を配置したことにより、ｐコンタクト電極２をエッチングする際に用いる混酸または王水系エッチング液により、ｐ型半導体層１１がわずかにエッチングされる現象も防ぐことができる。
【００７１】
＜＜実施形態２の半導体発光素子の製造方法＞＞
つぎに、実施形態２の半導体発光素子の製造方法を、図５を用いて説明する。実施形態２の半導体発光素子の製造方法は、工程２のみが実施形態１の半導体発光素子の製造方法と異なり、他の工程は実施形態１と同様であるため、ここでは、実施形態２の工程２’について説明する。
【００７２】
（工程２’）
工程１で形成したｐ型半導体層１１の上面に、レジスト層を形成した後、所定のパターンにパターニングする。レジスト層の上に、ＳｉＯ２などの絶縁体からなる反射絶縁層１を所定の厚さ（例えば２５００Å）にスパッタリング法等にて成膜した後、レジスト層を除去することにより、リフトオフ法によって第１の反射絶縁層１および第２の反射絶縁層９を、図５に示すような所定の形状に形成する。レジストの除去には、ＡＺリムーバー７００（メルク株式会社製）などのアルカリ性剥離液を使用する。
【００７３】
第２の反射絶縁層９の膜厚は、ｎλ／４（ｎは自然数、λは発光層１２から発せられる光の波長）とすることが好ましい。これにより、発光層１２から第２の反射絶縁層９に入射する光を効率よく反射することができる。
【００７４】
第２の反射絶縁層９の材料として、ＳｉＯ２の他に、ＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＳｉＮなどの絶縁性を有する材料を使用することも可能である。なお、第２の反射絶縁層９は、ＳｉＯ２とＴｉＯ２との多層膜などにより形成してもよい。また、第１の反射絶縁層１および第２の反射絶縁層９は、別々の材料によって形成することも可能である。その場合、２回リフトオフ工程を行うことにより、第１の反射絶縁層１および第２の反射絶縁層９をそれぞれ形成することができる。
【００７５】
第２の反射絶縁層９は、ｐ型半導体層１１の上面で一対の第１の反射絶縁層１を囲むように枠状に形成することも可能であるし、基板の対向する２辺にのみ配置してもよい。また第２の反射絶縁層９の外周端部は、ｐコンタクト電極２の外周端部よりも外周側に張り出すようにする。また第２の反射絶縁層９の内周端部は、反射層３の外周端部と同じ位置か、反射層３の外周端部よりも外周側に設けられていることが好ましい。
【００７６】
ここで図４（ｃ）を参照し、第２の反射絶縁層９に向けて出射される光の進み方について説明する。第２の反射絶縁層９の屈折率はｐ型半導体層１１の屈折率よりも小さいため、発光層１２からｐ型半導体層１１側に出射されてｐ型半導体層１１の上面と第２の反射絶縁層９の下面との接触面（界面）に傾いて到達した光Ｌ３は、この界面で全反射されて基板１４側に向かう。
【００７７】
このように実施形態２では、実施形態１で説明した光Ｌ１、Ｌ２に加えて、発光層１２から反射層３の設けられている領域よりも外周側に向けて出射される光Ｌ３も、第２の反射絶縁層９により下方に向かわせることができるため、光の取り出し効率をより向上させることができる。
【００７８】
［膜剥がれの評価］
以下、実施形態１、２、および比較例１の半導体発光素子について、反射層３の膜剥がれの有無を評価した。
【００７９】
［半導体発光素子の用意］
【００８０】
実施形態１の半導体発光素子には、図１（ｂ）等に示す実施形態１の半導体発光素子１０Ａを用意した。実施形態２の半導体発光素子には、図４（ｂ）等に示す実施形態２の半導体発光素子１０Ｂを用意した。比較例１の半導体発光素子には、図６に示す半導体発光素子を用意した。なお、実施形態２の第２の反射絶縁層９には、ＳｉＯ２を使用した。
【００８１】
＜評価方法＞
まず実施形態１、２および比較例１の半導体発光素子を工程５（反射層保護層４の形成）まで製造した後、反射層３の外周端周辺の断面についてＳＥＭ像で２００００倍に拡大した写真を撮影し、そのＳＥＭ像を目視により確認して反射層３の膜剥がれの有無を判断した。ＳＥＭ像の確認後、最後の工程１２まで実施して各半導体発光素子を製造した。各半導体発光素子は２０個ずつ製造し、製造した半導体発光素子のうち、反射層３の膜剥がれが発生した割合を算出した。
【００８２】
＜評価結果・考察＞
図８（ａ）、（ｂ）に、実施形態１と比較例１のＳＥＭ像を示す。図８（ａ）は、実施形態１の半導体発光素子の反射層３および反射層保護層４がｐ型半導体層１１に接する領域（図１（ｂ）の領域Ｒ１）を拡大したＳＥＭ像であり、図８（ｂ）は、比較例１の半導体発光素子の反射層３および反射層保護層４がｐ型半導体層１１に接する領域（図６の領域Ｒ２）を拡大したＳＥＭ像である。なお、ｐコンタクト電極２はその膜厚が２００Åと薄いため、ＳＥＭ像では確認できなかった。
【００８３】
図８（ａ）に示す実施形態１のＳＥＭ像では、ｐ型半導体層１１の上面が平坦であり、図中の点線で囲んだ反射層３の外周端部において、反射層３の膜剥がれも反射層保護層４の割れも見られなかった。実施形態２のＳＥＭ像は示さないが、実施形態２も実施形態１と同様に、ｐ型半導体層１１が平坦であり、反射層３の膜剥がれも反射層保護層４の割れも生じていなかった。
【００８４】
一方図８（ｂ）に示す比較例１のＳＥＭ像では、反射層３の外周端部周辺のｐ型半導体層１１の上面（図８（ｂ）の点線で囲まれた箇所）に凹みが生じていた。また反射層保護層４は、外周端部の下端がｐ型半導体層１１の凹みに沈んでおり、段差形状の下端が沈んだことにより段差の境目に割れが生じていた。さらに、反射層３の外周端部の下面は、ｐ型半導体層１１の凹みが生じた箇所の上部で、ｐ型半導体層１１から浮いていた。
【００８５】
以上の通り、反射層３の剥がれは、ｐ型半導体層１１の上面に生じた凹みが原因であることがわかった。この凹みは、反射層３形成時に使用したレジストの除去液がｐ型半導体層１１と触れた領域で生じており、同じ剥離液を使用した他の箇所では生じていなかった。
【００８６】
製造した実施形態１の半導体発光素子の反射層３の膜剥がれの発生割合は、比較例１の半導体発光素子の反射層３の膜剥がれの発生割合を１００％とすると、約７７％低減していた。また実施形態２の半導体発光素子では、膜剥がれの発生割合が実施形態１の半導体発光素子よりも低減していた。
【００８７】
また比較例１の半導体発光素子では、ＳＥＭ像撮影時よりも反射層３の膜剥がれが進行していた。そのため、反射層保護層４の割れた箇所から反射層３の侵食が進み、反射層３の膜剥がれが進行したと考えられる。
【符号の説明】
【００８８】
１…第１の反射絶縁層、２…第２電極層（ｐコンタクト電極）、３…反射層、４…反射層保護層、７…第１電極層（ｎコンタクト電極）、９…、第２の反射絶縁層、１０、１０Ａ、１０Ｂ…半導体発光素子、１１…第２の半導体層（ｐ型半導体層）、１２…活性層（発光層）、１３…第１の半導体層（ｎ型半導体層）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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