(57)【要約】【課題】オーミック性および透過性が可及的に良いｐ電極を備えた半導体発光素子を提供することを可能にする。【解決手段】基板２と、基板上に設けられたｎ型半導体層４と、ｎ型半導体層の第１の領域上に設けられ発光する活性層６と、活性層上に設けられたｐ型半導体層８と、ｐ型半導体層上に設けられ酸素含有率が４０原子％未満の第１の導電性酸化物層１０ａを有するｐ電極１０と、ｎ型半導体層の第２の領域上に設けられるｎ電極１４と、を備えている。【選択図】図４
2010153565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設けられたｎ型半導体層と、
前記ｎ型半導体層の第１の領域上に設けられ発光する活性層と、
前記活性層上に設けられたｐ型半導体層と、
前記ｐ型半導体層上に設けられ酸素含有率が４０原子％未満の第１の導電性酸化物層を有するｐ電極と、
前記ｎ型半導体層の第２の領域上に設けられるｎ電極と、
を備えていることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
基板と、
前記基板上に設けられたｎ型半導体層と、
前記ｎ型半導体層上に設けられ発光する活性層と、
前記活性層上に設けられたｐ型半導体層と、
前記ｐ型半導体層上に設けられ酸素含有率が４０原子％未満の第１の導電性酸化物層を有するｐ電極と、
前記基板の前記ｎ型半導体層とは反対側の面に設けられるｎ電極と、
を備えていることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項３】
前記第１導電性酸化物層は、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｇａの群から選ばれた元素を少なくとも一つ含むことを特徴とする請求項１または２記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記第１の導電性酸化物層は、コンタクト抵抗が１×１０−２Ω・ｃｍ未満であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記ｐ電極は、膜厚が１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記ｐ電極は、前記第１の導電性酸化物層上に設けられ前記第１の導電性酸化物層よりも酸素含有率の高い第２の導電性酸化物層を備えていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の半導体発光素子。  
【請求項７】
前記第２の導電性酸化物層は、前記第１の導電性酸化物層よりも透過率が高いことを特徴とする請求項６記載の半導体発光素子。
【請求項８】
前記基板はサファイア基板または半導体基板のいずれかであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体発光素子として、基板上にコンタクト層となるｎ型半導体層、ｎ型クラッド層、活性層、ｐ型クラッド層、およびコンタクト層となるｐ型半導体層を積層し、コンタクト層となるｎ型半導体層およびｐ型半導体層に対し、オーミック電極となるｎ電極およびｐ電極をそれぞれ形成した構造が知られている。このような半導体発光素子において、ｐ型半導体層側から光を取り出す場合には、ｐ電極として、高い透過率をもつＩＴＯ(Indium Tin Oxide)が使われることが一般的である。しかし、このＩＴＯは、低いオーミック性からＩＴＯのみでは特性のよいデバイスを作製することが困難であった。そこで、良好なコンタクト特性、透過性を持たせるためにＩＴＯと、コンタクト層との間にＩｎ、Ｓｎ以外から成る金属酸化物層を設けることが提案されている（例えば、特許文献参照）。
【０００３】
しかし、上記特許文献では金属酸化物層の領域を挟んでＩＴＯが存在するために、実際はＩＴＯ本来の透過率が活かせない。また、ＩＴＯ以外の金属の酸化物を用いるためエッチング条件がＩＴＯと異なり、加工プロセスが煩雑になるという問題がある。
【特許文献１】特開２００１−１９６６３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであって、オーミック性および透過性が可及的に良いｐ電極を備えた半導体発光素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様による半導体発光素子は、基板と、前記基板上に設けられたｎ型半導体層と、前記ｎ型半導体層の第１の領域上に設けられ発光する活性層と、前記活性層上に設けられたｐ型半導体層と、前記ｐ型半導体層上に設けられ酸素含有率が４０原子％未満の第１の導電性酸化物層を有するｐ電極と、前記ｎ型半導体層の第２の領域上に設けられるｎ電極と、を備えていることを特徴とする。
【０００６】
また、本発明の第２の態様による半導体発光素子は、基板と、前記基板上に設けられたｎ型半導体層と、前記ｎ型半導体層上に設けられ発光する活性層と、前記活性層上に設けられたｐ型半導体層と、前記ｐ型半導体層上に設けられ酸素含有率が４０原子％未満の第１の導電性酸化物層を有するｐ電極と、前記基板の前記ｎ型半導体層とは反対側の面に設けられるｎ電極と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、オーミック性および透過性が可及的に良いｐ電極を備えた半導体発光素子を提供することができる。  
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施形態について以下に図面を参照して説明する。
【０００９】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による半導体発光素子の断面を図１に示す。本実施形態の半導体発光素子は、以下のように製造される。
【００１０】
まず、図１に示すように、サファイア基板２上にＭＯＣＶＤ(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法やＭＢＥ(Molecular Beam Epitaxy)法等によりアンドープのＧａＮバッファ層（図示しない）を形成した後、このバッファ層上にｎ型ＧａＮ層４を形成する。ここでサファイア基板２は図１に示すように、光取り出し効率を向上させるために、表面に凹凸が形成された加工基板を用いてもよいし、表面に凹凸が形成されていない平坦な基板を用いてもよい。
【００１１】
次に、ｎ型ＧａＮ層４上にＩｎＧａＮからなる活性層６をＭＯＣＶＤやＭＢＥ法等により形成する。ＩｎＧａＮからなる活性層６は単一量子井戸（ＳＱＷ(Single Quantum Well)）構造や多重量子井戸（ＭＱＷ(Multiple Quantum Wells)）構造を有している。更に、ＩｎＧａＮからなる活性層６上に、図示しないｐ型ＡｌＧａＮからなるクラッド層、およびｐ型ＧａＮ層８を、この順序でＭＯＣＶＤ法等により形成する。このようにして作製された基板をＲＴＡ(Rapid Thermal Annealing)炉等で熱処理することにより、ｐ型ＧａＮ層８のｐ型不純物の活性化を促進させる。
【００１２】
次に、透明なｐ電極１０をｐ型ＧａＮ層１３の表面上に形成する。この透明なｐ電極１０の詳しい形成方法は後述する。ｐ電極１０の形成後に、リソグラフィ技術とＲＩＥ(Reactive Ion Etching)法等のエッチング技術とを用いて、図１に示すように、ｐ電極１０、ｐ型ＧａＮ層８、ｐ型ＡｌＧａＮからなるクラッド層（図示せず）、およびＩｎＧａＮからなる活性層６の積層膜の一部分を除去して底面にＧａＮ層４の表面を露出させるとともに、この露出したｎ型ＧａＮ層６の一部分を除去する。この除去方法としては、ＲＩＥ法に限らず、ウェットエッチングにより行ってもかまわない。
【００１３】
次に、全面にＣＶＤ法等により透明な絶縁膜１２を形成する。透明な絶縁膜としてはＳｉＯ２等が用いられる。続いて、ｎ型ＧａＮ層６上の透明な絶縁膜１２の一部をリソグラフィ技術とウェットエッチング法等により除去して、ｎ型ＧａＮ層６を露出させる。その後、真空蒸着とリフトオフにより、露出したｎ型ＧａＮ層６上にｎ電極１４を形成する。ｎ電極１４はＴｉとＡｌとの積層膜で形成され、より具体的には、下から順にＴｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ｐｔが積層された４層積層構造が用いられる。このｎ電極１４は、窒素雰囲気中で、温度６５０℃のアニールを施すことでオーミック接触性を向上させる。
【００１４】
次に、リソグラフィ技術とウェットエッチング法を用いて、ｐ電極１０上の透明な絶縁膜１２の一部分を除去することにより、ｐ電極１０上の一部の表面を露出させる。真空蒸着法を用いて、露出したｐ電極１０上にボンディング用のパッド電極１６を形成するとともにｎ電極１４上にボンディング用のパッド電極１８を形成する。パッド電極１６、１８の材質としては、下から順にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕが積層された積層膜や、下から順にＮｉ／Ａｕが積層された積層膜のように、上部の層にＡｕを用い、ｎ電極１４またはｐ電極１０との界面に密着性の高いＮｉやＴｉを用いるとよい。
【００１５】
最後に、リソグラフィ技術とＲＩＥ技術とを用いて、サファイア基板２まで達する素子分離用溝２２を設けてチップ化が平易になるようにする。その後、この素子分離用溝２２の側面まで被覆されるように透明な絶縁膜１４をＣＶＤ法やスパッタ法、蒸着法等で形成する。
【００１６】
本実施形態のｐ電極１０は、透明な導電性酸化物、例えばＩＴＯからなっており、第１のＩＴＯ層１０ａと、この第１のＩＴＯ層１０ａ上に形成された第２のＩＴＯ層１０ｂとを備えている。第１のＩＴＯ層１０ａは、例えば、層厚が１００ｎｍ以下とし、第２のＩＴＯ層１０ｂに比べてＩＴＯの酸素含有量が少なくなるように形成される。これにより、第１のＩＴＯ層１０ａは酸素欠損の多いＩＴＯ層となるので、メタルライクな状態となって、低い接触抵抗（コンタクト抵抗）を有することとなる。他方、第２のＩＴＯ層１０ｂは、透過率や電気伝導性に優れた酸素含有量をもつＩＴＯ層とする。このような構成とすることにより、低いコンタクト抵抗と、優れた透過性、電気伝導性とを有するｐ電極１０を得ることができる。なお、ｐ電極１０の厚さが１００ｎｍ以下の場合には、第２のＩＴＯ層１０ｂを設けずに、第１のＩＴＯ層１０ａのみでｐ電極１０を構成してもよい。
【００１７】
このＩＴＯからなるｐ電極１０の形成方法は、例えば電子ビーム蒸着法を用いて形成される。まず、基板の温度は２００℃〜４５０℃程度、蒸着レートは０．１ｎｍ／ｓｅｃ〜１．５ｎｍ／ｓｅｃ、酸素を導入せずに背圧を通常推奨される真空度（１．０×１０−５Ｔｏｒｒ以下）の条件下とし、ＩＴＯ焼結材料に電子ビームを照射して、層厚が１０ｎｍ〜１００ｎｍ程度の第１のＩＴＯ層１０ａを、ｐ型ＧａＮ層８上に成膜する。この時、第１のＩＴＯ層１０ａの層厚は、所望の透過率、シート抵抗に依存するため、１０ｎｍ〜１００ｎｍに限られる必要はない。
【００１８】
次に、上記温度、上記蒸着レートで酸素分圧が１．０×１０−４Ｔｏｒｒ〜１．０×１０−３Ｔｏｒｒ程度になるよう酸素を流入させて導電率と透過性の優れた第２のＩＴＯ層１０ｂを成膜する。ここで、第２のＩＴＯ層１０ｂは第１のＩＴＯ層１０ａの形成時から連続的に酸素流入量を増やしながら成膜し、第１のＩＴＯ層１０ａと酸素導入の境界をなくしても構わない。
【００１９】
まず、ＩＴＯ層の特性に関する、形成時の酸素分圧依存性について、図２を参照して説明する。膜厚を全て２５０ｎｍの単層のＩＴＯ層とし、酸素分圧が０Ｔｏｒｒ、１．０×１０−４Ｔｏｒｒ、４．０×１０−４Ｔｏｒｒ、７．０×１０−４Ｔｏｒｒとして形成した４種類のＩＴＯ層のサンプルａ、ｂ、ｃ、ｄを用意して、それぞれのサンプルａ、ｂ、ｃ、ｄに関する、コンタクト抵抗（Ωｃｍ２）、透過率（％）、比抵抗（シート抵抗）、および酸素含有率（原子％）を調べた結果を図２に示す。なお、透過率は、ＩＴＯ層に熱処理を施した後の値を示している。この図２からわかるように、酸素分圧が低いほどコンタクト抵抗が低い傾向にある。一方、透過率は酸素分圧が高いほど大きい傾向にあり、両者の両立が難しいことがわかる。
【００２０】
そこで、本発明者達は、第１のＩＴＯ層１０ａの好適なコンタクト抵抗を得るために、図３（ａ）、図３（ｂ）、３（ｃ）に示すように、ｎ型半導体層、活性層、およびｐ型半導体層からなる積層膜上にｎ電極およびｐ電極が形成された半導体発光素子の電圧降下シミュレーションを行った。このシミュレーションは、ｐ電極のコンタクト抵抗が１×１０−２（Ω・ｃｍ）である半導体発光素子と、１×１０−３（Ω・ｃｍ）である半導体発光素子に対して、２０ｍＡの電流を注入した場合の半導体発光素子の各層における電圧降下を計算したものである。図３（ｂ）、３（ｂ）からわかるように、ｐ電極のコンタクト抵抗が１×１０−３（Ω・ｃｍ）の場合は、ｐ電極のコンタクト抵抗が１×１０−２（Ω・ｃｍ）の場合に比べてｐ電極における電圧降下は１桁小さくなっており、半導体発光素子として約６％の駆動電圧の低電圧化を達成することができる。このことから、本実施形態においては、第１のＩＴＯ層１０ａのコンタクト抵抗は、１×１０−２（Ω・ｃｍ）未満であることが好ましく、これにより良好なコンタクト抵抗を得ることができる。
【００２１】
また、図２に示す測定結果に基づいて、上記サンプルａ、ｂ、ｃ、ｄの比抵抗および酸素含有率ならびにコンタクト抵抗の酸素分圧依存性をプロットしたグラフを図４に示す。この図４に示すグラフから分かるように、比抵抗は、酸素分圧がほぼ４×１０−４（Ｔｏｒｒ）であるときが最低であって、この酸素分圧値よりも小さくなってもまた大きくなっても比抵抗は上昇する。当然ながら、酸素分圧の上昇に応じて、酸素含有率は上昇し、コンタクト抵抗も上昇する。上述したように、第１のＩＴＯ層１０ａのコンタクト抵抗は、１×１０−２（Ω・ｃｍ）未満であることが好ましいので、図４からわかるように、第１のＩＴＯ層１０ａの酸素含有率は４０原子％未満であることが好ましい。
【００２２】
次に、本実施形態に係るＩＴＯからなるｐ電極のように、第１のＩＴＯ層、この第１のＩＴＯ層上に形成された第２のＩＴＯ層を有するＩＴＯ電極に関する３種類のサンプルｅ、ｆ、ｇを用意する。サンプルｅ、ｆ、ｇは、膜厚は全て２５０ｎｍとし、第１のＩＴＯ層の成膜時の酸素分圧をすべて０Ｔｏｒｒとし、第２のＩＴＯ層の成膜時の酸素分圧を全て４．０×１０−４Ｔｏｒｒとし、第１のＩＴＯ層の層厚をそれぞれ１０ｎｍ、３０ｎｍ、５０ｎｍとして形成されている。これらのサンプルｅ、ｆ、ｇに関する、コンタクト抵抗（Ωｃｍ２）、透過率（％）、および比抵抗を調べた結果を図５に示す。なお、透過率は、ＩＴＯ層に熱処理を施した後の値を示している。この図５からわかるように、第１のＩＴＯ層は１０ｎｍ程度の厚さではコンタクト抵抗の低減効果がないことがわかる。また、第１のＩＴＯ層が設けられている場合（サンプルｅ、ｆ、ｇの場合）は、成膜時の酸素分圧が同じかまたは高い、図２に示すサンプルｃまたはサンプルｄに比べて、コンタクト抵抗は約１／３程度になる。また、サンプルｅ、ｆ、ｇの場合は、透過率が９０％以上、比抵抗も１．０×１０−３（Ω・ｃｍ）以下が得られ、一般的な蒸着法により形成した単層のＩＴＯからなるｐ電極の特性と遜色はないことがわかる。
【００２３】
なお、半導体積層膜上に形成したｐ電極として、亜鉛、インジウム、スズ、およびマグネシウムよりなる群から選択された少なくとも一種の元素を含む導電性酸化物膜に酸素を導入し、上記半導体積層膜と反対側の面における酸素濃度が一番高くなるように構成した電極を用いた半導体発光素子が、特開２００５−２４４１２８号公報に開示されている。しかし、この特開２００５−２４４１２８号公報に記載の半導体発光素子においては、導電性酸化物膜は、半導体積層膜との界面側にシート抵抗の低い層、すなわち比抵抗の小さな層を設けている。
【００２４】
導電性酸化物、例えばＩＴＯのシート抵抗は、一般に酸素欠損量に依存する。酸素欠損量が少ないとキャリアが少なくなり、比抵抗は高くなる。また酸素欠損量が少なすぎると、結晶性が悪くなり、キャリアの移動度が減少して比抵抗は高くなる。すなわち、図４に示した特性となる。シート抵抗の低いＩＴＯ層、すなわち、比抵抗が低いＩＴＯ層は、図４からわかるように、その比抵抗は１×１０−４（Ω・ｃｍ）程度であって、酸素含有率が６１原子％程度となる。なお、比抵抗が１×１０−４（Ω・ｃｍ）となるＩＴＯは、キャリア密度が、１．０×１０２０（原子／ｃｍ３）〜１．０×１０２１（原子／ｃｍ３）であって、可視光の透過率は９０％以上となる。
【００２５】
したがって、特開２００５−２４４１２８号公報に記載の半導体発光素子においては、半導体積層膜との界面側における上記ｐ電極層（本実施形態の第１のＩＴＯ層に対応）の酸素含有率は６１原子％程度であって、ｐ電極の他の部分の酸素含有率よりも小さくなっている。
【００２６】
これに対して、本実施形態の半導体発光素子においては、第１のＩＴＯ層は、図４からわかるように、酸素含有率が４０原子％未満であるので、特開２００５−２４４１２８号公報に記載の半導体発光素子の上記ｐ電極層に比べて、結晶性は多少悪く、シート抵抗（比抵抗）も高くなっている。しかし、本実施形態においては、キャリア密度の高い（伝導電子濃度の高い）ＩＴＯ層を第１のＩＴＯ層としているので、特開２００５−２４４１２８号公報に記載の半導体発光素子に比べて、コンタクト抵抗の低い、すなわちオーミック性の良い。そして、本実施形態においては、ｐ電極全体としてのシート抵抗を低下させ且つ透過率を向上させるために、第１のＩＴＯ層上にシート抵抗が低くかつ透過率の高い第２のＩＴＯ層を積層した構成となっている。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態によれば、オーミック性および透過性が可及的に良くかつ加工も容易な電極を備えた半導体発光素子を得ることができる。
【００２８】
また、本実施形態に係るＩＴＯからなるｐ電極は、エッチングレートから換算したエッチング時間より５０％長くエッチングしてもサイドエッチングを１μｍ以下にでき、かつ残渣なく加工できるという利点もある。これを以下に説明する。第１のＩＴＯ層１０ａは、酸素導入した第２のＩＴＯ層１０ｂに比べて結晶粒が小さい。この結晶粒が小さい第１のＩＴＯ層１０ａは、高導電性、高透過性を有する第２のＩＴＯ層１０ｂと比べてエッチングレートが大きい。ウェットエッチング時には結晶粒のわずかな隙間からしみ込んだエッチャントがまず、第１のＩＴＯ層１０ａをエッチングし、上層の第２のＩＴＯ層１０ｂがそれにつられて取れるというエッチング形態をとる。この時のエッチングレートを仮にＡとする。サイドエッチングは上層の第２のＩＴＯ層の遅いエッチングレートに関係する。このレートをＢとする。通常、ＩＴＯからなるｐ電極を単層で成膜した場合はＡ＝Ｂであり、５０％オーバーエッチングすると大きなサイドエッチングができる。そのため、サイドエッチングを少なくし、かつ残渣なくエッチングするためのエッチング時間の選定は非常に難しい。しかし、本実施形態に係るＩＴＯ電極においては、第１のＩＴＯ層のエッチングレートＡが第２のＩＴＯ層のエッチングレートＢに比べて遙かに大きいため（すなわち、Ａ＞＞Ｂであるため）、残渣ができないよう十分なエッチング時間をかけることができる。
【００２９】
本実施形態に係る、成膜したＩＴＯからなるｐ電極１０は、窒素中で５００℃〜８００℃の温度で熱処理することにより良好なコンタクト特性を得ることができる。これは、熱処理を行うことにより、ＩＴＯからなるｐ電極１０からｐ型ＧａＮ層８側にわずかに拡散、反応したＩｎがＩｎＧａＮの狭バンド層を作り、キャリアがトンネリングしやすくなるためであると考えられている。本実施形態においては、第１のＩＴＯ層１０ａは前述したようにメタルライクの状態であり、高導電、高透過性の第２のＩＴＯ層１０ｂと比べて、結晶性が悪い。このため、熱処理により、Ｉｎがｐ型ＧａＮ層８側に拡散しやすく、通常のＩＴＯ電極よりコンタクト抵抗が低くなる。このため、上記熱処理温度はできるだけ高い方がよい。望ましくは７００℃付近がよい。これはＧａＮ結晶の成長が一般に７００℃以上で行われるため、結晶にダメージを与えず、かつ最も界面反応が起こりうる高い温度だからである。
【００３０】
本実施形態において、ＩＴＯからなるｐ電極１０は、例えばスパッタ法で成膜しても良い。この際、スパッタ法による成膜は、飛散粒子のエネルギーが高いため、成膜時の基板温度として常温〜３００℃の範囲で選択することができる。
【００３１】
また、本実施形態の半導体発光素子において、ワイヤボンディングを行うためにｐ側パッド電極１６およびｎ側パッド電極１８がそれぞれ形成される。この際、ｐ側パッド電極１６およびｎ側パッド電極１８の形状は、図６に示すように、半導体発光素子の上面の両端の近傍に形成してもよい。ここで、図６は、本実施形態の半導体発光素子の上面を示す。また、図７に示すように、ｐ側パッド電極１６は、半導体発光素子の一方の端部の近傍に形成されたパッド部１６ａと、このパッド部１６ａからｎ側パッド電極１８に向かって延在する１本の細線部１６ｂとを備えるように形成し、ｎ電極１８は、半導体発光素子の他方の端部の近傍に形成されたパッド部１８ａと、このパッド部１８ａからｐ側パッド電極１６に向かって延在する２本の細線部１８ｂ、１８ｃとを備えるように形成してもよい。このように、細線部を設けることにより、電流の広がりをよくすることができる。なお、ｐ側パッド電極１６およびｎ側パッド電極１８は、形状が正方形でなく円状でもよく、その形成される位置も両端の近傍ではなく、いずれか一方のパッド電極が、半導体発光素子の上面の中心付近に設けられていてもよい。
【００３２】
また、第１実施形態においては、透明な絶縁膜１２は、例えばＳｉＯ２で形成した。この成膜方法はＣＶＤ法、スパッタ法、蒸着法等の各種の方法が挙げられる。また、絶縁性を有していればよいので透明な絶縁膜１２としては、ＳｉＯ２に限らずＴｉＯ２等も使用することができる。
【００３３】
また、第１実施形態では、ＩＴＯ電極１０上に透明な絶縁膜１２が形成されていないが、図８に示す、第１実施形態の変形例による半導体発光素子のようにＩＴＯからなるｐ電極１０上に形成されていても構わない。この場合、透明な絶縁膜１２の屈折率ｎはＩＴＯからなるｐ電極１０の屈折率（２．０前後）より小さいことが望ましく、その膜厚ｄは透過させて取り出したい光の波長をλとしたとき、
ｍ・λ／４＝ｎ・ｄ      （ｍは整数）
となる条件を満たすように形成するとよい。この変形例のように構成することにより、透明な絶縁膜１２をＩＴＯからなるｐ電極１０上に形成することで光取り出し効率と信頼性を向上させることができる。
【００３４】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態による半導体発光素子を図９に示す。本実施形態の半導体発光素子は、ＧａＮ基板３２上に結晶成長させた半導体発光素子である。すなわち、本実施形態の半導体発光素子は、ＧａＮ基板３２上に、ｎ型ＧａＮ層４、ＩｎＧａＮの活性層６、ｐ型ＧａＮ層８、第１のＩＴＯ層１０ａ、および第２のＩＴＯ層１０ｂが順次積層された構造を有している。第１のＩＴＯ層１０ａおよび第２のＩＴＯ層１０ｂがｐ電極１０を構成する。そして、ｐ電極１０上にｐ側パッド電極１６が形成され、ＧａＮ基板３２のｎ型ＧａＮ層４と反対側の面にｎ電極１４が形成され、ｎ電極１４のＧａＮ基板３２と反対側の面にｎ側パッド電極１８が形成されている。
【００３５】
ＧａＮ基板上の結晶成長方法は基本的にはサファイア基板上の結晶成長方法と変わらない。一般に、ＧａＮ基板上の結晶は転移密度が少なく発光効率が高いとされており、基板の値段が下がれば今後多用される基板である。ＧａＮ基板使用時には、図９に図示したように基板が導電性であるために基板にｎ電極１４を成膜することができる。ｎ電極１４としては、サファイア基板使用時と同様に、Ｔｉ／Ａｌ系の電極を用いると低コンタクト性を期待できる。
【００３６】
この第２実施形態も第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３７】
また、上記第１および第２実施形態においては、ｐ電極の材料としてＩＴＯを用いたが、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｇａの群から選択された少なくとも一つの元素を含む導電性酸化物を用いてもよい。
【００３８】
以上説明したように、本発明の各実施形態においては、ｐ電極として、半導体積層膜と接する領域に、酸素含有率が４０原子％未満の導電性酸化物層を用い、その上部に低シート抵抗、高透過率な導電性酸化物層を形成することにより高い光取り出し効率と、低い駆動電圧を両立する半導体発光素子を得ることができる。また、ウェットエッチング時の残渣も軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態による半導体発光素子の断面図。
【図２】第１実施形態の半導体発光素子の効果を説明するためのシミュレーション結果を示す図。
【図３】第１実施形態の半導体発光素子の効果を説明するためのシミュレーション結果を示す図。
【図４】図２に示すシミュレーション結果をプロットしたグラフ。
【図５】第１実施形態の半導体発光素子の効果を説明するためのシミュレーション結果を示す図。
【図６】第１実施形態の半導体発光素子の電極の形状の一具体例を示す図。
【図７】第１実施形態の半導体発光素子の電極の形状の他の具体例を示す図。
【図８】第１実施形態の一変形例による半導体発光素子の断面図。
【図９】第２実施形態による半導体発光素子の断面図。
【符号の説明】
【００４０】
２  サファイア基板
４  ｐ型ＧａＮ層
６  ＩｎＧａＮ活性層
８  ｎ型ＧａＮ層
１０  ｐ電極
１０ａ  第１のＩＴＯ層
１０ｂ  第２のＩＴＯ層
１２  透明な絶縁膜
１４  ｎ電極
１６  ｐ側パッド電極
１８  ｎ側パッド電極
２２  素子分離用溝
３２  ＧａＮ基板  
【図１】
2010153565.tif 000003
【図２】
2010153565.tif 000004
【図３】
2010153565.tif 000005
【図４】
2010153565.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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