(57)【要約】【課題】  光取出しに優れた半導体発光素子およびその製造方法を提供する。【解決手段】  本発明の半導体発光素子は、第１導電型の半導体層の表面に、透光性導電膜と、前記透光性導電膜に囲まれると共に前記半導体層よりも屈折率が小さい第１領域と、前記第１領域に囲まれると共に前記半導体層よりも屈折率が小さくかつ第１領域における屈折率と異なる第２領域と、を有する。  また本発明の半導体発光素子の製造方法は、第１導電型の半導体層の表面に、絶縁性膜を形成する第１工程と、前記絶縁性膜の上に、前記絶縁性膜が露出部を有するように第１の膜を形成する第２工程と、前記露出部から一部の前記第１の膜直下にかけて、前記絶縁性膜を除去する第３工程と、前記露出部直下の半導体層表面と前記第１の膜の上に、透光性導電膜を形成して、前記半導体層の表面に空間領域を形成する第４工程と、を順に有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型の半導体層の表面に、透光性導電膜と、前記透光性導電膜に囲まれると共に前記半導体層よりも屈折率が小さい第１領域と、前記第１領域に囲まれると共に前記半導体層よりも屈折率が小さくかつ第１領域における屈折率と異なる第２領域と、を有することを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
前記第１領域は、空間領域であり、前記第２領域は、絶縁性膜を有する領域である請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記第１領域は、絶縁性膜を有する領域であり、前記第２領域は、空間領域である請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記第１領域上と前記第２領域上に、パッド電極を有する請求項１〜３のいずれかに記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記第１導電型の半導体層の表面に、前記透光性導電膜に囲まれると共に前記第１領域と同一の屈折率の第３領域と、前記第３領域に囲まれると共に前記第２領域と同一の屈折率の第４領域と、を有し、前記第３領域の第４領域に対する面積比が、前記第１領域の第２領域に対する面積比と異なることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記第１導電型の半導体層の表面に、前記透光性導電膜に囲まれると共に前記第１領域と同一の屈折率の第３領域を、前記第１領域及び第２領域と異なる領域に備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の半導体発光素子。
【請求項７】
第１導電型の半導体層の表面に、絶縁性膜を形成する第１工程と、
前記絶縁性膜の上に、前記絶縁性膜が露出部を有するように第１の膜を形成する第２工程と、
前記露出部から一部の前記第１の膜直下にかけて、前記絶縁性膜を除去する第３工程と、
前記露出部直下の半導体層表面と前記第１の膜の上に、透光性導電膜を形成して、前記半導体層の表面に空間領域を形成する第４工程と、
を順に有する半導体発光素子の製造方法。
【請求項８】
第１導電型の半導体層の表面に、前記半導体層の一部が露出部を有するように絶縁性膜を形成する第１工程と、
前記半導体層の露出部と前記絶縁性膜の上に、前記絶縁性膜上の一部に開口部を有するように透光性導電膜を形成する第２工程と、
前記開口部直下から一部の透光性導電膜直下にかけて、前記絶縁性膜を除去して、前記半導体層の表面に空間領域を形成する第３工程と、
を順に有する半導体発光素子の製造方法。
【請求項９】
前記空間領域を形成後、少なくとも前記空間領域の上に、パッド電極を形成する工程を有する請求項７または８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、半導体発光素子およびその製造方法に関し、特に半導体発光素子からの光の取り出し効率に優れた半導体発光素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化物半導体発光素子に代表される半導体発光素子は、高輝度純緑色発光ＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）、青色発光ＬＥＤとして、フルカラーＬＥＤディスプレイ、交通信号灯、バックライトなど、様々な分野で利用されている。
【０００３】
これらの半導体発光素子は、一般に、サファイアなどの基板上にｎ型窒化物半導体層、ｐ型窒化物半導体層が順に積層された構造、もしくはｎ型窒化物半導体層、発光層、ｐ型窒化物半導体層が順に積層された構造となっている。さらに、ｐ型窒化物半導体層上には透光性導電膜が配置され、さらにその上にはｐ側電極が配置され、ｎ型窒化物半導体層上にはｎ側電極が配置されている。ここで、ｐ側電極とｎ側電極とを同一面側に設ける場合は、ｐ型窒化物半導体層上にｐ側電極が配置されると共に、ｐ型窒化物半導体層、発光層、およびｎ型窒化物半導体層の一部がエッチングなどにより除去され、露出したｎ型窒化物半導体層上にｎ側電極が配置された構造となる。このような半導体発光素子は、光取り出しを向上させることを目的として、半導体発光素子の構造として様々なものが提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１にはｐ型層の表面に、ｐ型電極が光を透過させる光学的な開口部を有し、開口部では光を透過し、開口部以外の領域は光を実質的に反射させた発光装置が開示されている。また特許文献２には、ｐ型ドーピング層の上にコンタクト層とコンタクト層で覆われない介在空間にＡｌやＡｇなどのミラー層とを設け、電気的なコンタクトとミラー部の機能をもつ半導体構成素子が開示されている。また特許文献３には、ｐ型半導体層の上に、ｐ側パッド電極を有し、パッド電極の中央部がｐ型半導体層に接して設けられた絶縁層に接した半導体発光素子が開示されている。また特許文献４には、半導体層上に透明電極層を有し、透明電極層の内部に透明電極層と異なる屈折率の物質からなる屈折領域部を埋め込んだ発光ダイオード素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２３４５０４号公報
【特許文献２】特開２００４−１１９９８３号公報
【特許文献３】特開２００３−１２４５１７号公報
【特許文献４】特開２００７−２０８２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように多くの光取出しを向上させる発光素子が提案されているが、さらなる光取り出しの向上が求められている。特に半導体層に透光性電極やパッド電極を有する場合には、これらの電極で光が反射や透過する際に、その材料による光の吸収が起こってしまう。そこで本発明は、さらなる光取出しに優れた半導体発光素子およびその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明の半導体発光素子は、第１導電型の半導体層の表面に、透光性導電膜と、前記透光性導電膜に囲まれると共に前記半導体層よりも屈折率が小さい第１領域と、前記第１領域に囲まれると共に前記半導体層よりも屈折率が小さくかつ第１領域における屈折率と異なる第２領域と、を有することを特徴とする。
また本発明の半導体発光素子は、第１領域は、空間領域であり、第２領域は、絶縁性膜を有する領域である。
また本発明の半導体発光素子は、第１領域は、絶縁性膜を有する領域であり、第２領域は、空間領域である。
また本発明の半導体発光素子は、第１領域上と第２領域上に、パッド電極を有する。
【０００８】
また本発明の半導体発光素子は、第１導電型の半導体層の表面に、透光性導電膜に囲まれると共に第１領域と同一の屈折率の第３領域と、第３領域に囲まれると共に第２領域と同一の屈折率の第４領域と、を有し、第３領域の第４領域に対する面積比が、第１領域の第２領域に対する面積比と異なることを特徴とする。
また本発明の半導体発光素子は、第１導電型の半導体層の表面に、透光性導電膜に囲まれると共に第１領域と同一の屈折率の第３領域を、第１領域及び第２領域と異なる領域に備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の半導体発光素子の製造方法は、第１導電型の半導体層の表面に、絶縁性膜を形成する第１工程と、絶縁性膜の上に、絶縁性膜が露出部を有するように第１の膜を形成する第２工程と、露出部から一部の第１の膜直下にかけて、絶縁性膜を除去する第３工程と、露出部直下の半導体層表面と第１の膜の上に、透光性導電膜を形成して、半導体層の表面に空間領域を形成する第４工程と、を順に有する。
【００１０】
また、本発明の半導体発光素子の製造方法は、第１導電型の半導体層の表面に、半導体層の一部が露出部を有するように絶縁性膜を形成する第１工程と、半導体層の露出部と絶縁性膜の上に、絶縁性膜上の一部に開口部を有するように透光性導電膜を形成する第２工程と、開口部直下から一部の透光性導電膜直下にかけて、絶縁性膜を除去して、半導体層の表面に空間領域を形成する第３工程と、を順に有する。
また、本発明の半導体発光素子の製造方法は、空間領域を形成後、少なくとも空間領域の上に、パッド電極を形成する工程を有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、半導体層の表面に、透光性導電膜と、透光性導電膜に囲まれると共に半導体層よりも屈折率が小さい第１領域と、第１領域に囲まれると共に半導体層よりも屈折率が小さくかつ第１領域における屈折率と異なる第２領域とを有することで、半導体層を通過して発光素子の外部に取り出される光を増加させることができ、半導体発光素子の光取出しを向上させることができる。
また、半導体層の表面に、空間領域を形成した半導体発光素子を得ることができ、空間領域を設けることによる半導体発光素子の光取出しを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る半導体発光素子の一部を模式的に示す断面図である。
【図２】図１に図示した半導体発光素子を説明する模式図である。
【図３Ａ】図１に図示した半導体発光素子の製造工程を模式的に説明する断面図である。
【図３Ｂ】図１に図示した半導体発光素子の製造工程を模式的に説明する断面図である。
【図３Ｃ】図１に図示した半導体発光素子の製造工程を模式的に説明する断面図である。
【図３Ｄ】図１に図示した半導体発光素子の製造工程を模式的に説明する断面図である。
【図４】本発明の他の実施の形態に係る半導体発光素子の一部を模式的に示す断面図である。
【図５】図４に図示した半導体発光素子を説明する模式図である。
【図６Ａ】図４に図示した半導体発光素子の製造工程を模式的に説明する断面図である。
【図６Ｂ】図４に図示した半導体発光素子の製造工程を模式的に説明する断面図である。
【図６Ｃ】図４に図示した半導体発光素子の製造工程を模式的に説明する断面図である。
【図６Ｄ】図４に図示した半導体発光素子の製造工程を模式的に説明する断面図である。
【図７】本発明の他の実施の形態に係る半導体発光素子の一部を模式的に示す断面図である。
【図８】図７に図示した半導体発光素子を説明する模式図である。
【図９Ａ】図７に図示した半導体発光素子の製造工程を模式的に説明する断面図である。
【図９Ｂ】図７に図示した半導体発光素子の製造工程を模式的に説明する断面図である。
【図９Ｃ】図７に図示した半導体発光素子の製造工程を模式的に説明する断面図である。
【図９Ｄ】図７に図示した半導体発光素子の製造工程を模式的に説明する断面図である。
【図１０Ａ】本発明の各実施の形態に係る半導体発光素子を模式的に示す平面図である。
【図１０Ｂ】本発明の各実施の形態に係る半導体発光素子を模式的に示す平面図である。
【図１０Ｃ】本発明の各実施の形態に係る半導体発光素子を模式的に示す平面図である。
【図１１】本発明の各実施の形態に係る半導体発光素子を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、発明の実施の形態について適宜図面を参照して説明する。
＜発光素子の構成＞
本実施の形態に係る半導体発光素子は、特に窒化物半導体を積層してなる半導体発光素子（ＬＥＤ）９０１である。図１１には本発明の各実施の形態に係る半導体発光素子の断面を模式的に示した図であり、基板９０２上に、第２導電型の半導体層（ｎ型窒化物半導体層）９０３、発光層（窒化物半導体層）９０４、第１導電型の半導体層（ｐ型窒化物半導体層）９０５が順に積層され、さらに第２導電型の半導体層にはパッド電極（ｎ側パッド電極）９０８が、第１導電型の半導体層の表面９０６には透光性導電膜、第１領域（第３領域）、第２領域（第４領域）が形成されており、さらに第１導電型の半導体層上にはパッド電極（ｐ側パッド電極）９０７が形成されている。以下の各実施の形態においては特徴部をわかりやすく説明するために、半導体発光素子の一部、少なくとも第１導電型の半導体層９０５とその表面に設けられる第１領域、第２領域とについて図１〜１１を用いて説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１〜３に基づいて実施の形態１について説明する。図１は実施の形態１の発光素子の一部を模式的に示す断面図である。また、図２は図１の第１導電型の半導体層の表面を模式的に示す平面図である。さらにこれらの図は、（Ａ）部と（Ｂ）部に分けられており、少なくとも（Ａ）部を有するものとする。また図３は、実施の形態１における製造方法を説明する図であり、図３Ａ〜図３Ｄからなる。
【００１５】
図１および図２の（Ａ）部に示されるように、第１導電型の半導体層１０１の表面には、透光性導電膜１０５と、透光性導電膜１０５に囲まれると共に第１導電型の半導体層１０１よりも屈折率が小さい第１領域（１０３）と、第１領域（１０３）に囲まれると共に半導体層よりも屈折率が小さくかつ第１領域における屈折率と異なる第２領域（１０２）とを有している。ここでは第１領域は空間領域１０３であり、第２領域は絶縁性膜１０２を有する領域である。このように半導体層の表面に、半導体層よりも屈折率の小さい領域として異なる屈折率の２つの領域を設けることで、半導体層を通過して発光素子の外部に取り出される光を増加させることができ、半導体発光素子の光取出しを向上させることができる。特に発光素子として半導体内部で発光した光が第１導電型の半導体層の内部を通過し、第１領域および第２領域に入射する際、それぞれの領域での半導体層との屈折率差によってきまる全反射の臨界角を異ならせることができ、ひいてはそれぞれの領域での反射する光と透過する光の量を変えることができる。具体的には、第２領域が半導体層と絶縁性膜との屈折率によってきまる臨界角よりも小さい角度で入射した光は透過して絶縁性膜にむかって進み、大きい角度で入射した光は反射して半導体層に向かって進むと同時に、第１領域が半導体層と空間領域となる空気との屈折率によって決まる臨界角よりも小さい角度で入射した光は透過して空間領域に向かって進み、大きい角度で入射した光は反射して半導体層に向かって進み、第１領域での臨界角は半導体層と最も屈折率差の大きくなる空間領域であるため、第２領域での臨界角よりも大きくなり、第１領域での反射する光の量が第２領域での反射する光の量よりも多くなる。言いかえると、各物質での光吸収の度合いにもよるが、第２領域での透過する光の量が、第１領域での透過する光の量よりも多くなる。
【００１６】
さらに透光性導電膜１０５は第1導電型の半導体層の表面において、第１と第２領域とを囲むように設けられており、半導体層の表面上においてつながって設けられている。透光性導電膜１０５は、半導体層の表面において電流を面方向に広げ、パッド電極など半導体層上の一部に設けられる外部と接続する電極に流れる、もしくは電極から流れてくる電流が半導体層において面方向に比較的均一に流れることになる。加えて、透光性導電膜１０５が屈折率を有する場合、第１導電性の半導体層から透光性導電膜に入射する光の一部は全反射によって反射するが、好ましくは透光性の導電膜は半導体層との屈折率差が小さくなるような材料を選択することで、多くの光が透過して透光性導電膜１０５に向かって進むことになる。
【００１７】
本発明でいう空間領域とは、膜を有しない領域または物質を有しない領域のことをいい、本発明で構成されるいずれかの膜または物質で周囲が覆われている領域の第１導電型半導体層の表面である。空間領域には、なにも膜を有しないので、空気としての屈折率１が適用され、第１導電型の半導体層との間で全反射する臨界角がきまる。
【００１８】
また、第１領域と第２領域の上には、半導体発光素子が外部と電気的に接続されるためのパッド電極を有することが好ましい。パッド電極は透光性導電膜などと比べると膜厚が大きく、少なくとも金属からなる膜として形成されるため、発光素子として半導体内部で発光した光はパッド電極に入射すると多くは吸収されてしまう。そこで第１領域と第２領域とにわたって、これらの領域上にパッド電極を設けることで、パッド電極に入射する光を減らすことができ、その減らされた光はこれらの領域で反射された光として、外部に取り出される光となりえることができ、光取出しをさらに向上させることができる。
このパッド電極は第２領域の絶縁性膜１０２に対して、接していても離れていてもよいが、製造工程の面からは離れていることが好ましく、例えば透光性導電膜１０５を介して、透光性導電膜１０５上に設けられる。またさらに透光性導電膜１０５との間にこれらと異なる材料からなる膜を有していてもよい。
【００１９】
さらに本実施の形態の半導体発光素子は、（Ａ）部と異なる（Ｂ）部を有していることが好ましい。（Ｂ）部には、第１導電型の半導体層１０１の表面に、透光性導電膜１０５に囲まれると共に、第１領域と同一の屈折率の第３領域（１１３）と、第３領域（１１３）に囲まれると共に第２領域と同一の屈折率の第４領域（１１２）とを有しており、ここで第３領域の第４領域に対する面積比が、第１領域の第２領域に対する面積比と異なっている。第３領域（１１３）は、第１領域と同様の光の透過と反射をし、第４領域（１１２）は、第２領域と同様の光の透過と反射をする。そしてこの面積比が異なっていることで、（Ａ）部と（Ｂ）部との透過および反射する光の量を変えることができ、半導体発光素子の光取出しを向上させることができる。（Ｂ）部における説明は、第３領域と第４領域については、第１領域と第２領域の説明と同じであり、その他の構成については特に記載がない限りは同様の構成であって、同様の作用がある。
【００２０】
本実施の形態の半導体発光素子では、第１領域と第３領域が空間領域１０３、１１３となるので、第１領域の第２領域に対する面積比が、第３領域の第４領域に対する面積比よりも大きい場合は、（Ａ）部が（Ｂ）部よりも多くの光を反射することができる。つまり本実施の形態のひとつである、第１領域上と第２領域上とにパッド電極を有する場合は、第１領域の第２領域に対する面積比を、第３領域の第４領域に対する面積比よりも大きくなるようにすれば、パッド電極での光の吸収をさらに抑制することができる。
【００２１】
ここで第１導電型の半導体層１０１上には、透光性導電膜１０５、第１領域（１０３）と第２領域（１０２）、さらに一部形態では加えて第３領域（１１３）と第４領域（１１２）とを備えるが、必ずしも第１導電型の半導体層上にこれらのいずれかがある必要はない。好ましくは、少なくとも透光性導電膜１０５を有し、透光性導電膜の内側に、第１領域と第２領域とを有する領域を備えていたり、加えて第３領域と第４領域とを有する領域を備えていたりすればよい。この第１領域〜第４領域を有しない領域では、光は透過しやすく、半導体層１０１の表面で積極的に反射させたい場合は、第１領域〜第４領域を多く備えていることが好ましい。また図１のように、透光性導電膜１０５は第１領域と隣り合う第１領域との間、また第１領域と第３領域との間において、等間隔で半導体層と接しているが、等間隔である必要はなく、適宜間隔を変えることができる。間隔が大きい方が、半導体層への電流経路を大きくすることができ、その領域下方にある発光領域での発光を他よりも強くすることができる。
【００２２】
また、図２に図１の第１導電型の半導体層１０１の表面を模式的に示しているが、透光性導電膜１０５に囲まれる第１領域（１０３）と第２領域（１０２）、および第３領域（１１３）と第４領域（１１２）は、表面上に円形で複数設けられてもよいし、三角形や六角形など種々の形で複数設けられてもよい。三角形や六角形で設けられると、半導体層上に密にこれらの領域を設けることができ、半導体層の表面で積極的に反射させたい場合に好ましい。
【００２３】
ここで全反射および臨界角について説明する。臨界角はスネルの法則に従い求められる。第１導電型半導体層が窒化物半導体層の場合、その屈折率は２．４程度であり、それよりも屈折率の小さい第１領域（第３領域）と第２領域（第４領域）を設けることで、その領域において発光層からの光（出射光）の一部が全反射する。この屈折率を適宜選択することで全反射する角度（臨界角）を任意に調整することができる。特に空間領域として、膜や物質が何も設けられていない領域を設けることで、その領域の屈折率を１とすることができ、なんらかの膜を設ける場合よりも最も第１導電型半導体層との屈折率差を大きくすることができる。つまり空間領域が設けられることにより、全反射による反射を用いた半導体発光素子を形成する場合、もっとも光を効率よく反射させることができる。
【００２４】
また絶縁性膜の膜厚としては、５ｎｍ以上、２０００ｎｍ以下が好ましく、５ｎｍ以上とすることで絶縁性膜を有する領域と空間領域とを設けることができ、２０００ｎｍ以下とすることで絶縁性膜での光吸収を抑えることができ、また生産性よく素子を得ることができる。さらに１０ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下とすることが好ましく、１０ｎｍ以上とすることで全反射による反射の効果が効果的に得られ、１０００ｎｍ以下とすることでさらに絶縁性膜での光吸収を抑えることができる。透光性導電膜の膜厚としては、５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下が好ましく、さらには８０ｎｍ以上３００ｎｍ以下とすることが好ましい。５０ｎｍ以上とすることで、第１導電型の半導体層上での電流広がりが好適になされ、３００ｎｍ以下とすることで、透過率が高く、透光性導電膜に入射した光を効率よく素子外部に取り出すことができる。
【００２５】
＜発光素子の製造方法＞
次に、本実施の形態に係る半導体発光素子（ＬＥＤ）の製造方法について図面を参照して説明する。
【００２６】
図３Ａから図３Ｄは、図１に示す実施の形態に係るＬＥＤの製造工程を示す断面図である。なお、本実施の形態では、第１導電型の半導体層１０１（ｐ型半導体層）上の製造工程を説明するが、実際の製造工程においては、図１１に示すＬＥＤ９０１が、二次元的に配列されたウエハ状態で各製造工程が実施される。また製造工程を説明する図には、（Ａ）部と（Ｂ）部との２つの領域に分けて図示されており、特段の説明がなければ、その説明は（Ａ）部の領域について説明するものである。
【００２７】
図１１に示すように、まずサファイアからなる基板９０２上に有機金属気相成長法等により例えば、ＳｉをドープしたＧａＮからなるｎ型半導体層（第２導電型の半導体層）９０３、ＩｎＧａＮからなる発光層９０４、ＭｇをドープしたＧａＮからなるｐ型半導体層（第１導電型の半導体層）９０５を順次積層し、窒化物半導体からなる半導体積層構造を形成する。ｎ型半導体層９０３とｐ型半導体層９０５のｐｎ接合面を発光部とする構造のＬＥＤ９０１としてもよく、この場合は、ｐ型半導体層９０５は、ｎ型半導体層９０４の上に直接に積層し、ｐｎ接合を構成することができる。
【００２８】
図３Ａは、物理気相成長法によりＳｉＯ２からなる絶縁性膜１０２と第１の膜１０４とを第１導電型の半導体層１０１（ｐ型半導体層であって、図１１では９０５）上に順に積層し、さらにパターン化されたフォトレジストマスク１０８を第１の膜１０４上に形成した状態を示す。第１の膜１０４はフォトレジストマスク１０８により露出部が設けられることになる。第１の膜１０４は、少なくとも絶縁性膜１０２をウェットエッチングする際に、エッチングされない材料を選択することができる。ここでは透光性導電膜としてのＩＴＯを用いる。絶縁性膜１０２としては、少なくとも第１導電型の半導体層１０１よりも屈折率の小さい材料であればよく、ＳｉＯ２のほかに、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２等を用いることができる。半導体層が窒化物半導体である場合、なかでもＳｉＯ２が屈折率差を大きくできる点で好ましい。フォトレジストマスク１０８はフォトリソグラフィ法により、空間領域を形成するためのパターンマスクとなる。絶縁性膜１０２がＳｉＯ２の場合、比較的容易にウェットエッチングができ、さらに空間領域を形成することが可能である。
【００２９】
図３Ｂは、第１の膜１０４の露出部がドライエッチングもしくはウェットエッチングにより除去された状態を示す。これにより絶縁性膜１０２が第１の膜１０４に対して露出部を有する。好ましくは第１の膜１０４をエッチング（除去）する際に、絶縁性膜１０２がエッチングされないように、ドライエッチング、ウェットエッチングをする。またウェットエッチングを用いる場合は、好ましくはフォトレジストマスクのマスクパターンによる露出部直下のみの第１の膜１０４をエッチングする。
【００３０】
図３Ｃは、第１の膜１０４の露出部の直下にある絶縁性膜１０２と、さらに第１の膜１０４の直下にある絶縁性膜１０２の一部とがウェットエッチングにより除去され、第１導電型の半導体層１０１が露出された状態を示す。第１の膜１０４の直下にある絶縁性膜１０２の除去は、第１の膜１０４の露出部の直下の絶縁性膜が除去された領域から、第１の膜１０４の直下にある絶縁性膜１０２が徐々にエッチングされて形成される。ここで第１の膜の直下にある絶縁性膜が除去された領域は、その領域に隣接して、除去されずに残る絶縁性膜１０２を有している。このように第１の膜の直下にある絶縁性膜が除去される領域と除去されずに残る領域との大きさの関係（例えば面積比）は、ウェットエッチングの条件や、絶縁性膜上の第１の膜と露出部との大きさを調節することで変えることができる。同じ条件でウェットエッチングした場合、絶縁性膜上の第１の膜を小さく設けた場合を、大きく設けた場合と比較すると、絶縁性膜が除去される領域、つまりは空間領域の、絶縁性膜が残る領域に対する面積比は大きくなる。図３Ｃにおいて、前者が（Ａ）部であると、後者が（Ｂ）部にあたる。
【００３１】
図３Ｄは、フォトレジストマスク１０８を除去し、さらに透光性導電膜１０５を全面に設けた状態を示す。この工程により透光性導電膜１０５は絶縁性膜の露出部のうち、第１の膜１０４の直下には形成されないが、第１の膜の露出部の直下には形成される。この第１の膜の露出部の直下に形成される透光性絶縁性膜１０５は第１導電型半導体層１０１表面に形成されることになるので、第１導電型の半導体層１０１と透光性絶縁性膜１０５とが電気的に接続される状態となる。これにより、第１導電型の半導体層の表面に、透光性導電膜１０５に囲まれた第１領域として、空間領域１０３が形成され、さらに空間領域に囲まれた第２領域に絶縁性膜１０２が形成される。この透光性導電膜１０５は、少なくとも第１導電型の半導体層との接触抵抗が小さく、すなわちオーミック接触が得られる材料であればよく、また通常の物理気相成長法により設けることができる。また、第１の膜１０４として透光性導電膜を用いた場合、この全面に設ける透光性導電膜１０５と一体となることもでき、図３Ｄに対して、図１が一体となった形態を示すものである。
【００３２】
最後に、第１導電型の半導体層の表面に、透光性導電膜１０５と空間領域１０３と絶縁性膜１０２が形成された図３Ｄが図１１における領域９０６に相当し、これに第２導電型の半導体層９０３の一部を露出させて、ｎ側のパッド電極９０８と透光性導電膜１０５上にｐ側のパッド電極９０７とを形成する工程を経て、半導体発光素子９０１を得る。第２導電型の半導体層の一部を露出させる工程、ｎ側のパッド電極を形成する工程、およびｐ側のパッド電極を形成する工程は、図３Ａ〜図３Ｄに示す工程に対し、形成可能な範囲で順序を選択できる。特にｐ側のパッド電極９０７は、第１領域の空間領域および第２領域の絶縁性膜を有する領域が形成された上に、透光性導電膜１０５を介して設けることが好ましい。また、第１領域および第２領域は、第１導電型の半導体層１０１の表面の全面に設ける必要はなく、一部に設けてもよく、そのほかの領域として次に示す第３領域と第４領域を有する（Ｂ）の領域を備えてもよいし、さらに第１領域〜第４領域を設けない領域を備えてもよい。設けない場合は、各工程を適宜省略することにより、第１導電型半導体層１０１の表面に、絶縁性膜１０２を有することもできるし、透光性導電膜１０５を有することもできる。
【００３３】
また、図３Ａ〜図３Ｄに示す（Ｂ）の領域を形成する方法としては、これまでの（Ａ）の領域を形成する方法の説明がそのまま適用され、フォトレジストマスク１０８の大きさを、（Ａ）の領域のフォトレジストマスクよりも大きく設け、（Ａ）と同一の工程を行うことで、第３領域としての空間領域１０７が形成され、第４領域に絶縁性膜１０６が形成される。ここでは（Ｂ）に示す第１の膜１０４が（Ａ）に対して大きいことで、第３領域の第４領域に対する面積比は、第１領域の第２領域に対する面積比に対して小さくすることができる。
【００３４】
この図３Ａ〜図３Ｄにおいて用いるフォトレジストマスク１０８のパターンは円形が複数配置されたものでもよいし、三角形や六角形が複数配置されたものでもよい。パターンが円形である場合は、図２のようになる。また三角形や六角形を複数配置する形態とすることで、密にパターンを形成することができ、第１領域および第２領域、さらには第３領域および第４領域を半導体層上に多く設けることができる。
【００３５】
（実施形態２）
図４〜６に基づいて実施の形態２について説明する。図４は実施の形態２の発光素子の一部を模式的に示す断面図である。また、図５は図４の第１導電型の半導体層２０１の表面を模式的に示す平面図である。さらにこれらの図は、（Ａ）部と（Ｂ）部に分けられており、少なくとも（Ａ）部を有するものとする。また図６は、実施の形態２における製造方法を説明する図であり、図６Ａ〜図６Ｄからなる。
【００３６】
図４および図５の（Ａ）部に示されるように、第１導電型の半導体層２０１の表面には、透光性導電膜２０５と、透光性導電膜２０５に囲まれると共に第１導電型の半導体層２０１よりも屈折率が小さい第１領域（２０２）と、第１領域（２０２）に囲まれると共に半導体層よりも屈折率が小さくかつ第１領域における屈折率と異なる第２領域（２０３）とを有している。ここでは第１領域は絶縁性膜２０２を有する領域であり、第２領域は空間領域２０３である。このように半導体層の表面に、半導体層よりも屈折率の小さい領域として異なる屈折率の２つの領域を設けることで、半導体層を通過して発光素子の外部に取り出される光を増加させることができ、半導体発光素子の光取出しを向上させることができる。つまり、実施の形態１が第１領域が空間領域で第２領域が絶縁性膜を有する領域であったのに対し、実施の形態２は、第１領域が絶縁性膜を有する領域で第２領域が空間領域である点で異なる。具体的には、第１領域が半導体層２０１と絶縁性膜２０２との屈折率によってきまる臨界角よりも小さい角度で入射した光は透過して絶縁性膜２０２にむかって進み、大きい角度で入射した光は反射して半導体層２０１に向かって進むと同時に、第２領域が半導体層２０１と空間領域２０３となる空気との屈折率によって決まる臨界角よりも小さい角度で入射した光は透過して空間領域２０３に向かって進み、大きい角度で入射した光は反射して半導体層２０１に向かって進み、第２領域での臨界角は半導体層と最も屈折率差の大きくなる空間領域であるため、第１領域での臨界角よりも大きくなり、第２領域での反射する光の量が第１領域での反射する光の量よりも多くなる。言いかえると、各物質での光吸収の度合いにもよるが、第１領域での透過する光の量が、第２領域での透過する光の量よりも多くなる。
【００３７】
透光性導電膜２０５は、実施の形態１と同様に、第１導電型の半導体層２０１の表面において、第１と第２領域とを囲むように設けられており、半導体層の表面上においてつながって設けられている。
【００３８】
さらに実施の形態２では、透光性導電膜２０５の上に、さらに透光性の膜２０６を有し、第２領域（２０３）に囲まれて、第１導電型の半導体層２０１の表面にまで延在している。透光性の膜２０６は、絶縁性膜でもよいし、透光性導電膜でもよい。例えば絶縁性膜として、第１領域に設けられた絶縁性膜２０２と同様の材料を用いれば、第１領域における反射と透過の関係がこの領域（透光性の膜２０６を有する領域）でも成り立ち、また透光性導電膜として、第１領域と第２領域の上に設けられた透光性導電膜２０５と同様の材料を用いれば、この領域でも多くの光が透過するようになる。また別の態様として、透光性の膜２０６を設けなければ、この領域は第２領域と同様に空間領域として反射と透過の関係が成り立つ。
【００３９】
また実施の形態１と同様に、第１領域と第２領域の上には、半導体発光素子が外部と電気的に接続されるためのパッド電極を有することが好ましい。このパッド電極は透光性導電膜２０５に対して、接していても離れていてもよいが、製造工程の面からは離れていることが好ましく、例えば透光性の膜２０６を介して、透光性導電膜２０５上に設けられる。
【００４０】
さらに本実施の形態２の半導体発光素子は、実施の形態１と同様に、（Ａ）部と異なる（Ｂ）部を有していることが好ましい。（Ｂ）部には、第１導電型の半導体層２０１の表面に、透光性導電膜２０５に囲まれると共に、第１領域と同一の屈折率の第３領域（２１２）を有している。第３領域（２１２）は、第１領域と同様の光の透過と反射する。つまり（Ａ）部と（Ｂ）部との透過および反射する光の量を変えることができ、半導体発光素子の光取出しを向上させることができる。（Ｂ）部における説明は、第３領域は、第１領域の説明と同じであり、その他の構成については特に記載がない限りは同様の構成であって、同様の作用がある。
【００４１】
本実施の形態の半導体発光素子では、（Ａ）部では空間領域を有し、（Ｂ）部では空間領域を有しないので、各領域の大きさにもよるが、（Ａ）部が（Ｂ）部よりも多くの光を反射する形態を容易に形成することができる。
【００４２】
また、図５に図４の第１導電型の半導体層２０１の表面を模式的に示しているが、透光性導電膜２０５に囲まれる第１領域と第２領域、および第３領域は、表面上に円形で複数設けられてもよいし、三角形や六角形など種々の形で複数設けられてもよい。三角形や六角形で設けられると、半導体層上に密にこれらの領域を設けることができ、半導体層の表面で積極的に反射させたい場合に好ましい。また第２領域は、外縁と内縁とで形状が異なっていてもよく、たとえば外縁が三角形で内縁が円形などでもよい。
そのほかの構成や、作用などは、特段の説明がなければ、実施の形態１と同様である。
【００４３】
＜発光素子の製造方法＞
次に、本実施の形態に係る半導体発光素子（ＬＥＤ）の製造方法について図面を参照して説明する。
【００４４】
図６Ａから図６Ｄは、図４に示す実施の形態に係るＬＥＤの製造工程を示す断面図である。なお、本実施の形態では、第１導電型の半導体層２０１（ｐ型半導体層）上の製造工程を説明するが、実際の製造工程においては、図１１に示すＬＥＤ９０１が、二次元的に配列されたウエハ状態で各製造工程が実施される。また製造工程を説明する図には、（Ａ）部と（Ｂ）部との２つの領域に分けて図示されており、特段の説明がなければ、その説明は（Ａ）部の領域について説明するものである。半導体積層構造の形成までは実施の形態１の製造方法と同様である。
【００４５】
図６Ａは、物理気相成長法によりＳｉＯ２からなる絶縁性膜２０２を、一部の第１導電型の半導体層表面が露出するように、島状に形成した状態を示す。この絶縁性膜は、例えば第１導電型の半導体層の全面に設けて、島状となるように一部をエッチング除去したりして設けられる。この島状の形状は、円形や三角形、六角形などとすることができる。
【００４６】
図６Ｂは、絶縁性膜２０２および第１導電型の半導体層２０１の露出部に、透光性導電膜２０５を形成した状態を示す。絶縁性膜は島状に設けられているので、透光性導電膜２０５は第１導電型の半導体層上で、連続した膜となり、半導体層２０１上で電気的につながっている。
【００４７】
図６Ｃは、透光性導電膜２０５の一部が露出するように開口部を有するフォトレジストマスク２０８を設けた状態を示す。フォトレジストマスク２０８はフォトリソグラフィ法により、空間領域を形成するためのパターンマスクとなる。
【００４８】
図６Ｄは、フォトレジストマスクを除去し、露出部における透光性導電膜２０５をドライエッチングもしくはウェットエッチングにより除去し、絶縁性膜２０２をウェットエッチングにより除去した状態を示す。絶縁性膜２０２は、透光性導電膜２０５の開口部の直下の絶縁性膜が除去されると共に、透光性導電膜２０５の直下にある絶縁性膜も徐々にエッチングされる。ここで透光性導電膜２０５の直下にある絶縁性膜が除去された領域は、その領域に隣接して、除去されずに残る絶縁性膜２０２を有している。
また別の形態として、絶縁性膜２０２をすべて除去することも可能である。すべて除去する場合は、次の工程で説明する透光性の膜２０６を屈折率が半導体層２０１よりも小さい材料とすればよい。
【００４９】
さらに図６Ｄの後、透光性導電膜２０５上に、透光性の膜２０６を全面に形成した状態が図４となる。透光性の膜２０６は、透光性導電膜上および、透光性導電膜が開口された領域（開口部）の直下の第１導電型の半導体層上に設けられる。
【００５０】
これにより、第１導電型の半導体層２０１の表面に、透光性導電膜２０５に囲まれた第１領域として、絶縁性膜２０２が形成され、さらに絶縁性膜に囲まれた第２領域に空間領域２０３が形成される。
【００５１】
最後に、第１導電型の半導体層２０１の表面に、透光性導電膜２０５と空間領域２０３と絶縁性膜２０２が形成された図４が図１１における領域９０６に相当し、これに第２導電型の半導体層９０３の一部を露出させて、ｎ側のパッド電極９０８と透光性導電膜２０５上にｐ側のパッド電極９０７とを形成する工程を経て、半導体発光素子９０１を得る。第２導電型の半導体層の一部を露出させる工程、ｎ側のパッド電極を形成する工程、およびｐ側のパッド電極を形成する工程は、図６Ａ〜図６Ｄ、図４に示す工程に対し、形成可能な範囲で順序を選択できる。
【００５２】
また、図６Ａ〜図６Ｄに示す（Ｂ）部を形成する方法としては、これまでの（Ａ）部を形成する方法とは異なり、（Ｂ）部では、フォトレジストマスク２０８に開口部を設けない。これにより、（Ｂ）部には、透光性導電膜２０５に囲まれて、第３領域として絶縁性膜２１２を有することとなり、同一の工程で、（Ａ）部は空間領域を有し、（Ｂ）部は空間領域を有しないようにできる。
【００５３】
この図６Ａ〜図６Ｄにおいて用いるフォトレジストマスク２０８のパターンは円形が複数配置されたものでもよいし、三角形や六角形が複数配置されたものでもよい。パターンが円形である場合は、図５のようになる。また三角形や六角形を複数配置する形態とすることで、密にパターンを形成することができ、第１領域および第２領域、さらには第３領域を半導体層上に多く設けることができる。また、ここでは絶縁性膜２０２の上に１つのフォトレジストマスクのパターン（開口部）を設ける形態について説明したが、これに限るものではなく、１つの絶縁性膜２０２の上に、複数のフォトレジストマスクのパターンを形成することもでき、これにより、透光性導電膜２０５に囲まれて、複数の第１領域と第２領域を形成することができる。
その他の工程や、作用などは、特段の説明がなければ、実施の形態１と同様である。
【００５４】
（実施形態３）
図７〜図９に基づいて実施の形態３について説明する。図７は実施の形態３の発光素子の一部を模式的に示す断面図である。また、図８は図７の第１導電型の半導体層３０１の表面を模式的に示す平面図である。さらにこれらの図は、（Ａ）部と（Ｂ）部に分けられており、少なくとも（Ａ）部を有するものとする。また図９は、実施の形態３における製造方法を説明する図であり、図９Ａ〜図９Ｄからなる。
【００５５】
実施の形態３は、（Ａ）部には、透光性導電膜３０５上にパッド電極３０７が、第２領域である空間領域３０３に囲まれた領域において、第１導電型の半導体層３０１に設するように設けられ、さらに（Ｂ）部には、絶縁性膜３１２を有する第３領域に囲まれて、第４領域として空間領域３１３が設けられ、透光性の膜３０６として絶縁性膜が選択されて用いられている点で実施の形態２と異なるが、その他は実施の形態２と同様であり、透光性導電膜３０５に囲まれて、第１の領域（３０２）と第２の領域（３０３）を有する。
【００５６】
特に（Ｂ）部には、第１導電型の半導体層３０１の表面に、透光性導電膜３０５に囲まれると共に、第１領域と同一の屈折率の第３領域（３１２）と、第３領域に囲まれると共に第２領域と同一の屈折率の第４領域（３１３）とを有しており、ここで第３領域の第４領域に対する面積比が、第１領域の第２領域に対する面積比と異なっている。第３領域は、第１領域と同様の光の透過と反射をし、第４領域は、第２領域と同様の光の透過と反射をする。そしてこの面積比が異なっていることで、（Ａ）部と（Ｂ）部との透過および反射する光の量を変えることができ、半導体発光素子の光取出しを向上させることができる。（Ｂ）部における説明は、第３領域と第４領域については、第１領域と第２領域の説明と同じであり、その他の構成については特に記載がない限りは同様の構成であって、同様の作用がある。
【００５７】
また、図８に図７の第１導電型の半導体層３０１の表面を模式的に示しているが、透光性導電膜３０５に囲まれる第１領域と第２領域、および第３領域と第４領域は、表面上に円形で複数設けられてもよいし、三角形や六角形など種々の形で複数設けられてもよい。また第１領域〜第４領域は、外縁と内縁とで形状が異なっていてもよく、たとえば外縁が三角形で内縁が円形などでもよい。
そのほかの構成や、作用などは、特段の説明がなければ、実施の形態１または２と同様である。
【００５８】
＜発光素子の製造方法＞
次に、本実施の形態に係る半導体発光素子（ＬＥＤ）の製造方法について図面を参照して説明する。
【００５９】
図９Ａから図９Ｄは、図７に示す実施の形態に係るＬＥＤの製造工程を示す断面図である。なお、本実施の形態では、第１導電型の半導体層３０１（ｐ型半導体層）上の製造工程を説明するが、実際の製造工程においては、図１１に示すＬＥＤ９０１が、二次元的に配列されたウエハ状態で各製造工程が実施される。また製造工程を説明する図には、（Ａ）部と（Ｂ）部との２つの領域に分けて図示されており、特段の説明がなければ、その説明は（Ａ）部の領域について説明するものである。半導体積層構造の形成までは実施の形態１の製造方法と同様である。
【００６０】
図９Ａおよび図９Ｂは、実施の形態２の図６Ａと図６Ｂと同様の方法が用いられる。図９Ｃでは、（Ｂ）部においても、（Ａ）部と同様にフォトレジストマスクに開口部を設けてあり、その他は実施の形態２の図６Ｃと同様である。
【００６１】
図９Ｄは、フォトレジストマスクを除去し、露出部における透光性導電膜３０５をドライエッチングもしくはウェットエッチングにより除去し、絶縁性膜３０２をウェットエッチングにより除去した状態を示す。絶縁性膜３０２は、透光性導電膜３０５の開口部の直下の絶縁性膜が除去されると共に、透光性導電膜３０５の直下にある絶縁性膜も徐々にエッチングされる。ここで透光性導電膜３０５の直下にある絶縁性膜が除去された領域は、その領域に隣接して、除去されずに残る絶縁性膜３０２を有している。これと同様に、（Ｂ）部においても、絶縁性膜３１２は、透光性導電膜３０５の開口部の直下の絶縁性膜が除去されると共に、透光性導電膜３０５の直下にある絶縁性膜も徐々にエッチングされ、絶縁性膜が除去された領域は、その領域に隣接して、除去されずに残る絶縁性膜３１２を有している。ここで、図９Ａのように設けられた（Ｂ）部の絶縁性膜３１２の大きさを（Ａ）部の絶縁性膜３０２よりも大きくして、エッチングする。
【００６２】
さらに図９Ｄの後、第１領域と第２領域の上、つまり（Ａ）部にパッド電極３０７を形成し、パッド電極３０７を形成した後、（Ａ）部においては、パッド電極の一部が開口するように、（Ｂ）部においては透光性導電膜上に、透光性の膜３０６として絶縁性膜を形成する。
【００６３】
これにより、第１導電型の半導体層３０１の表面に、透光性導電膜３０５に囲まれた第１領域として、絶縁性膜３０２が形成され、さらに絶縁性膜に囲まれた第２領域に空間領域３０３が形成される。また（Ｂ）部においては、透光性導電膜３０５に囲まれた第３領域として、絶縁性膜３１２が形成され、さらに絶縁性膜に囲まれた第４領域に空間領域３１３が形成される。
【００６４】
最後に、第１導電型の半導体層３０１の表面に、透光性導電膜３０５と空間領域３０３（３１３）と絶縁性膜３０２（３１２）が形成された図７が図１１における領域９０６および９０７に相当し、これに第２導電型の半導体層９０３の一部を露出させて、ｎ側のパッド電極９０８を形成する工程を経て、半導体発光素子９０１を得る。第２導電型の半導体層の一部を露出させる工程、ｎ側のパッド電極を形成する工程は、図９Ａ〜図９Ｄ、図７に示す工程に対し、形成可能な範囲で順序を選択できる。
【００６５】
この図９Ａ〜図９Ｄにおいて用いるフォトレジストマスク３０８のパターンは円形が複数配置されたものでもよいし、三角形や六角形が複数配置されたものでもよい。パターンが円形である場合は、図８のようになる。また三角形や六角形を複数配置する形態とすることで、密にパターンを形成することができ、第１領域および第２領域、さらには第３領域および第４領域を半導体層上に多く設けることができる。
その他の工程や、作用などは、特段の説明がなければ、実施の形態１または２と同様である。
【００６６】
（実施形態４）
第１領域／第２領域と第３領域／第４領域が混在する半導体発光素子を示す実施形態として、図１０Ａ〜図１０Ｃを示す。図１０Ａ〜図１０Ｃはそれぞれの領域を第１導電型の半導体層の表面において異なる領域に備えた半導体発光素子９０１の一例を示すもので、光取出しを考慮して、種々の形態をとることができ、これらを組み合わせたりすることもできる。例えば実施の形態１〜３で説明した半導体発光素子を実施の形態４のように各領域を配置することができる。また図１０Ａ〜図１０ＣのＡ−Ａ’について、半導体発光素子を断面から見た図が模式的に示された図１１になる。
【００６７】
図１０Ａは、ｐ側パッド電極９０７下には、実施の形態１〜３の（Ａ）部、つまりは第１領域と第２領域を設け、そのほかのｐ型窒化物半導体層９０６上には、（Ｂ）部、つまりは第３領域と第４領域を設けたものである。パッド電極での光の吸収を抑えることができ、光取出しを向上させることができる。
【００６８】
図１０Ｂは、ｎ側パッド電極９０８近傍のｐ型窒化物半導体層９０６上には設けず、ｎ側パッド電極９０８近傍から離れた領域に（Ｂ）部として、第３領域と第４領域を、ｐ側パッド電極９０７下に（Ａ）部として第１領域と第２領域を設けたものである。（Ａ）部では図１０Ａと同様の効果が得られ、さらにその他の領域において、ｎ側パッド電極近傍では上面から積極的に光を出射させ、ｎ側パッド電極近傍で側面から出る光を抑え、ｎ側パッド電極による吸収を抑えることができ、光取出しを向上させることができる。
【００６９】
図１０Ｃは、矩形の半導体発光素子の角領域に（Ａ）部として、第１領域と第２領域を、角領域以外に（Ｂ）部として第３領域と第４領域とを設けている。チップの角領域から側面に出る光を多くし、それ以外の側面から出る光を少なくすることができ、すなわち半導体発光素子の側面から出る光の量を側面の場所によって変えることができる。また上面から出る光と混在されることで、所望の配光特性をもつ素子を得ることができる。
【００７０】
また、これらに加えて、ｎ側パッド電極近傍に、第１領域と第２領域を設けると共に、ｎ側パッド電極を半導体層からの光に対して反射率の高い材料を用いることで、ｎ側パッド電極近傍のｐ型窒化物半導体層を含む側面から積極的に光を出し、ｎ側パッド電極でその光を反射させ、外部への光取出しを向上させることもできる。
【００７１】
以上、実施の形態１〜４を説明したが、本発明は各形態に限られるものではなく、組み合わして用いることもできる。また実施の形態１〜４において、共通する構成について次に述べる。
（ｎ型半導体層９０３、発光層９０４、ｐ型半導体層９０５）
半導体素子構造としては、例えば、基板９０２上に、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＡｌＮ等の窒化物半導体、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体等、種々の半導体によって、ｎ型半導体層、発光層、ｐ型半導体層を含む半導体層の積層構造が形成されたものが挙げられる。また、発光層９０４を量子効果が生ずる薄膜に形成させた単一量子井戸構造、多重量子井戸構造としてもよい。半導体積層構造は、例えば、ＭＯＶＰＥ、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）、ハイドライド気相成長法（ＨＶＰＥ）、分子線エピタキシャル成長法（ＭＢＥ）等の公知の技術により形成することができる。また、半導体層の膜厚は特に限定されるものではなく、種々の膜厚のものを適用することができる。発光層には、Ｓｉ、Ｇｅ等のドナー不純物及び／又はＺｎ、Ｍｇ等のアクセプター不純物がドープされる場合もある。得られる発光素子の発光波長は、半導体の材料、混晶比、発光層のＩｎＧａＮのＩｎ含有量を変化させる等によって、紫外領域から赤外領域まで変化させることができる。
【００７２】
なお、より具体的な半導体素子構造としては、例えば、ＡｌＧａＮよりなるバッファ層、アンドープＧａＮ層、Ｓｉドープｎ型ＧａＮよりなるｎ側コンタクト層、ＧａＮ層とＩｎＧａＮ層とを交互に積層させた超格子構造のｎ側クラッド層（以上がｎ型半導体層９０３）、ＧａＮ層とＩｎＧａＮ層とを交互に積層させた多重量子井戸構造の発光層９０４、ＭｇドープＡｌＧａＮ層とＭｇドープＩｎＧａＮ層とを交互に積層させた超格子構造のｐ側クラッド層、ＭｇドープＧａＮよりなるｐ側コンタクト層（以上がｐ型半導体層９０５）、等が挙げられる。
【００７３】
（基板９０２）
基板９０２は、半導体結晶をエピタキシャル成長させるのに適した材料から形成される。窒化物半導体のエピタキシャル成長に適した基板としては、Ｃ面、Ａ面、Ｒ面のいずれかを主面とするサファイア（Ａ１２Ｏ３）やスピネル（ＭｇＡ１２Ｏ４）のような絶縁性基板、またＳｉＣ（６Ｈ、４Ｈ、３Ｃ）、シリコン、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ、ダイヤモンド；ＬｉＮｂＯ３、ＮｄＧａＯ３等の酸化物基板、窒化物半導体基板（ＧａＮ、ＡｌＮ等）等が挙げられる。また、半導体成長面がオフアングルした基板、或いは凹凸構造が設けられた基板であってもよい。なお、基板は、最終的に除去することもできる。さらに、透光性を有する基板であれば、半導体素子構造を積層した主面に対向するもう一方の主面側を光取り出し面とすることも可能である。
【００７４】
（透光性導電膜１０５、２０５、３０５）
透光性導電膜１０５、２０５、３０５として、光吸収が少なく透過性の高い導電性酸化物を用いるのが好ましい。導電性酸化物としては、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、ガリウム（Ｇａ）、チタン（Ｔｉ）及びマグネシウム（Ｍｇ）からなる群から選択された少なくとも１種の元素を含む酸化物が挙げられる。具体的には、ＺｎＯ、ＡＺＯ（ＡｌドープＺｎＯ）、ＩＺＯ（ＩｎドープＺｎＯ）、ＧＺＯ（ＧａドープＺｎＯ）、Ｉｎ２Ｏ３、ＩＴＯ（ＳｎドープＩｎ２Ｏ３）、ＩＦＯ（ＦドープＩｎ２Ｏ３）、ＳｎＯ２、ＡＴＯ（ＳｂドープＳｎＯ２）、ＦＴＯ（ＦドープＳｎＯ２）、ＣＴＯ（ＣｄドープＳｎＯ２）、ＴＮＯ（ＮｂドープＴｉＯ２）、ＭｇＯ、などの導電性酸化物がある。なかでも、ＩＴＯは、可視光（可視領域）において高い光透過性を有し、導電率の高い材料であることから、透光性電極の材料として好適である。このような透光性電極が、例えばｐ型半導体層の表面に形成されることにより、電流を半導体層全体に均一に広げることができる。
【００７５】
（パッド電極９０７、９０８）
パッド電極９０７、９０８は、パッド電極と導通する、透光性導電膜もしくは第１導電型の半導体層に対し、オーミック接触が可能な電極材料であれば、特に限定されない。例えば、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、ランタン（Ｌａ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、イットリウム（Ｙ）からなる群から選択された少なくとも一種を含む金属材料や合金材料により形成することができる。また、これらの材料の酸化物又は窒化物も、電極の材料として利用できる。これらの材料からなる単層膜であってもよいが、２種以上の材料を積層した多層膜が好ましい。好ましい多層膜構造の構成の例としては、下層からＴｉ／Ｒｈ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｒｈ／Ｗ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｒｈ／Ｗ／Ａｕ／Ｗ／Ｎｉ等が挙げられる。電極の最上層をＡｕにより構成することで、導電性ワイヤと良好な接続ができる。また、ＲｈとＡｕとの間にＰｔやＷを積層することによって、ＡｕあるいはＲｈの拡散を防止することができる。なお、各層の材料や厚さは、適宜変更可能である。また、他方の第２導電型の半導体層に接続されるパッド電極も同材料、同構成で形成できる。
【実施例１】
【００７６】
実施例として、図１０Ａに示される半導体発光素子を作製する。
図１０Ａに示されるように、基板上に、ｎ型窒化物半導体層９０３、発光層、ｐ型窒化物半導体層９０５を積層し、さらにｐ型窒化物半導体層９０５上に、（Ａ）部として第１領域と第２領域とを備えた領域と、（Ｂ）部として第３領域と第４領域とを備えた領域とを形成する。（Ａ）部は、ｐ側パッド電極９０７を形成する領域のｐ型半導体層上に形成し、（Ｂ）部は、その他の領域のｐ型窒化物半導体層上に形成する。さらに（Ａ）部上にはｐ側パッド電極９０７が、露出されたｎ型窒化物半導体層９０３上にはｎ側パッド電極９０８をそれぞれ形成し、半導体発光素子９０１を得る。第２領域と第４領域に形成する絶縁性膜として、ＳｉＯ２を１００ｎｍの膜厚で、透光性導電膜として、ＩＴＯを１７０ｎｍの膜厚で形成する。
【００７７】
以上のように製造された半導体発光素子は、ｐ型窒化物半導体層の表面が透光性導電膜のみで形成された半導体発光素子に対し、光出力が３％向上する。またｐ型半導体層の表面に透光性導電膜と絶縁性膜とのみが設けられた半導体発光素子、つまり空間領域を有しない半導体発光素子に比べても光出力が向上する。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明の半導体発光素子は、照明用光源、各種インジケーター用光源、車載用光源、ディスプレイ用光源、液晶のバックライト用光源、センサー用光源、信号機、車載部品、看板用チャンネルレター等、種々の光源に使用することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１０１、２０１、３０１・・・第１導電型の半導体層
１０２、２０２、３０２・・・絶縁性膜（第２領域）
１０３、２０３、３０３・・・空間領域（第１領域）
１０４・・・第１の膜
１０５、２０５、３０５・・・透光性導電膜
２０６、３０６・・・透光性の膜
１１２、２１２、３１２・・・絶縁性膜（第４領域）
１１３、３１３・・・空間領域（第３領域）
１０８、２０８、３０８・・・フォトレジストマスク
３０７・・・パッド電極
９０１・・・半導体発光素子
９０２・・・基板
９０３・・・第２導電型の半導体層
９０４・・・発光層
９０５・・・第１導電型の半導体層
９０７、９０８・・・パッド電極
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１】
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