(57)【要約】【課題】光取り出し効率が高く、光出力の再現性が高い半導体発光素子及び半導体発光装置を提供する。【解決手段】第１半導体層と、第２半導体層と、第１半導体層と第２半導体層との間に設けられた発光層と、を有し、第２半導体層と発光層とが選択的に除去されて第２半導体層の側の第１主面に第１半導体層の一部が露出した積層構造体と、第１主面上において第１及び第２半導体層とそれぞれ接続された第１電極及び反射性の第２電極と、前記第２電極の一部と前記第２半導体層との間に設けられ透光性を有する絶縁層と、を備え、前記第２電極と前記絶縁層とが重なる領域における前記第２電極の外側の縁端から前記絶縁層の内側の縁端までの距離は、前記第１主面の周辺部よりも中心部において短いことを特徴とする半導体発光素子を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１半導体層と、第２半導体層と、前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられた発光層と、を有し、前記第２半導体層と前記発光層とが選択的に除去されて前記第２半導体層の側の第１主面に前記第１半導体層の一部が露出した積層構造体と、
前記積層構造体の前記第１主面上に設けられ、前記第１半導体層に接続された第１電極と、
前記積層構造体の前記第１主面上に設けられ、前記第２半導体層に接続され、前記発光層から発光する光に対して反射性を有する第２電極と、
前記第２電極の一部と前記第２半導体層との間に設けられ、前記光に対して透光性を有する絶縁層と、
を備え、
前記第２電極と前記絶縁層とが重なる領域における前記第２電極の外側の縁端から前記絶縁層の内側の縁端までの距離は、前記第１主面の周辺部よりも中心部において短いことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
前記距離は、前記第１主面上において前記第１電極と前記第２電極とが対向する部分よりも、前記第１主面上において前記第１電極と前記第２電極とが対向する前記部分以外の部分において長いことを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項３】
第１半導体層と、第２半導体層と、前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられた発光層と、を有し、前記第２半導体層と前記発光層が選択的に除去されて前記第２半導体層の側の第１主面に前記第１半導体層の一部が露出した積層構造体と、
前記積層構造体の前記第１主面上に設けられ、前記第１半導体層に接続された第１電極と、
前記積層構造体の前記第１主面上に設けられ、前記第２半導体層に接続され、前記発光層から発光する光に対して反射性を有する第２電極と、
前記第２電極の一部と前記第２半導体層との間に設けられ、前記光に対して透光性を有する絶縁層と、
を備え、
前記第２電極と前記絶縁層とが重なる領域における前記第２電極の外側の縁端から前記絶縁層の内側の縁端までの距離は、前記第１主面上において前記第１電極と前記第２電極とが対向する部分よりも、前記第１主面上において前記第１電極と前記第２電極とが対向する前記部分以外の部分において長いことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項４】
前記第２電極は、前記第１主面の中央部の少なくとも一部を除いた領域に設けられ、
前記第１電極は、前記第２電極を取り囲みつつ、前記第２側電極が設けられていない前記中央部の少なくとも一部に設けられ、
前記第２電極の外側の縁端から前記絶縁層の内側の縁端までの距離は、前記第１主面の周辺部よりも、前記中央部の方が短いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記絶縁層は、前記第２電極と前記積層構造体との間に流れる電流を狭窄し、前記絶縁層によって狭窄された幅は、前記第１主面の周辺部よりも中心部において狭いことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記絶縁層は、前記第２半導体層及び前記発光層の側面、並びに、前記第１半導体層の前記第１主面、の少なくともいずれかにさらに設けられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項７】
前記絶縁層における前記第２電極と前記第２半導体層との間に挟まれた部分の厚さは、前記絶縁層におけるそれ以外の部分よりも薄いことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項８】
前記第２電極は、銀及び銀合金の少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項９】
前記第２電極を覆うように設けられ、導電性を有する第１導電層をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１０】
前記第１導電層は、前記第２電極の全てを覆うことを特徴とする請求項９記載の半導体発光素子。
【請求項１１】
前記第１導電層は、前記第２半導体層と直接接触していないことを特徴とする請求項９または１０に記載の半導体発光素子。
【請求項１２】
前記第１導電層は、銀を含まないことを特徴とする請求項９〜１１のいすれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１３】
前記第１導電層と前記第２電極との間に設けられ、導電性を有する第２導電層をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１４】
前記第２導電層は、前記第１導電層に含まれる材料が前記第２電極に拡散することを抑制することを特徴とする請求項１３記載の半導体発光素子。
【請求項１５】
前記発光層の発光波長のピーク発光波長は、３７０ナノメートルから４００ナノメートルの範囲にあることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１６】
前記発光層は、複数の障壁層と、前記複数の障壁層のそれぞれの間に設けられた井戸層と、を有し、
前記複数の障壁層のうち前記第２半導体層に最も近い障壁層は、前記第２半導体層の側における不純物の濃度が前記発光層の側における不純物の濃度よりも低い不純物濃度分布を有することを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１７】
前記積層構造体は、前記第１主面とは反対側の第２主面の側に設けられたサファイアからなる基板をさらに有することを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１８】
前記積層構造体は、前記基板と前記第１半導体層との間に設けられた単結晶の窒化アルミニウム層をさらに有することを特徴とする請求項１７記載の半導体発光素子。
【請求項１９】
前記窒化アルミニウム層の前記基板の側には、炭素の濃度が相対的に高い部分が設けられていることを特徴とする請求項１８記載の半導体発光素子。
【請求項２０】
請求項１〜１９のいずれか１つに記載の半導体発光素子と、
前記半導体発光素子から放出された光を吸収し、前記光とは異なる波長の光を放出する蛍光体と、
を備えたことを特徴とする半導体発光装置。
【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半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの半導体発光素子において、高い放熱性と高い光取り出し効率が期待される構造として、ウェーハの発光層側をヒートシンク側に接触させ、発光した光を直接または反射膜で反射させて基板側から取り出すフリップチップ型の半導体発光素子が開発されている。
【０００３】
フリップチップ型の半導体発光素子においては、高効率反射膜の形成技術が必須であり、発光層で生じた光、特に紫外帯域の光を高効率に反射させ、かつ、ｐ型窒化物半導体層とオーミック接触が取れやすい銀が、高輝度の発光素子を実現するｐ側電極候補として注目されている。
【０００４】
一般に、フリップチップ型半導体発光素子内で発光した光を外に取り出す場合、半導体発光素子内における発光領域は中心部に近いほど光取り出し効率が良い。また、サファイア基板または窒化ガリウム基板上に作製した半導体発光素子を正方形または長方形に素子化する場合、２辺または４辺全てが劈開面ではないため、ブレーキングによって素子化されることにより素子端面形状の再現性が悪くなるため、発光領域は素子端面の影響を受けないように中心部に近いほど光出力の再現性が良くなる。
【０００５】
一方、半導体発光素子内で反射された発光光を外に効率良く取り出すためには、電極形成面の反射領域を広く設計する方が有利である。しかしながら従来の構造では、ｐ側電極が反射領域を兼ねているため、上記条件はトレードオフとなっている。
【０００６】
特許文献１には、コンタクト層の上に、細分化されたオーミック電極を設けその間に反射層を形成する構造により、電気特性と反射特性を両立しようと試みている。この方法においても、電極の平面形状が充分検討されておらず、光取り出し効率や、光出力の再現性の点で改良の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１１６７９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、光取り出し効率が高く、光出力の再現性が高い半導体発光素子及び半導体発光装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様によれば、第１半導体層と、第２半導体層と、前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられた発光層と、を有し、前記第２半導体層と前記発光層とが選択的に除去されて前記第２半導体層の側の第１主面に前記第１半導体層の一部が露出した積層構造体と、前記積層構造体の前記第１主面上に設けられ、前記第１半導体層に接続された第１電極と、前記積層構造体の前記第１主面上に設けられ、前記第２半導体層に接続され、前記発光層から発光する光に対して反射性を有する第２電極と、前記第２電極の一部と前記第２半導体層との間に設けられ、前記光に対して透光性を有する絶縁層と、を備え、前記第２電極と前記絶縁層とが重なる領域における前記第２電極の外側の縁端から前記絶縁層の内側の縁端までの距離は、前記第１主面の周辺部よりも中心部において短いことを特徴とする半導体発光素子が提供される。
【００１０】
本発明の別の一態様によれば、第１半導体層と、第２半導体層と、前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられた発光層と、を有し、前記第２半導体層と前記発光層が選択的に除去されて前記第２半導体層の側の第１主面に前記第１半導体層の一部が露出した積層構造体と、前記積層構造体の前記第１主面上に設けられ、前記第１半導体層に接続された第１電極と、前記積層構造体の前記第１主面上に設けられ、前記第２半導体層に接続され、前記発光層から発光する光に対して透光性を有する第２電極と、前記第２電極の一部と前記第２半導体層との間に設けられ、前記光に対して透光性を有する絶縁層と、を備え、前記第２電極と前記絶縁層とが重なる領域における前記第２電極の外側の縁端から前記絶縁層の内側の縁端までの距離は、前記第１主面上において前記第１電極と前記第２電極とが対向する部分よりも、前記第１主面上において前記第１電極と前記第２電極とが対向する前記部分以外の部分において長いことを特徴とする半導体発光素子が提供される。
【００１１】
本発明の別の一態様によれば、上記のいずれか１つに記載の半導体発光素子と、前記半導体発光素子から放出された光を吸収し、前記光とは異なる波長の光を放出する蛍光体と、を備えたことを特徴とする半導体発光装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、光取り出し効率が高く、光出力の再現性が高い半導体発光素子及び半導体発光装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子の特性を例示する模式図である。
【図３】第１の比較例の半導体発光素子の構成を例示する模式図である。
【図４】第２の比較例の半導体発光素子の構成を例示する模式図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
【図８】本発明の第５の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式図である。
【図９】本発明の第６の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式図である。
【図１０】本発明の第７の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式図である。
【図１１】本発明の第７の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的平面図である。
【図１２】本発明の第８の実施形態に係る半導体発光装置の構成を例示する模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。  
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比係数などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比係数が異なって表される場合もある。  
また、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【００１５】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式図である。  
すなわち、同図（ｂ）は平面図であり、同図（ａ）は同図（ｂ）のＡ−Ａ’線断面図である。  
図１に表したように、本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子１０１は、ｎ型半導体層（第１半導体層）１と、ｐ型半導体層（第２半導体層）２と、ｎ型半導体層１とｐ型半導体層２との間に設けられた発光層３と、を有する積層構造体１ｓを有する。積層構造体１ｓは、ｐ型半導体層２と発光層３とが選択的に除去されて、ｐ型半導体層２の側の第１主面１ａにｎ型半導体層１の一部が露出した構造を有している。
【００１６】
半導体発光素子１０１は、さらに、積層構造体１ｓのｐ型半導体層２の側の第１主面１ａ上に設けられｎ型半導体層１に接続されたｎ側電極（第１電極）７と、積層構造体１ｓの第１主面１ａ上に設けられｐ型半導体層２に接続され、発光層３から発光する光に倒して反射性を有するｐ側電極（第２電極）４と、ｐ側電極４の一部とｐ型半導体層２との間に設けられ、発光層３から発光する光に対して透光性を有する絶縁層１１と、を備える。
【００１７】
そして、ｐ側電極４と絶縁層１１とが重なる領域におけるｐ側電極２の外側の縁端から絶縁層１１の内側の縁端までの距離は、第１主面１ａの周辺部よりも中心部において短い。
【００１８】
本具体例においては、半導体発光素子１０１の平面形状は略矩形である。  
そして、半導体発光素子１０１の周辺部においては、ｐ側電極４と絶縁層１１とが重なる領域におけるｐ側電極２の外側の縁端から絶縁層１１の内側の縁端までの距離は、矩形の対角線上の幅ａの他、矩形の縦方向における幅ａ１及び矩形の横方向における幅ａ２を含むことができる。
【００１９】
一方、半導体発光素子１０１の中心部は、半導体発光素子１０１の矩形の外周部から離れた、ｐ側電極４とｎ側電極７とが対向する部分である。すなわち、半導体発光素子１０１の中心部においては、ｐ側電極４と絶縁層１１とが重なる領域におけるｐ側電極２の外側の縁端から絶縁層１１の内側の縁端までの距離は、幅ｂである。
【００２０】
そして、周辺部における幅ａ、幅ａ１及び幅ａ２よりも、中心部における幅ｂは、狭い。
【００２１】
絶縁層１１は、ｐ側電極４と積層構造体１ｓとの間に流れる電流を狭窄する。そして、周辺部における幅ａ、幅ａ１及び幅ａ２よりも、中心部における幅ｂを狭くすることで、ｐ側電極４と積層構造体１ｓとの間に流れる電流の経路をできるだけ半導体発光素子１０１の中心部に配置することができる。すなわち、絶縁層１１は、ｐ側電極４と積層構造体１ｓとの間に流れる電流を狭窄し、絶縁層１１によって狭窄された幅は、第１主面１ａの周辺部よりも中心部において小さい。
【００２２】
一方、発光層３から出射した発光光は、その光に対して透光性のある絶縁層１１を透過し、ｐ側電極４で効率良く反射し、再び積層構造体１ｓの側に進行し、第１主面１ａと反対の側の第２主面１ｂから出射する。すなわち、第１主面１ａの側のｐ側電極４の部分においては、ｐ側電極４の全面で発光光を反射しつつ、電流経路は半導体発光素子１０１の中心部に局在化される。これにより、ｐ側電極４は、できるだけ広い面積で発光光を反射しつつ、効率が高い素子の中心部のみに電流を通電することができる。すなわち、絶縁層１１が設けられていないｐ側電極４の部分に電流を狭窄して発光領域を中心部に配置しつつ、反射領域の全体の面積を拡大する。
【００２３】
本実施形態に係る半導体発光素子１０１のように、フリップチップ型の半導体発光素子内で発光した光を外に取り出す場合、半導体発光素子内における発光領域は中心部に近いほど光取り出し効率が良い。
【００２４】
また、例えば、サファイア基板または窒化ガリウム基板上に作製した半導体発光素子を正方形または長方形に素子化する場合、２辺または４辺全てが劈開面ではないため、ブレーキングによって素子化されることにより素子端面形状の再現性が悪くなる。
【００２５】
本実施形態に係る半導体発光素子１０１においては、絶縁層１１が設けられていないｐ側電極４の部分に電流を狭窄して発光領域を中心部に配置することで、光取り出し効率が向上する。そして、発光領域が半導体発光素子１０１の中心部にできるだけ近づけることができるので、素子端面の影響を抑制でき、光出力の再現性が向上する。  
一方、ｐ側電極４の全面で発光光を反射するので、反射領域は広い。
【００２６】
これにより、本実施形態に係る半導体発光素子１０１によれば、半導体光取り出し効率が高く、光出力の再現性が高い半導体発光素子が提供できる。
【００２７】
なお、本具体例の場合は、半導体発光素子１０１の１つのコーナー部にｎ側電極７が設けられている構造であり、この場合、ｎ側電極７とｐ側電極４とが対向する部分は素子の中央部に配置される。従って、このような構造の場合には、ｐ側電極４と絶縁層１１とが重なる領域におけるｐ側電極４の外側の縁端から絶縁層１１の内側の縁端までの距離は、ｎ側電極７とｐ側電極４とが対向する部分で短く設定されている。すなわち、ｐ側電極４の外側の縁端から絶縁層１１の内側の縁端までの距離は、ｎ側電極７とｐ側電極４とが対向する部分よりも、その他の部分において長い。
【００２８】
半導体発光素子１０１において、ｐ側電極４は、銀または銀合金を含むことができる。これにより、ｐ側電極４は、ｐ型半導体層２に対するオーミック接続特性が良好となり、ｐ型半導体層２に対する接触抵抗も低くすることができる。  
ｎ側電極７には任意の導電材料を用いることができ、また、Ｔｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕのように導電性の積層膜を用いることができる。また、ｎ側電極７に銀または銀合金を含む単層膜または積層膜を用いることによって、さらに反射領域を広げることができ、光出力を向上させることができる。  
絶縁層１１には、発光層３からの発光光に対して透光性を有する任意の絶縁層を用いることができる。
【００２９】
本実施形態に係る半導体発光素子１０１は、例えば、サファイアからなる基板１０の上に形成された窒化物半導体から構成される。
【００３０】
すなわち、例えば、有機金属気相成長法を用いて、表面がサファイアｃ面からなる基板１０の上に、高炭素濃度の第１ＡｌＮバッファ層(炭素濃度３×１０１８ｃｍ−３〜５×１０２０ｃｍ−３）を３ｎｍ〜２０ｎｍ、高純度第２ＡｌＮバッファ層(炭素濃度１×１０１６ｃｍ−３〜３×１０１８ｃｍ−３)を２μｍ、ノンドープＧａＮバッファ層を３μｍ、Ｓｉドープｎ型ＧａＮコンタクト層(Ｓｉ濃度１×１０１８ｃｍ−３〜５×１０１９ｃｍ−３)を４μｍ、Ｓｉドープｎ型Ａｌ０．１０Ｇａ０．９０Ｎクラッド層（Ｓｉ濃度１×１０１８ｃｍ−３）を０．０２μｍ、Ｓｉドープｎ型Ａｌ０．１１Ｇａ０．８９Ｎバリア層（Ｓｉ濃度１．１〜２．０×１０１９ｃｍ−３）とＧａＩｎＮ発光層（波長３８０ｎｍ）とが交互に３周期積層されてなる多重量子井戸構造の発光層を０．０７５μｍ、多重量子井戸の第１最終Ａｌ０．１１Ｇａ０．８９Ｎバリア層（Ｓｉ濃度１．１〜２．０×１０１９ｃｍ−３）を０．０１μｍ、多重量子井戸の第２最終Ｓｉドープｎ型Ａｌ０．１１Ｇａ０．８９Ｎバリア層（Ｓｉ濃度０．８〜１．０×１０１９ｃｍ−３）を０．０１μｍ、ノンドープＡｌ０．１１Ｇａ０．８９Ｎスペーサ層を０．０２μｍ、Ｍｇドープｐ型Ａｌ０．２８Ｇａ０．７２Ｎクラッド層(Ｍｇ濃度１×１０１９ｃｍ−３)を０．０２μｍ、Ｍｇドープｐ型ＧａＮコンタクト層(Ｍｇ濃度１×１０１９ｃｍ−３)を０．１μｍ、高濃度Ｍｇドープｐ型ＧａＮコンタクト層(Ｍｇ濃度２×１０２０ｃｍ−３)を０．０２μｍの厚みで、それぞれ順次積層した構造を採用することができる。
【００３１】
なお、本具体例の場合、ｎ型半導体層１は、上記のＳｉドープｎ型ＧａＮコンタクト層を含み、ｐ型半導体層２は、上記のＭｇドープｐ型ＧａＮコンタクト層を含む。
【００３２】
また、本具体例では、積層構造体１ｓは、第１主面１ａに対向する第２主面１ｂの側にサファイアからなる基板１０を有している。ただし、本発明はこれに限らず、上記のように例えばサファイアからなる基板１０の上に上記の積層構造を作製した後に、基板１０を取り除いても良い。
【００３３】
次に、半導体層上の電極の形成について説明する。  
図１に表したように、これらの半導体層の一部の領域において、ｎ型コンタクト層が表面に露出するまで、マスクを用いたドライエッチングによって、ｐ型半導体層２及び発光層３を取り除く。露出したｎ型半導体層１を含む半導体層全体に、熱ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置を用いて、絶縁層１１となるＳｉＯ２膜を４００ｎｍの厚さで形成する。
【００３４】
ｎ側電極７を形成するために、レジストリフトオフ用のパターニングされたレジストを半導体層（ｎ型半導体層１及びｐ型半導体層２）の上に形成し、露出したｎ型コンタクト層上のＳｉＯ２膜をフッ化アンモン処理で取り除く。ＳｉＯ２膜が取り除かれた領域に、例えばＴｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕからなるｎ側電極７となる導電膜を５００ｎｍの膜厚で形成し、５５０℃の窒素雰囲気でシンター処理を行う。
【００３５】
ｐ側電極４を形成するため、まず、レジストリフトオフ用のパターニングされたレジストを半導体層上に形成し、ｐ型コンタクト層上のＳｉＯ２膜をフッ化アンモン処理で取り除く。その後、ＳｉＯ２膜が取り除かれた領域よりも広い領域が開口するようなレジストリフトオフ用のレジストを半導体層上に形成し、例えば真空蒸着装置を用いて、ｐ側電極４となるＡｇ膜を２００ｎｍの膜厚で形成し、３５０℃の窒素雰囲気で１分間シンター処理を行う。
【００３６】
次いで、裏面研磨を行い、劈開若しくはダイアモンドブレード等により切断し、幅４００μｍ、厚さ１００μｍの個別のＬＥＤ素子が作製され、本実施形態に係る半導体発光素子１０１が作製される。
【００３７】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子の特性を例示する模式図である。  
すなわち、同図は、半導体発光素子の素子幅と電流注入領域幅との比と、光取り出し効率の関係を光線追跡によりシミュレーションした結果を例示している。  
そして、同図（ａ）は、光線追跡シミュレーションに使用した半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。同図（ｂ）は、シミュレーション結果を例示しており、横軸は、半導体発光素子の素子幅Ｗ１に対する電流注入領域幅Ｗｘとの比Ｒ（すなわち、Ｗｘ／Ｗ１）を表し、縦軸は光取り出し効率Ｅを表している。ここで、電流注入領域は、ｐ側電極４が積層構造体１ｓと直接接している領域であり、すなわち、絶縁層１１が設けられていないｐ側電極４の領域である。なお、同図（ａ）では、半導体層は、発光層３を含む半導体層３ａとして省略されて描かれている。  
図２（ａ）に表したように、本シミュレーションでは半導体発光素子１０１の構造が左右対称であることから、上記の素子幅Ｗ１と電流注入領域幅Ｗｘとは、それぞれ実際の幅の１／２とされている。また、基板１０にはサファイアが用いられ、電流注入領域となるｐ側電極４にはＡｇ膜が用いられているとされた。
【００３８】
なお、本光線追跡シミュレーションでは、半導体発光素子の素子幅Ｗ１は４００μｍで、厚さＤ１は１００μｍとされている。そして、電流注入領域幅Ｗｘを変えて半導体発光素子の光取り出し効率をシミュレーションした。
【００３９】
この時、電流注入領域幅Ｗｘの中心は、常に半導体発光素子の中心にあるものとし、そして電流注入領域の直下にある半導体層３ａの発光層から発光するとした。  
また、反射されずに半導体発光素子の外側へ取り出された光のみを、光取り出し効率として換算している。
【００４０】
図２（ｂ）に表したように、素子幅Ｗ１に対する電流注入領域幅Ｗｘの比Ｒが小さくなるほど、すなわち、ｐ側電極４が半導体層と直接している幅が素子幅Ｗ１に対して相対的に小さくなるほど、光取り出し効率が増加する。反射を考慮した場合も同様な傾向が見られる。
【００４１】
ここで、素子幅Ｗ１と厚さＤ１とのアスペクト比が４である２次元の半導体発光素子のモデルにおいて、基板１０の表面では全反射され、基板１０の側面では透過するような角度を持つ発光光の光線経路を考える。
【００４２】
半導体発光素子の中心で発光した光は、発光層から基板表面へ向かい、基板表面で全反射された後、ほとんど吸収されることなく基板側面に到達する。
【００４３】
それに対して、半導体発光素子の側面付近で発光した光の場合、すぐ近くの基板側面へ入射する成分はほとんど吸収されることなく基板側面に到達するが、逆方向へ行く成分は基板表面や電極形成面で反射を繰り返した後、基板側面に到達する。後者の場合、全反射と比較して反射率の低い反射電極で反射されたり、吸収体となる欠陥を持つ半導体層内を何度も通過したりすることにより光出力が減衰するため、前者と比較して光取り出し効率は低くなる。さらに、一般的に金属の反射率が低くなる紫外光の場合は、より顕著に差が現れる。
【００４４】
以上のように、発光領域が素子の中心部に近い方が、すなわち、素子の中心付近で発光する方が、光取り出し効率は高くなる。
【００４５】
ただし、ｐ側電極４とｐ型コンタクト層（ｐ型半導体層２）とが接触する面積を減らすと、ｐ型コンタクト層とのコンタクト抵抗が高くなり、動作電圧が上昇する。
【００４６】
これらの効果を考えて、ｐ側電極４とｐ型コンタクト層とが接触する面の面積と、素子内における配置と、を適切に決めることで、光取り出し効率を向上し、光出力の再現性を高めることができる。すなわち、ｐ側電極４の一部とｐ型コンタクト層との間に設けられる絶縁層１１の平面形状を、適切に決めることで、光取り出し効率を向上し、光出力の再現性を高めることができる。
【００４７】
例えば、図１に例示した本具体例の半導体発光素子１０１において、ｐ側電極４とｐ型半導体層２とが接触する面の形状（すなわち、絶縁層１１の平面形状）を設計する場合、半導体発光素子１０１の中心部（すなわち、ｐ側電極４とｎ側電極７とが対向する領域）では、露光精度などのプロセス条件や絶縁層１１の設計を考慮して、ｐ型半導体層２の縁端のなるべく近くまでｐ側電極４が形成されている方が良い。
【００４８】
そして、半導体発光素子１０１の周辺部では、すなわち、ｎ側電極７と対向していない３つの辺では、上記トレードオフを考慮して、ｐ側電極４は、ｐ型コンタクト層の端からある程度離れた領域まで形成されている方が良い。
【００４９】
すなわち、ｐ型コンタクト層（すなわち、ｐ型半導体層２）と接触し、電流経路を狭窄する絶縁層１１の幅は、周辺部よりも中心部の方が狭いことが望ましい。
【００５０】
このように、ｐ側電極４と絶縁層１１とが重なる領域におけるｐ側電極４の外側の縁端から絶縁層１１の内側の縁端までの距離を、第１主面１ａの周辺部（幅ａ、幅ａ１、幅ａ２）よりも中心部（幅ｂ）において短く設定することで、積層構造体１ｓに対して電流を通電する領域を半導体発光素子１０１の中心部に配置することができる。  
そして、中心部において絶縁層１１がｐ型半導体層２と接触している領域の幅ｂを、半導体発光素子１０１の周辺部において絶縁層１１がｐ型半導体層２と接触している領域の幅ａ（幅ａ１及び幅ａ２も含め）よりも狭くすることで、絶縁層１１によって電流を狭窄し、半導体発光素子１０１の中心部に電流を集中して、半導体発光素子１０１内における発光領域を中心部に配置できる。
【００５１】
これにより、発光領域を効率の高い素子の中心部に配置しつつ、反射領域を拡大することができる。
【００５２】
この時、例えば、ｎ型コンタクト層を表面に露出させるためのドライエッチングによって、発光層３を挟んだ段差付近の半導体層はダメージを受けている可能性がある。ダメージを受けた発光層に電流を注入しても、高い効率は望めないばかりか、素子の信頼性にも影響を与える。
【００５３】
本実施形態に係る半導体発光素子１０１においては、一部を除いて、発光層３を挟んだ段差付近から電流注入領域（ｐ側電極４とｐ型半導体層２とが接触する領域）を遠ざけることができるため、ダメージを受けていない発光層３に効率良く電流を注入することができ、光出力及び信頼性を向上させることができる。
【００５４】
半導体発光ダイオードの特性を表す効率の１つに、半導体発光ダイオードの発光層に注入する電子数に対して、半導体発光ダイオード外部に放射される光子数を割合で示した外部量子効率があり、ＬＥＤチップの内部量子効率と光取り出し効率の積で表される。本実施形態は、この光取り出し効率を高める技術である。
【００５５】
動作電流が２０ｍＡ程度で使用される４００μｍ四方の半導体発光ダイオードにおける外部量子効率の電流依存性は、青色発光の半導体発光ダイオードの場合は、通常１０ｍＡ程度の低電流値で最大値を示し、それよりも高い電流値では電流値の増大と伴に急速に減少していく。それに対して、４００ｎｍ以下の紫外発光の半導体発光ダイオードの場合は、動作電流値以上の領域に外部量子効率の最大値があり、その後の減少も緩やかである。
【００５６】
本実施形態のように、ｐ側電極４とｐ型半導体層２とが接触する領域の面積を減らすと、外部量子効率の最大値を示す電流は低下する。この時、青色発光素子の場合はこの影響が甚大であり、本実施形態の構造で改善した光取り出し効率以上に外部量子効率が減少すると考えられる。ところが、紫外発光素子の場合は、むしろ外部量子効率が高まる結果となり、本実施形態における光取り出し効率改善と合わせて、外部量子効率は大幅に改善される。
【００５７】
このように、本実施形態に係る半導体発光素子１０１によれば、光取り出し効率が高く、光出力の再現性が高い半導体発光素子が提供される。
【００５８】
（第１の比較例）
図３は、第１の比較例の半導体発光素子の構成を例示する模式図である。  
すなわち、同図（ｂ）は平面図であり、同図（ａ）は同図（ｂ）のＡ−Ａ’線断面図である。  
図３に表したように、比較例の半導体発光素子９０においては、ｐ側電極４とｐ型コンタクト層（ｐ型半導体層２）との間に絶縁層１１が設けられておらず、ｐ側電極４は、ｐ型コンタクト層の上になるべく広い領域で形成されている。
【００５９】
なお、このような構成の比較例の半導体発光素子９０は、以下のようにして作製される。  
ｎ側電極７を形成するため、パターニングされたリフトオフ用レジストを半導体層上に形成し、ｎ型コンタクト層上のＳｉＯ２膜をフッ化アンモン処理で取り除き、ＳｉＯ２膜が取り除かれた領域に、ｎ側電極７となるＴｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕ膜を５００ｎｍの膜厚で形成し、５５０℃の窒素雰囲気でシンター処理を行う。
【００６０】
ｐ側電極４を形成するため、パターニングされたリフトオフ用レジストを半導体層上に形成し、ｐ型コンタクト層上のＳｉＯ２膜をフッ化アンモン処理で取り除く。ＳｉＯ２膜が取り除かれた領域に、真空蒸着装置を用いてｐ側電極４となるとしてＡｇを２００ｎｍの膜厚で形成し、リフトオフ後に３５０℃の窒素雰囲気で１分間シンター処理を行う。
【００６１】
この比較例の場合、反射領域の確保と光取り出し効率や光出力の再現性に最適な発光領域とのトレードオフが生じている。このため、光出力特性に対して必ずしも最適な電極設計とはならず、光取り出し効率が低く、また、光出力の再現性が悪い。すなわち、ｐ側電極４が反射領域であると同時にｐ型コンタクト層に対するオーミック接続領域であるので、反射領域を拡大することと、素子の中央部に電流を狭窄して発光効率を向上することと、がトレードオフとなり、最適な電極設計とはなっていない。  
このため、光取り出し効率が低く、また、光出力の再現性が低い。
【００６２】
（第２の比較例）
図４は、第２の比較例の半導体発光素子の構成を例示する模式図である。  
すなわち、同図（ｂ）は平面図であり、同図（ａ）は同図（ｂ）のＡ−Ａ’線断面図である。  
図４に表したように、第２の比較例の半導体発光素子９１においては、本実施形態に係る半導体発光素子１０１と同様に、ｐ側電極４の一部とｐ型コンタクト層（ｐ型半導体層２）との間に絶縁層１１が設けられている。ただし、第２の比較例の半導体発光素子９１の場合は、ｐ側電極４と絶縁層１１とが重なる領域におけるｐ側電極４の外側の縁端から絶縁層１１の内側の縁端までの距離は、半導体発光素子９１の周辺部と中心部とで同じである。
【００６３】
すなわち、第２の比較例の半導体発光素子９１の場合は、半導体発光素子９１の周辺部におけるｐ側電極２の外側の縁端から絶縁層１１の内側の縁端までの距離、すなわち、同図に示した対角線上の幅ａと、半導体発光素子９１の中心部におけるｐ側電極２の外側の縁端から絶縁層１１の内側の縁端までの距離、すなわち、同図に示した幅ｂと、が同じである。なお、この場合は、同図に例示した幅ａ１及び幅ａ２よりも幅ｂは大きくなっている。
【００６４】
このため、第２の比較例の半導体発光素子９１においては、ｐ側電極４とｐ型半導体層２とが接触する領域が、半導体発光素子９１の素子の中心部の最適部分に配置されない。すなわち、本実施形態に係る半導体発光素子１０１よりもｐ側電極４とｐ型半導体層２とが接触する領域が、素子の外側にずれて配置されている。このため、発光領域が素子の中心部からずれ、光取り出し効率が低く、また、光出力の再現性が低い。
【００６５】
これに対し、既に説明したように、本実施形態に係る半導体発光素子１０１においては、ｐ側電極４と絶縁層１１とが重なる領域におけるｐ側電極４の外側の縁端から絶縁層１１の内側の縁端までの距離を、半導体発光素子１０１の周辺部よりも中心部の方が短く設定することで、すなわち、絶縁層１１がｐ型半導体層２と接触している領域の幅を、半導体発光素子１０１の周辺部よりも中心部の方が狭くすることで、ｐ側電極４とｐ型半導体層２とが接触する領域を素子のできるだけ中心部に配置することができる。これにより、ｐ側電極４と積層構造体１ｓとの間に流れる電流を狭窄して、素子の中心部に電流を集中し、発光領域を中心部に配置しつつ、反射領域の全体の面積を拡大することができる。これにより、光取り出し効率が高く、光出力の再現性が高い半導体発光素子が提供される。
【００６６】
なお、本実施形態に係る半導体発光素子１０１において、Ｍｇドープｐ型ＧａＮコンタクト層のＭｇ濃度を、１×１０２０ｃｍ−３台と高めに設定することで、ｐ側電極４とのオーミック接続性が向上する。ただし、半導体発光ダイオードの場合、半導体レーザダイオードとは異なり、前記コンタクト層と発光層３との距離が短いため、Ｍｇ拡散による特性の劣化が懸念される。そこで、ｐ側電極４と前記コンタクト層の接触面積が広く、動作時の電流密度が低いことを利用して、電気特性を大きく損ねることなく前記Ｍｇ濃度を１×１０１９ｃｍ−３台に抑えることで、Ｍｇの拡散を防ぐことができ、発光特性を改善させることができる。
【００６７】
高炭素濃度の第１ＡｌＮバッファ層は基板との結晶型の差異を緩和する働きをし、特に螺旋転位を低減する。  
また、高純度第２ＡｌＮバッファ層は、表面が原子レベルで平坦化する。そのため、この上に成長するノンドープＧａＮバッファ層の欠陥が低減されるが、そのためには高純度第２ＡｌＮバッファ層の膜厚は、１μｍよりも厚いことが好ましい。また、歪みによるそり防止のためには、高純度第２ＡｌＮバッファ層の厚みは４μｍ以下であることが望ましい。高純度第２ＡｌＮバッファ層は、ＡｌＮに限定されず、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ(０．８≦ｘ≦１）でも良く、ウェーハのそりを補償することができる。
【００６８】
ノンドープＧａＮバッファ層は、高純度第２ＡｌＮバッファ層上で３次元島状成長をすることにより欠陥低減の役割を果たす。成長表面が平坦化するには、ノンドープＧａＮバッファ層の平均膜厚は、２μｍ以上であることが必要である。再現性とそり低減の観点からノンドープＧａＮバッファ層の総膜厚は、４〜１０μｍが適切である。
【００６９】
これらのバッファ層を採用することで、従来の低温成長ＡｌＮバッファ層と比較して欠陥を約１／１０に低減することができる。この技術によって、ｎ型ＧａＮコンタクト層への高濃度Ｓｉドーピングや、紫外帯域発光でありながらも高効率な半導体発光素子を作ることができる。また、単結晶バッファ層における結晶欠陥を低減することにより、単結晶バッファ層での光の吸収も抑制できる。
【００７０】
多重量子井戸のバリア層に高濃度Ｓｉドーピングすることで発光層の発光効率は改善されるが、バリア層の結晶品質が劣化する。この結晶品質の劣化によって、欠陥に敏感なホールは発光層にたどり着く前に不活性化され、発光層に対するホールの注入効率が低下し、結果として半導体発光素子としての発光効率が低下する。また、Ｓｉが限界までドーピングされたバリア層は、Ｍｇが拡散してくると急速に劣化し、Ｍｇの拡散をさらに促す。
【００７１】
動作中にｐ型半導体層２から注入された最終バリア層中のホール濃度は、発光層側よりもｐ型半導体層２の側の方が高濃度であるため、ホールの注入効率を高めるにはｐ型半導体層２の側の品質向上が鍵となる。
【００７２】
本具体例のように、多重量子井戸の最終バリア層を、量子井戸中のバリア層と同じく高濃度Ｓｉドーピングされた第１最終バリア層と、第１最終バリア層よりも低濃度Ｓｉドーピングされた第２最終バリア層の２層構造とし、井戸層側を高濃度に設定し、ｐ型半導体層２の側を低濃度にすることで、ホールの注入効率を保ちつつ、発光層３の発光効率を改善させることができ、結果として半導体発光素子の発光効率を向上させることができる。
【００７３】
さらに、前記のバッファ層を用いることで、高品質ＧａＮをサファイア基板上に形成可能であり、通常異常成長のため採用困難な高い成長温度と高い５族／３族比での結晶成長が可能となる。このため点欠陥の発生が抑制され、バリア層に対してより高いＳｉドーピングが可能となるため、半導体発光素子の発光効率をより向上させることができる。
【００７４】
本実施形態に係る半導体発光素子１０１は、少なくとも、ｎ型の半導体層とｐ型の半導体層、及びそれらに挟まれた発光層を含む半導体層からなり、半導体層の材料は、特に限定されるものではないが、例えば、ＡｌｘＧａ１−ｘ−ｙＩｎｙＮ（ｘ≧０、ｙ≧０、ｘ＋ｙ≦１）等の窒化ガリウム系化合物半導体が用いられる。これらの半導体層の形成方法は、特に限定されるものではないが、例えば、有機金属気相成長法、分子線エピタキシャル成長法等の技術を用いることができる。
【００７５】
また、本実施形態に係る半導体発光素子１０１において、基板１０に用いられる材料は、特に限定されるものではないが、サファイア、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、Ｓｉなどの一般的な基板を用いることができる。また、基板１０は、最終的に取り除かれても良い。
【００７６】
なお、サファイア基板を用いた半導体発光素子の場合、基板と半導体層の屈折率差が大きいため、発光した光の大部分はその界面で反射されて、半導体層内部に閉じ込められ易い。一般的なサファイア基板上の窒化物半導体層の場合、半導体層内に数多く存在する欠陥や、アモルファス状または多結晶となっている低温成長バッファ層などが吸収体となり、半導体層内部で反射を繰り返すことなく吸収されてしまうため、高効率反射領域を増やす効果は比較的限定される。
【００７７】
これに対し、本実施形態に係る半導体発光素子１０１においては、単結晶ＡｌＮバッファ層を用いることで、バッファ層で吸収が起きにくくなるだけでなく、半導体層内の欠陥が劇的に減少し、半導体層内で光吸収が起きる要因を極力減らすことができ、発光した光は半導体層内で何度も反射を繰り返すため、高効率反射領域を増やす効果はより高い。
【００７８】
絶縁層１１には、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）などの酸化物、窒化物または酸窒化物などを用いることができる。絶縁層１１の厚さは、５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下が望ましい。すなわち、５０ｎｍよりも薄い場合は絶縁性が低下し、１０００ｎｍよりも厚くなると絶縁層１１にクラックが発生することがある。さらに、絶縁層１１は、複数の層から構成されても良い。積層構造とすることで、クラック発生を抑制しつつ、１０００ｎｍよりも厚い絶縁層１１を形成することが可能となる。
【００７９】
ｐ側電極４は、ｐ型コンタクト層（ｐ型半導体層２）の側に対向する側は少なくとも銀または銀合金を含む金属膜で構成される。この金属膜の材料は、銀単層でも良いし、銀以外の金属を含む合金層であっても良い。通常の金属単層膜の可視光帯域に対する反射効率は、４００ｎｍ以下の紫外域では波長が短くなるほど低下する傾向にあるが、銀は３７０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の紫外帯域の光に対しても高い反射効率特性を有する。そのため、紫外発光の半導体発光素子で、かつ金属膜が銀合金の場合、ｐ型コンタクト層に対向する側の金属膜は銀の成分比が大きい方が望ましい。
【００８０】
また、ｐ側電極４の膜厚は、光に対する反射効率を確保するため、１００ｎｍ以上であることが好ましい。
【００８１】
なお、ワイヤボンディングのボンダビリティ向上、ボールボンダによる金バンプ形成時のダイシェア強度向上、フリップチップマウント等のために、ｐ側電極４にパッドを別途設けても良い。パッドの膜厚は、特に限定されるものではなく、例えば１００ｎｍから１０００ｎｍの間で選ぶことができる。
【００８２】
一方、ｎ側電極７の材料は、特に限定されるものではなく、ｎ型半導体層１のオーミック電極として用いられる導電性の単層膜または多層膜で構成される。形成方法も特に限定されるものではなく、例えば電子ビーム蒸着法にて多層構造を形成後にシンター処理を行っても良い。シンター処理をする場合は、ボンダビリティ向上のため、ｎ側電極７にパッドを別途設けることが好ましい。
【００８３】
なお、ｎ側電極７に対向するｐ側電極４の領域において絶縁層１１が設けられることで、この領域の絶縁層１１に電界が印加されることになる。これにより、ｎ側電極７に対向した領域のｐ側電極の部分に印加される電界集中を緩和させることができ、より特性が安定化し、また、より信頼性の高い半導体発光素子を提供することができる。
【００８４】
また、図１に例示した具体例では、絶縁層１１は、ｐ型半導体層２の上面の一部に設けられる他に、ｐ型半導体層２及び発光層３の側面を覆うように設けられている。これにより、絶縁層１１によって、ｐ型半導体層２及び発光層３の側面を保護することができ、信頼性をより向上させる。
【００８５】
また、絶縁層１１は、ｐ型半導体層２の上面の一部、並びに、ｐ型半導体層２及び発光層３の側面に設けられる他に、ｎ型半導体層１の上にさらに設けられている。これにより、ｐ型半導体層２及び発光層３の側面をより確実に保護し、また、積層構造体１ｓの周辺部分をも保護することができ、より信頼性が向上する。
【００８６】
なお、本実施形態に係る半導体発光素子１０１は、各種の変形が可能である。  
（第１の変形例）
半導体発光素子１０１においては、ｐ側電極４として厚さ２００ｎｍのＡｇ膜が用いられていたが、第１の変形例では、ｐ側電極４として、厚さ２００ｎｍのＡｇ／Ｐｔからなる積層膜が用いられる。
【００８７】
ｐ側電極４を、Ａｇ／Ｐｔ積層膜で形成し、その後シンター処理を行うことで、ｐ型ＧａＮコンタクト層とＡｇとの界面に、ごくわずかなＰｔを拡散させることができる。これにより、Ａｇの密着性が向上する他、Ａｇ特有の高効率反射特性を損なうことなく、コンタクト抵抗を下げることができるため、ｐ側電極４に要求される高効率反射特性と低動作電圧特性とを高度に両立させることができる。
【００８８】
具体的には、ｐ側電極４にＡｇ単層膜を採用した場合と比較して、Ａｇ／Ｐｔ積層膜を採用した場合には、光出力はほぼ同じ値を示しつつ、２０ｍＡ時の動作電圧を０．３Ｖ減少させることができた。
【００８９】
ＡｇとＰｔとは固溶関係にあるため、ＰｔがＡｇと混ざることにより、Ａｇのマイグレーションを抑えることができる。その結果、高電流注入時においても高い信頼性を得ることができる。
【００９０】
また、オーミック接触特性が良好であることが望ましいｐ側電極４の反射率が低い場合には、発光した光がｐ側電極４自身で吸収されてしまうことを防ぐため、ｐ側電極４とは別に反射電極を設ける方法が考えられるが、工程が増えたり、構造が複雑になったりすることによる新たな問題を生む可能性がある。ｐ側電極４がオーミック接触特性と高効率反射特性とを高度に両立させている場合は、工程数を抑えつつ、単純な構造を採用することができるため、コストを抑えられ、高い信頼性が得られる。
【００９１】
（第２の変形例）
また、本実施形態に係る半導体発光素子１０１の第２の変形例では、素子化工程においてレーザスクライバ装置を用いて、素子化される。
【００９２】
レーザスクライバ装置は簡便でスループットが高く、再現性の良い素子化方法であり、量産性の向上が見込めるが、素子端面に形成されるレーザスクライブ痕が発光光に対して吸収領域となるため、素子端面における光吸収が無視できなくなり、光取り出し効率が低下する。
【００９３】
本実施形態に係る半導体発光素子の変形例では、ｐ側電極４とｐ型半導体層２とが接触する領域、すなわち発光領域を、素子の端から遠ざけることで、素子端面の影響を受けにくくなる。
【００９４】
このように、本実施形態に係る半導体発光素子と、レーザスクライバ装置を用いた素子化方法とを組み合わせることで、量産性を向上させつつ、素子端面における光吸収のロスを最小化することができ、さらに光取り出し効率を向上させることができる。
【００９５】
（第３の変形例）
また、本実施形態に係る半導体発光素子１０１の第３の変形例では、ｎ側電極７として、厚さ２００ｎｍのＡｇ／Ｐｔ膜が採用される。
【００９６】
第３の変形例の半導体発光素子の電極は以下のようにして作製される。  
まず、レジストリフトオフ用のパターニングされたレジストを半導体層上に形成し、ｐ型コンタクト層上のＳｉＯ２膜と、ｎ型コンタクト層上のＳｉＯ２膜と、をフッ化アンモン処理で取り除く。その後、前記ｎ型コンタクト層上のＳｉＯ２膜が取り除かれた領域と、前記ｐ型コンタクト層上のＳｉＯ２膜が取り除かれた領域よりも広い領域と、が開口するようなレジストリフトオフ用のレジストを半導体層上に形成し、真空蒸着装置を用いてＡｇ／Ｐｔを２００ｎｍの膜厚で形成し、リフトオフ後に６５０℃の窒素雰囲気で１分間シンター処理を行う。
【００９７】
単結晶ＡｌＮバッファ上の結晶を用いれば、ｎ型ＧａＮコンタクト層に高濃度Ｓｉドーピングが可能となり、ｎ側電極７とのコンタクト抵抗を大幅に減らすことができるため、従来はオーミック特性が悪く、コンタクト抵抗が高かった高効率反射膜である銀（Ａｇ／Ｐｔ）を、ｎ側電極７として採用することが可能となる。
【００９８】
ｎ側電極７を高効率反射膜で構成することにより、電極を形成した積層構造体１ｓの第１主面１ａの大半を反射構造にすることができ、半導体層内で反射を繰り返している発光光のほとんどを、基板側へ反射させることができるため、光取り出し効率のさらなる向上が見込まれる。
【００９９】
ｎ側電極７における光吸収を考慮して、発光領域（オーミック領域）とｎ側電極７とを遠ざける場合がある。この時、ｎ側電極７を高効率反射構造とすることで、ｎ側電極７における光吸収の影響を考慮する必要がなくなり、発光領域（すなわち、ｐ側電極４とｐ型半導体層２とが接触する領域）とｎ側電極７とを近づけることができる。これらの効果により、本実施形態に係る半導体発光素子の構造における光取り出し効率向上の効果を、最大限に発揮することができる。
【０１００】
（第２の実施の形態）
図５は、本発明の第２の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。  
図５に表したように、本発明の第２の実施形態に係る半導体発光素子１０２は、ｐ側電極４を覆うように設けられ、導電性を有する保護層５（第１導電層）をさらに備える。なお、保護層５は、ｐ側電極４と電気的に接触している。それ以外は、第１の実施形態に係る半導体発光素子１０１と同等とすることができるので説明を省略する。
【０１０１】
なお、この場合も、ｐ側電極４と絶縁層１１とが重なる領域においてｐ側電極４の外側の縁端から絶縁層１１の内側の縁端までの距離は、半導体発光素子の周辺部（例えば幅ａ）よりも中心部（例えば幅ｂ）の方が短い。  
また、ｐ側電極４の外側の縁端から絶縁層１１の内側の縁端までの距離は、ｎ側電極７とｐ側電極４とが対向する部分（例えば幅ｂ）よりも、ｎ側電極７とｐ側電極４とが対向する部分以外の部分、すなわち、例えば、半導体発光素子１０２の周辺部（例えば幅ａ）、の方が長い。  
そして、絶縁層１１がｐ型半導体層２と接触している領域の幅は、半導体発光素子１０２の周辺部よりも中心部の方が狭い。
【０１０２】
本実施形態に係る半導体発光素子１０２においては、ｐ側電極４を保護層５で覆うことにより、ｐ側電極４に用いられる例えば銀が、大気に暴露されること防止することができ、ｐ側電極４の劣化を抑制することができる。
【０１０３】
保護層５は、ｐ側電極４の全てを覆うように設けられることが望ましい。これにより、より信頼性が向上する。  
保護層５は、ｐ型半導体層２とは直接接触せず、例えば、保護層５とｐ型半導体層２との間には、ｐ側電極４及び絶縁層１１の少なくともいずれかが配置される。
【０１０４】
この保護層５は、ｐ側電極４を形成した後に、例えば、レジストリフトオフ用のパターニングされたレジストを形成し、ｐ側電極４の全体を覆うように、保護層５となる、例えばＰｔ／Ａｕ膜を厚さ５００ｎｍで形成し、レジストを剥離することによって形成することができる。
【０１０５】
上記の保護層５には、銀を含まない金属を用いることができる。  
保護層５に用いる材料は、特に限定されるものではなく、金属の単層膜や多層膜、金属の合金層、導電性酸化物膜の単層膜や多層膜、これらの組み合わせであっても良い。
【０１０６】
保護層５の膜厚は、特に限定されるものではなく、例えば１００ｎｍから１０００ｎｍの間で選ぶことができる。
【０１０７】
このように、本実施形態に係る半導体発光素子１０２によれば、光取り出し効率が高く、光出力の再現性が高く、さらに、高信頼性の半導体発光素子を提供することができる。
【０１０８】
（第３の実施の形態）
図６は、本発明の第３の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。  
図６に表したように、本発明の第３の実施形態に係る半導体発光素子１０３は、ｐ側電極４と保護層５との間に設けられ、導電性を有する拡散防止層６（第２導電層）をさらに備える。それ以外は、第２の実施形態に係る半導体発光素子１０２と同等とすることができるので説明を省略する。
【０１０９】
拡散防止層６は、少なくともｐ側電極４の主面と保護層５との間に設けられるが、さらに、ｐ側電極４の側面と保護層５との間に設けても良い。これにより拡散防止の効果がより向上する。ただし、保護層５に含まれる材料のｐ側電極４への拡散は、ｐ側電極４の主面に対して発生することが多いので、図６に例示した具体例のように、拡散防止層６は、ｐ側電極４の主面と保護層５との間に設けるだけでも良い。
【０１１０】
拡散防止層６には、例えば、保護層５に含まれる材料がｐ側電極４に拡散することを抑制する材料を用いることができる。ただし、本発明はこれに限らず、拡散防止層６は、保護層５に含まれる材料がｐ側電極４に拡散すること、ｐ側電極４に含まれる材料が保護層５に拡散すること、及び、保護層５に含まれる材料とｐ側電極４に含まれる材料とが反応すること、の少なくともいずれかを防ぐ機能を有する。
【０１１１】
拡散防止層６は、銀と反応しない、または銀に積極的に拡散しない材料を用いることができる。なお、拡散防止層６は、ｐ側電極４及び保護層５と電気的に接触している。
【０１１２】
拡散防止層６の材料としては、拡散防止層として使用可能な高融点金属、例えば、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）などの単層膜または積層膜が挙げられる。
【０１１３】
さらに好ましくは、ｐ側電極４に多少拡散しても問題がないように仕事関数が高く、ｐ型コンタクト層とオーミック接続特性が得られ易い金属として、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、ロジウム（Ｒｈ）、タングステン（Ｗ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）が挙げられる。
【０１１４】
拡散防止層６の膜厚は、単層膜の場合は膜状態を保てる５ｎｍから２００ｎｍの範囲であることが好ましい。積層膜の場合は、特に限定されるものではなく、例えば、１０ｎｍから１００００ｎｍの間で選ぶことができる。
【０１１５】
このような構成を有する本実施形態に係る半導体発光素子１０３は、以下のようにして作製することができる。  
すなわち、ｐ側電極４を形成した後に、レジストリフトオフ用のパターニングされたレジストを形成し、その後、拡散防止層６として、例えばＷ／Ｐｔ積層膜を６層分だけ積層する。（Ｗ／Ｐｔ）を６層積層した全体の厚さは、例えば９００ｎｍとされる。  
そして、同じく、レジストリフトオフ用のパターニングされたレジストを形成し、保護層５となる、例えばＰｔ／Ａｕを１０００ｎｍの膜厚で形成する。
【０１１６】
本実施形態に係る半導体発光素子１０３においては、さらにサブマウントに固定する際、３００℃以上の比較的高温な熱処理が必要となるＡｕＳｎハンダなどを用いても、拡散防止層６であるＷ／Ｐｔ積層膜がバリア層として機能するため、例えば保護層５の材料がｐ側電極４のＡｇに拡散することがない。
【０１１７】
このように、線膨張係数の異なる高融点金属を薄い膜厚で積層することで、歪みを緩和しつつ、拡散防止層６として厚い膜厚を確保することができる。
【０１１８】
なお、ｐ側電極４を形成した後に、密着性を上げるために、ｐ側電極４のシンター温度以下の温度で、保護層５及び拡散防止層６に対して熱処理をすることもできる。
【０１１９】
このように、本実施形態に係る半導体発光素子１０３によれば、光取り出し効率が高く、光出力の再現性が高く、さらに、高信頼性で製造コストの低い半導体発光素子を提供することができる。
【０１２０】
（第４の実施の形態）
図７は、本発明の第４の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。  
図７に表したように、本発明の第４の実施形態に係る半導体発光素子１０４においては、絶縁層１１におけるｐ側電極４とｐ型半導体層２との間に挟まれた部分の厚さは、絶縁層１１におけるそれ以外の部分よりも薄い。それ例外は、第２の実施形態に係る半導体発光素子１０２と同等とすることができるので説明を省略する。
【０１２１】
このような構成を有する本実施形態に係る半導体発光素子１０４は、以下のようにして作製することができる。  
ｐ側電極４を形成するため、まず、レジストリフトオフ用のパターニングされたレジストを半導体層上に形成し、ｐ型コンタクト層上のＳｉＯ２膜をフッ化アンモン処理でエッチングする。その際、ｐ型コンタクト層が露出しないように、フッ化アンモンの処理時間を調整する。具体的には、エッチングレート４００ｎｍ／ｍｉｎの場合、１分以内、例えば４０秒処理となる。その後、ＳｉＯ２膜がエッチングされた領域よりも広い領域が開口するようなレジストリフトオフ用のレジストを半導体層上に形成し、ｐ型コンタクト層上のＳｉＯ２膜をフッ化アンモン処理でエッチングする。その際、前記エッチングで処理した領域のｐ型コンタクト層は露出させ、前記エッチングで処理していない領域のＳｉＯ２膜直下のｐ型コンタクト層は露出させないように、フッ化アンモンの処理時間を調整する。具体的には、エッチングレート４００ｎｍ／ｍｉｎの場合、１分以内、例えば４０秒処理となる。なお、上記のＳｉＯ２膜が絶縁層１１となる。
【０１２２】
そして、真空蒸着装置を用いてｐ側電極４となるＡｇを２００ｎｍの膜厚で形成し、３５０℃の窒素雰囲気で１分間シンター処理を行う。
【０１２３】
本具体例では、ｐ側電極４とｐ型コンタクト層とで挟まれる絶縁層１１の部分の膜厚を調整することで、絶縁層１１にかかる電界の強さを調整することができる。その結果として、半導体発光素子１０４の動作電流、形状、サイズ、配置関係に合わせて、ｐ側電極４の周辺にかかる電界分布を調整することができる。
【０１２４】
さらに、ｐ側電極４とｐ型コンタクト層とで挟まれる絶縁層１１の部分の膜厚を薄くすることで、ｐ側電極４で反射される発光光が絶縁層１１で吸収される割合を減らすことができる。その結果として、半導体発光素子１０４の内部における吸収を減らすことができ、光取り出し効率が改善される。
【０１２５】
また、上記の構成により、ｐ側電極４を形成する直前までｐ型コンタクト層の表面をＳｉＯ２膜で保護できるため、ｐ型コンタクト層に対するレジストや現像液による汚染を防ぐことができる。
【０１２６】
なお、本具体例では、第２の実施形態に係る半導体発光素子１０２において、ｐ側電極４とｐ型半導体層２との間に挟まれた絶縁層１１の厚さが、それ以外の部分の絶縁層１１の厚さよりも薄いが、このような構造を、第１及び第３の実施形態に係る半導体発光素子１０１及び１０３において実施しても良い。
【０１２７】
このように、本実施形態に係る半導体発光素子１０４によれば、光取り出し効率がさらに高く、光出力の再現性が高く、さらに、半導体層の汚染等を抑制し安定して製造できる半導体発光素子を提供することができる。
【０１２８】
（第５の実施の形態）
図８は、本発明の第５の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式図である。  
すなわち、同図（ｂ）は平面図であり、同図（ａ）は同図（ｂ）のＡ−Ａ’線断面図である。  
図８に表したように、本発明の第５の実施形態に係る半導体発光素子１０５においては、ｎ側電極７がｐ側電極４を取り囲むように設けられている。例えば、半導体発光素子１０５の素子の大きさは１０００μｍ四方であり、素子の厚さは１００μｍである。
【０１２９】
なお、半導体発光素子１０５においても、ｐ側電極４と絶縁層１１とが重なる領域においてｐ側電極４の外側の縁端から絶縁層１１の内側の縁端までの距離は、半導体発光素子の周辺部よりも中心部の方が短い。
【０１３０】
すなわち、半導体発光素子１０５においては、ｎ側電極７がｐ側電極４を取り囲むように設けられ、そしてｎ側電極７は、半導体発光素子１０５のコーナー部で他の配線との接続を容易とするために、コーナー部では、辺部に比べて幅が広くなっている。そして、ｎ側電極７がコーナー部で面積が大きくなったことに伴い、ｐ側電極４の外側の縁端は、半導体発光素子１０５の辺部よりも、コーナー部において、半導体発光素子１０５の中心部側に位置している。
【０１３１】
このような構成を有する半導体発光素子１０５においては、周辺部におけるｐ側電極４の外側の縁端から絶縁層１１の内側の縁端までの距離は、辺部における幅ａであり、中心部におけるｐ側電極４の外側の縁端から絶縁層１１の内側の縁端までの距離は、コーナー部における幅ｂである。そして、幅ｂは、幅ａよりも狭くなっている。
【０１３２】
本実施形態に係る半導体発光素子１０５によれば、光取り出し効率の高い電流注入構造を実現しつつ、ｎ側電極７に必要な最小限の領域を除いた領域に、ｐ側電極４とｐ型半導体層２とが接触する領域を最適に配置することで、反射領域を最大限広げることができる。
【０１３３】
なお、半導体発光素子１０５において、発光層３挟む半導体層断面がテーパを有し、絶縁層１１がテーパ部分を斜めに被覆するように構成することもできる。  
本実施形態に係る半導体発光素子１０５のように、素子の幅と厚さの比が大きい場合、素子内でより多く多重反射を繰り返すことになるため、テーパを設けて光の反射角を変えることによって、光取り出し効率が改善される効果はより高くなる。
【０１３４】
（第６の実施の形態）
図９は、本発明の第６の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式図である。  
すなわち、同図（ｂ）は平面図であり、同図（ａ）は同図（ｂ）のＡ−Ａ’線断面図である。  
図９に表したように、本発明の第６の実施形態に係る半導体発光素子１０６においては、ｎ側電極７がｐ側電極４を取り囲むように設けられ、ｎ側電極７はさらに、半導体発光素子１０６の中央部にも設けられている。本具体例では、素子の周辺部においては、ｐ側電極４とｐ型半導体層２との間に絶縁層１１が設けられているが、中央部においては、絶縁層１１はｐ型半導体層２の上にのみ設けられており、ｐ側電極４と絶縁層１１とが重なる領域がない。それ以外は、第５の実施形態に係る半導体発光素子１０５と同様なので説明を省略する。
【０１３５】
このように、ｎ側電極７を、素子の周辺部の他に中央部にも形成することで、ｐ側電極４とｎ側電極７との間の距離を実効的に全体的に短くすることができるため、電気特性が改善される他、電気特性に大きな影響を与えずにｎ型コンタクト層を薄く設計することができ、結晶成長時間やコストを改善することができる。また、高電流注入時におけるｐ側電極４の電流集中の緩和やそれによるｐ側電極４の発光領域の拡大により、光出力や信頼性を改善することができる。
【０１３６】
そして、素子の中央部において、絶縁層１１がｐ側電極４と重ならず、ｐ型半導体層２の上にのみ設けられているので、ｎ側電極７に対向したｐ側電極４を、露光精度などのプロセス条件が許す限り、ｐ型半導体層２の縁端まで形成することができる。これにより、素子の中心付近領域での発光領域が増えることによって光出力特性が改善でき、また、オーミック面積が増えることによって電気特性が改善できる。
【０１３７】
なお、半導体発光素子１０６においても、ｐ側電極４と絶縁層１１とが重なる領域におけるｐ側電極４の外側の縁端から絶縁層１１の内側の縁端までの距離は、半導体発光素子１０６の周辺部よりも中心部の方が短い。
【０１３８】
すなわち、半導体発光素子１０６においても、ｎ側電極７がｐ側電極４を取り囲むように設けられ、そしてｎ側電極７は、コーナー部では、辺部に比べて幅が広くなっている。そして、ｐ側電極４の外側の縁端は、半導体発光素子１０６の辺部よりも、コーナー部において、半導体発光素子１０６の中心部側に位置している。  
そして、例えば、周辺部におけるｐ側電極４の外側の縁端から絶縁層１１の内側の縁端までの距離は、辺部における幅ａであり、中心部におけるｐ側電極４の外側の縁端から絶縁層１１の内側の縁端までの距離は、コーナー部における幅ｂである。そして、幅ｂは、幅ａよりも狭くなっている。
【０１３９】
（第７の実施の形態）
図１０は、本発明の第７の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式図である。  
すなわち、同図（ｂ）は平面図であり、同図（ａ）は同図（ｂ）のＡ−Ａ’線断面図である。  
図１０に表したように、本発明の第７の実施形態に係る半導体発光素子１０７においては、ｎ側電極７がｐ側電極４を取り囲むように設けられ、さらに、ｎ側電極７が半導体発光素子１０７の中央部にも設けられている。そして、半導体発光素子１０７の周辺部及び中央部において、絶縁層１１がｐ側電極４の一部とｐ型半導体層２との間に設けられている。これ以外は、半導体発光素子１０６と同様なので説明を省略する。
【０１４０】
半導体発光素子１０７においても、ｐ側電極４と絶縁層１１とが重なる領域におけるｐ側電極４の外側の縁端から絶縁層１１の内側の縁端までの距離は、半導体発光素子１０７の周辺部よりも中心部の方が短い。  
すなわち、半導体発光素子１０７においても、ｎ側電極７がｐ側電極４を取り囲むように設けられ、そしてｎ側電極７は、コーナー部では、辺部に比べて幅が広くなっている。そして、ｐ側電極４の縁端は、半導体発光素子１０７の辺部よりも、コーナー部において、半導体発光素子１０７の中心部側に位置している。  
そして、例えば、周辺部におけるｐ側電極４の外側の縁端から絶縁層１１の内側の縁端までの距離は、辺部における幅ａであり、中心部におけるｐ側電極４の外側の縁端から絶縁層１１の内側の縁端までの距離は、コーナー部における幅ｂである。そして、幅ｂは、幅ａよりも狭くなっている。
【０１４１】
さらに、素子の中心付近における発光領域が広いと、光取り出し効率が高くなる。このため、ｐ側電極４とｐ型半導体層２とが接触する面積を増やすために、素子の中央部に形成された絶縁層１１とｐ側電極４とが重なる幅ｃは、素子の外周の辺における絶縁層１１とｐ側電極４とが重なる幅ａ（ｐ側電極４の外側の縁端と絶縁層１１の内側の縁端との距離）よりも狭い方が好ましい。
【０１４２】
なお、本具体例では、中央部に設けられたｎ側電極７とｐ側電極４とが対向する部分における幅ｃは、中心部の幅ｂよりも小さいが、幅ｃは、少なくとも周辺部の幅ａよりも小さければ良い。
【０１４３】
これにより、光取り出し効率の高い電流注入構造を実現しつつ、ｎ側電極７に必要な最小限の領域を除いた領域に、ｐ側電極４とｐ型半導体層２とが接触する領域を最適に配置することで、反射領域を最大限広げることができる。
【０１４４】
本実施形態に係る半導体発光素子１０６においても、第５の実施形態で説明したように、発光層３を挟む半導体層断面をテーパ形状に加工し、絶縁層１１がテーパ部分を斜めに被覆するように構成することもできる。
【０１４５】
本実施形態に係る半導体発光素子１０６のように、素子の幅と厚さのアスペクト比が大きい場合、半導体層内で反射される発光光の反射回数も多くなり、反射角度を変えるテーパ部分の効果は大きくなるため、素子の中央部にｐ側電極４とｐ型半導体層２とが接触する領域を配置し、テーパを形成することにより、光取り出し効率は大きく向上する。
【０１４６】
図１１は、本発明の第７の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的平面図である。  
図１１に表したように、本発明の第７の実施形態に係る別の半導体発光素子１０８においては、ｎ側電極７がｐ側電極４を取り囲むように設けられ、さらに、ｎ側電極７が半導体発光素子１０８の中央部における２箇所に入りこむように設けられている。そして、半導体発光素子１０８の周辺部及び中央部において、絶縁層１１がｐ側電極４の一部とｐ型半導体層２との間に設けられている。
【０１４７】
すなわち、ｐ側電極４は、第１主面１ａの中央部の一部を除いた領域に設けられており、ｎ側電極７は、ｐ側電極４を取り囲みつつ、ｐ側電極４が設けられていない中央部に設けられている。そして、この場合も、ｐ側電極４と絶縁層１１とが重なる領域におけるｐ側電極４の外側の縁端から絶縁層１１の内側の縁端までの距離は、半導体発光素子１０８の周辺部よりも中心部の方が短い。
【０１４８】
すなわち、周辺部におけるｐ側電極４の外側の縁端から絶縁層１１の内側の縁端までの距離（例えば辺部における幅ａ）は、中心部におけるｐ側電極４の外側の縁端から絶縁層１１の内側の縁端までの距離（例えばコーナー部における幅ｂ）よりも長い。
【０１４９】
さらに、素子の中央部に形成された絶縁層１１とｐ側電極４とが重なる幅ｃは、素子の外周の辺における絶縁層１１とｐ側電極４とが重なる幅ａよりも狭い。
【０１５０】
このように、ｐ側電極４は、第１主面１ａの中央部の少なくとも一部を除いた領域に設けられ、ｎ側電極７は、ｐ側電極を取り囲みつつ、ｐ側電極４が設けられていない前記中央部に設けられ、その場合において、ｐ側電極４の外側の縁端から絶縁層１１の内側の縁端までの距離は、第１主面１ａの周辺部よりも、中央部の方が短く設定される。
【０１５１】
ここで、中央部とは、図９及び図１０に例示した「十字状」の構造のように、半導体発光素子を半導体層の積層方向に対して平行な方向からみたときの平面形状における中央の部分でも良く、また、図１１に例示したように、半導体発光素子の平面形状の周辺部に対して相対的に中央の部分でも良い。すなわち、図１１に例示した半導体発光素子１０８の場合には、ｐ側電極４は厳密な中央の部分ではなく、周辺部と比べて相対的に中央の部分の一部を除いて設けられている。そして、ｐ側電極４が除いて設けられた部分にｎ側電極７が設けられている。このように、ｐ側電極７、ｎ側電極４及び絶縁層１１の形状及び配置は、種々の変形が可能である。
【０１５２】
（第８の実施の形態）
図１２は、本発明の第８の実施形態に係る半導体発光装置の構成を例示する模式的断面図である。  
図１２に表したように、本発明の第８の実施形態に係る半導体発光装置２０１は、上記の実施形態に係る半導体発光素子１０１〜１０８及びそれらの変形例のいずれかと、蛍光体と、を組み合わせた白色ＬＥＤである。すなわち、本実施形態に係る半導体発光装置２０１は、上記のいずれかの半導体発光素子と、前記半導体発光素子から放出された光を吸収し、前記光とは異なる波長の光を放出する蛍光体と、を備える。  
なお、以下では、上記の半導体発光素子１０１と、蛍光体と、を組み合わせた場合として説明する。
【０１５３】
図１２に表したように、本実施形態に係る半導体発光装置２０１においては、セラミック等からなる容器２２の内面に反射膜２３が設けられており、反射膜２３は容器２２の内側面と底面に分離して設けられている。反射膜２３は、例えばアルミニウム等からなるものである。このうち容器２２の底部に設けられた反射膜２３の上に、半導体発光素子１０１がサブマウント２４を介して設置されている。
【０１５４】
半導体発光素子１０１には、例えばボールボンダによって金バンプ２５が形成され、サブマウント２４に固定されている。なお、金バンプを用いずに、直接サブマウントへ固定しても良い。
【０１５５】
これら半導体発光素子１０１、サブマウント２４及び反射膜２３の固定には、接着剤による接着やハンダ等を用いることが可能である。
【０１５６】
サブマウント２４の半導体発光素子側の表面には、半導体発光素子１０１のｐ側電極４とｎ側電極７とが絶縁されるようにパターニングされた電極が形成されており、それぞれ容器２２側に設けられた図示しない電極に対してボンディングワイヤ２６により接続されている。この接続は、内側面の反射膜２３と、底面の反射膜２３と、の間の部分において行われている。
【０１５７】
また、半導体発光素子１０１やボンディングワイヤ２６を覆うように赤色蛍光体を含む第１蛍光体層２１１が設けられており、この第１蛍光体層２１１の上には青色、緑色或いは黄色の蛍光体を含む第２蛍光体層２１２が形成されている。この蛍光体層の上にはシリコン樹脂からなる蓋部２７が設けられている。
【０１５８】
第１蛍光体層２１１は、樹脂及びこの樹脂中に分散された赤色蛍光体を含む。  
赤色蛍光体としては、例えばＹ2Ｏ3、ＹＶＯ4、Ｙ2（Ｐ,Ｖ）Ｏ4等を母材として用いることができ、これに３価のＥｕ（Ｅｕ3+）を付活物質として含ませる。すなわち、Ｙ2Ｏ3:Ｅｕ3+、ＹＶＯ4:Ｅｕ3+等を赤色蛍光体として用いることができる。Ｅｕ3+の濃度は、モル濃度で１％〜１０％とすることができる。赤色蛍光体の母材としては、Ｙ2Ｏ3、ＹＶＯ4の他に、ＬａＯＳやＹ2（Ｐ, Ｖ）Ｏ4等を用いることができる。また、Ｅｕ3+の他にＭｎ4+等を利用することもできる。特に、ＹＶＯ4母体に、３価のＥｕと共に少量のＢｉを添加することにより、３８０ｎｍの吸収が増大するので、さらに発光効率を高くすることができる。また、樹脂としては、例えば、シリコン樹脂等を用いることができる。
【０１５９】
また、第２蛍光体層２１２は、樹脂、並びに、この樹脂中に分散された青色、緑色及び黄色の少なくともいずれかの蛍光体、を含む。例えば、青色蛍光体と緑色蛍光体を組み合わせた蛍光体を用いても良く、また、青色蛍光体と黄色蛍光体とを組み合わせた蛍光体を用いても良く、青色蛍光体、緑色蛍光体及び黄色蛍光体を組み合わせた蛍光体を用いても良い。
【０１６０】
青色蛍光体としては、例えば（Ｓｒ，Ｃａ）10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ2+やＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27:Ｅｕ2+等を用いることができる。  
緑色蛍光体としては、例えば３価のＴｂを発光中心とするＹ2ＳｉＯ5:Ｃｅ3+，Ｔｂ3+を用いることができる。この場合、ＣｅイオンからＴｂイオンへエネルギーが伝達されることにより励起効率が向上する。緑色蛍光体としては、例えば、Ｓｒ4Ａｌ14Ｏ25:Ｅｕ2+等を用いることができる。  
黄色蛍光体としては、例えばＹ3Ａｌ5:Ｃｅ3+等を用いることができる。  
また、樹脂として、例えば、シリコン樹脂等を用いることができる。  
特に、３価のＴｂは、視感度が最大となる５５０ｎｍ付近に鋭い発光を示すので、３価のＥｕの鋭い赤色発光と組み合わせると発光効率が著しく向上する。
【０１６１】
本実施形態に係る半導体発光装置２０１によれば、半導体発光素子１０１から発生した３８０ｎｍの紫外光は、半導体発光素子１０１の基板１０側に放出され、反射膜２３における反射をも利用することにより、各蛍光体層に含まれる上記蛍光体を効率良く励起することができる。
【０１６２】
例えば、第１蛍光体層２１１に含まれる３価のＥｕ等を発光中心とする上記蛍光体は、６２０ｎｍ付近の波長分布の狭い光に変換され、赤色可視光を効率良く得ることが可能である。  
また、第２蛍光体層２１２に含まれる青色、緑色、黄色の蛍光体が、効率良く励起され、青色、緑色、黄色の可視光を効率良く得ることができる。  
これらの混色として、白色光やその他様々な色の光を、高効率でかつ演色性良く得ることが可能である。
【０１６３】
次に、本実施形態に係る半導体発光装置２０１の製造方法について説明する。  
なお、半導体発光素子１０１を作製する工程は、既に説明した方法を用いることができるので、以下では、半導体発光素子１０１が出来上がった後の工程について説明する。
【０１６４】
まず、容器２２の内面に反射膜２３となる金属膜を、例えばスパッタリング法により形成し、この金属膜をパターニングして容器２２の内側面と底面にそれぞれ反射膜２３を残す。
【０１６５】
次に、半導体発光素子１０１にボールボンダによって金バンプ２５を形成し、ｐ側電極４用とｎ側電極７用にパターニングされた電極を持つサブマウント２４の上に固定し、このサブマウント２４を容器２２の底面の反射膜２３上に設置して固定する。これらの固定には接着剤による接着やハンダ等を用いることが可能である。また、ボールボンダによる金バンプ２５を用いずに半導体発光素子１０１をサブマウント２４上に直接固定することもできる。
【０１６６】
次に、サブマウント２４上の図示しないｎ側電極及びｐ側電極をそれぞれ容器２２側に設けられた図示しない電極に対してボンディングワイヤ２６により接続する。
【０１６７】
さらに、半導体発光素子１０１やボンディングワイヤ２６を覆うように赤色蛍光体を含む第１蛍光体層２１１を形成し、この第１蛍光体層２１１上に青色、緑色或いは黄色の蛍光体を含む第２蛍光体層２１２を形成する。
【０１６８】
蛍光体層のそれぞれの形成方法は、各蛍光体を樹脂原料混合液に分散させたものを滴下し、さらに熱処理を行うことにより熱重合させて樹脂を硬化させる。なお、各蛍光体を含有する樹脂原料混合液を滴下してしばらく放置した後に硬化させることにより、各蛍光体の微粒子が沈降し、第１、第２蛍光体層２１１、２１２の下層に各蛍光体の微粒子を偏在させることができ、各蛍光体の発光効率を適宜制御することが可能である。その後、蛍光体層上に蓋部２７を設け、本実施形態に係る半導体発光装置２０１、すなわち、白色ＬＥＤが作製される。
【０１６９】
なお、既に説明したように、本実施形態に係る半導体発光装置２０１において、上記の実施形態に係る半導体発光素子１０１〜１０８及びそれらの変形例のいずれかを用いることができる。
【０１７０】
なお、本明細書において「窒化物半導体」とは、ＢｘＩｎｙＡｌｚＧａ１−ｘ−ｙ−ｚＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，０≦ｚ≦１，ｘ＋ｙ＋ｚ≦１）なる化学式において組成比ｘ，ｙ及びｚをそれぞれの範囲内で変化させた全ての組成の半導体を含むものとする。またさらに、上記化学式において、Ｎ（窒素）以外のＶ族元素もさらに含むものや、導電型などを制御するために添加される各種のドーパントのいずれかをさらに含むものも、「窒化物半導体」に含まれるものとする。
【０１７１】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、半導体発光素子を構成する半導体層、導電層、絶縁層、半導体多層膜、金属膜及び誘電体膜など各要素の形状、サイズ、材質、配置関係などに関して、また製造方法に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。  
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
【０１７２】
その他、本発明の実施の形態として上述した半導体発光素子及び半導体発光装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての半導体発光素子及び半導体発光装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【０１７３】
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【０１７４】
１  ｎ型半導体層（第１半導体層）
１ａ  第１主面
１ｂ  第２主面
１ｓ  積層構造体
２  ｐ型半導体層（第２半導体層）
３  発光層
３ａ  半導体層
４  ｐ側電極（第２電極）
５  保護層（第１導電層）
６  拡散防止層（第２導電層）
７  ｎ側電極（第１電極）
１０  基板
１１  絶縁層
２２  容器
２３  反射膜
２４  サブマウント
２５  金バンプ
２６  ボンディングワイヤ
２７  蓋部
９０、９１、１０１〜１０８  半導体発光素子
２０１  半導体発光装置
２１１、２１２  蛍光体層
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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