(57)【要約】【課題】従来よりも効率良く光を取り出すことができる半導体発光素子、発光装置、照明装置及び表示装置を提供する。【解決手段】基板１表面には、アンドープＧａＮ層２、ｎ型半導体層３、活性層４、ｐ型半導体層５がこの順に積層した半導体層３０を形成してある。半導体層３０の一部には、ｐ型半導体層５及び活性層４をエッチングなどにより除去して露出したｎ型半導体層３の表面にオーミック電極９を形成してある。基板１上にボンディング電極（ｎパッド）７を形成してあり、ボンディング電極７は、オーミック電極９を覆うようにして延設され、オーミック電極９に接続してある。半導体層３０の他の一部の側面には、半導体層３０の外周側面を被覆する被覆膜１１を形成してあり、被覆膜１１が形成された半導体層３０の近傍には、基板１上にボンディング電極（ｐパッド）８を形成してある。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板表面の一部にｎ型層、活性層及びｐ型層の順に積層した半導体層が形成された半導体発光素子において、
前記半導体層の光屈折率は、前記基板の光屈折率より高く、
前記半導体層を除去した基板表面部分にｎ型層用及びｐ型層用のボンディング電極の少なくとも一方を設けてあることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
前記ｎ型層の下側を含む前記基板表面にアンドープ半導体層を形成してあり、
前記ボンディング電極は、
前記アンドープ半導体層の表面に設けて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ｐ型層及び活性層の一部を除去して露出させたｎ型層の表面に形成されたｎ型層接合電極と、
該ｎ型層接合電極及び前記ｎ型層用のボンディング電極を接続する導電膜と
を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記ｐ型層及び活性層の一部を除去して露出させたｎ型層の表面に形成されたｎ型層接合電極を備え、
該ｎ型層接合電極は、
前記ｎ型層用のボンディング電極まで延設して該ボンディング電極に接続してあることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記ｐ型層及び活性層の一部を除去して露出させたｎ型層の表面に形成されたｎ型層接合電極を備え、
前記ｎ型層用のボンディング電極は、
前記ｎ型層接合電極まで延設して該ｎ型層接合電極に接続してあることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記ｎ型層用のボンディング電極を、前記ｐ型層及び活性層の一部を除去して露出させたｎ型層の表面まで延設して該ｎ型層に直接接続してあり、
前記ｎ型層用のボンディング電極は、ｎ型接合電極を兼ねていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体発光素子。
【請求項７】
前記ｐ型層の表面に電流拡散層を形成してあり、
ｐ型層用のボンディング電極は、
少なくともｐ型層、活性層、ｎ型層を除去して露出したアンドープ層又は基板表面に設けてあり、
前記半導体層のエッチングにより露出した外周側面を被覆する被覆膜と、
該被覆膜の表面に前記電流拡散層及びｐ型層用のボンディング電極を接続する導電膜と
を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体発光素子。
【請求項８】
前記ｐ型層の表面に電流拡散層を形成してあり、
ｐ型層用のボンディング電極は、
少なくともｐ型層、活性層、ｎ型層を除去して露出したアンドープ層又は基板表面に設けてあり、
前記電流拡散層に接続された電流拡散補助配線と、
前記半導体層のエッチングにより露出した外周側面を被覆する被覆膜と、
該被覆膜の表面に前記電流拡散補助配線及びｐ型層用のボンディング電極を接続する導電膜と
を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体発光素子。
【請求項９】
前記導電膜及びｎ型層接合電極は、同一材質の金属膜であることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の半導体発光素子。
【請求項１０】
前記ｐ型層の表面に電流拡散層を形成してあり、
前記半導体層のエッチングにより露出した外周側面を被覆する被覆膜を備え、
前記ｐ型層用のボンディング電極は、
前記被覆膜の表面上を前記電流拡散層まで延設して該電流拡散層に接続してあ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１１】
前記ｐ型層の表面に電流拡散層を形成してあり、
該電流拡散層に接続された電流拡散補助配線と、
前記半導体層のエッチングにより露出した外周側面を被覆する被覆膜と
を備え、
前記ｐ型層用のボンディング電極は、
前記被覆膜の表面上を前記電流拡散補助配線まで延設して該電流拡散補助配線に接続してあることを特徴とする請求項８に記載の半導体発光素子。
【請求項１２】
前記ｐ型層の表面に電流拡散層を形成してあり、
該電流拡散層に接続された電流拡散補助配線と、
前記半導体層のエッチングにより露出した外周側面を被覆する被覆膜と
を備え、
前記電流拡散補助配線は、
前記被覆膜の表面上を前記ｐ型層用のボンディング電極まで延設して該ボンディング電極に接続してあることを特徴とする請求項８に記載の半導体発光素子。
【請求項１３】
前記ボンディング電極は、
Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ若しくはＰｄ、又はいずれか１つを主体とした合金の金属膜を有することを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１４】
前記金属膜の膜厚は、１００ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１３に記載の半導体発光素子。
【請求項１５】
前記金属膜の最下面と前記基板表面との離隔寸法は、５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の半導体発光素子。
【請求項１６】
請求項１乃至請求項１５のいずれか１つに記載の半導体発光素子と、該半導体発光素子を収容する収容部とを備えることを特徴とする発光装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の発光装置を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項１８】
請求項１６に記載の発光装置を備えることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード又はレーザダイオード等に用いられる半導体発光素子、該半導体発光素子を備える発光装置、該発光装置を備える照明装置及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化ガリウム（ＧａＮ）系化合物半導体は、紫外線から青色の波長領域での発光効率の高さから、様々な分野に用途が広まっている。例えば、窒化ガリウム系化合物半導体を用いた発光ダイオードを蛍光体と組み合わせた白色光源による照明分野への応用が始まっている。しかし、一般家庭、オフィスなどで使用されている数十Ｗ〜１００Ｗ程度の蛍光灯を発光ダイオードに置き換えるには、コストが高くなるという問題、放熱の問題など発光ダイオードのさらなる発光効率の向上が求められている。
【０００３】
従来から、結晶成長、活性層の構造、電極の材料、チップ上の電極の配置、表面の微細加工などにより光の取り出し効率を改善するための技術が開発されている。例えば、ボンディング用の電極を発光素子の隅に配置することにより発光素子の発光効率を向上することができる半導体発光素子が開示されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第２７４８８１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の半導体発光素子及び従来の半導体発光素子では、基板表面にｎ型層、活性層及びｐ型層の順に積層した半導体層を形成し、ｐ型層及び活性層を除去して露出したｎ型層の表面に一方のボンディング電極を設ける構成であった。半導体層で発光された光は、半導体層の表面、基板の表面又は側面などから取り出される。しかし、半導体層から放出された光のうち、電極の下側に入り込んだ光は、電極下面で吸収される可能性が高く、素子全体の発光効率を低下させる要因の１つであった。このため、従来よりも一層発光効率を向上させることが望まれていた。
【０００５】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、半導体層が形成されていない又は除去された基板表面にボンディング電極を設けることにより、従来よりも効率良く光を取り出すことができる半導体発光素子、該半導体発光素子を備える発光装置、該発光装置を備える照明装置及び表示装置を提供することを目的とする。
【０００６】
また、本発明の目的は、ｎ型層又はｐ型層との電気的接合を行う部分とボンディング電極の位置とを分離することにより、さらに発光効率を向上させることができる半導体発光素子、該半導体発光素子を備える発光装置、該発光装置を備える照明装置及び表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１発明に係る半導体発光素子は、基板表面の一部にｎ型層、活性層及びｐ型層の順に積層した半導体層が形成された半導体発光素子において、前記半導体層の光屈折率は、前記基板の光屈折率より高く、前記半導体層を除去した基板表面部分にｎ型層用及びｐ型層用のボンディング電極の少なくとも一方を設けてあることを特徴とする。
【０００８】
第２発明に係る半導体発光素子は、第１発明において、前記ｎ型層の下側を含む前記基板表面にアンドープ半導体層を形成してあり、前記ボンディング電極は、前記アンドープ半導体層の表面に設けてあることを特徴とする。
【０００９】
第３発明に係る半導体発光素子は、第１発明又は第２発明において、前記ｐ型層及び活性層の一部を除去して露出させたｎ型層の表面に形成されたｎ型層接合電極と、該ｎ型層接合電極及び前記ｎ型層用のボンディング電極を接続する導電膜とを備えることを特徴とする。
【００１０】
第４発明に係る半導体発光素子は、第１発明又は第２発明において、前記ｐ型層及び活性層の一部を除去して露出させたｎ型層の表面に形成されたｎ型層接合電極を備え、該ｎ型層接合電極は、前記ｎ型層用のボンディング電極まで延設して該ボンディング電極に接続してあることを特徴とする。
【００１１】
第５発明に係る半導体発光素子は、第１発明又は第２発明において、前記ｐ型層及び活性層の一部を除去して露出させたｎ型層の表面に形成されたｎ型層接合電極を備え、前記ｎ型層用のボンディング電極は、前記ｎ型層接合電極まで延設して該ｎ型層接合電極に接続してあることを特徴とする。
【００１２】
第６発明に係る半導体発光素子は、第１発明又は第２発明において、前記ｎ型層用のボンディング電極を、前記ｐ型層及び活性層の一部を除去して露出させたｎ型層の表面まで延設して該ｎ型層に直接接続してあり、前記ｎ型層用のボンディング電極は、ｎ型接合電極を兼ねていることを特徴とする。
【００１３】
第７発明に係る半導体発光素子は、第１発明又は第２発明において、前記ｐ型層の表面に電流拡散層を形成してあり、ｐ型層用のボンディング電極は、少なくともｐ型層、活性層、ｎ型層を除去して露出したアンドープ層又は基板表面に設けてあり、前記半導体層のエッチングにより露出した外周側面を被覆する被覆膜と、該被覆膜の表面に前記電流拡散層及びｐ型層用のボンディング電極を接続する導電膜とを備えることを特徴とする。
【００１４】
第８発明に係る半導体発光素子は、第１発明又は第２発明において、前記ｐ型層の表面に電流拡散層を形成してあり、ｐ型層用のボンディング電極は、少なくともｐ型層、活性層、ｎ型層を除去して露出したアンドープ層又は基板表面に設けてあり、前記電流拡散層に接続された電流拡散補助配線と、前記半導体層のエッチングにより露出した外周側面を被覆する被覆膜と、該被覆膜の表面に前記電流拡散補助配線及びｐ型層用のボンディング電極を接続する導電膜とを備えることを特徴とする。
【００１５】
第９発明に係る半導体発光素子は、第７発明又は第８発明において、前記導電膜及びｎ型層接合電極は、同一材質の金属膜であることを特徴とする。
【００１６】
第１０発明に係る半導体発光素子は、第７発明において、前記ｐ型層の表面に電流拡散層を形成してあり、前記半導体層のエッチングにより露出した外周側面を被覆する被覆膜を備え、前記ｐ型層用のボンディング電極は、前記被覆膜の表面上を前記電流拡散層まで延設して該電流拡散層に接続してあることを特徴とする。
【００１７】
第１１発明に係る半導体発光素子は、第８発明において、前記ｐ型層の表面に電流拡散層を形成してあり、該電流拡散層に接続された電流拡散補助配線と、前記半導体層のエッチングにより露出した外周側面を被覆する被覆膜とを備え、前記ｐ型層用のボンディング電極は、前記被覆膜の表面上を前記電流拡散補助配線まで延設して該電流拡散補助配線に接続してあることを特徴とする。
【００１８】
第１２発明に係る半導体発光素子は、第８発明において、前記ｐ型層の表面に電流拡散層を形成してあり、該電流拡散層に接続された電流拡散補助配線と、前記半導体層のエッチングにより露出した外周側面を被覆する被覆膜とを備え、前記電流拡散補助配線は、前記被覆膜の表面上を前記ｐ型層用のボンディング電極まで延設して該ボンディング電極に接続してあることを特徴とする。
【００１９】
第１３発明に係る半導体発光素子は、第１発明乃至第１２発明のいずれか１つにおいて、前記ボンディング電極は、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ若しくはＰｄ、又はいずれか１つを主体とした合金の金属膜を有することを特徴とする。
【００２０】
第１４発明に係る半導体発光素子は、第１３発明において、前記金属膜の膜厚は、１００ｎｍ以上であることを特徴とする。
【００２１】
第１５発明に係る半導体発光素子は、第１３発明又は第１４発明において、前記金属膜の最下面と前記基板表面との離隔寸法は、５０ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００２２】
第１６発明に係る発光装置は、第１発明乃至第１５発明のいずれか１つに係る半導体発光素子と、該半導体発光素子を収容する収容部とを備えることを特徴とする。
【００２３】
第１７発明に係る照明装置は、第１６発明に係る発光装置を備えることを特徴とする。
【００２４】
第１８発明に係る表示装置は、第１６発明に係る発光装置を備えることを特徴とする。
【００２５】
第１発明にあっては、基板表面の半導体層の光屈折率は、基板の光屈折率より高くしてある。例えば、半導体層が窒化ガリウム系化合物半導体の場合、光屈折率は２．５程度であり、基板がサファイア基板の場合、光屈折率は１．７７程度である。ｎ型及びｐ型のボンディング電極の少なくとも一方を半導体層が形成されていない又は除去された基板表面に設けてある。従来は、例えば、サファイア基板上にｎ型層、活性層及びｐ型層の順に積層した半導体層を形成し、ｐ型層及び活性層の一部を除去して露出したｎ型層の表面にｎ型層用のボンディング電極を設ける構成であった。この場合、ボンディング電極の下側には、光屈折率の高い（例えば、２．５程度）Ｇａｎ系半導体層とさらにその下側に光屈折率の低い（例えば、１．７７程度）サファイア基板とが配置される。Ｇａｎ系半導体層と基板との境界において光屈折率の差があるため、Ｇａｎ系半導体層側から基板側に進入しようとする光は、入射角に応じて境界面で全反射する場合がある。そして、ｎ型ボンディング電極を設ける部分の下のＧａＮ系半導体層の厚さが厚いほど、その下に光が進入しやすくなる。進入した光は、半導体層と基板との境界面、及び半導体層とボンディング電極との境界面で反射を繰り返しながら進むが、ボンディング電極下面の吸収があるため、半導体層の厚みが厚いほど、ボンディング電極下面で吸収される光が多くなり、光の取り出し効率が低下する。一方、基板表面にボンディング電極を設ける場合には、ボンディング電極下側の基板内の光の密度がＧａＮ系半導体層の場合より小さいため、ボンディング電極下面で吸収される光が少なくなり、光の取り出し効率が向上する。
【００２６】
第２発明にあっては、基板表面にアンドープ半導体層を形成してあり、その表面に半導体層を形成してある。ボンディング電極は、ｐ型層、活性層及びｎ型層の一部を除去して露出したアンドープ半導体層の表面にボンディング電極を設けてある。これにより、ボンディング電極の下側の半導体層の厚みを小さくすることができ、ボンディング電極の下側に進入する光を少なくし、ボンディング電極下面で吸収される光を少なくし、光の取り出し効率が向上させることができる。なお、この場合、アンドープ半導体層を除去して基板表面にボンディング電極を設けることもできる。
【００２７】
第３発明にあっては、ｐ型層及び活性層の一部を除去して露出させたｎ型層の表面にｎ型層接合電極を形成してある。ｎ型層接合電極は、ｎ型層との電気的接合（オーミック接合）を行う部分である。ｎ型層接合電極とｎ型層用のボンディング電極とを導電膜で接続してある。これにより、半導体層との電気的接合を行う部分とボンディング電極とを物理的に分離することができ、ｎ型層接合電極の材質とボンディング電極の材質とを分けることが可能となる。例えば、ｎ型層接合電極の材質を接触抵抗が低い金属とし、基板上の占有面積が比較的大きいボンディング電極の材質を光学的反射率の大きい金属とすることができ、一層、光の取り出し効率を向上させることができる。あるいは、ボンディング電極を機械的強度に優れた金属としてもよい。
【００２８】
第４発明にあっては、ｐ型層及び活性層の一部を除去して露出させたｎ型層の表面にｎ型層接合電極を形成してある。ｎ型層接合電極は、ｎ型層との電気的接合（オーミック接合）を行う部分である。ｎ型層接合電極は、ｎ型層用のボンディング電極まで延設してボンディング電極に接続してある。これにより、半導体層との電気的接合を行う部分とボンディング電極とを物理的に分離することができ、ｎ型層接合電極の材質とボンディング電極の材質とを分けることが可能となる。例えば、ｎ型層接合電極の材質を接触抵抗が低い金属とし、基板上の占有面積が比較的大きいボンディング電極の材質を光学的反射率の大きい金属とすることができ、一層、光の取り出し効率を向上させることができる。あるいは、ボンディング電極を機械的強度に優れた金属としてもよい。また、ｎ型層接合電極をｎ型層用のボンディング電極まで延設してボンディング電極に接続するので、ｎ型層接合電極とボンディング電極とを接続するための導電膜の形成工程が不要となり、製造プロセスを簡略化することができる。
【００２９】
第５発明にあっては、ｐ型層及び活性層の一部を除去して露出させたｎ型層の表面にｎ型層接合電極を形成してある。ｎ型層接合電極は、ｎ型層との電気的接合（オーミック接合）を行う部分である。ｎ型層用のボンディング電極は、ｎ型層接合電極まで延設してｎ型層接合電極に接続してある。これにより、半導体層との電気的接合を行う部分とボンディング電極とを物理的に分離することができ、ｎ型層接合電極の材質とボンディング電極の材質とを分けることが可能となる。例えば、ｎ型層接合電極の材質を接触抵抗が低い金属とし、基板上の占有面積が比較的大きいボンディング電極の材質を光学的反射率の大きい金属とすることができ、一層、光の取り出し効率を向上させることができる。あるいは、ボンディング電極を機械的強度に優れた金属としてもよい。また、ｎ型層用のボンディング電極をｎ型層接合電極まで延設してｎ型層接合電極に接続するので、ｎ型層接合電極とボンディング電極とを接続するための導電膜の形成工程が不要となり、製造プロセスを簡略化することができる。
【００３０】
第６発明にあっては、ｎ型層用のボンディング電極を、ｐ型層及び活性層の一部を除去して露出させたｎ型層の表面まで延設してｎ型層に直接接続してある。また、ｎ型層用のボンディング電極は、ｎ型接合電極を兼ねている。これにより、ｎ型層との電気的接合を行うｎ型層接合電極の形成工程及びｎ型層接合電極とボンディング電極とを接続するための導電膜の形成工程が不要となり、製造プロセスをさらに簡略化することができる。
【００３１】
第７発明にあっては、ｐ型層の表面に電流拡散層を形成してあり、半導体層のエッチングにより露出した外周側面を被覆する被覆膜を形成してある。被覆膜は、例えば、透明誘電体膜を用いることができ、半導体層の側面に露出したｎ型層及び活性層とｐ型のボンディング電極との電気的短絡を防止する。被覆膜の表面に電流拡散層とｐ型のボンディング電極とを接続する導電膜を形成してある。これにより、電流拡散層との電気的接合を行う部分とボンディング電極とを物理的に分離することができ、ボンディング電極の材質とボンディング電極と電流拡散層とを結ぶ配線の材質とを分けることが可能となる。例えば、上記配線の材質を電流拡散層との接触抵抗が低い金属とし、基板上の占有面積が比較的大きいボンディング電極の材質を光学的反射率の大きい金属とすることができ、一層、光の取り出し効率を向上させることができる。あるいは、ボンディング電極を機械的強度に優れた金属としてもよい。
【００３２】
第８発明にあっては、ｐ型層の表面に電流拡散層を形成してあり、電流拡散補助配線を電流拡散層に接続してある。電流拡散補助配線は、電流拡散層の表面に設ける構成でもよく、ｐ型層の表面に設ける構成でもよく、あるいは、ｐ型層の表面と電流拡散層の表面との両方跨った構成でもよい。半導体層のエッチングにより露出した外周側面を被覆する被覆膜を形成してある。被覆膜は、例えば、透明誘電体膜を用いることができ、半導体層の側面に露出したｎ型層及び活性層とｐ型のボンディング電極との電気的短絡を防止する。被覆膜の表面に電流拡散補助配線とｐ型のボンディング電極とを接続する導電膜を形成してある。これにより、電流拡散補助配線との電気的接合を行う部分とボンディング電極とを物理的に分離することができ、電流拡散補助配線の材質とボンディング電極の材質とを分けることが可能となる。例えば、電流拡散補助配線の材質を電流拡散層との接触抵抗が低い金属とし、基板上の占有面積が比較的大きいボンディング電極の材質を光学的反射率の大きい金属とすることができ、一層、光の取り出し効率を向上させることができる。あるいは、ボンディング電極を機械的強度に優れた金属としてもよい。
【００３３】
第９発明にあっては、ｎ型層接合電極と被覆膜の表面に形成する導電膜とは、同一材質の金属膜である。これにより、導電膜とｎ型層接合電極とを同時に形成することができ、製造プロセスをさらに簡略化することができる。
【００３４】
第１０発明にあっては、ｐ型層の表面に電流拡散層を形成してあり、半導体層のエッチングにより露出した外周側面を被覆する被覆膜を形成してある。被覆膜は、例えば、透明誘電体膜を用いることができ、半導体層の側面に露出したｎ型層及び活性層とｐ型のボンディング電極との電気的短絡を防止する。被覆膜の表面上をｐ型のボンディング電極を電流拡散層まで延設し電流拡散層に接続してある。これにより、電流拡散層とｐ型のボンディング電極とを接続するための導電膜の形成工程が不要となり、製造プロセスを簡略化することができる。
【００３５】
第１１発明にあっては、ｐ型層の表面に電流拡散層を形成してあり、電流拡散補助配線を電流拡散層に接続してある。電流拡散補助配線は、電流拡散層の表面に設ける構成でもよく、ｐ型層の表面に設ける構成でもよく、あるいは、ｐ型層の表面と電流拡散層の表面との両方跨った構成でもよい。半導体層のエッチングにより露出した外周側面を被覆する被覆膜を形成してある。被覆膜は、例えば、透明誘電体膜を用いることができ、半導体層の側面に露出したｎ型層及び活性層とｐ型のボンディング電極との電気的短絡を防止する。被覆膜の表面上をｐ型のボンディング電極を電流拡散補助配線まで延設し電流拡散補助配線に接続してある。これにより、電流拡散補助配線とｐ型のボンディング電極とを接続するための導電膜の形成工程が不要となり、製造プロセスを簡略化することができる。
【００３６】
第１２発明にあっては、ｐ型層の表面に電流拡散層を形成してあり、電流拡散補助配線を電流拡散層に接続してある。電流拡散補助配線は、電流拡散層の表面に設ける構成でもよく、ｐ型層の表面に設ける構成でもよく、あるいは、ｐ型層の表面と電流拡散層の表面との両方跨った構成でもよい。半導体層のエッチングにより露出した外周側面を被覆する被覆膜を形成してある。被覆膜は、例えば、透明誘電体膜を用いることができ、半導体層の側面に露出したｎ型層及び活性層とｐ型のボンディング電極との電気的短絡を防止する。被覆膜の表面上を電流拡散補助配線をｐ型のボンディング電極まで延設しｐ型のボンディング電極に接続してある。これにより、電流拡散補助配線とｐ型のボンディング電極とを接続するための導電膜の形成工程が不要となり、製造プロセスを簡略化することができる。
【００３７】
第１３発明にあっては、ボンディング電極は、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ若しくはＰｄ、又はいずれか１つを主体とした合金の金属膜を有する。この場合、ボンディング電極全体をＡｇ、Ａｌ、Ａｕ若しくはＰｄ、又はいずれか１つを主体とした合金の金属膜としてもよく、あるいは、ボンディング電極の一部を前記金属膜としてもよい。これにより、ボンディング電極での光反射率を大きくし、ボンディング電極下面で吸収される光の量を少なくして光の取り出し効率を向上させることができる。
【００３８】
第１４発明にあっては、金属膜の膜厚は、１００ｎｍ以上とする。膜厚が１００ｎｍより薄い場合には、光の反射率を上げることができず、ボンディング電極下面で吸収される光の量が増加する。膜厚を１００ｎｍ以上とすることにより、光の取り出し効率を向上させることができる。
【００３９】
第１５発明にあっては、金属膜の最下面と基板表面との離隔寸法は、５０ｎｍ以下とする。ボンディング電極の最下層がＡｇ、Ａｌ、Ａｕ若しくはＰｄ、又はいずれか１つを主体とした合金の金属膜でない場合、離隔寸法が５０ｎｍを超えると光の反射率が低下し、ボンディング電極下面で吸収される光の量が増加する。離隔寸法を５０ｎｍ以下にすることにより、光の取り出し効率を向上させることができる。
【００４０】
第１６発明にあっては、発光装置は、上述の半導体発光素子を収容してある。これにより、光の取り出し効率を向上させることができる発光装置を提供することができる。
【００４１】
第１７発明にあっては、上述の発光装置を備えることにより、光の取り出し効率を向上させた照明装置を提供することができる。
【００４２】
第１８発明にあっては、上述の発光装置を備えることにより、光の取り出し効率を向上させた表示装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、ボンディング電極下側に進入する光を少なくすることができ、ボンディング電極下面で吸収される光の量が少なくなり、従来よりも効率良く光を取り出すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
実施の形態１
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る半導体発光素子１００の平面図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。半導体発光素子（以下、発光素子という）１００は、複数の発光素子が形成されたウェハを所定の寸法で直方体状に切断して各発光素子を分離したものであり、例えば、ＬＥＤチップである。図１及び図２において、１はサファイア基板である。サファイア基板１（以下、基板という）の縦横寸法は、例えば、概略０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度である。
【００４５】
基板１の上側表面（上面）中央部には、ＡｌＮバッファ層（不図示）、アンドープＧａＮ層２、ｎ型半導体層３、活性層４、ｐ型半導体層５がこの順に積層してある。アンドープＧａＮ層２の膜厚は、例えば、約２μｍである。ｎ型半導体層３は、例えば、約２μｍ程度のｎ−ＧａＮ（窒化ガリウム）層、ｎ−ＡｌＧａＩｎＮクラッド層などから成る。活性層４は、ＧａＮ／ＩｎＧａＮ−ＭＱＷ（Multi-quantum Well、多重量子井戸層）型活性層などから成る。また、ｐ型半導体層５は、ｐ−ＡｌＧａＩｎＮ層、約０．３μｍ程度のｐ−ＧａＮ層、コンタクト層としてのｐ−ＩｎＧａＮ層などから成る。これにより、化合物半導体層を形成して、半導体層３０としてのＬＥＤ構造をなしている。なお、アンドープＧａＮ層２を形成しない構成であってもよい。
【００４６】
ｐ型半導体層５の上面には、電流拡散層６を形成してある。電流拡散層６は、例えば、導電性の透明膜であるＩＴＯ膜（インジウム錫酸化膜）である。半導体層３０の一部には、ｐ型半導体層５及び活性層４をエッチングなどにより除去して露出したｎ型半導体層３の表面にオーミック電極９を形成してある。
【００４７】
オーミック電極９は、例えば、真空蒸着によりＶ／Ａｌ／Ｖ／Ａｕを成膜し、リフトオフ法でパターニングを行い、Ａｒ雰囲気中でＲＴＡ（Rapid Thermal anneal）により約５００℃に加熱して形成することができる。オーミック電極９は、ｎ型半導体層３との電気的接合を行う部分である。
【００４８】
オーミック電極９が形成された半導体層３０の近傍には、基板１上にボンディング電極（ｎパッド）７を形成してある。ボンディング電極７は、オーミック電極９を覆うようにして延設され、オーミック電極９に接続してある。これにより、オーミック電極９とボンディング電極７とを電気的に接続してある。
【００４９】
半導体層３０の近傍のオーミック電極とは異なる場所の側面には、半導体層３０の外周側面を被覆する被覆膜１１を形成してある。被覆膜１１は、例えば、透明誘電体膜を用いることができる。被覆膜１１が形成された半導体層３０の近傍には、基板１上にボンディング電極（ｐパッド）８を形成してある。
【００５０】
ボンディング電極８は、被覆膜１１の表面上を電流拡散層６まで延設してあり、電流拡散層６に接続してあるとともに、電流拡散層６の表面上で電流拡散補助配線１０を構成している。これにより、ボンディング電極８と電流拡散層６とを電気的に接続してある。被覆膜１１は、ボンディング電極８がＮ型半導体層３及び活性層４と電気的に接触することを防止する。
【００５１】
図１に示すように、ボンディング電極７、８は、平面視が円状であって、矩形状の基板１の対向する辺の周辺部略中央に配置してある。
【００５２】
ボンディング電極７、８は、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ若しくはＰｄ、又はいずれか１つを主体とした合金の金属膜を有する。この場合、ボンディング電極７、８全体をＡｇ、Ａｌ、Ａｕ若しくはＰｄ、又はいずれか１つを主体とした合金の金属膜としてもよく、あるいは、ボンディング電極７、８の一部を上述の金属膜としてもよい。金属膜の膜厚は、１００ｎｍ以上である。また、ボンディング電極７、８の最下面にＡｌＮバッファ層などの上述の金属膜と組成の異なる層が存在する場合、その層の膜厚は、５０ｎｍ以下としてある。
【００５３】
ボンディング電極７、８には、不図示のワイヤがボンディングされ、外部からそれぞれ正負の電圧が印加される。これにより、ボンディング電極８からの電流は、電流拡散補助配線１０を流れ、電流拡散層６全体を通じてｐ型半導体層５、活性層４、ｎ型半導体層３へ流れ、オーミック電極９を通じてボンディング電極７へ流れることになり、活性層４の広い範囲で光を出射することが可能となる。
【００５４】
発光素子１００が上述の構成をなすことにより、発光素子１００の内部の活性層４から出射される光を発光素子１００の上面側及び側面側から取り出すことができる。なお、発光素子１００を、例えば、砲弾型又は表面実装型などのパッケージに組み込んでＬＥＤパッケージ（発光装置）を構成する場合に、光をパッケージ上面に反射させる反射構造をパッケージ側に設け、上面側に効率よく光を出射させることができる。
【００５５】
図３は半導体層３０から出射される光の様子を示す模式図である。図３（ａ）は従来の半導体発光素子の場合を示し、図３（ｂ）は本発明の発光素子１００の場合を示す。基板１がサファイア基板の場合、光屈折率は１．７７程度である。また、ｎ型半導体層３、活性層４、ｐ型半導体層５で構成される半導体層が窒化ガリウム系化合物半導体の場合、光屈折率は２．５程度である。
【００５６】
図３（ａ）に示すように、従来の発光素子では、ｐ型半導体層５及び活性層４をエッチング等で除去して露出したｎ型半導体層３の表面にボンディング電極７を設ける構成であった。この場合、ボンディング電極７の下側には、光屈折率の高い（例えば、２．５程度）ｎ型半導体層３とさらにその下側に光屈折率の低い（例えば、１．７７程度）基板１とが配置される。ｎ型半導体層３と基板１との境界において光屈折率の差があるため、ｎ型半導体層３から基板１へ進入しようとする光は、入射角に応じて境界面で全反射する場合がある。そして、ボンディング電極７下側のｎ型半導体層３に進入する光が増加する。このため、ボンディング電極７下面で吸収される光が多くなり、光の取り出し効率が低下する。
【００５７】
一方、図３（ｂ）に示すように、本発明の発光素子１００では、基板１の表面にボンディング電極７を設ける構成であるため、ボンディング電極７下側にｎ型半導体層３が配されている場合のようにボンディング電極７の下側に進入する光は多くなく、ボンディング電極７下面で吸収される光が少なくなり、光の取り出し効率が向上する。
【００５８】
なお、図３の例では、基板１表面のアンドープ半導体層を省略しているが、アンドープ半導体層が存在する場合には、ｐ型半導体層５、活性層４及びｎ型半導体層３を除去して露出したアンドープ半導体層（不図示）の表面にボンディング電極７を設けてもよい。この場合には、ボンディング電極７の下側の半導体層の厚みを小さくすることができ、ボンディング電極７の下側に進入する光を少なくし、ボンディング電極７下面で吸収される光を少なくし、光の取り出し効率が向上させることができる。
【００５９】
図３では、ボンディング電極７の場合について説明したが、ボンディング電極８の場合も同様である。
【００６０】
次に本発明に係る発光素子１００の製造方法について説明する。図４及び図５は発光素子１００の製造工程を示す説明図である。図４（ａ）に示すように、有機金属化学気相成長法（ＭＯ−ＣＶＤ法）により、基板（サファイア基板）１上に、最初に約４００℃でＡｌＮバッファ層(不図示)を成長させ、その後、約２μｍのアンドープＧａＮ層２、約２μｍのｎ−ＧａＮ層、ｎ−ＡｌＧａＩｎＮクラッド層などからなるｎ型半導体層３、ＧａＮ／ＩｎＧａＮ−ＭＱＷ型の活性層４、ｐ−ＡｌＧａＩｎＮ層、約０．３μｍ程度のｐ−ＧａＮ層、コンタクト層としてのｐ−ＩｎＧａＮ層などからなるｐ型半導体層５をこの順に形成したＬＥＤ構造を生成する。ＭＯ−ＣＶＤ装置から取り出した基板１に紫外線を照射しながら、約４００℃に加熱し、ｐ型半導体層５の活性化を行う。
【００６１】
図４（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィとドライエッチングにより、フォトレジストをマスクとして、発光素子１００の外周部、ボンディング電極（ｎパッド）７及びボンディング電極（ｐパッド）８を配置する部分を基板１の表面が露出するまで塩素系ガスでドライエッチングする。
【００６２】
次に、図４（ｃ）に示すように、ドライエッチングによりｐ型半導体層５及び活性層４を除去してｎ型半導体層３が露出するまでエッチングし、オーミック電極（ｎオーミック電極）９を設けるための領域３１を形成する。
【００６３】
次に、図４（ｄ）に示すように、ｐ型半導体層５の表面に導電性の透明膜であるＩＴＯ膜を真空蒸着及びスパッタリングにより約２００ｎｍ成膜して電流拡散層６を形成する。
【００６４】
次に、図５（ｅ）に示すように、真空蒸着によりＶ／Ａｌ／Ｖ／Ａｕを成膜し、リフトオフ法でパターニングを行い、Ａｒ雰囲気中でＲＴＡ（Rapid Thermal anneal）により約５００℃に加熱してオーミック電極９及びＩＴＯ膜のアニールを同時に行う。これにより、オーミック電極９を形成する。
【００６５】
次に、プラズマＣＶＤにより、ＳｉＯ2 膜を全面に成膜し、図５（ｆ）に示すように、希釈フッ酸により、ボンディング電極７、８を設ける部分、電流拡散層６とボンディング電極（ｐパッド）８との接合部、素子分離部（基板１の端部）のＳｉＯ2 膜を除去する。なお、図５（ｆ）以降では、アンドープＧａＮ層２、ｎ型半導体層３、活性層４、ｐ型半導体層５などを積層して構成される半導体層の側面を被覆する被覆膜（ＳｉＯ2 膜）１１のみを図示し、他のＳｉＯ2 膜は省略している。
【００６６】
さらに、図５（ｇ）に示すように、ボンディング電極７、８、電流拡散補助配線１０を形成するため、真空蒸着でＴｉ／Ａｕを成膜し、リフトオフによりパターニングする。その後、レーザスクライビングにより素子分離を行い、ＬＥＤウェハ（半導体発光素子）を完成する。被覆膜１１は、半導体層の側面に露出したｎ型半導体層３及び活性層４等とボンディング電極８との電気的短絡を防止する。
【００６７】
この場合、ボンディング電極（ｎパッド）７は、オーミック電極（ｎ型層接合電極）９まで延設してオーミック電極９に接続してある。これにより、半導体層との電気的接合を行う部分（オーミック電極９）とボンディング電極７とを物理的に分離することができ、オーミック電極９の材質とボンディング電極７の材質とを分けることが可能となる。例えば、オーミック電極９の材質を接触抵抗が低い金属（例えば、Ｖ／Ａｌ／Ｖ／Ａｕ）とし、基板上の占有面積が比較的大きいボンディング電極７の材質を光学的反射率の大きい金属（例えば、Ｎｉ／Ａｌ）とすることができ、ボンディング電極７下面で吸収される光の量を低減して光の取り出し効率を向上させることができる。あるいは、ボンディング電極７の材質を機械的強度に優れた金属（例えば、Ｔｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ａｕなど）としてもよい。これにより、ボンディングがし易くなり、かつ剥がれにくくなる。また、ボンディング電極７をオーミック電極９まで延設してオーミック電極９に接続するので、オーミック電極９とボンディング電極７とを接続するための導電膜の形成工程が不要となり、製造プロセスを簡略化することができる。
【００６８】
また、被覆膜１１の表面上を、ボンディング電極８を電流拡散層６まで延設し電流拡散層６に接続してある。これにより、電流拡散層６とボンディング電極８とを接続するための導電膜の形成工程が不要となり、製造プロセスを簡略化することができる。また、ボンディング電極８と電流拡散補助配線１０とを同時に形成することができる。
【００６９】
なお、上述の例で、電流拡散補助配線１０を設けない構成とすることもできる。
【００７０】
発光素子１００では、基板１の表面にボンディング電極７を設ける構成であるため、ボンディング電極７下側にｎ型半導体層３が配されている場合のようにボンディング電極７の下側に進入する光は多くなく、ボンディング電極７下面で吸収される光が少なくなり、光の取り出し効率が向上する。また、ボンディング電極８についても、基板１の表面に設けているので、ボンディング電極８下面で吸収される光が少なくなり、光の取り出し効率が向上する。
【００７１】
実施の形態２
図６は実施の形態２の半導体発光素子１１０の平面図であり、図７は図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。実施の形態１と同様の箇所は同一符号を付している。半導体発光素子（以下、発光素子という）１１０は、複数の発光素子が形成されたウェハを所定の寸法で直方体状に切断して各発光素子を分離したものであり、例えば、ＬＥＤチップである。図６及び図７において、１はサファイア基板である。サファイア基板１（以下、基板という）の縦横寸法は、例えば、概略０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度である。
【００７２】
基板１の上側表面（上面）中央部には、実施の形態１と同様に、ＡｌＮバッファ層（不図示）、アンドープＧａＮ層２、ｎ型半導体層３、活性層４、ｐ型半導体層５がこの順に積層してある。これにより、化合物半導体層を形成して、半導体層３０としてのＬＥＤ構造をなしている。なお、アンドープＧａＮ層２を形成しない構成であってもよい。
【００７３】
ｐ型半導体層５の上面には、電流拡散層６を形成してある。電流拡散層６は、例えば、導電性の透明膜であるＩＴＯ膜（インジウム錫酸化膜）である。半導体層３０の略中央には、ｎ型ボンディング電極を設けるために、半導体層３０をエッチングにより除いて基板１を露出した部分があり、その周囲には、ｐ型半導体層５及び活性層４をエッチングなどにより除去して露出したｎ型半導体層３の表面にオーミック電極９を形成してある。
【００７４】
オーミック電極９は、例えば、真空蒸着によりＶ／Ａｌ／Ｖ／Ａｕを成膜し、リフトオフ法でパターニングを行い、Ａｒ雰囲気中でＲＴＡ（Rapid Thermal anneal）により約５００℃に加熱して形成することができる。オーミック電極９は、ｎ型半導体層３との電気的接合を行う部分である。
【００７５】
オーミック電極９が形成された半導体層３０の内側には、基板１上にボンディング電極（ｎパッド）７を形成してある。ボンディング電極７は、オーミック電極９を覆うようにして延設され、オーミック電極９に接続してある。これにより、オーミック電極９とボンディング電極７とを電気的に接続してある。
【００７６】
半導体層３０のｐ型ボンディング電極８と対向する側面には、半導体層３０の外周側面を被覆する被覆膜１１を形成してある。被覆膜１１は、例えば、透明誘電体膜を用いることができる。被覆膜１１が形成された半導体層３０の近傍には、基板１上にボンディング電極（ｐパッド）８を形成してある。
【００７７】
電流拡散層６の表面には、電流拡散補助配線１２を形成してある。電流拡散補助配線１２は、例えば、真空蒸着によりＶ／Ａｌ／Ｖ／Ａｕを成膜し、リフトオフ法でパターニングを行い、Ａｒ雰囲気中でＲＴＡ（Rapid Thermal anneal）により約５００℃に加熱して形成することができる。電流拡散補助配線１２は、電流拡散層６を介してｐ型半導体層５との電気的接合を行う部分である。
【００７８】
ボンディング電極８は、被覆膜１１の表面上を電流拡散補助配線１２まで延設して電流拡散補助配線１２に接続してある。これにより、ボンディング電極８と電流拡散補助配線１２とを電気的に接続してある。被覆膜１１は、ボンディング電極８がＮ型半導体層３及び活性層４と電気的に接触することを防止する。
【００７９】
図６に示すように、ボンディング電極７、８は、平面視が円状であり、ボンディング電極（ｎパッド）７は、矩形状の基板１の略中央部に配置してあり、ボンディング電極（ｐパッド）８は、基板１の角部に配置してある。
【００８０】
ボンディング電極７、８は、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ若しくはＰｄ、又はいずれか１つを主体とした合金の金属膜を有する。この場合、ボンディング電極７、８全体をＡｇ、Ａｌ、Ａｕ若しくはＰｄ、又はいずれか１つを主体とした合金の金属膜としてもよく、あるいは、ボンディング電極７、８の一部を上述の金属膜としてもよい。金属膜の膜厚は、１００ｎｍ以上である。また、ボンディング電極７、８と基板１との間にアンドープＧａＮ層が存在する場合、その層の膜厚は、５０ｎｍ以下としてある。
【００８１】
ボンディング電極８、７には、不図示のワイヤがボンディングされ、外部からそれぞれ正負の電圧が印加される。これにより、ボンディング電極８からの電流は、電流拡散補助配線１２を流れ、電流拡散層６全体を通じてｐ型半導体層５、活性層４、ｎ型半導体層３へ流れ、オーミック電極９を通じてボンディング電極７へ流れることになり、半導体層３０の広い範囲で光を出射することが可能となる。
【００８２】
実施の形態２においても、実施の形態１と同様に、発光素子１１０では、基板１の表面にボンディング電極７を設ける構成であるため、ボンディング電極７下側にｎ型半導体層３が配されている場合のようにボンディング電極７の下側に進入する光は多くなく、ボンディング電極７下面で吸収される光が少なくなり、光の取り出し効率が向上する。また、ボンディング電極８についても、基板１の表面に設けているので、ボンディング電極８下面で吸収される光が少なくなり、光の取り出し効率が向上する。
【００８３】
次に、実施の形態２の発光素子１１０の製造方法について説明する。図８及び図９は実施の形態２の発光素子１１０の製造工程を示す説明図である。図８（ａ）に示すように、有機金属化学気相成長法（ＭＯ−ＣＶＤ法）により、基板（サファイア基板）１上に、最初に約４００℃でＡｌＮバッファ層(不図示)を成長させ、その後、約２μｍのアンドープＧａＮ層２、約２μｍのｎ−ＧａＮ層、ｎ−ＡｌＧａＩｎＮクラッド層などからなるｎ型半導体層３、ＧａＮ／ＩｎＧａＮ−ＭＱＷ型の活性層４、ｐ−ＡｌＧａＩｎＮ層、約０．３μｍ程度のｐ−ＧａＮ層、コンタクト層としてのｐ−ＩｎＧａＮ層などからなるｐ型半導体層５をこの順に形成したＬＥＤ構造を生成する。ＭＯ−ＣＶＤ装置から取り出した基板１に紫外線を照射しながら、約４００℃に加熱し、ｐ型半導体層５の活性化を行う。
【００８４】
図８（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィとドライエッチングにより、フォトレジストをマスクとして、発光素子１１０の外周部、ボンディング電極（ｎパッド）７及びボンディング電極（ｐパッド）８を配置する部分を基板１の表面が露出するまで塩素系ガスでドライエッチングする。
【００８５】
次に、図８（ｃ）に示すように、ドライエッチングによりｐ型半導体層５及び活性層４を除去してｎ型半導体層３が露出するまでエッチングし、オーミック電極（ｎオーミック電極）９を設けるための領域３１を形成する。
【００８６】
次に、図８（ｄ）に示すように、ｐ型半導体層５の表面に導電性の透明膜であるＩＴＯ膜を真空蒸着及びスパッタリングにより約２００ｎｍ成膜して電流拡散層６を形成する。
【００８７】
次に、プラズマＣＶＤにより、ＳｉＯ2 膜を全面に成膜し、図９（ｅ）に示すように、希釈フッ酸により、ボンディング電極７、８を設ける部分、電流拡散補助配線１２を設ける部分、ｎ型オーミック電極を設ける部分、素子分離部（基板１の端部）のＳｉＯ2 膜を除去する。なお、図９（ｅ）以降では、アンドープＧａＮ層２、ｎ型半導体層３、活性層４、ｐ型半導体層５などを積層して構成される半導体層の側面を被覆する被覆膜（ＳｉＯ2 膜）１１のみを図示し、他のＳｉＯ2 膜は省略している。
【００８８】
次に、図９（ｆ）に示すように、真空蒸着によりＶ／Ａｌ／Ｖ／Ａｕを成膜し、リフトオフ法でパターニングを行う。これにより、ｎ型半導体層５の表面にオーミック電極９を形成するとともに、電流拡散層６の表面に電流拡散補助配線１２を形成する。その後、Ａｒ雰囲気中でＲＴＡ（Rapid Thermal anneal）により約５００℃に加熱してオーミック電極９、電流拡散補助配線１２及びＩＴＯ膜のアニールを同時に行う。
【００８９】
なお、電流拡散補助配線１２は、電流拡散層６の表面に設ける構成でもよく、ｐ型半導体層５の表面に設ける構成でもよく、あるいは、ｐ型半導体層５の表面と電流拡散層６の表面との両方跨った構成でもよい。
【００９０】
その後、図９（ｇ）に示すように、ボンディング電極７、８を形成するため、フォトリソグラフィの後、スパッタリングでＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕ合金、真空蒸着でＮｉ／Ａｕを成膜して、リフトオフによるパターニングを行う。
【００９１】
次に、プラズマＣＶＤにより、ＳｉＯ2 膜を全面に成膜し、希釈フッ酸により、ボンディング電極７、８の上面、素子分離部（基板１の端部）のＳｉＯ2 膜を除去する。なお、アンドープＧａＮ層２、ｎ型半導体層３、活性層４、ｐ型半導体層５などを積層して構成される半導体層の側面を被覆する被覆膜（ＳｉＯ2 膜）１１のみを図示し、他のＳｉＯ2 膜は省略している。
【００９２】
その後、レーザスクライビングにより素子分離を行い、ＬＥＤウェハ（半導体発光素子）を完成する。
【００９３】
実施の形態２では、被覆膜１１の表面上を、ボンディング電極８を電流拡散補助配線１２まで延設し電流拡散補助配線１２に接続してある。これにより、電流拡散補助配線１２との電気的接合を行う部分とボンディング電極８とを物理的に分離することができ、電流拡散補助配線１２の材質とボンディング電極８の材質とを分けることが可能となる。例えば、電流拡散補助配線１２の材質を接触抵抗が低い金属（例えば、Ｖ／Ａｌ／Ｖ／Ａｕ）とし、基板１上の占有面積が比較的大きいボンディング電極８の材質を光学的反射率の大きい金属（例えば、最下層にＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕ合金）とすることができ、ボンディング電極８で吸収される光の量を低減して光の取り出し効率を向上させることができる。また、ボンディング電極８を電流拡散補助配線１２まで延設して電流拡散補助配線１２に接続するので、電流拡散補助配線１２とボンディング電極８とを接続するための導電膜の形成工程が不要となり、製造プロセスを簡略化することができる。
【００９４】
発光素子１１０では、基板１の表面にボンディング電極７を設ける構成であるため、ボンディング電極７下側にｎ型半導体層３が配されている場合のようにボンディング電極７の下側に進入する光は多くなく、ボンディング電極７下面で吸収される光が少なくなり、光の取り出し効率が向上する。また、ボンディング電極８についても、基板１の表面に設けているので、ボンディング電極８下面で吸収される光が少なくなり、光の取り出し効率が向上する。
【００９５】
実施の形態３
図１０は実施の形態３の半導体発光素子１２０の平面図であり、図１１は図１０のＸＩ−ＸＩ線断面図である。実施の形態１、２と同様の箇所は同一符号を付して説明を省略する。
【００９６】
実施の形態３では、平面視が円形状のボンディング電極（ｎパッド）７を矩形状の基板１の一辺の周辺部略中央に配置し、平面視が円形状のボンディング電極（ｐパッド）８をボンディング電極（ｎパッド）７と対向する位置であって基板１の角部に配置してある。また、オーミック電極９は、ボンディング電極（ｎパッド）７の周方向に沿って円弧状に配置してある。
【００９７】
発光素子１２０では、基板１の表面にボンディング電極７を設ける構成であるため、ボンディング電極７下側にｎ型半導体層３が配されている場合のようにボンディング電極７の下側に進入する光は多くなく、ボンディング電極７下面で吸収される光が少なくなり、光の取り出し効率が向上する。また、ボンディング電極８についても、基板１の表面に設けているので、ボンディング電極８下面で吸収される光が少なくなり、光の取り出し効率が向上する。
【００９８】
実施の形態４
図１２は実施の形態４の半導体発光素子１３０の平面図である。実施の形態４では、平面視が円形状のボンディング電極（ｎパッド）７を矩形状の基板１の一辺の周辺部略中央に配置し、平面視が円形状のボンディング電極（ｐパッド）８をボンディング電極（ｎパッド）７と対向する位置であって基板１の角部に配置してある。また、オーミック電極９は、ボンディング電極（ｎパッド）７の周方向に沿って円弧状に配置するとともに、基板１の一辺周辺部に沿って延設してある。なお、実施の形態３と同様の箇所は同一符号を付して説明を省略する。また、電流拡散層６の表面に電流拡散補助配線１２を形成してある。なお、電流拡散補助配線１２は、電流拡散層６全体を囲むように配置すればよく、形状、寸法などは適宜設定することができる。
【００９９】
実施の形態５
図１３は実施の形態５の半導体発光素子１４０の平面図である。実施の形態５では、平面視が円形状のボンディング電極（ｎパッド）７、ボンディング電極（ｐパッド）８を矩形状の基板１の対角線上の角部に配置してある。また、オーミック電極９は、ボンディング電極（ｎパッド）７の周方向に沿って円弧状に配置するとともに、基板１の一辺周辺部に沿って延設してある。なお、実施の形態１〜４と同様の箇所は同一符号を付して説明を省略する。
【０１００】
実施の形態６
図１４は実施の形態６の半導体発光素子１５０の要部縦断面図である。図１４に示すように、オーミック電極９は、ボンディング電極（ｎパッド）７まで延設してボンディング電極７に接続してある。これにより、半導体層との電気的接合を行うオーミック電極９とボンディング電極７とを物理的に分離することができ、オーミック電極９の材質とボンディング電極７の材質とを分けることが可能となる。例えば、オーミック電極９の材質を接触抵抗が低い金属とし、基板上の占有面積が比較的大きいボンディング電極７の材質を光学的反射率の大きい金属とすることができ、光の取り出し効率を向上させることができる。また、オーミック電極９をボンディング電極７まで延設してボンディング電極７に接続するので、オーミック電極９とボンディング電極７とを接続するための導電膜の形成工程が不要となり、製造プロセスを簡略化することができる。なお、上述の実施の形態と同様の箇所は同一符号を付して説明を省略する。
【０１０１】
実施の形態７
図１５は実施の形態７の半導体発光素子１６０の要部縦断面図である。図１５に示すように、ボンディング電極（ｎパッド）７を、ｐ型半導体層５及び活性層４を除去して露出させたｎ型半導体層３の表面まで延設してｎ型半導体層４に直接接続してある。また、ボンディング電極７は、ｎ型接合電極を兼ねている。これにより、ｎ型半導体層３との電気的接合を行うオーミック電極の形成工程及びオーミック電極とボンディング電極７とを接続するための導電膜の形成工程が不要となり、製造プロセスをさらに簡略化することができる。なお、上述の実施の形態と同様の箇所は同一符号を付して説明を省略する。
【０１０２】
実施の形態８
図１６は実施の形態８の半導体発光素子１７０の要部縦断面図である。図１６に示すように、オーミック電極９とボンディング電極（ｎパッド）７とを導電膜１３で接続してある。これにより、半導体層との電気的接合を行うオーミック電極９とボンディング電極７とを物理的に分離することができ、オーミック電極９の材質とボンディング電極７の材質とを分けることが可能となる。例えば、オーミック電極９の材質を接触抵抗が低い金属とし、基板上の占有面積が比較的大きいボンディング電極７の材質を光学的反射率の大きい金属とすることができ、光の取り出し効率をさらに向上させることができる。あるいは、ボンディング電極７の材質を機械的強度に優れた金属（例えば、Ｔｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ａｕなど）としてもよい。
【０１０３】
実施の形態９
図１７は実施の形態９の半導体発光素子１８０の要部縦断面図である。図１７に示すように、基板１表面にアンドープＧａＮ層２を形成してある。ボンディング電極７は、ｐ型半導体層５、活性層４及びｎ型半導体層３を除去して露出したアンドープＧａＮ層２の表面に設けてある。これにより、従来のような、アンドープＧａＮ層２及びｎ型半導体層３の上側にボンディング電極を形成する場合に比べて、ボンディング電極７に下側の半導体層全体の膜厚を薄くすることができ、ボンディング電極７の下側に進入する光を少なくし、ボンディング電極７下面で吸収される光を少なくし、光の取り出し効率が向上させることができる。
【０１０４】
実施の形態１０
図１８は実施の形態１０の半導体発光素子１９０の要部縦断面図である。図１８に示すように、電流拡散補助配線１２を電流拡散層６の表面とｐ型半導体層５の表面の両方に跨るように形成してある。ボンディング電極８は、被覆膜１１の表面上を電流拡散補助配線１２まで延設して電流拡散補助配線１２に接続してある。これにより、ボンディング電極８と電流拡散補助配線１２とを電気的に接続してある。
【０１０５】
この場合、電流拡散補助配線１２とボンディング電極８とを接続するための導電膜の形成工程が不要となり、製造プロセスを簡略化することができる。
【０１０６】
実施の形態１１
図１９は実施の形態１１の半導体発光素子２００の要部縦断面図である。図１９に示すように、被覆膜１１の表面上を、電流拡散補助配線１２をボンディング電極８まで延設しボンディング電極８に接続してある。これにより、電流拡散補助配線１２とボンディング電極８とを接続するための導電膜の形成工程が不要となり、製造プロセスを簡略化することができる。
【０１０７】
実施の形態１２
図２０は実施の形態１２の半導体発光素子２１０の要部縦断面図である。図２０に示すように、ｐ型半導体層５の表面に電流拡散層６を形成してあり、半導体層の外周側面を被覆する被覆膜１１を形成してある。被覆膜１１の表面に電流拡散層６とボンディング電極（ｐパッド）８とを接続する導電膜１４を形成してある。これにより、電流拡散層６との電気的接合を行う導電膜１４とボンディング電極８とを物理的に分離することができ、導電膜１４の材質とボンディング電極８の材質とを分けることが可能となる。例えば、導電膜１４の材質を電流拡散層６との接触抵抗が低い金属とし、基板１上の占有面積が比較的大きいボンディング電極８の材質を光学的反射率の大きい金属とすることができ、光の取り出し効率をさらに向上させることができる。あるいは、ボンディング電極８の材質を機械的強度に優れた金属（例えば、Ｔｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ａｕなど）としてもよい。
【０１０８】
実施の形態１３
図２１は実施の形態１３の半導体発光素子２２０の要部縦断面図である。図２１に示すように、ｐ型半導体層５の表面に電流拡散層６を形成してあり、電流拡散層６の表面とｐ型半導体層５の表面の両方に接するように電流拡散補助配線１２を形成してある。また、半導体層の外周側面を被覆する被覆膜１１を形成してある。被覆膜１１の表面に電流拡散補助配線１２とボンディング電極（ｐパッド）８とを接続する導電膜１４を形成してある。これにより、電流拡散補助配線１２とボンディング電極８とを物理的に分離することができ、電流拡散補助配線１２の材質とボンディング電極８の材質とを分けることが可能となる。例えば、電流拡散補助配線１２の材質を電流拡散層６との接触抵抗が低い金属とし、基板１上の占有面積が比較的大きいボンディング電極８の材質を光学的反射率の大きい金属とすることができ、光の取り出し効率をさらに向上させることができる。あるいは、ボンディング電極８の材質を機械的強度に優れた金属（例えば、Ｔｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ａｕなど）としてもよい。
【０１０９】
以上説明したように、本発明にあっては、ボンディング電極（ｎパッド、ｐパッド）の下側にあるＧａＮ系半導体層を薄くするか、あるいは完全に除去することで、ボンディング電極の下面で吸収される光が減少し、発光素子の側面から光が出射するとともに、その側面で反射された光は発光素子内で多重反射しながら、発光素子の上面、あるいは、いずれかの側面から出射する。このため、光の取り出し効率を従来よりも向上させることができる。
【０１１０】
また、ボンディング電極（ｎパッド）をｎ型半導体層と電気的接合を行うオーミック電極と場所的（物理的）に分離することができるとともに、ボンディング電極（ｐパッド）をｐ型半導体層又は電流拡散層と電気的接合を行う電流拡散補助配線と場所的（物理的）に分離することができる。このため、オーミック電極又は電流拡散補助配線とボンディング電極下面の材質をそれぞれ別のものを用いることができ、それぞれの部分の機能に最適な材料を選定することが容易になる。例えば、従来のｎ型半導体層を露出した部分にボンディング電極（ｎパッド）を設ける構成では、ボンディング電極下面で半導体層とのオーミック接合を行うため、接触抵抗の小さいものであって、かつ反射率が良く、かつ機械的強度に優れたものを選定する必要があったのに対し、本発明では、ボンディング電極とオーミック電極それぞれの部分の機能に最適な材質のものを選定すればよい。すなわち、オーミック電極等には、接触抵抗の小さいＶ／Ａｌ／Ｖ／Ａｕなどを用い、ボンディング電極の少なくとも下側又は最下層に光反射率の優れたＡｇ、Ａｌ、Ａｕ若しくはＰｄ、又はいずれか１つを主体とした合金を用いることにより、ボンディング電極下面で吸収される光が少なくなり、さらに光の取り出し効率を向上させることができる。
【０１１１】
上述の各実施の形態で説明した半導体発光素子（例えば、ＬＥＤチップ）パッケージに組み込んで発光装置（ＬＥＤパッケージ）とし、この発光装置を光源とする照明装置又は表示装置に組み込むことができる。これにより、発光効率の良好な照明装置又は表示装置を提供することができる。
【０１１２】
上述の実施の形態において、オーミック電極９と導電膜１４とを同一材質の金属膜とすることができる。これにより、オーミック電極９と導電膜１４とを同時に形成することができ、製造プロセスをさらに簡略化することができる。
【０１１３】
上述の実施の形態において、ｐパッドの場合、サファイア基板上に成長したＧａＮ系半導体は、他の半導体に比べて、アンドープでもバックグラウンドでのキャリア濃度が高いため、リーク防止という観点からサファイア基板までエッチングすることが望ましい。また、アンドープ層もわずかな導電性があるため、電気的絶縁を確保するためにボンディング電極とアンドープ層との間に絶縁膜を設けてもよい。
【０１１４】
上述した本発明の半導体発光素子の製造工程において、発光素子分離のために発光素子周辺をサファイア基板までエッチングする工程がすでに含まれている場合には、基板周辺に配置したボンディング電極に関しては、パターンを若干変更するだけで他の変更を加えることなく本発明の発光素子を製造することができる。このため、製造コストを増加することなく、本発明の発光素子を製造することができる。
【０１１５】
上述の実施の形態において、ｐパッド及びｎパッドの両者を基板表面に形成する場合について説明したが、ｎパッドのみ、あるいは、ｐパッドのみを基板表面に形成する構成でもよい。また、半導体層を基板までエッチングした場合、その段差側面（半導体層側面）から光が出射されることになるが、その光を発光素子上方に取り出すために、ボンディング電極の側面をテーパ状に傾斜させて、半導体層側面から出射された光を上方へ反射させることもできる。
【０１１６】
上述の実施の形態において、ボンディング電極（ｐパッド及びｎパッド）の平面視の位置は、一例であって、これらに限定されるものではない。ボンディング電極を基板の周辺又は基板の角部に配置することにより、ボンディング電極及びその周辺の光の発光に寄与しない部分の面積を極力少なくし、発光素子の面積当たりの発光効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明に係る半導体発光素子の平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】半導体層から出射される光の様子を示す模式図である。
【図４】発光素子の製造工程を示す説明図である。
【図５】発光素子の製造工程を示す説明図である。
【図６】実施の形態２の半導体発光素子の平面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図８】実施の形態２の発光素子の製造工程を示す説明図である。
【図９】実施の形態２の発光素子の製造工程を示す説明図である。
【図１０】実施の形態３の半導体発光素子の平面図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ線断面図である。
【図１２】実施の形態４の半導体発光素子の平面図である。
【図１３】実施の形態５の半導体発光素子の平面図である。
【図１４】実施の形態６の半導体発光素子の要部縦断面図である。
【図１５】実施の形態７の半導体発光素子の要部縦断面図である。
【図１６】実施の形態８の半導体発光素子の要部縦断面図である。
【図１７】実施の形態９の半導体発光素子の要部縦断面図である。
【図１８】実施の形態１０の半導体発光素子の要部縦断面図である。
【図１９】実施の形態１１の半導体発光素子の要部縦断面図である。
【図２０】実施の形態１２の半導体発光素子の要部縦断面図である。
【図２１】実施の形態１３の半導体発光素子の要部縦断面図である。
【符号の説明】
【０１１８】
１  基板
２  アンドープＧａＮ層
３  ｎ型半導体層
４  活性層
５  ｐ型半導体層
６  電流拡散層
７  ボンディング電極（ｎパッド）
８  ボンディング電極（ｐパッド）
９  オーミック電極
１０、１２  電流拡散補助配線
１１  被覆膜
１３、１４  導電膜  
３０  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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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