(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の導電型をもつ第１の半導体層上に前記第１の導電型とは逆の導電型である第２の導電型をもつ第２の半導体層が形成された半導体発光機能層が用いられ、当該半導体発光機能層を発光させるための通電に用いられる２つの電極が共に前記半導体発光機能層における前記第２の半導体層が形成された側の主面上に形成された発光素子であって、
前記半導体発光機能層の一方の端部において前記第２の半導体層が前記主面側から除去された箇所で、前記第１の半導体層と接続するように形成された第１の電極と、
前記第２の半導体層の表面において、他方の端部の側から前記一方の端部の側に向かって延伸して形成された透明電極と、
前記他方の端部の側において、前記透明電極と接続するように前記透明電極上に形成された第２の電極と、
前記透明電極及び前記半導体発光機能層を覆って形成された絶縁層と、
を具備し、
前記第１の電極、前記第２の電極は、前記絶縁層中に形成された開口を通してそれぞれ前記第１の半導体層、前記透明電極に接続され、
前記第２の電極の一部は、前記他方の端部の側から前記一方の端部の側に向かって延伸して形成され、当該延伸して形成された部分において前記透明電極と接続され、
前記第１の電極は、前記第２の電極と接触しない状態で、前記第２の電極の一部が前記一方の端部に向かって延伸した部分の先端部よりも前記他方の端部の側に向かって延伸した形状とされたことを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記半導体発光機能層の端部はテーパー加工され、前記第１の電極、前記第２の電極のうちの少なくとも一方は、テーパー加工された前記半導体発光機能層の端部を、前記絶縁層を介して覆っていることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記半導体発光機能層の一方の端部において前記第２の半導体層が前記主面側から除去された箇所は、前記第１の半導体層が底部に露出するように前記半導体発光機能層に形成された開口部であり、
前記第１の電極は、前記底部において前記第１の半導体層と接続されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記第１の半導体層は、エピタキシャル成長によってシリコン基板上に形成されたことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項５】
前記第１の半導体層はｎ型窒化物半導体で構成され、前記第２の半導体層はｐ型窒化物半導体で構成されたことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体を構成材料として発光する発光素子の構造に関し、特に線状の発光素子の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体の発光ダイオード（ＬＥＤ）は、各種の目的に使用されている。例えば、これを用いた照明機器は、従来の白熱電球や蛍光灯と比べて低消費電力かつ低発熱性のために、これらを将来的に置換することが期待されている。ここで、ＬＥＤにおけるｐ型半導体層やｎ型半導体層は、通常、エピタキシャル成長やイオン注入等によって形成される。このため、ｐｎ接合面は半導体ウェハの表面と平行に形成され、ｐ側に接続された電極とｎ側に接続された電極は、この半導体層の上面と下面に振り分けられる。これらの電極間にｐｎ接合の順方向電流を流すことによってこの発光素子を発光させることができる。この際、一般に電極はこの光を遮る金属で構成されるため、電極が形成された箇所から光を取り出すことは困難である。また、この電流が発光素子内で均一でないと、均一な発光を得ることはできない。
【０００３】
こうした課題を解決する発光素子の具体的な構成は、例えば特許文献１に記載されている。その断面図を図１０に示す。この発光素子９０において発光する半導体発光機能層９１は、下側にｐ型半導体層９２、上側にｎ型半導体層９３がある２層構造とされる。半導体発光機能層９１の下面（ｐ型半導体層９２の下面）全体には金属で構成されたｐ側電極９４が形成され、半導体発光機能層９１の上面（ｎ型半導体層９３の上面）の一部には、金属で構成されたｎ側電極９５が形成される。更に、上面全体には、ｎ側電極９５を覆って透明電極９６が形成される。透明電極９６の材料としては、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）やＺｎＯ（Ｚｉｎｃ−Ｏｘｉｄｅ）等があり、これらは導電性であると同時に、この発光素子９０が発する光に対して透明である。
【０００４】
この構造においては、この発光素子９０を動作させる（発光させる）ための電圧は、ｐ側電極９４とｎ側電極９５間に印加される。この際、ｐ側電極９４は下面全面に形成され、ｎ側電極９５は上面全面に形成された透明電極９６と接続される。ｐ型半導体層９２の下面全面はｐ側電極９４に覆われているため、電位は一様である。また、透明電極９６の存在によってｎ型半導体層９３の上面全体における電位もほぼ一様となるため、半導体発光機能層９１中における電流は、その上下方向（ｐｎ接合方向）にわたってほぼ一様に流れる。このため、面内において均一な発光が得られる。
【０００５】
この際、図１０中の上側に発された光は、半導体発光機能層９１の左端部においてはｎ側電極９５によって遮られるものの、大部分の領域においては、遮られることなく透明電極９６を透過する。このため、図１０中の点線矢印で示されるように、均一な発光を取り出すことができる。
【０００６】
このように、透明電極を一方の極に接続された電極として用いることにより、半導体発光機能層９１の両側の表面の電位を一様とすることができ、均一な発光をする発光素子を得ることができる。
【０００７】
ところが、例えばＧａＮ系の半導体が用いられる場合には、絶縁性の基板上にｎ型半導体層、その上にｐ型半導体層がエピタキシャル成長した構造が用いられるのが一般的である。この構造においては、基板を除去しない限り、図１０の構成を実現することは困難である。このため、図１１にその上面図（ａ）、そのＱ−Ｑ方向における断面図（ｂ）を示す構造が使用される。ここでは、左右に細長い形状の発光素子が示されている。
【０００８】
この構造においては、絶縁性の基板１８０上に半導体発光機能層１９０が形成されている。半導体発光機能層１９０は、ｎ型半導体層１９１とその上の発光層１９２、ｐ型半導体層１９３で構成される。右端部においてはｐ型半導体層１９３、発光層１９２が部分的に除去されている。この構造における中央部の大半において、透明電極１９４がｐ型半導体層１９３上に形成されている。更にこの上の全面に絶縁層１９５が形成される。絶縁層１９５において、左側においてはｐ型半導体層１９３に達する開口が、右側においてはｎ型半導体層１９１に達する開口がそれぞれ形成される。これらのそれぞれの開口を覆った形態で、左側にはｐ側電極１９６が、右側にはｎ側電極１９７がそれぞれ形成される。なお、上面図（図１１（ａ））においては絶縁層１９５の記載は省略されている。
【０００９】
この構造においては、ｐ型半導体層１９３とｎ型半導体層１９１の間の発光層１９２に電流を流すことができ、図１１（ａ）におけるＷで示された領域全体において、透明電極１９４を通して発光を取り出すことが可能である。しかしながら、一般に、ｎ型半導体層１９１、ｐ側電極１９６、ｎ側電極１９７と比べて、透明電極１９４やｐ型半導体層１９３の電気抵抗率は低い。また、ｐ型半導体層１９３を厚くすることは困難である。このため、ｐ側電極１９６からｎ側電極１９７に至る電流経路において、透明電極１９４、ｐ型半導体層１９３の電気抵抗、あるいはこれによる電圧降下を無視することはできない。この場合、発光層１９２に流れる電流を、図１１中の左右方向において均一とすることが困難であり、この方向における発光の不均一が発生する。実験的には、最も発光が強くなるのは、ｎ側電極１９７に近い右側の箇所である。
【００１０】
こうした不均一性を解消するために、ｐ側電極１９６を細長く右方向に延ばした構造の上面図が図１２（ａ）、そのＲ−Ｒ方向の断面図が図１２（ｂ）である。この構造においては、ｐ側電極１９６を細長く右方向に延ばし、複数の箇所で透明電極１９４との間でコンタクトをとることにより、ｐ側電極１９６とｐ型半導体層１９３との間の電気抵抗を減少させ、ｐ型半導体層１９３の電位を均一化している。また、ｐ側電極１９６は発光に対して不透明であるが、発光領域上においてその幅を図１２中の上下方向で狭くしていることにより、これによって遮られる光の量を低減している。
【００１１】
また、こうした発光素子を１次元又は２次元のアレイ状にして使用する場合には、こうして発光素子内の発光の均一性を高めるだけでなく、隣接する発光素子との間のクロストークが発生しないようにすることも必要である。この目的のために、特許文献２には、側面を絶縁層を介して上記のｐ側電極やｎ側電極で覆うことによって遮光する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開昭６１−８５８７８号公報
【特許文献２】特開平１１−７４５６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、ｐ型半導体層１９３における電気抵抗の影響は無視できないために、図１２の構成を用いた場合においても、長手方向の発光の不均一性を解消することは困難であった。特に、例えば発光領域の縦横比が１：１００となるような大きなアスペクト比をもつ場合においてはこうした不均一性は顕著となった。特許文献２に記載の技術においては、側面から発せられる光を抑制することはできるものの、上方に発せられる光の不均一性を改善することはできなかった。
【００１４】
すなわち、半導体発光機能層の一方の面に２つの電極を形成した構成の発光素子において、長手方向で均一な発光強度を得ることは困難であった。こうした問題は、特に２つの電極の間隔が広い場合に顕著である。
【００１５】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決する発明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】
【００１６】
本発明は、上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
本発明の発光素子は、第１の導電型をもつ第１の半導体層上に前記第１の導電型とは逆の導電型である第２の導電型をもつ第２の半導体層が形成された半導体発光機能層が用いられ、当該半導体発光機能層を発光させるための通電に用いられる２つの電極が共に前記半導体発光機能層における前記第２の半導体層が形成された側の主面上に形成された発光素子であって、前記半導体発光機能層の一方の端部において前記第２の半導体層が前記主面側から除去された箇所で、前記第１の半導体層と接続するように形成された第１の電極と、前記第２の半導体層の表面において、他方の端部の側から前記一方の端部の側に向かって延伸して形成された透明電極と、前記他方の端部の側において、前記透明電極と接続するように前記透明電極上に形成された第２の電極と、前記透明電極及び前記半導体発光機能層を覆って形成された絶縁層と、を具備し、前記第１の電極、前記第２の電極は、前記絶縁層中に形成された開口を通してそれぞれ前記第１の半導体層、前記透明電極に接続され、前記第２の電極の一部は、前記他方の端部の側から前記一方の端部の側に向かって延伸して形成され、当該延伸して形成された部分において前記透明電極と接続され、前記第１の電極は、前記第２の電極と接触しない状態で、前記第２の電極の一部が前記一方の端部に向かって延伸した部分の先端部よりも前記他方の端部の側に向かって延伸した形状とされたことを特徴とする。
本発明の発光素子において、前記半導体発光機能層の端部はテーパー加工され、前記第１の電極、前記第２の電極のうちの少なくとも一方は、テーパー加工された前記半導体発光機能層の端部を、前記絶縁層を介して覆っていることを特徴とする。
本発明の発光素子において、前記半導体発光機能層の一方の端部において前記第２の半導体層が前記主面側から除去された箇所は、前記第１の半導体層が底部に露出するように前記半導体発光機能層に形成された開口部であり、前記第１の電極は、前記底部において前記第１の半導体層と接続されたことを特徴とする。
本発明の発光素子において、前記第１の半導体層は、エピタキシャル成長によってシリコン基板上に形成されたことを特徴とする。
本発明の発光素子において、前記第１の半導体層はｎ型窒化物半導体で構成され、前記第２の半導体層はｐ型窒化物半導体で構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は以上のように構成されているので、半導体発光機能層の一方の面に２つの電極を形成した構成の発光素子において、長手方向で均一な発光強度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の上面図（ａ）及びそのＡ−Ａ方向における断面図（ｂ）である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る発光素子のＢ−Ｂ方向における断面図（ａ）、Ｃ−Ｃ方向における断面図（ｂ）、Ｄ−Ｄ方向における断面図（ｃ）、Ｅ−Ｅ方向における断面図（ｄ）、Ｆ−Ｆ方向における断面図（ｅ）である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る発光素子の上面図（ａ）及びそのＧ−Ｇ方向における断面図（ｂ）である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る発光素子のＨ−Ｈ方向における断面図（ａ）、Ｉ−Ｉ方向における断面図（ｂ）、Ｊ−Ｊ方向における断面図（ｃ）である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る発光素子の上面図（ａ）及びそのＫ−Ｋ方向における断面図（ｂ）である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る発光素子のＬ−Ｌ方向における断面図（ａ）、Ｍ−Ｍ方向における断面図（ｂ）である。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係る発光素子の上面図（ａ）及びそのＮ−Ｎ方向における断面図（ｂ）である。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係る発光素子のＯ−Ｏ方向における断面図である。
【図９】本発明の第５の実施の形態に係る発光素子の上面図（ａ）及びそのＰ−Ｐ方向における断面図（ｂ）である。
【図１０】従来の発光素子の一例の断面図である。
【図１１】両電極を一方の主面側に形成した従来の発光素子の一例の上面図（ａ）、そのＱ−Ｑ方向における断面図（ｂ）である。
【図１２】両電極を一方の主面側に形成した従来の発光素子の他の一例の上面図（ａ）、そのＲ−Ｒ方向における断面図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態となる発光素子につき説明する。この発光素子は、半導体発光機能層における一方の主面側にｐ側電極（アノード）とｎ側電極（カソード）が共に形成される。また、半導体発光機能層は、特にｐ側電極からｎ側電極に向かう方向において細長い形態をなしている。
【００２０】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態となる発光素子１０の上面図（ａ）、及びそのＡ−Ａ方向の断面図（ｂ）である。また、図２（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ図１（ａ）におけるＢ−Ｂ方向、Ｃ−Ｃ方向、Ｄ−Ｄ方向、Ｅ−Ｅ方向、Ｆ−Ｆ方向の断面図である。
【００２１】
この発光素子１０において発光する半導体発光機能層２０は、Ｓｉ基板１１上に形成され、ｎ型ＧａＮ層（第１の半導体層）２１、ＭＱＷ（Ｍｕｌｔｉ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌ）層２２、ｐ型ＧａＮ層（第２の半導体層）２３からなる積層構造をもつ。この構成における主たる発光層はＭＱＷ層２２である。図１（ｂ）中の一方の端部（右端部）側の領域においては、ｐ型ＧａＮ層２３とＭＱＷ層２２とが部分的に除去されている。このため、発光に寄与する半導体発光機能層２０の右側の端部は、図１中にＴで示された位置となる。また、図１（ｂ）、図２でその断面が図示されるように、この構造においては、Ｓｉ基板１１、ｎ型ＧａＮ層２１、ＭＱＷ層２２、ｐ型ＧａＮ層２３、及びこれらからなる積層構造の端部は、テーパー形状とされている。なお、図示を省略しているが、図１の構造全体は支持基板上に形成されている。
【００２２】
ｐ型ＧａＮ層２３の表面（一方の主面）には、他方の端部（左端部）側から右端部側に向かって延伸する形態で、ｐ型ＧａＮ層２３の右端部（Ｔの位置）付近まで透明電極３１が形成されている。更に、この構造全体を覆う形態で絶縁層３２が形成されている。左端部側の領域（断面Ｂ−Ｂの箇所）と、右端部側でｐ型ＧａＮ層２３とＭＱＷ層２２とが部分的に除去された領域（断面Ｆ−Ｆの箇所）の２箇所において、この絶縁層３２には開口が形成されている。また、これらの間の透明電極３１上における７箇所（例えば断面Ｄ−Ｄの箇所）においても、より小さな開口が絶縁層３２に形成されている。なお、上面図（図１（ａ））においては絶縁層３２の記載は省略されている。
【００２３】
この左端部の領域にはｐ側電極（アノード：第２の電極）３３が接続されている。また、この７箇所の領域にも、ｐ側電極３３の部分的に右側に延伸した領域が接続されている。ｐ側電極３３には、発光に対して透明ではないが電気抵抗率の小さな金属材料が用いられる。上面図（図１（ａ））で示されるように、ｐ側電極３３は、左側の領域においては、半導体発光機能層２０全体を、そのテーパー化された端部も含み絶縁層３２を介して覆うように形成されている。一方、これよりも右側の領域における部分的に延伸した領域は、図１（ａ）中における上下方向には透明電極３１よりも細く形成されており、開口の部分においてのみわずかに太くされている。この延伸した領域における開口上でない箇所（断面Ｃ−Ｃの箇所）の断面が図２（ｂ）であり、開口上の箇所（断面Ｄ−Ｄの箇所）の断面が図２（ｃ）である。
【００２４】
一方、ｎ側電極（第１の電極：カソード）３４は断面Ｆ−Ｆの箇所においてｎ型ＧａＮ層２１と接続され、透明電極３１、ｐ側電極３３とｎ側電極３４とは接触していない構成とされる。ｎ側電極３４も、左側の領域におけるｐ側電極３３と同様に、右側の領域における半導体発光機能層２０を含むこの積層構造全体を、そのテーパー化された端面も含んで覆うように形成されている。
【００２５】
また、ｎ側電極３４は、ｐ型ＧａＮ層２３とＭＱＷ層２２とが部分的に除去された領域の左側の領域、すなわち、図１（ａ）における半導体発光機能層２０の右端部（図１（ａ）におけるＴの位置）を越えて、これよりも左側の発光機能層２０の上面も覆っている。
【００２６】
ここで、Ｓｉ基板１１は、シリコンの単結晶基板であり、不純物がドーピングされて高導電性とされていても、ノンドープとされて高抵抗率とされていてもよい。この上に良質の半導体発光機能層２０（ｎ型ＧａＮ層２１、ＭＱＷ層２２、ｐ型ＧａＮ層２３）がヘテロエピタキシャル成長できるように、その面方位は適宜設定される。
【００２７】
ｎ型ＧａＮ層２１、ＭＱＷ層２２、ｐ型ＧａＮ層２３は、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ）法、あるいはＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によってＳｉ基板１１上にエピタキシャル成長させることができる。ｎ型ＧａＮ層２１にはドナーとなる不純物が、ｐ型ＧａＮ層２３にはアクセプタとなる不純物が適宜ドーピングされる。ｎ型ＧａＮ層２１の厚さは例えば５．０μｍ、ｐ型ＧａＮ層２３の厚さは例えば０．２μｍ程度とすることができる。また、ＭＱＷ層２２は、例えば数ｎｍ〜数１０ｎｍの厚さのＩｎＧａＮ、ＧａＮ薄膜が複数積層された構造をもち、ＩｎＧａＮ、ＧａＮの各層はｎ型ＧａＮ層２１、ｐ型ＧａＮ層２３と同様にエピタキシャル成長により形成される。
【００２８】
半導体発光機能層２０の右端部の領域でｐ型ＧａＮ層２３、ＭＱＷ層２２を除去してｎ型ＧａＮ層２１を露出させるためには、この領域以外にフォトレジストを形成し、これをマスクとしてドライエッチングを行う。また、半導体発光機能層２０を図１の形態に加工し、かつ端部をテーパー化する工程は、半導体発光機能層２０を上記の順序で形成した後に、テーパー形状とされたフォトレジストをその上に形成し、これをマスクとしたドライエッチングにより行われる。フォトレジストのテーパー化は、露光条件や現像条件の調整によって行うことができる。これにより、図１（ｂ）に示された端部のテーパー角を、例えば３０〜６０°とすることができる。
【００２９】
透明電極３１は、ｐ型ＧａＮ層２３とオーミック接触が可能で、かつ半導体発光機能層２０が発する光に対して透明な材料として、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）やＺｎＯ（Ｚｉｎｃ−Ｏｘｉｄｅ）等で構成される。なお、ｐ型ＧａＮ層２３との間のオーミック性や密着性等を向上させるために、これらの間に、光が充分透過する程度に薄いチタン（Ｔｉ）層やニッケル（Ｎｉ）層を挿入することもできる。透明電極３１のパターニングは、全面に上記の透明電極材料を成膜し、所望の箇所にフォトレジスト等のマスクを形成してからエッチングを行い、所望の箇所以外の透明電極材料を除去する（エッチング法）、（２）所望の箇所以外にフォトレジスト等のマスクを形成してから全面に上記の透明電極材料を成膜し、後でマスクを除去することによって所望の箇所以外の透明電極材料を除去する（リフトオフ法）、のいずれかの方法を用いることができる。なお、透明電極３１を構成する材料には高い光透過率が要求されるため、その導電率はｐ側電極３３、ｎ側電極３４を構成する材料よりも低い。このため、図１中の左右方向における透明電極３１の電気抵抗は、一般にｐ側電極３３、ｎ側電極３４よりも高い。
【００３０】
絶縁層３２は、充分な絶縁性をもち、かつこの発光素子１０（半導体発光機能層２０）が発する光に対して透明な材料で構成され、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ２）で構成される。その形成は、例えばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等を用いることにより、右端部の領域においてｐ型ＧａＮ層２３とＭＱＷ層２２が除去された箇所の段差部や、テーパー化された端部においてもこれを被覆性よく形成することが可能である。  
【００３１】
ｐ側電極３３は、アルミニウム（Ａｌ）等の導電性の高い金属で形成される。ｎ側電極３４は、ｎ型ＧａＮ層２１とオーミック接触がとれる材料で構成される。ｐ側電極３３、ｎ側電極３４のパターニングは、透明電極３１のパターニングと同様に行うことができる。ｐ側電極３３、ｎ側電極３４を構成する材料には、光透過率の高さは要求されない。このため、これらの導電率を透明電極３１を構成する透明電極材料よりも高くすることができ、ｐ側電極３３やｎ側電極３４中の電気抵抗（あるいはこれらによる電圧降下）は無視することができる。一方、半導体発光機能層２０が発する光は、ｐ側電極３３、ｎ側電極３４を透過しない。
【００３２】
図１の構成により、ｐ側電極３３と透明電極３１との間の電気的接続を図１中の左右方向の広い範囲でとることができるため、ｐ側電極３３と透明電極３１との間の電気抵抗を小さくすることができる。これにより、ｐ側電極３３とｐ型ＧａＮ層２３との間の電気抵抗も小さくすることができ、左右方向（長手方向）における発光の均一性を高めることができる。ここで、発光層からの光は、右側に延伸したｐ側電極３３によって遮られるが、この延伸した領域は上下方向に細いため、その遮られる量を小さくすることができる。この点においては図１２の構造と同様である。
【００３３】
この際、半導体発光機能層２０の上にｐ側電極３３、ｎ側電極３４が形成された領域においては、半導体発光機能層２０からの発光が遮られる。一方、半導体発光機能層２０上にｐ側電極３３、ｎ側電極３４が形成されていない領域からはその発光が図１（ｂ）の上側に向かって発せられる。
【００３４】
上記のｐ側電極３３の構成により、長手方向における発光の均一性は高まる。しかしながら、この場合においても、一般的には、半導体発光機能層２０におけるｎ側電極３４とのコンタクト領域（開口部）に近い側の発光が最も強くなる。図１の構造においては、この発光がもっとも強くなる領域が特にｎ側電極３４によって覆われるため、長手方向にわたって均一な発光を得ることができる。一般的には、ｎ側電極３４が半導体発光機能層２０（透明電極３１）をその右端部から覆う長さは、１００μｍ程度以上とすることが有効である。この領域において半導体発光機能層２０が図１（ｂ）中の上側に向かって発した光は、ｎ側電極３４で遮られて下側に反射される。その後、ＧａＮよりも禁制帯幅の狭いシリコンで構成されたＳｉ基板１１中で吸収される。
【００３５】
また、半導体発光機能層２０の右側の領域が図１（ａ）の右側、上側、下側の端面から発する光も、端部を覆うｎ側電極３４で反射され、吸収される。この際、図１（ｂ）中の上側に発する光と同様に、半導体発光機能層２０の右側の領域においてはこの光も強くなる。この光は、この発光素子１０をアレイとして使用する場合には、隣接する素子の発光と識別することが困難となるため、好ましくない。すなわち、この影響も上記の構造によって低減する。同様に、半導体発光機能層２０の左側の領域が図１（ａ）中の左側、上側、下側の側面から発する光は、端部を覆うｐ側電極３３で反射され、吸収される。半導体発光機能層２０／Ｓｉ基板１１の端面を上記の通りにテーパー加工することにより、ｐ側電極３３、ｎ側電極３４のこれらの側面における被覆性を高めることができる。
【００３６】
なお、上記の構成において、ｎ側電極３４は、半導体発光機能層２０（ｐ型ＧａＮ層２３）を、その右端部Ｔからｐ側電極３３の右側の先端部近くまでの範囲にかけて覆っていた。しかしながら、左右方向（長手方向）の発光の均一性が得られる限りにおいて、これを覆う範囲は、特にその左側においては適宜設定することができる。一般的に、最も発光強度が高くなるのは、透明電極３１の右端部（一方の端部側における透明電極３１の一端）周辺である。この場合、少なくとも、透明電極３１の右端部を含む領域におけるｐ型ＧａＮ層２３の上部が、絶縁層３２を介してｎ側電極３４によって覆われていればよい。
【００３７】
（第２の実施の形態）
図３は、第２の実施の形態となる発光素子１１０の上面図（ａ）、及びそのＧ−Ｇ方向の断面図（ｂ）である。また、図４（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ図３（ａ）におけるＨ−Ｈ方向、Ｉ−Ｉ方向、Ｊ−Ｊ方向の断面図である。これを構成するＳｉ基板１１、半導体発光機能層２０等については第１の実施の形態と同様であるため、説明を省略する（以降の実施の形態においても同様である）。また、図３（ａ）において半導体発光機能層２０の右端部はＴで示された位置となる点についても同様である。なお、図１におけるＢ−Ｂ方向、Ｃ−Ｃ方向、Ｄ−Ｄ方向、Ｆ−Ｆ方向の断面に対応する箇所の構造については、第１の実施の形態と同様である。
【００３８】
この発光素子１１０においては、ｎ側電極３４は、半導体発光機能層２０の右端部Ｔよりも左側には形成されていない。すなわち、半導体発光機能層２０が発する光は、ｎ側電極３４によっては遮られない。
【００３９】
その代わりに、この発光素子１１０においては、ｐ側電極３３の右端部が大きく広がり、半導体発光機能層２０の右端部Ｔを越えて、半導体発光機能層２０の右側端部付近及びその図３（ａ）における上側、下側、右側の側面を覆っている。これにより、第１の実施の形態と同様に、発光強度の高い領域からの発光がｐ側電極３３によって遮られ、長手方向にわたって均一な発光を得ることができる。また、高い放熱効果を得ることができることも同様である。ｐ側電極３３がｐ型ＧａＮ層２３（半導体発光機能層２０）を覆うべき範囲についても、第１の実施の形態と同様である。
【００４０】
（第３の実施の形態）
図５は、第３の実施の形態となる発光素子２１０の上面図（ａ）、及びそのＫ−Ｋ方向の断面図（ｂ）である。また、図６（ａ）、（ｂ）は、それぞれ図５（ａ）におけるＬ−Ｌ方向、Ｍ−Ｍ方向の断面図である。また、図１におけるＢ−Ｂ方向、Ｃ−Ｃ方向、Ｄ−Ｄ方向の断面に対応する箇所の構造については、第１の実施の形態と同様である。
【００４１】
この発光素子２１０においては、特に右側の領域における半導体発光機能層２０等の構造が、前記の実施の形態と大きく異なる。まず、前記の実施の形態においてはｎ型ＧａＮ層２１上のＭＱＷ層２２、ｐ型ＧａＮ層２３が右側端部付近においては一様に除去されていたのに対し、この発光素子２１０においては、ｎ型ＧａＮ層露出領域２１２のみにおいて局所的にこれらを除去する。すなわち、半導体発光機能層２０中におけるこの領域において、ｎ型ＧａＮ層２１がその底部に露出した開口部を形成する。その後、この開口部に含まれるｎ側コンタクト領域２１３における絶縁層３２に対して開口を形成し、その上にｎ側電極３４を形成することにより、この底部においてｎ側電極３４とｎ型ＧａＮ層２１が接続される。このｎ側電極３４の平面形状は第１の実施の形態と同様であり、ｎ型ＧａＮ露出領域２１２の左側までも覆う形態とされる。ｐ側電極３３の構造、形態は第１の実施の形態と同様である。
【００４２】
この構造においても、最も発光強度が高くなる、透明電極３１の右端部とｐ型ＧａＮ層２３が主面側から除去された箇所との間が、ｎ側電極３４によって覆われる。このため、第１の実施の形態と同様に、長手方向にわたって均一な発光を得ることができる。また、この構造の場合には、ｎ型ＧａＮ層露出領域２１２以外の広い領域にわたってｐ型ＧａＮ層２１、透明電極３１等も残されており、ｎ側コンタクト領域２１３の周囲におけるｎ側電極３４の表面積も大きくなるために、特に放熱効果を高めることができる。
【００４３】
（第４の実施の形態）
図７は、第４の実施の形態となる発光素子３１０の上面図（ａ）、及びそのＮ−Ｎ方向の断面図（ｂ）である。また、図８は、図７（ａ）におけるＯ−Ｏ方向の断面図である。また、図１におけるＢ−Ｂ方向、Ｃ−Ｃ方向、Ｄ−Ｄ方向、Ｅ−Ｅ方向、Ｆ−Ｆ方向の断面に対応する箇所の構造については、第１の実施の形態と同様である。
【００４４】
この発光素子３１０においては、第１の実施の形態の発光素子１０と比べて、ｎ側電極３４がより左側に延伸した形状とされ、ｐ側電極３３の右端部を取り囲んだ形状とされる。すなわち、ｎ側電極３４は、ｐ側電極３３と接触しない状態で、ｐ側電極３３の一部が右側（一方の端部側）に向かって延伸した部分の先端部よりも左側（他方の端部の側）に向かって延伸した形状とされている。
【００４５】
この構造においては、第１〜第３の実施の形態と比べて、ｎ側電極３４によて遮光される領域をより左側まで広げることができるため、より均一な発光を得ることが可能である。また、ｎ側電極３４の面積が大きくなるため、これによる放熱効果もより高まる。
【００４６】
（第５の実施の形態）
図９は、第５の実施の形態となる発光素子４１０の上面図（ａ）、及びそのＰ−Ｐ方向の断面図（ｂ）である。この発光素子４１０は、第１〜第４の実施の形態に係る発光素子とは異なり、ｐ側電極３３からｎ側電極３４に向かう方向が長手方向ではなく、これと垂直な方向が長手方向となっている。ｐ側電極３３の形状は、図１０におけるｐ側電極９４と同様であり、ｎ側電極３４に向かって延伸した形状とはされていない。
【００４７】
図９（ｂ）はこの長手方向における断面図となっており、この構造は図１（ｂ）と同様である。すなわち、半導体発光機能層２０の端部Ｔよりもｐ側電極側３３にｎ側電極３４が延伸することによって、発光強度の高い箇所が遮光される。
【００４８】
このように、ｐ側電極からｎ側電極に向かう方向が長手方向でない場合であっても、同様の構造を採用することができる。これによって放熱効果が高まることも同様である。
【００４９】
なお、上記の第１〜第５の実施の形態に係る構造を、適宜組み合わせて用いることができることは明らかである。
【００５０】
上記の例以外でも、半導体発光機能層の一方の端部側（ｐ側電極が形成された側と反対の側）と透明電極端部との間の領域において、ｎ側電極又はｐ側電極が絶縁層を介して半導体発光機能層の表面を覆う形態であれば、同様の効果を奏することは明らかである。この場合、ｎ側電極又はｐ側電極がこの領域以外の発光領域を覆う面積を小さくし、この領域以外における発光を阻害しない構成とすることが好ましい。こうしたｎ側電極又はｐ側電極の形状は、上記の例の他にも適宜設定が可能である。
【００５１】
また、上記の構成においては、Ｓｉ基板１１上に、半導体発光機能層２０として、第１の半導体層としてｎ型ＧａＮ層２１、発光層としてＭＱＷ層２２、第２の半導体層としてｐ型ＧａＮ層２３が形成された例につき記載した。しかしながら、ＭＱＷ層２２を用いない場合でも、単純なｐｎ接合を用いた発光ダイオード（ＬＥＤ）として動作することは明らかである。あるいは、発光層として上記の構成のＭＱＷ層以外の構成のものを用いることもできる。また、ＧａＮ以外の材料で半導体発光機能層を構成することもできる。この場合、発光波長に応じて半導体材料を設定することができる。
【００５２】
また、上記の例では基板（Ｓｉ基板１１）側にｎ型半導体層（第１の半導体層）を、その上にｐ型半導体層（第２の半導体層）を形成したが、上側の半導体層における導電率が低い場合には、これらの導電型が逆であっても同様の効果を奏することは明らかである。すなわち、第１の半導体層と第２の半導体層の導電型が逆であり、これらの半導体層に接続される２つの電極が半導体発光機能層の一方の主面側において形成された構成であれば、上記の構成は有効である。
【００５３】
更に、半導体発光機能層が基板上に形成されていなくとも、上記の効果を奏することは明らかである。また、基板が用いられる場合に、基板と半導体発光機能層との間に、半導体発光機能層の結晶性を高めるための緩衝層を挿入することも可能である。２つの電極を半導体発光機能層の同一主面側に形成する限りにおいて、基板や緩衝層は絶縁性であっても導電性であってもよい。
【００５４】
また、エピタキシャル成長において、基板上にまず初めに導電性の高いｎ型層が形成され、その上に導電性の低いｐ型層、透明電極が形成される構造において、特に上記の構成が有効であることは明らかである。こうした構成は、特に上記のようなＧａＮを初めとする窒化物半導体において特に顕著となるため、上記の構成はこの材料を用いた発光素子において特に有効である。
【００５５】
また、上記の例では、半導体発光機能層等の端部をテーパー形状とし、これを絶縁層を介してｎ側電極やｐ側電極で覆う形態とした。しかしながら、端面からの光の漏れを無視できる場合においては、こうした構成は不要である。すなわち、ｎ側電極やｐ側電極がこれらの端面を覆う必要はない。この場合には、端部をテーパー形状とすることも不要である。この場合、電極によって半導体発光機能層が覆われる部分以外での絶縁層は必ずしも必要ではない。
【符号の説明】
【００５６】
１０、９０、１１０、２１０、３１０、４１０  発光素子
１１  Ｓｉ基板（基板）
２０、９１、１９０  半導体発光機能層
２１  ｎ型ＧａＮ層（第１の半導体層）
２２、１９２  ＭＱＷ層（発光層）
２３  ｐ型ＧａＮ層（第２の半導体層）
３１、９６、１９４  透明電極
３２、１９５  絶縁層
３３、９４、１９６  ｐ側電極（第２の電極）
３４、９５、１９７  ｎ側電極（第１の電極）
９２、１９３  ｐ型半導体層
９３、１９１  ｎ型半導体層
２１２  ｎ型ＧａＮ層露出領域
２１３  ｎ側コンタクト領域
【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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