(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光取り出し面である上面側から順に、ｎ型窒化物半導体層、活性層、ｐ型窒化物半導体層が積層された半導体層と、前記ｎ型窒化物半導体層の上面に設けられたｎ側パッド電極と、を有する半導体発光素子であって、
前記ｎ側パッド電極は、最表面にＡｕ層、前記Ａｕ層から前記半導体層側に、Ｒｕ層、Ｃｕ層、Ｒｕ層が順に積層された構成を有しており、
前記Ｃｕ層の膜厚は、前記Ａｕ層の膜厚以上の厚さであることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
前記ｎ側パッド電極は、さらに前記Ｒｕ層から前記半導体層側に、Ｐｔ層、Ｔｉ層が順に積層されて構成され、
前記Ｔｉ層が、前記ｎ型窒化物半導体層の上面に接続されている請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記ｐ型窒化物半導体層の下面側には、前記ｐ型窒化物半導体層と電気的に接続された導電性基板を有する請求項１に記載の半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子に関し、特に半導体素子の電極構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から半導体素子の電極構造として、半導体層と良好にオーミック接触するＡｌ，Ｗ，Ｃｒ，Ｔｉ等からなるオーミック接触層と、ワイヤとの密着性のよいＡｕ等のボンディング層との２層構造、あるいはこの２層の間にさらにＰｔ等のバリア層を設けた３層構造とすることが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４０９９９８９号公報
【特許文献２】米国特許第７３３５５１９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来から半導体素子として順電圧（Ｖｆ）を低減することが要求されており、特に電極自体の電流拡散性には改良の余地がある。
【０００５】
そこで、本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、電極のシート抵抗を下げて電流拡散性を向上させることによって、順電圧（Ｖｆ）が低減された半導体素子を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、前記課題は次の手段により解決される。
【０００７】
本発明に係る半導体発光素子は、光取り出し面である上面側から順に、ｎ型窒化物半導体層、活性層、ｐ型窒化物半導体層が積層された半導体層と、前記ｎ型窒化物半導体層の上面に設けられたｎ側パッド電極と、を有する半導体発光素子であって、前記ｎ側パッド電極は、最表面にＡｕ層、前記Ａｕ層から前記半導体層側に、Ｒｕ層、Ｃｕ層、Ｒｕ層が順に積層された構成を有しており、前記Ｃｕ層の膜厚は、前記Ａｕ層の膜厚以上の厚さである。
これにより、ｎ側パッド電極のシート抵抗が下がり、順電圧（Ｖｆ）が低減された半導体発光素子とすることができる。
なお、本発明に係る最表面とは、外部と電気的に導通をとるために、例えばワイヤやバンプ、ハンダ等の外部接続部材が接続される面のことをいう。
【０００８】
また、前記ｎ側パッド電極は、さらに前記Ｒｕ層から前記半導体層側に、Ｐｔ層、Ｔｉ層が順に積層されて構成され、前記Ｔｉ層が、前記ｎ型窒化物半導体層の上面に接続されているのが好ましい。
【０００９】
また、前記ｐ型窒化物半導体層の下面側には、前記ｐ型窒化物半導体層と電気的に接続された導電性基板を有するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る半導体素子によれば、順電圧（Ｖｆ）を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る半導体素子を模式的に示す平面図である。
【図２】図１に示す第１実施形態に係る半導体素子を模式的に示す断面図である。
【図３】図１及び２に示す半導体素子における電極の積層構造を模式的に示す拡大断面図である。
【図４】第２実施形態に係る半導体素子を模式的に示す平面図である。
【図５】第２実施形態に係る半導体素子を模式的に示す図４のＡ−Ａ’断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る半導体素子を実施するための形態として、図面を参照しながら説明する。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については、原則として同一もしくは同質の部材を示しており、詳細な説明を適宜省略する。
【００１３】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る半導体素子を模式的に示す平面図である。図２は、図１に示す第１実施形態に係る半導体素子を模式的に示す断面図である。図３は、図１及び２に示す半導体素子における電極の積層構造を模式的に示す拡大断面図である。
【００１４】
図１及び図２、図３に示すように、第１実施形態に係る半導体素子１０は、半導体層２，３，４と、この半導体層上に設けられた電極７と、を備えるものであり、電極７は、最表面に第１金属層７５、前記第１金属層７５よりも前記半導体層側に第２金属層７３が少なくとも積層されて構成されたものである。
【００１５】
第１実施形態に係る半導体素子１０は、発光素子であり、基板１上に、ｎ型窒化物半導体層２と、活性層３と、ｐ型窒化物半導体層４とを積層して備える。さらに半導体素子１０は、ｎ型窒化物半導体層３に電気的に接続するｎ側電極７ｎ、およびｐ型窒化物半導体層４に電気的に接続するｐ側電極５を、共に上面側に備え、また、絶縁性の保護層９を表面に備える。ｎ側電極７ｎはパッド電極（ｎ側パッド電極）であり、ｐ型窒化物半導体層４および活性層３の一部が除去されて露出したｎ型窒化物半導体層２の表面に直接に形成される。一方、ｐ側電極５は、ｐ型窒化物半導体層４の表面上のほぼ全面に形成された透光性電極６と、透光性電極６上の一部の領域に形成されたパッド電極（ｐ側パッド電極）７ｐとからなる。保護層９は、ｎ側電極７ｎおよびｐ側パッド電極７ｐの上面を除いた、半導体素子１０の全表面を被覆する。なお、本明細書における「上」とは、基板１に対して半導体層２，３，４を備えた側を指し、図２における上方向である。
【００１６】
（基板）
基板１は、窒化物半導体をエピタキシャル成長させることができる基板材料であればよく、大きさや厚さ等は特に限定されない。このような基板材料としては、Ｃ面、Ｒ面、Ａ面のいずれかを主面とするサファイアやスピネル（ＭｇＡ１2Ｏ4）のような絶縁性基板、また炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ＺｎＳ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ダイヤモンド、および窒化物半導体と格子接合するニオブ酸リチウム、ガリウム酸ネオジウム等の酸化物基板が挙げられる。
【００１７】
（ｎ型窒化物半導体層、活性層、ｐ型窒化物半導体層）
ｎ型窒化物半導体層２、活性層３、およびｐ型窒化物半導体層４（適宜まとめて窒化物半導体層２，３，４という）としては、特に限定されるものではないが、例えばＩｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ＜１）等の窒化ガリウム系化合物半導体が好適に用いられる。
【００１８】
（ｎ側電極、ｐ側電極）
ｎ側電極７ｎはｎ型窒化物半導体層２に、ｐ側電極５はｐ型窒化物半導体層４に、それぞれ電気的に接続して外部から電流を供給する。
ここで、窒化物半導体の中でも好適な窒化ガリウム系化合物半導体はｐ型になり難く、すなわちｐ型窒化物半導体層４は比較的抵抗が高い傾向がある。そのため、電極をｐ型窒化物半導体層４上の一部の領域のみで接続すると、半導体素子１０に供給される電流はｐ型窒化物半導体層４中で広がり難く、発光が面内で不均一になる。したがって、ｐ型窒化物半導体層４の面内全体に均一に電流が流れるように、ｐ側電極５はｐ型窒化物半導体層４上により広い面積で接続して設ける必要がある。ただし、上面を半導体素子１０の光取り出し面とするため、ｐ側電極５で光取り出し効率を低下させないように、ｐ側電極５は、ｐ型窒化物半導体層４上に直接に、その全面またはそれに近い面積の領域（ほぼ全面）に形成された透光性電極６を備える。そして、ｐ側電極５はさらに透光性電極６上に、ワイヤボンディング等で外部回路に接続するために、ボンディング性の良好な金属材料からなる第１金属層７５を最表面に有するパッド電極（ｐ側パッド電極）７ｐを備える。ｐ側パッド電極７ｐは、光を多く遮らない程度に、ボンディングに必要な平面視形状および面積であって、透光性電極６の平面視形状より小さく、内包されるように、すなわち透光性電極６上の一部の領域に形成される。
【００１９】
一方、低抵抗のｎ型窒化物半導体層２においては、ｎ側電極７ｎは、接続面積を少なくしてもよいので、光を透過させないパッド電極（ｎ側パッド電極）のみで構成することができ、ｎ型窒化物半導体層２上に直接に形成される。また、本実施形態に係る半導体素子１０は、上面側にｎ側パッド電極７ｎを備えるので、ｎ型窒化物半導体層２上の当該ｎ側パッド電極７ｎを接続するための領域における活性層３およびｐ型窒化物半導体層４が除去されている。したがって、このｎ側電極（ｎ側パッド電極）７ｎは、発光量を大きく減少させない程度に、ｐ側パッド電極７ｐと同様にボンディングに必要な、そしてｎ型窒化物半導体層２との電気的接続に必要な平面視形状および面積に形成される。ｎ側パッド電極７ｎおよびｐ側パッド電極７ｐの半導体素子１０の平面視におけるそれぞれの位置は、特に限定しないが、パッド電極自身や外部回路から接続したワイヤで遮られる光量をより抑制できること、ボンディングの作業性等に基づいて設計すればよい。
【００２０】
（透光性電極）
ｐ側電極５における透光性電極６は、導電性酸化物からなる。透光性電極６として金属薄膜を用いることもできるが、導電性酸化物は金属薄膜に比べて透光性に優れるため、半導体素子１０を発光効率の高い発光素子とすることができる。導電性酸化物としては、Ｚｎ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｍｇからなる群から選択された少なくとも一種を含む酸化物、具体的にはＺｎＯ，Ｉｎ2Ｏ3，ＳｎＯ2，ＩＴＯが挙げられる。特にＩＴＯは可視光（可視領域）において高い光透過性を有し、また導電率の比較的高い材料であることから好適に用いることができる。
透光性電極６の膜厚は特に限定されるものではないが、シート抵抗が過大とならないように、５０００ｎｍ以下とすることが好ましく、１００〜１０００ｎｍ程度とすることがより好ましい。透光性電極６の形状は、一体の矩形等のｐ型窒化物半導体層４の平面視形状に合わせた形状でもよいが、例えば、格子状、メッシュ形状、ドット状、ストライプ形状、網目状等にパターン形成することで、光の取り出し効率を向上させてもよい。
【００２１】
（パッド電極）
本実施形態に係る半導体素子１０において、ｎ側パッド電極７ｎとｐ側パッド電極７ｐとは同じ積層構造であり、適宜まとめてパッド電極７と称する。パッド電極７は、外部からワイヤやバンプ，ハンダ等の外部接続部材を接続させるための第１金属層７５を最上層（最表面）に備え、さらに第１金属層７５よりも半導体層側に、Ｃｕ等の金属材料が含まれる第２金属層７３を少なくとも備える構成である。そして、本実施形態の一例として、ここでは透光性電極６およびｎ型窒化物半導体層２の上面にそれぞれ、Ｔｉ層７１ａ，Ｐｔ層７１ｂを順に積層したオーミック接触層（Ｔｉ／Ｐｔ層）７１を備え、さらにその上に第１バリア層（Ｒｕ層）７２，第２金属層（Ｃｕ層）７３，第３金属層（Ｒｕ層）７４，第１金属層（Ａｕ層）７５の順に積層された構造を有している。
これらの層７１，７２，７３，７４，７５は蒸着法、スパッタ法等の公知の方法によって成膜することができ、また連続的に形成して積層することが好ましい。また、パッド電極７の平面視形状は特に限定するものではなく、リフトオフ法、フォトリソグラフィを用いたエッチング等により、所望の形状に形成することができる。
【００２２】
オーミック接触層７１は、Ｔｉ層７１ａとＰｔ層７１ｂとの２層（適宜Ｔｉ／Ｐｔ層と称する）からなる。Ｔｉ層７１ａは、ｎ側パッド電極７ｎにおいてはｎ型窒化物半導体層２に、ｐ側パッド電極７ｐにおいては透光性電極６に、それぞれ接触する層である。Ｔｉ層７１ａを備えることで、ｎ側パッド電極７ｎとｎ型窒化物半導体層２、および、ｐ側パッド電極７ｐと透光性電極６との密着性が良くなる。
【００２３】
Ｐｔ層７１ｂは、パッド電極７に入射される光（特に、Ｔｉ層７１ａを透過した光）を反射することによって、半導体素子１０からの光取り出し効率を向上させるための層である。さらに、Ｐｔ層７１ｂは、アニールすることによってＰｔが１層目のＴｉ層７１ａに微妙に拡散し、パッド電極７と透光性電極６とのオーミック接触をとり易くすることができる。
【００２４】
第１バリア層７２は、Ｐｔ層７１ｂと第２金属層（Ｃｕ層）７３との間に積層され、第２金属層７３からＣｕが、Ｐｔ層７１ｂに拡散するのを抑制するための層である。このような第１バリア層７２としては、Ｒｕ，Ｒｈ，Ｔａ，Ｉｒ，及び，Wから選択される少なくとも一種の金属材料を含むことが好ましく、さらに好ましくはＲｕである。これにより、Ｐｔ層７１ｂを透過した光を効率良く反射することによって、半導体素子１０からの光取り出し効率を向上させることができる。
【００２５】
第２金属層７３は、後述する最表面の第１金属層７５に含まれる金属材料よりも電気導電率の高い金属材料が含まれているため、外部接続部材（図示しない）が接続される第１金属層７５から第２金属層７３を介して電流を効率良く拡散することができる。つまり、パッド電極７のシート抵抗が下がることによって、順電圧（Ｖｆ）が低減された半導体素子１０とすることができる。さらにこのとき、第２金属層７３の膜厚を、第１金属層７５の膜厚以上の厚さにすることによって、バッド電極７のシート抵抗をさらに下げることができるため好ましい。ここで、表１に代表的な金属元素の２０℃における電気導電率を示す。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
表１に示すように、ボンディング性に優れたＡｕ層を第１金属層７５とした場合、第２金属層７３の金属材料としてはＡｇやＣｕ等が好適に用いられるが、特にＡｇよりもエレクトロマイグレーションが発生しづらく、材料コストも比較的に安価なＣｕを用いるのが好ましい。
【００２８】
第３金属層７４は、第２金属層７３の金属材料が第１金属層７５に拡散するのを抑制し、順電圧（Ｖｆ）が上昇するのを抑制するための層であり、Ｒｕ，Ｒｈ，Ｔａ，Ｉｒ，及び，Wから選択される少なくとも一種の金属材料を含むことが好ましい。特に本実施形態のような、第１金属層７５の金属材料をＡｕ、第２金属層７３の金属材料をＣｕとした場合には、第２金属層７３のＣｕが第１金属層７５に拡散し易いため、第１金属層７５と第２金属層７３の間にある第３金属層７４が効果的に作用する。また、第３金属層７４は、第１バリア層７２と同じ金属材料から構成されるのが好ましく、製造工程を簡略化することができる。
【００２９】
第１金属層７５は、外部からワイヤやバンプ、ハンダ等の外部接続部材を接続するために設けられ、パッド電極７の表面（最上面）を構成する。第１金属層７５は、外部接続部材との密着性すなわちボンディング性に優れ、一般的に適用されるＡｌ（Ａｌ合金を含む），Ａｕ等の金属を適用することができるが、特に耐食性等にも優れたＡｕを適用することが好ましい。また、第１金属層７５は、ボンディング性を保持するため、厚さを１００ｎｍ以上とすることが好ましく、２００ｎｍ以上がより好ましい。一方、生産性上、第１金属層７５は厚さを１０００ｎｍ以下とすることが好ましく、８００ｎｍ以下がより好ましく、５００ｎｍ以下が特に好ましい。
なお、これらの層７１，７２，７３，７４，７５の厚さは、例えばスパッタリング装置による成膜条件により調整すればよい。
【００３０】
（保護層）
保護層９は、半導体素子１０における窒化物半導体層２，３，４の露出した表面（上面および側壁）や透光性電極６の表面等を被覆して、半導体素子１０の保護膜および帯電防止膜とする。具体的には、パッド電極７の上面の周縁部を除いた領域をボンディングのための領域（パッド部）とし、このパッド部の領域を除いた全表面に保護層９が形成される。保護層９は透光性の絶縁膜であるＳｉ，Ｔｉ，Ｔａ等の酸化物からなり、蒸着法、スパッタ法等の公知の方法によって成膜することができ、その膜厚は特に限定するものではないが、１００〜１０００ｎｍとすることが好ましい。
【００３１】
ここで、本実施形態においてパッド電極７の最上面を構成する第１金属層７５のＡｕは、酸化物からなる保護層９との密着性に劣るため、保護層９がパッド部の端から剥離する恐れがある。これを防止するため、第１金属層７５上面の周縁部であって保護層９の直下の領域に、密着層８２としてＮｉ等の膜を形成することが好ましい。さらにＮｉで密着層８２を形成した場合、この密着層８２からＮｉが第１金属層７５に拡散するとボンディング性が低下するので、これを防止するために、密着層８２の下に第２バリア層８１を形成することが好ましい。第２バリア層８１は、Ｐｔ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｔａ，Ｉｒ，及び，W等で形成することができる。第２バリア層８１、密着層８２のそれぞれの厚さは特に限定するものではないが、好適に作用するために、第２バリア層８１は２０〜５０ｎｍ、密着層８２は１〜２０ｎｍとすることが好ましい。なお、第２バリア層８１と密着層８２の２層（例えばＰｔ／Ｎｉ層）を適宜、下地層８と称する。下地層８もまた、パッド電極７を構成する各金属層と同様に、蒸着法、スパッタ法等の公知の方法によって成膜することができ、オーミック接触層７１から下地層８まで連続して成膜することができる。
【００３２】
以上の構成を有する本発明の実施形態に係る半導体素子１０は、シート抵抗が低く、電流拡散性に優れた電極７を備える。このため、本発明の実施形態に係る半導体素子１０は、順電圧（Ｖｆ）が低減された半導体素子となる。
【００３３】
（半導体素子のパッド電極の製造方法）
本発明に係る半導体素子のパッド電極の製造方法について、第１実施形態に係る半導体素子の製造も含めて、一例を説明する。
【００３４】
まず、サファイア基板を基板１として、ＭＯＶＰＥ反応装置を用いて、基板１上に、ｎ型窒化物半導体層２を構成する、第１のバッファ層と、第２のバッファ層と、ｎ側コンタクト層と、第３のバッファ層と、ｎ側多層膜層とを成長させ、このｎ側多層膜層の上に活性層を成長させた後、さらにｐ型窒化物半導体層４を構成する、ｐ側多層膜層と、ｐ側コンタクト層とを順に成長させる。そして窒化物半導体の各層を成長させた基板１（以下、ウェハという）を装置の処理室内にて窒素雰囲気で、６００〜７００℃程度のアニールを行って、ｐ型窒化物半導体層４を低抵抗化する。
【００３５】
次に、ｎ側電極（ｎ側パッド電極）７ｎを接続するためのコンタクト領域として、ｎ型窒化物半導体層２の一部を露出させる。アニール後のウェハ上にフォトレジストにて所定の形状のマスクを形成して、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）にて、ｐ型窒化物半導体層４および活性層３、さらにｎ型窒化物半導体層２のｎ側多層膜層、第３のバッファ層を除去して、その表面にｎ側コンタクト層を露出させる。そしてエッチングの後、レジストを除去する。なお、コンタクト領域と同時に、半導体素子１０（チップ）の周縁部（スクライブ領域）をエッチングしてもよい。
【００３６】
その後、ウェハの全面に、透光性電極６としてＩＴＯ膜をスパッタリング装置にて成膜する。そして、フォトレジストにて、ＩＴＯ膜上にその下のｐ型窒化物半導体層４の平面視形状に対応した形状のマスクを形成し、エッチングして、ｐ型窒化物半導体層４上に透光性電極６を形成する。そしてエッチングの後、レジストを除去する。次に、窒素雰囲気で５００℃程度のアニールを行って、透光性電極６（ＩＴＯ膜）のｐ型窒化物半導体層４とのオーミック接触性、および前記コンタクト領域の露出させたｎ型窒化物半導体層２の、ｎ側パッド電極７ｎへのオーミック接触性を、それぞれ向上させる。
【００３７】
次に、露出させたｎ型窒化物半導体層２上、および透光性電極６のそれぞれにおける所定領域を空けたマスクをフォトレジストにて形成し、このマスクの上から、スパッタリング装置にて、パッド電極７を構成するＴｉ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ｃｕ，Ｒｕ，Ａｕ、さらに下地層８を構成するＰｔ，Ｎｉの計８層の金属膜をそれぞれ所定の膜厚ずつ連続的に成膜する。その後、レジストをその上の金属膜ごと除去すると、前記の所定領域にｎ側パッド電極７ｎ、ｐ側パッド電極７ｐが形成され（リフトオフ法）、またその上に、同じ平面視形状でＰｔ，Ｎｉの２層の膜が積層された状態となる。
【００３８】
次に、ＩＴＯ膜のオーミック接触性を向上させるため、窒素雰囲気で、ウェハに熱処理（アニール）を施す。熱処理の温度は、２８０℃以上とすることが好ましい。一方、温度が高過ぎると、窒化物半導体層２，３，４が熱で劣化して、ｎ型窒化物半導体層２およびｐ型窒化物半導体層４の方のオーミック接触性が低下し、さらに、半導体素子１０の発光強度が低下する等の恐れがあるため、熱処理の温度は５００℃以下とすることが好ましい。また、処理時間は、温度およびＴｉ層等の厚さに応じて設定されるが、１０〜２０分間程度が好ましい。
【００３９】
その後、ウェハの全面に、保護層９としてＳｉＯ2膜をスパッタリング装置にて成膜する。すなわち、パッド部としてパッド電極７上のＰｔ，Ｎｉの膜上の所定領域を空けたマスクをフォトレジストにて形成し、ＳｉＯ2膜をエッチングした後、レジストを除去する。残ったＳｉＯ2膜（保護層９）をマスクとしてＮｉ，Ｐｔをエッチングして、パッド部にＡｕ層７５を露出させる。
【００４０】
そして、ウェハをスクライブやダイシング等で分離して、１個の半導体素子１０（チップ）となる。また、チップに分離する前に、ウェハの裏面から基板１を研削（バックグラインド）して所望の厚さとなるまで薄く加工しても良い。
【００４１】
以上の工程による本発明に係る半導体素子のパッド電極７の製造方法は、第１実施形態に係る半導体素子１０について、ｐ側、ｎ側のそれぞれにパッド電極７ｎ，７ｐを同時に形成することができるため、生産性が向上する。
【００４２】
＜第２実施形態＞
図４は、第２実施形態に係る半導体素子を模式的に示す平面図である。図５は、第２実施形態に係る半導体素子を模式的に示す図４のＡ−Ａ’断面図である。
【００４３】
第２実施形態に係る半導体素子は、ｎ側電極２０が、第１実施形態に係る電極の積層構造と実質的に同じ構造を有しており、図４及び図５に示すように、半導体層２８に対する電極２０，３０の配置などが異なる。なお、第１実施形態に係る半導体素子と同じ構造については、説明を適宜省略する部分もある。
【００４４】
第２実施形態に係る半導体素子は、半導体層２８と、電極２０，３０と、保護層４０と、絶縁層４２と、接合層５０と、密着層６０と、導電性基板７０と、メタライズ層８０と、を少なくとも有する。
【００４５】
より具体的には、本実施形態における半導体層２８は、上面側から順に、ｎ型窒化物半導体層２２、活性層２４、ｐ型窒化物半導体層２６を有する。ｎ型窒化物半導体層２２は、上面側の面にｎ側電極２０が接続され、さらにｎ側電極２０の少なくとも一部が露出されるように保護膜４０が設けられる。ｎ側電極２０は、第１実施形態と同様に、最表面に第１金属層、第１金属層よりも半導体層側に第２金属層の構成（図示しない）を有する。また、ｐ型窒化物半導体層２６は、下面側の面にｐ側電極３０が接続され、そのｐ側電極３０の周囲を囲むように離間して絶縁層４２が設けられる。ｐ側電極３０は、ｎ側電極２０と同じ積層構造を有しても良いが、これに限定されない。また、本実施形態における保護層４０と絶縁層４２とは、同一部材からなり、半導体層２８の側面で界面無く連続して設けられる。絶縁層４２は、半導体２８を挟んでｎ側電極２０と対向するように配置されており、半導体層２８と接する面側に密着層６０が設けられる。ｐ側電極３０および絶縁層４２の下面には、接合層５０が覆うように設けられ、ｐ側電極３０と電気的に接続される。さらに接合層５０は、絶縁層４２及び密着層６０と、ｐ側電極３０との離間した部分を埋めるように設けられる。また、接合層５０の下面には、導電性基板７０，メタライズ層８０が順に設けられる。
【００４６】
以上の構成を有する第２実施形態に係る半導体素子は、第１実施形態に係る半導体素子と同様に、順電圧（Ｖｆ）を低減することができる。
【実施例】
【００４７】
半導体素子を作製し、電極の積層構造について本発明の効果を確認した実施例を、本発明の要件を満たさない比較例と対比して説明する。なお、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００４８】
（半導体素子の作成）
以下の方法により、比較例１，実施例１〜３として図４および図５に示す、第２実施形態に係る構造の半導体素子を作製する。
サファイア等からなる成長用基板（図示しない）の上に、ＭＯＶＰＥ反応装置にて、ｎ型窒化物半導体２２層，発光層２４，ｐ型窒化物半導体層２６の順に成長させて半導体層２８を形成する。
【００４９】
次に、ｐ型窒化物半導体層２６の上表面に、レジストを用いてｐ側電極３０の配置に対応したマスクを形成し、スパッタリングによって、Ａｇ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｐｔを連続的に順次成膜してｐ側電極３０を形成する。その後、さらにｐ側電極３０の上にレジストを用いてマスクを形成し、スパッタリングによってＴｉを成膜してＴｉ層６０を形成し、続けてＳｉＯ２を成膜してＳｉＯ２層４２を形成した後、マスクを除去する。続いて、マスクが除去されたＳｉＯ２層４２とｐ側電極３０の上部に、Ｐｔ，Ａｕ，ＡｕＳｎを順次成膜して第１接合層５０を形成する。
【００５０】
一方、Ｓｉ等の導電性基板７０を用意し、導電性基板７０の上表面に、Ａｕ，Ｐｔ，ＴｉＳｉ２を順次成膜して第２接合層５０を形成する。また、導電性基板７０の下表面にＡｇを成膜してメタライズ層８０を形成する。
【００５１】
次に、第１接合層５０と第２接合層５０とを貼り合わせ、１５０℃〜３５０℃程度で加熱して接合する。これにより、第１接合層５０の一部と第２接合層５０の一部とが共晶を形成し、半導体層２８と導電性基板７０とが接着される。
【００５２】
次に、成長用基板側からレーザ照射もしくは研磨等を行って、成長用基板を除去した後、露出した半導体層（ｎ型窒化物半導体層）２２を化学研磨（ＣＭＰ）する。さらに、研磨面において、半導体層２８を挟んでＳｉＯ２層４２と対向し、かつｐ側電極３０と重なり合わない部位に、ｎ側電極２０が形成されるようにレジストを用いてマスクを形成する。そして、スパッタリングによって、半導体層２２の上にＴｉ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ｒｕ，Ａｕの順に成膜してｎ側電極２０を形成後、さらに下地層（図示しない）としてＴｉ，ＳｉＯ２，Ａｌを順に成膜する。なお、具体的なｎ側電極２０の構造および各層の厚さについては、表２に示す構造とする。そして、ここでマスクを設けた部分、つまりｎ側電極２０が形成されていない領域をＲＩＥ（反応性イオンエッチング）により穿孔して半導体層２２を露出させる。最後に、露出された半導体層２２に保護層４０を形成した後、パッド部としてｎ側電極２０の表面（第１金属層）が露出するように、保護層４０および下地層を部分的にエッチングして、半導体素子とする。
【００５３】
以上、作製した半導体素子における初期特性を評価するために、順電圧（Ｖｆ）を測定する。なお、この測定に用いる電流値は１Ａである。
【００５４】
（初期特性の評価）
電極構造と順電圧（Ｖｆ）の関係を、表２に示す。なお、表２における順電圧（Ｖｆ）は小数点以下３桁を四捨五入した値である。
【００５５】
【表２】
0005533573.tif 000003
【００５６】
表２に示すように、「Ｔｉ／Ｐｔ／Ｒｕ／Ａｕ」の電極構造を有する比較例１は、順電圧が３．４９Ｖであるのに対し、Ｐｔ層とＲｕ層との間にＣｕ層を有する「Ｔｉ／Ｐｔ／Ｃｕ／Ｒｕ／Ａｕ」の実施例１〜３は、順電圧が３．４６Ｖ、３．４１Ｖ、３．３９Ｖといずれも比較例１の順電圧よりも低いことが分かる。さらに、実施例２および実施例３のように、Ｃｕ層の膜厚を５０ｎｍ以上、つまりＡｕ層の膜厚以上の厚さにすることによって、順電圧がそれぞれ比較例１よりも−０．０８，−０．１０と大きく低減されており、特に、実施例２においてはＣｕ層の膜厚に対する順電圧の低下が最も大きいことが分かる。
【００５７】
このように、本発明によれば、電極が、第１金属層であるＡｕ層よりも電気導電率の高い第２金属層であるＣｕ層を有する、つまり、電極のシート抵抗を下げて電流拡散性を向上させることによって、順電圧（Ｖｆ）が低減された半導体素子とすることができる。
【００５８】
以上、本発明について実施形態および実施例を示して詳細に説明したが、本発明の趣旨は前記した内容に限定されることなく、その権利範囲は特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈しなければならない。なお、本発明の内容は、前記した記載に基づいて広く改変・変更等することが可能であることはいうまでもない。
【００５９】
例えば、本発明に係る半導体素子の電極は、前記実施形態および前記実施例（図２および図５参照）に係る半導体素子に限らず、例えばｎ側電極を導電性基板の裏面（下面）側に設けた半導体素子に適用することもできる（図示せず）。また、第１金属層において、前記実施形態ではＡｕを適用することとしたが、ボンディング性に優れ、一般的に適用されるＡｌ（Ａｌ合金を含む）等の金属を適用してもよい。その他、半導体素子の構造は、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、適宜他の構造としてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１０        半導体素子
１          基板
２，２２    ｎ型窒化物半導体層
３，２４    活性層
４，２６    ｐ型窒化物半導体層
５，３０    ｐ側電極
６          透光性電極
７ｐ        ｐ側パッド電極
７ｎ，２０  ｎ側電極（ｎ側パッド電極）
７          パッド電極
７１        オーミック接触層
７１ａ      Ｔｉ層
７１ｂ      Ｐｔ層
７２        第１バリア層
７３        第２金属層
７４        第３金属層
７５        第１金属層
８          下地層
８１        第２バリア層
８２        密着層
９，４０    保護層
２８        半導体層
４２        絶縁層（ＳｉＯ２層）
５０        接合層（第１接合層、第２接合層）
６０        密着層（Ｔｉ層）
７０        導電性基板
８０        メタライズ層
【図１】
0005533573.tif 000004
【図２】
0005533573.tif 000005
【図３】
0005533573.tif 000006
【図４】
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【図５】
0005533573.tif 000008