(57)【要約】【課題】発光効率および光出力が高められた窒化物半導体発光素子を提供する。【解決手段】窒化物半導体発光素子は、積層体と、透明導電層と、電流ブロック層と、第１電極と、第２電極と、を有する。積層体は、第１導電形層を含む第１の層と、第２導電形層を含む第２の層と、発光層と、を有する。透明導電層は、所定領域の両側にそれぞれ設けられる。電流ブロック層は、透明導電膜のそれぞれの表面と所定領域とを覆うが、透明導電層の側面のうち所定領域とは反対の側のそれぞれの外縁が露出するように設けられる。第１電極は、電流ブロック層と、電流ブロック層の非形成領域と、透明導電膜のそれぞれの外縁と、を覆う。第２電極は、所定領域の延在する方向に沿って第２の層の表面に設けられ、延在する方向と直交する断面において所定領域の内側に設けられる。透明導電層の抵抗率は、第１の層の抵抗率よりも低く、第１電極の抵抗率よりも高い。【選択図】図１
2014022401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電形層を含む第１の層と、第２導電形層を含む第２の層と、前記第１の層と前記第２の層との間に挟まれた発光層と、を有し、窒化物半導体を含む積層体と、
前記第１の層の表面において、所定領域の両側にそれぞれ設けられた透明導電層と、
前記透明導電膜のそれぞれの表面と前記所定領域とを覆うが、前記透明導電層の側面のうち前記所定領域とは反対の側のそれぞれの外縁が露出するように設けられた電流ブロック層と、
前記電流ブロック層と、前記第１の層の前記表面のうち前記電流ブロック層の非形成領域と、前記透明導電膜の前記それぞれの外縁と、を覆う第１電極と、
前記所定領域の延在する方向に沿って前記第２の層の表面に設けられ、前記延在する方向と直交する断面において前記所定領域の内側に設けられた第２電極と、
を備え、
前記透明導電層の抵抗率は、前記第１の層の抵抗率よりも低く、前記第１電極の抵抗率よりも高い窒化物半導体発光素子。
【請求項２】
前記発光層は、アンドープ井戸層と第２導電形を有する障壁層とを含む多重量子井戸構造を有する請求項１記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項３】
第１導電形層を含む第１の層と、第２導電形層を含む第２の層と、前記第１の層と前記第２の層とに挟まれた発光層と、を有し、窒化物半導体を含む積層体であって、前記第１の層の表面から前記第２の層の一部に到達し正六角形の中心および頂点に配置された複数の凹部が設けられるか、または前記第１の層の前記表面から前記第２の層の一部に到達し正六角形の平面形状を有する複数の凸部が設けられた積層体と、
前記積層体の内部に分散して配置され前記第２の層の残余の一部と接続された接続部  を有する第１電極と、
前記第１の層の前記表面に設けられた第２電極と、
を備えた窒化物半導体発光素子。
【請求項４】
前記第１電極と前記第２電極とを絶縁する絶縁膜をさらに備え、
前記積層体には、前記複数の凹部が設けられ、
前記第１電極の前記接続部は、前記絶縁膜を間に挟んで前記複数の凹部の内側面に沿って島状にそれぞれ設けられた請求項３記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項５】
前記第１電極と前記第２電極とを絶縁する絶縁膜をさらに備え、
前記積層体は、前記複数の凸部を有し、
前記第１電極の前記接続部は、前記絶縁膜を間に挟んで前記複数の凸部の外側面を囲むように網状に設けられた請求項３記載の窒化物半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、窒化物半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化物半導体発光素子は、照明装置、表示装置、信号機などに広く用いられる。
【０００３】
これらの用途では、動作電圧が低減されかつ光出力の高い発光素子が強く要求される。この場合、たとえば、発光素子の上面に幅が狭い電極を分散して配置しかつ発光層の下方に反射層を設けると、発光層からの放出光を発光素子の上面で効率よく取り出しかつ光出力を高めることが容易となる。
【０００４】
しかしながら、キャリアが発光層の狭い領域にのみ不均一に注入されたり、放出光のうち上面の電極により遮光される割合が増加すると、光出力を高めることが困難となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００７−５２９８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
キャリア密度分布が均一で、発光効率および光出力が高められた窒化物半導体発光素子を提供する。      
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の窒化物半導体発光素子は、窒化物半導体を含む積層体と、透明導電層と、電流ブロック層と、第１電極と、第２電極と、を有する。前記積層体は、第１導電形層を含む第１の層と、第２導電形層を含む第２の層と、前記第１の層と前記第２の層との間に挟まれた発光層と、を有する。前記透明導電層は、前記第１の層の表面において、所定領域の両側にそれぞれ設けられる。前記電流ブロック層は、前記透明導電膜のそれぞれの表面と前記所定領域とを覆うが、前記透明導電層の側面のうち前記所定領域とは反対の側のそれぞれの外縁が露出するように設けられる。前記第１電極は、前記電流ブロック層と、前記第１の層の前記表面のうち前記電流ブロック層の非形成領域と、前記透明導電膜の前記それぞれの外縁と、を覆う。前記第２電極は、前記所定領域の延在する方向に沿って前記第２の層の表面に設けられ、前記延在する方向と直交する断面において前記所定領域の内側に設けられる。前記透明導電層の抵抗率は、前記第１の層の抵抗率よりも低く、前記第１電極の抵抗率よりも高い。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１（ａ）は第１の実施形態にかかる窒化物半導体発光素子の模式平面図、図１（ｂ）はＡ−Ａ線に沿った模式断面図、である。
【図２】第１比較例にかかる窒化物半導体発光素子の模式断面図である。
【図３】図３（ａ）はキャリア密度分布を表すグラフ図、図３（ｂ）は再結合確率分布を表すグラフ図、である。
【図４】図 ４（ａ）は動作電流に対する動作電圧の依存性を表すグラフ図、図４（ｂ）は動作電流に対する光出力の依存性を表すグラフ図、である。
【図５】第２の実施形態にかかる窒化物半導体素子の模式断面図である。
【図６】図６（ａ）は第３の実施形態にかかる窒化物半導体素子の模式平面図、図６（ｂ）はＢ−Ｂ線に沿った模式断面図、図６（ｃ）は積層体の凹部の模式断面図、図６（ｄ）は絶縁膜の凹部の模式断面図、である。
【図７】図７（ａ）は第２比較例にかかる窒化物半導体発光素子の模式平面図、図７（ｂ）はＣ−Ｃ線に沿った模式断面図、である。
【図８】シミュレーションにより求めた動作電流に対する光出力の依存性を表すグラフ図である。
【図９】図９（ａ）は第４の実施形態にかかる窒化物半導体発光素子の模式平面図、図９（ｂ）はＤ−Ｄ線に沿った模式断面図、図９（ｃ）は積層体の凸部の模式断面図、図９（ｄ）は絶縁膜の模式断面図、である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１（ａ）は第１の実施形態にかかる窒化物半導体発光素子の模式平面図、図１（ｂ）はＡ−Ａ線に沿った模式断面図、である。
窒化物半導体素子は、発光層２０を含み、窒化物半導体からなる積層体４０と、透明導電層５２と、電流ブロック層５４と、第１電極５６と、第２電極７０と、を有する。また、第２電極７０は、細線部７０ａとパッド部７０ｂとを有する。
【００１０】
積層体４０は、第１の層１０と、第２の層３０と、その間に挟まれた発光層２０と、を有する。第１の実施形態では、第１の層１０はｐ形とするが、本発明はこれに限定されずｎ形であってもよい。
【００１１】
また、第１の層１０は、窒化物半導体を含み、たとえば、ｐ＋形ＧａＮからなるコンタクト層１２（アクセプタ濃度１×１０２１ｃｍ−３、厚さ５ｎｍ）と、ｐ形ＧａＮからなるクラッド層１４（アクセプタ濃度１×１０２０ｃｍ−３、厚さ１００ｎｍ）と、ｐ形ＡｌＧａＮからなるオーバーフロー防止層１６（アクセプタ濃度１×１０２０ｃｍ−３、厚さ５ｎｍ）と、を有する。
【００１２】
発光層２０は、窒化物半導体を含み、たとえば、ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮアンドープＭＱＷ（Multi  Quantum Well：多重量子井戸)構造を有し、４つの井戸層（厚さ３ｎｍ）とこれらを挟む障壁層（厚さ５ｎｍ）とが積層された構造とすることができる。
【００１３】
第２の層３０は、窒化物半導体を含み、例えば、発光層２０の側に設けられＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮアンドープ 層からなる超格子層３２（厚さ１ｎｍの井戸層と厚さ３ｎｍの障壁層との３０ペアの積層体）と、ｎ形ＧａＮからなる第２導電形層３４（ドナー濃度４×１０１８ｃｍ−３、厚さ６μｍ）と、を有する。第２導電形層３４は、クラッド層および電流拡散層などとして作用する。なお、第１の層１０をｎ形とする場合、第２導電形層３４はｐ形を含むことができる。
【００１４】
第１の層１０の表面１０ａのうち、細線部７０ａの下方の所定領域１０ｂの両側に、透明導電層５２が設けられる。さらに、離間した２つの透明導電層５２の表面と所定領域１０ｂの表面とを覆うように、ＳｉＯ２やＳｉＮ（Ｓｉ３Ｎ４を含む）などの絶縁体からなる電流ブロック層５４が設けられる。また、電流ブロック層５４は、ｎ形ＧａＮなど第１の層１０とは異なる導電形を有する半導体層としてもよい。なお、２つの透明導電層５２の外縁５２ａは電流ブロック層５４の側面から露出するように設けられる。
【００１５】
透明導電層５２は、たとえば、コンタクト層１２と接する薄い金属層と絶縁体層との積層体、または金属酸化膜などとすることができる。
【００１６】
透明導電層５２は金属酸化膜であるＩＴＯ（Indium Tin Oxide)からなるものとすることができる。ＩＴＯの抵抗率は、たとえば、略１．５×１０−４Ω・ｃｍである。他方、金（Ａｕ）の抵抗率は略２．２×１０−６Ω・ｃｍ、銀（Ａｇ）の抵抗率は略１．６×１０−６Ω・ｃｍである。すなわち、ＩＴＯの抵抗率は、Ａｇの略１００倍と高い。
【００１７】
他方、窒化物半導体の抵抗率は、キャリア濃度に大きく依存する。たとえば、ｎ形ＧａＮの場合、移動度（μ）は数十〜千数百ｃｍ２／（Ｖ・ｓ）の範囲で変化する。また、ｐ形ＧａＮの場合、数〜百ｃｍ２／（Ｖ・ｓ）の範囲で変化する。ｐ形ＧａＮではキャリア濃度（ｐ）は１×１０２０ｃｍ−３程度まで高ドープすることがあるが、それでも抵抗率（＝１／（ｅ・ｐ・μ））は７．８×１０−３Ω・ｃｍ以下にはならない。なお、ｅは電子の電荷を表す。このため、透明導電層５２の抵抗率を、第１電極５６の抵抗率よりも高く、積層体４０のうち第１の層１０の抵抗率よりも低くすることは容易である。このようにすることにより、第１の実施形態では、発光層２０へのキャリア注入領域を細線部７０ａと直交する断面において、キャリア流Ｆｅ、Ｆｈを横方向に広げることができる。なお、金属膜を薄くしシート抵抗を高めても、電流を広げる作用を持たせることができる。但し、透明導電層５２の厚さＴ１は、第１電極５６の厚さに対して、たとえば、１００分の１程度の厚さに制御する必要がある。
【００１８】
また、細線部７０ａの幅Ｗ１を８μｍとする場合、所定領域１０ｂの幅Ｗ２は幅Ｗ１よりも広く、たとえば、８〜１２μｍとすることができる。また、透明導電層５２をＩＴＯとする場合、その厚さＴ１は、たとえば、０．１５μｍとすることができる。透明導電層５２とその間のコンタクト層１２とを覆うように、ＳｉＯ２などの絶縁体からなる電流ブロック層５４がさらに設けられる。この場合、透明導電層５２の外縁５２ａは、電流ブロック層５４に覆われない。電流ブロック層５４の幅Ｗ３は、たとえば、３２μｍとすることができる。第１電極５６は、透明導電層５２の外縁５２ａと接するようにかつ電流ブロック層５４を覆うように全面に設けられる。
【００１９】
また、窒化物半導体素子は、たとえばＳｉなどからなり導電性を有する基板６０の一方の面に基板上部電極６２、他方の面に基板下部電極６４が設けられた支持体６５を有していてもよい。積層体４０に設けられた第１電極５６と支持体６５の基板上部電極６２とは、たとえば、ウェーハ接合される。もし、第１電極５６とは反対の側の積層体４０の面に結晶成長基板としてサファイヤ基板などが残っていれば、サファイヤ基板を除去し、露出した第２導電形層３４の表面に凹凸面３４ａを加工することができる。この場合、細線部７０ａは、凹凸面３４ａに設ければよい。凹凸面３４ａを設けると、第２の層３０の表面での全反射が低減され、凹凸面３４ａの上方での光取り出し効率を高めることができる。凹凸面３４ａが設けられた後の第２電導形層３４の厚さは、４〜５μｍなどとすることができる。
【００２０】
なお、第１電極５６が、Ａｕ、Ａｇなどからなるものとすると、発光層２０から下方に向けて放出された光を上方に向けて反射し、上方での光取り出し効率を高めることができる。基板６０は、第１電極５６と基板下部電極６４との間の電流経路を形成すると共に、支持体６５として作用し、発光素子の機械的強度を保つことができる。
【００２１】
第１の実施形態では、第１電極５６と細線部７０ａを有する第２電極７０と間の電流経路が、透明導電層５２に接する領域に応じて広げることができる。すなわち、薄い透明導電層５２を設けることにより、ドット線で表すホール流Ｆｈを広げ、発光層２０内のホールも広がって分布する。このため、キャリア密度を低減し非発光再結合であるオージェ再結合を抑制し、発光効率を高めることができる。なお、透明導電層５２の作用については、後に詳細に説明する。
【００２２】
図２は、第１比較例にかかる窒化物半導体発光素子の模式断面図である。
比較例では、電流ブロック層１５４と積層体１４０との間に、透明導電層が設けられない。このため、電流経路は、電流ブロック層１５４の上方で内側に広がらない。この結果、発光領域は、電流ブロック層５４の外側領域となり、細線部１７０ａによる遮光量は低減できる。しかしながら、ドット線で表す積層体４０内のキャリア流Ｆｅの経路は、長くなり動作電圧が上昇し、発光効率が低下する。また、第１電極１５６から注入されたホールの移動度は小さいため、電流ブロック層１５４の両側の端部Ｒにホール流が集中しやすくなり、オージェ再結合が増加し、結果として発光効率が低下する。
【００２３】
図３（ａ）はシミュレーションによるキャリア密度分布を表すグラフ図、図３（ｂ）はキャリアの再結合確率分布を表すグラフ図、である。
キャリアは、電子、ホールともにｐ層側の井戸層に集まりやすいため、最もｐ層寄りの井戸層中央部の分布を示している。図３（ａ）において、縦軸はキャリア密度分布（ｃｍ−３）、横軸はチップの中心線からの位置Ｘ（μｍ）を表す。また、実線は第１実施形態のホール密度、破線は第１実施形態の電子密度をそれぞれ表す。鎖線は第１比較例のホール密度、ドット線は第１比較例の電子密度をそれぞれ表す。なお、チップサイズは、５００μｍ×５００μｍとする。
【００２４】
比較例において、ホールおよび電子は、電流ブロック層１５４の外側領域である第１電極１５６とコンタクト層１１２との接合界面の上方の発光層１２０へ集中して注入される。このため、電流ブロック層１５４の端部Ｒの近傍においてホールおよび電子濃度がそれぞれ極大となる。これに対して、第１の実施形態では、ホールは、上方からみて、透明導電層５２が設けられた領域の上方の発光層２０に広がってそれぞれ注入される。このため、ホール密度は、電流ブロック層５４の中央部から周辺部に向かって広がり、かつその平均値が低減された分布となる。他方、電子は、第２の層３０を拡散により広がることができる。  
【００２５】
図３（ｂ）において、縦軸は再結合確率分布（ｃｍ−３・ｓ−１）、横軸はチップの中心線からの位置Ｘ（μｍ）を表す。また、実線は第１実施形態の自然放出再結合確率分布、破線は第１実施形態のオージェ再結合確率分布をそれぞれ表す。鎖線は第１比較例の自然放出再結合確率分布、ドット線は第１比較例のオージェ再結合確率分布をそれぞれ表す。
【００２６】
オージェ再結合は、再結合によるエネルギーを他のキャリアに与えることにより、非発光再結合を生じ発光効率を低下させる。また、オージェ再結合確率は、電子濃度やホール濃度が高いほど高くなる。キャリア密度が相対的に高い第１比較例では、自然放出（発光）再結合確率は、オージェ再結合確率の約２．５倍である。これに対して、第１の実施形態では、キャリア密度を低くできるので、自然放出（発光）再結合確率を、オージェ（非発光）再結合確率の約３倍と高くでき、第１比較例よりも発光再結合の割合を高め、発光効率を高めることができる。
【００２７】
図 ４（ａ）は動作電流に対する動作電圧の依存性を表すグラフ図、図４（ｂ）は動作電流に対する光出力の依存性を表すグラフ図、である。
ドット線は第１比較例、実線は第１の実施形態、破線は後に説明する第２の実施形態、を、それぞれ表す。図４（ａ）において、動作電流が５００ｍＡで、第１比較例の動作電圧は略３．３Ｖであるのに対して、第１の実施形態の動作電圧は略３．１Ｖに低減できる。これは、薄い透明導電層５２によりホールが広がり再結合するためである。また、図４（ｂ）において、動作電流が５００ｍＡで、第１比較例の光出力は略４６０ｍＷであるのに対して、第１の実施形態の光出力は略４８０ｍＷと高い。これらの結果、第１の実施形態では、第１比較例よりも発光効率を略１１％高くすることができる。
【００２８】
図５は、第２の実施形態にかかる窒化物半導体素子の模式断面図である。
第２の実施形態では、発光層２１を構成するＭＱＷ構造において、障壁層のみに第２導電形であるドナーを変調ドープ（２×１０１８ｃｍ−３）する。変調ドープにより、電子も発光層２１内でより広がる。また、オーバーフロー防止層を設けない構造とすることにより、ホールがより広がりやすくなる。この結果、図４（ａ）に破線で表すように、動作電流が５００ｍＡにおいて、略３．０５Ｖと低減できる。また、図４（ｂ）に破線で表す第２実施形態のように、動作電流が５００ｍＡにおいて、光出力が略５２５ｍＷと高めることができる。この結果、第２の実施形態の発光効率は、第１比較例よりも略２４％高くできる。
【００２９】
図６（ａ）は第３の実施形態にかかる窒化物半導体素子の模式平面図、図６（ｂ）はＢ−Ｂ線に沿った模式断面図、図６（ｃ）は積層体の凹部の模式断面図、図６（ｄ）は絶縁膜の凹部の模式断面図、である。
窒化物半導体素子は、発光層２０を含み窒化物半導体からなる積層体４０と、第１電極５７と、第２電極７１と、絶縁膜８０と、を有している。
【００３０】
積層体４０は、第１導電形層を含む第１の層１０と、第２導電形層を含む第２の層３０と、第１の層１０と第２の層３０とに挟まれた発光層２０と、を有する。積層体４０には、第１の層１０の表面１０ａから第２の層３０の一部に到達し破線で表す正六角形の中心および頂点に配置された複数の凹部４０ａが設けられる。図６（ａ）、（ｃ）に表す積層体４０の凹部４０ａは、大きさが、たとえば、１〜１０μｍとし、第２導電形層３４が露出するよう設けられる。第３の実施形態では、第１の層１０はｐ形とするが、本発明はこれに限定されずｎ形であってもよい。
【００３１】
また、第１の層１０は、ｐ＋形ＧａＮからなるコンタクト層１２（アクセプタ濃度１×  １０２１ｃｍ−３、厚さ５ｎｍ）と、ｐ形ＧａＮからなるクラッド層１４（アクセプタ濃度  １×１０２０ｃｍ−３、厚さ１００ｎｍ）と、ｐ形ＡｌＧａＮからなるオーバーフロー防止層１６（アクセプタ濃度１×１０２０ｃｍ−３、厚さ５ｎｍ）と、を有する。
【００３２】
発光層２０は、たとえば、アンドープＭＱＷからなり、ＩｎＧａＮからなる４つの井戸層（厚さ５ｎｍ）と井戸層を挟みＧａＮからなる障壁層（厚さ５ｎｍ）とが積層された構造とすることができる。
【００３３】
第２の層３０は、発光層２０の側に設けられ、ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮアンドープ 層からなる超格子層３２（厚さ１ｎｍの井戸層と厚さ３ｎｍの障壁層との３０ペアの積層体）と、ｎ形ＧａＮからなる第２導電形層３４（ドナー濃度１×１０１９ｃｍ−３、厚さ６μｍ）と、を有する。なお、第１の層１０をｎ形とし、第２導電形層３４はｐ形を含むこともできる。第２導電形層３４の光取り出し面に凹凸面３４ａを設けると、光取り出し効率を高めることができる。
【００３４】
また、第１電極５７は、積層体４０の内部に分散して配置され、平坦部５７ｂと第２の層３０の残余の一部と接続された接続部５７ａを有する。第２電極７１は、第１の層１０の表面１０ａに設けられる。
【００３５】
絶縁膜８０は、積層体４０の凹部４０ａの底面に第２の層３０の一部を露出しつつ、凹部４０ａの側面と第２電極７１の表面とを覆うように設けられる。但し、図６（ｄ）に表すように、絶縁膜８０には凹部８０ｃを設け、凹部８０ｃ内に第１電極５７の接続部５７ａを配設する。すなわち、絶縁膜８０は、第２電極７１の表面に設けられた平坦部８０ｂと、第１電極５７の接続部５７ａを囲む充填部８０ａと、を有する。第１電極５７の接続部５７ａは、複数の凹部８０ｃの内側面に沿って島状にそれぞれ設けられる。
【００３６】
また、窒化物半導体素子は、導電性を有する基板６０の一方の面に基板上部電極６２、他方の面に基板下部電極６４、がそれぞれ設けられた支持体６５を有してもよい。積層体４０の側に設けられた第１電極５７と支持体６５の基板上部電極６２とは、たとえば、ウェーハ接合される。
【００３７】
図７（ａ）は第２比較例にかかる窒化物半導体発光素子の模式平面図、図７（ｂ）はＣ−Ｃ線に沿った模式断面図、である。
積層体１４０に設けられた第１凹部１４０ａは、たとえば、１０〜１００μｍの間隔で破線で表す正方形の頂点に位置する。第１電極１５７から注入された電子と、第２電極１７１から注入されたホールとが自然放出再結合し発光する。この場合、キャリア密度が高いと非発光となるオージェ再結合の割合が増加し発光効率が低下する。
【００３８】
キャリア密度は、第１電極１５７の間隔により変化することができる。しかしながら、図７（ａ）に表すように、第１電極１５７が正方形の頂点に配置されていると、４５度方向に位置する第１電極１５７との距離は、０度および９０度方向に位置する第１電極１５７との距離よりも長くなる。すなわち、０、４５、および９０度のすべての方向においてキャリア密度を適正に制御するのは困難であり、キャリア密度の分布が不均一となり、発光効率が低下する。
【００３９】
これに対して、第３の実施形態では、正六角形の中心の第１電極５７と、正六角形の６つの頂点の第１電極５７との間の距離を等しくすることができる。この結果、たとえば、図７（ａ）では、第１電極１５７を含む領域の数は、２３であるのに対して、図６（ａ）では、第１電極５７を含む領域の数は、同じチップサイズにおいて、２９と増加させることができる。このようにして、キャリア密度の分布をより均一にし、発光効率および光出力を高めることが出来る。
【００４０】
図８は、シミュレーションにより求めた動作電流に対する光出力の依存性を表すグラフ図である。
動作電流が１０００ｍＡにおいて、破線で表す第２比較例の光出力は、１２０５ｍＷである。これに対して、第３の実施形態の光出力は、１１２０ｍＷであり、第２比較例のよりも略８％高い。すなわち、発光層のキャリア密度の分布をより均一にできることを表している。  
【００４１】
図９（ａ）は第４の実施形態にかかる窒化物半導体発光素子の模式平面図、図９（ｂ）はＤ−Ｄ線に沿った模式断面図、図９（ｃ）は積層体の凸部の模式断面図、図９（ｄ）は絶縁膜の模式断面図、である。
窒化物半導体素子は、発光層２０を含み窒化物半導体からなる積層体４０と、第１電極５７と、第２電極７１と、絶縁膜８０と、を有する。
【００４２】
積層体４０は、第１の層１０の表面１０ａから第２の層３０の一部に到達し正六角形の平面形状を有する複数の凸部４０ｂを有する。
【００４３】
図９（ａ）、（ｃ）に表すように、第１電極５７の接続部５７ａは、複数の凸部４０ｂの外側面を囲むような網状に設けられる。また、図９（ｄ）に表すように、絶縁膜８０は、凸部４０ｂの間の領域で、第１電極５７の接続部５７ａを挟むように設けられる。
【００４４】
窒化物半導体発光素子は、支持体をさらに有してもよい。支持体６５の基板上部電極６２は、積層体４０の凸部４０ｂの表面に設けられた第２電極７１と接続される領域６２ａと、第１電極５７の取り出し部５７ｃと接続される領域６２ｂと、を有する。なお、領域６２ｂは、基板６０の表面に設けられた絶縁層６１の上に設けられる。なお、図９（ａ）、（ｂ）に表すように、第１電極５７の取り出し部５７ｂ、５７ｃとこれらに隣接する接続部５７ａとの間に絶縁膜８０を設けずに直接接触させると、取り出し部５７ｂ、５７ｃと網状の接続部５７ａの間の接続抵抗を低減し、効果的に電流を分布することができる。
【００４５】
もし、凸部４０ｂの平面形状が正方形であると４５度方向と、０および９０度方向では、キャリア密度の変化がより大きくなる。これに対して、第４の実施形態では、１つの正六角柱の中心から周りを囲む６つの正六角柱の中心までの距離は、等しい。このため、凸部４０ｂに注入されるキャリア密度の分布は、正六角形の辺に沿ってより均一にすることができ、発光効率を高めることができる。
【００４６】
第１〜第４の実施形態によれば、キャリア密度分布を均一にし、かつその最大値を低減できる。このため、オージェ再結合確率を低減し、発光効率を高め光出力を高めることができる。
【００４７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４８】
１０  第１の層、１０ａ  表面、１０ｂ  所定領域、２０、２１  発光層、３０  第２の層、４０  積層体、４０ａ  （積層体の）凹部、４０ｂ  （積層体の）凸部、５２  透明導電層、５２ａ  外縁、５４  電流ブロック層、５６、５７  第１電極、５６ａ、５７ａ  接続部、７０  第２電極、８０  絶縁膜、８０ｃ  （絶縁膜の）凹部、Ｔ１  透明導電膜の厚さ、Ｗ１  細線部の幅、Ｗ２  第１の層の表面の所定領域の幅、Ｗ３  電流ブロック層の幅、Ｆｅ  キャリア（電子）流、Ｆｈ  キャリア（ホール）流
【図１】
2014022401.tif 000003
【図２】
2014022401.tif 000004
【図３】
2014022401.tif 000005
【図４】
2014022401.tif 000006
【図５】
2014022401.tif 000007
【図６】
2014022401.tif 000008
【図７】
2014022401.tif 000009
【図８】
2014022401.tif 000010
【図９】
2014022401.tif 000011