(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板上に、ｎ型半導体層と、ｐ型半導体層と、前記ｎ型半導体層及び前記ｐ型半導体層の間に形成された発光層とを有する半導体発光素子であって、
底面を前記ｎ型半導体層の上面に接触して形成されたｎ側電極と、
上面を前記ｐ型半導体層の底面に接触し、前記ｎ側電極の形成箇所の直下の位置を含む領域に形成された反射電極と、
前記ｎ側電極の形成箇所の直下の位置において、上面を前記反射電極の底面に接触して形成された絶縁層とを備え、
前記絶縁層はその直上に位置する前記ｎ側電極よりも幅広に形成されていることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
前記絶縁層は、前記ｎ側電極の形成箇所の直下に位置する第１絶縁層と、前記ｎ側電極の非形成箇所の直下に位置する第２絶縁層とが連続した構成を有しており、
前記ｎ側電極の幅に対する前記第２絶縁層の幅の割合が３５％以上３００％以下で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】
前記第１絶縁層の両側に前記第２絶縁層が形成されていることを特徴とする請求項２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、支持基板上に、ｎ型半導体層、ｐ型半導体層、及びこれらの間に形成された発光層を有する半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、窒化物半導体を用いた発光素子においては、主としてＧａＮが利用されている。この場合、格子整合の観点からサファイア基板上にエピタキシャル成長させて欠陥の少ないＧａＮ膜を形成することで、窒化物半導体からなる発光素子を形成していた。ここで、サファイア基板は絶縁材であることから、ＧａＮ系の発光素子への給電には、ｐ型半導体層の一部を削ってｎ型半導体層を露出させ、ｐ型半導体層及びｎ型半導体層の各半導体層に給電用の電極を形成していた。このように、給電用の電極が同じ向きに配置されている構造の発光素子を「横型構造」と呼び、例えば下記特許文献１にこのような技術が開示されている。
【０００３】
一方で、発光素子の発光効率の改善や光取り出し効率の向上を目的として、ｐ型半導体層とｎ型半導体層を表裏面に配置し給電する、いわゆる「縦型構造」の発光素子の開発が進められている。この縦型構造の発光素子を製造する際には、サファイア基板上に下から順にｎ型半導体層、発光層（「活性層」とも呼ばれる。）、ｐ型半導体層を配置し、当該ｐ型半導体層側にＳｉやＣｕＷからなる支持基板を接合した後、サファイア基板が除去される。この場合、素子表面はｎ型半導体層となり、このｎ型半導体側に電極（ｎ側電極）を設け、このｎ側電極に給電線であるワイヤを繋ぐことで電圧供給を行っている。
【０００４】
縦型の構造においては、ｐ型半導体層側の電極（以下、「ｐ側電極」と呼ぶ。）とｎ側電極の間に電圧が印加されると、ｐ側電極から発光層を介してｎ側電極に電流が流れる。発光層内を電流が流れることで、発光層が発光する。
【０００５】
ｐ側電極とｎ側電極は鉛直方向に対向する位置関係に配置される。このため、両電極間に電圧が印加された場合、ｐ側電極からｎ側電極に向かってほぼ最短距離で向かう鉛直方向の電流経路が形成される。このとき、ｎ側電極の直下に位置する発光層内を大部分の電流が流れ、他の発光層内にはあまり電流が流れず、発光領域が限定的となり発光効率が低くなるという問題がある。
【０００６】
上記の課題を受け、下記特許文献２には、電流を支持基板の基板面に対して平行な方向に拡げることを目的としてｎ側電極の直下の位置に絶縁層を設ける構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第２９７６９５１号明細書
【特許文献２】特許第４２０７７８１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図９は、特許文献２に開示された半導体発光素子の断面図を模式的に示したものである。従来の半導体発光素子９０は、支持基板９１上に導電層９２、反射膜９３、絶縁層９４、反射電極９５、半導体層９９、及びｎ側電極１００を備えて構成される。半導体層９９は、ｐ型半導体層９６、発光層９７、及びｎ型半導体層９８が下からこの順に積層されて構成される。反射電極９５は前述の「ｐ側電極」に対応する電極である。
【０００９】
絶縁層９４は、ｎ側電極１００が形成されている位置の直下の位置を含む領域に形成される。絶縁層９４の下層には金属材料からなる反射膜９３が形成されているが、この反射膜９３はオーミック性を有さず電極としての機能を奏さない。一方、反射電極９５は金属材料からなり、ｐ型半導体層９６の間でオーミック接触が実現されることで電極（ｐ側電極）として機能している。
【００１０】
支持基板９１とｎ側電極１００の間に電圧が印加されると、ｎ側電極１００の直下の位置には絶縁層９４が設けられているため、ｎ側電極１００の直下の位置において発光層９７内を鉛直方向に大部分の電流が流れることが防止される。すなわち、電流は反射電極９５を通過した後、支持基板９１の基板面に対して平行な方向（水平方向）に拡がりながらｎ側電極１００に向かって流れる。これにより、発光層９７内を流れる電流を水平方向に拡げる効果が得られ、発光層９７内の発光領域が水平方向に拡げられる。
【００１１】
反射電極９５は、発光層９７で発光した光のうち、支持基板９１に向かう方向（図面下向き）に放射された光を反射させてｎ側半導体層９８側（図面上向き）に取り出すことで、光の取り出し効率を高める目的を兼ねている。反射膜９３も同様の目的で形成されており、反射電極９５が形成されていない箇所を通過して下向きに進行した光を反射させてｎ側半導体層９８側に進行方向を変えることで、光の取り出し効率が高められる。
【００１２】
しかし、発光層９７から下向きに放射された光が反射膜９３によって反射されて上向きに取り出されるに際し、この光は、反射膜９３で反射される前と反射した後の２回にわたって、絶縁膜９４内を通過することになる。特許文献２には、絶縁膜９４の材料として、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２などの材料が挙げられている。これらの材料によって絶縁膜９４を形成した場合、絶縁膜９４は透明膜として構成されるものの、この絶縁膜９４内を光が通過する際に数％の光が絶縁膜９４によって吸収されてしまう。より詳細には、発光層９７から絶縁膜９４を通過して反射膜９３に達するまでに３−４％程度の光が吸収され、更に反射膜９３で反射された光が絶縁膜９４を通過してｎ型半導体層９８側の外部に取り出されるまでに更に３−４％の光が吸収される。
【００１３】
つまり、従来の構成では、発光層９７から放射された光のうち、下向きに放射された光を反射させて取り出し効率を高めてはいるものの、一部の光が絶縁膜９４内に吸収されてしまっているため、取り出し効率を十分に高められているとはいえない。
【００１４】
本発明は、上記の課題に鑑み、発光層を流れる電流の水平方向への拡がりを確保しながら、光の取り出し効率を更に向上させた半導体発光素子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】
【００１５】
本発明は、支持基板上に、ｎ型半導体層と、ｐ型半導体層と、前記ｎ型半導体層及び前記ｐ型半導体層の間に形成された発光層とを有する半導体発光素子であって、
底面を前記ｎ型半導体層の上面に接触して形成されたｎ側電極と、
上面を前記ｐ型半導体層の底面に接触し、前記ｎ側電極の形成箇所の直下の位置を含む領域に形成された反射電極と、
前記ｎ側電極の形成箇所の直下の位置において、上面を前記反射電極の底面に接触して形成された絶縁層とを備え、
前記絶縁層はその直上に位置する前記ｎ側電極よりも幅広に形成されていることを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、反射電極はｎ側電極の直下の位置にまで形成されているものの、その箇所においては底面に絶縁層が形成されているため、ｎ側電極の直下の位置において反射電極の底面より下方に電流が流れることがない。電流経路は絶縁層が形成されていない領域に形成されることから、上記構成によれば、反射電極とｎ側電極が鉛直方向に対向する位置関係であっても、反射電極とｎ側電極に挟まれた領域における発光層内にのみ大部分の電流が流れるということはない。つまり、上記構成においても、発光層内を流れる電流を支持基板の基板面に平行な方向（水平方向）に拡げる効果が得られる。
特に、本発明の構成では、絶縁層が、その直上に位置するｎ側電極よりも幅広に形成されている。そのため、反射電極とｎ側電極に挟まれた領域だけでなく、ｎ側電極よりも幅広に形成されている絶縁層とｎ側電極に挟まれた領域にも大部分の電流が流れることを抑制することができる。その結果、発光層内を流れる電流を拡げる効果が、顕著に得られる。
【００１７】
図９を参照して説明した従来の構成であれば、反射膜９３の上層に形成されていた絶縁層９４によって、発光層９７内を流れる電流を水平方向に拡げる効果を実現していた。そして、この反射膜９３の上層に絶縁層９４が設けられていることで、発光層９７から放射された光が反射膜９３で反射されて取り出されるまでの間に、絶縁層９４内を２回通過することを余儀なくされ、この絶縁層９４内で数％の光が吸収されてしまっていた。
【００１８】
これに対し、上記の構成であれば、反射電極の下層に設けられた絶縁層によって発光層内を流れる電流を水平方向に拡げる効果が実現される。このため、反射電極の上層には必ずしも絶縁層を設ける必要がない。この結果、発光層から支持基板側に放射された光が反射電極で反射されてｎ型半導体層側の外部に取り出されるまでに、絶縁層によって吸収されることがなく、従来よりも取り出し効率が高められる。
【００１９】
なお、図９に示す従来の半導体発光素子９０においても、絶縁層９４は反射電極９５の底面の一部に接触するように形成されており、反射電極９５の上面にはｐ型窒化物層９６が形成されている。このため、発光層９７から下向き（支持基板９１側）に放射された光のうち、反射電極９５で反射される光については、絶縁層９４で吸収されるということはない。しかし、図９の構成では、ｎ側電極１００の直下の位置には反射電極９５が形成されておらず、絶縁層９４が形成されている。このため、発光層９７から放射された光のうち、ｎ側電極１００の直下に位置する領域内を下向きに通過する光については、反射電極９５によって反射させることができないため、絶縁層９４の底面に反射膜９３を設ける構成としている。ただし、この反射膜９３で反射された光が外部に取り出されるまでに絶縁層９４において一部が吸収されてしまう点は上述した通りである。
【００２０】
図９に示す半導体発光素子９０において、ｎ側電極１００の直下の位置に反射電極９５を形成しない構成としているのは、ｎ側電極１００と反射電極９５を鉛直方向に対向させると、この間に位置する発光層９７の領域にのみ重点的に電流が流れてしまい、発光層９７内の発光領域が限定的になることを想定したものであると考えられる。しかし、「発明を説明するための形態」の項で後述されるように、本発明者の鋭意研究によって、ｎ側電極の直下の位置に反射電極を形成しても、ｎ側電極の直下の位置において反射電極の底面に絶縁層（絶縁層）を形成しておくことで、発光層に流れる電流を水平方向に拡げる効果が実現できることを見出した。特に、絶縁層を、その直上に位置するｎ側電極よりも幅広に形成しておくことで、発光層内を流れる電流を拡げる効果が、顕著に得られることを見出した。本発明は、この事実に基づいてなされたものである。
【００２１】
上記の構成において、前記絶縁層は、前記ｎ側電極の形成箇所の直下に位置する第１絶縁層と、前記ｎ側電極の非形成箇所の直下に位置する第２絶縁層とが連続した構成を有しており、
前記ｎ側電極の幅に対する前記第２絶縁層の幅の割合が３５％以上３００％以下であることが好ましい。
【００２２】
ｎ側電極の幅に対する第２絶縁層の幅の割合が３５％以上であると、発光層内を流れる電流を拡げる効果が、より顕著に得られる。また、光取り出し面での高い発光分布均一度が得られる。一方、ｎ側電極の幅に対する第２絶縁層の幅の割合が３００％以下であると、電流密度を必要以上に高くすることなく、発光層内を流れる電流を広げる効果が得られる。
【００２３】
上記の構成においては、前記第１絶縁層の両側に前記第２絶縁層が形成されていてもよい。
【００２４】
第１絶縁層の両側に第２絶縁層が形成されていると、反射電極とｎ側電極に挟まれた領域の両側において大部分の電流が流れることを抑制することができる。従って、特に、反射電極とｎ側電極とが素子の外周以外の箇所に形成されている場合に、発光層内を流れる電流を拡げる効果が、さらに顕著に得られる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の半導体発光素子によれば、発光層を流れる電流の水平方向への拡がりを確保しながら、従来構成よりも光の取り出し効率を更に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１Ａ】本実施形態に係る半導体発光素子の構成を模式的に示す断面図である。
【図１Ｂ】本実施形態に係る半導体発光素子の構成を模式的に示す平面図である。
【図２Ａ】本実施形態に係る半導体発光素子工程断面図の一部である。
【図２Ｂ】本実施形態に係る半導体発光素子工程断面図の一部である。
【図２Ｃ】本実施形態に係る半導体発光素子工程断面図の一部である。
【図２Ｄ】本実施形態に係る半導体発光素子工程断面図の一部である。
【図２Ｅ】本実施形態に係る半導体発光素子工程断面図の一部である。
【図２Ｆ】本実施形態に係る半導体発光素子工程断面図の一部である。
【図２Ｇ】本実施形態に係る半導体発光素子工程断面図の一部である。
【図２Ｈ】本実施形態に係る半導体発光素子工程断面図の一部である。
【図２Ｉ】本実施形態に係る半導体発光素子工程断面図の一部である。
【図２Ｊ】本実施形態に係る半導体発光素子工程断面図の一部である。
【図３Ａ】実施例１に係る半導体発光素子を光取り出し方向から見たときの写真である。
【図３Ｂ】実施例１〜４、比較例１に係る半導体素子を光取り出し方向から見たときの様子を説明するための模式図である。
【図４】比較例２として形成した半導体発光素子の構造を模式的に示す断面図である。
【図５】実施例１〜４、及び、比較例１〜２の各素子に対して電圧を印加したときの、流れる電流値と電圧値の関係（Ｉ−Ｖ特性）を示すグラフである。
【図６】実施例１〜４、及び、比較例１〜２の各素子に対して電流を供給したときに得られる発光出力と電流値の関係を示すグラフである。
【図７Ａ】実施例１〜４、及び、比較例１の各素子の発光強度分布を示すグラフである。
【図７Ｂ】光取り出し面での発光分布均一度と絶縁層はみ出し幅との関係を示すグラフである。
【図８】半導体発光素子の別実施形態の構成を模式的に示す断面図である。
【図９】従来の半導体発光素子の構成を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明に係る半導体発光素子の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、各図において図面の寸法比と実際の寸法比は必ずしも一致しない。また、本明細書において、「第１の層が第２の層の直下に位置する」とは、支持基板の基板面に垂直な方向に関して、第２の層の下方に第１の層が位置することを意味する。
【００２８】
〈構造〉
図１Ａは、本実施形態に係る半導体発光素子の構成を模式的に示す断面図である。半導体発光素子１は、支持基板１１、導電層２０、絶縁層２１、半導体層３０及びｎ側電極（４２，４３）を含んで構成される。半導体層３０は、ｐ型半導体層（３２，３１）、発光層３３、及びｎ型半導体層３５が下からこの順に積層されて形成されている。なお、図１Ｂは、半導体発光素子１を上面から見たときの模式的な平面図であり、図１Ａは、図１ＢにおけるＡ−Ａ線断面図に対応している。
【００２９】
（支持基板１１）
支持基板１１は、例えばＣｕＷ、Ｗ、Ｍｏなどの導電性基板、又はＳｉなどの半導体基板で構成される。
【００３０】
（導電層２０）
支持基板１１の上層には、多層構造からなる導電層２０が形成されている。この導電層２０は、本実施形態では、ハンダ層１３、ハンダ層１５、保護層１７及び反射電極１９を含む。
【００３１】
ハンダ層１３及びハンダ層１５は、例えばＡｕ−Ｓｎ、Ａｕ−Ｉｎ、Ａｕ−Ｃｕ−Ｓｎ、Ｃｕ−Ｓｎ、Ｐｄ−Ｓｎ、Ｓｎなどで構成される。後述するように、これらのハンダ層１３とハンダ層１５は、支持基板１１上に形成されたハンダ層１３と、別の基板（後述するサファイア基板６１）上に形成されたハンダ層１５を対向させた後に、両者を貼り合わせることで形成されたものである。
【００３２】
保護層１７は、例えばＰｔ系の金属（ＴｉとＰｔの合金）、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｉなどで構成される。後述するように、ハンダ層を介した貼り合わせの際、ハンダを構成する材料が後述する反射電極１９側に拡散し、反射率が落ちることによる発光効率の低下を防止する機能を果たしている。
【００３３】
反射電極１９は、例えばＡｇ系の金属（ＮｉとＡｇの合金）、Ａｌ、Ｒｈなどで構成される。半導体発光素子１は、発光層３３から放射された光を、図１Ａの上方向（ｎ型半導体層３５側）に取り出すことを想定しており、反射電極１９は、発光層３３から下向きに放射された光を上向きに反射させることで発光効率を高める機能を果たしている。なお、図１Ａ内における上向きの矢印は、光の取り出し方向を表している。
【００３４】
反射電極１９は、ｎ側電極（４２，４３）の直下の位置を含むｐ型半導体層（３１，３２）の下層に形成されている。特に、図１Ａに示すように、本実施形態では反射電極１９の上面は全てｐ型半導体層３２と接触するように形成されている。そして、支持基板１１とｎ側電極（４２，４３）の間に電圧が印加されると、支持基板１１、ハンダ層（１３，１５）、保護層１７、反射電極１９、半導体層３０を介してｎ側電極（４２，４３）へと流れる電流経路が形成される。
【００３５】
（絶縁層２１）
絶縁層２１は、例えばＳｉＯ２、ＳｉＮ、Ｚｒ２Ｏ３、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３などで構成される。この絶縁層２１は、本発明の「絶縁層」に対応する。
【００３６】
絶縁層２１は、ｎ側電極（４２，４３）の直下を含むように形成されており、絶縁層２１の上面は反射電極１９の底面に接触している。この絶縁層２１は、発光層３３を流れる電流を支持基板１１の基板面に平行な方向（水平方向）に拡げる役割を果たしている。
【００３７】
絶縁層２１は、その直上に位置するｎ側電極（４２，４３）よりも幅広に形成されている。この点について以下、詳述する。
絶縁層２１は、平面視で半導体発光素子１の中央を横断するように形成されたライン状の絶縁層２１Ｘと、半導体発光素子１の外周を取り囲むように形成されたライン状の絶縁層２１Ｙとから構成される（図１Ａ参照）。
絶縁層２１Ｘは、ｎ側電極４２の形成箇所の直下に位置する第１絶縁層２１ａと、ｎ側電極４２の非形成箇所の直下に位置する第２絶縁層２１ｂとが連続した構成を有している。絶縁層２１Ｘでは、第１絶縁層２１ａの両側に第２絶縁層２１ｂが形成されている。従って、発光層３３内を流れる電流を拡げる効果が、さらに顕著に得られる。
絶縁層２１Ｙは、ｎ側電極４２の形成箇所の直下に位置する第１絶縁層２１ａと、ｎ側電極４２の非形成箇所の直下に位置する第２絶縁層２１ｂとが連続した構成を有している。絶縁層２１Ｙでは、第１絶縁層２１ａの片側、具体的には、第１絶縁層２１ａよりも素子の中央側に、第２絶縁層２１ｂが形成されている。
なお、絶縁層２１Ｙは半導体層３０の外側の位置に第３絶縁層２１ｃを有しており、プロセスの項で後述するように、素子分離時におけるエッチングストッパー層としても機能する。
本実施形態では、ｎ側電極がライン状に延伸された形状である場合について説明する。ただし、本発明においてｎ側電極の形状は特に限定されない。なお、ｎ側電極がライン状に延伸された形状ではない場合、本発明におけるｎ側電極の幅とは、ｎ側電極の大部分を占める部分の幅をいう。例えば、ライン状のｎ側電極の一部分に他の大部分に比較して幅の太い部分が存在する場合、当該部分はｎ側電極の幅と言わず、当該部分以外の大部分を占める部分の幅をいう。また、絶縁層の幅とは、「ｎ側電極の幅」に相当する部分の直下部分にある絶縁層の幅をいう。
【００３８】
図１（Ｂ）に示す第２絶縁層２１ｂの幅Ｗ２（以下、幅Ｗ２を「はみ出し幅」と称することもある）は、ｎ側電極４２の幅Ｗ１に対して３５％以上３００％以下であることが好ましく、３７％以上１００％以下であることがより好ましい。幅Ｗ２の幅Ｗ１に対する割合が３５％以上であると、発光層３３内を流れる電流を拡げる効果が、より顕著に得られる。また、後述する実施例からわかるように、光取り出し面での高い発光分布均一度が得られる。一方、幅Ｗ２の幅Ｗ１に対する割合が３００％以下であると、電流密度を必要以上に高くすることなく、発光層内を流れる電流を広げる効果が得られる。
なお、本発明においては、幅Ｗ２が、幅Ｗ１に対して３５％より小さければ、直ちに発光層内を流れる電流を拡げる効果が得られなくなるわけではなく、少なくとも、０％より大きければ効果がえられ得る。３５％以上が好ましいとしたのは、通常、半導体発光素子とした場合に採用される各層の厚さや電極幅等の範囲内において、特に好適となる範囲であることを本発明者らが突き止めたことによる。
【００３９】
（半導体層３０）
上述したように、半導体層３０は、ｐ型半導体層３２、ｐ型半導体層３１、発光層３３、及びｎ型半導体層３５が下からこの順に積層されて形成される。
【００４０】
ｐ型半導体層３２は、例えばＧａＮで構成される。また、ｐ型半導体層３１は、例えばＡｌｍＧａ１−ｍＮ（０≦ｍ＜１）で構成される。いずれの層も、Ｍｇ、Ｂｅ、Ｚｎ、又はＣなどのｐ型不純物がドープされている。なお、ｐ型半導体層３２は、ｐ型半導体層３１よりも不純物濃度が高濃度であり、コンタクト層を形成している。
【００４１】
発光層３３は、例えばＩｎＧａＮからなる井戸層とＡｌＧａＮからなる障壁層が繰り返されてなる多重量子井戸構造を有する半導体層で形成される。これらの層はアンドープでもｐ型又はｎ型にドープされていても構わない。
【００４２】
ｎ型半導体層３５は、例えばＡｌｎＧａ１−ｎＮ（０≦ｎ＜１）で構成される層（電子供給層）とＧａＮで構成される層（保護層）を含む多層構造で構成される。少なくとも保護層には、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓ、Ｓｅ、Ｓｎ、又はＴｅなどのｎ型不純物がドープされている。
【００４３】
（ｎ側電極４２，ｎ側電極４３）
ｎ側電極（４２，４３）はｎ型半導体層３５の上層であって、図１Ａに示す断面図においてｎ型半導体層３５の端部近傍領域と中央近傍領域に形成され、例えばＣｒ−Ａｕで構成される。端部近傍領域に形成されたものがｎ側電極４３、中央近傍領域に形成されたものがｎ側電極４２に対応する。また、ｎ側電極４３には、例えば領域４３ａ及び４３ｂにおいて、Ａｕ、Ｃｕなどで構成されるワイヤ４５が連絡されており、このワイヤ４５の他方は、半導体発光素子１が配置されている基板（支持基板１１）の給電パターンなどに接続される（不図示）。つまり、ｎ側電極４３は、半導体発光素子１の給電端子として機能している。なお、図１Ａ及び図１Ｂでは、ｎ側電極４２が平面視で半導体発光素子１の中央を横断するライン状であり、１箇所のみに形成される構成としているが、このｎ側電極４２を複数箇所に形成することで、格子状に配置するものとしても構わない。更に、ｎ側電極４２同士を交差させて網目状に配置しても構わない。
【００４４】
また、図１Ｂにも示すように、ｎ側電極４２とｎ側電極４３は半導体層３０の上面において連結されており、半導体層３０の平面上に電流経路を拡げる役目を果たしている。つまり、ｎ型半導体層３５の上面のうち、給電端子を構成するｎ側電極４３とは異なる箇所においてｎ型半導体層３５の上面と接触することで、通電時において水平方向に関してｎ型半導体層３５の広い範囲に電流を流し、これによって発光層３３内の広い範囲に電流を流すことを目的として形成されている。
【００４５】
なお、図示していないが、半導体層３０の側面に保護膜としての絶縁層を形成しても構わない。なお、この保護膜としての絶縁層は、透光性を有する材料（例えばＳｉＯ２など）で構成するのが好ましい。また、上述の実施形態では、ｐ型半導体層３１を構成する一材料をＡｌｍＧａ１−ｍＮ（０≦ｍ＜１）と記載し、ｎ型半導体層３５を構成する一材料をＡｌｎＧａ１−ｎＮ（０≦ｎ＜１）と記載したが、これらは同一の材料であっても構わない。
【００４６】
また、光取り出し効率を更に高める目的で、ｎ型半導体層３５の上面に微小の凹凸（メサ構造）を形成しても構わない。
【００４７】
図１Ａに示す構成によれば、反射電極１９はｎ側電極（４２，４３）の直下の位置を含む領域に形成されているものの、ｎ側電極（４２，４３）の直下の位置においては反射電極１９の底面に絶縁層２１が形成されているため、ｎ側電極（４２，４３）の直下の位置において反射電極１９の底面より下方に電流が流れることがない。電流経路は絶縁層２１が形成されていない領域に形成されることから、上記構成によれば、反射電極１９とｎ側電極（４２，４３）が鉛直方向に対向する位置関係であっても、反射電極１９とｎ側電極（４２，４３）に挟まれた領域における発光層３３内にのみ大部分の電流が流れるということはない。つまり、図１Ａに示す半導体発光素子１によれば、反射電極１９の上層に絶縁層を設けなくても、発光層３３内を流れる電流を支持基板１１の基板面に平行な方向（水平方向）に拡げる効果が得られる。
特に、半導体発光素子１では、絶縁層２１（絶縁層２１Ｘ、及び、絶縁層２１Ｙ）が、その直上に位置するｎ側電極（４２、４３）よりも幅広に形成されている。そのため、反射電極１９とｎ側電極（４２、４３）に挟まれた領域だけでなく、ｎ側電極１９よりも幅広に形成されている絶縁層２１（絶縁層２１Ｘ（２１ｂ）、及び、絶縁層２１Ｙ（２１ｂ））とｎ側電極１９とに挟まれた領域にも大部分の電流が流れることを抑制することができる。その結果、発光層３３内を流れる電流を拡げる効果が、顕著に得られる。
【００４８】
この結果、発光層３３から支持基板１１側に放射された光が反射電極１９で反射されてｎ型半導体層３５側に取り出されるまでに、絶縁層によって吸収されることがなく、従来よりも取り出し効率が高められる。
【００４９】
本実施形態の半導体発光素子１によれば、従来構成と同等の低電圧駆動を実現しながら、従来構成よりも光の取り出し効率が高められていることに関しては、実施例及び比較例の素子による結果を参照して示される。
【００５０】
〈製造方法〉
次に、半導体発光素子１の製造方法の一例につき、図２Ａ〜図２Ｊに示す工程断面図を参照して説明する。なお、以下で説明する製造条件や膜厚などの寸法は、あくまで一例であって、これらの数値に限定されるものではない。
【００５１】
（ステップＳ１）
図２Ａに示すように、サファイア基板６１上にエピ層４０を形成する。このステップＳ１は例えば以下の手順により行われる。
【００５２】
（サファイア基板６１の準備）
まず、ｃ面サファイア基板６１のクリーニングを行う。このクリーニングは、より具体的には、例えばＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition：有機金属化学気相蒸着）装置の処理炉内にｃ面サファイア基板６１を配置し、処理炉内に流量が１０ｓｌｍの水素ガスを流しながら、炉内温度を例えば１１５０℃に昇温することにより行われる。
【００５３】
（アンドープ層３６の形成）
次に、ｃ面サファイア基板６１の表面に、ＧａＮよりなる低温バッファ層を形成し、更にその上層にＧａＮよりなる下地層を形成する。これらの低温バッファ層及び下地層がアンドープ層３６に対応する。
【００５４】
アンドープ層３６のより具体的な形成方法は例えば以下の通りである。まず、МОＣＶＤ装置の炉内圧力を１００ｋＰａ、炉内温度を４８０℃とする。そして、処理炉内にキャリアガスとして流量がそれぞれ５ｓｌｍの窒素ガス及び水素ガスを流しながら、原料ガスとして、流量が５０μｍｏｌ／ｍｉｎのトリメチルガリウム（ＴＭＧ）及び流量が２５００００μｍｏｌ／ｍｉｎのアンモニアを処理炉内に６８秒間供給する。これにより、ｃ面サファイア基板６１の表面に、厚みが２０ｎｍのＧａＮよりなる低温バッファ層を形成する。
【００５５】
次に、ＭＯＣＶＤ装置の炉内温度を１１５０℃に昇温する。そして、処理炉内にキャリアガスとして流量が２０ｓｌｍの窒素ガス及び流量が１５ｓｌｍの水素ガスを流しながら、原料ガスとして、流量が１００μｍｏｌ／ｍｉｎのＴＭＧ及び流量が２５００００μｍｏｌ／ｍｉｎのアンモニアを処理炉内に３０分間供給する。これにより、低温バッファ層の表面に、厚みが１．７μｍのＧａＮよりなる下地層を形成する。
【００５６】
〈ｎ型半導体層３５の形成〉
次に、アンドープ層３６の上層にＡｌｎＧａ１−ｎＮ（０≦ｎ≦１）の組成からなるｎ型半導体層３５を形成する。
【００５７】
ｎ型半導体層３５のより具体的な形成方法は、例えば以下の通りである。まず、引き続き炉内温度を１１５０℃とした状態で、ＭＯＣＶＤ装置の炉内圧力を３０ｋＰａとする。そして、処理炉内にキャリアガスとして流量が２０ｓｌｍの窒素ガス及び流量が１５ｓｌｍの水素ガスを流しながら、原料ガスとして、流量が９４μｍｏｌ／ｍｉｎのＴＭＧ、流量が６μｍｏｌ／ｍｉｎのトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、流量が２５００００μｍｏｌ／ｍｉｎのアンモニア及び流量が０．０２５μｍｏｌ／ｍｉｎのテトラエチルシランを処理炉内に６０分間供給する。これにより、例えばＡｌ０．０６Ｇａ０．９４Ｎの組成を有し、Ｓｉ濃度が３×１０１９／ｃｍ３で、厚みが２μｍのｎ型半導体層３５がアンドープ層３６の上層に形成される。
【００５８】
なお、この後、ＴＭＡの供給を停止すると共に、それ以外の原料ガスを６秒間供給することにより、ｎ−ＡｌＧａＮ層の上層に厚みが５ｎｍのｎ型ＧａＮよりなる保護層を有するｎ型半導体層３５を実現してもよい。
【００５９】
上記の説明では、ｎ型半導体層３５に含まれるｎ型不純物をＳｉとする場合について説明したが、ｎ型不純物としては、Ｓｉ以外にＧｅ、Ｓ、Ｓｅ、Ｓｎ又はＴｅ等を用いることができる。
【００６０】
〈発光層３３の形成〉
次に、ｎ型半導体層３５の上層にＩｎＧａＮで構成される井戸層及びｎ型ＡｌＧａＮで構成される障壁層が周期的に繰り返される多重量子井戸構造を有する発光層３３を形成する。
【００６１】
具体的には、まずＭＯＣＶＤ装置の炉内圧力を１００ｋＰａ、炉内温度を８３０℃とする。そして、処理炉内にキャリアガスとして流量が１５ｓｌｍの窒素ガス及び流量が１ｓｌｍの水素ガスを流しながら、原料ガスとして、流量が１０μｍｏｌ／ｍｉｎのＴＭＧ、流量が１２μｍｏｌ／ｍｉｎのトリメチルインジウム（ＴＭＩ）及び流量が３０００００μｍｏｌ／ｍｉｎのアンモニアを処理炉内に４８秒間供給するステップを行う。その後、流量が１０μｍｏｌ／ｍｉｎのＴＭＧ、流量が１．６μｍｏｌ／ｍｉｎのＴＭＡ、０．００２μｍｏｌ／ｍｉｎのテトラエチルシラン及び流量が３０００００μｍｏｌ／ｍｉｎのアンモニアを処理炉内に１２０秒間供給するステップを行う。以下、これらの２つのステップを繰り返すことにより、厚みが２ｎｍのＩｎＧａＮよりなる井戸層及び厚みが７ｎｍのｎ型ＡｌＧａＮよりなる障壁層による１５周期の多重量子井戸構造を有する発光層３３が、ｎ型半導体層３５の上層に形成される。
【００６２】
〈ｐ型半導体層３１の形成〉
次に、発光層３３の上層に、ＡｌｍＧａ１−ｍＮ（０≦ｍ≦１）で構成されるｐ型半導体層３１を形成する。
【００６３】
具体的には、ＭＯＣＶＤ装置の炉内圧力を１００ｋＰａに維持し、処理炉内にキャリアガスとして流量が１５ｓｌｍの窒素ガス及び流量が２５ｓｌｍの水素ガスを流しながら、炉内温度を１０２５℃に昇温する。その後、原料ガスとして、流量が３５μｍｏｌ／ｍｉｎのＴＭＧ、流量が２０μｍｏｌ／ｍｉｎのＴＭＡ、流量が２５００００μｍｏｌ／ｍｉｎのアンモニア及びｐ型不純物をドープするための流量が０．１μｍｏｌ／ｍｉｎのビスシクロペンタジエニルマグネシウム（ＣＰ２Ｍｇ）を処理炉内に６０秒間供給する。これにより、発光層３３の表面に、厚みが２０ｎｍのＡｌ０．３Ｇａ０．７Ｎの組成を有する正孔供給層を形成する。その後、ＴＭＡの流量を４μｍｏｌ／ｍｉｎに変更して原料ガスを３６０秒間供給することにより、厚みが１２０ｎｍのＡｌ０．１３Ｇａ０．８７Ｎの組成を有する正孔供給層を形成する。これらの正孔供給層によりｐ型半導体層３１が形成される。このｐ型半導体層３１のｐ型不純物濃度は、例えば３×１０１９／ｃｍ３程度である。
【００６４】
〈ｐ型半導体層３２の形成〉
更にその後、ＴＭＡの供給を停止すると共に、ＣＰ２Ｍｇの流量を０．２μｍｏｌ／ｍｉｎに変更して原料ガスを２０秒間供給することにより、厚みが５ｎｍ程度で、ｐ型不純物濃度が１×１０２０／ｃｍ３程度のｐ＋ＧａＮよりなるｐ型半導体層３２を形成する。
【００６５】
このようにしてサファイア基板６１上に、アンドープ層３６、ｎ型半導体層３５、発光層３３、ｐ型半導体層３１、及びｐ型半導体層３２からなるエピ層４０が形成される。
【００６６】
（ステップＳ２）
次に、ステップＳ１で得られたウェハに対して活性化処理を行う。より具体的には、ＲＴＡ（Rapid Thermal Anneal：急速加熱）装置を用いて、窒素雰囲気下中６５０℃で１５分間の活性化処理を行う。
【００６７】
（ステップＳ３）
次に、図２Ｂに示すように、ｐ型半導体層３２の上面の所定箇所に反射電極１９を形成する。ここでは、後の工程の素子分離時におけるｐ型半導体層３２の形成領域よりも内側において、ｐ型半導体層３２のほぼ全域に反射電極１９を形成する場合を示している。より具体的には、後の工程で給電端子としてのｎ側電極４２を形成する領域の直下に位置する箇所を含むように反射電極１９を形成する。
【００６８】
反射電極１９は、一例として、スパッタ装置にてｐ型半導体層３２の上面に膜厚０．７ｎｍのＮｉ及び膜厚１５０ｎｍのＡｇを成膜した後、ＲＴＡ装置を用いてドライエア雰囲気中で４００℃、２分間のコンタクトアニールを行うことで形成される。なお、ここでは、反射電極１９の材料としてＮｉとＡｇの合金を採用しているが、ＡｌやＲｈによって反射電極１９を形成することもできる。
【００６９】
（ステップＳ４）
次に、図２Ｃに示すように、反射電極１９の上層の所定箇所に絶縁層２１を形成する。特に、後の工程でｎ側電極（４２，４３）を形成する領域の下方に位置する箇所に絶縁層２１を形成する。このとき、図２Ｃに示すように、絶縁層２１の一部が反射電極１９の側面を覆うように形成することができる。
【００７０】
より具体的には、絶縁層２１の非形成領域に係る反射電極１９の上層をマスクしておき、例えばＳｉＯ２をスパッタリング法によって膜厚２００ｎｍ程度成膜する。なお成膜する材料は絶縁性材料であればよく、例えばＳｉＮ、Ａｌ２Ｏ３でも良い。
【００７１】
（ステップＳ５）
図２Ｄに示すように、金属電極１９及び絶縁層２１の上面を覆うように保護層１７及びハンダ層１５を形成する。
【００７２】
より詳細には、電子線蒸着装置（ＥＢ装置）にて金属電極１９及び絶縁層２１の上面を覆うように、膜厚１００ｎｍのＴｉと膜厚２００ｎｍのＰｔを３周期成膜することで、保護層１７を形成する。更にその後、保護層１７の上面（Ｐｔ表面）に、膜厚１０ｎｍのＴｉを蒸着させた後、Ａｕ８０％Ｓｎ２０％で構成されるＡｕ−Ｓｎハンダを膜厚３μｍ蒸着させることで、ハンダ層１５を形成する。
【００７３】
なお、このハンダ層１５の形成ステップにおいて、サファイア基板６１とは別に準備された支持基板１１の上面にもハンダ層１３を形成するものとして構わない（図２Ｅ参照）。このハンダ層１３は、ハンダ層１５と同一の材料で構成されるものとしてよく、次のステップにおいてハンダ層１３と接合されることで、サファイア基板６１と支持基板１１が貼り合わせられる。この支持基板１１としては、構造の項で前述したように、例えばＣｕＷが用いられる。
【００７４】
更に、この図２Ｅにおいて、支持基板１１上にハンダ層１３の材料の拡散を防止するための保護層を保護層１７と同様の材料で形成し、この保護層の上層にハンダ層１３を形成するものとしても構わない。
【００７５】
（ステップＳ６）
次に、図２Ｆに示すように、サファイア基板６１と支持基板１１とを貼り合わせる。より具体的には、２８０℃の温度、０．２ＭＰａの圧力下で、ハンダ層１５と支持基板１１の上層に形成されたハンダ層１３とを貼り合わせる。
【００７６】
（ステップＳ７）
次に、図２Ｇに示すように、サファイア基板６１を剥離する。より具体的には、サファイア基板６１を上に、支持基板１１を下に向けた状態で、サファイア基板６１側からＫｒＦエキシマレーザを照射して、サファイア基板６１とエピ層４０の界面を分解させることでサファイア基板６１の剥離を行う。サファイア６１はレーザが通過する一方、その下層のＧａＮ（アンドープ層３６）はレーザを吸収するため、この界面が高温化してＧａＮが分解される。これによってサファイア基板６１が剥離される。
【００７７】
その後、図２Ｈに示すように、ウェハ上に残存しているＧａＮ（アンドープ層３６）を、塩酸等を用いたウェットエッチング、又はＩＣＰ装置を用いたドライエッチングによって除去し、ｎ型半導体層３５を露出させる。なお、本ステップＳ７においてアンドープ層３６が除去されて、ｐ型半導体層３２、ｐ型半導体層３１、発光層３３、及びｎ型半導体層３５が下からこの順に積層されてなる半導体層３０が残存する。
【００７８】
（ステップＳ８）
次に、図２Ｉに示すように、隣接する素子同士を分離する。具体的には、隣接素子との境界領域に対し、ＩＣＰ装置を用いて絶縁層２１の上面が露出するまで半導体層３０をエッチングする。上述したように、このとき絶縁層２１はエッチング時のストッパーとしても機能する。
【００７９】
（ステップＳ９）
次に、図２Ｊに示すように、ｎ型半導体層３５の上面のうち、絶縁層２１が形成されている箇所の直上の位置にｎ側電極（４２，４３）を形成する。具体的には、膜厚１００ｎｍのＣｒと膜厚３μｍのＡｕからなる電極を形成した後、窒素雰囲気中で２５０℃、１分間のシンタリングを行う。
【００８０】
そして、各素子同士を例えばレーザダイシング装置によって分離し、支持基板１１の裏面を例えばＡｇペーストにてパッケージと接合し、給電端子としてのｎ側電極４３に対してワイヤボンディングを行う。例えば、５０ｇの荷重でΦ１００μｍのボンディング領域にＡｕからなるワイヤ４５を連結させることで、ワイヤボンディングを行う。これにより、図１Ａに示す窒化物半導体発光素子１が形成される。
【００８１】
なお、ステップＳ８とステップＳ９の間に、ＫＯＨ等のアルカリ溶液を浸すことでｎ型半導体層３５の表面に凹凸（メサ構造）を形成しても構わない。また、ｎ型半導体層３５の上面にｎ側電極（４２，４３）を形成した後、半導体層３０の側面を覆うように絶縁層を形成しても構わない。
【００８２】
［実施例］
【００８３】
図３Ａは、実施例１に係る半導体発光素子を光取り出し方向から見たときの写真であり、図３Ｂは、実施例１〜４、比較例１に係る半導体素子を光取り出し方向から見たときの様子を説明するための模式図である。
【００８４】
図３Ｂに示すように、支持基板１１の面に平行な２方向をＸ方向及びＹ方向とし、このうち、ｎ側電極（４２，４３）が平行に離間する方向をＹ方向とする。なお、支持基板１１の面に直交する方向をＺ方向と規定すると、図１は、半導体発光素子１をＸＺ平面に平行な面で切断したときの断面図に対応する。なお、図３Ｂの模式図は、２つのｎ側電極４２がＸ方向に沿って延伸して形成されている半導体発光素子１に対応する。
また、実施例１〜４、比較例１に係る半導体素子は、２つのｎ側電極４２がＸ方向に沿って延伸して形成されている構成となっている以外は、図１に示した半導体発光素子１と同様の積層構成を有する。
このような半導体発光素子において、第２絶縁層２１ｂの幅Ｗ２を７．５μｍとしたものを実施例１とし、１５μｍとしたものを実施例２とし、３０μｍとしたものを実施例３とし、６０μｍとしたものを実施例４とした。また、幅Ｗ２を０μｍとしたものを比較例１とした。なお、実施例１〜４及び比較例１において、ｎ側電極（４２、４３）の幅Ｗ１は、すべて２０μｍとした。実施例１〜４、及び、比較例１の素子に関して、ｎ電極の幅Ｗ１、第２絶縁層の幅Ｗ２（はみ出し幅Ｗ２）、及び、ｎ側電極の幅に対する第２絶縁層の幅の割合を、表１に示した。また、図４に示す半導体発光素子５０を比較例２に係る素子とした。これらの実施例、比較例に係る素子の電流電圧特性と発光特性を対比した。
【００８５】
【表１】
0005880633.tif 000002
【００８６】
図４は、比較例２として形成した半導体発光素子の構造を模式的に示す断面図である。半導体発光素子１と比較して、反射電極１９の底面に形成された絶縁層２１に代えて、反射電極１９の上面に設けられた絶縁層２３を有している。この絶縁層２３は、ｎ側電極（４２，４３）の直下の位置に形成されることで、発光層３３を流れる電流を水平方向に拡げる目的で形成されている。なお、比較例２に係る第２絶縁層の幅（はみ出し幅）は、実施例２に係る第２絶縁層の幅と同じとした。また、ｎ側電極の幅は、２０μｍである。その他の層を構成する材料や寸法は共通としている。
【００８７】
図５は、実施例１〜４、及び、比較例１〜２の各素子に対して電圧を印加したときの、流れる電流値と電圧値の関係（Ｉ−Ｖ特性）を示すグラフである。図５によれば、実施例１〜４の各素子と比較例１〜２の各素子を対比すると、同一の電流値を流すのに必要な電圧値はほぼ同等であり、比較例の構成と同等の低電圧駆動が実現できていることが分かる。
【００８８】
図６は、実施例１〜４、及び、比較例１〜２の各素子に対して電流を供給したときに得られる発光出力と電流値の関係を示すグラフである。図６によれば、比較例１〜２の素子と比べて実施例１〜４の素子は、発光出力が向上していることが分かる。
【００８９】
この結果より、比較例２の構成では、反射電極１９の上層に形成された絶縁層２３によって一部の光が吸収されていたが、実施例１〜４の素子では、反射電極１９の上層に絶縁層を設けない構成としたことで、この光の吸収がなくなったことで光の取り出し効率が向上していることが分かる。
また、比較例１の構成では、絶縁層が直上に位置するｎ側電極４３と同じ幅であり、ｎ側電極４３よりも幅広には形成されていないため、実施例１〜４の素子に比較して、発光層内を流れる電流を拡げる効果が不充分となり、光の取り出し効率が向上していないことが分かる。
【００９０】
次に、実施例、及び、比較例の半導体発光素子について、素子表面における輝度分布について対比した。
【００９１】
図７Ａは、実施例１〜４、及び、比較例１の各素子の発光強度分布を示すグラフであり、図７Ｂは、光取り出し面での発光分布均一度と絶縁層はみ出し幅との関係を示すグラフである。
【００９２】
光取り出し面の側で受光した光強度について、半導体発光素子１のＹ座標の中心位置を通り、Ｘ方向に平行なＢ−Ｂ線（図３Ｂ参照）上における光強度をＸ座標に応じてグラフ化したものが図７Ａである。光強度の測定はビームプロファイラを用いて行われた。図７Ａでは、発光ピーク値の強度を１として規格化して、グラフ化している。また、図７Ｂでは、発光ピーク値に対する最小発光強度の割合を輝度分布均一度として、はみ出し幅Ｗ２との関係を示している。また、図７Ｂにおいて、縦軸は発光分布均一度を表し、横軸ははみ出し幅Ｗ２を表している。
光強度の最も低下する箇所が、ピーク部分の０．７５以上である場合を〇、０．７５より小さい場合を×として評価した。結果を表２に示す。ピーク部分の０．７５以上である場合を〇とした理由は、０．７５以上であれば、比較例２（従来例）と同等以上の発光輝度分布を有しているとみることができるからである。なお、比較例２を基準としているため、比較例２は、〇×による評価をしていない。
【００９３】
【表２】
0005880633.tif 000003
【００９４】
図７Ａ、図７Ｂ、及び、表２によれば、はみ出し幅Ｗ２の割合が０％である比較例１の素子では、実施例の素子に比較してＸ方向中心付近での光強度の落ち込みが大きい。一方、はみ出し幅Ｗ２の割合が３５％以上である実施例では、光強度の最も低下する箇所においてもピーク部分の０．７５以上となっており、高い発光分布均一度が認められる。
【００９５】
なお、本実施例では、ｎ側電極４３の下側部分での発光分布均一度、すなわち、第２絶縁層が第１絶縁層の片側にのみ形成されている場合の発光分布均一度について評価したが、上記にて示した実施例は、第２絶縁層が第１絶縁層の両側に形成されている場合（例えば、図１Ａ及び図１Ｂに示したｎ側電極４２の下側の絶縁層の場合）にも同様の結果が得られるものと推察される。この場合、図７Ａに示した左側のピークについて、ピーク位置から右側と同じ形状がピーク位置の左側にも表れ、右側ピークについてピーク位置から左側と同じ形状がピーク位置の右側にも表れた発光強度分布となると推察される。この場合も、上記実施例と同様、高い発光分布均一度が認められることとなる。
【００９６】
［別実施形態］
上述の実施形態では、半導体発光素子１として、窒化物半導体からなる発光素子を採り上げて説明した。しかし、本発明の構成は、他の半導体からなる発光素子にも適用が可能である。
【００９７】
図８は、半導体発光素子の別実施形態の構成の一例を模式的に示す断面図である。この図８に示す半導体発光素子１ｂでは、発光層３３がＩｎＧａＰの井戸層とＡｌＧａＩｎＰの障壁層とが繰り返されてなる多重量子井戸構造を有する半導体層で形成される。
【００９８】
図８に示す半導体発光素子１ｂは、上述した実施形態の構成と同様に、支持基板１１上に、ｐ型半導体層３１、発光層３３及びｎ側半導体層３５がこの順に下から積層されて形成されている。そして、半導体発光素子１ｂは、底面をｎ型半導体層３５の上面に接触して形成されたｎ側電極（４２，４３）と、上面をｐ型半導体層３１の底面に接触し、ｎ側電極（４２，４３）の形成箇所の直下の位置を含む領域に形成された反射電極１９と、ｎ側電極（４２，４３）の形成箇所の直下を含む位置において、上面を反射電極１９の底面に接触して形成された絶縁層２１を備えている。すなわち、絶縁層２１は、その直上に位置するｎ側電極（４２，４３）よりも幅広に形成されている。
【００９９】
より詳細には、支持基板１１上に、Ｎｉ／Ａｕで構成された接合層１４、ＴａＮ／ＴｉＷ／ＴａＮで構成された保護層１７、及びＡｕＳｎで構成された反射電極１９を含む導電層２０が形成される。また、ｐ型半導体層３１は、ｐ型不純物濃度が高濃度（例えば３×１０１８／ｃｍ３程度）のＧａＰで構成された拡散層６１、拡散層６２よりもｐ型不純物濃度が低濃度（例えば１×１０１８／ｃｍ３程度）のＡｌＧａＩｎＰで構成された中間層６２、及び中間層６２よりもｐ型不純物濃度が低濃度（例えば３×１０１７／ｃｍ３程度）のＡｌＧａＩｎＰで構成されたｐ−クラッド層６３を備える。
【０１００】
そして、ｎ型半導体層３５は、ｎ型ＩｎＧａＰとｎ型ＡｌＩｎＰが繰り返し積層されてなる多層構造で構成された緩和層６４と、ＡｌＧａＩｎＰで構成されたｎ−クラッド層６５を備える。
【０１０１】
図８に示す半導体発光素子１ｂにおいても、ｎ側電極（４２，４３）の直下の位置において、発光層３３内を延長方向に大部分の電流が流れることのないよう、すなわち、電流を支持基板１１の基板面に平行な方向（水平方向）に拡げる目的で、ｎ側電極（４２，４３）の直下の位置に絶縁層２１が形成されている。そして、この絶縁層２１は、反射電極１９とｐ型半導体層３１の間ではなく、反射電極１９と保護層１７の間、すなわち上面が反射電極１９の底面に接触するように形成されている。
【０１０２】
このような構成において、上述した実施形態の構成と同様、発光層３３から放射された光のうち、支持基板１１に向かって進行する光は、反射電極１９によって反射された後、進行方向を上向き（ｎ型半導体層３５側）へと変化して、外部に取り出される。このとき、前記の光は、反射電極１９に到達するまで、及び到達後反射されて外部に取り出されるまでの間に、絶縁層２１内を通過することがない。従って、上述した実施形態の素子と同様に、絶縁層２１によって光が吸収されずに、従来よりも光取り出し効率が向上する効果が得られる。
【符号の説明】
【０１０３】
１      ：    本実施形態の半導体発光素子
１ｂ    ：    別実施形態の半導体発光素子
１１      ：    支持基板
１３      ：    ハンダ層
１４      ：    接合層
１５      ：    ハンダ層
１７      ：    保護層
１９      ：    反射電極
２０      ：    導電層
２１（２１Ｘ、２１Ｙ）      ：    絶縁層
２１ａ  第１絶縁層
２１ｂ  第２絶縁層
２１ｃ  第３絶縁層
２３      ：    絶縁層
３０      ：    半導体層
３１      ：    ｐ型半導体層
３２      ：    ｐ型半導体層
３３      ：    発光層
３５      ：    ｎ型半導体層
３６      ：    アンドープ層
４０      ：    エピ層
４２      ：    ｎ側電極
４３      ：    ｎ側電極（給電端子）
４３ａ，４３ｂ      ：    ｎ側電極上のワイヤ連絡領域
４５      ：    ワイヤ
６１      ：    拡散層
６２      ：    中間層
６３      ：    ｐ−クラッド層
６４      ：    緩和層
６５      ：    ｎ−クラッド層
９０      ：    従来の半導体発光素子
９１      ：    支持基板
９２      ：    導電層
９３      ：    反射膜
９４      ：    絶縁層
９５      ：    反射電極
９６      ：    ｐ型半導体層
９７      ：    発光層
９８      ：    ｎ型半導体層
９９      ：    半導体層
１００      ：    ｎ側電極
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図２Ｇ】
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【図２Ｈ】
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【図２Ｉ】
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【図２Ｊ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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