(57)【要約】【課題】高い電力変換効率および高い光出力効率を有する窒化物半導体発光素子を提供する。【解決手段】コンタクト層１５上には、銀、アルミニウムおよびロジウムのいずれかを含む材料から成る第１の電極１７がある。第２の電極１９は、ＡｌＸＧａ１−ＸＮ基板（Ｘは０以上１以下）である導電性基板１３の一方の面１３ａ上に設けられる。ｐ型窒化物半導体層１５は基板１３の他方の面１３ｂとコンタクト層１５との間にある。ｎ型窒化物半導体層２３は基板１３の他方の面１３ｂとｐ型窒化物半導体層２１との間にある。窒化物半導体の活性領域２５は、ｐ型半導体層２１とｎ型半導体層２３との間にある。コンタクト層１５の厚さＤ１はｐ型半導体層２１の厚さＤ２より小さく、コンタクト層１５はｐ型半導体層２１から歪みを受ける。基板１３は活性領域２５からの光が透過可能である。【選択図】図１
2006120731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性基板と、
ｐ導電型のコンタクト半導体層と、
前記コンタクト半導体層上に設けられた第１の電極と、
前記導電性基板の一方の面上に設けられた第２の電極と、
前記導電性基板の他方の面と前記コンタクト半導体層との間に設けられたｐ導電型窒化物半導体層と、
前記導電性基板の前記他方の面と前記ｐ導電型窒化物半導体層との間に設けられたｎ導電型窒化物半導体層と、
前記ｐ導電型窒化物半導体層と前記ｎ導電型窒化物半導体層との間に設けられており窒化物半導体からなる活性領域と
を備え、
前記第１の電極は、銀、アルミニウムおよびロジウムのいずれかを含む材料から成り、
前記コンタクト半導体層の厚さは前記ｐ導電型窒化物半導体層の厚さより薄く、
前記コンタクト半導体層は前記ｐ導電型窒化物半導体層から歪みを受けており、
前記導電性基板は前記活性領域からの光が透過可能な材料からなる、ことを特徴とする窒化物半導体発光素子。
【請求項２】
金属基板と、
前記金属基板に接着された第１の電極と、
前記第１の電極上に設けられたｐ導電型のコンタクト半導体層と、
前記コンタクト半導体層上に設けられたｎ導電型窒化物半導体層と、
前記コンタクト半導体層と前記ｎ導電型窒化物半導体層との間に設けられたｐ導電型窒化物半導体層と、
前記ｐ導電型窒化物半導体層と前記ｎ導電型窒化物半導体層との間に設けられており窒化物半導体からなる活性領域と、
前記ｎ導電型窒化物半導体層上に設けられた第２の電極と
を備え、
前記第１の電極は、銀、アルミニウムおよびロジウムのいずれかを含む材料から成り、
前記コンタクト半導体層の厚さは前記ｐ導電型窒化物半導体層の厚さより薄く、
前記コンタクト半導体層は前記ｐ導電型窒化物半導体層から歪みを受けている、ことを特徴とする窒化物半導体発光素子。
【請求項３】
前記コンタクト半導体層は、歪みを内包するＩｎＧａＮ半導体層であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された窒化物半導体発光素子。
【請求項４】
前記ＩｎＧａＮ半導体層の厚さは１０ナノメートル以下である、ことを特徴とする請求項３に記載された窒化物半導体発光素子。
【請求項５】
導電性基板と、
歪み超格子構造を有しているコンタクト半導体領域と、
前記コンタクト半導体領域上に設けられた第１の電極と、
前記導電性基板の一方の面上に設けられた第２の電極と、
前記導電性基板の他方の面と前記コンタクト半導体領域との間に設けられたｎ導電型窒化物半導体層と、
前記ｎ導電型窒化物半導体層と前記コンタクト半導体領域との間に設けられている窒化物半導体からなる活性領域と、
を備え、
前記第１の電極は、銀、アルミニウムおよびロジウムのいずれかを含む材料から成り、
前記導電性基板は前記活性領域からの光が透過可能な材料からなる、ことを特徴とする窒化物半導体発光素子。
【請求項６】
前記導電性基板は窒化ガリウム基板である、ことを特徴とする請求項１または請求項５に記載された窒化物半導体発光素子。
【請求項７】
前記活性領域は、III族元素として少なくともガリウムおよびアルミニウムを含む窒化物からなり、
前記導電性基板はＡｌＸＧａ１−ＸＮ基板（Ｘはゼロより大きく１以下である）である、ことを特徴とする請求項５に記載された窒化物半導体発光素子。
【請求項８】
金属基板と、
銀、アルミニウムおよびロジウムのいずれかを含む材料から成る第１の電極と、
前記第１の電極上に設けられており歪み超格子構造を有するコンタクト半導体領域と、
前記コンタクト半導体領域上に設けられたｎ導電型窒化物半導体層と、
前記コンタクト半導体領域と前記ｎ導電型窒化物半導体層との間に設けられた活性領域と、
前記ｎ導電型窒化物半導体層上に設けられた第２の電極と
を備える、ことを特徴とする窒化物半導体発光素子。
【請求項９】
前記第１の電極の厚さは５ナノメートル以上であり、
前記第１の電極の厚さは２００ナノメートル以下である、ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載された窒化物半導体発光素子。
【請求項１０】
前記第１の電極は銀を含む合金から成り、該合金は、重量パーセントにおいて、５パーセント以下の錫または５パーセント以下の金を含有する、ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載された窒化物半導体発光素子。
【請求項１１】
前記第１の電極は、実質的にアルミニウムから成る金属層と、前記金属層と前記コンタクト半導体層との間に設けられたチタン層とを含む、ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載された窒化物半導体発光素子。
【請求項１２】
前記第１の電極は、実質的にロジウムから成る金属層を含む、ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載された窒化物半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
文献１（特開平１１−１８６５９８号公報）には、発光ダイオードが記載されている。発光ダイオードは、ｎ型窒化物半導体層、活性層およびｐ型窒化物半導体層を有する。ｎ型窒化物半導体層は絶縁物基板の全面上に設けられており、また活性層およびｐ型窒化物半導体層は絶縁物基板の表面の一部分上に設けられている。発光ダイオードは、絶縁物基板の表面の一部上に設けられたｐ型窒化物半導体層上に銀（Ａｇ）層を備える。
【０００３】
文献２（特開２００２−３３５０１４公報）には、III−窒化物系発光ダイオードが記載されている。この発光ダイオードでは、絶縁基板の全表面上にｎ型層が形成されており、絶縁基板の表面の一部分上に、ｐ型層および発光層が形成されている。露出したｎ型層上にｎ型電極が形成され、ｐ型層上にｐ型電極が形成される。
【０００４】
文献３（特開２０００−３６６１９公報）には、III族窒化物系化合物半導体発光素子が記載されている。この半導体発光素子は、サファイア基板上に形成されており、ｐ型半導体層は、サファイア基板の表面の一部分上に形成されている。ｐ型半導体層上には、コバルトまたはニッケルからなる第１金属層が形成されており、この第１金属層上には、Ａｇ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｐｄまたはこれらの合金からなる第２金属層が設けられている。発光層からの光は、コバルトまたはニッケルからなる第１金属層により反射される。
【０００５】
文献４（特開２００３−８６８４３公報）には、発光素子が記載されている。この発光素子では、サファイア基板上に、ｎ型半導体層、発光層、ｐ型半導体層、ｐ型電極がこの順に形成されている。Ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層上のほぼ全面には、Ｐ型電極として厚さ１５ｎｍのＰｄ層および厚さ１５０ｎｍのＡｇ層からなる厚膜正電極を形成している。また、別の発光素子は、ＧａＮ基板上に、Ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層、Ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層が積層され、またＰ型窒化ガリウム系化合物半導体層上にはＰ型透光性電極及びＰ型用パッド電極が形成されている。
【特許文献１】特開平１１−１８６５９８号公報
【特許文献２】特開２００２−３３５０１４公報
【特許文献３】特開２０００−３６６１９公報
【特許文献４】特開２００３−８６８４３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これらの文献に記載された発光素子では、発光層または活性層からの光を効率良く出力するために、基板の同じ面上にｐ電極およびｎ電極を形成している。素子構造による理由から、半導体に対して良好なコンタクトを得ることが難しいｐ電極の面積がｎ電極の面積に比べて非常に大きい。また、これらの発光素子では、ｎ型層に対する電極を形成するために、半導体層の部分的にエッチングする工程が必要である。さらに、ｐ電極からｎ電極に向かう電流は、絶縁基板に沿って設けられたｎ半導体層を流れる。このため、該ｎ半導体層の一部分で生じる高い電流密度が、素子の寿命に影響を与える。
【０００７】
これらの素子では、電極の材料として銀（Ａｇ）等を用いているが、電極の構造および材料に関する改善だけでは、ｐ電極と半導体領域の接触抵抗を十分に下げることができない。したがって、これらの改善では、発光素子の電力変換効率を高めることができない。
【０００８】
そこで、本発明は、上記の事項を鑑みて為されたものであり、高い電力変換効率および高い光出力効率を有する窒化物半導体発光素子を提供することとしている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面に係る窒化物半導体発光素子は、（ａ）導電性基板と、（ｂ）ｐ導電型のコンタクト半導体層と、（ｃ）前記コンタクト半導体層上に設けられた第１の電極と、（ｄ）前記導電性基板の一方の面上に設けられた第２の電極と、（ｅ）前記導電性基板の他方の面と前記コンタクト半導体層との間に設けられたｐ導電型窒化物半導体層と、（ｆ）前記導電性基板の前記他方の面と前記ｐ導電型窒化物半導体層との間に設けられたｎ導電型窒化物半導体層と、（ｇ）前記ｐ導電型窒化物半導体層と前記ｎ導電型窒化物半導体層との間に設けられており窒化物半導体からなる活性領域とを備え、前記第１の電極は、銀、アルミニウムおよびロジウムのいずれかを含む材料から成り、前記コンタクト半導体層の厚さは前記ｐ導電型窒化物半導体層の厚さより小さく、前記コンタクト半導体層は前記ｐ導電型窒化物半導体層から歪みを受けており、前記導電性基板は前記活性領域からの光が透過可能な材料からなる。
【００１０】
この発明によれば、第１の電極が設けられるコンタクト半導体層は、歪みを受けているので、第１の電極とコンタクト半導体層との間の接触抵抗が小さくなる。また、第１の電極の材料として銀、アルミニウムおよびロジウムのいずれかを含む材料を用いるので、活性層からの光の多くを反射することができる。これ故に、活性領域の一方の面から基板に向けて出射された光だけでなく、活性領域の他方の面から第１の電極に向けて出射された光も利用できる。さらに、窒化物半導体発光素子は、電流が第１の電極から第２の電極に基板を介して流れる縦型構造を有するので、活性領域のより多くの部分を発光のために利用することができる。また、活性領域のより多くの部分からの光は、第１の電極により反射され、光の出力効率が高くなる。
【００１１】
本発明の別の側面に係る窒化物半導体発光素子は、（ａ）金属基板と、（ｂ）前記金属基板に接着された第１の電極と、（ｃ）前記第１の電極上に設けられたｐ導電型のコンタクト半導体層と、（ｄ）前記コンタクト半導体層上に設けられたｎ導電型窒化物半導体層と、（ｅ）前記コンタクト半導体層と前記ｎ導電型窒化物半導体層との間に設けられたｐ導電型窒化物半導体層と、（ｆ）前記ｐ導電型窒化物半導体層と前記ｎ導電型窒化物半導体層との間に設けられており窒化物半導体からなる活性領域と、（ｇ）前記ｎ導電型窒化物半導体層上に設けられた第２の電極とを備え、前記第１の電極は、銀、アルミニウムおよびロジウムのいずれかを含む材料から成り、前記コンタクト半導体層の厚さは前記ｐ導電型窒化物半導体層の厚さより小さく、前記コンタクト半導体層は前記ｐ導電型窒化物半導体層から歪みを受けている。
【００１２】
この発明によれば、第１の電極が設けられるコンタクト半導体層は、歪みを受けているので、第１の電極とコンタクト半導体層との間の接触抵抗が小さくなる。また、第１の電極の材料として銀、アルミニウムおよびロジウムのいずれかを含む材料を用いるので、活性層からの光の多くを反射することができる。これ故に、活性領域の一方の面から出射された光だけでなく、活性領域の他方の面から第１の電極に向けて出射された光も利用できる。さらに、窒化物半導体発光素子は、電流が第１の電極から第２の電極に流れる縦型構造を有するので、活性領域のより多くの部分を発光のために利用することができる。また、活性領域のより多くの部分からの光は、第１の電極により反射され、光の出力効率が高くなる。
【００１３】
本発明の窒化物半導体発光素子では、前記コンタクト半導体層は、歪みを内包するＩｎＧａＮ半導体層であることが好ましい。
【００１４】
この発明によれば、ＩｎＧａＮ半導体層とこのＩｎＧａＮ半導体層に接合する半導体層との界面においてキャリア濃度が高くなる。また、ＩｎＧａＮ半導体層では、アクセプタレベルが浅くなるので、キャリア濃度を増加することができる。このため、窒化物半導体発光素子の抵抗を小さくできる。
【００１５】
本発明の窒化物半導体発光素子では、前記ＩｎＧａＮ半導体層の厚さは１０ナノメートル以下であることが好ましい。
【００１６】
この発明によれば、１０ナノメートル以下の厚さのＩｎＧａＮ半導体層は、ＩｎＧａＮ半導体層に接合する半導体層から応力を受けて、ＩｎＧａＮ層とこのＩｎＧａＮ層に接合する半導体層との界面において、キャリア濃度が高くなる。このため、窒化物半導体発光素子の抵抗を小さくできる。
【００１７】
本発明の別の側面に係る窒化物半導体発光素子は、（ａ）導電性基板と、（ｂ）歪み超格子構造を有するコンタクト半導体領域と、（ｃ）前記コンタクト半導体領域上に設けられた第１の電極と、（ｄ）前記導電性基板の一方の面上に設けられた第２の電極と、（ｅ）前記導電性基板の他方の面と前記コンタクト半導体領域との間に設けられたｎ導電型窒化物半導体層と、（ｆ）前記ｎ導電型窒化物半導体層と前記コンタクト半導体領域との間に設けられており窒化物半導体からなる活性領域とを備え、前記第１の電極は、銀、アルミニウムおよびロジウムのいずれかを含む材料から成り、前記導電性基板は前記活性領域からの光が透過可能な材料からなる。
【００１８】
この発明によれば、第１の電極が設けられるコンタクト半導体領域が歪み超格子構造を有するので、コンタクト半導体領域内のホールキャリア濃度が増加する。この結果、第１の電極とコンタクト半導体領域との間の接触抵抗が小さくなる。また、第１の電極の材料として銀、アルミニウムおよびロジウムのいずれかを含む材料を用いるので、活性層からの光の多くを反射することができる。これ故に、活性層の一方の面から基板に向けて出射された光だけでなく、他方の面から第１の電極に向けて出射された光も利用できる。さらに、窒化物半導体発光素子は、電流が第１の電極から第２の電極に基板を介して流れる縦型構造を有するので、活性層のより多くの部分を発光のために利用できる。また、活性層のより多くの部分からの光は、第１の電極により反射され、光の出力効率が高くなる。
【００１９】
本発明の窒化物半導体発光素子では、前記導電性基板は窒化ガリウム基板であることが好ましい。
【００２０】
この発明によれば、窒化ガリウム基板を用いることにより、可視領域の光を発光する窒化物半導体発光素子が実現できる。
【００２１】
本発明の窒化物半導体発光素子では、前記活性領域はIII族元素として少なくともガリウムおよびアルミニウムを含む窒化物からなり、前記導電性基板はＡｌＸＧａ１−ＸＮ基板（Ｘはゼロより大きく１以下である）であることが好ましい。
【００２２】
この発明によれば、ＡｌＸＧａ１−ＸＮ基板は、紫外線領域の光の波長以下の波長の光を透過することができるので、紫外線領域または可視領域の光を発生する窒化物半導体発光素子が実現できる。
【００２３】
本発明の別の側面に係る窒化物半導体発光素子は（ａ）金属基板と、（ｂ）銀、アルミニウムおよびロジウムのいずれかを含む材料から成る第１の電極と、（ｃ）前記第１の電極上に設けられており歪み超格子構造を有するコンタクト半導体領域と、（ｄ）前記コンタクト半導体領域上に設けられたｎ導電型窒化物半導体層と、（ｅ）前記コンタクト半導体領域と前記ｎ導電型窒化物半導体層との間に設けられた活性領域と、（ｆ）前記ｎ導電型窒化物半導体層上に設けられた第２の電極とを備える。
【００２４】
この発明によれば、第１の電極が設けられるコンタクト半導体領域が歪み超格子構造を有するので、コンタクト半導体領域内のキャリア濃度が増加する。この結果、第１の電極とコンタクト半導体領域との間の接触抵抗が小さくなる。また、第１の電極の材料として銀、アルミニウムおよびロジウムのいずれかを含む材料から成る材料を用いるので、活性層からの光の多くを反射することができる。これ故に、活性層の一方の面から基板に向けて出射された光だけでなく、他方の面から第１の電極に向けて出射された光も利用できる。さらに、窒化物半導体発光素子は、電流が第１の電極から第２の電極に流れる縦型構造を有するので、活性層のより多くの部分を発光のために利用できる。また、活性層のより多くの部分からの光は、第１の電極により反射され、光の出力効率が高くなる。
【００２５】
本発明の上記の窒化物半導体発光素子では、前記第１の電極の厚さは５ナノメートル以上であり、前記第１の電極の厚さは２００ナノメートル以下である。
【００２６】
この発明によれば、第１の電極の厚さが５ナノメートル以上であれば、第１の電極の表面の反射特性が良好になる。第１の電極の厚さは２００ナノメートル以下であれば、下地半導体領域に対する第１の電極の密着性が十分な強度になる。
【００２７】
本発明の上記の窒化物半導体発光素子では、前記第１の電極は銀を含む合金から成り、該合金は、重量パーセントにおいて、５パーセント以下の錫または５パーセント以下の金を含有することが好ましい。
【００２８】
この発明によれば、銀合金を含む電極において錫および／又は金の含有量を増加すると、第１の電極の反射率が低下する。しかしながら、銀合金を含む電極において錫および／又は金の含有量が５パーセントであれば、好適な反射率を実現できる。また、銀に錫および／又は金を加えて得られる合金は、窒化物半導体に対して良好な密着性を示す。
【００２９】
本発明の上記の窒化物半導体発光素子では、前記第１の電極は、アルミニウムから成る金属層と、前記金属層と前記コンタクト半導体層との間に設けられたチタン層とを含むことが好ましい。この構造によれば、窒化物半導体に対する第１の電極の密着性が増す。
本発明の上記の目的および他の目的、特徴、並びに利点は、添付図面を参照して進められる本発明の好適な実施の形態の以下の詳細な記述から、より容易に明らかになる。
【発明の効果】
【００３０】
以上説明したように、本発明によれば、高い電力変換効率および高い光出力効率を有する窒化物半導体発光素子が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の知見は、例示として示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解できる。引き続いて、添付図面を参照しながら、本発明の窒化物半導体発光素子に係わる実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。
【００３２】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る窒化物半導体発光素子を示す図面である。窒化物半導体発光素子１１は、導電性を有する基板１３と、ｐ型のコンタクト半導体層１５と、第１の電極１７と、第２の電極１９と、ｐ型窒化物半導体層２１と、ｎ型窒化物半導体層２３と、活性領域２５とを備える。第１の電極１７は、コンタクト半導体層１５上に設けられている。第２の電極１９は、導電性基板１３の一方の面１３ａ上に設けられている。ｐ型窒化物半導体層２１は、導電性基板１３の他方の面１３ｂとコンタクト半導体層１５との間に設けられている。ｎ型窒化物半導体層２３は、導電性基板１３の他方の面１３ｂとｐ型窒化物半導体層２１との間に設けられている。活性領域２５は、窒化物半導体からなり、ｐ型窒化物半導体層２１とｎ型窒化物半導体層２３との間に設けられている。コンタクト半導体層１５の厚さＤ１はｐ型窒化物半導体層２１の厚さＤ２より小さく、コンタクト半導体層１５はｐ型窒化物半導体層２１から歪みを受けている。導電性基板１３は活性領域２５からの光が透過可能な材料からなる。導電性基板１３は、例えば、ＡｌＸＧａ１−ＸＮ基板（Ｘは０以上１以下）といった導電性基板であることができる。該導電性基板は、例えば２×１０−１Ω・ｃｍ以下の抵抗率の導電性を示す。第１の電極１７は、銀、アルミニウムおよびロジウムのいずれかを含む材料から成る。例えば、第１の電極１７は、実質的に銀から成る金属層または銀合金層を含むことができる。また、第１の電極１７は、実質的にアルミニウムから成る金属層および実質的にロジウムから成る金属層の少なくともいずれかを含むことができる。
【００３３】
この発明によれば、第１の電極１７が設けられるコンタクト半導体層１５は、歪みを受けているので、第１の電極１７とコンタクト半導体層１５との間の接触抵抗が小さくなる。
また、第１の電極１７の材料として銀、アルミニウムおよびロジウムのいずれかを含む材料を用いるので、活性領域２５からの光を多く反射できる。これ故に、活性領域２５の一方の面２５ａから基板１３に向けて出射された光（Ｌ１）だけでなく、活性領域２５の他方の面２５ｂから第１の電極に向けて出射された光（Ｌ２）も基板の表面１３ａから出力される。
【００３４】
さらに、窒化物半導体発光素子１１は、電流が第１の電極１７から第２の電極１９に基板１３を介して流れる縦型構造を有するので、活性領域２５のより多くの部分を発光のために利用することができる。また、活性領域２５のより多くの部分からの光は高反射電極によって反射されて反射光（Ｌ３）になり、光（Ｌ１）および光（Ｌ３）の両方が出力光となるので、光の出力効率が高くなる。
【００３５】
窒化物半導体発光素子１１では、導電性基板１３は、導電性半導体基板であることができ、特に窒化ガリウム基板であることが好ましい。窒化ガリウム基板を用いることにより、可視領域の光を発光する窒化物発光素子が実現できる。
【００３６】
高反射率の第１の電極１７は、コンタクト半導体層１５の表面１５ａを実施的に覆っていることが望ましく、全ての表面１５ａの上に設けられることが好ましい。一方、第２の電極１９は基板１３との裏面１３ａの一部分上に設けられており、裏面１３ａの残りの部分を通して、活性領域２５からの光（Ｌ１、Ｌ３）が出射する。第２の電極１９はＴｉ／Ａｕから成り、例えば５００マイクロメートル角のチップに対して１００マイクロメートルφのパッド電極を用いる。ｎ電極の面積Ｓ１と発光素子の断面積Ｓ２との比率（Ｓ２／Ｓ１）は２以上１０以下程度であることが好ましい。
【００３７】
活性領域２５はｎ型クラッド層（本実施例では、ｎ導電型窒化物半導体層２３）とｐ型クラッド層２７との間に位置しており、ｎ型クラッド層およびｐ型クラッド層２７は活性領域２５にキャリアを閉じ込めるように作用する。一実施例では、活性領域２５は、量子井戸構造を有することができ、図１に示されるように、井戸層２５ａおよびバリア層２５ｂを有する。第２の電極１９は導電性基板１３の一部分の上に設けられており、第２の電極１９からのキャリア（一実施例では、電子）ＩＮは、エピタキシャル層の総厚に比べて厚い導電性基板１３を広がりながら流れて、ｎ導電型窒化物半導体層２３に到達する。第１の電極１７はコンタクト半導体層１５の表面１５ａを覆っており、キャリア（一実施例は、正孔）ＩＰは、第２の電極１９の全面からエピタキシャル層１５、２１を流れて、ｐ型の窒化物半導体層２７に到達する。
【００３８】
コンタクト半導体層１５は、歪みを内包するＩｎＧａＮ半導体層であることが好ましい。ＩｎＧａＮ半導体層１５とこのＩｎＧａＮ半導体層１５に接合する半導体層２１との界面においてキャリア濃度が高くなる。また、ＩｎＧａＮ半導体層１５では、アクセプタレベルが浅くなるので、キャリア濃度を増加することができる。このため、窒化物半導体発光素子１１の抵抗が小さくなる。
【００３９】
第１の電極１７の厚さは５ナノメートル以上であることが好ましい。第１の電極１７の厚さがこの範囲であれば、第１の電極１７の表面１７ａの反射特性が良好になる。第１の電極１７の厚さは２００ナノメートル以下であることが好ましい。第１の電極１７の厚さがこの範囲であれば、下地半導体領域１５に対する第１の電極１７の密着性が十分な強度になる。
【００４０】
銀合金は５パーセント以下の錫を含むことが好ましく、５パーセント以下の金を含有することが好ましく、合計含有率が重量パーセントにおいて８パーセント以下の金および錫を含有することが好ましい。銀合金において錫および／又は金の含有量を増加すると第１の電極の反射率が低下する。銀合金において錫および／又は金の含有量が５パーセントであれば、好適な反射率を実現できる。また、銀に錫および／又は金を加えて得られる合金は、窒化物半導体層１５に対する密着性が増す。
【００４１】
一実施例の窒化物半導体素子は、下記の構造：
導電性基板１３：ＧａＮ半導体基板：３×１０１８ｃｍ−３
第１の電極１７：銀
第２の電極１９：Ｔｉ／Ａｕ電極
ｐ導電型のコンタクト半導体層１５：Ｍｇ添加ＩｎＧａＮ半導体
（キャリア濃度：８×１０１６ｃｍ−３、厚さ：２５ｎｍ）
ｐ導電型窒化物半導体層２１：Ｍｇ添加ＧａＮ半導体
（キャリア濃度：５×１０１７ｃｍ−３、厚さ：２５ｎｍ）
ｐ導電型窒化物半導体層２７：Ｍｇ添加Ａｌ０．１２Ｇａ０．８８Ｎ半導体
（キャリア濃度：３×１０１７ｃｍ−３、厚さ：２０ｎｍ）
ｎ導電型窒化物半導体層２３：Ｓｉ添加ＧａＮ半導体
活性領域２５：ｕ−Ｉｎ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ／ｕ−Ｉｎ０．０１Ｇａ０．９９Ｎ（５ＭＱＷ）
（井戸層の厚さ：２．１ｎｍ、バリア層の厚さ：１５ｎｍ）
を有する。この例では、活性領域２５からｐ電極に向う軸に沿って、Ａｌ０．１２Ｇａ０．８８Ｎ半導体層、ＧａＮ半導体層およびＩｎＧａＮ半導体層が順に配列されており、バンドギャップが徐々に大きくなっている。このため、電流閉じ込めのために十分なクラッドが形成される。
【００４２】
図２は、第１の実施の形態の一変形例の窒化物半導体発光素子を示す図面である。窒化物半導体発光素子１１ａは、ｐ導電型のコンタクト半導体層１５に替えて、ｐ導電型のＩｎＧａＮ半導体層２９およびｐ導電型のコンタクトＩｎＧａＮ半導体層３１を有する。コンタクトＩｎＧａＮ半導体層３１が銀または銀合金からなる第１の電極１７に接合している。ＩｎＧａＮ半導体層２９は、ＩｎＧａＮ半導体よりもバンドギャップが大きい窒化物半導体、例えばＧａＮ半導体上に形成されている。ＩｎＧａＮ半導体層２９のインジウム組成は、コンタクトＩｎＧａＮ半導体層３１のインジウム組成よりも小さい。
【００４３】
窒化物半導体発光素子１１、１１ａでは、ＩｎＧａＮ半導体層１５、３１の厚さは５ナノメートル以下であることが好ましい。ＩｎＧａＮ半導体層１５、３１は、ＩｎＧａＮ半導体層１５、３１に接合する半導体層２１、２９から応力を受けて、ＩｎＧａＮ層１５、３１と半導体層２１、２９との界面において、キャリア濃度が高くなる。このため、窒化物半導体発光素子１１、１１ａ内の抵抗を小さくすることができる。
以上説明したように、高い電力変換効率および高い光出力効率を有する窒化物半導体発光素子が提供される。
【００４４】
接触抵抗を測定するために行われたいくつかの実験例を説明する。
（接触抵抗の実験例１）
トリメチルガリウム、トリメチルインジウム、アンモニア、シクロペンタジエニルマグネシウムを原料として用いて有機金属気相成長法によりｐ型半導体層を半絶縁性ＧａＮ基板上に作製する。まず，半絶縁性ＧａＮ基板をサセプタ上に配置し、温度を摂氏１１００度にてＨ２とＮＨ３を導入してサーマルクリーニングを行う。この後に、摂氏１１５０度の成長温度でＧａＮ層を２マイクロメートル成長する。成長温度を摂氏１１００度にして厚さ５００ナノメートルのＭｇドープＧａＮ膜を成長する。続いて、厚さ５ナノメートルのＭｇドープＩｎＧａＮ膜を成長する。このように成長した試料を装置から取り出して，ＩｎＧａＮ膜上に銀（Ａｇ）と金（Ａｕ）及び錫（Ｓｎ）の合金を蒸着して、フォトマスクを用いてｐ電極を形成する。ｐ電極は、接触抵抗を測定するためのｃ−ＴＬＭ（Transmission Line Model）用のパターンを有する．このパターンを用いて試料のＴＬＭ測定を行うと、接触抵抗は１×１０―３オーム・ｃｍ２以下であり、この値は、発光ダイオードとして十分な使用できる値でである。
【００４５】
（接触抵抗の実験例２）
トリメチルガリウム，トリメチルインジウム，アンモニア，シクロペンタジエニルマグネシウムを原料として用いて、以下の通り有機金属気相成長法によりｐ型半導体層を作製する。まず、サファイア基板をサセプタ上に配置して、摂氏１１００度の温度でＨ２を導入し、サーマルクリーニングを行う。この後に、摂氏４７５度の成長温度で、低温緩衝層（ＧａＮ膜）を２５ナノメートル成長する。この緩衝層上に、摂氏１１６０度の成長温度でＧａＮ層を５マイクロメートル成長する。摂氏１１００度の成長温度で厚さ５００ナノメートルのＭｇドープＧａＮ膜を成長する。このＧａＮ膜上に、厚さ５ナノメートルのＭｇドープＩｎＧａＮ膜を成長する。このように成長した試料を装置より取り出して、ＩｎＧａＮ膜上に銀（Ａｇ）と金（Ａｕ）及び錫（Ｓｎ）の合金を蒸着し、フォトマスクを用いてｐ電極を形成する。ｐ電極は、接触抵抗を測定するためのｃ−ＴＬＭ用のパターンを有する。このパターンを用いて試料のＴＬＭ測定を行うと、接触抵抗は１×１０−３オーム・ｃｍ２以下であり、この値は、発光ダイオードとして十分な使用できる値でである。
【００４６】
本実施の形態に従って作製された発光ダイオードの例を説明する。
（実施例１）
原料としてトリメチルガリウム、トリメチルアルミニウム、トリメチルインジウム、アンモニア、シラン、シクロペンタジエニルマグネシウムを用いて以下の通り有機金属気相成長法により青色発光ダイオード構造を作製する。まず、ＧａＮ基板をサセプタ上に配置して、成膜装置内を常圧に保ち摂氏１１００度の成長温度でｎ−ＧａＮ層を２マイクロメートル成長する。この後に、温度を摂氏８２０度に下げて、厚さ１．６ナノメートルのＩｎ０．１６Ｇａ０．８４Ｎの井戸層と厚さ１５ナノメートルのＩｎ０．０１Ｇａ０．９９Ｎの障壁層とからなる５ＭＱＷ活性層を成長する。温度を摂氏１１００度に昇温した後、活性層上に、ＭｇドープＡｌ０．１２Ｇａ０．８８Ｎ膜を２０ナノメートル成長し、ＭｇドープＩｎ０．１０Ｇａ０．９０Ｎ膜を２５ナノメートル成長する。このように成長した試料を装置より取り出して、この試料をフォトリソグラフィ技術および反応性イオンエッチングにより、ＭｇドープＧａＮ層からｎ型ＧａＮ層までＣｌ系ガスでエッチングして素子分離を行う。ＧａＮ基板の反対側の面には、１００ナノメートルのチタンおよび２５０ナノメートルの金を蒸着し、４００マイクロメートルおきに直径１００マイクロメートルのn電極を形成する。この後に、ｎ電極は合金化される。ＩｎＧａＮ膜上に銀（Ａｇ）と金（Ａｕ）及び錫（Ｓｎ）の合金を蒸着して、ｐ電極を形成する。この後に、ｐ電極は合金化される。続いて、ウエハから、３００マイクロメートル角の半導体チップをスクライブにより切り出して、多数の発光ダイオードを得る。
【００４７】
この一の半導体チップのｐ電極を下にしてリードフレームのマウント部に搭載した後に、ｐ電極およびｎ電極に金配線を行う。マウント部は、半導体チップのｐ電極に導電性接着剤を介して接着され、電気的な導通が形成されている。ｎ型電極は、リードフレームのリード部にワイヤを用いて接続されている。導電性接着剤としてＡｇ系材料を用い、リードフレームとしてはＣｕＷを用いる。ワイヤボンディングの後に、エポキシ系材料を用いて半導体発光素子のランプを形成する。この発光ダイオードに２０ミリアンペアの電流を流すと、光出力は９．４ミリワット、動作電圧が３．１ボルトである。光出力の測定は積分球を用いて行われる。比較として，ｐ電極としてＡｇ合金を用いずに一般的なＮｉ／Ａｕ合金を用いた発光ダイオードよりを作製している。この結果、ｐ−ｄｏｗｎ実装を用いて、銀（Ag）合金のｐ型用の電極とＭｇドープＩｎＧａＮコンタクト層を組み合わせることによって，２０ミリアンペアの電流を流した際に動作電圧がほとんど変化することなく、光出力が約２割程度向上する。
【００４８】
（第２の実施の形態）
図３は、第２の実施の形態に係る窒化物半導体発光素子を示す図面である。窒化物半導体発光素子１１ｂは、コンタクト半導体領域１５、ｐ型窒化物半導体層２１およびｐ導電型窒化物半導体層２７に替えて、ｐ型のためのコンタクト半導体領域３３を有する。ｎ導電型窒化物半導体層２３は導電性基板１３の他方の面１３ｂとコンタクト半導体領域３３との間に設けられている。活性領域前２５は、ｎ導電型窒化物半導体層２３とコンタクト半導体領域３３との間に設けられている。
【００４９】
第１の電極１７を設けるコンタクト半導体領域３３が歪み超格子構造３５を有するので、コンタクト半導体領域３３内のホールキャリア濃度が増加する。この結果、第１の電極１７とコンタクト半導体領域３３との間の接触抵抗が小さくなる。
【００５０】
コンタクト半導体領域３３は歪み超格子構造３５を有している。歪み超格子構造３５は、図３に示されるように、バリア層３３ａおよび井戸層３３ｂを含んでおり、バリア層３３ａおよび井戸層３３ｂの少なくともいずれか一方には、マグネシウムまたは亜鉛といったｐ型ドーパントが添加されている。好適な実施例では、バリア層３３ａはｐ型ＡｌＧａＮ半導体から成り、井戸層３３ｂはｐ型ＩｎＧａＮ半導体から成り、量子井戸構造は１０周期である。
【００５１】
また、第１の電極１７の材料として銀、アルミニウムおよびロジウムのいずれかを含む材料を用いるので、活性領域２５からの光の多くを反射できる。これ故に、活性領域２５の一方の面２５ａから基板１３に向けて出射された光（Ｌ４）だけでなく、他方の面２５ｂから第１の電極１７に向けて出射された光（Ｌ５）も利用することができる。
【００５２】
さらに、窒化物半導体発光素子１１ｂは縦型構造を有するので、活性領域２５のより多くの部分を発光のために利用できる。また、活性領域２５のより多くの部分からの光は光反射電極１７により反射されて反射光（Ｌ６）になり、直接光（Ｌ４）だけでなく反射光（Ｌ６）の両方が出射されるので、光の出力効率が高くなる。
【００５３】
第２の実施の形態の一変形例の窒化物半導体発光素子１１ｄでは、導電性基板はＡｌＸＧａ１−ＸＮ基板（Ｘはゼロより大きく１以下である）である。活性領域は、III族元素として少なくともガリウムおよびアルミニウムを含む窒化物から成り、紫外線領域の光を発生する。この活性領域は、例えばＡｌＧａＮ井戸層およびＡｌＧａＮバリア層を含む。窒化物半導体発光素子１１ｄのｎ型窒化物半導体層２３は、Ｓｉ添加ＡｌＧａＮ半導体からなることが好ましい。窒化物半導体発光素子１１ｄでは、ＡｌＸＧａ１−ＸＮ基板は紫外線領域の光の波長以下の波長の光を透過することができるので、紫外線領域または可視領域の光を発生する窒化物半導体発光素子が実現できる。
【００５４】
以上説明したように、高い電力変換効率および高い光出力効率を有する窒化物半導体発光素子が提供される。
【００５５】
接触抵抗を測定するために行われた実験例を説明する。
（接触抵抗の実験例３）
トリメチルガリウム、トリメチルインジウム、アンモニア、シクロペンタジエニルマグネシウムを原料として用いて有機金属気相成長法によりp型半導体層を半絶縁性ＧａＮ基板上に作製する。まず，半絶縁性ＧａＮ基板をサセプタ上に配置し、成長温度を摂氏１１５０度でＧａＮ層を２マイクロメートル成長する。この後に、成長温度を摂氏１１００度で厚さ５００ナノメートルのＭｇドープＧａＮ膜を成長する。このＧａＮ膜上、厚さ５ナノメートルのＭｇドープＩｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ膜と厚さ５ナノメートルのＭｇドープＡｌ０．０６Ｇａ０．９４Ｎ膜を交互に１０周期成長して、量子井戸コンタクト領域を形成する。このように成長した試料を成膜装置より取り出して、量子井戸コンタクト領域上に銀（Ａｇ）と金（Ａｕ）及び錫（Ｓｎ）の合金を蒸着し，フォトマスクを用いてｐ電極を形成する。ｐ電極は、接触抵抗を測定するためのｃ−ＴＬＭ用のパターンを有する。このパターンを用いて試料のＴＬＭ測定を行うと、接触抵抗は１×１０−３オーム・ｃｍ２以下であり、この値は、発光ダイオードとして十分な使用できる値である。
【００５６】
また、本実施の形態に従って作製された発光ダイオードの例を説明する。
（実施例２）
原料として、トリメチルガリウム、トリメチルアルミニウム、トリメチルインジウム、アンモニア、シラン、シクロペンタジエニルマグネシウムを用いて、以下の通り有機金属気相成長法により青色発光ダイオード構造を作製する。まず，ＧａＮ基板をサセプタ上に配置し，成膜装置内を常圧に保ち摂氏１１００度の成長温度でｎ型ＧａＮ層を２マイクロメートル成長する。この後に、温度を摂氏８２０度に下げて厚さ１．６ナノメートルのＩｎ０．１６Ｇａ０．８４Ｎ井戸層と厚さ１５ナノメートルのＩｎ０．０１Ｇａ０．９９Ｎ障壁層からなる５ＭＱＷ活性層を成長する。温度を摂氏１１００度に昇温した後、MgドープＡｌ０．１２ＧａＮ０．８８Ｎ膜を２０ナノメートル成長し、Ａｌ０．１２ＧａＮ０．８８Ｎ膜上に厚さ２５ナノメートルのMgドープＧａＮ膜を成長する。このＧａＮ膜上に、厚さ５ナノメートルのMgドープＩｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ膜と厚さ５ナノメートルのMgドープＡｌ０．０６Ｇａ０．９４Ｎ膜とを交互に１０周期成長して、量子井戸コンタクト領域を形成する。
【００５７】
このように成長した試料を成膜装置より取り出して、実施例１と同様に電極の形成および組み立てを行い、発光ダイオードのランプを形成する。この発光ダイオードに２０ミリアンペアの電流を流すと、光出力は９．２ミリワット、動作電圧が３．４ボルトである。光出力の測定には積分球を用いる。比較として，ｐ電極としてＡｇ合金を用いずに一般的なＮｉ／Ａｕ合金を用いた発光ダイオードを作製している。この結果、ｐ−ｄｏｗｎ実装を用いて、銀（Ag）合金のｐ型用の電極とＭｇドープＩｎＧａＮコンタクト層とを組み合わせることによって，２０ミリアンペアの電流を流した際に動作電圧がほとんど変化することなく、光出力が約２割程度向上する。
【００５８】
（第３の実施の形態）
図４は、第４の実施の形態に係る窒化物半導体発光素子を示す図面である。
窒化物半導体発光素子４１は、金属基板４３と、ｐ導電型のコンタクト半導体層４５と、銀または銀合金からなる第１の電極４７と、第２の電極４９と、ｐ型窒化物半導体層５１と、ｎ型窒化物半導体層５３と、活性領域５５と、ｐ型窒化物半導体層５７とを含む。第１の電極４７は金属基板４３に接着されている。コンタクト半導体層４５は第１の電極４７上に設けられている。ｎ型窒化物半導体層５３はコンタクト半導体層４５上に設けられている。ｐ型窒化物半導体層５１はコンタクト半導体層４５とｎ型窒化物半導体層５３との間に設けられている。活性領域５５は、窒化物半導体からなり、ｐ型窒化物半導体層５１とｎ型窒化物半導体層５３との間に設けられる。第２の電極４９は、ｎ型窒化物半導体層５３上に設けられている。コンタクト半導体層４５の厚さＤ５はｐ型窒化物半導体層５１の厚さＤ６より小さく、コンタクト半導体層４５はｐ型窒化物半導体層５１から歪みを受けている。金属基板４３としては、例えば銅タングステン（Ｃｕ−Ｗ）合金および鉄ニッケル（Ｆｅ−Ｎｉ）合金である。銅タングステン合金および鉄ニッケルは、高い熱伝導率を有しているので、発光素子の放熱特性が向上される。第１の電極４７は、Ａｕ−Ｓｎ半田およびＰｂ−Ｓｎ半田といった導電性接着剤６０を用いて金属基板４３に接着される。
【００５９】
本実施の形態において、ｐ導電型のコンタクト半導体層４５、第１の電極４７、第２の電極４９、ｐ導電型窒化物半導体層５１、ｎ導電型窒化物半導体層５３、活性領域５５およびｐ導電型窒化物半導体層５７は、それぞれ、ｐ導電型のコンタクト半導体層１５、第１の電極１７、第２の電極１９、ｐ導電型窒化物半導体層２１、ｎ導電型窒化物半導体層２３、活性領域２５およびｐ導電型窒化物半導体層２７と同一の構造を有することができるけれども、これに限定されるものではない。ｎ導電型窒化物半導体層５３は、発光領域５５からの光が透過する窒化物半導体材料から成る。
【００６０】
この実施の形態の窒化物半導体発光素子４１によれば、第１の実施の形態に記載された窒化物半導体発光素子１１によって提供される技術的な効果に加えて、活性領域５５からの光は、ｎ導電型窒化物半導体層５３を通して出射され、ｎ導電型窒化物半導体層５３等のエピタキシャル層を成長するために用いた成長用基板（第１の実施の形態における基板１３）を通して出射されない。これ故、活性領域５５が発生する光の波長が、半導体層のための成長用基板によって制限を受けない。成長用基板は、発光素子の性能、コスト等を考慮して決定されることができる。
【００６１】
図５は、第３の実施の形態の一変形例の窒化物半導体発光素子を示す図面である。窒化物半導体発光素子４１ａは、窒化物半導体発光素子１１ａのｐ導電型のＩｎＧａＮ半導体層２９およびｐ導電型のコンタクトＩｎＧａＮ半導体層３１に替えて、ｐ導電型のＩｎＧａＮ半導体層５９およびｐ導電型のコンタクトＩｎＧａＮ半導体層６１を有する。ＩｎＧａＮ半導体層５９およびコンタクトＩｎＧａＮ半導体層６１は、ＩｎＧａＮ半導体層２９およびコンタクトＩｎＧａＮ半導体層３１と同様の構造を有することができるが、これに限定されるのではない。
【００６２】
窒化物半導体発光素子４１、４１ａでは、ＩｎＧａＮ半導体層４５、６１の厚さは５ナノメートル以下であることが好ましい。ＩｎＧａＮ半導体層４５、６１は、ＩｎＧａＮ半導体層１５、３１に接合する半導体層５１、５９から応力を受けて、ＩｎＧａＮ層４５、６１と半導体層５１、５９との界面において、キャリア濃度が高くなる。このため、窒化物半導体発光素子４１、４１ａ内の抵抗を小さくでき、金属基板４３の全表面から電流が流れ込む。
【００６３】
図６は、第３の実施の形態の別の変形例の窒化物半導体発光素子を示す図面である。窒化物半導体発光素子４１ｂは、窒化物半導体発光素子１１ｂのｐ型のためのコンタクト半導体領域３３に替えて、量子井戸構造を有するコンタクト半導体領域６３を有する。コンタクト半導体領域６３はコンタクト半導体領域３３と同様の構造を有することができるが、これに限定されるものではない。
【００６４】
第１の電極４７が設けられるコンタクト半導体領域６３が歪み超格子構造を有するので、コンタクト半導体領域６３内のホールキャリア濃度が増加する。この結果、第１の電極４７とコンタクト半導体領域６３との間の接触抵抗が小さくでき、金属基板４３の全表面から電流が流れ込む。
【００６５】
（実施例３）
原料として、トリメチルガリウム、トリメチルアルミニウム、トリメチルインジウム、アンモニア、シラン、シクロペンタジエニルマグネシウムを用いて、以下の通り有機金属気相成長法により紫外線発光ダイオード構造を作製する。まず，ＧａＮ基板をサセプタ上に配置し，成膜装置内を１０キロパスカル常保ち成長温度摂氏１０３０度でｎ型ＧａＮ層を９０ナノメートル成長する。この後に、温度を摂氏７００度に下げて厚さ５０ナノメートルのＩｎ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層を成長する。次いで、成長温度を摂氏１０３０度に昇温し、ｎ型Ａｌ０．１８Ｇａ０．８２Ｎ層を５０ナノメートル成長する。その後に、温度を摂氏７８０度に下げて厚さ３ナノメートルのＩｎ０．０６Ａｌ０．１９Ｇａ０．８５Ｎ井戸層と厚さ１５ナノメートルのＩｎ０．０５Ａｌ０．２５Ｇａ０．７０Ｎ障壁層からなる３ＭＱＷ活性層を成長する。温度を摂氏１０８０度に昇温した後、ＭｇドープＡｌ０．１２ＧａＮ０．８８Ｎ膜を２０ナノメートル成長する。このＡｌＧａＮ膜上に、厚さ５ナノメートルのＭｇドープＩｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ膜と厚さ５ナノメートルのＭｇドープＡｌ０．０６Ｇａ０．９４Ｎ膜を交互に１０周期成長して、量子井戸コンタクト領域を形成する。
【００６６】
このように成長した試料を成膜装置より取り出す。ＭｇドープＡｌＧａＮ層の表面全体に銀（Ａｇ）と金（Ａｕ）及び錫（Ｓｎ）の合金を蒸着すると共に合金化、ｐ電極を形成する。この後に、ＣｕＷ合金基板といった金属基板に導電性接着剤を用いて貼り付け、ＧａＮを透過可能でありｎ型ＩｎＧａＮ層のみで吸収される波長のレーザ光を照射しエピタキシャル層から成長用ＧａＮ基板を剥離する。露出したエピタキシャル層の面に、２００ナノメートルのチタンおよび３００ナノメートルの金を蒸着すると共に合金化して、５００マイクロメートルおきに直径１２０マイクロメートルのｎ電極を形成する。続いて、ウエハから、４００マイクロメートル角の半導体チップにスクライブにより切り出す。このようにして作製された発光ダイオードを積分球に設置して、１００ミリアンペアの電流を流し光出力の測定を行うと、光出力は２割増の４．１ミリワットが得られ、駆動電圧（３．８ボルト）の上昇は見られない。
【００６７】
（第４の実施の形態）
図７および図８は、第４の実施の形態に係る発光装置を示す図面である。図７を参照すると、発光装置８１ａは、第１および第２の実施の形態において説明された窒化物半導体発光素子１１、１１ａ、１１ｂを搭載するパッケージ８３を含む。窒化物半導体発光素子１１、１１ａ、１１ｂの第１の電極はパッケージ８３のマウント部８３ａ上にマウント用導電性接着剤８９を用いて固定されおり、マウント部８３ａはリード端子８３ｂの一端に設けられている。窒化物半導体発光素子１１、１１ａ、１１ｂの第２の電極はボンディングワイヤ８５を介してリード端子８３ｃに接続されている。リード端子８３ｂおよび８３ｃは、絶縁性部材８３ｄを介してパッケージ８３のベース８３ｅに保持されている。マウント部８３ａ上の窒化物半導体発光素子１１、１１ａ、１１ｂ上には、封止用エポキシ樹脂によって覆われている。発光素子１１、１１ａ、１１ｂでは、活性領域の全体が発光に寄与している。また、活性領域からの直接光ＬＤだけでなく反射光ＬＲも出射される。さらに、銀電極または銀合金電極と半導体層との接触抵抗が小さいので、印加電圧が小さくでき、また発熱の小さくなる。
【００６８】
図８を参照すると、発光装置８１ｂは、第３の実施の形態において説明された窒化物半導体発光素子４１、４１ａ、４１ｂを搭載するパッケージ８３を含む。発光装置８１ｂでは、発光装置８１ａと同様に、窒化物半導体発光素子４１、４１ａ、４１ｂがパッケージ８３に搭載されている。発光素子４１、４１ａ、４１ｂでは、活性領域の全体が発光に寄与している。また、活性領域からの直接光ＬＤだけでなく反射光ＬＲも出射される。さらに、銀電極または銀合金電極と半導体層との接触抵抗が小さいので、印加電圧が小さくでき、また発熱の小さくなる。また、窒化物半導体発光素子４１、４１ａ、４１ｂの半導体部からの熱Ｈは、金属基板を介してマウント部８３ａに伝わる。
【００６９】
第１〜第４の実施の形態において、第１の電極は、実質的にアルミニウムから成る金属層と、この金属層とコンタクト半導体層との間に設けられたチタン層とを含むことが好ましい。チタン層は、窒化物半導体に対する第１の電極の密着性を増加させるために役立つ。
第１〜第４の実施の形態において、第１の電極は、実質的にロジウムから成る金属層を含むことが好ましい。
【００７０】
好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】図１は、第１の実施の形態に係る窒化物半導体発光素子を示す図面である。
【図２】図２、第１の実施の形態の一変形例の窒化物半導体発光素子を示す図面である。
【図３】図３は、第２の実施の形態に係る窒化物半導体発光素子を示す図面である。
【図４】図４は、第３の実施の形態の窒化物半導体発光素子を示す図面である。
【図５】図５は、第３の実施の形態の一変形例の窒化物半導体発光素子を示す図面である。
【図６】図６は、第３の実施の形態の別の変形例の窒化物半導体発光素子を示す図面である。
【図７】図７は、第４の実施の形態に係る発光装置を示す図面である。
【図８】図８は、第４の実施の形態に係る発光装置を示す図面である。
【符号の説明】
【００７２】
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｄ…窒化物半導体発光素子、１３…導電性基板、１５…ｐ型のコンタクト半導体層、１７…第１の電極（銀または銀合金）、１９…第２の電極、２１…ｐ型窒化物半導体層、２３…ｎ型窒化物半導体層、２５…活性領域、２９…ｐ導電型のＩｎＧａＮ半導体層、３１…ｐ導電型のコンタクトＩｎＧａＮ半導体層、３３…コンタクト半導体領域、４１、４１ａ…窒化物半導体発光素子、４３…金属基板、４５…ｐ導電型のコンタクト半導体層、４７…第１の電極（銀または銀合金）、４９…第２の電極、５１…ｐ型窒化物半導体層、５３…ｎ型窒化物半導体層、５５…活性領域、５７…ｐ型窒化物半導体層、６０…導電性接着剤、５９…ｐ導電型のＩｎＧａＮ半導体層、６１…ｐ導電型のコンタクトＩｎＧａＮ半導体層、８１ａ、８１ｂ…発光装置、８３…パッケージ、８３ａ…マウント部、８９…マウント用導電性接着剤、８３ｂ…リード端子、８５…ボンディングワイヤ、８３ｃ…リード端子、８３ｄ…絶縁性部材、８３ｅ…ベース  
【図１】
2006120731.tif 000003
【図２】
2006120731.tif 000004
【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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