(57)【要約】【課題】電流分散効果を向上させると同時に優れた反射率を有するようｐ側電極構造が改善されたフリップチップ用窒化物半導体発光素子を提供すること。【解決手段】窒化物半導体成長のための透光性基板３１と、透光性基板３１上に形成されたｎ型窒化物半導体層３２と、ｎ型窒化物半導体層３２上に形成された活性層３３と、活性層３３上に形成されたｐ型窒化物半導体層３４と、ｐ型窒化物半導体層３４上に形成され、Ａｌ含量が異なる第１及び第２窒化物層が複数回交互に積層されて成るメッシュ型ＤＢＲ反射層３５と、メッシュ型ＤＢＲ反射層３５とメッシュ型ＤＢＲ反射層３５のオープン領域に露出されたｐ型窒化物半導体層３４上に形成されたオーミックコンタクト層３６とを備える。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化物半導体成長のための透光性基板と、
前記透光性基板上に形成されたｎ型窒化物半導体層と、
前記ｎ型窒化物半導体層上に形成された活性層と、
前記活性層上に形成されたｐ型窒化物半導体層と、
前記ｐ型窒化物半導体層上に形成され、Ａｌ含量が異なる第１及び第２窒化物層が複数回交互に積層されて形成されたメッシュ型ＤＢＲ反射層と、
前記メッシュ型ＤＢＲ反射層と前記メッシュ型ＤＢＲ反射層のオープン領域に露出した前記ｐ型窒化物半導体層上に形成されたオーミックコンタクト層と、
を備えたことを特徴とする窒化物半導体発光素子。
【請求項２】
前記メッシュ型ＤＢＲ反射層を構成する前記第１及び前記第２窒化物層のＡｌ含量の差は、少なくとも３０％であること、
を特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項３】
前記メッシュ型ＤＢＲ反射層を構成する前記第１及び前記第２窒化物層各々は、組成式Ａｌ1-xＧａxＮ（０≦ｘ≦１）を満足する物質であること、
を特徴とする請求項１又は２に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項４】
前記第１窒化物層はＧａＮであり、前記第２窒化物層はＡｌ1-xＧａxＮ（０≦ｘ＜１）であること、
を特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項５】
前記メッシュ型ＤＢＲ反射層が形成された実際の面積は、前記ｐ型窒化物半導体層の上部の面積の約２０％〜約６０％であること、
を特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項６】
前記オーミックコンタクト層は、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｐｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ及びその組合せの群から選ばれた物質から形成された少なくとも一つの層を備えること、
を特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項７】
前記オーミックコンタクト層の表面に形成された金属バリア層を、
さらに備えたことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項８】
前記金属バリア層はＮｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｔｉ及びその組合せの群から選ばれた物質であること、
を特徴とする請求項７に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の窒化物半導体発光素子を備えたフリップチップ構造の発光装置。
【請求項１０】
窒化物半導体成長のための透光性基板を設ける段階と、
前記透光性基板上にｎ型窒化物半導体層を形成する段階と、
前記ｎ型窒化物半導体層上に活性層を形成する段階と、
前記活性層上にｐ型窒化物半導体層を形成する段階と、
前記ｐ型窒化物半導体層上にＡｌ含量が異なる第１及び第２窒化物層を複数回交互に積層することによりメッシュ型ＤＢＲ反射層を形成する段階と、
前記メッシュ型ＤＢＲ反射層と前記メッシュ型ＤＢＲ反射層のオープン領域を通して露出した前記ｐ型窒化物半導体層上にオーミックコンタクト層を形成する段階と、
を含むことを特徴とする窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項１１】
前記メッシュ型ＤＢＲ反射層を形成する段階は、Ａｌ含量の差が少なくとも３０％である前記第１及び前記第２窒化物層を複数回交互に積層する段階であること、
を特徴とする請求項１０に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項１２】
前記メッシュ型ＤＢＲ反射層を構成する２種の窒化物層各々は、組成式Ａｌ1-xＧａxＮ（０≦ｘ≦１）を満足する物質であること、
を特徴とする請求項１０又は１１に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項１３】
前記メッシュ型ＤＢＲ反射層を積層する段階は、
ＡｌＧａＮである前記第１窒化物層とＧａＮである前記第２窒化物層とを複数回交互に積層する段階であること、
を特徴とする請求項１０又は１１項に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項１４】
前記メッシュ型ＤＢＲ反射層が形成された実際の面積は、前記ｐ型窒化物半導体層の上部の面積の約２０％〜約６０％であること、
を特徴とする請求項１０から１３のいずれか一項に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項１５】
前記ｐ型及びｎ型導電型窒化物半導体層と前記活性層とを形成する段階と、前記メッシュ型ＤＢＲ反射層を形成する段階とは、同一なチャンバーにおいて連続的に行われること、
を特徴とする請求項１０から１４のいずれか一項に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項１６】
前記メッシュ型ＤＢＲ反射層を形成する段階は、５００〜７００℃の温度で行われること、
を特徴とする請求項１０から１５のいずれか一項に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項１７】
前記オーミックコンタクト層は、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｐｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ及びその組合せの群から選ばれた物質から成る少なくとも一つの層を備えること、
を特徴とする請求項１０から１６のいずれか一項に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項１８】
前記オーミックコンタクト層の表面上に金属バリア層を形成する段階と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１０から１７のいずれか一項に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項１９】
前記金属バリア層は、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｔｉ及びその組合せの群から選ばれた物質から形成された少なくとも一つの層を備えること、
を特徴とする請求項１８に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【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もので、より詳しくはフリップチップ構造を呈する窒化物半導体発光素子及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、窒化物半導体発光素子は、青色または緑色波長帯の光を得るための発光素子として、ＡｌxIｎyＧａ(1-x-y)Ｎ組成式（ここで、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１である）を有する半導体物質を用いて製造される。
【０００３】
こうした窒化物半導体物質を成長させるために使用される基板は、格子整合を考慮してサファイア基板のような制限された基板が主に使用される。一般に、こうしたサファイア基板は絶縁性基板なので、窒化物半導体素子において、サファイア基板の反対面、即ち結晶成長面に両電極がすべて形成される。上記した構造的な特徴により、窒化物半導体発光素子は、主な光放出面をサファイア基板側とするフリップチップ構造として、活発に研究開発が進められている。
【０００４】
図１は、従来の窒化物半導体発光素子のフリップチップ構造を示す。図１に示したフリップチップ発光装置２０は、チップ基板２１上に搭載された窒化物半導体発光素子１０を備える。窒化物半導体発光素子１０は、サファイア基板１１とその上に順次に積層されたｎ型窒化物半導体層１２、活性層１３及びｐ型窒化物半導体層１４を備える。窒化物半導体発光素子１０は、チップ基板２１上に搭載され、各電極１９ａ、１９ｂは、導電性バンプ２４ａ、２４ｂにより各リードパターン２２ａ、２２ｂ上に融着されている。フリップチップ発光装置２０において、発光素子１０のサファイア基板１１は、透光性基板なので、光放出面として活用できる。
【０００５】
窒化物半導体発光素子１０の電極、とりわけｐ側電極は、ｐ型窒化物半導体層１４とのオーミックコンタクトを形成する同時に、活性層１３において発光した光をサファイア基板１１側へ反射することができる、高い反射率を有することが要される。
【０００６】
したがって、図１に示したように、ｐ側電極構造は、ｐ型窒化物半導体層１４上に形成されたオーミックコンタクト層１６と金属バリア層１７を備えることができる。オーミックコンタクト層１６は、反射率約９０〜９５％の高反射率を有するＡｇまたはＡｌから成り、接触抵抗を改善する役目を果たし、金属バリア層１７は、オーミックコンタクト層１６の構成元素の望まない移動（imigration）を防止する役目を果たす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、オーミックコンタクト層１６を構成するＡｇまたはＡｌのような金属は、熱に敏感な金属なので、熱的損傷により反射率が６０〜８０％レベルに低下する問題がある。こうした反射率の低下で作動中に輝度が低下する問題がある。
【０００８】
さらに、従来の窒化物半導体発光素子１０においては本質的に プラナー電極構造を呈し、とりわけｐ型窒化物半導体層１４に比してｐ側オーミックコンタクト層１６が低い比抵抗を有するので、矢印で表示すように、電流の相当部分がオーミックコンタクト層１６に沿って、ｎ側電極の隣接した部分Ａに集中する、電流クラウディング（current crowding）が発生する。こうした 電流クラウディングによって順方向電圧が高くなり、ｎ側電極１９ａと反対側の活性層１３領域の発光効率を低減させるばかりでなく、電流が集中する部分Ａにおける発熱量が大きくなり、素子の信頼性を大きく低下させかねない。
【０００９】
本発明は上述した従来の技術の問題を解決するためのもので、その目的は電流分散効果を向上させると同時に、優れた反射率を有するように改善されたｐ側電極構造を有する窒化物半導体発光素子を提供することにある。
【００１０】
さらに、本発明の他目的は、上記窒化物半導体発光素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記した技術的課題を成し遂げるために、本発明は、窒化物半導体成長のための透光性基板と、前記透光性基板上に形成されたｎ型窒化物半導体層と、前記ｎ型窒化物半導体層上に形成された活性層と、前記活性層上に形成されたｐ型窒化物半導体層と、前記ｐ型窒化物半導体層上に形成され、Ａｌ含量が異なる２種の窒化物層が複数回交互に積層されて形成されたメッシュ型ＤＢＲ反射層と、前記メッシュ型ＤＢＲ反射層と前記メッシュ型ＤＢＲ反射層のオープン領域に露出した前記ｐ型窒化物半導体層上に形成されたオーミックコンタクト層を備えたことを特徴とする窒化物半導体発光素子を提供する。
【００１２】
好ましくは、前記メッシュ型ＤＢＲ反射層は充分な屈折率の差を得るために、Ａｌ含量の差が少なくとも３０％である前記第１及び前記第２窒化物層を積層した構造を有する。前記メッシュ型ＤＢＲ反射層を構成する２種の窒化物層各々は、組成式Ａｌ1-xＧａxＮ（０≦ｘ≦１）を満足する物質であることができ、好ましくは前記メッシュ型ＤＢＲ反射層は、ＡｌＧａＮ（Ａｌ1-xＧａxＮ（０≦ｘ＜１））である前記第１窒化物層（前記第２窒化物層）とＧａＮである前記第２窒化物層（前記第１窒化物層）を複数回交互に積層して構成することができる。
【００１３】
さらに、好ましくは、前記メッシュ型ＤＢＲ反射層は、その実際の面積が前記ｐ型窒化物半導体層の上部の面積の約２０％〜約６０％の範囲を有するように形成されている。
【００１４】
前記オーミックコンタクト層はＡｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｐｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ及びその組合せの群から選ばれた物質から形成された少なくとも一つの層を備え、特定の実施形態において前記オーミックコンタクト層の表面に形成された金属バリア層をさらに備えることができる。こうした金属バリア層はＮｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｔｉ及びその群から選ばれた物質の組合せを含むことができる。
【００１５】
さらに、本発明は前記窒化物半導体発光素子の製造方法を提供する。前記方法は、窒化物半導体成長のための透光性基板を設ける段階と、前記透光性基板上にｎ型窒化物半導体層を形成する段階と、前記ｎ型窒化物半導体層上に活性層を形成する段階と、前記活性層上にｐ型窒化物半導体層を形成する段階と、前記ｐ型窒化物半導体層上にＡｌ含量が異なる２種の窒化物層を複数回交互に積層することによりメッシュ型ＤＢＲ反射層を形成する段階と、前記メッシュ型ＤＢＲ反射層と前記メッシュ型ＤＢＲ反射層のオープン領域を通して露出した前記ｐ型窒化物半導体層上にオーミックコンタクト層を形成する段階を含む。
【００１６】
前記ｎ型及びｐ型窒化物半導体層と前記活性層を形成する段階と、前記メッシュ型ＤＢＲ反射層を形成する段階は、同一なチャンバーにおいて連続的に行うことが好ましい。
【００１７】
さらに、特定実施形態においては、前記メッシュ型ＤＢＲ反射層を形成する段階を、クラック発生を防止するために、５００〜７００℃温度で行うことが好ましい。
【００１８】
本発明において使用される用語のうち、「フリップチップ構造発光装置」は、図１に示したように発光素子がチップ基板上にフリップチップ方式で搭載した構造のことをいう。
【発明の効果】
【００１９】
上述したように、本発明によれば、ｐ側電極構造においてメッシュ構造のＤＢＲ反射層を、Ａｌ含量が異なる２種の窒化物層で形成することにより、ｎ側電極に隣接した部分に集中する電流を減少させ、電流クラウディング現象を緩和させると同時に、反射特性を改善し、全体の発光効率を大きく向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の窒化物半導体発光素子の各構成要素を、より詳しく説明する。
【００２１】
（ｐ型及びｎ型窒化物半導体層）
ｐ型及びｎ型窒化物半導体層は、ＡｌxＩｎyＧａ(1-x-y)Ｎ組成式（ここで、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１である）を有する単結晶として、有機金属気相蒸着法（ＭＯＣＶＤ）、分子ビーム成長法（ＭＢＥ）、及び、ハイブリッド気相蒸着法（ＨＶＰＥ）などで成長させることができる。代表的な窒化物半導体層に、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＧａＩｎＮがある。
【００２２】
ｐ型窒化物半導体層はＭｇ、Ｚｎ及びＢｅなどの不純物を含むことができ、ｎ型窒化物半導体層はＳｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ及びＣなどのような不純物を含むことができる。一般に、基板とｎ型窒化物半導体層との間には、格子整合のためにバッファ層が形成されていてもよい。通常のバッファ層としては、ＡｌＮまたはＧａＮなどの低温核成長層がある。
【００２３】
（活性層）
本発明に用いる活性層は、青緑色光（約３５０〜５５０ｎｍ波長範囲）を発光するための層として、単一または多種の量子ウェル構造を有する、アンドープ窒化物半導体層を用いて構成されている。
【００２４】
上記活性層は、ｐ型またはｎ型窒化物半導体層のように、有機金属気相蒸着法（ＭＯＣＶＤ）、分子ビーム成長法（ＭＢＥ）、及び、ハイブリッド気相蒸着法（ＨＶＰＥ）などの方法で成長させることができる。
【００２５】
（メッシュ型ＤＢＲ反射層）
本発明は、メッシュ型ＤＢＲ反射層を備える。本発明に用いられるＤＢＲ反射層は、Ａｌ含量が相互異なる２種の窒化物層が、複数回交互に積層されて構成されている。一般に窒化物は、Ａｌ含量に応じてその屈折率に差を有するので、高い反射率を有するＤＢＲ構造を形成することができる。上記メッシュ型ＤＢＲ反射層を構成する窒化物層の屈折率の差が大きいほど、層の厚さをより薄く形成することができ、積層数を減少させることができる。したがって、上記メッシュ型ＤＢＲ反射層は、Ａｌ含量の差が少なくとも３０％の２種の窒化物層で形成されることが好ましく、一般に９０％以上、好ましくは９５％以上、より好ましくは９８％以上の高い反射率を得るよう設計することができる。
【００２６】
さらに、本発明のＤＢＲ反射層は、メッシュ形状を呈する。したがって、後続工程において形成されるオーミックコンタクト層は、上記メッシュ型ＤＢＲ反射層に亘って配列した複数のオープン領域を通して、ｐ型窒化物半導体層と接する構造を有するようになる。上記窒化物のＤＢＲ反射層は、上記オーミックコンタクト層に比して高い抵抗を有するので、オーミックコンタクト層を介して活性層に向かう電流は上記メッシュ型ＤＢＲ反射層により全体的に均一に分散され、電流クラウディング問題が改善される。
【００２７】
上記メッシュ型ＤＢＲ反射層は、Ａｌ含量調節をより容易にするために、組成式Ａｌ1-xＧａxＮ（０≦ｘ≦１）を満足する３成分系窒化物で形成することが好ましい。ひいては、上記メッシュ型ＤＢＲ反射層は、ＧａＮの第１窒化物層（前記第２窒化物層）とＡｌ1-xＧａxＮ（０≦ｘ<１）の第２窒化物層（前記第１窒化物層）とを複数回交互に積層することによって形成されることがより好ましい。
【００２８】
上記メッシュ型ＤＢＲ反射層を構成する窒化物層は、ｐ型及びｎ型窒化物半導体層と活性層と同一な成長工程、即ちＭＯＣＶＤ、ＭＢＥ及びＨＶＰＥ中いずれかの工程において連続的に形成されることができ、次いで公知のフォトリソグラフィー工程などで選択的にエッチングされることにより、所望のメッシュ型に製造されることが可能である。
【００２９】
（オーミックコンタクト層）
先に説明したように、本発明に用いられるオーミックコンタクト層は、上記メッシュ型ＤＢＲ反射層と上記メッシュ型ＤＢＲ反射層とのオープン領域を介して露出されたｐ型窒化物半導体層上に形成される。高反射性オーミックコンタクト層に沿って活性層に向かう電流は、高抵抗のメッシュ型ＤＢＲ反射層によりｐ型窒化物半導体層全面に均一に分散され、結果として電流クラウディング問題が緩和される。
【００３０】
さらに、高反射性オーミックコンタクト層は、比較的高いエネルギーバンドギャップを有するｐ型窒化物半導体層との接触抵抗を下げるための、適切でありながらも高い反射率を有する物質で形成されることが要される。
【００３１】
こうした接触抵抗改善と高反射率の条件を満足するために、高反射性オーミックコンタクト層はＡｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｐｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ及びその組合せの群から選ばれた物質で形成され、７０％以上の反射率を有することが好ましい。具体的な例において、上記オーミックコンタクト層は、Ｎｉ／Ａｇ、Ｚｎ／Ａｇ、Ｎｉ／Ａｌ、Ｚｎ／Ａｌ、Ｐｄ／Ａｇ、Ｐｄ／Ａｌ、Ｉｒ／Ａｇ、Ｉｒ／Ａｕ、Ｐｔ／Ａｇ、Ｐｔ／ＡｌまたはＮｉ／Ａｇ／Ｐｔのように形成されてもよい。
【００３２】
上記オーミックコンタクト層は、通常の蒸着法またはスパッタリング工程により形成され、オーミックコンタクト層の特性を向上させるために、約４００〜９００℃の温度で熱処理されてもよい。
【００３３】
（金属バリア層）
本発明に用いられる金属バリア層は、ｐ側ボンディング電極が形成される高反射性オーミックコンタクト層領域に形成され、ボンディング電極物質とオーミックコンタクト層物質の界面において融和され、オーミックコンタクト層の特性（とりわけ、反射率及び接触抵抗）が低下されることを防止するための層として採用されている。こうした金属バリア層は、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｔｉ及びその群から選ばれた物質の組合せで形成された単一層または複数の層として形成されてもよい。
【００３４】
さらに、上記金属バリア層は、実施形態により、高反射性オーミックコンタクト層の側面まで形成されていてもよい。とりわけ、こうした実施形態は、高反射性オーミックコンタクト層がＡｇを含む場合に、Ａｇの移動（migration）による漏洩電流の発生を効果的に防止できる利点がある。
【００３５】
上記金属バリア層は、他電極のような通常の蒸着法またはスパッタリング工程により形成され、密着力を向上させるために、約３００℃の温度で数十秒ないし数分間熱処理されてもよい。
【００３６】
（ｐ側ボンディング電極及びｎ側電極）
上記オーミックコンタクト層と上記金属バリア層と共にｐ側電極構造を構成するボンディング電極は、フリップチップ構造において、導電性バンプを介してリード上に搭載される最外郭電極層で、一般にＡｕまたはＡｕを含む合金を用いて形成されている。
【００３７】
さらに、ｎ型窒化物半導体層に形成されるｎ側電極は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｃｕ及びＡｕの群から選ばれた物質が用いられた、単一層または複数層として構成されている。
【００３８】
こうした電極は、一般的な金属層成長方法である蒸着法またはスパッタリング工程により、形成されてもよい。
【００３９】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態をより詳しく説明する。
【００４０】
図２及び図４は、本発明の一実施形態によるフリップチップ用窒化物発光素子を示す、横断面図及び上面図である。また、図３は、図２における一部分の拡大図である。先ず、図２及び図３を参照すると、フリップチップ用窒化物半導体発光素子３０は、サファイア基板のような窒化物半導体成長用基板３１（透光性基板）とその上面に順次に積層したｎ型窒化物半導体層３２、活性層３３及びｐ型窒化物半導体層３４を備える。
【００４１】
窒化物半導体発光素子３０のｎ側電極３９ａは、メサエッチングによって露出されたｎ型窒化物半導体層３２の上面に形成されている。窒化物半導体発光素子３０に用いたｐ側電極構造は、メッシュ型ＤＢＲ反射層３５、オーミックコンタクト層３６及びボンディング電極３９ｂを備える。オーミックコンタクト層３６は、ｐ型窒化物半導体層３４上に形成され、ｐ型窒化物半導体層３４が部分的に露出するよう多数のオープン領域を有するメッシュ構造を呈している。オーミックコンタクト層３６の上面には、ボンディング電極３９ｂが形成されている。
【００４２】
メッシュ型ＤＢＲ反射層３５は、Ａｌ含量が互いに異なる第１及び第２窒化物層３５ａ、３５ｂが交互に積層された構造を呈する。第１及び第２窒化物層３５ａ、３５ｂは、充分な屈折率の差を得るために、少なくとも３０％以上のＡｌ含量の差を有する物質が選択されることが好ましく、ＡｌＧａＮ系の窒化物層である。より好ましい実施形態において、第１窒化物層３５ａ（第２窒化物層３５ｂ）はＧａＮで、第２窒化物層３５ｂ（第１窒化物層３５ａ）はＡｌＧａＮであってもよい。こうしたメッシュ型ＤＢＲ反射層３５は、高い反射率を有するばかりでなく、ＡｇまたはＡｌのような高反射性オーミックコンタクト物質と異なり、高温において安定した反射率を維持できるので、高温環境においてもメッシュ型ＤＢＲ反射層３５の実際の面積分だけ全体反射率の低下を防止することができる。
【００４３】
さらに、第１及び第２窒化物層３５ａ、３５ｂは、アンドープ結晶層であってもよく、非結晶層で製造されてもよい。特定の実施形態においては、充分な屈折率を確保するために、第１及び第２窒化物層３５ａ、３５ｂのうち、一方は高いＡｌ含量を有することが要される。しかし、Ａｌ含量が高い窒化物は、一般的な結晶成長温度（１０００℃以上）においてクラックが発生する可能性があり、これを防止するために、メッシュ型ＤＢＲ反射層３５は５００〜７００℃の温度で成長されることが好ましい。
【００４４】
さらに、メッシュ型ＤＢＲ反射層３５は、図４に示すように、複数個のオープン領域を有するメッシュ形状を呈する。メッシュ型ＤＢＲ反射層３５上に形成されたオーミックコンタクト層３６は、メッシュ型ＤＢＲ反射層３５のオープン領域を通してｐ型窒化物半導体層３４と接触してオーミックコンタクトを形成する。メッシュ型ＤＢＲ反射層３５は、オーミックコンタクト層３６に比して高い抵抗を有するので、ｐ側ボンディング電極３９ｂからオーミックコンタクト層３６を介してｎ側電極３９ｃに向かう電流は、矢印で表示したように、ＤＢＲ反射層３５のメッシュ構造により、均一に分散されることができる。
【００４５】
メッシュ型ＤＢＲ反射層３５の実際の面積（即ち、オープン領域を除いた面積）は、高反射率を考慮した輝度向上の面からは大きいほど有利であるが、ｐ型窒化物半導体層３４とオーミックコンタクト層３６との充分な接触面積が保障されるよう、考慮されなければならない。したがって、メッシュ型ＤＢＲ反射層３５は、その実際の面積がｐ型窒化物半導体層３４の上部の面積の約２０％〜約６０％となるように形成されることが好ましい。
【００４６】
本発明に用いられるメッシュ型ＤＢＲ反射層３６はＡｌＧａＮのような窒化物層を用いて構成されることにより、ｐ型及びｎ型窒化物半導体層３４、３２と活性層３３と同一な成長工程を利用して連続的に形成することができるとの工程上の利点を提供する。例えば、メッシュ型ＤＢＲ反射層３５が、ＧａＮの第１窒化物層３５ａとＡｌＧａＮの第２窒化物層３５ｂとを備えて形成される場合に、発光構造のための単結晶成長工程が進んでいたＭＯＣＶＤチャンバー内においてトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、及びアンモニア（ＮＨ4）をソースガスで利用して、窒化物単結晶成長工程と類似な条件で製造されることができる。もちろん、先に説明したように、メッシュ型ＤＢＲ反射層３５は単結晶に限定されず、Ａｌ含量の高い特定の実施形態においては低温成長する非結晶層が好ましいので、単結晶成長温度より低い条件（５００〜７００℃）において成長されるよう調整されてもよい。
【００４７】
図５は、本発明の他実施形態によるフリップチップ用発光装置６０を示す横断面図である。図５に示すように、フリップチップ発光装置６０は、チップ基板６１とその上に搭載された窒化物発光素子５０とを備えている。窒化物半導体発光素子５０は、サファイア基板のような窒化物半導体成長用基板５１とその上面に順次に積層されたｎ型窒化物半導体層５２、活性層５３及びｐ型窒化物半導体層５４とを備える。
【００４８】
窒化物半導体発光素子５０は、導電性バンプ６４ａ、６４ｂを介して各電極６９ａ、６９ｂを各リードパターン６２ａ、６２ｂ上に融着させることにより、チップ基板６１上に搭載される。
【００４９】
さらに、窒化物半導体発光素子５０のｎ側電極５９ａは、メサエッチングによって露出されたｎ型窒化物半導体層５２の上面に形成され、窒化物半導体発光素子５０に用いられたｐ側電極構造は、図２と類似して、メッシュ型ＤＢＲ反射層５５、オーミックコンタクト層５６及びボンディング電極５９ｂを備える。しかし、オーミックコンタクト層５６の表面には、その側面まで囲繞するように金属バリア層５７がさらに形成されている。金属バリア層５７は、Ａｌのようなオーミックコンタクト層５６を構成する物質の移動を防止し、ｐ側ボンディング電極５９ｂとオーミックコンタクト層５６との界面におけるＡｕ成分のミキシングを防止するためのバリアとして作用する。
【００５０】
先に説明したように、本フリップチップ発光装置６０において、発光素子５０のサファイア基板５１は透光性なので、基板側方向が光放出方向となる。こうした構造において、メッシュ型ＤＢＲ反射層５５とオーミックコンタクト層５６は、その反対側において反射面として作用し、所望の方向へ放出される光を増加することができる。とりわけ、メッシュ型ＤＢＲ反射層５５は、９０％以上の高反射率を有するばかりでなく、高温において安定した反射率を維持でき、反射特性をより向上させることができる。さらに、メッシュ型ＤＢＲ反射層５５は、オーミックコンタクト層５６を介して提供される電流を分散させ、電流クラウディング問題を緩和することができる。
【００５１】
上述した実施形態及び添付の図は、好ましき実施形態の例示に過ぎず、本発明は添付の請求範囲により限定しようとする。さらに、本発明は、請求範囲に記載した本発明の技術的思想を外れない範囲内において、多様な形態の置換、変形及び変更が可能なことは、当技術分野において通常の知識を有する者にとって自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】従来のフリップチップ型窒化物発光素子を示す横断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による窒化物半導体発光素子を示す横断面図である。
【図３】図２における一部分の拡大図である。
【図４】本発明の一実施形態による窒化物半導体発光素子を示す上面図である。
【図５】本発明の他実施形態によるフリップチップ用窒化物発光素子を示す横断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０  窒化物半導体発光素子
１１  サファイア基板
１２，３２，５２  ｎ型窒化物半導体層
１３，３３，５３  活性層
１４，３４，５４  ｐ型窒化物半導体層
１６，３６，５６  オーミックコンタクト層
１７，５７  金属バリア層
１９ａ，１９ｂ  電極
２０，６０  フリップチップ発光装置
３０  フリップチップ用窒化物発光素子
２１，６１  チップ基板
２２ａ，２２ｂ，６２ａ，６２ｂ  リードパターン
２４ａ，２４ｂ，６４ａ，６４ｂ  導電性バンプ
３１，５１  窒化物半導体成長用基板
３５，５５  メッシュ型ＤＢＲ反射層
３５ａ  第１窒化物層
３５ｂ  第２窒化物層
３９ａ，５９ａ  ｎ側電極
３９ｂ，５９ｂ  ｐ側ボンディング電極
５０  窒化物発光素子
【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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