(57)【要約】【課題】従来よりも輝度の高い半導体発光素子を実現する。【解決手段】半導体発光素子は、基板と、基板の上層に形成された、ｎ型又はｐ側の第一半導体層、活性層、及び第一半導体層とは導電型の異なる第二半導体層を含む半導体層と、第一半導体層又は第二半導体層と電気的に接続された、活性層から射出される光と同波長の光を吸収する材料からなる光吸収電極と、基板の面のうちの半導体層とは反対側に位置する面、又は半導体層の面のうちの基板とは反対側に位置する面のいずれかの面で構成されている光取り出し面の上層であって、光吸収電極に対して基板の面に直交する方向に対向する位置に形成された、活性層から射出される光と同波長の光を反射する材料からなる反射層と、を備える。【選択図】        図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上層に形成された、ｎ型又はｐ側の第一半導体層、活性層、及び前記第一半導体層とは導電型の異なる第二半導体層を含む半導体層と、
前記第一半導体層と電気的に接続された、前記活性層から射出される光と同波長の光を吸収する材料からなる光吸収電極と、
前記基板の面のうちの前記半導体層とは反対側に位置する面、又は前記半導体層の面のうちの前記基板とは反対側に位置する面のいずれかの面で構成されている光取り出し面の上層であって、前記光吸収電極に対して前記基板の面に直交する方向に対向する位置に形成された、前記活性層から射出される光と同波長の光を反射する材料からなる反射層と、を備えたことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
前記反射層は、前記活性層から射出される光と同波長の光に対して４０％以上の反射率を有する材料で構成されてい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】
前記反射層の上層に形成され、前記活性層から射出される光を透過する材料からなる第一保護層を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記光取り出し面の上層に形成されている前記反射層は、前記光取り出し面に平行な方向に関して回転非対称の形状を有して配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記光取り出し面は、前記第一半導体層の面のうちの前記基板とは反対側に位置する面で構成され、
前記光吸収電極は、前記第一半導体層の上層に形成され、
前記第二半導体層の面のうち、前記活性層とは反対側の面に接触して形成された反射電極を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記光吸収電極は、前記第一半導体層の上層において、前記基板の面に平行な方向に複数延伸して形成されていることを特徴とする請求項５に記載の半導体発光素子。
【請求項７】
前記第一半導体層と前記光吸収電極との間に、前記活性層から射出される光を透過する材料からなる第二保護層を備えたことを特徴とする請求項５又は６に記載の半導体発光素子。
【請求項８】
前記光取り出し面は、前記基板の面のうちの前記半導体層とは反対側に位置する面で構成され、
前記半導体層は、前記基板の面に平行な方向に関し、前記第一半導体層、前記活性層、及び前記第二半導体層が積層されてなる第一領域と、前記活性層及び前記第二半導体層を有さずに前記第一半導体層が形成されてなる第二領域とを有し、
前記光吸収電極は、前記第二領域内において、前記第一半導体層と電気的に接続された第一電極で構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項９】
前記光取り出し面は、前記基板の面のうちの前記半導体層とは反対側に位置する面で構成され、
前記第二半導体層の面のうち、前記活性層とは反対側の面に接触して形成された反射電極と、
少なくとも前記第一半導体層及び前記活性層を貫通し、前記第二半導体層に達する凹部とを有し、
前記光吸収電極は、前記活性層、前記第一半導体層、及び前記反射電極との間の絶縁状態を保持した状態で前記凹部内に挿入されて前記第一半導体層に接触するように形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項１０】
前記光取り出し面は、前記第一半導体層の面のうちの前記基板とは反対側に位置する面で構成され、
前記第二半導体層の面のうち、前記活性層とは反対側の面に接触して形成された反射電極と、
少なくとも前記第一半導体層及び前記活性層を貫通し、前記第二半導体層に達する凹部とを有し、
前記光吸収電極は、前記活性層、前記第一半導体層、及び前記反射電極との間の絶縁状態を保持した状態で前記凹部内に挿入されて前記第一半導体層に接触するように形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項１１】
前記活性層は、主たる発光波長が４１０ｎｍ以下である窒化物半導体材料で構成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項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、半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、放電ランプに代えて、ＬＥＤ等の固体光源素子を用いた光照射装置の用途が拡大している。このような光照射装置は、例えば複数のＬＥＤ素子を用いて光源部が構成されている。
【０００３】
放電ランプは光源面積あたりの光度が高く、高い輝度が実現される。これに対し、ＬＥＤ等の固体光源素子は、放電ランプに比べると輝度が低く、更に面発光であるために輝度を上げるのが原理的に難しいという課題を有している。
【０００４】
例えば、下記特許文献１には、放電ランプを用いた場合に輝度を高める技術が開示されている。この放電ランプは、光源体の背面側に楕円反射鏡を設けており、楕円反射鏡の第一焦点に光源体を配置させ、第二焦点側に光を集光させる構成である。光源体の前方側には球面反射鏡が設けられており、光源体の前方に射出された光は、球面反射鏡を介して再び輝点に戻される。このような構成により、光源体からの全ての光が楕円反射鏡を介して第二焦点に集められ、これによって同一視角内に全ての射出光を集めることができ、高輝度化が実現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２５０２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１の方法は、光源がＬＥＤ素子などの固体光源素子である場合には、面発光をするために採用することができない。本発明は、従来よりも輝度の高い半導体発光素子を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る半導体発光素子は、
基板と、
前記基板の上層に形成された、ｎ型又はｐ側の第一半導体層、活性層、及び前記第一半導体層とは導電型の異なる第二半導体層を含む半導体層と、
前記第一半導体層と電気的に接続された、前記活性層から射出される光と同波長の光を吸収する材料からなる光吸収電極と、
前記基板の面のうちの前記半導体層とは反対側に位置する面、又は前記半導体層の面のうちの前記基板とは反対側に位置する面のいずれかの面で構成されている光取り出し面の上層であって、前記光吸収電極に対して前記基板の面に直交する方向に対向する位置に形成された、前記活性層から射出される光と同波長の光を反射する材料からなる反射層と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
半導体発光素子は、半導体層に電流を供給するための電極を必要とする。第一半導体層に電気的に接続される電極は、接触抵抗の低減、材料の安定性などの観点から材料が選択される。ただし、このような材料は、活性層から射出される光と同波長の光を吸収してしまうものが多い。一例として、このような電極はＡｕ、又はＡｕを含む合金が用いられる。このように、活性層から射出される光と同じ波長の光を吸収する電極を、本明細書では「光吸収電極」と呼ぶ。
【０００９】
光吸収電極を有する半導体発光素子においては、光取り出し面において、当該面に直交する方向に対向する位置に光吸収電極が形成されている領域が非発光領域となる。このため、従来の発光素子においては、光取り出し面全体を発光させることができない。
【００１０】
ところで、半導体発光素子は、所定のケースに収容されたり、射出された光を利用する対象となるアプリケーションに光を導くための種々の光学系と組み合わせられて利用される。このため、半導体発光素子が通常状態で利用される際、活性層から射出された光の一部が、これらのケースや光学系の表面で反射される。この反射光は、半導体発光素子の光取り出し面側へと導かれる戻り光を構成する。
【００１１】
上記構成の半導体発光素子は、光取り出し面の上層であって、光吸収電極に対して基板の面に直交する方向に対向する位置に、反射層が形成されている。このため、従来の発光素子では非発光領域を形成していた箇所に、上記戻り光の一部が入射されると、この反射層によって反射され、再び素子から射出される。つまり、従来の発光素子では非発光領域を形成していた箇所が発光領域を構成することになる。この結果、従来よりも輝度の高い発光素子が実現される。
【００１２】
ところで、半導体発光素子の分野においては、光取り出し面よりも活性層に近い位置、すなわち発光素子の内部領域において、反射電極を備えた構成が知られている。このような構成を採用した場合においても、上記戻り光が発生した場合に、当該反射電極によって反射させることで光を取り出し方向に導くことができるため、上記と同等の効果が得られるようにも思われる。しかし、かかる構成の場合には、光取り出し面側には依然として非発光領域が存在するため、発光面における輝度を向上させる効果は低い。また、反射電極の面で光を反射させるためには、上記戻り光を、光取り出し面から半導体層を介して反射電極まで導いた後、反射電極の表面で反射させてから、さきほどとは逆向きに同じ光路を経由して取り出す必要があり、この過程で光の吸収が起こり得る。
【００１３】
本発明の構成によれば、光取り出し面の上層に反射層が設けられているため、非発光領域を発光領域に変更させることが可能となり、また、戻り光が再び取り出されるまでに吸収される光量は上記の反射電極を備えた構成よりも低下する。この結果、従来よりも輝度の高い発光素子が実現される。
【００１４】
ここで、前記光取り出し面の上層に形成されている前記反射層は、前記光取り出し面に平行な方向に関して回転非対称の形状を有して配置されているものとしても構わない。このような構成によれば、光取り出し面のうち、光吸収電極に対して基板の面に直交する方向に対向しない位置における領域から射出された光の一部を、光吸収電極に対して基板の面に直交する方向に対向する位置、すなわち反射層が形成されている位置に戻しやすくなる。この結果、輝度を高める効果が向上する。
【００１５】
前記反射層は、前記活性層から射出される光と同波長の光に対して４０％以上の反射率を有する材料で構成されているのが好ましい。また、この反射率は、６０％以上であればより好ましく、９０％以上であれば更に好ましい。
【００１６】
例えば、活性層から射出される光の波長が４１０ｎｍ以下の紫外領域である場合には、反射層をＡｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｃｒ、Ｃｏのうちの少なくともいずれか一つを含む材料で構成することができる。反射層を構成する材料は、活性層から射出される光の波長帯に応じて適宜選択されることができる。
【００１７】
前記半導体発光素子は、前記反射層の上層に形成され、前記活性層から射出される光を透過する材料からなる第一保護層を備える構成とすることができる。
【００１８】
かかる構成とすることで、反射層の反射面が大気に暴露されることが防止されるため、反射層を構成する材料が酸化や硫化されにくくなり、経時的に反射率が低下することが抑制される。また、この構成によれば、反射層として安定性が比較的低い材料（Ａｇを含む合金など）を利用することも可能になり、材料選択の自由度が増す。
【００１９】
前記光取り出し面は、前記第一半導体層の面のうちの前記基板とは反対側に位置する面で構成され、
前記光吸収電極は、前記第一半導体層の上層に形成されるものとしても構わない。この場合において、前記半導体発光素子は、前記第二半導体層の面のうち、前記活性層とは反対側の面に接触して形成された反射電極を備える構成としても構わない。
【００２０】
これにより、いわゆる縦型構造の半導体発光素子において、従来と比較して輝度を高めることができる。
【００２１】
前記光吸収電極は、前記第一半導体層の上層において、前記基板の面に平行な方向に複数延伸して形成されているものとしても構わない。この場合において、前記光取り出し面の上層に形成されている前記反射層は、前記光取り出し面に平行な方向に関して回転非対称の形状を有して配置されるのが好ましい。
【００２２】
前記半導体発光素子は、前記第一半導体層と前記光吸収電極との間に、前記活性層から射出される光を透過する材料からなる第二保護層を備えることができる。
【００２３】
光吸収電極が安定性の低い材料で構成されている場合、当該電極材料が反射層に拡散（例えばマイグレーション）し、反射層の反射率を低下させるおそれがある。上記構成によれば、電極材料の反射層側への拡散が抑制されるため、反射層の反射率が経時的に低下するのを防止できる。
【００２４】
前記光取り出し面は、前記基板の面のうちの前記半導体層とは反対側に位置する面で構成され、
前記半導体層は、前記基板の面に平行な方向に関し、前記第一半導体層、前記活性層、及び前記第二半導体層が積層されてなる第一領域と、前記活性層及び前記第二半導体層を有さずに前記第一半導体層が形成されてなる第二領域とを有し、
前記光吸収電極は、前記第二領域内において、前記第一半導体層と電気的に接続された第一電極で構成されているものとしても構わない。
【００２５】
これにより、いわゆるフリップチップ構造の半導体発光素子において、従来と比較して輝度を高めることができる。
【００２６】
前記光取り出し面が、前記基板の面のうちの前記半導体層とは反対側に位置する面で構成されている場合において、
前記第二半導体層の面のうち、前記活性層とは反対側の面に接触して形成された反射電極と、
少なくとも前記第一半導体層及び前記活性層を貫通し、前記第二半導体層に達する凹部とを有し、
前記光吸収電極は、前記活性層、前記第一半導体層、及び前記反射電極との間の絶縁状態を保持した状態で前記凹部内に挿入されて前記第一半導体層に接触するように形成されているものとしても構わない。
【００２７】
また、前記光取り出し面は、前記第一半導体層の面のうちの前記基板とは反対側に位置する面で構成されるものとしても構わない。この場合において、
前記半導体発光素子は、
前記第二半導体層の面のうち、前記活性層とは反対側の面に接触して形成された反射電極と、
少なくとも前記第一半導体層及び前記活性層を貫通し、前記第二半導体層に達する凹部とを有し、
前記光吸収電極は、前記活性層、前記第一半導体層、及び前記反射電極との間の絶縁状態を保持した状態で前記凹部内に挿入されて前記第一半導体層に接触するように形成されているものとしても構わない。
【００２８】
これにより、いわゆるビア型構造の半導体発光素子において、従来と比較して輝度を高めることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、輝度を高めた半導体発光素子が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１Ａ】第一実施形態の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】第一実施形態の半導体発光素子を光取り出し面側から見たときの平面図である。
【図１Ｃ】第一実施形態の半導体発光素子を光取り出し面側から見たときの平面図である。
【図２】半導体発光素子を含む光源部の一例を模式的に示した図面である。
【図３Ａ】第一実施形態の半導体発光素子の製造方法における一工程を模式的に示す断面図である。
【図３Ｂ】第一実施形態の半導体発光素子の製造方法における一工程を模式的に示す断面図である。
【図３Ｃ】第一実施形態の半導体発光素子の製造方法における一工程を模式的に示す断面図である。
【図３Ｄ】第一実施形態の半導体発光素子の製造方法における一工程を模式的に示す断面図である。
【図３Ｅ】第一実施形態の半導体発光素子の製造方法における一工程を模式的に示す断面図である。
【図３Ｆ】第一実施形態の半導体発光素子の製造方法における一工程を模式的に示す断面図である。
【図３Ｇ】第一実施形態の半導体発光素子の製造方法における一工程を模式的に示す断面図である。
【図３Ｈ】第一実施形態の半導体発光素子の製造方法における一工程を模式的に示す断面図である。
【図４Ａ】第一実施形態の半導体発光素子の別の構成を模式的に示す断面図である。
【図４Ｂ】第一実施形態の半導体発光素子の別の構成を模式的に示す断面図である。
【図４Ｃ】第一実施形態の半導体発光素子の別の構成を模式的に示す断面図である。
【図４Ｄ】第一実施形態の半導体発光素子の別の構成を模式的に示す断面図である。
【図４Ｅ】第一実施形態の半導体発光素子の別の構成を模式的に示す断面図である。
【図４Ｆ】第一実施形態の半導体発光素子の別の構成を模式的に示す断面図である。
【図５】第一実施形態の半導体発光素子の別の構成を光取り出し面側から見たときの平面図である。
【図６】第二実施形態の半導体発光素子の構成を模式的に示す断面図である。
【図７Ａ】第二実施形態の半導体発光素子の製造方法における一工程を模式的に示す断面図である。
【図７Ｂ】第二実施形態の半導体発光素子の製造方法における一工程を模式的に示す断面図である。
【図８】第三実施形態の半導体発光素子の構成を模式的に示す図面である。
【図９Ａ】第三実施形態の半導体発光素子の製造方法における一工程を模式的に示す断面図である。
【図９Ｂ】第三実施形態の半導体発光素子の製造方法における一工程を模式的に示す断面図である。
【図１０】第三実施形態の半導体発光素子の別の構成を模式的に示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の半導体発光素子につき、図面を参照して説明する。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。以下で説明する製造条件や膜厚等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。
【００３２】
本明細書において、「ＡｌＧａＮ」という記述は、ＡｌmＧａ1-mＮ（０＜ｍ＜１）という記述と同義であり、ＡｌとＧａの組成比の記述を単に省略して記載したものであって、ＡｌとＧａの組成比が１：１である場合に限定する趣旨ではない。「ＩｎＧａＮ」等の記述についても同様である。
【００３３】
本明細書において、「ある層Ｘ１が別の層Ｘ２の上層に形成されている」とは、層Ｘ２が層Ｘ１に直接接触して形成されている場合はもちろん、層Ｘ２が別の層Ｘ３を介して層Ｘ１に接触して形成されている場合を含む意図である。更に、前記の記載は、素子を回転させることで、層Ｘ２が層Ｘ１の上方に位置する構成を含む意図である。
【００３４】
（第一実施形態）
半導体発光素子の第一実施形態につき、説明する。
【００３５】
［構造］
図１Ａは、本発明の半導体発光素子の第一実施形態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、基板３、基板３の上層に形成された半導体層５と、第一電極１５と、第二電極１３と、反射層３１とを備える。以下では、半導体発光素子１を単に「発光素子１」と適宜略記することがある。
【００３６】
図１Ｂは、半導体発光素子１を光取り出し面側から見たときの平面図である。ただし、説明の都合上、反射層３１の図示を省略している。図１Ａは、図１Ｂ内におけるＸ１−Ｘ１線で切断したときの断面図に対応する。以下では、光取り出し面をＸ−Ｙ平面とし、このＸ−Ｙ平面に直交する方向をＺ方向と規定する。
【００３７】
以下において、発光素子１の構造を詳細に説明する。
【００３８】
（基板３）
基板３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。
【００３９】
（半導体層５）
本実施形態では、半導体層５は、基板３に近い側からｐ型半導体層１１、活性層９、及びｎ型半導体層７が順に積層されて形成されている。本実施形態では、ｎ型半導体層７が「第一半導体層」に対応し、ｐ型半導体層１１が「第二半導体層」に対応する。
【００４０】
ｐ型半導体層１１は、例えばＭｇ、Ｂｅ、Ｚｎ、又はＣなどのｐ型不純物がドープされた窒化物半導体層で構成される。窒化物半導体層としては、例えばＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ等を利用することができる。
【００４１】
活性層９は、例えばＩｎＧａＮで構成される発光層及びｎ型ＡｌＧａＮで構成される障壁層が周期的に繰り返されてなる半導体層で構成される。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。活性層９は、少なくともエネルギーバンドギャップの異なる２種類の材料からなる層が積層されて構成されていればよい。活性層９の構成材料は、生成したい光の波長に応じて適宜選択される。本実施形態の発光素子１は、活性層９における主たる発光波長を４１０ｎｍ以下とすることができる。例えば、主たる発光波長が３６５ｎｍの場合、活性層９は、Ｉｎ0.05Ｇａ0.95ＮとＡｌ0.09Ｇａ0.91Ｎとが繰り返し積層されて構成される。
【００４２】
ｎ型半導体層７は、例えばＳｉ、Ｇｅ、Ｓ、Ｓｅ、Ｓｎ、又はＴｅなどのｎ型不純物がドープされた窒化物半導体層で構成される。この窒化物半導体層としては、例えばＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ等を利用することができる。なお、ｎ型半導体層７のｎ型不純物濃度は、例えば３×１０19／ｃｍ3程度に設定される。ｎ型半導体層７のｎ型不純物濃度は、１×１０18／ｃｍ3以上であるのが好ましく、１×１０19／ｃｍ3以上であるのがより好ましく、３×１０19／ｃｍ3以上であるのが更により好ましい。
【００４３】
なお、ｎ型半導体層７は、ｐ型半導体層１１と異なる組成の材料で構成されているものとしても構わない。本実施形態の発光素子１は、ｎ型半導体層７が光取り出し面２８ａを構成する。
【００４４】
（第一電極１５）
第一電極１５は、半導体層５の面のうち、基板３に対して遠い側の面に接触して形成されている。より詳細には、第一電極１５は、ｎ型半導体層７の面に接触して形成されている。
【００４５】
本実施形態では、第一電極１５はｎ側の電極を構成する。第一電極１５は、例えば、Ｎｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ｔｉ／Ａｕの多層構造の他、Ｃｒ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ｃｒ／Ａｕ／Ｃｒ／Ｐｔ／Ａｕ等で構成することができる。第一電極１５としては、ｎ型半導体層７との間でオーミックコンタクトが形成でき、接触抵抗が低い材料が好ましく、これに加えて、化学的に安定的な材料であるのがより好ましい。このような材料として、上記のように、Ａｕを含む合金が好適である。
【００４６】
ただし、このような金属材料は、活性層９から例えば４１０ｎｍ以下の波長の光が射出される場合、この波長帯の光に対する反射率が極めて低く、入射された光の大半を吸収してしまう。つまり、第一電極１５は「光吸収電極」を構成する。
【００４７】
ところで、本実施形態においては、図１Ｂに示すように、第一電極１５は、Ｚ方向（基板３の面に直交する方向）に見たときに枠形状を示す。より詳細には、第一電極１５の外縁部は、半導体層５の外縁部に沿って枠形状を有して構成されている。なお、図１Ａに示す発光素子１は、枠形状を示す第一電極１５の外縁部の内側の２箇所で、外縁部からＸ方向に離間した位置に、Ｙ方向に延伸した２本の第一電極１５を有している。しかし、枠形状を示す領域の内側において、第一電極１５の延伸する本数は２本に限られるものではなく、１本でもよいし、３本以上であっても構わない。図１Ｂに示した第一電極１５の形状はあくまで一例であり、設計に応じて任意に変更可能である。
【００４８】
第一電極１５は、一部の箇所において、電流供給線１４が連結される電流供給部１５ａを含んで構成される。電流供給部１５ａは、第一電極１５の他の領域と比較して幅広の領域を示す。電流供給線１４は、例えばＡｕ、Ｃｕなどで構成されている。電流供給線１４は、電流供給部１５ａが連結されている端部とは反対側の端部は、例えばパッケージ基板の給電パターンなどに接続されている。
【００４９】
（第二電極１３）
第二電極１３は、ｐ型半導体層１１に接触して形成されており、ｐ型半導体層１１との間でオーミック接触が形成されている。本実施形態では、第二電極１３はｐ側電極を構成する。第一電極１５と第二電極１３との間に電圧が印加されることで、活性層９内を電流が流れ、活性層９が発光する。
【００５０】
第二電極１３は、活性層９から放射される光に対して高い反射率（例えば８０％以上であり、より好ましくは９０％以上）を示す導電性の材料で構成されるのが好ましい。より具体的には、第二電極１３は、例えばＡｇ、Ａｌ、又はＲｈを含む材料で構成される。図１Ａに示す発光素子１は、活性層９から放射された光をｎ型半導体層７側に取り出すことが想定されている。第二電極１３が高い反射率を示す材料で構成されることで、活性層９から基板３側に向けて放射された光がｎ型半導体層７に向けて反射されるため、光取り出し効率が高められる。このとき、第二電極１３は「反射電極」を構成する。
【００５１】
なお、第一電極１５は、第二電極１３と違って、活性層９から放射される光（と同波長の光）に対して高い反射率を示す導電性材料を選択するのが難しい。これは、ｐ型半導体層１１との間でオーミック接触が実現できる材料と比べて、ｎ型半導体層７との間でオーミック接触が実現できる材料の選択の幅が狭いためである。
【００５２】
（導電層２０）
導電層２０は、基板３の上層に形成されている。本実施形態では、導電層２０は、保護層２３、接合層２１、接合層１９、及び保護層１７の多層構造で構成されている。
【００５３】
接合層１９及び接合層２１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、これらの接合層１９と接合層２１は、基板３上に形成された接合層２１と、別の基板（後述する成長基板２５）上に形成された接合層１９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。これらの接合層１９及び接合層２１は、単一の層として一体化されているものとしても構わない。
【００５４】
保護層１７は、例えばＮｉ／Ｔｉ／Ｐｔ、ＴｉＷ／Ｐｔ等の多層構造で構成されており、接合層（１９，２１）を構成する材料が第二電極１３側に拡散して、第二電極１３の反射率が低下することを抑制する目的で設けられている。ただし、発光素子１が保護層１７を備えるか否かは任意である。
【００５５】
保護層２３は、例えば保護層１７と同一の材料で構成され、接合層（１９，２１）を構成する材料が基板３側に拡散するのを抑制する目的で設けられている。ただし、発光素子１が保護層２３を備えるか否かは任意である。
【００５６】
（電流遮断層２４）
本実施形態の発光素子１は、Ｚ方向に関して第一電極１５と対向する位置であって、第二電極１３に接触するように形成された、電流遮断層２４を備える。電流遮断層２４は、例えばＳｉＯ2、ＳｉＮ、Ｚｒ2Ｏ3、ＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3などで構成される。電流遮断層２４は、活性層９を流れる電流を、ＸＹ平面に平行な方向に拡げる役割を果たしている。ただし、発光素子１が電流遮断層２４を備えるか否かは任意である。
【００５７】
（反射層３１）
本実施形態の発光素子１は、第一電極１５の上層に反射層３１を備える。この反射層３１は、活性層９から射出される光と同波長の光に対して高い反射率を示す材料で構成される。一例として、活性層９から例えば４１０ｎｍ以下の波長の光が射出される場合、反射層３１は、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｃｒ，Ｃｏのうちの少なくともいずれか一つを含む材料で構成でき、特にＡｌ又はＡｇを含む材料で構成するのが好ましい。
【００５８】
発光素子１が反射層３１を備えていない場合、すなわち、図１Ｂの平面図に示されるような構造を有する場合、光吸収電極を構成する第一電極１５が形成されている領域は、非発光領域を構成する。しかし、上述したように、第一電極１５の上層に反射層３１が形成されている。図１Ｃは、発光素子１の構成を光取り出し面から見たときの平面図を、反射層３１を含めて模式的に示したものである。このような構成によれば、発光素子１の光取り出し面２８ａから射出された光のうちの一部の戻り光が反射層３１に入射され、反射層３１で再反射されて取り出し方向に導かれる。
【００５９】
図２は、発光素子１を含む光源部の一例を模式的に示した図面である。光源部４０は、発光素子１の光取り出し面に直交する方向を軸として、当該軸を取り囲むようにミラー部４１を有している。発光素子１から射出された光は、発光部４０の光射出面４２から射出される。
【００６０】
ここで、発光素子１の光取り出し面２８ａから射出された光Ｌ１の一部がミラー部４１で反射され、その反射光Ｌ１’の一部が領域２８ｂに入射される。この領域２８ｂには反射層３１が形成されているため、反射層１５で反射されて光射出面４２に導かれる。反射層３１が形成されていない場合、領域２８ｂは非発光領域を構成していたが、本実施形態の発光素子１によれば、領域２８ｂも発光領域を構成するため、従来よりも輝度が高められる。
【００６１】
なお、図２の光源部４０はミラー部４１を備える構成としているが、必ずしもミラー部４１を備えていなくても構わない。すなわち、発光素子１を含む光源装置は、発光素子１から射出された光を利用するために、種々の光学系を備えるのが通常である。このような光学系に入射される際、一部の光が不可避的に反射される。この反射光の一部の光が領域２８ｂに向けて戻り光として導かれると、領域２８ｂに形成されている反射層３１によって反射される。よって、領域２８ｂを発光領域とすることができ、高輝度の発光素子が実現される。
【００６２】
［製造方法］
以下、半導体発光素子１の製造方法の一例につき、図３Ａ〜図３Ｈ及び図１Ａを参照して説明する。
【００６３】
（ステップＳ１）
まず、図３Ａに示すように、成長基板２５を準備する。成長基板２５としては、一例としてＣ面を有するサファイア基板を用いることができる。
【００６４】
準備工程として、成長基板２５のクリーニングを行う。このクリーニングは、より具体的な一例としては、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition：有機金属化学気相蒸着）装置の処理炉内に成長基板２５を配置し、処理炉内に所定の流量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。
【００６５】
（ステップＳ２）
図３Ｂに示すように、成長基板２５の上層に、下地層２７、ｎ型半導体層７、活性層９、及びｐ型半導体層１１を順に形成する。このステップＳ２は、例えば以下の手順で行われる。
【００６６】
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、成長基板２５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。
【００６７】
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よりなるバッファ層を形成する。これらのバッファ層により下地層２７が形成される。
【００６８】
次に、下地層２７の上層にｎ型半導体層７を形成する。ｎ型半導体層７の具体的な形成方法は、例えば以下の通りである。
【００６９】
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ｎ型不純物をドープするための流量が０．０１３μｍｏｌ／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、厚みが２μｍ、ｎ型不純物濃度が３×１０19／ｃｍ3のｎ型半導体層７が第三半導体層２８の上層に形成される。なお、ｎ型半導体層７をＧａＮ又はＡｌＧａＮで構成する場合、Ａｌの組成比は、０％以上１５％以下であるのが好ましく、２％以上１１％以下であるのがより好ましく、５％以上９％以下であるのが更により好ましい。
【００７０】
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型ＡｌＧａＮ層の上層に、厚みが５ｎｍ程度のｎ型ＧａＮよりなる保護層を有してなるｎ型半導体層７を実現してもよい。
【００７１】
上記の説明では、ｎ型半導体層７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。
【００７２】
次に、ｎ型半導体層７の上層に活性層９を形成する。活性層９の具体的な形成方法は、例えば以下の通りである。
【００７３】
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よりなる発光層、及び厚みが７ｎｍのｎ型ＡｌＧａＮよりなる障壁層が１５周期積層されてなる活性層９が、ｎ型半導体層７の上層に形成される。
【００７４】
なお、活性層９から放射される光の波長を４１０ｎｍ以下とする場合には、発光層を構成するＩｎＧａＮのＩｎ組成比を１０％以下とするのが好ましい。この場合、障壁層を構成するＧａＮ又はＡｌＧａＮのＡｌ組成比を、０％以上１５％以下とするのが好ましく、２％以上１３％以下とするのがより好ましく、５％以上１０％以下とするのが更により好ましい。
【００７５】
次に、活性層９の上層にｐ型半導体層１１を形成する。ｐ型半導体層１１の具体的な形成方法は、例えば以下の通りである。
【００７６】
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、活性層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１１が形成される。なお、これらの正孔供給層のｐ型不純物濃度は、例えば３×１０19／ｃｍ3／ｃｍ3程度に設定される。
【００７７】
なお、この工程の後、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型ＧａＮ層を有してなるｐ型半導体層１１を実現してもよい。
【００７８】
上記の説明では、ｐ型半導体層１１に含まれるｐ型不純物をＭｇとする場合について説明したが、ｐ型不純物としては、Ｍｇ以外に、Ｂｅ、Ｚｎ、又はＣ等を用いることもできる。
【００７９】
（ステップＳ３）
ステップＳ２で得られたウェハに対して活性化処理を行う。具体的な一例としては、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。
【００８０】
（ステップＳ４）
図３Ｃに示すように、ｐ型半導体層１１の所定の領域の上面に電流遮断層２４を形成する。電流遮断層２４は、例えば、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、Ｚｒ2Ｏ3、ＡｌＮ、又はＡｌ2Ｏ3等をスパッタリング法等によって成膜することで形成される。なお、本ステップＳ４において、電流遮断層２４は、後のステップＳ１２で第一電極１５を形成する予定の領域に対して、Ｚ方向に対向する位置に形成される。
【００８１】
（ステップＳ５）
次に、図３Ｃに示すように、ｐ型半導体層１１の所定の領域の上面に第二電極１３を形成する。ここでは、第二電極１３を電流遮断層２４の上面にも形成しているが、第二電極１３の形状は任意に選択される。第二電極１３は、例えば、スパッタリング装置にてＮｉ／Ａｇを成膜した後、ＲＴＡ装置を用いてドライエア雰囲気中でコンタクトアニールを行うことで形成される。ここでは、一例として、第二電極１３の材料としてＮｉとＡｇの合金を挙げたが、Ａｌ、Ｒｈ、ＡｇとＰｄとＣｕの合金等を用いることもできる。上述したように、第二電極１３の材料としては、活性層９から放射される光に対する反射率の高い材料を用いるのが好ましい。
【００８２】
（ステップＳ６）
次に、図３Ｃに示すように、第二電極１３の上面に保護層１７を形成し、保護層１７の上面に接合層１９を形成する。
【００８３】
保護層１７は、例えば、電子線蒸着装置（ＥＢ装置）を用いて、膜厚８０ｎｍのＮｉ、膜厚１００ｎｍのＴｉ、及び膜厚２００ｎｍのＰｔを成膜することで形成される。なお、保護層１７の材料としては、Ｎｉ／Ｔｉ／Ｐｔ以外にも、ＴｉＷ／Ｐｔ等を用いることができる。
【００８４】
その後、保護層１７の上面に、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、接合層１９が形成される。なお、接合層１９としては、Ａｕ−Ｓｎハンダの他、Ａｕ−Ｉｎ、Ａｕ−Ｃｕ−Ｓｎ、Ｃｕ−Ｓｎ、Ｐｄ−Ｓｎ、Ｓｎ等を利用することができる。
【００８５】
（ステップＳ７）
図３Ｄに示すように、成長基板２５とは別に準備された基板３の上面に、保護層２３及び接合層２１を形成する。基板３としては、上述したようにＣｕＷ、Ｗ、Ｍｏ等の導電性基板、又はＳｉ等の半導体基板を利用することができる。保護層２３は、保護層１７と同様に形成することができ、接合層２１は、接合層１９と同様に形成することができる。保護層２３を設けるか否かは任意である。
【００８６】
（ステップＳ８）
図３Ｅに示すように、成長基板２５の上層に形成された接合層１９と、基板３の上層に形成された接合層２１を貼り合わせることで、成長基板２５と基板３の貼り合わせを行う。具体的な一例としては、２８０℃の温度、０．２ＭＰａの圧力下で、貼り合わせ処理が行われる。
【００８７】
この工程により、接合層１９及び接合層２１が溶融して接合されることで、基板３と成長基板２５が表裏面に貼り合わされた構造が形成される。つまり、接合層１９と接合層２１は、本ステップ以後においては一体化されているものとして構わない。そして、本ステップＳ８の実行前の段階で保護層２３及び保護層１７が形成されていることで、接合層（１９，２１）の構成材料の拡散が抑制されている。
【００８８】
（ステップＳ９）
図３Ｆに示すように、成長基板２５を剥離する。より具体的には、成長基板２５側からレーザ光を照射する。ここで、照射するレーザ光を、成長基板２５の構成材料（本実施形態ではサファイア）を透過し、下地層２７の構成材料（本実施形態ではＧａＮ）によって吸収されるような波長の光とする。これにより、下地層２７でレーザ光が吸収されるため、成長基板２５と下地層２７の界面が高温化してＧａＮが分解され、成長基板２５が剥離される。
【００８９】
（ステップＳ１０）
ウェハ上に残存している金属Ｇａを塩酸等を用いて除去した後、ＧａＮ（下地層２７）を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７を露出させる（図３Ｇ参照）。
【００９０】
（ステップＳ１１）
図３Ｈ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、素子分離領域に形成された電流遮断層２４の上面が露出するまで半導体層５をエッチングする。このとき、電流遮断層２４がエッチングストッパー層として機能する。なお、図３Ｈでは、半導体層５の側面が鉛直方向に対して傾斜を有するように図示しているが、これは一例であって、このような形状に限定する趣旨ではない。
【００９１】
（ステップＳ１２）
図１Ａに示すように、ｎ型半導体層７の上面のうち、電流遮断層２４に対してＺ方向に対向する位置に第一電極１５を形成する。具体的には、ｎ型半導体層７の面のうち、第一電極１５を形成する対象外の領域をレジストなどでマスクした状態で、例えば、電子線蒸着装置によって例えばＮｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ｔｉ／Ａｕからなる導電性材料を膜厚３μｍ程度蒸着させる。その後、マスクを剥離する。
【００９２】
（ステップＳ１３）
図１Ａに示すように、第一電極１５の上面に反射層３１を形成する。具体的には、レジスト等で電流供給部１５ａ及び光取り出し面２８ａを構成するｎ型半導体層７の上面をマスクした状態で、第一電極１５の上面に、例えばＡｌを膜厚１０ｎｍ〜１μｍ程度蒸着させる。その後、マスクを剥離する。
【００９３】
なお、反射層３１は、スパッタ法によって材料層を塗布しても構わない。この方法によれば、マスクを使うことなく反射層３１が形成される。この方法によれば、噴霧する対象となる材料の粒子径を調整することで、拡散反射面を有する反射層３１が形成されるため、反射率を更に高めることができる。
【００９４】
（後の工程）
ウェハをチップ単位に分割する。具体的な一例としては、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する。
【００９５】
その後、基板３の裏面を例えばＡｇペーストにてパッケージと接合し、電流供給部１５ａに対して電流供給線１４を連結させる。例えば、電流供給部１５ａに、ＡｕからなるΦ１００μｍの電流供給線１４を、５０ｇの荷重で連結させることで、ワイヤボンディングを行う。これにより、発光素子１が形成される。
【００９６】
［別構成］
以下、本実施形態の発光素子１の別構成例について説明する。
【００９７】
〈１〉  反射層３１の上層に保護層３２を設けても構わない（図４Ａ参照）。図４Ａは、第一電極１５の近傍を拡大した図面である。この保護層３２は、活性層９から射出された光と同波長の光を透過する性質を有する材料で構成され、例えば、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、Ｚｒ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＨｆＯ2、Ｈｆ2Ｏ3、ＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3などで構成される。この保護層３２は、「第一保護層」に対応する。この構成によれば、反射層３１の上面が保護されるため、反射層３１を構成する材料が酸化や硫化されにくくなり、経時的に反射率が低下することが抑制される。
【００９８】
なお、図４Ｂに示すように、保護層３２の表面に微細な凹凸を形成しても構わない。このような構成とすることで、反射層３１の表面で反射された戻り光Ｌ１’の取り出し効率が高められる。
【００９９】
更に、図４Ｃに示すように、保護層３２を、反射層３１の上面及び側面を覆うように形成しても構わない。このように構成されることで、反射層３１の反射率の経時的な低下を防止する効果が更に高められる。なお、図４Ｃでは、保護層３２が第一電極１５の外側面も覆うように構成されているが、反射層３１の上面及び外側面のみを覆うように構成しても構わない。
【０１００】
〈２〉  反射層３１と第一電極１５の間に保護層３４を設けても構わない（図４Ｄ参照）。この保護層３４は、保護層３２とは異なり、必ずしも活性層９から射出された光と同波長の光を透過する性質を有さなくても構わない。保護層３４としては、例えば、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、Ｚｒ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＨｆＯ2、Ｈｆ2Ｏ3、ＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3などで構成される。この保護層３４は、「第二保護層」に対応する。
【０１０１】
第一電極１５が安定性の低い材料で構成されている場合、第一電極１５の電極材料が反射層に拡散し、反射層３１の反射率を低下させるおそれがある。上記構成によれば、第一電極１５の材料が反射層３１側へに拡散されにくくなり、反射層３１の反射率が経時的に低下するのを防止できる。
【０１０２】
なお、別構成例〈１〉と組み合わせる構成を採用しても構わない（例えば、図４Ｅ、図４Ｆ参照）。
【０１０３】
〈３〉  図５に示すように、発光素子１に形成されている反射層３１を、光取り出し面に直交する方向（Ｚ方向）から見て回転非対称に配置するものとしても構わない。光取り出し面２８ａが、Ｚ方向から見て回転対称の位置に配置されている場合、光取り出し面２８ａから射出された後に所定の箇所で反射された戻り光Ｌ１’のうち、再び光取り出し面２８ａに戻される割合が高まってしまう。図５に示すように、光取り出し面２８ａをＺ方向から見て回転非対称に配置し、すなわち、反射層３１をＺ方向から見て回転非対称に配置することで、戻り光Ｌ１’のうち反射層３１に戻される光量を高めることができる。これにより、更に発光素子１の輝度が高められる。
【０１０４】
実施例によれば、反射層３１をＺ方向から見て完全に回転対称に配置した場合に比べて、反射層３１を所定の形状に配置することでＺ方向から見て回転非対称にした場合は、発光素子１からの光量が３％向上したことが確認された。
【０１０５】
〈４〉  ｎ型半導体層７の上面に凹凸加工を施しても構わない。これにより、光取り出し効率を更に向上させることができる。一例として、ステップＳ１１以後において、ｎ型半導体層７をＫＯＨ等の所定のアルカリ溶液に浸漬させてウェットエッチングすることで、凹凸加工を施すことができる。
【０１０６】
〈５〉  上記構成において、半導体層５を構成する層のうち、基板３に近い側をｐ型半導体層１１とし、基板３から遠い側をｎ型半導体層７として説明したが、これらの導電型を反転させても構わない。
【０１０７】
（第二実施形態）
半導体発光素子の第二実施形態につき、説明する。なお、第一実施形態と同じ構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【０１０８】
［構造］
図６は、本発明の半導体発光素子の第二実施形態の構成を模式的に示す断面図である。発光素子１は、基板２５、基板２５の上層に形成された半導体層５と、第一電極１５と、第二電極１３と、反射層３１とを備える。図５に示す発光素子１は、いわゆる「フリップチップ」型の構造を有しており、基板２５の面のうちの半導体層５とは反対側に位置する面に光取り出し面２８ａが形成されている。
【０１０９】
本実施形態の発光素子１は、半導体層５が、ｎ型半導体層７と活性層９とｐ型半導体層１１とが積層されてなる領域（「第一領域」に対応）と、活性層９及びｐ型半導体層１１を有さずにｎ型半導体層７を有してなる領域（「第二領域」に対応）とを有する。第一電極１５は、第二領域内に位置するｎ型半導体層７に接触して形成されている。第一電極１５は、例えばＡｕを含む金属材料で構成されており、第一実施形態と同様に「光吸収電極」を構成する。第二電極１３は、第一領域内に位置するｐ型半導体層１１に接触して形成されており、活性層９から射出される光に対して高い反射率を示す材料で構成されるのが好ましい。
【０１１０】
第一電極１５は、パッド電極５２を介してボンディング電極５４と連絡されている。第二電極１３は、パッド電極５１を介してボンディング電極５３と連絡されている。これらのボンディング電極（５３，５４）は実装基板５５と電気的に接続されている。
【０１１１】
本実施形態の発光素子１は、光取り出し面側において、第一電極１５に対して、基板２５に直交する方向に対向する領域２８ｂに、反射層３１が形成されている。もし反射層３１が存在しない場合には、当該領域２８ｂは非発光領域を構成する。しかし、本実施形態の発光素子１においても、光取り出し面２８ａから射出された光のうちの一部の戻り光が反射層３１で再反射されて取り出し方向に導かれるため、領域２８ｂを発光領域とすることができる。これにより、従来よりも輝度が高められる。
【０１１２】
［製造方法］
以下、本実施形態の発光素子１の製造方法の一例につき、図７Ａ〜図７Ｂ及び図６を参照して説明する。
【０１１３】
第一実施形態と同様に、ステップＳ１〜Ｓ３を実行する。
【０１１４】
（ステップＳ２１）
図７Ａに示すように、一部の領域内に形成されているｐ型半導体層１１及び活性層９を、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７を露出させる。
【０１１５】
（ステップＳ２２）
図７Ｂに示すように、露出されたｎ型半導体層７の上面に第一電極１５を形成し、ｐ型半導体層１１の上面に第二電極１３を形成する。第一電極１５は、例えばステップＳ１２と同様の方法で形成することができる。第二電極１３は、例えばステップＳ５と同様の方法で形成することができる。
【０１１６】
（ステップＳ２３）
基板２５の、半導体層５とは反対側に位置する面のうち、上述した所定の領域２８ｂに反射層３１を形成する。反射層３１は、例えばステップＳ１３と同様の方法で形成することができる。
【０１１７】
（後の工程）
第一電極１５の上面にパッド電極５２を、第二電極１３の上面にパッド電極５１をそれぞれ形成する。その後、ボンディング電極５４によってパッド電極５２と実装基板５５を接続し、ボンディング電極５３によってパッド電極５１と実装基板５５を接続する。これにより、図６に示す発光素子１が形成される。
【０１１８】
［別構成］
上記構成において、半導体層５を構成する層のうち、基板２５に近い側をｎ型半導体層７とし、基板２５から遠い側をｐ型半導体層１１として説明したが、これらの導電型を反転させても構わない。また、本実施形態においても、図４Ａ〜図４Ｄを参照して説明したように、反射層３１の表面を覆うように保護層３２（第一保護層）を有する構成としても構わない。
【０１１９】
（第三実施形態）
半導体発光素子の第三実施形態につき、説明する。なお、第一実施形態と同じ構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【０１２０】
［構造］
図８は、本発明の半導体発光素子の第三実施形態の構成を模式的に示す図面である。図８において、（ａ）が平面図に対応し、（ｂ）が断面図に対応する。発光素子１は、基板２５、基板２５の上層に形成された半導体層５と、第一電極１５と、第二電極１３と、反射層３１とを備える。図８に示す発光素子１は、いわゆる「ビア」型の構造を有しており、基板２５の面のうちの半導体層５とは反対側に位置する面に光取り出し面２８ａが形成されている。
【０１２１】
本実施形態の発光素子１は、半導体層５が、ｎ型半導体層７と活性層９とｐ型半導体層１１とが積層されてなる領域（「第一領域」に対応）と、活性層９及びｐ型半導体層１１を有さずにｎ型半導体層７を有してなる領域（「第二領域」に対応）とを有する。そして、この第二領域は、第一領域に取り囲まれるように構成されている。より詳細には、半導体層５が、ｐ型半導体層１１と活性層９とを貫通し、ｎ型半導体層７に達する凹部を有している。そして、この凹部内に第一電極１５が挿入されるように配置されている。第一電極１５は、第一実施形態と同様に、Ａｕ等を含む金属材料で構成されており、「光吸収電極」を構成する。発光素子１は絶縁層５８を有しており、第一電極１５と、ｐ型半導体層１１、活性層９、及び第二電極１３との絶縁性が確保されている。
【０１２２】
本実施形態の発光素子１は、ｐ型半導体層１１の上面に接触して配置された第二電極１３を有する。この第二電極１３は、第一実施形態と同様に、活性層９から射出される光に対して高い反射率を示す材料で構成されるのが好ましく、この場合に、第二電極１３が「反射電極」を構成する。
【０１２３】
本実施形態の発光素子１は、光取り出し面側において、第一電極１５に対して、基板２５に直交する方向に対向する領域２８ｂに、反射層３１が形成されている。第一実施形態において上述したように、もし反射層３１が存在しない場合には、当該領域２８ｂは非発光領域を構成する。しかし、本実施形態の発光素子１においても、光取り出し面２８ａから射出された光のうちの一部の戻り光が反射層３１で再反射されて取り出し方向に導かれるため、領域２８ｂを発光領域とすることができる。これにより、従来よりも輝度が高められる。
【０１２４】
［製造方法］
以下、本実施形態の発光素子１の製造方法の一例につき、図９Ａ〜図９Ｂ及び図８を参照して説明する。
【０１２５】
第一実施形態と同様に、ステップＳ１〜Ｓ３を実行する。
【０１２６】
（ステップＳ３１）
図９Ａに示すように、ｐ型半導体層１１の上面の所定の箇所に第二電極１３を形成する。具体的には、ｐ型半導体層１１の上面のうち、一以上の島状領域以外の領域に対して選択的に第二電極１３を形成する。このステップＳ３１を経たウェハは、ｐ型半導体層１１が島状に露出した領域と、第二電極１３が露出した領域を上面に有する。第二電極１３は、例えばステップＳ５と同様の方法で形成することができる。
【０１２７】
（ステップＳ３２）
図９Ｂに示すように、ステップＳ３１を経て露出しているｐ型半導体層１１の面に対してエッチングを行ってｎ型半導体層７の上面を露出させる。これにより、ｐ型半導体層１１及び活性層９を貫通し、ｎ型半導体層７に達する凹部が形成される。その後、この凹部の内側面を覆うように絶縁層５８を形成する。絶縁層５８としてはＳｉＯ2、ＳｉＮ、Ｚｒ2Ｏ3、ＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3等を用いることができる。
【０１２８】
（ステップＳ３３）
凹部内を充填するように、導電性材料を成膜して第一電極１５を形成する。第一電極１５は、例えばステップＳ１２と同様の方法で形成することができる。
【０１２９】
（ステップＳ３４）
基板２５の、半導体層５とは反対側に位置する面のうち、第一電極１５に対して基板２５に直交する方向に対向する領域に反射層３１を形成する。反射層３１は、例えばステップＳ１３と同様の方法で形成することができる。
【０１３０】
（後の工程）
露出している第一電極１５，第二電極１３の上面に保護層５６、接合層５７を形成し、接合層５７を介して実装基板５５を接合する（図８参照）。具体的な一例としては、電子線蒸着装置（ＥＢ装置）にて、ＴｉとＰｔを３周期成膜することで保護層５６を形成し、その後、保護層５６の上面（Ｐｔ表面）に、Ｔｉ及びＡｕ−Ｓｎハンダを蒸着させることで接合層５７を形成する。そして、この接合層５７を介して、各電極（１３，１５）に対して電圧を印加するための実装基板５５を貼り合わせる。実装基板５５としては、ＣｕＷ、Ｗ、Ｍｏ等の導電性基板、Ｓｉ等の半導体基板、又はＡｌＮ等の絶縁性基板に配線パターンを設けたものを利用することができる。
【０１３１】
［別構成］
以下、本実施形態の発光素子１の別構成例について説明する。
【０１３２】
〈１〉  図１０に示すように、基板２５を剥離する構成を採用することも可能である。この場合、ｎ型半導体層７が光取り出し面を構成し、反射層３１は、ｎ型半導体層の面のうち、第一電極１５に対して光取り出し面に直交する方向に対応する位置に配置される。この構成によっても、光取り出し面２８ａから射出された光のうちの一部の戻り光が反射層３１で再反射されて取り出し方向に導かれるため、領域２８ｂを発光領域とすることができる。これにより、従来よりも輝度が高められる。
【０１３３】
図１０に示す発光素子１を製造するに際しては、例えば、以下の方法で製造することができる。ステップＳ３３を実行後、上述した方法で、保護層５６、接合層５７を介して実装基板５５を接合する。その後、例えばステップＳ９〜Ｓ１０と同様の方法で、成長基板２５及び下地層２７を除去する。そして、露出されたｎ型半導体層７の面のうち、第一電極１５に対して光取り出し面に直交する方向に対向する位置に反射層３１を形成する。
【０１３４】
〈２〉  上記構成において、半導体層５を構成する層のうち、実装基板５５に近い側をｐ型半導体層１１とし、実装基板５５から遠い側をｎ型半導体層７として説明したが、これらの導電型を反転させても構わない。また、本実施形態においても、図４Ａ〜図４Ｄを参照して説明したように、反射層３１の表面を覆うように保護層３２（第一保護層）を有する構成としても構わない。
【符号の説明】
【０１３５】
１      ：    半導体発光素子
３      ：    基板
５      ：    半導体層
７      ：    ｎ型半導体層
９      ：    活性層
１１      ：    ｐ型半導体層
１３      ：    第二電極
１４      ：    電流供給線
１５      ：    第一電極
１５ａ    ：    電流供給部
１７      ：    保護層
１９      ：    接合層
２０      ：    導電層
２１      ：    接合層
２３      ：    保護層
２４      ：    電流遮断層
２５      ：    成長基板
２７      ：    下地層
２８ａ    ：    光取り出し面
２８ｂ    ：    領域
３１      ：    反射層
３２      ：    保護層（第一保護層）
３４      ：    保護層（第二保護層）
４０      ：    光源部
４１      ：    ミラー部
４２      ：    光射出面
５１，５２      ：    パッド電極
５３，５４      ：    ボンディング電極
５５      ：    実装基板
５６      ：    保護層
５７      ：    接合層
５８      ：    絶縁層
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
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【図３Ｈ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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