(57)【要約】【課題】発光面積を維持しつつ、順方向電圧の上昇を抑制できる発光素子を提供する。【解決手段】本発明に係る発光素子１は、第１導電型の半導体層と、発光層２５と、第１導電型とは異なる第２導電型の半導体層とを含む窒化物化合物半導体からなる半導体積層構造と、第２導電型の半導体層にオーミック接触するｐコンタクト電極３０と、ｐコンタクト電極３０にオーミック接触する点状の第２電極と、第２導電型の半導体層及び発光層２５の一部が除去されて露出した第１導電型の半導体層にオーミック接触すると共に、第２電極の数より多く設けられる複数の点状の第１電極とを備える。【選択図】図１Ａ
2011071339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型の第１半導体層と、発光層と、前記第１導電型とは異なる第２導電型の第２半導体層とが積層され、前記第２半導体層及び前記発光層の一部が除去されて前記第１半導体層が露出した窒化物化合物半導体からなる半導体積層構造と、
前記第２半導体層にオーミック接触するｐコンタクト電極と、
前記ｐコンタクト電極にオーミック接触する点状の第２電極と、
前記第１半導体層の露出部分にオーミック接触し、前記第２電極の数より多い複数の点状の第１電極と、を備える発光素子。
【請求項２】
前記第１半導体層は、ｎ型半導体層であり、
前記第２半導体層は、ｐ型半導体層であり、
前記ｎ型半導体層は、前記ｐコンタクト電極のシート抵抗より高いシート抵抗を有する請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記第１電極はｎ電極であり、前記第２電極はｐバッファ電極であり、
前記ｎ電極と前記ｐバッファ電極との間の平面視における距離が最短になる部分が複数存在する請求項２に記載の発光素子。
【請求項４】
複数の前記ｎ電極は、平面視にて前記ｐバッファ電極を通る軸を対称軸として線対称の位置に設けられる少なくとも１つの対をなす請求項３に記載の発光素子。
【請求項５】
複数の前記ｐバッファ電極が前記ｐコンタクト電極上に直線的に配置される少なくとも１つのグループをなし、
前記複数のｎ電極は、前記対称軸に対して線対称の位置に設けられる請求項４に記載の発光素子。
【請求項６】
前記ｐバッファ電極は、前記ｐコンタクト電極上に１つ設けられ、
複数の前記ｎ電極は、前記ｐバッファ電極を対称中心として点対称の位置に設けられる請求項３に記載の発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２種類の電極が同一面側に設けられる発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体層上に形成されたｐコンタクト電極と、当該ｐコンタクト電極表面を被覆するパッシベーション膜であって一部に開口部を有するパッシベーション膜と、上面にはんだ層を有する接合電極とを備え、ｐコンタクト電極表面には、パッシベーション膜の開口部の底部に開口部より大径で、かつ、その表面がｐコンタクト電極の表面より平坦なバッファ電極が形成され、バッファ電極へ接合電極が接続する半導体発光素子が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の半導体発光素子は、ｐコンタクト電極の表面にバッファ電極が形成され、このバッファ電極上においてパッシベーション膜にバッファ電極よりも小さな開口部が形成されており、バッファ電極の表面が平坦であるので、バッファ電極とパッシベーション膜との間の密着性を確保することができ、開口部をエッチングする際に、バッファ電極とパッシベーション膜との界面から横方向エッチング進行することを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２８８５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の半導体発光素子は、ｎ電極の数がｐバッファ電極の数と同一であるか少なく、発光面積を拡大することを目的としてｎ電極のサイズを小さくすると、順方向電圧が上昇する場合がある。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、発光面積を維持しつつ、順方向電圧の上昇を抑制できる発光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するため、第１導電型の第１半導体層と、発光層と、前記第１導電型とは異なる第２導電型の第２半導体層とが積層され、前記第２半導体層及び前記発光層の一部が除去されて前記第１半導体層が露出した窒化物化合物半導体からなる半導体積層構造と、前記第２半導体層にオーミック接触するｐコンタクト電極と、前記ｐコンタクト電極にオーミック接触する点状の第２電極と、前記第１半導体層の露出部分にオーミック接触し、前記第２電極の数より多い複数の点状の第１電極と、を備える発光素子が提供される。
【０００８】
また、上記発光素子は、前記第１半導体層は、ｎ型半導体層であり、前記第２半導体層は、ｐ型半導体層であり、前記ｎ型半導体層は、前記ｐコンタクト電極のシート抵抗より高いシート抵抗を有することが好ましい。
【０００９】
また、上記発光素子は、前記第１電極はｎ電極であり、前記第２電極はｐバッファ電極であり、前記ｎ電極と前記ｐバッファ電極との間の平面視における距離が最短になる部分が複数存在するようにしてもよい。
【００１０】
また、上記発光素子は、複数の前記ｎ電極は、平面視にて前記ｐバッファ電極を通る軸を対称軸として線対称の位置に設けられる少なくとも１つの対をなしてもよい。
【００１１】
また、上記発光素子は、複数の前記ｐバッファ電極が前記ｐコンタクト電極上に直線的に配置される少なくとも１つのグループをなし、前記複数のｎ電極は、前記対称軸に対して線対称の位置に設けられてもよい。
【００１２】
また、上記発光素子は、複数の前記ｐバッファ電極は、前記ｐコンタクト電極上に１つ設けられ、前記複数のｎ電極は、前記ｐバッファ電極を対称中心として点対称の位置に設けられてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る発光素子によれば、発光面積を維持しつつ、順方向電圧の上昇を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の縦断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の平面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の製造工程の概要図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の製造工程の概要図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の製造工程の概要図である。
【図３】図３は、本発明の第２の実施の形態に係る発光素子の平面図である。
【図４】図４は、本発明の第３の実施の形態に係る発光素子の平面図である。
【図５】図５は、本発明の第４の実施の形態に係る発光素子の平面図である。
【図６】図６は、本発明の第５の実施の形態及び変形例に係る発光素子の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第１の実施の形態］
図１Ａは、本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の縦断面の概要を示し、図１Ｂは、本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の上面の概要を示す。なお、図１Ａは、図１ＢのＡ−Ａ線における縦断面の概要を示している。
【００１６】
（発光素子１の構成）
この発光素子１は、図１Ａに示すように、Ｃ面（０００１）を有するサファイア基板１０と、サファイア基板１０上に設けられるバッファ層２０と、バッファ層２０上に設けられるｎ型半導体からなるｎ側コンタクト層２２と、ｎ側コンタクト層２２上に設けられるｎ側クラッド層２４と、ｎ側クラッド層２４上に設けられる発光層２５と、発光層２５上に設けられるｐ側クラッド層２６と、ｐ側クラッド層２６上に設けられるｐ型半導体からなるｐ側コンタクト層２８とを含む半導体積層構造を備える。なお、ｎ側コンタクト層２２及びｎ側クラッド層２４によりｎ型半導体層２３を構成し、ｐ側クラッド層２６及びｐ側コンタクト層２８によりｐ型半導体層２７を構成している。
【００１７】
また、発光素子１は、ｐ側コンタクト層２８から少なくともｎ側コンタクト層２２の表面までエッチングして除去することにより露出したｎ側コンタクト層２２上に設けられる第１電極としてのｎ電極４０ａ〜４０ｄと（図１Ｂ参照）、ｐ側コンタクト層２８上に設けられるｐコンタクト電極３０と、ｐコンタクト電極３０上の一部の領域に設けられる第２電極としてのｐバッファ電極４２ａ，４２ｂと、ｎ側コンタクト層２２上のｎ電極４０ａ〜４０ｄが配置される領域を露出させる開口５２並びにｐコンタクト電極３０上のｐバッファ電極４２ａ，４２ｂが配置される領域を露出させる開口５２を有するパッシベーション膜としての絶縁層５０と、絶縁層５０の内部に配置される反射層６０と、絶縁層５０の上面の一部を覆うと共にｎ電極４０ａ〜４０ｄ上の開口５２に設けられる接合電極７０と、絶縁層５０の上面の一部を覆うと共にｐバッファ電極４２ａ，４２ｂ上の開口５２に設けられる接合電極７２とを備える。なお、ｎ側の接合電極７０及びｐ側の接合電極７２は、各電極の側からバリア層とはんだ層とを有して形成することができる。
【００１８】
ここで、バッファ層２０と、ｎ側コンタクト層２２と、ｎ側クラッド層２４と、発光層２５と、ｐ側クラッド層２６と、ｐ側コンタクト層２８とはそれぞれ、III族窒化物化合物半導体からなる層である。III族窒化物化合物半導体は、例えば、ＡｌｘＧａｙＩｎ１−ｘ−ｙＮ（ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の四元系のIII族窒化物化合物半導体を用いることができ、また、ＡｌＮ、ＧａＮ、又はＩｎＮ等の２元系のIII族窒化物化合物半導体、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ、ＡｌｘＩｎ１−ｘＮ、又はＧａｘＩｎ１−ｘＮ（ただし、０＜ｘ＜１）の３元系のIII族窒化物化合物半導体を用いることもできる。
【００１９】
本実施形態においては、バッファ層２０は、ＡｌＮから形成される。そして、ｎ側コンタクト層２２とｎ側クラッド層２４とは、所定量のｎ型ドーパント（例えば、Ｓｉ）をドーピングしたｎ−ＧａＮからそれぞれ形成される。また、発光層２５は、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ／ＡｌＧａＮから形成される多重量子井戸構造を有する。更に、ｐ側クラッド層２６とｐ側コンタクト層２８とは、所定量のｐ型ドーパント（例えば、Ｍｇ）をドーピングしたｐ−ＧａＮからそれぞれ形成される。
【００２０】
また、本実施形態に係るｐコンタクト電極３０は酸化物半導体から形成され、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）から形成される。ここで、本実施形態においてｎ側コンタクト層２２は、ｐコンタクト電極３０のシート抵抗より高いシート抵抗を有して形成される。そして、絶縁層５０は、例えば、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）から主として形成される。また、反射層６０は、絶縁層５０の内部に設けられ、発光層２５が発する光を反射する金属材料から形成される。反射層６０は、例えば、Ａｌから形成される。絶縁層５０全体の厚さは、例えば、０．１μｍ以上１μｍ以下であり、絶縁層５０の内部に設けられる反射層６０の厚さは、例えば、５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。
【００２１】
ｎ電極４０ａ〜４０ｄは、図１Ａに示すように、ｎ側コンタクト層２２上における、ｎ側クラッド層２４からｐ側コンタクト層２８までの複数の化合物半導体層から構成されるメサ部分から離れた位置に設けられる。また、ｎ電極４０ａ〜４０ｄは、バリア層７０と接触する上面において、バリア層７０と非接触の外縁部が絶縁層５０に接する。本実施形態においては、複数のｎ電極４０ａ〜４０ｄは、平面視にて点状に形成され、互いに離間している。ここで、「点状」とは、例えば、円状、多角形状等を含む。例えば、ｎ電極ｎ電極４０ａ〜４０ｄを円状に形成する場合、平面視における発光層２５の面積（すなわち、発光面積）を増大させることを目的として、５μｍ以上５０μｍ以下の直径とすることが好ましい。
【００２２】
一方、ｐバッファ電極４２ａ，４２ｂは、ｎ側クラッド層２４からｐ側コンタクト層２８までの複数の化合物半導体層から構成されるメサ部分上に設けられるｐコンタクト電極３０上に形成される。また、ｐバッファ電極４２ａ，４２ｂは、バリア層７０と接触する上面において、バリア層７０と非接触の外縁部が絶縁層５０に接する。複数のｐバッファ電極４２ａ，４２ｂは、平面視にて点状に形成される。例えば、ｐバッファ電極４２ａ，４２ｂを円状に形成する場合、５μｍ以上３０μｍ以下の直径とすることが好ましい。そして、絶縁層５０は、ｐバッファ電極４２ａ，４２ｂの形成領域を除いてｐコンタクト電極３０及び上記メサ部分を覆い、ｎ電極４０ａ〜４０ｄの形成領域を除いてｎ側コンタクト層２２を覆っている。なお、図１Ｂに示すように、ｎ側の接合電極７０及びｐ側の接合電極７２が表面に露出しているので、ｎ電極４０ａ〜４０ｄ、ｐバッファ電極４２ａ，４２ｂを平面視にて直接的に確認することはできない。
【００２３】
（ｎ電極及びｐバッファ電極の配置の詳細）
本実施形態においては、ｐコンタクト電極３０のシート抵抗より高いシート抵抗を有するｎ側コンタクト層２２に接するｎ電極は、ｐバッファ電極より多く形成される。平面視における発光素子１の発光面積を増大させること、及び順方向電圧の上昇を抑制することを目的として、ｎ電極の数をｘ個、ｐバッファ電極の数をｙ個とした場合、一例として、１＜（ｘ／ｙ）＜４の関係を満たすことができる。そして、複数のｎ電極は、発光層２５への電流拡散が均一になるように、ｎ電極とｐバッファ電極との間の平面視における距離が最短になる部分が複数存在するように設けられる。また、複数のｎ電極は、発光層２５への電流拡散が均一になるように、平面視にてｐバッファ電極を通る軸に対して所定の位置に設けられる。
【００２４】
具体的に、図１Ｂに示すように、発光素子１は平面視にて略正方形に形成され、複数のｐバッファ電極４２ａ，４２ｂ（本実施形態では２つのｐバッファ電極）は、この正方形の中線上に設けられる。そして、この中線を軸１００として規定する。複数のｎ電極（本実施形態では４つのｎ電極）のうち２つのｎ電極による対（図１Ｂでは、左上のｎ電極４０ａと左下のｎ電極４０ｃとからなる対、及び、右上のｎ電極４０ｂと右下のｎ電極４０ｄとからなる対）はそれぞれ、この軸１００を挟んだ位置であって、軸１００からの距離が同一になる位置に設けられる。図１Ｂでは、左上のｎ電極４０ａと左下のｎ電極４０ｃとは軸１００を挟んで互いに反対の位置であって、軸１００からの距離が同一の位置に設けられる。つまり、左上のｎ電極４０ａと左下のｎ電極４０ｃとは軸１００を対称軸として線対称の位置に設けられる。
【００２５】
また、本実施形態では、左上のｎ電極４０ａと、左下のｎ電極４０ｃと、左側のｐバッファ電極４２ａとは平面視にて直線的に設けられる。すなわち、軸１００を対称軸として線対称の位置に設けられるｎ電極を結ぶ線と軸１００との交点に対応する位置に、ｐバッファ電極が設けられる。なお、ｐバッファ電極４２ａが軸１００上に設けられている限り、ｐバッファ電極４２ａとｎ電極４０ａ，４０ｃとが平面視にて厳密に直線的に設けられていなくてもよい。右側のｐバッファ電極４２ｂと、右上のｎ電極４０ｂと、右下のｎ電極４０ｄとの位置関係も同様である。
【００２６】
ｎ電極４０ａ〜４０ｄは、例えば、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｖ、Ｉｒ、及びＲｈの金属よりなる群から選ばれた少なくとも１種の金属を含んで形成される。また、ｐバッファ電極４２ａ，４２ｂは、ｐコンタクト電極３０との接触部分にＮｉから主として構成される金属の層を有して形成される。更に、ｐバッファ電極４２ａ，４２ｂは、接合電極７０との接触部分にＡｌから主として構成される金属の層を有して形成することができる。
【００２７】
また、ｎ電極４０ａ〜４０ｄと、ｐバッファ電極４２ａ，４２ｂとを同一材料から形成する場合、各電極は、Ｎｉ又はＣｒと、Ａｕとを含む金属材料から形成することが好ましい。特にｎ側コンタクト層２２がｎ型のＧａＮから形成される場合、ｎ電極４０ａ〜４０ｄは、ｎ側コンタクト層２２の側からＮｉ層とＡｕ層とを含んで形成することができる。また、ｎ電極４０ａ〜４０ｄを、ｎ側コンタクト層２２の側からＣｒ層とＡｕ層とを含んで形成することもできる。また、ｐコンタクト電極３０が酸化物半導体から形成される場合、ｐバッファ電極４２ａ，４２ｂは、ｐコンタクト電極３０の側からＮｉ層とＡｕ層とを含んで形成することができる。また、ｐバッファ電極４２ａ，４２ｂを、ｐコンタクト電極３０の側からＣｒ層とＡｕ層とを含んで形成することができる。
【００２８】
ｎ側の接合電極７０及びｐ側の接合電極７２は、絶縁層５０におけるｐコンタクト電極３０と反対側の表面（すなわち、図１Ａ中の上面）に接触しており、絶縁層５０の表面の所定の領域を覆っている。ｐ側の接合電極７２は平面視にて略長方形状に形成され、ｎ側の接合電極７０は平面視にてｐ側の接合電極７２を半包囲するコの字状に形成される。
【００２９】
ｎ側の接合電極７０及びｐ側の接合電極７２は、絶縁層５０との接触部分に主としてＴｉから構成される金属層をバリア層として有する。また、各接合電極７０，７２は、バリア層上に、共晶材料、例えば、ＡｕＳｎから形成されるはんだ層を有することができる。はんだ層は、例えば、真空蒸着法（例えば、電子ビーム蒸着法、又は抵抗加熱蒸着法等）、スパッタ法、めっき法、スクリーン印刷法等により形成することができる。また、はんだ層は、ＡｕＳｎ以外の共晶材料からなる共晶はんだ又はＳｎＡｇＣｕ等の鉛フリーはんだから形成することもできる。
【００３０】
具体的に、バリア層は、絶縁層５０、ｎ電極４０ａ〜４０ｄ又はｐバッファ電極４２ａ，４２ｂに接触する第１のバリア層と、第１のバリア層上に形成され、はんだ層を構成する材料の拡散を抑制する第２のバリア層とを含んで形成することができる。第１のバリア層は、ｎ電極４０ａ〜４０ｄを構成する材料、並びにｐバッファ電極４２ａ，４２ｂを構成する材料に対してオーミック接触すると共に密着性が良好な材料から形成され、例えば、Ｔｉから主として形成される。また、第２のバリア層は、はんだ層を構成する材料がｎ電極４０ａ〜４０ｄ、並びにｐバッファ電極４２ａ，４２ｂ側に拡散することを抑制することのできる材料から形成され、例えば、Ｎｉから主として形成される。
【００３１】
また、バリア層は、第１のバリア層及び第２のバリア層を１つのペア層として、複数のペア層を含むこともできる。バリア層が複数のペア層を含むことにより、はんだ層を構成する材料の拡散を更に抑制できる。そして、バリア層の第１のバリア層の膜厚は、例えば、１５０ｎｍ程度であり、第２のバリア層の膜厚は、例えば、１００ｎｍ若しくは１５０ｎｍ程度である。更に、はんだ層は、例えば、２μｍ以上２０μｍ以下の厚さを有して形成される。
【００３２】
以上のように構成された発光素子１は、青色領域の波長の光を発するフリップチップ型の発光ダイオード（ＬＥＤ）である。例えば、発光素子１は、順電圧が２．９Ｖで、順電流が２０ｍＡの場合に、ピーク波長が４５０ｎｍの光を発する。また、発光素子１は平面視にて略四角形状に形成される。発光素子１の平面寸法は、例えば、縦寸法及び横寸法がそれぞれ略３５０μｍである。なお、発光素子１は、ｐバッファ電極及びｎ電極が同一面側に設けられているので、上記のようなフリップチップ型のＬＥＤの他、フェイスアップ型のＬＥＤ、垂直発光型のＬＥＤに適用することもできる。垂直発光型のＬＥＤは、例えば、成長基板上に半導体積層構造を形成し、成長基板の反対側の半導体積層構造の表面に異種基板を貼り付け、その後、成長基板を取り除くことにより形成される。
【００３３】
なお、サファイア基板１０の上に設けられるバッファ層２０からｐ側コンタクト層２８までの各層は、例えば、有機金属化学気相成長法（Metal Organic Chemical Vapor Deposition : MOCVD）、分子線エピタキシー法（Molecular Beam Epitaxy : MBE）、ハライド気相エピタキシー法（Halide Vapor Phase Epitaxy : HVPE）等によって形成することができる。ここで、バッファ層２０がＡｌＮから形成されるものを例示したが、バッファ層２０はＧａＮから形成することもできる。また、発光層３０の量子井戸構造は、多重量子井戸構造でなく、単一量子井戸構造、歪量子井戸構造にすることもできる。
【００３４】
また、絶縁層５０は、酸化チタン（ＴｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）等の金属酸化物、若しくはポリイミド等の電気絶縁性を有する樹脂材料から形成することもできる。そして、反射層６０は、Ａｇから形成することもでき、Ａｌ又はＡｇを主成分として含む合金から形成することもできる。また、反射層６０は、屈折率の異なる２つの材料の複数の層から形成される分布ブラッグ反射器（Distributed Bragg Reflector : DBR）であってもよい。
【００３５】
更に、発光素子１は、紫外領域、近紫外領域、又は緑色領域にピーク波長を有する光を発するＬＥＤであってもよく、ＬＥＤが発する光のピーク波長の領域はこれらに限定されない。なお、他の変形例においては、発光素子１の平面寸法はこれに限られない。例えば、発光素子１の平面寸法を縦寸法及び横寸法がそれぞれ１ｍｍとなるよう設計することもでき、縦寸法と横寸法とを互いに異なるようにすることもできる。
【００３６】
（発光素子１の製造工程）
図２Ａから図２Ｃは、第１の実施の形態に係る発光素子の製造工程の一例を示す。具体的に、図２Ａの（ａ）は、ｎ側コンタクト層の表面を露出させるためのエッチングが施される前の縦断面図である。図２Ａの（ｂ）は、ｎ側コンタクト層の表面を露出させるためのエッチングが施された後の縦断面図である。また、図２Ａの（ｃ）は、ｐコンタクト電極にマスクが形成された状態の縦断面図である。更に、図２Ａの（ｄ）は、ｐコンタクト電極をエッチングした後の縦断面図である。
【００３７】
まず、サファイア基板１０を準備して、このサファイア基板１０の上に、ｎ型半導体層と、発光層と、ｐ型半導体層とを含む半導体積層構造を形成する。具体的には、サファイア基板１０上に、バッファ層２０と、ｎ側コンタクト層２２と、ｎ側クラッド層２４と、発光層２５と、ｐ側クラッド層２６と、ｐ側コンタクト層２８とをこの順にエピタキシャル成長してエピタキシャル成長基板を形成する（半導体積層構造形成工程）。
【００３８】
続いて、フォトレジストによるマスク２００をエピタキシャル成長基板のｐ側コンタクト層２８上にフォトリソグラフィー技術を用いて形成する（図２Ａ（ａ））。次に、マスク２００が形成された部分を除く一部の領域を、ｐ側コンタクト層２８からｎ側コンタクト層２２の表面までエッチングした後、マスク２００を除去する。これにより、ｎ側クラッド層２４からｐ側コンタクト層２８までの複数の化合物半導体層から構成されるメサ部分が形成され、ｎ側コンタクト層２２の表面の一部が露出する（図２Ａ（ｂ）、除去工程）。なお、除去工程においては、マスク２００が形成されていない部分のｎ側クラッド層２４からｐ側コンタクト層２８までを完全に除去することを目的として、ｎ側コンタクト層２２の一部までエッチングする。
【００３９】
この後、ｎ側コンタクト層２２及びｐ側コンタクト層２８の表面の全体にｐコンタクト電極３０を形成する。すなわち、露出しているｎ側コンタクト層２２の表面、メサ部分の側面、及びｐ側コンタクト層２８の表面（すなわち、メサ部分の上面）を覆うように、ｐコンタクト電極３０を形成する。本実施形態においてｐコンタクト電極３０はＩＴＯであり、例えば、真空蒸着法を用いて形成することができる。そして、ｎ側コンタクト層２８のシート抵抗よりもｐコンタクト電極３０のシート抵抗が低くなるようにｐコンタクト電極３０を形成する。なお、ｐコンタクト電極３０は、スパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法、又はゾルゲル法等により形成することもできる。そして、ｐコンタクト電極３０を残す領域にフォトレジストによるマスク２０２を形成する（図２Ａ（ｃ））。続いて、マスク２０２に被覆されていないｐコンタクト電極３０をエッチングする。これにより、ｐ側コンタクト層２８の所定領域にｐコンタクト電極３０が形成される（図２Ａ（ｄ）、ｐコンタクト電極形成工程）。
【００４０】
図２Ｂ（ａ）は、ｎ電極及びｐバッファ電極を形成した後の縦断面図である。また、図２Ｂ（ｂ）は、第１の絶縁層を形成した後の縦断面図である。更に、図２Ｂ（ｃ）は、反射層及び第２の絶縁層を形成した後の縦断面図である。
【００４１】
まず、真空蒸着法及びフォトリソグラフィー技術を用いて、ｎ電極４０ａ〜４０ｄをｎ側コンタクト層２２の表面の予め定められた一部の領域に形成する。更に、真空蒸着法及びフォトリソグラフィー技術を用いて、ｐバッファ電極４２ａ，４２ｂをｐ側コンタクト層２８上に設けられたｐコンタクト電極３０の表面の予め定められた一部の領域に形成する（図２Ｂ（ａ）、電極形成工程）。ｎ電極４０ａ〜４０ｄを構成する材料と、ｐバッファ電極４２ａ，４２ｂを構成する材料とは互いに異なっていても、同一であってもよい。両者の材料が同一である場合、ｎ電極４０ａ〜４０ｄと、ｐバッファ電極４２ａ，４２ｂとは同時に形成できる。なお、ｎ電極４０ａ〜４０ｄと、ｐバッファ電極４２ａ及びｐバッファ電極４２ｂとを形成した後、ｎ側コンタクト層２２とｎ電極４０ａ〜４０ｄとの間、並びにｐコンタクト電極３０とｐバッファ電極４２ａ，４２ｂとの間のオーミック接触と密着性とを確保すべく、所定の温度、所定の雰囲気下で、所定の時間の熱処理を施すこともできる。
【００４２】
続いて、ｎ電極４０ａ〜４０ｄ、並びにｐバッファ電極４２ａ，４２ｂを覆う絶縁層５０を形成する。具体的には、ｎ側コンタクト層２２、ｎ電極４０ａ〜４０ｄ、メサ部分、ｐコンタクト電極３０、並びにｐバッファ電極４２ａ，４２ｂを覆う第１の絶縁層５０ａを、プラズマＣＶＤ法により形成する（絶縁層形成工程における第１の絶縁層形成工程）。そして、第１の絶縁層５０ａの上であってｎ電極４０ａ〜４０ｄ、並びにｐバッファ電極４２ａ，４２ｂの上方を除く所定の領域に、真空蒸着法及びフォトリソグラフィー技術を用いて反射層６０を形成する（図２Ｂ（ｂ）、絶縁層形成工程における反射層形成工程）。次に、図２Ｂ（ｂ）の工程において形成された反射層６０の上側と、反射層６０が形成されていない部分の上側とに、プラズマＣＶＤ法を用いて第２の絶縁層５０ｂを形成する（図２Ｂ（ｃ）、絶縁層形成工程における第２の絶縁層形成工程）。これにより反射層６０が第２の絶縁層５０ｂにより被覆される。そして、第１の絶縁層５０ａと第２の絶縁層５０ｂとから、本実施形態に係る絶縁層５０が構成される。
【００４３】
図２Ｃ（ａ）は、絶縁層の一部に開口を形成した後の縦断面図である。更に、図２Ｃ（ｂ）は、バリア層及びはんだ層を形成した後の縦断面図である。
【００４４】
続いて、絶縁層５０におけるｎ電極４０ａ〜４０ｄの上側部分と、ｐバッファ電極４２ａ，４２ｂの上側部分とを、フォトリソグラフィー技術及びエッチング技術を用いて除去する。これにより、ｐバッファ電極４２ａ，４２ｂの上にスルーホールである開口５２が形成されると共に、ｎ電極４０ａ〜４０ｄの上にスルーホールである開口５２が形成される（図２Ｃ（ａ）、開口形成工程）。
【００４５】
次に、真空蒸着法及びフォトリソグラフィー技術を用いて、それぞれの開口５２の内側に、バリア層を形成する（バリア層形成工程）。ｎ電極４０ａ〜４０ｄ上の開口５２に形成されたバリア層はｎ電極４０ａ〜４０ｄに電気的に接続する。また、ｐバッファ電極４２ａ，４２ｂ上の開口５２に形成されたバリア層はｐバッファ電極４２ａ，４２ｂに電気的に接続する。続いて、バリア層の上にはんだ層を形成する（はんだ層形成工程）。これにより、バリア層とはんだ層とからなる接合電極７０が形成され、図２Ｃ（ｂ）に示す発光素子１が製造される。
【００４６】
なお、ｎ電極４０ａ〜４０ｄ、並びにｐバッファ電極４２ａ，４２ｂはそれぞれ、スパッタリング法により形成することもできる。また、絶縁層５０は、化学気相成長法（Chemical Vapor Deposition : CVD）により形成することもできる。そして、以上の工程を経て形成された発光素子１は、導電性材料の配線パターンが予め形成されたセラミック等から構成される基板の所定の位置に、フリップチップボンディングにより実装される。そして、基板に実装された発光素子１を、エポキシ樹脂又はガラス等の封止材で一体として封止することにより、発光素子１を発光装置としてパッケージ化できる。
【００４７】
（第１の実施の形態の効果）
本実施の形態に係る発光素子１は、同一面側にｎ電極及びｐバッファ電極が設けられる発光素子において、シート抵抗がｐコンタクト電極３０より高いｎ側コンタクト層２２に設けるｎ電極の数をｐバッファ電極の数より多くしたので、平面視における発光素子１の発光面積を大きくすること、更に電極での光吸収を減少させることを目的としてｎ電極のサイズを、例えば５０μｍ以下の径にしたとしても、発光素子１の順方向電圧の上昇を抑制することができる。また、発光素子１は、複数のｎ電極を設けることにより単数のｎ電極を備える場合に比べて、発光素子１に供給される電流をより均一に発光層２５に分散させることができる。更に、複数のｎ電極を設けることにより、発光素子１の静電気耐圧を向上させることができる。
【００４８】
また、本実施の形態に係る発光素子１は、ｎ側コンタクト層２２のシート抵抗をｐコンタクト電極３０のシート抵抗より小さくすることを要さないので、ｎ側コンタクト層２２のシート抵抗を低下させることを目的として、ｎ側コンタクト層２２の厚さを厚くすること、キャリア濃度を増加させることを要さない。したがって、ｎ側コンタクト層２２の厚さを厚くすることに起因して、発光素子の製造プロセスにおいて半導体積層構造が形成された基板が反ることがなく、また、キャリア濃度を増加させることに起因してエピタキシャル成長中の半導体層の表面が荒れることを防止できる。
【００４９】
［第２の実施の形態］
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る発光素子の上面の概要を示す。
【００５０】
第２の実施の形態に係る発光素子２は、第１の実施の形態に係る発光素子１とは電極の数及び配置が異なる点を除き、略同一の構成及び機能を有する。したがって、相違点を除き詳細な説明は省略する。
【００５１】
第２の実施の形態に係る発光素子２は平面視にて略正方形に形成され、ｐバッファ電極４２ａ，４２ｂは、この正方形の中線上に設けられる。そして、この中線を軸１００に規定する。複数のｎ電極は、この軸１００を挟んだ位置であって、軸１００からの距離が同一になる位置に設けられる。本実施形態においては、６つのｎ電極４０ａ〜４０ｆと、２つのｐバッファ電極４２ａ，４２ｂが形成され、３つのｎ電極４０ａ〜４０ｃが軸１００の一方（図３中の上側）に配置され、３つのｎ電極４０ｄ〜４０ｆが軸１００の他方（図３中の下側）に配置されている。例えば、左上のｎ電極４０ａと左下のｎ電極４０ｄとは軸１００を挟んで互いに反対の位置であって、軸１００からの距離が同一の位置に設けられる。つまり、左上のｎ電極４０ａと左下のｎ電極４０ｄとは軸１００を対称軸として線対称の位置に設けられ、１つの対をなす。また、中央上のｎ電極４０ｂと中央下のｎ電極４０ｅも対をなし、右上のｎ電極４０ｃと右下のｎ電極４０ｄも対をなしている。
【００５２】
そして、本実施形態では、対をなすｎ電極同士を結ぶ線と軸１００との交点から外れた位置にｐバッファ電極４２ａ，４２ｂが設けられている。具体的には、左側のｐバッファ電極４２ａは、左上のｎ電極４０ａと左下のｎ電極４０ｄとを結ぶ線と軸１００との交点から、左上のｎ電極４０ａと中央上のｎ電極４０ｂとの間隔の半分の距離だけ発光素子２の中心側にずれた位置に設けられる。右側のｐバッファ電極４２ｂは、右上のｎ電極４０ｃと右下のｎ電極４０ｆとを結ぶ線と軸１００との交点から、右上のｎ電極４０ｃと中央上のｎ電極４０ｂとの間隔の半分の距離だけ発光素子２の中心側にずれた位置に設けられる。
【００５３】
［第３の実施の形態］
図４は、本発明の第３の実施の形態に係る発光素子の上面の概要を示す。
【００５４】
第３の実施の形態に係る発光素子３は、第１の実施の形態に係る発光素子１とは電極の数及び配置が異なる点を除き、略同一の構成及び機能を有する。したがって、相違点を除き詳細な説明は省略する。
【００５５】
第３の実施の形態に係る発光素子３は平面視にて略正方形に形成され、ｐバッファ電極４２は、この正方形の中心に１つ設けられる。そして、ｐバッファ電極４２を通る直線であって、この正方形の一辺に平行な直線（例えば、この正方形の中線）を軸１００として規定する。複数のｎ電極は、この軸１００を挟んだ位置であって、軸１００からの距離が同一になる位置に設けられる。本実施形態においては、４つのｎ電極４０ａ〜４０ｄが設けられ、例えば、左上のｎ電極４０ａと左下ｎ電極４０ｃとは軸１００を挟んで互いに反対の位置であって、軸１００からの距離が同一の位置に設けられて１つの対をなす。つまり、左上のｎ電極４０ａと左下のｎ電極４０ｃとは軸１００を対称軸として線対称の位置に設けられる。右上のｎ電極４０ｂと右下のｎ電極４０ｄとの関係も同様である。更に、本実施形態において左上のｎ電極４０ａと右下のｎ電極４０ｄと、右上のｎ電極４０ｂと左下のｎ電極４０ｃは、ｐバッファ電極４２を対称中心として点対称の位置に設けられる。
【００５６】
［第４の実施の形態］
図５は、本発明の第４の実施の形態に係る発光素子の上面の概要を示す。
【００５７】
第４の実施の形態に係る発光素子４は、第１の実施の形態に係る発光素子１とは電極の数及び配置が異なる点を除き、略同一の構成及び機能を有する。したがって、相違点を除き詳細な説明は省略する。
【００５８】
第４の実施の形態に係る発光素子４は平面視にて略正方形に形成され、この正方形の一辺を三等分する第１軸１０２及び第２軸１０４上にそれぞれ複数のｐバッファ電極が設けられる。具体的に、左右へ延びる第１軸１０２上に２つのｐバッファ電極４２ａ，４２ｂが設けられ１つのグループをなし、左右へ延びる第２軸１０４上に２つのｐバッファ電極４２ｃ，４２ｄが設けられ１つのグループをなす。複数のｎ電極は、第１軸１０２又は第２軸１０４を挟んだ位置であって、第１軸１０２又は第２軸１０４からの距離が同一になる位置に設けられる。具体的には、ｎ電極は、第１軸１０２の上方と、第１軸１０２と第２軸１０４の間と、第２軸１０４の下方とに、左右に並んで３つずつ配置される。例えば、上段左のｎ電極４０ａと中段左のｎ電極４０ｄとは第１軸１０２を挟んで互いに反対の位置であって、第１軸１０２からの距離が同一の位置に設けられる。つまり、上段左のｎ電極４０ａと中段左のｎ電極４０ｄとは第１軸１０２を対称軸として線対称の位置に設けられて１つの対をなす。なお、本実施形態においてｎ電極が「１つの対をなす」という場合における対をなすｎ電極は、ある軸からの距離が最短の位置に設けられるｎ電極同士をいう。
【００５９】
同様にして、上段中央のｎ電極４０ｂと中段中央のｎ電極４０ｅと、上段右のｎ電極４０ｃと中段右のｎ電極４０ｆとはそれぞれ、第１軸１０２を対称軸として線対称の位置に設けられる。そして、上段中央のｎ電極４０ｂと中段中央のｎ電極４０ｅとで１つの対をなし、上段右のｎ電極４０ｃと中段右のｎ電極４０ｆとで１つの対をなす。同様にして、中段左のｎ電極４０ｄと下段左のｎ電極４０ｇと、中段中央のｎ電極４０ｅと下段中央のｎ電極４０ｈと、中段右のｎ電極４０ｆと下段右のｎ電極４０ｉとはそれぞれ、第２軸１０４を対称軸として線対称の位置に設けられ、それぞれ１つの対をなす。
【００６０】
また、本実施形態では、第１軸１０２を対称軸として線対称の位置に設けられるｎ電極同士を結ぶ線と第１軸１０２との交点から外れた位置に、第１軸１０２上のｐバッファ電極４２ａ，４２ｂが設けられている。第２軸１０４上のｐバッファ電極４２ｃ，４２ｄについても同様である。
【００６１】
［第５の実施の形態］
図６（ａ）は、本発明の第５の実施の形態に係る発光素子の上面の概要を示し、図６（ｂ）は、本発明の第５の実施の形態に係る発光素子の変形例の上面の概要を示す。
【００６２】
第５の実施の形態に係る発光素子５及び６は、第１の実施の形態に係る発光素子１とは平面視における素子形状が異なる点を除き、略同一の構成及び機能を有する。したがって、相違点を除き詳細な説明は省略する。
【００６３】
図６（ａ）を参照すると、第５の実施の形態に係る発光素子５は、平面視にて略長方形状に形成される。そして、ｐバッファ電極４２は、この長方形の２本の対角線の交点に対応する位置に設けられる。ここで、この長方形の短辺に平行な線であって、ｐバッファ電極４２を通る線を軸１００として規定する。２つのｎ電極４０ａ，４０ｂが、この軸１００を対称軸として線対称の位置に設けられる。また、第５の実施の形態においては、各ｎ電極４０ａ，４０ｂとｐバッファ電極４２とは直線的に設けられる。
【００６４】
また、図６（ｂ）を参照すると、第５の実施の形態の変形例に係る発光素子６は、平面視にて略長方形状に形成される。そして、４つのｐバッファ電極４２ａ〜４２ｄが、この長方形の短辺の中線上に直線的に設けられる。この中線を、対称の軸１０６として、計８つのｎ電極４０ａ〜４０ｈが、軸１０６について対称の位置に設けられる。第５の実施の形態の変形例においては、対をなす２つのｎ電極とｐバッファ電極とは直線的に設けられる。
【００６５】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【００６６】
１、２、３、４、５、６  発光素子
１０  サファイア基板
２０  バッファ層
２２  ｎ側コンタクト層
２３  ｎ型半導体層
２４  ｎ側クラッド層
２５  発光層
２６  ｐ側クラッド層
２７  ｐ型半導体層
２８  ｐ側コンタクト層
３０  ｐコンタクト電極
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ  ｎ電極
４０ｆ、４０ｇ、４０ｈ、４０ｉ  ｎ電極
４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ  ｐバッファ電極
５０  絶縁層
５０ａ  第１の絶縁層
５０ｂ  第２の絶縁層
５２  開口
６０  反射層
７０  接合電極
７０ａ、７０ｂ、７０ｃ  接合電極
７１  接合電極
７２、７２ａ、７２ｂ  接合電極
１００、１０２、１０４、１０６  軸
２００、２０２  マスク
【図１Ａ】
2011071339.tif 000003
【図１Ｂ】
2011071339.tif 000004
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
2011071339.tif 000008
【図４】
2011071339.tif 000009
【図５】
2011071339.tif 000010
【図６】
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