(57)【要約】【課題】パッド電極下のＡｌを含む反射層と、Ｉｎを含む酸化物からなる透明電極を有する発光素子であって、透明電極の不透明化を抑えることのできる構造を有する発光素子を提供する。【解決手段】本発明の一態様に係る発光素子１は、発光層１２を含む半導体積層体２１と、半導体積層体２１上に形成されたインジウムを含む酸化物からなる透明電極層１４と、透明電極層１４上に、透明電極層１４に接続するように形成されたパッド電極１５と、パッド電極１５下に、透明電極層１４に接触しないように形成された、Ａｌを含む反射層１６と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光層を含む半導体積層体と、
前記半導体積層体上に形成されたインジウムを含む酸化物からなる透明電極層と、
前記透明電極層上に、前記透明電極層に接続するように形成されたパッド電極と、
前記パッド電極下に、前記透明電極層に接触しないように形成された、Ａｌを含む反射層と、
を有する発光素子。
【請求項２】
前記反射層と前記半導体積層体との間に形成された、前記半導体積層体の前記パッド電極の直下の領域の電流を抑制する絶縁性のカレントブロック層をさらに有する、
請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記反射層が、前記透明電極層に形成された孔の内部に形成された、
請求項１又は２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記反射層がＡｌ膜である、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項５】
前記透明電極が、ＩＺＯ、Ｉｎ２Ｏ３、ＩＴＯ、又はＩＦＯからなる、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ｐ側パッド電極下の低屈折率層と、半導体積層体上の透光性電極を有する発光素子が知られている（例えば、特許文献１参照）。低屈折率層は、ｐ側パッド電極へ向かう光を反射して、ｐ側パッド電極による光吸収を抑えることができる。また、透光性電極は、ｐ側パッド電極から流入する電流を半導体積層体の全体に広げることができる。
【０００３】
また、従来、ｐ側パッド電極下の電流阻止部を有する発光素子が知られている（例えば、特許文献２参照）。電流阻止部は絶縁性材料からなる部材であり、ｐ側パッド電極の直下の電流を抑制して、ｐ側パッド電極の直下の発光層が発光する割合を減少させることにより、ｐ側パッド電極による光吸収を抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１９２６９０号公報
【特許文献２】特開２０１１−２１０８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された発光素子によれば、低屈折率層を覆うように透光性電極が形成されている。このため、低屈折率層がＡｌ２Ｏ３のようなＡｌを含む材料からなり、透光性電極がＩＺＯ（ＩｎドープＺｎＯ）のようなＩｎを含む酸化物からなる場合、低屈折率層のＡｌが透光性電極のＩｎを含む酸化物を還元し、透光性電極の表面に金属インジウムが析出する。金属インジウムは不透明であるため、透光性電極の一部が不透明化してしまう。
【０００６】
本発明の目的の一つは、パッド電極下のＡｌを含む反射層と、Ｉｎを含む酸化物からなる透明電極を有する発光素子であって、透明電極の不透明化を抑えることのできる構造を有す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】
本発明の一態様は、上記目的を達成するために、下記［１］〜［５］の発光素子を提供する。
【０００８】
［１］発光層を含む半導体積層体と、前記半導体積層体上に形成されたインジウムを含む酸化物からなる透明電極層と、前記透明電極層上に、前記透明電極層に接続するように形成されたパッド電極と、前記パッド電極下に、前記透明電極層に接触しないように形成された、Ａｌを含む反射層と、を有する発光素子。
【０００９】
［２］前記反射層と前記半導体積層体との間に形成された、前記半導体積層体の前記パッド電極の直下の領域の電流を抑制する絶縁性のカレントブロック層をさらに有する、前記［１］に記載の発光素子。
【００１０】
［３］前記反射層が、前記透明電極層に形成された孔の内部に形成された、前記［１］又は［２］に記載の発光素子。
【００１１】
［４］前記反射層がＡｌ膜である、前記［１］〜［３］のいずれか１項に記載の発光素子。
【００１２】
［５］前記透明電極が、ＩＺＯ、Ｉｎ２Ｏ３、ＩＴＯ、又はＩＦＯからなる前記［１］〜［４］のいずれか１項に記載の発光素子。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、パッド電極下のＡｌを含む反射層と、Ｉｎを含む酸化物からなる透明電極を有する発光素子であって、透明電極の不透明化を抑えることのできる構造を有する発光素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施の形態に係る発光素子の垂直断面図である。
【図２】図２（ａ）、（ｂ）は、実施の形態に係る発光素子の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
〔実施の形態〕
（発光素子の構成）
図１は、実施の形態に係る発光素子１の垂直断面図である。図２（ａ）、（ｂ）は、発光素子１の上面図である。図１に示される断面は、図２（ａ）、（ｂ）の線分Ａ−Ａにおいて発光素子１を切断したときの断面に相当する。
【００１６】
図２（ａ）は、後述するパッド電極１５、１９を形成する前の上面図である。図２（ｂ）は、パッド電極１５、１９を形成した後の上面図である。なお、図２（ａ）においては、後述するバリア層１８の図示を省略する。
【００１７】
発光素子１は、基板１０と、基板１０上の半導体積層体２１と、半導体積層体２１上の透明電極層１４と、透明電極層１４上に、透明電極層１４に接続するように形成されたパッド電極１５と、ｎ型半導体層１１上に、ｎ型半導体層１１に接続するように形成されたパッド電極１９と、を有する。
【００１８】
発光素子１は、ＬＥＤチップやレーザーダイオード等の発光素子である。また、発光素子１は、フェイスアップ型の素子であってもよいし、フェイスダウン型の素子であってもよい。
【００１９】
基板１０は、例えば、サファイア基板である。
【００２０】
半導体積層体２１は、ｎ型半導体層１１と、ｎ型半導体層１１上の発光層１２と、発光層１２上のｐ型半導体層１３を含む。
【００２１】
ｎ型半導体層１１、発光層１２、およびｐ型半導体層１３は、例えば、それぞれIII族窒化物化合物半導体からなる。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である。
【００２２】
ｎ型半導体層１１は、例えば、ｎ型コンタクト層、ｎ型ＥＳＤ層、およびｎ型クラッド層からなる積層構造を有し、それらの各層はＳｉ等のｎ型ドーパントを含む。
【００２３】
発光層１２は、例えば、複数の井戸層と複数の障壁層とを含む多重量子井戸構造を有する。例えば、井戸層はＩｎＧａＮから、障壁層はＧａＮ、ＩｎＧａＮ若しくはＡｌＧａＮから形成される。
【００２４】
ｐ型半導体層１３は、例えば、ｐ型クラッド層およびｐ型コンタクト層からなる積層構造を有し、それらの各層はＭｇ等のｐ型ドーパントを含む。
【００２５】
ｎ型半導体層１１、発光層１２、およびｐ型半導体層１３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）、又はハライド気相エピタキシー法（Halide Vapor Phase Epitaxy : HVPE）により基板１０上に結晶をエピタキシャル成長させることにより形成される。なお、ｎ型半導体層１１とｐ型半導体層１３の位置は逆であってもよい。
【００２６】
透明電極層１４は、インジウムを含む酸化物、例えば、ＩＺＯ（ＩｎドープＺｎＯ）、Ｉｎ２Ｏ３、ＩＴＯ（ＳｎドープＩｎ２Ｏ３）、ＩＦＯ（ＦドープＩｎ２Ｏ３）、からなる透明な層であり、パッド電極１５から流れる電流をｐ型半導体層１３へ均等に拡散させることができる。透明電極層１４は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、又はゾルゲル法を用いて形成される。
【００２７】
パッド電極１５、１９は、ボンディングワイヤー等を接続するための電極であり、例えば、Ｔａ／Ｐｔ／Ａｕの積層構造を有する。パッド電極１５、１９を介してｎ型半導体層１１とｐ型半導体層１３との間に電圧を印加することにより、発光層１２から光が発せられる。パッド電極１５、１９は、スパッタリング法等を用いて形成することができる。
【００２８】
パッド電極１５、１９の下には、Ａｌを含む反射層１６が形成されている。反射層１６は、パッド電極１５、１９へ向かう発光層１２から発せられた光を反射し、パッド電極１５、１９による光吸収を抑えることができる。反射層１６は、スパッタリング法等を用いて形成することができる。
【００２９】
反射層１６は、例えば、Ａｌ膜等のＡｌを含む金属膜である。
【００３０】
パッド電極１５と半導体積層体２１との間の反射層１６は、透明電極層１４に接触しない。透明電極層１４と反射層１６が接触する場合、透明電極層１４を構成するインジウムを含む酸化物を反射層１６に含まれるＡｌが還元し、透明電極層１４の表面に金属インジウムが析出する。この金属インジウムは不透明であるため、透明電極層１４の一部が不透明化し、発光素子１の発光を妨げる。
【００３１】
反射層１６は、図２（ａ）、（ｂ）に示されるように、複数の分離した領域を有してもよいが、いずれの領域も、透明電極層１４に接触しない。
【００３２】
反射層１６とパッド電極１５、１９との間には、Ｔａ等からなるバリア層１８が形成されている。バリア層１８は、反射層１６をパターニングする際に、反射層１６がフォトリソグラフィーの現像液により溶けることを防止できる。バリア層１８は、反射層１６と同じパターンを有する。
【００３３】
反射層１６の下には、カレントブロック層１７が形成されている。カレントブロック層１７は、ＳｉＯ２等の絶縁材料からなる絶縁性の層であり、半導体積層体２１のパッド電極１５の直下の領域の電流を抑制することができる。カレントブロック層１７により、パッド電極１５に吸収されやすいパッド電極１５の直下の領域の発光を抑制し、発光素子１の光取出効率を向上させることができる。
【００３４】
また、カレントブロック層１７がＳｉＯ２等の低屈折率材料からなり、ｐ型半導体層１３よりも屈折率が低い場合は、ｐ型半導体層１３との間において、発光層１２から発せられた光を反射して発光素子１の光取出効率を向上させることができる。
【００３５】
カレントブロック層１７は、高屈折率膜と低屈率膜の交互層から構成される多層膜（ＤＢＲ）構造を有してもよい。例えば、低屈折率膜としてＳｉＯ２膜が用いられ、高屈折率膜としてＳｉＯ２膜よりも屈折率の高い透明膜が用いられる。この場合、より効果的に発光層１２から発せられた光を反射することができる。なお、カレントブロック層１７と反射層１６との間にＤＢＲ構造を有する層が形成されてもよい。
【００３６】
図２（ａ）、（ｂ）に示されるように、カレントブロック層１７は、パッド電極１５の直下の領域を占めるような形状を有する。カレントブロック層１７は、パッド電極１５と同様の平面形状を有し、パッド電極１５よりも若干大きい面積を有することが好ましい。
【００３７】
また、カレントブロック層１７は、透明電極層１４と反射層１６に接触し、これらを分離するような位置に形成されているため、透明電極層１４と反射層１６の接触を防ぐことができる。
【００３８】
なお、カレントブロック層１７は、半導体積層体２１のパッド電極１５の直下の領域の電流を抑制するため、透明電極層１４上に形成されてはならない。また、反射層１６は、カレントブロック層１７上に透明電極層１４と接触しないように形成される。このため、反射層１６は、図１、２に示されるように、透明電極層１４に形成された孔の内部に形成されることが好ましい。または、反射層１６は、透明電極層１４に形成された孔の内部に埋め込まれたカレントブロック層１７上に形成されてもよい。いずれの場合であっても、カレントブロック層１７の側面は透明電極層１４に接触し、上面は反射層１６に接触する。
【００３９】
カレントブロック層１７を設けない場合であっても、透明電極層１４に形成された孔の内部に、透明電極層１４に接触しないように反射層１６を形成することにより、透明電極層１４の表面への金属インジウムの析出を抑制することができる。しかしながら、上述のカレントブロック層１７による発光素子１の光取出効率の向上効果を得るために、カレントブロック層１７を形成することが好ましい。
【００４０】
発光素子１の表面は、パッド電極１５、１９の上面を除いて、ＳｉＯ２等の絶縁材料からなる保護膜２０により覆われている。
【００４１】
（実施の形態の効果）
上記の実施の形態によれば、反射層１６とカレントブロック層１７により、発光層１２から発せられた光のパッド電極１５による吸収を抑えることができる。また、反射層１６と透明電極層１４をカレントブロック層１７で分離することにより、透明電極層１４の表面への金属インジウムの析出を抑制し、透明電極層１４の不透明化を抑えることができる。このため、発光素子１は、高い光取出効率を有する。
【００４２】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。
【００４３】
また、上記の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】
【００４４】
１          発光素子
１４        透明電極層
１５        パッド電極
１６        反射層
１７        カレントブロック層
２１        半導体積層体
【図１】
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【図２】
2015225915.tif 000004