(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一導電型半導体層と、前記第一導電型半導体層と異なる導電型の第二導電型半導体層とが積層される半導体積層構造体と、
前記半導体積層構造体上に設けられ、前記第一導電型半導体層と電気的に接続された第一電極層と、
前記半導体積層構造体上であって前記第一電極層と同一面側に設けられ、前記第二導電型半導体層と電気的に接続された第二電極層と、
を備える素子構造体と、
前記素子構造体上に設けられ、前記第一電極層と電気的に接続される第一金属層と、前記第一金属層上に設けられる第一誘電体層と、前記第一誘電体層上に設けられ、前記第二電極層と電気的に接続される第二金属層と、前記第二金属層上に設けられる第二誘電体層と、が積層される電極積層構造体と、
前記第二誘電体層上の一部に設けられ、前記第一金属層と電気的に接続される第一表面金属層と、
前記第二誘電体層上の他の一部に設けられ、前記第二金属層と電気的に接続される第二表面金属層と、を有し、
前記電極積層構造体を複数積層しており、
前記電極積層構造体同士が隣接する界面において、下方の電極積層構造体の第二誘電体層の上面と、上方の電極積層構造体の第一金属層の下面とが対向しており、
かつ、下方の電極積層構造体の第一金属層、第二金属層は、上方の電極積層構造体の第一金属層及び第二金属層と、それぞれ電気的に接続されており、
前記第一表面金属層及び前記第二表面金属層は、前記複数の電極積層構造体のうち最表面にある電極積層構造体の第二誘電体層上に設けられ、
前記電極積層構造体の平面視における形状が矩形状であり、
該複数の電極積層構造体が積層された状態において、下方の電極積層構造体と上方の電極積層構造体とで構成された一対の第一金属層同士は、前記矩形状の電極積層構造体の周辺の一部に設けられた、各第一金属層と交差する第一接続領域において接続されており、
前記一対の第一金属層同士の間に介在された前記第二金属層は、前記第一接続領域の近傍において凹状領域を形成してなる発光素子。
【請求項２】
第一導電型半導体層と、前記第一導電型半導体層と異なる導電型の第二導電型半導体層とが積層される半導体積層構造体と、
前記半導体積層構造体上に設けられ、前記第一導電型半導体層と電気的に接続された第一電極層と、
前記半導体積層構造体上であって前記第一電極層と同一面側に設けられ、前記第二導電型半導体層と電気的に接続された第二電極層と、
を備える素子構造体と、
前記素子構造体上に設けられ、前記第一電極層と電気的に接続される第一金属層と、前記第一金属層上に設けられる第一誘電体層と、前記第一誘電体層上に設けられ、前記第二電極層と電気的に接続される第二金属層と、前記第二金属層上に設けられる第二誘電体層と、が積層される電極積層構造体と、
前記第二誘電体層上の一部に設けられ、前記第一金属層と電気的に接続される第一表面金属層と、
前記第二誘電体層上の他の一部に設けられ、前記第二金属層と電気的に接続される第二表面金属層と、を有し、
前記電極積層構造体を複数積層しており、
前記電極積層構造体同士が隣接する界面において、下方の電極積層構造体の第二誘電体層の上面と、上方の電極積層構造体の第一金属層の下面とが対向しており、
かつ、下方の電極積層構造体の第一金属層、第二金属層は、上方の電極積層構造体の第一金属層及び第二金属層と、それぞれ電気的に接続されており、
前記第一表面金属層及び前記第二表面金属層は、前記複数の電極積層構造体のうち最表面にある電極積層構造体の第二誘電体層上に設けられ、
前記電極積層構造体の平面視における形状が矩形状であり、
前記複数の電極積層構造体が積層された状態において、下方の電極積層構造体と上方の電極積層構造体とで構成された一対の第一金属層同士は、前記矩形状の電極積層構造体の周辺の一部に設けられた、各第一金属層と交差する第一接続領域において接続されており、下方の電極積層構造体と上方の電極積層構造体とで構成された一対の第二金属層同士は、前記矩形状の電極積層構造体の周辺の一部であって、前記第一接続領域とは異なる位置に設けられた、各第二金属層と交差する第二接続領域において接続されており、
前記一対の第二金属層同士の間に介在された前記第一金属層は、前記第二接続領域の近傍において凹状領域を形成してなる発光素子。
【請求項３】
請求項２に記載の発光素子であって、
前記第一接続領域と前記第二接続領域とは、前記矩形状の電極積層構造体の対向する辺にそれぞれ設けられてなる発光素子。
【請求項４】
請求項３に記載の発光素子であって、
前記一対の第一金属層を前記第一接続領域で接続して形成される断面視がＵ字状の第一開口部分と、前記一対の第二金属層を前記第二接続領域で接続して形成される断面視がＵ字状の第二開口部分とのうち、一方の開口部分に他方の開口部分を形成する金属層が挿入される姿勢で交互に重なるように積層されてなる発光素子。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光素子であって、
前記半導体積層構造体は、前記第一導電型半導体層上に、前記第二導電型半導体層が積層されており、
前記第二導電型半導体層の上面に、面状電極が設けられ、
前記面状電極の上面の一部に、第三誘電体層を介して、前記第一電極層が設けられ、
前記面状電極の上面の他の一部に、前記第三誘電体層を開口させて、前記面状電極と電気的に接続された前記第二電極層が設けられ、
前記電極積層構造体の前記第一金属層は、前記第一電極層と電気的に接続され、
前記電極積層構造体の前記第二金属層は、前記第二電極層と電気的に接続されてなる発光素子。
【請求項６】
請求項５に記載の発光素子であって、
前記半導体積層構造体側にある前記電極積層構造体に位置する前記第一金属層の下面と、前記第一電極層の上面が、第四誘電体層を介して対向されてなる発光素子。
【請求項７】
請求項５に記載の発光素子であって、
前記半導体積層構造体側にある前記電極積層構造体に位置し、前記第二金属層のいずれかと電気的に接続された第二金属下面層の下面と、前記第一電極層の上面が、第四誘電体層を介して対向されてなる発光素子。
【請求項８】
請求項１〜７に記載の発光素子であって、
前記電極積層構造体が３層以上積層されてなる発光素子。
【請求項９】
請求項１〜８に記載の発光素子であって、
前記第一表面金属層と、前記第二表面金属層とがほぼ等しい面積に形成されてなる発光素子。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の発光素子であって、
前記第一誘電体層と前記第二誘電体層とが同一の材質で構成され、一体的に接続されてなる発光素子。
【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】
近年、一般照明用の灯具等において、従来の白熱電球に代わって、より低消費電力の発光ダイオード（Light Emitting Diode：以下「ＬＥＤ」ともいう。）の利用が進んでおり、その応用分野もバックライト用途や照明、車載用途等、各分野に拡大している。特に窒化物系半導体を用いたＬＥＤは、バンドギャップが広く短波長の出射が可能で、近年利用が進んでいる。
【０００３】
このような窒化物半導体を用いたＬＥＤに求められる代表的な特性として、輝度や動作電圧等の他、静電耐圧特性についても同様に優れた性能が望まれている。静電耐圧特性が悪いと、静電気などでＬＥＤが静電破壊され易くなるため、ＬＥＤの信頼性向上の観点からも、高い静電耐圧特性が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−３００５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明の実施形態における目的の一は、静電耐圧特性をより向上させた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】
【０００６】
以上の目的を達成するために、本発明の一の側面に係る発光素子によれば、第一導電型半導体層と、前記第一導電型半導体層と異なる導電型の第二導電型半導体層とが積層される半導体積層構造体と、前記半導体積層構造体上に設けられ、前記第一導電型半導体層と電気的に接続された第一電極層と、前記半導体積層構造体上であって前記第一電極層と同一面側に設けられ、前記第二導電型半導体層と電気的に接続された第二電極層とを備える素子構造体と、前記素子構造体上に設けられ、前記第一電極層と電気的に接続される第一金属層と、前記第一金属層上に設けられる第一誘電体層と、前記第一誘電体層上に設けられ、前記第二電極層と電気的に接続される第二金属層と、前記第二金属層上に設けられる第二誘電体層と、が積層される電極積層構造体と、前記第二誘電体層上の一部に設けられ、前記第一金属層と電気的に接続される第一表面金属層と、前記第二誘電体層上の他の一部に設けられ、前記第二金属層と電気的に接続される第二表面金属層とを有することができる。また、前記電極積層構造体を複数積層しており、前記電極積層構造体同士が隣接する界面において、下方の電極積層構造体の第二誘電体層の上面と、上方の電極積層構造体の第一金属層の下面とが対向しており、かつ、下方の電極積層構造体の第一金属層、第二金属層は、上方の電極積層構造体の第一金属層及び第二金属層と、それぞれ電気的に接続されており、前記第一表面金属層及び前記第二表面金属層は、前記複数の電極積層構造体のうち最表面にある電極積層構造体の第二誘電体層上に設けられ、前記電極積層構造体の平面視における形状が矩形状であり、該複数の電極積層構造体が積層された状態において、下方の電極積層構造体と上方の電極積層構造体とで構成された一対の第一金属層同士は、前記矩形状の電極積層構造体の周辺の一部に設けられた、各第一金属層と交差する第一接続領域において接続されており、前記一対の第一金属層同士の間に介在された前記第二金属層は、前記第一接続領域の近傍において凹状領域を形成することができる。
本発明の他の側面に係る発光素子によれば、第一導電型半導体層と、前記第一導電型半導体層と異なる導電型の第二導電型半導体層とが積層される半導体積層構造体と、前記半導体積層構造体上に設けられ、前記第一導電型半導体層と電気的に接続された第一電極層と、前記半導体積層構造体上であって前記第一電極層と同一面側に設けられ、前記第二導電型半導体層と電気的に接続された第二電極層と、を備える素子構造体と、前記素子構造体上に設けられ、前記第一電極層と電気的に接続される第一金属層と、前記第一金属層上に設けられる第一誘電体層と、前記第一誘電体層上に設けられ、前記第二電極層と電気的に接続される第二金属層と、前記第二金属層上に設けられる第二誘電体層と、が積層される電極積層構造体と、前記第二誘電体層上の一部に設けられ、前記第一金属層と電気的に接続される第一表面金属層と、前記第二誘電体層上の他の一部に設けられ、前記第二金属層と電気的に接続される第二表面金属層とを有することができる。また、前記電極積層構造体を複数積層しており、前記電極積層構造体同士が隣接する界面において、下方の電極積層構造体の第二誘電体層の上面と、上方の電極積層構造体の第一金属層の下面とが対向しており、かつ、下方の電極積層構造体の第一金属層、第二金属層は、上方の電極積層構造体の第一金属層及び第二金属層と、それぞれ電気的に接続されており、前記第一表面金属層及び前記第二表面金属層は、前記複数の電極積層構造体のうち最表面にある電極積層構造体の第二誘電体層上に設けられ、前記電極積層構造体の平面視における形状が矩形状であり、前記複数の電極積層構造体が積層された状態において、下方の電極積層構造体と上方の電極積層構造体とで構成された一対の第一金属層同士は、前記矩形状の電極積層構造体の周辺の一部に設けられた、各第一金属層と交差する第一接続領域において接続されており、下方の電極積層構造体と上方の電極積層構造体とで構成された一対の第二金属層同士は、前記矩形状の電極積層構造体の周辺の一部であって、前記第一接続領域とは異なる位置に設けられた、各第二金属層と交差する第二接続領域において接続されており、前記一対の第二金属層同士の間に介在された前記第一金属層は、前記第二接続領域の近傍において凹状領域を形成することができる。
【発明の効果】
【０００７】
上記構成により、静電耐圧特性をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の実施形態１に係る発光素子の素子構造体を模式的に示す平面図である。
【図２】図２は、図１の素子構造体のＩＩ−ＩＩ線における模式的な断面図である。
【図３】図３は、図１の素子構造体上に電極積層構造体を設けた発光素子を模式的に示す斜視図である。
【図４】図４は、図３の電極積層構造体を模式的に示す分解斜視図である。
【図５】図５は、実施形態２に係る発光素子を模式的に示す斜視図である。
【図６】図６は、図５の電極積層構造体の模式的な分解斜視図である。
【図７】図７は、実施形態３に係る発光素子を模式的に示す斜視図である。
【図８】図８は、図７の電極積層構造体の模式的な分解斜視図である。
【図９】図９は、実施形態４に係る発光素子を模式的に示す斜視図である。
【図１０】図１０は、変形例に係る発光素子を模式的に示す斜視図である。
【図１１】図１１は、図２の素子構造体の模式的な拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明は以下のものに特定されない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。また、一部の実施例、実施形態において説明された内容は、他の実施例、実施形態等に利用可能なものもある。さらに、本明細書において、層上等でいう「上」とは、必ずしも上面に接触して形成される場合に限られず、離間して上方に形成される場合も含んでおり、層と層の間に介在層が存在する場合も包含する意味で使用する。
（実施形態１）
〔発光素子〕
【００１０】
本発明の実施形態１に係る発光素子１００の素子構造体１の模式的な平面図を図１に、またこの素子構造体１の模式的な断面図を図２に、さらに電極積層構造体２を設けた発光素子１００の模式的な斜視図を図３に、電極積層構造体２の模式的な分解斜視図を図４に、それぞれ示す。これらの図に示す発光素子１００は、素子構造体１と、その上に設けられた電極積層構造体２と、さらにその上に設けられた第一表面金属層４１ｘ、第二表面金属層４２ｘを備える。層間の絶縁には、誘電体を好適に利用できる。
【００１１】
素子構造体１は、図１に示すように、主として、平面形状が矩形の半導体積層構造体１３と、半導体積層構造体１３の同一面側に設けられる第一電極層１１（例えばｐ側電極）及び第二電極層１２（例えばｎ側電極）とを備える。なお、半導体層１３は、第一導電型半導体層１４と第二導電型半導体層１６とが積層されておれば足り、第一導電型半導体層１４の上に第二導電型半導体層１６が積層される場合と、第二導電型半導体層１６の上に第一導電型半導体層１４が積層される場合のいずれも包含する。
【００１２】
また矩形状の形状の例としては、正方形が好ましい。なお、本実施形態における矩形とは、４つの角の角度について９０度±５度の変動が許容されることを意味し、これら矩形に近似する形状をも包含する。
（半導体積層構造体１３）
【００１３】
半導体積層構造体１３は、第一導電型半導体層１４（例えばｎ型半導体層）と第二導電型半導体層１６（例えばｐ型半導体層）とを含む。また図２に示すように、これらの間に活性層１５を含むものが好ましい。これら第一導電型半導体層１４、活性層１５及び第二導電型半導体層１６の種類、材料は特に限定されるものではなく、例えば、ＩｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ＜１）等の半導体材料を用いることができる。各層の膜厚及び層構造は、当該分野で公知のものを利用することができる。
（露出部１８）
【００１４】
半導体積層構造体１３は、その一部領域において、第一導電型半導体層１４が露出する複数の露出部１８を有する。これらの露出部１８は、平面視で第二電極層１２が配置される領域とは異なる領域に配置される。言い換えると、露出部１８は、第一導電型半導体層１４上に積層された第二導電型半導体層１６及び活性層１５が膜厚方向の全てにわたって（任意に第一導電型半導体層１４の膜厚方向の一部が）除去されることによって画定される。これら複数の露出部１８は、後述する第一電極層１１によって一体的に、第一導電型半導体層１４と電気的に接続するために利用される。
【００１５】
露出部１８の形状、大きさ、位置は、意図する素子構造体１の大きさ、形状、接続状態、求められる発光素子の出力及び輝度等によって適宜設定することができる。露出部１８は、全てが同じ形状、同じ大きさで配列されているものがより好ましい。これにより、電流の供給量の均一化を実現することができる。その結果、素子構造体１の全体として、発光強度を均一化し、輝度ムラを抑制することができる。各露出部１８の形状は、平面視において円又は楕円、三角形、矩形、六角形等の多角形等が挙げられ、なかでも、円形又は楕円形が好ましい。露出部１８は、例えば、直径（一辺）が数十〜数百μｍ程度の大きさが好ましい。別の観点から、直径が、半導体積層構造体１３の一辺の１／２０〜１／５程度の大きさであることが好ましい。
【００１６】
露出部１８は、平面視で、半導体積層構造体１３の辺に沿って等間隔に配置されている。ここで等間隔とは、露出部１８同士がいずれも同じ間隔で配置されているのみならず、それらの間隔は±５％程度の範囲内でのずれを許容することを意味する。露出部１８間の最短距離は、各露出部１８の大きさ、半導体積層構造体１３の大きさ、求められる発光素子の出力、輝度等によって適宜調整することができる。露出部間の最短距離（以下、各露出部の中心からの距離で示す）は、例えば、露出部１８の大きさ（例えば、直径）の２〜８倍程度が挙げられ、４〜６倍程度の距離が好ましい。別の観点から、最短距離は、半導体積層構造体１３の一辺の１／３０〜１／５程度の距離が挙げられ、１／１５〜１／５程度の距離が好ましい。具体的には、１辺が１．４ｍｍの半導体積層構造体１３である場合、最短距離は、５０〜３００μｍ程度が挙げられ、１００〜２５０μｍ程度が好ましい。露出部１８は、半導体積層構造体１３の縁部よりも内側に形成されていることが好ましい。
（基板１７）
【００１７】
半導体積層構造体１３は、通常、半導体成長用の基板１７上に形成される。このような基板１７は、半導体をエピタキシャル成長させることができるものであれば良く、例えば、サファイア（Ａｌ2Ｏ3）、スピネル（ＭｇＡ12Ｏ4）のような絶縁性基板等が挙げられる。
【００１８】
上述したように半導体積層構造体１３が平面視において矩形である場合、基板１７も同様に矩形であるのが好ましい。特に、基板１７は、半導体積層構造体１３よりも若干大きい平面積を有する、半導体積層構造体１３の平面と相同の矩形であることが好ましい。基板１７は、半導体積層構造体１３からの光を十分に散乱又は回折させて、発光効率を向上させるために、表面に複数の凸部を有するものが好ましい。このような基板１７の表面の凸部は、当該分野で公知の方法によって形成することができる。
【００１９】
基板１７は、発光素子の最終形態において、厚み方向の一部又は全部が除去されていてもよい。基板の除去は、レーザリフトオフ法等を利用して行うことができる。ただし、基板は、半導体層から完全に除去されたものに加えて、半導体層の端部又は隅部に若干の基板が残存していてもよい。また、研磨又は研削等によって、厚み方向の一部のみを除去してもよい。
（第一電極層１１及び第二電極層１２）
【００２０】
半導体積層構造体１３は、それぞれ、第一導電型半導体層１４と接続される第一電極層１１と、第二導電型半導体層１６と接続される第二電極層１２とを有する。これらの第一電極層１１及び第二電極層１２は、半導体積層構造体１３の第１主面側（つまり基板１７とは反対側）に配置されている。特に、第一電極層１１は、上述した複数の露出部１８に一体的に接続されている。また、第二電極層１２は、半導体積層構造体１３、特に第二導電型半導体層１６の一隅に配置されている。
【００２１】
第一電極層１１及び第二電極層１２の平面形状は、特に限定されるものではなく、円形，楕円形，多角形，扇形，これらに近い形状，これらに凹みを有する形状等が挙げられる。
【００２２】
なかでも、第二電極層１２は、ｐ型半導体の一隅を覆う扇形であることが好ましい。第二電極層１２の扇形の大きさは、特に限定されるものではなく、後述する第二金属層との電気的接続を実現できる程度であればよい。具体的には、５０〜３００μｍ程度の一辺を有する扇形状が挙げられ、１００〜３００μｍ程度が好ましい。
【００２３】
第一電極層１１は、半導体積層構造体１３より若干小さい矩形に、第二電極層１２と離間するように扇形に対応する凹みを有する形状であることが好ましい。従って、第一電極層１１は、露出部１８上のみならず、後述するように絶縁性を確保して、第二導電型半導体層１６上にも配置される。第一電極層１１及び第二電極層１２がこのような形状を有することにより、活性層１５における電流密度が均一となるように電流を印加することが可能となる。
【００２４】
第一電極層１１及び第二電極層１２は、例えば、Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ｎｉ，Ｗ，Ｍｏ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｃｕ等の金属又はこれらの金属の少なくとも1種を含む合金等から形成することができる。第一電極層１１及び第二電極層１２は、単層で形成できる他、例えば図１１に示すように、半導体積層構造体１３半導体層側からＴｉ／Ｒｈ／Ａｕ，Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ，Ｗ／Ｐｔ／Ａｕ，Ｒｈ／Ｐｔ／Ａｕ，Ｎｉ／Ｐｔ／Ａｕ，Ａｌ−Ｃｕ合金／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ，Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ，Ｔｉ／Ｒｈ，Ｔｉ／Ｒｈ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕなどの積層膜によって形成することができる。膜厚は、当該分野で用いられる膜の膜厚のいずれでもよい。
（導電層２１）
【００２５】
第一電極層１１及び第二電極層１２は、第一導電型半導体層１４及び第二導電型半導体層１６と直接接触していてもよいし、導電層２１を通して電気的に接続されていてもよい。導電層２１を構成する層としては、特に限定されないが、例えば、第一導電型半導体層１４又は第二導電型半導体層１６に接触する反射層などが挙げられる。
【００２６】
反射層は、第一導電型半導体層１４及び第二導電型半導体層１６の双方に接続されていてもよいし、第二導電型半導体層１６にのみ接続されていてもよい。また、この反射層は、ＩＴＯ等のオーミック電極層を介して第一導電型半導体層１４及び／又は第二導電型半導体層１６に接続されていてもよい。反射層としては、Ａｇ又はＡｇ合金などを含む層や、Ａｌ又はＡｌ合金などを含む層が挙げられる。反射層の厚みは、特に限定されるものではなく、半導体積層構造体１３から出射される光を効果的に反射することができる厚み、例えば、２０ｎｍ〜１μｍ程度が挙げられる。反射層は、第一導電型半導体層１４及び／又は第二導電型半導体層１６との接触面積は大きいほど好ましく、例えば、半導体積層構造体１３の平面積の５０％以上、６０％以上、７０％以上が挙げられる。
【００２７】
また図１１に示すように、導電層２１を構成する層として、Ａｇ又はＡｇ合金などを含む反射層３５を用いる場合には、Ａｇのマイグレーションを防止するために、反射層３５の上面にバリア層３６，３７，３８を形成することが好ましく、さらに導電層２１の上面及び側面を被覆する被覆電極２２（適宜、面状電極という）を形成することが好ましい。このようなバリア層３６，３７，３８又は被覆電極２２としては、通常、電極材料として用いられている金属及び合金によって形成されるものであればよい。より具体的には、バリア層３６，３７，３８は、上述した第一電極層１１及び第二電極層１２の材料として挙げられた金属又は合金が挙げられ、例えば半導体積層構造体１３側から順にＮｉ／Ｔｉ／Ｒｕ等が好ましい。被覆電極２２としては、例えば、Ａｌ，Ｃｕ，Ｎｉ等の金属を含有する単層又は複数層が挙げられ、なかでも、ＡｌＣｕ又はＡｌＣｕＳｉなどを用いることが好ましい。バリア層３６，３７，３８及び被覆電極２２の厚みは、効果的にＡｇのマイグレーションを防止するために、それぞれ、数百ｎｍ〜数μｍ程度が挙げられる。また、被覆電極２２に代えて、ＳｉＮなどの絶縁層を形成することもできる。この場合、導電層２１の上面で部分的に開口し、かつ導電層２１の側面を被覆するように絶縁層を形成することによって、Ａｇのマイグレーションを防止することができると共に、第一電極層１１又は第二電極層１２と、導電層２１とを電気的に接続することができる。
【００２８】
特に、第二電極層１２は、発光素子の光取り出し効率の観点から、導電層２１及び被覆電極２２を介して第二導電型半導体層１６の上面に接続されていることが好ましい。さらに、この導電層２１及び被覆電極２２は、露出部１８を除く半導体積層構造体１３上のほぼ全面（図２に示す例では、第二導電型半導体層１６の上面全体）に設けられているのがより好ましい。なお、この導電層２１及び被覆電極２２は、本実施形態における面状電極に相当する。
【００２９】
一方、第一電極層１１は、導電層２１及び被覆電極２２のいずれをも介することなく、露出部１８から露出された第一導電型半導体層の上面に接続されていてもよいし、ＩＴＯ等のオーミック電極層を介して第一導電型半導体層に接続されていてもよい。
（絶縁膜２０）
【００３０】
第一電極層１１及び第二電極層１２は、被覆電極２２との間に、絶縁膜２０を部分的に介在していてもよい。この絶縁膜２０は、本実施形態における第三誘電体層に相当する。
【００３１】
第一電極層１１は、上述した半導体積層構造体１３に形成される露出部１８を通して電気的に接続される。第一電極層１１は、複数の露出部に接続されることが好ましく、全ての露出部に接続されることがより好ましく、これら複数又は全ての露出部を一体的に被覆するように接続されることがさらに好ましい。従って、第一電極層１１は、第一導電型半導体層１４上のみならず、第二導電型半導体層１６上にも配置される。この場合、露出部１８を囲む半導体積層構造体１３の側面（活性層１５及び第二導電型半導体層１６の側面）から第二導電型半導体層１６上に配置する絶縁膜２０を介して、第一電極層１１が第二導電型半導体層１６上に配置される。このように、第一電極層１１が露出部１８を一体的に被覆することにより、シート抵抗を低減することが可能となる。ここでの絶縁膜２０は、特に限定されるものではなく当該分野で公知の材料を、電気的な絶縁性を確保し得る厚みで用いることが好ましい。ただし、絶縁膜２０の膜厚は、静電耐圧特性の向上（膜厚が薄いほど第一電極層１１と被覆電極２２との間における静電容量を増加）の観点も考慮すると、例えば０．０５μｍ以上５．００μｍ以下程度、さらに好ましくは０．１０μｍ以上２．００μｍ以下程度である。
【００３２】
いいかえると、被覆電極２２の上面（いわゆる面状電極の上面）の一部に、絶縁膜（第三誘電体層）２０を介して第一電極層１１が設けられている。また、面状電極の上面の他の一部には、第三誘電体層２０を開口させて、面状電極と電気的に接続された第二電極層１２が設けられている。後述する電極積層構造体２の第一金属層４１は、第一電極層１１と電気的に接続される。また電極積層構造体２の第二金属層４２は、第二電極層１２と電気的に接続されている。
（電極積層構造体２）
【００３３】
さらに第一電極層１１及び第二電極層１２は、電極積層構造体２に接続される。図３に示す発光素子１００は、素子構造体１と、その上に設けられた電極積層構造体２と、さらにその上に設けられた第一表面金属層４１ｘ、第二表面金属層４２ｘと、を備える。なお図３においては説明のため電極積層構造体２を素子構造体１よりも相当厚く図示しているが、実際にはこのような顕著な厚さの違いは必須でない。
【００３４】
電極積層構造体２は、第一金属層４１と、第一誘電体層５１と、第二金属層４２と、第二誘電体層５２とを備える。この内、第一金属層４１は、素子構造体１の第一電極層１１と、また第二金属層４２は、素子構造体１の第二電極層１２と、それぞれ電気的に接続される。また第一誘電体層５１は、第一金属層４１上に設けられる。一方第二金属層４２は、第一誘電体層５１上に設けられる。さらに第二誘電体層５２は、第二金属層４２上に設けられる。これら第一誘電体層５１、第二誘電体層５２は、第一金属層４１や第二金属層４２の層間を絶縁するための部材であり、その材質として例えばＳｉＯ2，ＳｉＮ，ＺｒＯ2，ＴｉＯ2，ＨｆＯ2及びＮｂ2Ｏ5等が利用できる。また第一誘電体層５１と第二誘電体層５２、及び後述する第三誘電体及び第四誘電体は、好ましくは同一の材質で構成され、一体的に接続されている。
（第一表面金属層４１ｘ、第二表面金属層４２ｘ）
【００３５】
さらに第一表面金属層４１ｘは、第二誘電体層５２上の一部に設けられ、第一金属層４１と電気的に接続される。また第二表面金属層４２ｘは、第二誘電体層５２上の他の一部に設けられ、第二金属層４２と電気的に接続される。これら第一表面金属層４１ｘと第二表面金属層４２ｘとを、同一平面上に隣り合うように設けた外部接続端子として利用することで、実装時など、外部との電気接続の作業性、利便性が向上する。また第一表面金属層４１ｘと、第二表面金属層４２ｘとは、ほぼ等しい面積に形成することが好ましい。
【００３６】
また半導体積層構造体２は、第一導電型半導体層１４上に、第二導電型半導体層１６を積層し、第二導電型半導体層１６の上面に、面状電極２１，２２を設け、面状電極２１，２２の上面の一部に、第三誘電体層２０を介して、第一電極層１１を設けることができる。さらに面状電極２１，２２の上面の他の一部に、第三誘電体層２０を開口させて、面状電極２１，２２と電気的に接続された第二電極層１２を設けてもよい。この場合、電極積層構造体の第一金属層４１は、第一電極層１１と電気的に接続され、電極積層構造体の第二金属層４２は、第二電極層１２と電気的に接続される。さらに半導体積層構造体１３側にある電極積層構造体２に位置する第一金属層４１ａの下面と、第一電極層１１の上面を、第四誘電体層５４を介して対向させてもよい。あるいは、半導体積層構造体１３側にある電極積層構造体２に位置し、第二金属層４２のいずれかと電気的に接続された第二金属下面層４２ａの下面と、第一電極層１１の上面を、第四誘電体層５４を介して対向させてもよい。
【００３７】
電極積層構造体２は、複数を積層することができる。この場合、電極積層構造体同士が隣接する界面において、下方の電極積層構造体の第二誘電体層５２の上面と、上方の電極積層構造体の第一金属層４１の下面とが対向することとなる。また第一表面金属層４１ｘ及び第二表面金属層４２ｘは、複数の電極積層構造体２のうち最表面（半導体積層構造体１３とは反対側の面）にある電極積層構造体の第二誘電体層５２上に設けられることとなる。例えば、電極積層構造体を３層以上積層させると、電極の面積を実質的に増やして静電破壊し難い構造の発光素子を実現できる。
【００３８】
また複数の電極積層構造体が積層された状態において、下方の電極積層構造体の第一金属層４１、第二金属層４２は、上方の電極積層構造体の第一金属層４１及び第二金属層４２と、それぞれ電気的に接続されている。具体的には、下方の電極積層構造体と上方の電極積層構造体とで構成された一対の第一金属層４１同士は、第一接続領域４３を介して接続される。また一対の第二金属層４２同士は、第二接続領域４４を介して接続される。
【００３９】
このように第一金属層４１、第二金属層４２は、それぞれ複数枚を備えることができる。金属層の積層数を増やすことで電極体の平面面積を増やし、静電容量を増加させて静電耐圧特性を一層向上させることができる。ここで、第一金属層４１の枚数と第二金属層４２の枚数は、一致させる必要はない。例えば図３、図４の例では、第一金属層４１を３枚、第二金属層４２を２枚、各金属層が対向するように交互に積層している。なお図４においては、説明のため誘電体層を省略している。このように電極積層構造体２は、複数の第一金属層４１と、複数の第二金属層４２とを、誘電体層５１，５２で絶縁させつつ、交互に積層することにより、電荷を貯えることが可能な構成としている。
【００４０】
これら第一金属層４１、第二金属層４２、第一表面金属層４１ｘ、第二表面金属層４２ｘは、例えばＡｌ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｕ,Ｐｔ，Ｔｉ，Ｒｕ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｖ，Ｐｄ及びＷ等の金属が利用できる。またこれら第一金属層４１、第二金属層４２、第一表面金属層４１ｘ、第二表面金属層４２ｘを、同じ材質の金属とすることが好ましい。
【００４１】
また、第一金属層４１、第一誘電体層５１、第二金属層４２、第二誘電体層５２の大きさは、好ましくはほぼ等しくする。特に対向する第一金属層４１と第二金属層４２は、対向する面積が大きいほど、ここに貯えられる電荷も多くなるため、コンデンサとして静電容量を増大して静電耐圧特性を向上させることができることから、接続領域を除いて極力、同じ形状となるように形成する。ここでは、第一金属層４１、第一誘電体層５１、第二金属層４２、第二誘電体層５２の形状を平面視において矩形状としている。さらに、第一金属層４１と第二金属層４２との離間距離は、近いほど貯えられる電荷も多くなり、静電耐圧特性を向上させることができるため好ましく、例えば、０．０５μｍ以上５．００μｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは０．１０μｍ以上２．００μｍ以下である。
（第一接続領域４３、第二接続領域４４）
【００４２】
第一金属層４１同士、第二金属層４２同士は、上述の通りそれぞれ第一接続領域４３、第二接続領域４４を介して電気的に接続されている。各接続領域は、金属層と交差するように設けられ、接続する一の金属層同士の間に介在される誘電体層や他の金属層を貫通するように配置される。すなわち、第一接続領域４３が、第一金属層４１同士の間に介在される第二金属層４２を貫通するに際して、第二金属層４２と絶縁するため、第一金属層４１と交差するように配置された第一接続領域４３の周囲にも絶縁部材が配置される。同様に、第二接続領域４４が、第二金属層４２同士の間に介在される第一金属層４１を貫通するに際して、第一金属層４１と絶縁するため、第二金属層４２と交差するように配置された第二接続領域４４の周囲にも絶縁部材が配置される。このような絶縁部材は、誘電体層が好適である。好ましくは、層間の絶縁に用いた誘電体層と同じ材質の誘電体層を絶縁部材にも用いる。すなわち、第一金属層４１や第二金属層４２、あるいは第一表面金属層４１ｘや第二表面金属層４２ｘ、第一電極層１１、第二電極層１２を絶縁するために介在された誘電体層５０は、互いに接続されて一体となる。このようにすることで、製造プロセスを簡略化でき、また接続界面の接合状態も良好となる。なお第一接続領域４３と第二接続領域４４とは、矩形状の電極積層構造体２の対向する辺にそれぞれ設けることが好ましい。
（第一凹状領域４５、第二凹状領域４６）
【００４３】
さらに、一の金属層同士の間に介在される他の金属層は、接続領域を貫通させるために、凹状領域を設けている。具体的には、一対の第一金属層同士の間に介在された第二金属層４２は、第一接続領域４３の近傍において第二凹状領域４６を形成している。また一対の第二金属層同士の間に介在された第一金属層４１は、第二接続領域４４の近傍において第一凹状領域４５を形成している。このように一方の金属層の凹状領域は、他方の金属層において接続領域を設けた位置と対応して設けられる。
【００４４】
各接続領域や凹状領域は、矩形状の辺の中間に設けることもできるが、好ましくは各金属層の隅部に設ける。これによって接続領域を絶縁するための領域を最小限に抑え、電極層の面積が削減される量を抑制できる。
【００４５】
また層間を接続する接続領域は、垂直断面視においてＵ字状に形成している。また一の金属層同士が接続領域で接続されたＵ字状の開口は、他の金属層同士が接続領域で接続されたＵ字状の開口に対して、互いに噛み合うように、すなわち一方のＵ字状の突出部分が、他方のＵ字状の開口部分に入り込むように配置される。例えば一対の第一金属層４１を第一接続領域４３で接続して形成される断面視がＵ字状の第一開口部分と、一対の第二金属層４２を第二接続領域４４で接続して形成される断面視がＵ字状の第二開口部分のうち、一方の開口部分に他方の開口部分を形成する金属層が挿入される姿勢で交互に重なるように積層することができる。
（第一接続領域４３）
【００４６】
第一金属層が複数枚ある場合、対向する第一金属層同士を接続する第一接続領域４３は、同じ位置とせず、異なる位置に設けることが好ましい。これにより、層間を移動する電流が一箇所に集中して拡散しなくなる事態を回避できる。好ましくは、層間を連結する第一接続領域４３の内、積層方向に隣接する第一接続領域４３同士を、対角線状に配置する。図３、図４の例では、最下層の第一金属層４１ａと、下から２番目の第一金属層４１ｂとを接続する第一接続領域４３は矩形状の右下の頂点の位置に、また下から２番目の第一金属層４１ｂと、下から３番目（最上層）の第一金属層４１ｃとを接続する第一接続領域４３は矩形状の左上の頂点の位置に、それぞれ配置している。さらに、最下層の第一金属層４１ａと、第一電極層１１とを接続する第一接続領域４３を矩形状の左上の頂点の位置に、下から３番目の第一金属層４１ｃと、第一表面金属層４１ｘとを接続する第一接続領域４３を矩形状の右下の頂点の位置に、それぞれ配置している。このように、層間を接続する第一接続領域４３同士を交互に配置したことで、第一金属を通過する電流は矩形状の電極の最も遠い距離を走ることとなり、電流を拡散させて電極面内に均一に通電させるという観点から好ましい。
（第二接続領域４４）
【００４７】
同様に、第二金属層４２を接続する第二接続領域４４に対しても、層間で交互に配置する構成とする。この際、第二接続領域４４は第一接続領域４３と干渉しない位置に設ける必要がある。よって、図３及び図４の例では第一接続領域４３を矩形状の電極積層構造体２の左上と右下の頂点という対角線上に配置したため、第二接続領域４４は右上と左下の頂点という対角線上に配置することが好ましい。具体的には、最下層の第二金属層４２ａと、下から２番目の第二金属層４２ｂとを接続する第二接続領域４４は矩形状の右上の頂点の位置に配置している。また、最下層の第二金属層４２ｂと、第二電極層１２とを接続する第二接続領域４４を矩形状の左下の頂点の位置に、下から２番目の第二金属層４２ｂと、第二表面金属層４２ｘとを接続する第二接続領域４４を矩形状の左下の頂点の位置に、それぞれ配置している。
【００４８】
このように、同じ金属層と接続された接続領域同士は、対角線上に配置する。その一方、異なる金属層の接続領域については、矩形状を構成する辺の異なる頂点に、それぞれ配置している。これにより、層間の導通を確保する第一接続領域４３と第二接続領域４４との干渉を回避すると共に、これらを離間させて静電耐圧特性並びに信頼性の向上が図られる。
【００４９】
以上の例では、電極積層構造体２の平面視における形状を、矩形状とした例を説明した。ただ、電極積層構造体の形状は、矩形状に限られず、他の形状、例えば多角形状や円形状、楕円形状等とすることもできる。
（実施形態２）
【００５０】
図３の例では、最下面（半導体積層構造体１３側の面）の第一金属層４１ｃの下面と第一電極層１１の上面は、第四誘電体層５４を介して対向されている。このため、この間は同極同士となって電荷を貯えることができず、コンデンサとしての機能を果たさない。特に第一電極層１１（図３の例ではｎ側電極）を第二電極層１２（図３の例ではｐ側電極）よりも大きく形成した構成においては、この第一電極の面積も有効利用することが考えられる。そこで、第二電極層１２よりも面積の大きい第一電極層１１と、この第一電極層１１と極性の異なる第二金属層４２と対向させることで、さらに静電耐圧特性を向上させることができる。このような例を実施形態２に係る発光素子２００として、図５の模式的な斜視図及び図６の模式的な分解斜視図に示す。
【００５１】
これらの図に示す電極積層構造体２Ｂの例では、第二金属層４２を３枚、第一金属層４１を２枚、交互に積層し、最下層の第二金属層４２ａ（適宜、第二金属下面層という）の下面を、第四誘電体層５４を介して第一電極層１１の上面と対向させている。なお、第二金属下面層４２ａの下面と、第一電極層１１の上面との離間距離は、実施形態１における第一金属層４１と第二金属層４２との離間距離と同様に、０．０５μｍ以上５．００μｍ以下が好ましく、さらに好ましくは０．１０μｍ以上２．００μｍ以下である。また最上層の第二金属層４２ｃの上面に、第一表面金属層４１ｘと第二表面金属層４２ｘを配置していることは、図３と同様である。図６に示すように、３枚の第二金属層４２は、矩形状の右上と左下に第二接続領域４４を、右下と左上に第二凹状領域４６を配置している。具体的には、最下層の第二金属層４２ａは左下の第二接続領域４４で第二電極層１２と接続し、また右上の第二接続領域４４で下から２番目の第二金属層４２ｂと接続している。また下から２番目の第二金属層４２ｂは、右上の第二接続領域４４で最下層の第二金属層４２ａと、左下の第二接続領域４４で下から３番目（最上層）の第二金属層４２ｃと、それぞれ接続している。さらに最上層の第二金属層４２ｃは、右上の第二接続領域４４でもって第二表面金属層４２ｘと接続している。
【００５２】
一方、２枚の第一金属層４１は、矩形状の右下と左上に第一接続領域４３を、左下と右上に第一凹状領域４５を配置している。具体的には、最下層の第一金属層４１ａは右下の第一接続領域４３で第一電極層１１と接続し、また左上の第一接続領域４３で下から２番目の第一金属層（第一金属層４１における最上層）４１ｂと接続している。また最上層の第一金属層４１ｂは、右下の第一接続領域４３でもって第一表面金属層４１ｘと接続している。一の金属層同士の間を接続する接続領域を、介在する他の金属層を貫通させるため、接続領域と対応する部位に凹状領域が設けられていることは図３と同様である。
【００５３】
以上の構成であれば、必要な金属層の枚数を図３と同じとしながら、第一電極層１１と最下層の第二金属層４２ａとの間でも電荷を貯えることが可能となるため、静電耐圧特性を高めることが可能となる。
（実施形態３）
【００５４】
また、金属層の枚数を増やすほど、貯えることの電荷量が一層増え、コンデンサとしての静電容量を増大でき、これに応じて発光素子の静電放電時に素子への負荷を低減して静電耐圧特性をさらに向上できる。このような例を実施形態３として図７の模式的な斜視図及び図８の模式的な分解斜視図に示す。これらの図に示す発光素子３００の例では、第二金属層４２を５枚、第一金属層４１を４枚、誘電体層５０を介して互いに積層して電極積層構造体２Ｃを各々構成している。具体的には、第二金属層４２として、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅの計５枚、第一金属層４１として、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄの計４枚でもって、電極積層構造体２Ｃが構成されている。
【００５５】
このように、積層数を増やす程、静電耐圧特性を向上できる上、得られた発光素子を他の部材にフェイスダウン実装する際の衝撃を、電極積層構造体で物理的に吸収して、素子への応力を緩和する効果も高めることができる。このように、発光素子の静電耐圧を高めて電気的に保護することに加えて、機械的な応力からも保護することができる。
（実施形態４）
【００５６】
以上の例では、第二電極層１２を半導体積層構造体１３の平面視において左下に設け、また第二表面金属層４２ｘを電極積層構造体の平面視において上半分に、第一表面金属層４１ｘを下半分に配置した例を説明した。ただ本発明はこの構成に限られず、例えば図９に示す実施形態４に係る発光素子４００のように、第二表面金属層４２ｘ’を電極積層構造体２Ｄの平面視において下半分に、第一表面金属層４１ｘ’を上半分に配置することもできる。このように平面視において第二電極層が第二表面電極層と重なるように配置することで、製造工程において表面電極の向きを、同じ極性の電極の側に一致させることができ、位置決めに際して有利となる。さらに図９においては、図において第一表面金属層４１ｘ’と第二表面金属層４２ｘ’を水平方向に平行な姿勢としているが、これに限らず、垂直方向に平行な姿勢に配置することもできる。
（実施形態５）
【００５７】
以上の例では、層間の接続領域が対角線上に配置されていることから、各金属層に通電する際には、電流が対角線上に向かうため、各金属層に電流を均一に拡散させやすくなり、好ましい。ただ本発明は、接続領域の配置例を対角線上に限定するものでなく、一部において同じ辺の端部同士としたり、あるいは同じ部位としたりすることもできる。このような例として、実施形態５に係る発光素子５００を図１０に示す。この例では、最下層の第二金属層４２ａにおいて、上方に位置する下から２番目の第二金属層４２ｂとの第二接続領域４４と、下方に位置する第二電極層１２との第二接続領域４４を、同じ部位、この例では平面視において矩形状の右下の頂点に配置している。このように、特に電極積層構造体の下面側における電極層との接続や、逆に上面側における表面金属層との接続に際して、これらの電極層、表面金属層の位置や姿勢に応じて、適宜接続領域の位置を変更できる。
【００５８】
以上、本発明の実施形態に係る発光素子は、電極を複数の金属層が誘電体層を介して積層した電極積層構造体とすることで、実質的に電極面積を増やし、コンデンサの静電容量を増やすメカニズムと同様の効果で電荷を蓄え放電させる効果を奏し、発光素子の静電放電時に、素子への負荷を低減し、静電耐圧特性を高め静電破壊され難い構造とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明の実施形態に係る発光素子は、照明用光源、ＬＥＤディスプレイ、液晶表示装置などのバックライト光源、信号機、照明式スイッチ、各種センサ及び各種インジケータ、その他の一般的な民生品用光源等に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１００、２００、３００、４００、５００…発光素子
１…素子構造体
２、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ…電極積層構造体
１１…第一電極層
１２…第二電極層
１３…半導体積層構造体
１４…第一導電型半導体層
１５…活性層
１６…第二導電型半導体層
１７…基板
１８…露出部
２０…絶縁膜（第三誘電体層）
２０ａ、２０ｂ…貫通孔
２１…導電層（面状電極）
２２…被覆電極（面状電極）
３１…Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金層
３２…Ｔｉ層
３３…Ｐｔ層
３４…Ａｕ層
３５…Ａｇ層
３６，３７，３８…バリア層
４１、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ…第一金属層
４１ｘ、４１ｘ’…第一表面金属層
４２、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅ…第二金属層
４２ｘ、４２ｘ’…第二表面金属層
４３…第一接続領域
４４…第二接続領域
４５…第一凹状領域
４６…第二凹状領域
５０…誘電体層
５１…第一誘電体層
５２…第二誘電体層
５４…第四誘電体層
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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