(57)【要約】本発明の課題は、耐湿性の向上を図ることが可能な窒化物半導体発光素子を提供することである。ｎ型窒化物半導体層（３）は、少なくともｎ型ＡｌＧａＮ層（３１）を有する。窒化物半導体発光素子（１００）は、パッシベーション膜（１１）を備える。負電極（９）は、各々がｎ型ＡｌＧａＮ層（３１）にオーミック接触する複数の第２コンタクト電極（９１）と、複数の第２コンタクト電極（９１）を覆いｎ型ＡｌＧａＮ層（３１）に非オーミック接触する第２パッド電極（９２）と、を備える。第２パッド電極（９２）の複数の金属層（９２ａ）、（９２ｂ）、（９２ｃ）、（９２ｄ）のうちｎ型ＡｌＧａＮ層（３１）に非オーミック接触する金属層（９２ａ）が、発光層（４）からの紫外線の反射率が５０％未満の材料により形成されている。
2016163083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともｎ型ＡｌＧａＮ層を有するｎ型窒化物半導体層と、
前記ｎ型ＡｌＧａＮ層上に形成され、紫外線を放射する発光層と、
前記発光層上に形成されたｐ型窒化物半導体層と、
前記ｎ型窒化物半導体層と前記発光層と前記ｐ型窒化物半導体層とを含む窒化物半導体層を支持し、前記発光層から放射される紫外線を透過する単結晶基板である基板と、
前記ｐ型窒化物半導体層の表面に設けられている正電極と、
前記ｎ型窒化物半導体層において前記発光層で覆われていない部位に設けられている負電極と、
前記正電極が内側に配置される第１コンタクト孔と前記負電極が内側に配置される第２コンタクト孔とが形成されている電気絶縁膜と、
パッシベーション膜と、を備え、
前記ｎ型窒化物半導体層、前記発光層及び前記ｐ型窒化物半導体層は、前記基板側から、この順に並んでおり、
前記ｎ型ＡｌＧａＮ層は、前記発光層に重なる第１領域と前記発光層に重ならない第２領域とを有し、前記第１領域の表面よりも前記第２領域の表面を前記基板側へ後退させる段差が形成されており、
前記電気絶縁膜は、前記ｐ型窒化物半導体層の表面の一部及び側面、前記発光層の側面、前記ｎ型ＡｌＧａＮ層の前記第１領域の側面及び前記ｎ型ＡｌＧａＮ層の前記第２領域の表面の一部を覆い、
前記正電極は、前記電気絶縁膜における前記第１コンタクト孔の内側に配置され前記ｐ型窒化物半導体層にオーミック接触する第１コンタクト電極と、前記第１コンタクト電極を覆うように形成された第１パッド電極と、を備え、
前記負電極は、前記電気絶縁膜における前記第２コンタクト孔の内側に配置され各々が前記ｎ型ＡｌＧａＮ層にオーミック接触する複数の第２コンタクト電極と、前記複数の第２コンタクト電極を覆うように形成され前記ｎ型ＡｌＧａＮ層に非オーミック接触する第２パッド電極と、を備え、
前記パッシベーション膜は、少なくとも前記第２パッド電極の端部を覆うように形成され、かつ、前記第２パッド電極の中央部を露出させる開口部が形成されており、
前記第２パッド電極は、複数の金属層が積層された構造を有し、
前記複数の金属層のうち前記ｎ型ＡｌＧａＮ層に非オーミック接触する最下層の金属層が、前記発光層から放射される紫外線の反射率が５０％未満の材料により形成されている、
ことを特徴とする窒化物半導体発光素子。
【請求項２】
前記最下層の金属層の材料は、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒ及びＷの群から選択される１種である、
ことを特徴とする請求項１記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項３】
前記電気絶縁膜からなる第１電気絶縁膜とは別の第２電気絶縁膜を更に備え、
前記第２電気絶縁膜は、前記複数の第２コンタクト電極のうち隣り合う第２コンタクト電極どうしの間で前記ｎ型ＡｌＧａＮ層の前記第２領域の表面上に形成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項４】
前記複数の第２コンタクト電極のうち隣り合う第２コンタクト電極どうしの間において、前記ｎ型ＡｌＧａＮ層の前記第２領域の表面に凹部が形成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至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】
前記複数の第２コンタクト電極のうちの少なくとも１つの第２コンタクト電極は、前記基板の厚さ方向から見て、直径４５μｍの円よりも大きい、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の窒化物半導体発光素子。
【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し、より詳細には、紫外線を放射する窒化物半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、窒化物半導体発光素子としては、基板の一表面側におけるｎ型層（ｎ型窒化物半導体層）と発光層とｐ型層（ｐ型窒化物半導体層）との積層膜がメサ構造（mesa structure）を有し、ｎ型層の露出表面に設けられたｎ電極（負電極）と、ｐ型層の表面側に設けられたｐ電極（正電極）とを備えた紫外半導体発光素子が知られている（例えば、特許文献１）。【０００３】
特許文献１に記載された紫外半導体発光素子は、ｎ型層が、ｎ型ＡｌzＧａ1-zＮ層（０＜ｚ≦１）により構成されている。【０００４】
紫外線を放射する窒化物半導体発光素子では、耐湿性の向上が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−９６４６０号公報
【発明の概要】
【０００６】
本発明の目的は、耐湿性の向上を図ることが可能な窒化物半導体発光素子を提供することにある。
【０００７】
本発明に係る一態様の窒化物半導体発光素子は、少なくともｎ型ＡｌＧａＮ層を有するｎ型窒化物半導体層と、前記ｎ型ＡｌＧａＮ層上に形成され、紫外線を放射する発光層と、前記発光層上に形成されたｐ型窒化物半導体層と、前記ｎ型窒化物半導体層と前記発光層と前記ｐ型窒化物半導体層とを含む窒化物半導体層を支持し、前記発光層から放射される紫外線を透過する単結晶基板である基板と、前記ｐ型窒化物半導体層の表面に設けられている正電極と、前記ｎ型窒化物半導体層において前記発光層で覆われていない部位に設けられている負電極と、前記正電極が内側に配置される第１コンタクト孔と前記負電極が内側に配置される第２コンタクト孔とが形成されている電気絶縁膜と、パッシベーション膜と、を備える。前記ｎ型窒化物半導体層、前記発光層及び前記ｐ型窒化物半導体層は、前記基板側から、この順に並んでいる。前記ｎ型ＡｌＧａＮ層は、前記発光層に重なる第１領域と前記発光層に重ならない第２領域とを有し、前記第１領域の表面よりも前記第２領域の表面を前記基板側へ後退させる段差が形成されている。前記電気絶縁膜は、前記ｐ型窒化物半導体層の表面の一部及び側面、前記発光層の側面、前記ｎ型ＡｌＧａＮ層の前記第１領域の側面及び前記ｎ型ＡｌＧａＮ層の前記第２領域の表面の一部を覆っている。前記正電極は、前記電気絶縁膜における前記第１コンタクト孔の内側に配置され前記ｐ型窒化物半導体層にオーミック接触する第１コンタクト電極と、前記第１コンタクト電極を覆うように形成された第１パッド電極と、を備える。前記負電極は、前記電気絶縁膜における前記第２コンタクト孔の内側に配置され各々が前記ｎ型ＡｌＧａＮ層にオーミック接触する複数の第２コンタクト電極と、前記複数の第２コンタクト電極を覆うように形成され前記ｎ型ＡｌＧａＮ層に非オーミック接触する第２パッド電極と、を備える。前記パッシベーション膜は、少なくとも前記第２パッド電極の端部を覆うように形成され、かつ、前記第２パッド電極の中央部を露出させる開口部が形成されている。前記第２パッド電極は、複数の金属層が積層された構造を有し、前記複数の金属層のうち前記ｎ型ＡｌＧａＮ層に非オーミック接触する最下層の金属層が、前記発光層から放射される紫外線の反射率が５０％未満の材料により形成されている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の実施形態１に係る窒化物半導体発光素子の概略断面図である。
【図２】図２は、同上の窒化物半導体発光素子の概略平面図である。
【図３】図３は、同上の窒化物半導体発光素子の一例の電流−電圧特性図である。
【図４】図４Ａ〜４Ｄは、比較例におけるｎ型ＡｌＧａＮ層の電気絶縁化の推定メカニズムを説明する模式図である。
【図５】図５Ａ及び５Ｂは、本発明の実施形態１に係る窒化物半導体発光素子において不具合の発生が抑制される推定メカニズムを説明する模式図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態１の第１変形例に係る窒化物半導体発光素子の概略平面図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態１の第２変形例に係る窒化物半導体発光素子の概略平面図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態１の第３変形例に係る窒化物半導体発光素子の概略断面図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態１の第４変形例に係る窒化物半導体発光素子の概略断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態２に係る窒化物半導体発光素子の概略断面図である。
【図１１】図１１は、同上の窒化物半導体発光素子の推定メカニズムを説明する模式図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施形態３に係る窒化物半導体発光素子の概略断面図である。
【図１３】図１３は、同上の窒化物半導体発光素子の推定メカニズムを説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
下記の実施形態１〜３等において説明する各図は、模式的な図であり、図１、４、５、８〜１３中の各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
【００１０】
（実施形態１）
以下では、本実施形態の窒化物半導体発光素子１００（以下、「発光素子１００」と略称することもある。）について、図１〜３に基づいて説明する。図１は、図２のＸ−Ｘ概略断面図である。
【００１１】
発光素子１００は、基板１と、ｎ型窒化物半導体層３と、紫外線を放射する発光層４と、ｐ型窒化物半導体層５と、電気絶縁膜１０と、正電極８と、負電極９と、パッシベーション膜１１と、を備える。基板１は、第１面１ａ及び第２面１ｂを有し、発光層４から放射される紫外線を透過する単結晶基板である。ｎ型窒化物半導体層３は、基板１の第１面１ａ上に形成されて少なくともｎ型ＡｌＧａＮ層３１を有する。ｎ型ＡｌＧａＮ層３１は、発光層４に重なる第１領域３１１と発光層４に重ならない第２領域３１２とを有し、第１領域３１１の表面３１１ａよりも第２領域３１２の表面３１２ａを基板１の第１面１ａ側へ後退させる段差が形成されている。発光層４は、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１の第１領域３１１上に形成されている。ｐ型窒化物半導体層５は、発光層４上に形成されている。電気絶縁膜１０は、ｐ型窒化物半導体層５の表面５ａの一部及び側面５ｃ、発光層４の側面４ｃ、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１の第１領域３１１の側面３１１ｃ及びｎ型ＡｌＧａＮ層３１の第２領域３１２の表面３１２ａの一部を覆っている。電気絶縁膜１０は、正電極８が内側に配置される第１コンタクト孔１０１と負電極９が内側に配置される第２コンタクト孔１０２とが形成されている。正電極８は、電気絶縁膜１０における第１コンタクト孔１０１の内側に配置されｐ型窒化物半導体層５にオーミック接触する第１コンタクト電極８１と、第１コンタクト電極８１を覆うように形成された第１パッド電極８２と、を備える。負電極９は、電気絶縁膜１０における第２コンタクト孔１０２の内側に配置され各々がｎ型ＡｌＧａＮ層３１にオーミック接触する複数（例えば、３つ）の第２コンタクト電極９１を備える。また、負電極９は、複数の第２コンタクト電極９１を覆うように形成されｎ型ＡｌＧａＮ層３１に非オーミック接触する第２パッド電極９２を備える。パッシベーション膜１１は、少なくとも第２パッド電極９２の端部を覆うように形成され、かつ、第２パッド電極９２の中央部を露出させる開口部１１２が形成されている。第２パッド電極９２は、複数（例えば、４つ）の金属層９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、９２ｄが積層された構造を有する。複数の金属層９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、９２ｄのうちｎ型ＡｌＧａＮ層３１に非オーミック接触する金属層９２ａが、発光層４から放射される紫外線の反射率が５０％未満の材料により形成されている。以上説明した構成の発光素子１００では、耐湿性の向上を図ることが可能となる。発光素子１００では、基板１の第２面１ｂが光取り出し面を構成している。
【００１２】
発光素子１００は、紫外線を放射する紫外線ＬＥＤチップ（Light Emitting Diode Chip）である。発光素子１００のチップサイズは、一例として、４００μｍ□（４００μｍ×４００μｍ）に設定してある。
【００１３】
発光素子１００の各構成要素については、以下に、詳細に説明する。
【００１４】
発光素子１００は、例えば、２１０ｎｍ〜３６０ｎｍの紫外波長域に発光ピーク波長を有する紫外線を放射する紫外線ＬＥＤチップである。これにより、発光素子１００は、例えば、高効率白色照明、殺菌、医療、環境汚染物質を高速で処理する用途等の分野で利用することができる。「発光ピーク波長」は、室温（２７℃）での発光ピーク波長である。
【００１５】
発光素子１００は、殺菌の分野で利用する場合、例えば、２６０ｎｍ〜２８５ｎｍの波長域に発光ピーク波長を有するのが好ましい。これにより、発光素子１００は、ウイルスや細菌のＤＮＡに吸収されやすい２６０ｎｍ〜２８５ｎｍ帯の紫外線を放射させることができ、効率良く殺菌することが可能となる。また、発光素子１００は、ＵＶ−Ｃの波長域に発光ピーク波長を有するのが好ましい。ＵＶ−Ｃの波長域は、例えば国際照明委員会（ＣＩＥ）における紫外線の波長による分類によれば、１００ｎｍ〜２８０ｎｍである。
【００１６】
基板１を構成する単結晶基板は、サファイア基板であるのが好ましい。基板１の第１面１ａは、（０００１）面からのオフ角が、０°〜０．５°であるのが好ましく、０．０５°〜０．４°であるのがより好ましく、０．１°〜０．３１°であるのが更に好ましい。
【００１７】
基板１の第１面１ａ上に形成されるｎ型窒化物半導体層３は、第１バッファ層２ａ及び第２バッファ層２ｂを介して基板１上に形成されているのが好ましい。要するに、発光素子１００は、基板１とｎ型窒化物半導体層３との間に、第１バッファ層２ａ及び第２バッファ層２ｂを備えているのが好ましい。この場合、発光素子１００では、基板１の第１面１ａ上に第１バッファ層２ａが直接形成されており、第１バッファ層２ａ上の第２バッファ層２ｂ上にｎ型窒化物半導体層３が直接形成されている。本明細書では、「基板１の第１面１ａ上に形成され」とは、基板１の第１面１ａ上に直接形成される形態でもよいし、基板１の第１面１ａ上に第１バッファ層２ａ及び第２バッファ層２ｂを介して形成される形態でもよいし、基板１の第１面１ａ上に第１バッファ層２ａのみを介して形成される形態でもよい。
【００１８】
第１バッファ層２ａは、ＡｌxＧａ1-xＮ層（０＜x≦１）により構成されている。第１バッファ層２ａは、ＡｌＮ層により構成されているのが好ましい。
【００１９】
第１バッファ層２ａは、ｎ型窒化物半導体層３、発光層４及びｐ型窒化物半導体層５の結晶性の向上を目的として設けた層である。発光素子１００は、第１バッファ層２ａを備えることにより、転位密度を低減することが可能となり、ｎ型窒化物半導体層３、発光層４及びｐ型窒化物半導体層５の結晶性の向上を図ることが可能となる。よって、発光素子１００は、発光効率の向上を図ることが可能となる。発光素子１００では、第１バッファ層２ａが薄すぎると貫通転位の減少が不十分となりやすい。第１バッファ層２ａの転位密度は、５×１０9ｃｍ-3以下であるのが好ましい。また、発光素子１００では、第１バッファ層２ａが厚すぎると、基板１との格子不整合に起因したクラックの発生や、基板１からの第１バッファ層２ａの剥れや、複数個の発光素子１００を形成するウェハ（wafer）の反りが大きくなりすぎる要因になる懸念がある。このため、第１バッファ層２ａの厚さは、例えば、５００ｎｍ〜１０μｍ程度であるのが好ましく、１μｍ〜５μｍであるのが、より好ましい。第１バッファ層２ａの厚さは、一例として４μｍに設定してある。
【００２０】
第２バッファ層２ｂは、第１バッファ層２ａとｎ型窒化物半導体層３との間に介在する。第２バッファ層２ｂは、発光層４の貫通転位を低減し、かつ、発光層４の残留歪を低減するために設けた層である。第２バッファ層２ｂは、ｎ型窒化物半導体層３よりもＡｌの組成比が大きくｎ型窒化物半導体層３よりも第１バッファ層２ａとの格子定数差の小さなＡｌyＧａ1-yＮ層（０＜y＜１、y＜x）により構成されている。第２バッファ層２ｂを構成するＡｌyＧａ1-yＮ層（０＜y＜１、y＜x）の組成比は、発光層４で発光する紫外線を効率良く放出できるように設定するのが好ましい。第２バッファ層２ｂは、例えば、Ａｌ0.95Ｇａ0.05Ｎ層である。第２バッファ層２ｂの厚さは、例えば、０．０３μｍ〜１μｍであるのが好ましい。第２バッファ層２ｂの厚さは、一例として０．５μｍに設定してある。
【００２１】
発光素子１００において、ｎ型窒化物半導体層３は、発光層４へ電子を輸送するための層である。ｎ型窒化物半導体層３は、例えば、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１により構成することができる。ｎ型ＡｌＧａＮ層３１は、ｎ型ＡｌzＧａ1-zＮ層（０＜ｚ＜１）である。ｎ型ＡｌzＧａ1-zＮ層（０＜ｚ＜１）は、発光層４で発光する紫外線を効率良く放出できるようにＡｌの組成比ｚが設定されているのが好ましい。例えば、発光層４が障壁層と井戸層とで構成される量子井戸構造を有し、井戸層がＡｌ0.45Ｇａ0.55Ｎ層により構成され、障壁層がＡｌ0.55Ｇａ0.45Ｎ層により構成される場合、Ａｌの組成比ｚは、障壁層のＡｌの組成比と同じ０．５５とすることができる。すなわち、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１は、ｎ型Ａｌ0.55Ｇａ0.45Ｎ層とすることができる。ｎ型ＡｌzＧａ1-zＮ層（０＜ｚ＜１）のＡｌの組成比ｚは、障壁層のＡｌの組成比と同じである場合に限らず、異なっていてもよい。ｎ型窒化物半導体層３の厚さは、一例として２μｍに設定してある。ｎ型窒化物半導体層３のドナー不純物としては、例えば、Ｓｉが好ましい。また、ｎ型窒化物半導体層３の電子濃度は、例えば、１×１０18〜１×１０19ｃｍ-3程度であるのが好ましい。
【００２２】
ｎ型窒化物半導体層３は、少なくともｎ型ＡｌＧａＮ層３１を備えていればよく、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１に加えて、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１とはＡｌの組成比の異なるｎ型ＡｌＧａＮ層を備えていてもよい。発光素子１００では、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１がｎ型コンタクト層を兼ねている。言い換えれば、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１がｎ型コンタクト層の機能を有している。
【００２３】
発光層４は、ｎ型窒化物半導体層３とｐ型窒化物半導体層５との間にある。発光層４は、注入されたキャリア（ここでは、電子と正孔）を光に変換する層である。言い換えれば、発光層４は、ｎ型窒化物半導体層３から注入された電子とｐ型窒化物半導体層５から注入された正孔との再結合により紫外線を放射する層である。発光層４は、量子井戸構造を有しているのが好ましい。発光層４は、量子井戸構造の井戸層が、ＡｌaＧａ1-aＮ層（０＜ａ＜１）により構成され、量子井戸構造の障壁層が、ＡｌbＧａ1-bＮ層（０＜ｂ≦１、ｂ＞ａ）により構成されているのが好ましい。発光素子１００では、ＡｌaＧａ1-aＮ層（０＜ａ＜１）におけるＡｌの組成比ａを変化させることにより、発光波長を２１０ｎｍ〜３６０ｎｍの範囲で任意の発光波長に設定することが可能である。例えば、発光素子１００では、所望の発光波長が２７５ｎｍ付近である場合には、Ａｌの組成比ａを０．４５に設定すればよい。発光層４では、量子井戸構造の井戸層が、ＩｎＡｌＧａＮ層により構成されていてもよい。
【００２４】
量子井戸構造は、多重量子井戸構造でもよいし、単一量子井戸構造でもよい。発光素子１００では、発光層４における井戸層が厚すぎると、井戸層に注入された電子及び正孔が、量子井戸構造における格子不整合に起因するピエゾ電界（piezoelectric field）により、空間的に分離してしまい、再結合効率が低下し発光効率が低下してしまうと推考される。「電子及び正孔が空間的に分離」とは、電子と正孔が井戸層の両端（ｐ型窒化物半導体層５側とｎ型窒化物半導体層３側）に分離してしまうことを意味する。また、発光層４は、井戸層の厚さが薄すぎる場合、キャリアの閉じ込め効果が低下し、発光効率が低下してしまうと推考される。このため、井戸層の厚さは、例えば、１ｎｍ〜５ｎｍ程度であるのが好ましく、１．３ｎｍ〜３ｎｍ程度であるのが、より好ましい。また、障壁層の厚さは、例えば、５ｎｍ〜１５ｎｍ程度であるのが好ましい。発光素子１００では、一例として、井戸層の厚さを２ｎｍに設定し、障壁層の厚さを１０ｎｍに設定してある。発光素子１００は、発光層４が量子井戸構造を有した構成に限らず、例えば、発光層４がｎ型窒化物半導体層３とｐ型窒化物半導体層５とで挟まれたダブルヘテロ構造でもよい。
【００２５】
発光素子１００は、発光層４とｐ型窒化物半導体層５との間にキャップ層６を備えるのが好ましい。キャップ層６は、ｐ型窒化物半導体層５中の不純物が発光層４へ拡散するのを抑制するための拡散防止層である。ｐ型窒化物半導体層５中の不純物としては、ｐ型窒化物半導体層５のアクセプタ不純物が挙げられる。キャップ層６は、ＡｌwＧａ1-wＮ層（０＜w＜１）である。ＡｌwＧａ1-wＮ層（０＜w＜１）のＡｌの組成比ｗは、一例として、０．５５である。ＡｌwＧａ1-wＮ層（０＜w＜１）におけるＡｌの組成比ｗは、０．５５に限らず、井戸層のＡｌの組成比よりも大きく且つ後述する電子ブロック層５１のＡｌの組成比よりも小さければよい。キャップ層６の厚さは、例えば、５ｎｍである。
【００２６】
ｐ型窒化物半導体層５は、少なくともｐ型ＡｌＧａＮ層５２を備えている。ｐ型窒化物半導体層５は、ｐ型ＡｌＧａＮ層５２に加えて、例えば、電子ブロック層５１と、ｐ型コンタクト層５３と、を備えるのが好ましい。
【００２７】
電子ブロック層５１は、発光層４とｐ型ＡｌＧａＮ層５２との間に設けるのが好ましい。電子ブロック層５１は、ｎ型窒化物半導体層３から発光層４へ注入された電子のうち発光層４中で正孔と再結合されなかった電子がｐ型ＡｌＧａＮ層５２側へ漏れる（オーバーフローする）のを抑制するための層である。電子ブロック層５１は、ｐ型ＡｌcＧａ1-cＮ層（０＜ｃ＜１）により構成することができる。ｐ型ＡｌcＧａ1-cＮ層（０＜ｃ＜１）のＡｌの組成比ｃは、例えば、０．９である。ｐ型ＡｌcＧａ1-cＮ層（０＜ｃ＜１）の組成比は、電子ブロック層５１のバンドギャップエネルギが、ｐ型ＡｌＧａＮ層５２もしくは障壁層のバンドギャップエネルギよりも高くなるように設定されているのが好ましい。電子ブロック層５１の厚さは、一例として３０ｎｍである。発光素子１００では、電子ブロック層５１が薄すぎると、電子のオーバーフローを抑制する効果が減少し、電子ブロック層５１が厚すぎると発光素子１００の抵抗が大きくなる要因となる可能性がある。電子ブロック層５１の厚さについては、Ａｌの組成比ｃや正孔濃度等の値によって適した厚さが変化するので、一概には言えないが、例えば、１ｎｍ〜５０ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２５ｎｍであるのが、より好ましい。電子ブロック層５１のアクセプタ不純物としては、例えば、Ｍｇが好ましい。
【００２８】
ｐ型ＡｌＧａＮ層５２は、発光層４へ正孔を輸送するための層である。ｐ型ＡｌＧａＮ層５２は、ｐ型ＡｌdＧａ1-dＮ層（０＜ｄ＜１）により構成されているのが好ましい。ｐ型ＡｌdＧａ1-dＮ層（０＜ｄ＜１）の組成比は、発光層４で発光する紫外線の、ｐ型ＡｌdＧａ1-dＮ層（０＜ｄ＜１）での吸収を抑制できるように設定するのが好ましい。例えば、発光層４における井戸層のＡｌの組成比が０．５、障壁層のＡｌの組成比ｂが０．７の場合、ｐ型ＡｌdＧａ1-dＮ層（０＜ｄ＜１）のＡｌの組成比ｄは、例えば、障壁層のＡｌの組成比ｂと同じ０．５５とすることができる。すなわち、発光層４の井戸層がＡｌ0.45Ｇａ0.55Ｎ層からなる場合、ｐ型ＡｌＧａＮ層５２は、例えば、ｐ型Ａｌ0.55Ｇａ0.45Ｎ層により構成することができる。ｐ型ＡｌＧａＮ層５２のＡｌの組成比は、障壁層のＡｌの組成比ｂと同じである場合に限らず、異なっていてもよい。ｐ型ＡｌＧａＮ層５２のアクセプタ不純物としては、例えば、Ｍｇが好ましい。
【００２９】
ｐ型ＡｌＧａＮ層５２の正孔濃度は、ｐ型ＡｌＧａＮ層５２の膜質が劣化しない正孔濃度の範囲において、より高い濃度のほうが好ましい。しかしながら、発光素子１００は、ｐ型ＡｌＧａＮ層５２の正孔濃度がｎ型窒化物半導体層３の電子濃度よりも低いので、ｐ型ＡｌＧａＮ層５２が厚すぎると、発光素子１００の抵抗が大きくなりすぎる。このため、ｐ型ＡｌＧａＮ層５２の厚さは、２００ｎｍ以下が好ましく、１００ｎｍ以下が、より好ましい。発光素子１００では、一例として、ｐ型ＡｌＧａＮ層５２の厚さを５０ｎｍに設定してある。
【００３０】
ｐ型窒化物半導体層５は、ｐ型ＡｌＧａＮ層５２上にｐ型コンタクト層５３を好適に備えた構成とすることができる。
【００３１】
ｐ型コンタクト層５３は、正電極８における第１コンタクト電極８１との接触抵抗を下げ、第１コンタクト電極８１との良好なオーミック接触を得るために設けてある。ｐ型コンタクト層５３は、例えば、ｐ型ＧａＮ層により構成されているのが好ましい。ｐ型コンタクト層５３を構成するｐ型ＧａＮ層の正孔濃度は、ｐ型ＡｌＧａＮ層５２よりも高濃度とすることが好ましい。ｐ型ＧａＮ層により構成されるｐ型コンタクト層５３では、例えば、正孔濃度を７×１０17ｃｍ-3程度とすることにより、第１コンタクト電極８１との良好なオーミック接触を得ることが可能である。ただし、ｐ型ＧａＮ層の正孔濃度は、正電極８との良好なオーミック接触が得られる正孔濃度の範囲で適宜変更してもよい。ｐ型コンタクト層５３の厚さは、例えば、５０ｎｍ〜３００ｎｍであるのが好ましい。ｐ型コンタクト層５３の厚さは、一例として、２００μｍに設定してある。
【００３２】
発光素子１００は、上述の説明から分かるように、ｎ型窒化物半導体層３と発光層４とｐ型窒化物半導体層５とを含む積層体である窒化物半導体層２０を支持する基板１を備える。基板１は、単結晶基板である。基板１は、発光層４から放射される紫外線を透過する。窒化物半導体層２０は、例えば、第１バッファ層２ａ、第２バッファ層２ｂ、ｎ型窒化物半導体層３、発光層４、キャップ層６及びｐ型窒化物半導体層５を備えた構成とすることができる。窒化物半導体層２０は、第１バッファ層２ａ、第２バッファ層２ｂ、発光層４、キャップ層６、電子ブロック層５１及びｐ型コンタクト層５３について、適宜設ければよい。窒化物半導体層２０は、基板１の一表面である第１面１ａ上に設けられている。ｎ型窒化物半導体層３、発光層４及びｐ型窒化物半導体層５は、基板１の第１面１ａからこの順に並んでいる。窒化物半導体層２０は、エピタキシャル成長法により形成することができる。エピタキシャル成長法は、例えば、ＭＯＶＰＥ（metal organic vapor phase epitaxy）法、ＨＶＰＥ（hydride vapor phase epitaxy）法、ＭＢＥ（molecular beam epitaxy）法等を採用できる。窒化物半導体層２０は、この窒化物半導体層２０を形成する際に不可避的に混入されるＨ、Ｃ、Ｏ、Ｓｉ、Ｆｅ等の不純物が存在してもよい。
【００３３】
窒化物半導体層２０は、メサ構造２２を有する。メサ構造２２は、窒化物半導体層２０の表面２０ａ側から窒化物半導体層２０の一部をｎ型窒化物半導体層３の途中までエッチングすることで形成されている。これにより、発光素子１００は、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１に段差を形成してｎ型ＡｌＧａＮ層３１の第２領域３１２の表面３１２ａを露出させている。
【００３４】
電気絶縁膜１０は、メサ構造２２の上面２２ａ（窒化物半導体層２０の表面２０ａ）の一部と、メサ構造２２の側面２２ｃと、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１における第２領域３１２の表面３１２ａの一部と、に跨って形成されているのが好ましい。これにより、発光素子１００では、メサ構造２２において、キャップ層６の側面６ｃも電気絶縁膜１０により覆われている。電気絶縁膜１０は、電気絶縁性を有する膜である。電気絶縁膜１０の材料としては、ＳｉＯ2が好ましい。要するに、電気絶縁膜１０は、シリコン酸化膜であるのが好ましい。電気絶縁膜１０の材料は、ＳｉＯ2に限らず、例えば、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3、ＣｅＯ2、Ｎｂ2Ｏ5等を採用することもできる。電気絶縁膜１０の厚さは、一例として、８００ｎｍである。
【００３５】
電気絶縁膜１０には、正電極８の第１コンタクト電極８１を露出させる１つの第１コンタクト孔１０１と、負電極９の複数（例えば、３つ）の第２コンタクト電極９１を露出させる１つの第２コンタクト孔１０２と、が形成されている。
【００３６】
第１コンタクト孔１０１は、ｐ型窒化物半導体層５の厚さ方向においてｐ型窒化物半導体層５から離れるにつれて開口面積が徐々に大きくなっているのが好ましい。より詳細には、電気絶縁膜１０は、第１コンタクト孔１０１の内側面がテーパ形状に形成されることで、ｐ型窒化物半導体層５の厚さ方向においてｐ型窒化物半導体層５から離れるにつれて第１コンタクト孔１０１の開口面積が徐々に大きくなっているのが好ましい。第１コンタクト孔１０１は、平面視において、正電極８の第１コンタクト電極８１よりも大きい。第１コンタクト孔１０１の内側面は、第１コンタクト電極８１の側面から離れている。
【００３７】
第２コンタクト孔１０２は、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１の厚さ方向においてｎ型ＡｌＧａＮ層３１の第２領域３１２の表面３１２ａから離れるにつれて開口面積が徐々に大きくなっているのが好ましい。より詳細には、電気絶縁膜１０は、第２コンタクト孔１０２の内側面がテーパ形状に形成されることで、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１の厚さ方向においてｎ型ＡｌＧａＮ層３１の第２領域３１２の表面３１２ａから離れるにつれて第２コンタクト孔１０２の開口面積が徐々に大きくなっているのが好ましい。第２コンタクト孔１０２は、平面視において、負電極９の複数の第２コンタクト電極９１の集合よりも大きい。第２コンタクト孔１０２の内側面は、複数の第２コンタクト電極９１それぞれの側面から離れている。
【００３８】
正電極８の第１コンタクト電極８１は、ｐ型窒化物半導体層５とオーミック接触を得るために、ｐ型窒化物半導体層５の表面５ａ上に形成されているコンタクト用電極である。第１コンタクト電極８１は、一例として、Ｎｉ膜とＡｕ膜との積層膜（以下、「第１積層膜」ともいう。）をｐ型窒化物半導体層５の表面５ａ上に形成してから、アニール処理を行うことにより形成されている。第１積層膜は、一例として、Ｎｉ膜の厚さを３０ｎｍ、Ａｕ膜の厚さを２００ｎｍに設定してある。
【００３９】
第１コンタクト電極８１は、ｐ型窒化物半導体層５の厚さ方向においてｐ型窒化物半導体層５から離れるにつれて断面積が徐々に小さくなる形状に形成されているのが好ましい。より詳細には、第１コンタクト電極８１は、第１コンタクト電極８１の側面をテーパ形状とすることで、ｐ型窒化物半導体層５の厚さ方向においてｐ型窒化物半導体層５から離れるにつれて断面積が徐々に小さくなる形状に形成されているのが好ましい。
【００４０】
正電極８の第１パッド電極８２は、外部接続用電極である。言い換えれば、第１パッド電極８２は、実装用電極である。より詳細には、発光素子１００では、パッケージや配線基板等に実装されるときに、第１パッド電極８２に、導電性のワイヤ、導電性のバンプ（bump）等が接合される。導電性のワイヤとしては、例えば、Ａｕワイヤ等が採用される。導電性のバンプとしては、例えば、Ａｕバンプ等が採用される。
【００４１】
第１パッド電極８２は、平面視において、第１コンタクト電極８１と電気絶縁膜１０とに跨って形成されている。要するに、第１パッド電極８２は、平面視において、第１コンタクト孔１０１と、電気絶縁膜１０の表面における第１コンタクト孔１０１の周縁と、を包含するように形成されている。言い換えれば、発光素子１００では、第１パッド電極８２の、ｐ型窒化物半導体層５の厚さ方向に投影方向が沿った垂直投影領域内に、第１コンタクト孔１０１と、電気絶縁膜１０の表面における第１コンタクト孔１０１の周縁と、がある。第１パッド電極８２の側面は、テーパ形状であるのが好ましい。
【００４２】
第１パッド電極８２は、複数の金属層８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄが積層された構造を有する。以下では、複数の金属層８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄを、ｐ型窒化物半導体層５に近い側から順に、第１金属層８２ａ、第２金属層８２ｂ、第３金属層８２ｃ及び第４金属層８２ｄとも称する。
【００４３】
第１パッド電極８２は、第１金属層８２ａ、第２金属層８２ｂ、第３金属層８２ｃ及び第４金属層８２ｄを、それぞれ、Ｔｉ層、Ａｌ層、Ｔｉ層及びＡｕ層により構成してある。第１金属層８２ａ、第２金属層８２ｂ、第３金属層８２ｃ及び第４金属層８２ｄの厚さは、例えば、それぞれ、１００ｎｍ、２５０ｎｍ、１００ｎｍ及び１３００ｎｍである。第１金属層８２ａの材料は、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒ及びＷの群から選択される１種であるのが好ましい。
【００４４】
負電極９の複数の第２コンタクト電極９１は、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１における第２領域３１２の表面３１２ａ上に形成され、かつ、１つの第２コンタクト孔１０２の内側で互いに離れて配置されている。見方を変えれば、複数の第２コンタクト電極９１は、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１における第２領域３１２の表面３１２ａにおいて複数の分割ゾーンに分けて配置されている。
【００４５】
複数の第２コンタクト電極９１の各々は、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１の厚さ方向において第２領域３１２の表面３１２ａから離れるにつれて断面積が徐々に小さくなる形状に形成されているのが好ましい。より詳細には、複数の第２コンタクト電極９１の各々は、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１の厚さ方向において第２領域３１２の表面３１２ａから離れるにつれて断面積が徐々に小さくなる形状に形成されているのが好ましい。複数の第２コンタクト電極９１の各々の側面は、テーパ形状であるのが好ましい。
【００４６】
複数の第２コンタクト電極９１の各々は、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１とオーミック接触を得るために、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１の第２領域３１２の表面３１２ａ上に形成されているコンタクト用電極である。複数の第２コンタクト電極９１の各々は、一例として、Ａｌ膜とＮｉ膜とＡｌ膜とＮｉ膜とＡｕ膜との積層膜（以下、「第２積層膜」ともいう。）をｎ型ＡｌＧａＮ層３１の第２領域３１２の表面３１２ａ上に形成してから、アニール処理を行い、徐冷を行うことにより形成されている。第２積層膜における、Ａｌ膜、Ｎｉ膜、Ａｌ膜、Ｎｉ膜及びＡｕ膜の厚さは、例えば、それぞれ、２００ｎｍ、３０ｎｍ、２００ｎｍ、３０ｎｍ及び２００ｎｍである。
【００４７】
複数の第２コンタクト電極９１の各々は、ＮｉとＡｌとを主成分とする凝固組織により構成されている。これにより、発光素子１００では、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１と第２コンタクト電極９１との接触抵抗の低減を図ることが可能となる。「凝固組織」とは、溶融金属が固体に変態する結果生成した結晶組織を意味する。言い換えれば、凝固組織は、ＮｉとＡｌとを含む溶融金属が凝固することにより形成された溶融凝固組織である。ＮｉとＡｌとを主成分とする凝固組織は、例えば、不純物としてＡｕ及びＮを含んでいてもよい。
【００４８】
発光素子１００では、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１と複数の第２コンタクト電極９１それぞれとの接触抵抗の低減を図ることにより、発光素子１００の動作電圧を低減することが可能となり、また、発光輝度の向上を図ることが可能となる。
【００４９】
複数の第２コンタクト電極９１の各々は、ＮｉとＡｌとを主成分とする構成に限らず、Ｔｉ等を成分とする別の材料で構成してもよい。
【００５０】
発光素子１００では、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１と負電極９における複数の第２コンタクト電極９１それぞれとの接触が、オーミック接触である。ここで、「オーミック接触」とは、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１と第２コンタクト電極９１との接触のなかで、印加電圧の方向により生じる電流の整流性のない接触を意味する。オーミック接触は、電流−電圧特性が略線形であるのが好ましく、線形であるのがより好ましい。また、オーミック接触は、接触抵抗がより小さいのが好ましい。ｎ型ＡｌＧａＮ層３１と第２コンタクト電極９１との接触では、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１と第２コンタクト電極９１との界面を通過する電流が、ショットキー障壁（schottky barrier）を乗り越える熱電子放出電流とショットキー障壁を透過するトンネル電流（tunnel current）との和であると考えられる。このため、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１と第２コンタクト電極９１との接触では、トンネル電流が支配的な場合、近似的にオーミック接触が実現していると考えられる。
【００５１】
負電極９の第２パッド電極９２は、外部接続用電極である。言い換えれば、第２パッド電極９２は、実装用電極である。より詳細には、発光素子１００では、パッケージや配線基板等に実装されるときに、第２パッド電極９２に、導電性のワイヤ、導電性のバンプ等が接合される。
【００５２】
第２パッド電極９２は、平面視において、複数の第２コンタクト電極９１と電気絶縁膜１０とに跨って形成されている。要するに、第２パッド電極９２は、平面視において、第２コンタクト孔１０２と、電気絶縁膜１０の表面における第２コンタクト孔１０２の周縁と、を包含するように形成されている。言い換えれば、発光素子１００では、第２パッド電極９２の、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１の厚さ方向に投影方向が沿った垂直投影領域内に、第２コンタクト孔１０２と、電気絶縁膜１０の表面における第２コンタクト孔１０２の周縁と、がある。第２パッド電極９２の側面は、テーパ形状であるのが好ましい。
【００５３】
第２パッド電極９２は、複数の金属層９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、９２ｄが積層された構造を有する。以下では、複数の金属層９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、９２ｄを、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１における第２領域３１２の表面３１２ａに近い側から順に、第１金属層９２ａ、第２金属層９２ｂ、第３金属層９２ｃ及び第４金属層９２ｄとも称する。
【００５４】
第２パッド電極９２は、第１金属層９２ａ、第２金属層９２ｂ、第３金属層９２ｃ及び第４金属層９２ｄを、それぞれ、Ｔｉ層、Ａｌ層、Ｔｉ層及びＡｕ層により構成してある。第１金属層９２ａ、第２金属層９２ｂ、第３金属層９２ｃ及び第４金属層９２ｄの厚さは、それぞれ、１００ｎｍ、２５０ｎｍ、１００ｎｍ及び１３００ｎｍに設定してある。最下層の金属層９２ａの材料は、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒ及びＷの群から選択される１種であるのが好ましい。これにより、発光素子１００では、最下層の金属層９２ａと、第２コンタクト電極９１及び電気絶縁膜１０との密着性を向上させることが可能となる。
【００５５】
第２パッド電極９２における最下層の金属層９２ａの材料は、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒ及びＷの群から選択される１種であるのが好ましい。これにより、第２パッド電極９２は、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１との接触を非オーミック接触とし、かつ、発光層４から放射される紫外線の反射率を５０％未満とすることが可能となる。
【００５６】
「非オーミック接触」は、オーミック接触とみなせない接触であり、代表的にはショットキー接触（schottky contact）がある。「ショットキー接触」とは、印加電圧の方向により生じる電流の整流性のある接触を意味する。
【００５７】
本明細書において、第２パッド電極９２とｎ型ＡｌＧａＮ層３１との接触を非オーミック接触とみなす接触抵抗の下限は、発光素子１００の電流−電圧特性の順方向電圧（Ｖｆ）から決めてもよい。図３は、発光素子１００の一例の電流−電圧特性の測定結果である。発光素子１００についてバンドギャップから推考される理論的な順方向電圧は約４．７Ｖであるが、一例の発光素子１００の順方向電圧は、図３に示すように、約９Ｖであった。発光素子１００では、実際の順方向電圧と理論的な順方向電圧との差に相当する電圧分が電力損失の要因となるので、実際の順方向電圧と理論的な順方向電圧との差が小さいほうが好ましい。実際の順方向電圧と理論的な順方向電圧との差を例えば６Ｖ未満とするには、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１における第２領域３１２と第２コンタクト電極９１との接触抵抗を１×１０-2Ω・ｃｍ2未満とする必要がある。このような観点から、第２パッド電極９２とｎ型ＡｌＧａＮ層３１との接触を非オーミック接触とみなす接触抵抗の下限は、例えば、１×１０-2Ω・ｃｍ2としてもよい。
【００５８】
「発光層４から放射される紫外線の反射率が５０％未満の材料」で規定している反射率は、積分球及び分光光度計を用いて測定した値である。反射率の測定は、反射率評価用サンプルについて行った。反射率評価用サンプルは、シリコン基板上に、金属層を蒸着したサンプルである。反射率評価用サンプルについては、複数種類の反射率評価用サンプルを用意した。複数種類の反射率評価用サンプルでは、金属層の材料として、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｗ及びそれ以外の金属を採用した。反射率評価用サンプルでは、金属層の材料をＴｉ、Ｍｏ、Ｃｒ及びＷの群から選択される１種とした場合に、波長２１０ｎｍ〜３６０ｎｍの紫外線に対して反射率が５０％未満となることが確認された。反射率評価用サンプルでは、偏光、入射角等によらず、反射率が５０％未満であった。金属層での紫外線の反射率を測定する際には、反射率評価用サンプルの金属層へ紫外線を入射角３°で入射させたときの反射光を積分球で集光し、分光光度計で分光測定した。
【００５９】
発光素子１００では、正電極８の第１パッド電極８２と負電極９の第２パッド電極９２とが同じ積層構造で、かつ、同じ材料により形成されているのが好ましい。これにより、発光素子１００を製造するときには、第１パッド電極８２と第２パッド電極９２とを同時に形成することが可能となる。
【００６０】
ところで、発光素子１００では、複数の第２コンタクト電極９１のうちの少なくとも１つの第２コンタクト電極９１の平面サイズが、直径４５μｍの円よりも大きいのが好ましい。言い換えれば、発光素子１００では、複数の第２コンタクト電極９１のうちの少なくとも１つの第２コンタクト電極９１は、基板１の厚さ方向から見て、直径４５μｍの円よりも大きいのが好ましい。これにより、発光素子１００では、第２パッド電極９２の表面形状を、平面サイズが直径４５μｍの円よりも大きな平坦領域を有する形状とすることが可能となる。よって、発光素子１００では、一般的なワイヤボンダ（wire bonder）で作られるＡｕバンプを第２パッド電極９２に安定して形成することが可能となる。一般的なワイヤボンダで作られるＡｕバンプの直径は、４５μｍ〜１００μｍである。
【００６１】
また、発光素子１００では、負電極９において、第２コンタクト電極９１とｎ型ＡｌＧａＮ層３１における第２領域３１２との密着力が、第２パッド電極９２とｎ型ＡｌＧａＮ層３１における第２領域３１２との密着力よりも高いので、第２パッド電極９２の平坦領域の垂直投影領域の略全域に第２コンタクト電極９１が存在することにより、負電極９のｎ型ＡｌＧａＮ層３１からの剥離を防止することが可能となる。
【００６２】
パッシベーション膜１１は、一例として、正電極８の第１パッド電極８２の端部と、負電極９の第２パッド電極９２の端部と、電気絶縁膜１０と、を覆うように形成されている。より詳細には、パッシベーション膜１１は、第１パッド電極８２の表面及び側面と、第２パッド電極９２の表面及び側面と、電気絶縁膜１０と、を覆うように形成されており、かつ、第１パッド電極８２の中央部（第１パッド電極８２の表面の中央部）を露出させる開口部１１１（以下、「第１開口部１１１」ともいう。）と、第２パッド電極９２の中央部（第２パッド電極９２の表面の中央部）を露出させる開口部１１２（以下、「第２開口部１１２」ともいう。）と、が形成されている。パッシベーション膜１１は、少なくとも第２パッド電極９２上に形成され、かつ、第２パッド電極９２の中央部を露出させる開口部１１２が形成されていればよい。パッシベーション膜１１は、発光素子１００における最表層にある保護膜である。パッシベーション膜１１は、湿度等の外気による特性の劣化を抑制するための保護膜である。より詳細には、パッシベーション膜１１は、少なくとも、負電極９の第２パッド電極９２、複数の第２コンタクト電極９１及びｎ型ＡｌＧａＮ層３１それぞれの機能を保護することで発光素子１００の特性の劣化を抑制するための保護膜である。発光素子１００の特性としては、例えば、光学的特性、電気的特性等が挙げられる。発光素子１００の光学的特性としては、例えば、光出力、発光波長、光束維持率等が挙げられる。発光素子１００の電気的特性としては、例えば、ＥＳＤ（electrostatic discharge）耐性、駆動電圧、逆バイアスリーク電流等が挙げられる。発光素子１００の光出力は、例えば、積分球及び分光器を利用して測定することができる。
【００６３】
第１開口部１１１は、ｐ型窒化物半導体層５の厚さ方向においてｐ型窒化物半導体層５から離れるにつれて開口面積が徐々に大きくなる形状に形成されているのが好ましい。パッシベーション膜１１における第１開口部１１１の内側面は、テーパ形状に形成されているのが好ましい。
【００６４】
第２開口部１１２は、内側面がテーパ形状に形成されることで、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１の厚さ方向においてｎ型ＡｌＧａＮ層３１の第２領域３１２の表面３１２ａから離れるにつれて開口面積が徐々に大きくなる形状に形成されているのが好ましい。パッシベーション膜１１における第２開口部１１２の内側面は、テーパ形状に形成されているのが好ましい。
【００６５】
パッシベーション膜１１は、例えば、シリコン窒化膜であるのが好ましい。これにより、パッシベーション膜１１は、シリコン酸化膜よりも水分の透過性を小さくすることが可能となり、耐湿性を高くすることが可能となる。パッシベーション膜１１は、電気絶縁性を有する。パッシベーション膜１１は、プラズマＣＶＤ法により成膜されているのが好ましい。これにより、発光素子１００では、パッシベーション膜１１が蒸着法やスパッタ法により成膜されている場合に比べて、パッシベーション膜１１の段差被覆性や、パッシベーション膜１１の緻密性を向上させることが可能となる。パッシベーション膜１１の厚さは、一例として、７００ｎｍである。
【００６６】
発光素子１００は、パッシベーション膜１１と正電極８の第１パッド電極８２の端部との間に第１密着層１４１が介在しているのが好ましい。また、発光素子１００は、パッシベーション膜１１と負電極９の第２パッド電極９２の端部との間に第２密着層１４２が介在しているのが好ましい。
【００６７】
第１密着層１４１及び第２密着層１４２は、第１パッド電極８２及び第２パッド電極９２に比べてパッシベーション膜１１との密着性の良い層である。第１密着層１４１及び第２密着層１４２の材料は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｚｒ、ＴｉＮ及びＴａＮの群から選択される１種であるのが好ましい。
【００６８】
第１密着層１４１及び第２密着層１４２の厚さは、一例として、２０ｎｍである。
【００６９】
以下では、発光素子１００の製造方法について説明する。
【００７０】
（１）ウェハの準備
ウェハは、円板状の基板である。発光素子１００における基板１がサファイア基板の場合、ウェハとしては、サファイアウェハを採用することができる。サファイアウェハの第１面が、基板１の第１面１ａに対応する。したがって、サファイアウェハの第１面は、（０００１）面からのオフ角が、０°〜０．５°であるのが好ましい。
【００７１】
（２）ウェハの第１面上に窒化物半導体層２０を積層する工程
この工程では、窒化物半導体層２０をエピタキシャル成長法により形成する。
【００７２】
この工程では、窒化物半導体層２０のエピタキシャル成長法として、ＭＯＶＰＥ法を採用している。この工程では、ＭＯＶＰＥ法として、減圧ＭＯＶＰＥ法を採用するのが好ましい。
【００７３】
Ａｌの原料ガスとしては、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）を採用するのが好ましい。Ｇａの原料ガスとしては、トリメチルガリウム（ＴＭＧａ）を採用するのが好ましい。Ｎの原料ガスとしては、ＮＨ3を採用するのが好ましい。ｎ型導電性を付与する不純物であるＳｉの原料ガスとしては、テトラエチルシラン（ＴＥＳｉ）を採用するのが好ましい。ｐ型導電性に寄与する不純物であるＭｇの原料ガスとしては、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ2Ｍｇ）を採用するのが好ましい。各原料ガスそれぞれのキャリアガスとしては、例えば、Ｈ2ガスを採用することが好ましい。
【００７４】
窒化物半導体層２０の成長条件は、基板温度、Ｖ／III比、各原料ガスの供給量、成長圧力等を適宜設定すればよい。「Ｖ／III比」とは、III族元素の原料ガス（Ａｌの原料ガス、Ｇａの原料ガス）の合計のモル供給量［μmol/min］に対するＶ族元素であるＮの原料ガスのモル供給量［μmol/min］との比である。「成長圧力」とは、各原料ガス及び各キャリアガスをＭＯＶＰＥ装置の反応炉内に供給している状態における反応炉内の圧力である。
【００７５】
窒化物半導体層２０のエピタキシャル成長法は、ＭＯＶＰＥ法に限らず、例えば、ＭＢＥ法、ＨＶＰＥ法等でもよい。
【００７６】
（３）ｐ型不純物を活性化するためのアニールを行う工程
この工程は、アニール装置のアニール炉内において所定のアニール温度で所定のアニール時間だけアニールすることにより、ｐ型窒化物半導体層５のｐ型不純物を活性化する工程である。より詳細には、この工程では、ｐ型窒化物半導体層５における、電子ブロック層５１、ｐ型ＡｌＧａＮ層５２及びｐ型コンタクト層５３それぞれのｐ型不純物を活性化する。アニール条件は、アニール温度を６００〜８００℃、アニール時間を１０〜５０分に設定してある。アニール装置としては、例えば、ランプアニール装置（lamp annealing apparatus）、電気炉アニール装置等を採用することができる。
【００７７】
（４）メサ構造２２を形成する工程
この工程では、窒化物半導体層２０の表面２０ａにおいてメサ構造２２の上面２２ａに対応する領域上に、フォトリソグラフィ技術を利用して、第１のレジスト層を形成する。そして、この工程では、第１のレジスト層をマスクとして、窒化物半導体層２０の一部を表面２０ａ側からｎ型窒化物半導体層３の途中までエッチングすることによって、メサ構造２２を形成し、その後、第１のレジスト層を除去する。窒化物半導体層２０のエッチングは、例えば、ドライエッチング装置を用いて行うのが好ましい。ドライエッチング装置としては、例えば、誘導結合プラズマエッチング装置（inductively coupled plasma etching system）が好ましい。
【００７８】
（５）電気絶縁膜１０を形成する工程
この工程では、ウェハの第１面側の全面に、電気絶縁膜１０の基礎となるシリコン酸化膜を例えばＰＥＣＶＤ（plasma-enhanced Chemical Vapor Deposition）法により成膜する。そして、この工程では、ウェハの第１面側において、シリコン酸化膜に第１コンタクト孔１０１及び第２コンタクト孔１０２が開口されるように、シリコン酸化膜をパターニングすることで電気絶縁膜１０を形成する。シリコン酸化膜のパターニングは、例えば、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を利用して行う。
【００７９】
（６）負電極９における第２コンタクト電極９１を形成する工程
この工程では、まず、ウェハの第１面側に、負電極９の形成予定領域のみ（つまり、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１における第２領域３１２の表面３１２ａの一部）が露出するようにパターニングされた第２のレジスト層を形成する第１ステップを行う。そして、この工程では、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１における第２領域３１２の表面３１２ａ上に、表面３１２ａに近い側から順にＡｌ膜とＮｉ膜とＡｌ膜とＮｉ膜とＡｕ膜とが積層された多層膜を蒸着法により成膜する第２ステップを行う。そして、この工程では、リフトオフ（lift off）を行うことにより、第２のレジスト層及び第２のレジスト層上の不要膜を除去する第３ステップを行う。更に、この工程では、アニール処理を行い、徐冷を行うことにより第２コンタクト電極９１を形成する第４ステップを行う。アニール処理は、Ｎ2ガス雰囲気中でのＲＴＡ（Rapid Thermal Annealing）が好ましい。この工程では、赤外線アニール装置によりアニール処理を行うのが好ましい。
【００８０】
ＲＴＡ処理の条件は、例えば、アニール温度を６５０℃、アニール時間を１分とすればよい。アニール温度は、ＡｌＮｉの共晶点（６４０℃）以上の温度が好ましく、７００℃以下の温度が好ましい。アニール温度は、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１のＡｌの組成比に基づいて適宜変更してもよい。アニール時間は、例えば、３０秒〜３分程度の範囲で設定するのが好ましい。「共晶点」とは、液状の共晶混合物が同じ組成の固相を作りだすときの凝固する温度を意味する。
【００８１】
「徐冷を行う」とは、徐々に冷却することを意味する。徐冷を行うときの冷却速度（以下、「徐冷速度」という。）は、例えば、３０℃／ｍｉｎとすればよい。冷却速度は、３０℃／ｍｉｎに限らない。徐冷速度は、例えば、２０〜６０℃／ｍｉｎの範囲で適宜設定するのが好ましい。
【００８２】
（７）正電極８における第１コンタクト電極８１を形成する工程
この工程では、ｐ型窒化物半導体層５の表面５ａ上に第１コンタクト電極８１を形成する。
【００８３】
より詳細には、この工程では、まず、ウェハの第１面側における正電極８の形成予定領域のみ（ｐ型コンタクト層５３の表面５３ａの一部）が露出するようにパターニングされた第３のレジスト層を形成する。そして、この工程では、例えば厚さ３０ｎｍのＮｉ膜と厚さ２００ｎｍのＡｕ膜との積層膜を電子ビーム蒸着法により成膜し、リフトオフを行うことにより、第３のレジスト層及び第３のレジスト層上の不要膜を除去する。更に、この工程では、第１コンタクト電極８１とｐ型窒化物半導体層５との接触がオーミック接触となるように、Ｎ2ガス雰囲気中でＲＴＡ処理を行う。ＲＴＡ処理の条件は、例えば、アニール温度を５００℃、アニール時間を１５分とすればよい。
【００８４】
（８）正電極８の第１パッド電極８２及び負電極９の第２パッド電極９２を形成する工程
この工程では、まず、ウェハの第１面側における第１パッド電極８２及び第２パッド電極９２それぞれの形成予定領域のみが露出するようにパターニングされた第４のレジスト層を形成する。そして、この工程では、例えば厚さ１００ｎｍのＴｉ層と厚さ２５０ｎｍのＡｌ層と厚さ１００ｎｍのＴｉ層と厚さ１３００ｎｍのＡｕ層との積層膜を電子ビーム蒸着法により成膜することで第１パッド電極８２及び第２パッド電極９２を形成する。その後、この工程では、リフトオフを行うことにより、第４のレジスト層及び第４のレジスト層上の不要膜を除去する。
【００８５】
（９）パッシベーション膜１１を形成する工程
この工程では、ウェハの第１面側の全面に、パッシベーション膜１１の基礎となるシリコン窒化膜を例えばプラズマＣＶＤ法により成膜する。そして、この工程では、ウェハの第１面側において、シリコン窒化膜に第１開口部１１１及び第２開口部１１２が開口されるように、シリコン窒化膜をパターニングすることでパッシベーション膜１１を形成する。シリコン窒化膜のパターニングは、例えば、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を利用して行う。
【００８６】
（１０）割溝を形成する工程
この工程では、ウェハのパッシベーション膜１１の表面側からウェハの厚み方向の途中まで到達する割溝を形成する。この工程では、レーザ加工機を用いたアブレーション加工（ablation processing）により割溝を形成することが好ましい。アブレーション加工とは、アブレーションが起こるような照射条件でのレーザ加工を意味する。
【００８７】
（１１）ウェハを研磨する工程
この工程では、ウェハを第１面とは反対の第２面側から研磨することで、ウェハを基板１の所定の厚さに相当する厚さまで薄くする。ウェハの研磨にあたっては、研削工程、ラッピング（lapping）工程を順次行うのが好ましい。
【００８８】
発光素子１００の製造方法では、この工程が終了することにより、発光素子１００が複数形成されたウェハが完成する。要するに、発光素子１００の製造方法では、上述の（１）〜（１１）の工程を順次行うことにより、発光素子１００が複数形成されたウェハが完成する。
【００８９】
（１２）発光素子１００が複数形成されたウェハから個々の発光素子１００に分割する工程（分割工程）
分割工程は、発光素子１００が複数形成されたウェハを個々の発光素子１００に分割する工程である。分割工程では、上述のラッピング工程の後に割溝に沿ってウェハを分割する。より詳細には、分割工程では、ブレーキング工程と、エキスパンド工程と、を行う。エキスパンド工程の後には、個々の発光素子１００を適宜のピックアップツール（pickup tool）等によりピックアップして、発光素子１００を例えばチップトレイ等に収納すればよい。
【００９０】
ブレーキング工程では、例えば、ブレードを利用してウェハを個々の発光素子１００に分割する。ブレーキング工程では、ウェハを２枚のウェハテープで厚さ方向の両側から挟んでいる。ウェハテープは、粘着性樹脂テープである。ウェハを個々の発光素子１００に分割した後には、２枚のウェハテープのうちウェハの窒化物半導体層２０側に配置していたウェハテープを取り外す。
【００９１】
エキスパンド工程では、各発光素子１００における基板１の第２面１ｂ側のウェハテープを、例えば、エキスパンド装置により引き伸ばすことによって、隣り合う発光素子１００間の間隔を広げる。
【００９２】
発光素子１００の製造方法では、分割工程を行うことにより、ラッピング工程後のサファイアウェハの第１面の一部が基板１の第１面１ａを構成し、サファイアウェハの第２面の一部が基板１の第２面１ｂを構成する。
【００９３】
分割工程は、発光素子１００が複数形成されたウェハをダイシングソー（dicing saw）等によって裁断することで、個々の発光素子１００に分割するようにしてもよい。
【００９４】
以上説明した本実施形態の発光素子１００の製造方法では、耐湿性の向上を図ることが可能な発光素子１００を比較的簡単に製造することが可能となる。
【００９５】
ところで、本願発明者らは、耐湿性の向上を図ることが可能な発光素子１００を開発する研究段階で、比較例の窒化物半導体発光素子１５０（図４Ａ参照）を作製して耐湿性の評価を行った。窒化物半導体発光素子１５０（以下、「発光素子１５０」と略称する。）は、発光素子１００と略同じ構成を有し、正電極８の第１パッド電極８２を発光素子１００における第４金属層８２ｄの材料のみにより構成してある点、負電極９の第２パッド電極９２を発光素子１００における第４金属層９２ｄの材料のみにより構成してある点、が発光素子１００と相違する。また、発光素子１５０は、発光素子１００の第１密着層１４１及び第２密着層１４２を備えていない点で相違する。また、発光素子１５０は、負電極９の第２コンタクト電極９１の数を１つだけとして、かつ、第２コンタクト電極９１の平面サイズを、発光素子１００における複数の第２コンタクト電極９１を包含する平面サイズにしてある点、が発光素子１００と相違する。
【００９６】
本願発明者らは、比較例の発光素子１５０の耐湿性を評価するために、高温高湿通電試験を行い、電気的特性の評価、光学顕微鏡、ＳＥＭ（scanning electron microscope）による外観検査等を行った。高温高湿通電試験では、温度を６０℃、相対湿度を８０ＲＨ％、通電電流を２０ｍＡ、連続通電時間を２０００時間とした。そして、本願発明者らは、比較例の発光素子１５０においては、耐湿性の更なる向上が必要であるという知見を得た。より詳細には、本願発明者らは、高温高湿通電試験の途中で比較例の発光素子１５０に、不具合が発生してしまうことがあるという知見を得た。「不具合」とは、オープン不良、第２パッド電極９２の端部の破損、パッシベーション膜１１における、第２パッド電極９２の端部の破損箇所上の部位の破損、等である。上述の「不具合」は、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１の第２領域３１２における負電極９直下の領域の腐食に起因する。「ｎ型ＡｌＧａＮ層３１おける負電極９直下の領域の腐食」とは、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１の第２領域３１２のうち第２コンタクト電極９１直下の領域の酸化を意味し、Ａｌ2Ｏ3が形成されることを意味する。また、本願発明者らは、比較例の発光素子１５０では、上述の不具合が発生した場合でも、ｐ型ＧａＮ層からなるｐ型コンタクト層５３の腐食、正電極８における第１パッド電極８２の端部の破損が発生していないことを確認した。
【００９７】
比較例の発光素子１５０において上述の不具合が発生する推定メカニズムについては、図４Ａ、４Ｂ、４Ｃ及び４Ｄに基づいて説明する。図４Ａ、４Ｂ、４Ｃ及び４Ｄの順番は、時系列の順である。また、図４Ａ、４Ｂ、４Ｃ及び４Ｄそれぞれにおける太線の矢印は、電流の流れる経路を模式的に示している。
【００９８】
発光素子１５０では、外部からの水分がパッシベーション膜１１の欠陥１１６（図４Ａ参照）及び負電極９の第２パッド電極９２の欠陥９２６（図４Ａ参照）を通してｎ型ＡｌＧａＮ層３１における第２領域３１２の表面３１２ａへ到達する。パッシベーション膜１１の欠陥１１６は、クラック、ピンホール等である。負電極９の第２パッド電極９２の欠陥９２６は、クラック、ピンホール、結晶粒界等である。
【００９９】
発光素子１５０では、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１における第２領域３１２の表面に水分があるときに、正電極８から負電極９へ電流が流れて第２領域３１２中にホール（ｈ+）が生成されていれば、下記の電気化学反応により電気絶縁物（Ａｌ2Ｏ3）１６０が形成される（図４Ｂ）。
【０１００】
電気化学反応は、水分及びｎ型ＡｌＧａＮ層３１における第２領域３１２中のＡｌＮに起因して、第２領域３１２の表面３１２ａ付近で起こる。このときの化学反応式は、下記の通りである。
【０１０１】
２ＡｌＮ＋６ｈ+→２Ａｌ3+＋Ｎ2
２Ａｌ3+＋６ＯＨ-→Ａｌ2Ｏ3＋３Ｈ2Ｏ
要するに、発光素子１５０では、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１における第２領域３１２の表面３１２ａ付近でＮ2が発生し、かつ、酸化反応によりＡｌ2Ｏ3が形成され電気絶縁化及び体積膨張が生じる。
【０１０２】
これにより、発光素子１５０では、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１における負電極９直下の領域の腐食、第２パッド電極９２の端部の破損、パッシベーション膜１１における、第２パッド電極９２の端部の破損箇所上の部位の破損、等が生じ（図４Ｃ）、水分が浸入しやすくなる。
【０１０３】
これにより、発光素子１５０では、上述の電気化学反応が加速的に進み、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１における電流経路が変化するので、電気絶縁化される領域が広がる（電気絶縁物１６０が大きくなる）。そして、発光素子１５０では、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１における負電極９直下の領域が電気絶縁化して電流が流れなくなるオープン不良が発生する（図４Ｄ）。
【０１０４】
これに対して、本実施形態の発光素子１００では、比較例の発光素子１５０に比べて耐湿性を向上できるという結果が得られた。より詳細には、比較例の発光素子１５０では、高温高湿通電試験の途中で上述の不具合が発生したのに対して、本実施形態の発光素子１００では、高温高湿通電試験を行っても上述の不具合が発生しなかった。
【０１０５】
発光素子１００において上述の不具合の発生が抑制される推定メカニズムについて、図５Ａ及び５Ｂに基づいて説明する。図５Ａ、５Ｂの順番は、時系列の順である。また、図５Ａ、５Ｂそれぞれにおける太線の矢印は、電流の流れる経路を模式的に示している。
【０１０６】
図５Ａに示すように、発光素子１００では、正電極８から負電極９へ流れる電流が、負電極９の第２コンタクト電極９１とｎ型ＡｌＧａＮ層３１における第２領域３１２との界面に流れやすく、第２パッド電極９２とｎ型ＡｌＧａＮ層３１における第２領域３１２との界面にはほとんど流れない。発光素子１００では、外部からの水分がパッシベーション膜１１の欠陥１１６及び第２パッド電極９２の欠陥９２６を通してｎ型ＡｌＧａＮ層３１における第２領域３１２の表面３１２ａへ到達する。
【０１０７】
発光素子１００では、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１における第２領域３１２の表面に水分があるときに、電流が流れて第２領域３１２中にホール（ｈ+）が生成されていれば、上述の電気化学反応により電気絶縁物１６０が形成される（図５Ｂ）。
【０１０８】
しかしながら、発光素子１００では、正電極８から負電極９へ流れる電流が第２パッド電極９２とｎ型ＡｌＧａＮ層３１における第２領域３１２との界面には電流が流れにくいので、上述の電気化学反応が生じるのを抑制することができる。要するに、発光素子１００では、負電極９のうち隣り合う第２コンタクト電極９１どうしの間の部位における第２領域３１２側の面を通して電流が流れにくいので、上述の電気化学反応が生じるのを抑制することができる。これにより、発光素子１００では、全体としての抵抗値が僅かに上昇する程度の損傷で済む結果、耐湿性の向上を図れると推考される。
【０１０９】
また、本実施形態の発光素子１００では、負電極９の第２パッド電極９２における最下層の金属層９２ａとして反射率の高い金属を採用している場合に比べて、長寿命化を図ることが可能となる。これは、反射率の高いＡｌ等を採用している場合、電流が遮断された後も光電効果により電流が発生し、酸化反応が進行するのに対して、反射率が５０％未満であるＴｉを採用している場合には、光電効果による電流の発生が抑制されるためであると推考される。
【０１１０】
第２金属層９２ｂは、第２パッド電極９２全体の低抵抗化を図る観点からＡｌ層であるのが好ましい。第３金属層９２ｃは、Ａｌ層からなる第２金属層９２ｂとＡｕ層からなる第４金属層９２ｄとの間のバリアメタル層としての機能を有するのが好ましい。第３金属層９２ｃの材料は、Ｔｉ、Ｔａ及びＮｉの群から選択される１種であるのが好ましい。これにより、第３金属層９２ｃと第２金属層９２ｂ及び第４金属層９２ｄそれぞれとの密着性を向上させることが可能となる。
【０１１１】
以上説明した本実施形態の窒化物半導体発光素子１００は、ｎ型窒化物半導体層３と、発光層４と、ｐ型窒化物半導体層５と、基板１と、正電極８と、負電極９と、電気絶縁膜１０と、パッシベーション膜１１と、を備える。ｎ型窒化物半導体層３は、少なくともｎ型ＡｌＧａＮ層３１を有する。発光層４は、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１上に形成され、紫外線を放射する。ｐ型窒化物半導体層５は、発光層４上に形成されている。基板１は、ｎ型窒化物半導体層３と発光層４とｐ型窒化物半導体層５とを含む窒化物半導体層２０を支持する。基板１は、単結晶基板である。基板１は、発光層４から放射される紫外線を透過する。正電極８は、ｐ型窒化物半導体層５の表面５ａに設けられている。負電極９は、ｎ型窒化物半導体層３において発光層４で覆われていない部位に設けられている。電気絶縁膜１０は、正電極８が内側に配置される第１コンタクト孔１０１と負電極９が内側に配置される第２コンタクト孔１０２とが形成されている。ｎ型窒化物半導体層３、発光層４及びｐ型窒化物半導体層５は、基板１側から、この順に並んでいる。ｎ型ＡｌＧａＮ層３１は、発光層４に重なる第１領域３１１と発光層４に重ならない第２領域３１２とを有し、第１領域３１１の表面３１１ａよりも第２領域３１２の表面３１２ａを基板１側へ後退させる段差が形成されている。電気絶縁膜１０は、ｐ型窒化物半導体層５の表面５ａの一部及び側面５ｃ、発光層４の側面４ｃ、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１の第１領域３１１の側面３１１ｃ及びｎ型ＡｌＧａＮ層３１の第２領域３１２の表面３１２ａの一部を覆っている。正電極８は、電気絶縁膜１０における第１コンタクト孔１０１の内側に配置されｐ型窒化物半導体層５にオーミック接触する第１コンタクト電極８１と、第１コンタクト電極８１を覆うように形成された第１パッド電極８２と、を備える。負電極９は、電気絶縁膜１０における第２コンタクト孔１０２の内側に配置され各々がｎ型ＡｌＧａＮ層３１にオーミック接触する複数の第２コンタクト電極９１と、複数の第２コンタクト電極９１を覆うように形成されｎ型ＡｌＧａＮ層３１に非オーミック接触する第２パッド電極９２と、を備える。パッシベーション膜１１は、少なくとも第２パッド電極９２の端部を覆うように形成され、かつ、第２パッド電極９２の中央部を露出させる開口部１１２が形成されている。第２パッド電極９２は、複数の金属層９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、９２ｄが積層された構造を有する。複数の金属層９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、９２ｄのうちｎ型ＡｌＧａＮ層３１に非オーミック接触する最下層の金属層９２ａが、発光層４から放射される紫外線の反射率が５０％未満の材料により形成されている。
【０１１２】
以上説明したように、窒化物半導体発光素子１００における負電極９は、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１にオーミック接触する複数の第２コンタクト電極９１と、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１に非オーミック接触する第２パッド電極９２と、を備える。また、負電極９では、第２パッド電極９２を構成する複数の金属層９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、９２ｄのうちｎ型ＡｌＧａＮ層３１に非オーミック接触する金属層９２ａが、発光層４から放射される紫外線の反射率が５０％未満の材料により形成されている。よって、窒化物半導体発光素子１００では、窒化物半導体発光素子１５０のように負電極９が第２コンタクト電極９１と第２パッド電極９２とを１つずつのみ備えた場合と比べて、負電極９の平面サイズを変えることなく、耐湿性を向上させることが可能となる。
【０１１３】
図６は、実施形態１の第１変形例の窒化物半導体発光素子１１０の概略平面図である。窒化物半導体発光素子１１０は、発光素子１００と基本構成が同じであり、負電極９における複数の第２コンタクト電極９１の形状が相違するだけである。窒化物半導体発光素子１１０に関し、発光素子１００と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１１４】
窒化物半導体発光素子１１０における負電極９では、４つの第２コンタクト電極９１のうちの１つを円形とし、別の１つを、円形の第２コンタクト電極９１を囲む環状の形状としてある。円形の第２コンタクト電極９１の直径は、４５μｍ以上であるのが好ましい。
【０１１５】
図７は、実施形態１の第２変形例の窒化物半導体発光素子１２０の概略平面図である。窒化物半導体発光素子１２０は、発光素子１００と基本構成が同じであり、負電極９における複数の第２コンタクト電極９１の形状が相違するだけである。窒化物半導体発光素子１２０に関し、発光素子１００と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１１６】
窒化物半導体発光素子１２０における負電極９では、複数の第２コンタクト電極９１それぞれの形状を直線状として、互いに平行に配置してある。要するに、複数の第２コンタクト電極９１がストライプ状に配置されている。
【０１１７】
図８は、実施形態１の第３変形例の窒化物半導体発光素子１３０の概略断面図である。窒化物半導体発光素子１３０は、発光素子１００と基本構成が同じであり、パッシベーション膜１１のパターンが相違するだけである。窒化物半導体発光素子１３０に関し、発光素子１００と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１１８】
窒化物半導体発光素子１３０におけるパッシベーション膜１１は、負電極９の第２パッド電極９２の端部と第２パッド電極９２の側面と電気絶縁膜１０の表面における第２パッド電極９２の周辺部とを覆うように形成されている。また、パッシベーション膜１１は、第２パッド電極９２の中央部を露出させる開口部１１２が形成されている。
【０１１９】
窒化物半導体発光素子１３０は、比較例の発光素子１５０（図４Ａ参照）のように負電極９が第２コンタクト電極９１と第２パッド電極９２とを１つずつのみ備えた構成と比べて、負電極９の平面サイズを変えることなく、耐湿性を向上させることが可能となる。
【０１２０】
図９は、実施形態１の第４変形例の窒化物半導体発光素子１４０の概略断面図である。窒化物半導体発光素子１４０は、発光素子１００と基本構成が同じであり、パッシベーション膜１１のパターンが相違するだけである。窒化物半導体発光素子１４０に関し、発光素子１００と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１２１】
窒化物半導体発光素子１４０におけるパッシベーション膜１１は、負電極９の第２パッド電極９２の端部のみを覆うように形成され、かつ、第２パッド電極９２の中央部を露出させる開口部１１２が形成されている。
【０１２２】
窒化物半導体発光素子１４０は、比較例の発光素子１５０（図４Ａ参照）のように負電極９が第２コンタクト電極９１と第２パッド電極９２とを１つずつのみ備えた構成と比べて、負電極９の平面サイズを変えることなく、耐湿性を向上させることが可能となる。
【０１２３】
（実施形態２）
以下では、本実施形態の窒化物半導体発光素子２００について、図１０及び１１に基づいて説明する。窒化物半導体発光素子２００に関し、実施形態１の発光素子１００と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１２４】
窒化物半導体発光素子２００は、発光素子１００と基本構成が略同じであり、電気絶縁膜１０からなる第１電気絶縁膜１０ａとは別の第２電気絶縁膜１０ｂを更に備える点が相違する。第２電気絶縁膜１０ｂは、複数の第２コンタクト電極９１のうち隣り合う第２コンタクト電極９１どうしの間でｎ型ＡｌＧａＮ層３１の第２領域３１２の表面３１２ａ上に形成されている。これにより、窒化物半導体発光素子２００では、図１１に示すように、仮にｎ型ＡｌＧａＮ層３１における第２領域３１２に電気絶縁物１６０が形成されたとしても、電気絶縁物１６０の横方向への広がりが第２電気絶縁膜１０ｂにより抑制される。よって、窒化物半導体発光素子２００は、実施形態１の発光素子１００と比べて、耐湿性の更なる向上を図ることが可能となる。
【０１２５】
第２電気絶縁膜１０ｂは、シリコン酸化膜であるのが好ましい。これにより、第２電気絶縁膜１０ｂは、第１電気絶縁膜１０ａと同様のプロセスにより形成することができる。第２電気絶縁膜１０ｂは、第１電気絶縁膜１０ａと同じ厚さの場合、第１電気絶縁膜１０ａと同時に形成することが可能となる。
【０１２６】
（実施形態３）
以下では、本実施形態の窒化物半導体発光素子３００について、図１２及び１３に基づいて説明する。窒化物半導体発光素子３００に関し、実施形態１の発光素子１００と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１２７】
窒化物半導体発光素子３００は、発光素子１００と基本構成が略同じである。窒化物半導体発光素子３００は、複数の第２コンタクト電極のうち隣り合う第２コンタクト電極どうしの間において、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１の第２領域３１２の表面３１２ａに凹部３１３が形成されている点が発光素子１００と相違する。これにより、これにより、窒化物半導体発光素子３００では、図１３に示すように、仮にｎ型ＡｌＧａＮ層３１における第２領域３１２に電気絶縁物１６０が形成されたとしても、電気絶縁物１６０の横方向への広がりが凹部３１３により抑制される。窒化物半導体発光素子３００は、実施形態１の発光素子１００と比べて、耐湿性の更なる向上を図ることが可能となる。
【０１２８】
実施形態１〜３等に記載した材料、数値等は、好ましい例を示しているだけであり、それに限定する主旨ではない。更に、本願発明は、その技術的思想の範囲を逸脱しない範囲で、構成に適宜変更を加えることが可能である。
【０１２９】
例えば、実施形態２又は３においては、実施形態１の第１変形例、第２変形例、第３変形例及び第４変形例それぞれの構成の一部を適宜採用してもよい。
【０１３０】
単結晶基板は、サファイア基板に限らず、例えば、III族窒化物系半導体結晶基板等でもよい。III族窒化物系半導体結晶基板としては、例えば、ＡｌＮ基板を採用することができる。
【符号の説明】
【０１３１】
１  基板
３  ｎ型窒化物半導体層
３１  ｎ型ＡｌＧａＮ層
３１１  第１領域
３１２  第２領域
３１２ａ  表面
３１３  凹部
４  発光層
５  ｐ型窒化物半導体層
８  正電極
８１  第１コンタクト電極
８２  第１パッド電極
９  負電極
９１  第２コンタクト電極
９２  第２パッド電極
９２ａ  金属層
９２ｂ  金属層
９２ｃ  金属層
９２ｄ  金属層
１０  電気絶縁膜
１０ａ  第１電気絶縁膜
１０ｂ  第２電気絶縁膜
１０１  第１コンタクト孔
１０２  第２コンタクト孔
１１  パッシベーション膜
１１２  開口部（第２開口部）
１００，１１０，１２０，１３０，１４０，２００，３００  窒化物半導体発光素子
【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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【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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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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