(57)【要約】  本発明の課題は、信頼性の向上を図ることが可能な半導体発光素子及びその製造方法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。パッシベーション膜（１１）は、水素を含有した窒化ケイ素膜である。第１剥離防止層（１２ａ）及び第２剥離防止層（１２ｂ）は、パッシベーション膜（１１）と正電極（８）の表面（８ａ）の端部及び負電極（９）の表面（９ａ）の端部との間にそれぞれ介在する。第１剥離防止層（１２ａ）及び第２剥離防止層（１２ｂ）の各々は、下層（１２１）と、下層（１２１）上に形成された上層（１２２）と、を備える。下層（１２１）は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎｉ及びＳｎの群から選択される１種の材料により形成されている。上層（１２２）は、下層（１２１）の材料の酸化物により形成されている。
2016181625.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上に形成された正電極と、
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、
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、
前記発光層は、前記ｎ型ＡｌＧａＮ層の前記第１領域の表面上に形成され、
前記負電極は、前記ｎ型ＡｌＧａＮ層の前記第２領域の表面上に形成され、
前記パッシベーション膜は、水素を含有した窒化ケイ素膜であり、
前記パッシベーション膜と前記正電極の表面の端部との間に介在する第１剥離防止層と、
前記パッシベーション膜と前記負電極の表面の端部との間に介在する第２剥離防止層とを更に備え、
前記第１剥離防止層及び前記第２剥離防止層の各々は、下層と、前記下層上に形成された上層と、を備え、
前記下層は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎｉ及びＳｎの群から選択される１種の材料により形成され、
前記上層は、前記下層の材料の酸化物により形成されている、
ことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
前記正電極のうち少なくとも表面側がＡｕにより形成され、
前記負電極のうち少なくとも表面側がＡｕにより形成されている、
ことを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記正電極は、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ｎ型ＡｌＧａＮ層にオーミック接触する第２コンタクト電極と、前記第２コンタクト電極を覆うように形成された第２パッド電極と、を備え、
酸化ケイ素膜からなる電気絶縁膜を更に備え、
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と、前記発光層の側面と、前記ｎ型ＡｌＧａＮ層の前記第１領域の側面と、前記ｎ型ＡｌＧａＮ層の前記第２領域の表面の一部と、を覆い、かつ、前記第１コンタクト電極が内側に配置される第１コンタクト孔と前記第２コンタクト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おり、
前記パッシベーション膜は、少なくとも前記正電極の表面の端部及び前記負電極の表面の端部を覆うように形成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の半導体発光素子。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の半導体発光素子の製造方法であって、
前記第１剥離防止層及び前記第２剥離防止層を形成する第１工程と、
前記第１工程の後に前記パッシベーション膜を形成する第２工程と、を備え、
前記第１工程では、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎｉ及びＳｎの群から選択される１種の材料からなる層を形成した後、前記層の表面側を酸化する、又は酸化雰囲気中での反応性スパッタ法もしくは酸化雰囲気中でのイオンビーム蒸着法によりＴｉ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎｉ及びＳｎの群から選択される１種の材料の酸化物層を形成することによって、前記第１剥離防止層及び前記第２剥離防止層の各々と同じ積層構造を形成し、その後、前記積層構造をパターニングすることにより前記第１剥離防止層及び前記第２剥離防止層を形成する、
ことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子及びその製造方法に関し、より詳細には、紫外線を放射する半導体発光素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体発光素子としては、基板の一表面側におけるｎ型層と発光層とｐ型層との積層膜がメサ構造を有し、ｎ型層の露出表面に設けられたｎ電極と、ｐ型層の表面側に設けられたｐ電極とを備えた紫外半導体発光素子が知られている（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におけるｎ型層は、ｎ型ＡｌzＧａ1-zＮ層（０＜ｚ≦１）により構成されている。【０００４】
また、半導体発光素子としては、基板と、ｎ型窒化ガリウム系半導体層と、発光層と、ｐ型窒化ガリウム系半導体層と、絶縁保護膜と、負電極と、正電極と、負電極及び正電極それぞれと絶縁保護膜との間にある接着強化層と、を備えた発光素子が知られている（特許文献２）。【０００５】
特許文献２に記載された発光素子におけるｎ型窒化ガリウム系半導体層及び発光層は、それぞれ、ＳｉがドープされたＡｌＩｎＧａＮ、ＩｎＧａＮからなる。また、特許文献２に記載された発光素子における絶縁保護膜は、例えば、Ｓｉ3Ｎ4により形成されている。また、特許文献２には、絶縁保護膜がＳｉ3Ｎ4により形成されている場合、接着強化層を、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌのうちのいずれかの金属、又はその酸化物により形成するのが好ましい旨が記載されている。【０００６】
発光層から放射される紫外線を透過するｎ型ＡｌＧａＮ層を備えた半導体発光素子では、耐湿性の向上による信頼性の向上が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−９６４６０号公報
【特許文献２】特開平１１−１５０３０１号公報
【発明の概要】
【０００８】
本発明の目的は、信頼性の向上を図ることが可能な半導体発光素子及びその製造方法を提供することにある。
【０００９】
本発明に係る一態様の半導体発光素子は、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上に形成された正電極と、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、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。前記発光層は、前記ｎ型ＡｌＧａＮ層の前記第１領域の表面上に形成されている。前記負電極は、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。前記パッシベーション膜は、水素を含有した窒化ケイ素膜である。半導体発光素子は、前記パッシベーション膜と前記正電極の表面の端部との間に介在する第１剥離防止層と、前記パッシベーション膜と前記負電極の表面の端部との間に介在する第２剥離防止層とを更に備える。前記第１剥離防止層及び前記第２剥離防止層の各々は、下層と、前記下層上に形成された上層と、を備える。前記下層は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎｉ及びＳｎの群から選択される１種の材料により形成されている。前記上層は、前記下層の材料の酸化物により形成されている。
【００１０】
本発明の半導体発光素子の製造方法は、上述の半導体発光素子の製造方法であって、前記第１剥離防止層及び前記第２剥離防止層を形成する第１工程と、前記第１工程の後に前記パッシベーション膜を形成する第２工程と、を備える。前記第１工程では、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎｉ及びＳｎの群から選択される１種の材料からなる層を形成した後、前記層の表面側を酸化する、又は酸化雰囲気中での反応性スパッタ法もしくは酸化雰囲気中でのイオンビーム蒸着法によりＴｉ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎｉ及びＳｎの群から選択される１種の材料の酸化物層を形成することによって、前記第１剥離防止層及び前記第２剥離防止層の各々と同じ積層構造を形成し、その後、前記積層構造をパターニングすることにより前記第１剥離防止層及び前記第２剥離防止層を形成する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る半導体発光素子の概略断面図である。
【図２】図２は、同上の半導体発光素子の概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
下記の実施形態において説明する各図は、模式的な図であり、図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。
【００１３】
（実施形態）
以下では、本実施形態の半導体発光素子１００（以下、「発光素子１００」と略称することもある。）について、図１及び２に基づいて説明する。図１は、図２のＸ−Ｘ線断面図である。
【００１４】
発光素子１００は、基板１と、ｎ型窒化物半導体層３と、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発光層４と、ｐ型窒化物半導体層５と、正電極８と、負電極９と、パッシベーション膜１１と、第１剥離防止層１２ａと、第２剥離防止層１２ｂと、を備える。基板１は、第１面１ａ及び第２面１ｂを有する。基板１は、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の表面３１１ａ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。正電極８は、ｐ型窒化物半導体層５の表面５ａ上に形成されている。負電極９は、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１の第２領域３１２の表面３１２ａ上に形成されている。パッシベーション膜１１は、水素を含有した窒化ケイ素膜である。第１剥離防止層１２ａは、パッシベーション膜１１と正電極８の表面８ａの端部との間に介在する。第２剥離防止層１２ｂは、パッシベーション膜１１と負電極９の表面９ａの端部との間に介在する。第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂの各々は、下層１２１と、下層１２１上に形成された上層１２２と、を備える。下層１２１は、Ｔｉにより形成されている。上層１２２は、Ｔｉの酸化物により形成されている。第１剥離防止層１２ａにおける下層１２１は、正電極８の表面８ａの端部上に直接形成された層である。また、第２剥離防止層１２ｂにおける下層１２１は、負電極９の表面９ａの端部上に直接形成された層である。
【００１５】
以上説明した構成の発光素子１００は、信頼性の向上を図ることが可能となる。より詳細には、発光素子１００では、第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂの各々が、上述の下層１２１と上層１２２とにより構成されていることにより、パッシベーション膜１１と第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂそれぞれとの密着性を向上させることが可能となる。よって、発光素子１００では、パッシベーション膜１１が第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂそれぞれから剥離するのを抑制することが可能となる。これにより、発光素子１００は、信頼性の向上を図ることが可能となる。発光素子１００は、基板１の第２面１ｂが光取り出し面を構成している。
【００１６】
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、例えば、４００μｍ□（４００μｍ×４００μｍ）である。
【００１７】
発光素子１００では、正電極８の表面８ａ側がＡｕにより形成され、負電極９の表面９ａ側がＡｕ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では、正電極８及び負電極９の各々に、ＡｕワイヤあるいはＡｕバンプを容易に接合することが可能となる。「正電極８の表面８ａ側がＡｕにより形成され」とは、正電極８のうち少なくとも表面８ａ側が、Ａｕにより形成されていることを意味する。「負電極９の表面９ａ側がＡｕにより形成され」とは、負電極９のうち少なくとも表面９ａ側が、Ａｕにより形成されていることを意味する。
【００１８】
正電極８は、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、を備えるのが好ましい。負電極９は、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１にオーミック接触する第２コンタクト電極９１と、第２コンタクト電極９１を覆うように形成された第２パッド電極９２と、を備えるのが好ましい。また、発光素子１００は、酸化ケイ素膜からなる電気絶縁膜１０を更に備えるのが好ましい。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と、発光層４の側面４ｃと、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１の第１領域３１１の側面３１１ｃと、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１の第２領域３１２の表面３１２ａの一部と、を覆っているのが好ましい。電気絶縁膜１０は、第１コンタクト電極８１が内側に配置される第１コンタクト孔１０１と、第２コンタクト電極９１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。パッシベーション膜１１は、少なくとも正電極８の表面８ａの端部及び負電極９の表面９ａの端部を覆うように形成されているのが好ましい。これにより、発光素子１００は、信頼性の更なる向上を図ることが可能となる。
【００１９】
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。
【００２０】
発光素子１００は、例えば、２１０ｎｍ〜３６０ｎｍの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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
ｎ型窒化物半導体層３は、基板１の第１面１ａ上に形成されている。ここで、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。本明細書において、「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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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の貫通転位を更に低減し、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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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）に起因して、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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
電子ブロック層５１は、発光層４とｐ型ＡｌＧａＮ層５２との間に設けられているのが好ましい。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。
【００３５】
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。
【００３６】
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の厚さが厚すぎると、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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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と第２バッファ層２ｂとｎ型窒化物半導体層３と発光層４とキャップ層６とｐ型窒化物半導体層５とを備えた構成とすることができる。窒化物半導体層２０において、第１バッファ層２ａ、第２バッファ層２ｂ、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については、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）法である。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。エピタキシャル成長法は、ＭＯＶＰＥ法に限らず、例えば、ＨＶＰＥ（hydride vapor phase epitaxy）法、ＭＢＥ（molecular beam epitaxy）法等でもよい。
【００４０】
発光素子１００は、メサ構造（mesa structure）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。第２領域３１２の表面３１２ａから基板１の第１面１ａまでの距離は、第１領域３１１の表面３１１ａから基板１の第１面１ａまでの距離よりも短い。
【００４１】
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は、酸化ケイ素膜である。酸化ケイ素膜は、ＳｉＯ2膜であるのが好ましい。電気絶縁膜１０の厚さは、一例として、８００ｎｍである。
【００４２】
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の表面５ａ上に形成されているオーミック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。したがって、第１コンタクト電極８１は、構成元素としてＮｉとＡｕとを含んでいる。第１積層膜は、ｐ型窒化物半導体層５の表面５ａ上に直接形成されたＮｉ膜と、Ｎｉ膜上に直接形成されたＡｕ膜と、で構成される。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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
第１パッド電極８２は、複数（例えば、４つ）の金属層が積層された構造を有するのが好ましい。以下では、第１パッド電極８２における４つの金属層を、ｐ型窒化物半導体層５に近い側から順に、第１金属層、第２金属層、第３金属層及び第４金属層とも称する。
【００４６】
第１パッド電極８２は、第１金属層、第２金属層、第３金属層及び第４金属層を、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パッド電極８２における、第１金属層、第２金属層、第３金属層及び第４金属層の厚さは、例えば、それぞれ、１００ｎｍ、２５０ｎｍ、１００ｎｍ及び１３００ｎｍである。第１パッド電極８２における第１金属層の材料は、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒ及びＷの群から選択される１種であるのが好ましい。これにより、発光素子１００では、第１パッド電極８２における第１金属層と第１コンタクト電極８１との密着性を向上させることが可能となる。
【００４７】
負電極９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上に形成されている。
【００４８】
第２コンタクト電極９１は、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１の第２領域３１２の表面３１２ａ上に形成されているオーミックコンタクト用電極である。第２コンタクト電極９１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。したがって、第２コンタクト電極９１は、構成元素としてＡｌとＮｉとＡｕとを含んでいる。第２積層膜は、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１の第２領域３１２の表面３１２ａに近い側から順に、Ａｌ膜、Ｎｉ膜、Ａｌ膜、Ｎｉ膜及びＡｕ膜が形成されている。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。
【００４９】
第２コンタクト電極９１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。
【００５０】
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。
【００５１】
第２コンタクト電極９１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。
【００５２】
発光素子１００では、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１と負電極９における第２コンタクト電極９１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。
【００５３】
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。
【００５４】
第２パッド電極９２は、平面視において、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。
【００５５】
第２パッド電極９２は、複数（例えば、４つ）の金属層が積層された構造を有する。以下では、第２パッド電極９２における４つの金属層を、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、第２金属層、第３金属層及び第４金属層とも称する。
【００５６】
第２パッド電極９２は、第１金属層、第２金属層、第３金属層及び第４金属層を、それぞれ、Ｔｉ層、Ａｌ層、Ｔｉ層及びＡｕ層により構成してある。第２パッド電極９２における、第１金属層、第２金属層、第３金属層及び第４金属層の厚さは、それぞれ、１００ｎｍ、２５０ｎｍ、１００ｎｍ及び１３００ｎｍに設定してある。第２パッド電極９２における第１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における第１金属層と第２コンタクト電極９１との密着性を向上させることが可能となる。
【００５７】
発光素子１００では、第１パッド電極８２と第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。
【００５８】
パッシベーション膜１１は、発光素子１００の耐湿性を確保するための保護絶縁膜であり、水分及びナトリウムイオンを阻止する機能を有する。パッシベーション膜１１は、正電極８の表面８ａ（第１パッド電極８２の表面）の端部と、第１パッド電極８２の側面と、負電極９の表面９ａ（第２パッド電極９２の表面）の端部と、第２パッド電極９２の側面と、電気絶縁膜１０とを覆うように形成されている。これにより、発光素子１００では、第１パッド電極８２の端部と第２パッド電極９２の端部と電気絶縁膜１０とがパッシベーション膜１１により覆われている。パッシベーション膜１１は、正電極８の表面８ａ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、負電極９の表面９ａ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。したがって、「正電極８の表面８ａの端部」とは、正電極８の表面８ａのうち、パッシベーション膜１１における第１開口部１１１の周部に重なっている部位である。同様に、「負電極９の表面９ａの端部」とは、負電極９の表面９ａのうち、パッシベーション膜１１における第２開口部１１２の周部に重なっている部位である。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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の厚さは、一例として、７００ｎｍである。パッシベーション膜１１は、プラズマＣＶＤ装置（plasma-enhanced Chemical Vapor Deposition system）により成膜された窒化ケイ素膜をパターニングすることにより形成されている。これにより、パッシベーション膜１１は、酸化ケイ素膜よりも水分の透過性を小さくすることが可能となる。よって、発光素子１００では、耐湿性を向上させることが可能となる。プラズマＣＶＤ装置により窒化ケイ素膜を成膜する場合、Ｓｉの原料ガスとしてＳｉＨ4を採用し、Ｎの原料ガスとしてＮＨ3を採用するのが好ましい。
【００６２】
窒化ケイ素膜の組成は、Ｓｉ3Ｎ4であるのが好ましいが、Ｓｉ3Ｎ4からずれていてもよい。ただし、パッシベーション膜１１は、水素を含有する窒化ケイ素膜であり、Ｓｉ−Ｎ結合の他に、Ｓｉ−Ｈ結合と、Ｈ−Ｎ結合と、を含んでいる。パッシベーション膜１１がＳｉ−Ｈ結合及びＨ−Ｎ結合を含んでいるか否かは、例えば、フーリエ変換赤外分光法（Fourier transform infrared spectroscopy）による分析で知ることができる。言い換えれば、パッシベーション膜１１がＳｉ−Ｈ結合及びＨ−Ｎ結合を含んでいるか否かの判断基準は、フーリエ変換赤外分光法による分析の検出限界に依存する。パッシベーション膜１１における水素の濃度は、例えば、２〜３×１０22ｃｍ-3程度である。パッシベーション膜１１における水素の濃度は、例えば、フーリエ変換赤外分光法による分析で知ることができる。なお、ＥＣＲスパッタリング装置（electron cyclotron resonance sputtering system）により成膜した窒化ケイ素膜では、フーリエ変換赤外分光法による分析の結果、Ｓｉ−Ｈ結合と、Ｈ−Ｎ結合及び水素の含有量のいずれもそれぞれの検出限界未満であった。
【００６３】
第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂの各々は、パッシベーション膜１１が剥離するのを防止するための機能層である。第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂの各々の厚さは、一例として、２０ｎｍである。第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂの各々は、一例として、下層１２１がＴｉにより形成され、上層１２２がＴｉの酸化物により形成されている。Ｔｉの酸化物は、ＴｉＯx1（ｘ１＝１、２）である。上層１２２は、ＴｉＯ2により形成されているのが好ましい。第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂの各々の形成方法としては、例えば、下層１２１と上層１２２との基礎になるＴｉ層を形成した後にＴｉ層の表面側を酸化することにより形成する方法がある。ここで、第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂの各々は、Ｔｉ層のうち酸化された部分が上層１２２を構成し、Ｔｉ層のうち酸化されていない部分が下層１２１を構成する。Ｔｉ層の表面側を酸化する酸化処理としては、例えば、減圧下でのＯ2プラズマ処理がある。第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂの各々の形成方法は、上述の例に限らない。例えば、第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂの各々の形成方法では、Ｔｉ層を形成した後に、ＴｉＯx1（ｘ１＝１、２）をターゲット材料としたスパッタ法によりＴｉＯx1層（ｘ１＝１、２）を形成することで第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂの各々と同じ積層構造を形成し、その後、積層構造をパターニングすることにより第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂを形成してもよい。また、第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂの各々の形成方法では、Ｔｉ層を形成した後に、Ｔｉをターゲット材料として、酸化雰囲気中でのスパッタ法によりＴｉＯx1層（ｘ１＝１、２）を形成することで第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂの各々と同じ積層構造を形成し、その後、積層構造をパターニングすることにより第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂを形成してもよい。また、第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂの各々の形成方法では、Ｔｉ層を形成した後に、Ｔｉを蒸発源として、酸化雰囲気中でのイオンビーム蒸着法によりＴｉＯx1層（ｘ１＝１、２）を形成することで第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂの各々と同じ積層構造を形成し、その後、積層構造をパターニングすることにより第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂを形成してもよい。「酸化雰囲気」とは、酸化種を含む雰囲気を意味する。酸化種としては、例えば、原子状酸素、酸素分子、オゾン、酸素ラジカル、酸素イオン等がある。酸化雰囲気は、例えば、スパッタ装置のチャンバ内に酸素ガスを導入することにより実現することができる。
【００６４】
ところで、本願発明者らは、発光素子１００を開発する研究段階で、比較例１の半導体発光素子（以下、「発光素子」と略称する）を作製して耐湿性の評価を行った。比較例１の発光素子は、発光素子１００と基本構成が略同じで、発光素子１００における第１パッド電極８２及び第２パッド電極９２の各々をＡｕ層のみにより構成し、第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂを設けていない点が相違する。比較例１の発光素子については、発光素子１００と同様の構成要素に同一の符号を付して説明する。
【００６５】
本願発明者らは、比較例１の発光素子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。高温高湿通電試験は、ＴＨＢ（Temperature Humidity Bias test）である。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１の発光素子においては、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１の発光素子に、不具合が発生してしまうことがあるという知見を得た。不具合は、オープン不良、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、等である。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おける第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１の発光素子では、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の腐食や第１パッド電極８２の端部の破損は発生しないという知見を得た。
【００６６】
本願発明者らは、比較例１の発光素子において上述の不具合が発生するメカニズムについて下記の推定メカニズムを考えた。
【００６７】
パッシベーション膜１１におけるピンホール、クラック等の欠陥を通して外部から浸入した水分が、負電極９の第２パッド電極９２を構成するＡｕ層の結晶粒界や、ピンホール、クラック等の欠陥を通してｎ型ＡｌＧａＮ層３１の第２領域３１２の表面３１２ａへ到達する。このとき、比較例１の発光素子では、正電極８から負電極９へ電流が流れてｎ型ＡｌＧａＮ層３１中にホール（ｈ+）が生成されていれば、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１中のＡｌＮに起因して第２領域３１２の表面３１２ａ付近で下記の電気化学反応が起こる。
【００６８】
２ＡｌＮ＋６ｈ+→２Ａｌ3+＋Ｎ2
２Ａｌ3+＋６ＯＨ-→Ａｌ2Ｏ3＋３Ｈ2Ｏ
要するに、比較例１の発光素子では、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１の第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。これにより、比較例１の発光素子では、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、等が生じる。また、比較例１の発光素子では、Ａｌ2Ｏ3が形成されると、第２領域３１２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り、第２領域３１２における負電極９直下の部位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。
【００６９】
そこで、本願発明者らは、比較例１の発光素子の耐湿性の向上を図るためには、パッシベーション膜１１の密着性の向上を図ることが重要であると考えた。
【００７０】
発光素子１００では、第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂを備えることにより、比較例１と比べて、パッシベーション膜１１の密着性を向上させることが可能となり、耐湿性を向上させることが可能となる。本願発明者らは、水素を含有する窒化ケイ素膜の下地層について鋭意研究開発を行い、窒化ケイ素膜と下地層との密着性について、評価を行った。密着性の評価については、評価用サンプルを作成し、ＪＩＳ  Ｈ０２１１−１９９２で定義されているスクラッチ試験（scratch test）により評価した。評価用サンプルは、シリコンウェハ上に下地層を形成し下地層上にプラズマＣＶＤ装置により窒化ケイ素膜を形成したサンプルである。密着性の評価では、スクラッチ試験で測定された窒化ケイ素膜の破壊エネルギー（剥離時の荷重）を密着力と見なした。その結果、本願発明者らは、下地層を第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂと同じ構成とすることにより、下地層をＴｉ層のみで形成した場合に比べて、窒化ケイ素膜の破壊エネルギー（窒化ケイ素膜が剥離するときの荷重）が大きくなり、密着性が向上するという実験結果を得た。本願発明者らは、密着性が向上する理由として、下地層を第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂと同じ構成とすることにより、窒化ケイ素膜と下地層との界面付近でＮ−Ｈ結合のＨあるいはＳｉ−Ｈ結合のＨとＯ−Ｔｉ結合のＯとが結合して結合エネルギーが比較的大きなＯ−Ｈ結合が形成されているためであると推考している。
【００７１】
発光素子１００では、第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂを備えていない比較例２、第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂの各々に代えてＴｉ層を備えた比較例３、第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂの各々に代えてＴｉＯ2層を備えた比較例４に比べて、耐湿性を向上させることが可能となり、信頼性を向上させることが可能となる。耐湿性の評価については、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による外観検査等を行った。比較例４では、高温高湿通電試験の途中でパッシベーション膜１１とＴｉＯ2層との積層構造が正電極８及び負電極９から剥離してしまうという実験結果を得た。
【００７２】
以下では、発光素子１００の製造方法について説明する。
【００７３】
（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。
【００７４】
（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装置により形成する。エピタキシャル成長装置は、減圧ＭＯＶＰＥ装置を採用するのが好ましい。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
窒化物半導体層２０のエピタキシャル成長法は、ＭＯＶＰＥ装置に限らず、例えば、ＭＢＥ装置、ＨＶＰＥ装置等でもよい。
【００７８】
（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。
【００７９】
（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。
【００８０】
（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の基礎となる酸化ケイ素膜を例えば常圧ＣＶＤ装置により成膜する。そして、この工程では、ウェハの第１面側において、酸化ケイ素膜に第１コンタクト孔１０１及び第２コンタクト孔１０２を開口する。要するに、この工程では、酸化ケイ素膜をパターニングすることで電気絶縁膜１０を形成する。酸化ケイ素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。
【００８１】
（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膜とが積層された第２積層膜を電子ビーム蒸着装置により成膜する第２ステップを行う。この工程では、第２積層膜におけるＡｌ膜、Ｎｉ膜、Ａｌ膜、Ｎｉ膜及びＡｕ膜の厚さを、それぞれ、２００ｎｍ、３０ｎｍ、２００ｎｍ、３０ｎｍ及び２００ｎｍに設定する。そして、この工程では、第２積層膜を成膜した後、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。
【００８２】
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（約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。
【００８３】
「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は、例えば、３０℃／ｍｉｎとすればよい。冷却速度は、３０℃／ｍｉｎに限らず、例えば、２０〜６０℃／ｍｉｎの範囲で適宜設定するのが好ましい。
【００８４】
（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。
【００８５】
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膜との第１積層膜を電子ビーム蒸着装置により成膜し、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。
【００８６】
（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装置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。
【００８７】
（９）第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂを形成する工程
この工程では、まず、ウェハの第１面側の全面に例えば厚さが２０ｎｍのＴｉ層（以下、「第１Ｔｉ層」ともいう。）を電子ビーム蒸着装置により成膜する。そして、この工程では、酸化処理により第１Ｔｉ層の表面側を酸化することでウェハの第１面側の全面に第２Ｔｉ層とＴｉＯ2層との積層構造を形成する。第２Ｔｉ層は、第１Ｔｉ層よりも薄い。酸化処理は、減圧下でのＯ2プラズマ処理であるのが好ましい。要するに、酸化処理では、プラズマ酸化を行うのが製造コストの低コスト化の観点から好ましい。この工程では、酸化処理の後、第２Ｔｉ層とＴｉＯ2層との積層構造をパターニングすることにより、第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂを形成する。第２Ｔｉ層とＴｉＯ2層との積層構造のパターニングは、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。第２Ｔｉ層とＴｉＯ2層との積層構造のエッチングは、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、反応性イオンエッチング装置（reactive ion etching system）が好ましい。エッチングガスとしては、フッ素系のガスを用いればよい。フッ素系のガスは、例えば、ＣＦ4である。
【００８８】
（１０）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の基礎となる水素を含有する窒化ケイ素膜を例えばプラズマＣＶＤ装置により成膜する。水素を含有する窒化ケイ素膜を成膜するときの成膜温度は、３５０℃以下であるのが好ましい。そして、この工程では、ウェハの第１面側において、水素を含有する窒化ケイ素膜に第１開口部１１１及び第２開口部１１２が開口されるように、水素を含有する窒化ケイ素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。水素を含有する窒化ケイ素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。
【００８９】
（１１）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。
【００９０】
（１２）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。
【００９１】
発光素子１００の製造方法では、ウェハを研磨する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）〜（１２）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。
【００９２】
（１３）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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
ところで、第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂの各々における下層１２１は、Ｔｉに限らず、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎｉ及びＳｎの群から選択される１種の材料により形成されていればよい。上層１２２は、下層１２１の材料の酸化物により形成されていればよい。
【００９８】
要するに、第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂの各々は、下層１２１がＺｒにより形成され、上層１２２がＺｒの酸化物により形成されていてもよい。Ｚｒの酸化物は、ＺｒＯx2（ｘ２＝１、２）である。
【００９９】
また、第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂの各々は、下層１２１がＳｉにより形成され、上層１２２がＳｉの酸化物により形成されていてもよい。Ｓｉの酸化物は、ＳｉＯx3（ｘ３＝１、２）である。
【０１００】
また、第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂの各々は、下層１２１がＡｌにより形成され、上層１２２がＡｌの酸化物により形成されていてもよい。Ａｌの酸化物は、Ａｌx4Ｏy（ｘ４＝１、２，ｙ＝１、３）である。
【０１０１】
また、第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂの各々は、下層１２１がＮｉにより形成され、上層１２２がＮｉの酸化物により形成されていてもよい。Ｎｉの酸化物は、ＮｉＯx5（ｘ５＝１、２）である。
【０１０２】
また、第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂの各々は、下層１２１がＳｎにより形成され、上層１２２がＳｎの酸化物により形成されていてもよい。Ｓｎの酸化物は、ＳｎＯx6（ｘ６＝１、２）である。
【０１０３】
上層１２２の酸化物は、組成がストイキオメトリ（stoichiometry）からずれていてもよい。言い換えれば、上層１２２の酸化物は、非化学量論的組成（non-stoichiometric composition）となっていてもよい。
【０１０４】
以上説明した本実施形態の発光素子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、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上に形成されている。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。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。発光層４は、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１の第１領域３１１の表面３１１ａ上に形成されている。負電極９は、ｎ型ＡｌＧａＮ層３１の第２領域３１２の表面３１２ａ上に形成されている。パッシベーション膜１１は、水素を含有した窒化ケイ素膜である。発光素子１００は、パッシベーション膜１１と正電極８の表面８ａの端部との間に介在する第１剥離防止層１２ａと、パッシベーション膜１１と負電極９の表面９ａの端部との間に介在する第２剥離防止層１２ｂと、を更に備える。第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂの各々は、下層１２１と、下層１２１上に形成された上層１２２と、を備える。下層１２１は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎｉ及びＳｎの群から選択される１種の材料により形成されている。上層１２２は、下層１２１の材料の酸化物により形成されている。以上説明した構成の発光素子１００は、信頼性の向上を図ることが可能となる。より詳細には、発光素子１００では、第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂの各々が、上述の下層１２１と上層１２２とにより構成されていることにより、パッシベーション膜１１と第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂそれぞれとの密着性を向上させることが可能となる。よって、発光素子１００では、パッシベーション膜１１が第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂそれぞれから剥離するのを抑制することが可能となる。これにより、発光素子１００は、信頼性の向上を図ることが可能となる。
【０１０５】
発光素子１００の製造方法では、第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂを形成する第１工程と、第１工程の後にパッシベーション膜１１を形成する第２工程と、を備える。第１工程では、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎｉ及びＳｎの群から選択される１種の材料からなる層を形成した後、層の表面側を酸化することによって、第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂの各々と同じ積層構造を形成し、その後、積層構造をパターニングすることにより第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂを形成する。これにより、発光素子１００の製造方法では、信頼性の向上を図ることが可能な発光素子１００を製造することが可能となる。また、発光素子１００の製造方法では、第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂの各々が下層１２１と上層１２２とで構成されるので、パターニングするときに上層１２２の材料の残渣が正電極８の表面８ａの中央部及び負電極９の表面９ａの中央部に残るのを抑制することが可能となる。これにより、発光素子１００の製造方法では、製造歩留りの向上を図ることが可能となる。発光素子１００の製造方法では、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎｉ及びＳｎの群から選択される１種の材料からなる層の表面側を酸化する酸化処理として、Ｏ2プラズマ処理が好ましい。発光素子１００の製造方法では、Ｏ2プラズマ処理の代わりにオゾン処理を採用してもよい。
【０１０６】
また、第１工程では、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎｉ及びＳｎの群から選択される１種の材料からなる層を形成した後、酸化雰囲気中での反応性スパッタ法もしくはイオンビーム蒸着法によりＴｉ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎｉ及びＳｎの群から選択される１種の材料の酸化物層を形成することによって、第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂの各々と同じ積層構造を形成し、その後、積層構造をパターニングすることにより第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂを形成するようにしてもよい。この場合も、発光素子１００の製造方法では、信頼性の向上を図ることが可能な発光素子１００を製造することが可能となる。
【０１０７】
実施形態に記載した材料、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。
【０１０８】
例えば、基板１を構成する単結晶基板は、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は、例えば、ＡｌＮ基板である。
【０１０９】
また、電気絶縁膜１０の第１コンタクト孔１０１は、平面視において、第１コンタクト電極８１よりも大きくてもよい。この場合、電気絶縁膜１０の第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。この場合には、第１コンタクト電極８１を覆う第１パッド電極８２の一部がｐ型窒化物半導体層５の表面５ａに接触してもよい。
【０１１０】
電気絶縁膜１０の第１コンタクト孔１０１は、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開口面積が徐々に大きくなっているのが好ましい。
【０１１１】
また、電気絶縁膜１０の第２コンタクト孔１０２は、平面視において、第２コンタクト電極９１よりも大きくてもよい。この場合、第２コンタクト孔１０２の内側面は、第２コンタクト電極９１の側面から離れている。この場合には、第２コンタクト電極９１を覆う第２パッド電極９２の一部がｎ型ＡｌＧａＮ層３１における第２領域３１２の表面３１２ａに接触してもよい。
【０１１２】
電気絶縁膜１０の第２コンタクト孔１０２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っているのが好ましい。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂの各々は、電気絶縁膜１０とパッシベーション膜１１との間にもあってもよい。ただし、この場合、正電極８と負電極９とが短絡しないように第１剥離防止層１２ａ及び第２剥離防止層１２ｂがパターニングされている必要がある。
【符号の説明】
【０１１６】
１  基板
３  ｎ型窒化物半導体層
３１  ｎ型ＡｌＧａＮ層
３１１  第１領域
３１１ａ  表面
３１１ｃ  側面
３１２  第２領域
３１２ａ  表面
４  発光層
５  ｐ型窒化物半導体層
５ａ  表面
８  正電極
８ａ  表面
８１  第１コンタクト電極
８２  第１パッド電極
９  負電極
９ａ  表面
９１  第２コンタクト電極
９２  第２パッド電極
１０  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
１２ａ  第１剥離防止層
１２ｂ  第２剥離防止層
１２１  下層
１２２  上層
１００  半導体発光素子
【図１】
2016181625.tif 000003
【図２】
2016181625.tif 000004
【国際調査報告】
2016181625.tif 000005
2016181625.tif 000006
2016181625.tif 000007
2016181625.tif 000008