(57)【要約】【課題】パッド電極による光吸収を軽減し得る構造を備えたＧａＮ系ＬＥＤ素子を提供すること。【解決手段】ＧａＮ系半導体素子は、基板と、該基板上に形成された複数のＧａＮ系半導体層からなる半導体積層体とを有し、該半導体積層体には、前記基板に近い側からｎ型層、発光層、ｐ型層がこの順に含まれている。正電極は、導電性酸化物からなる透光性電極層と、金属製の正パッド電極とから構成されている。透光性電極層は、低シート抵抗部と、該低シート抵抗部よりも高いシート抵抗を有する高シート抵抗部とから構成されており、平面視したとき、低シート抵抗部と負電極とが高シート抵抗部を挟んで離間されており、低シート抵抗部は正パッド電極に覆われていない電流拡散部を有している。【選択図】図１
2008227109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板上に形成された複数のＧａＮ系半導体層からなる半導体積層体とを有し、該半導体積層体には、前記基板に近い側からｎ型層、発光層、ｐ型層がこの順に含まれており、前記ｎ型層には負電極が接続されており、前記ｐ型層には正電極が接続されており、前記正電極は、導電性酸化物からなる透光性電極層と、該透光性電極層に接続された金属製の正パッド電極とから構成されており、前記負電極は前記正電極と同一面側に形成されているＧａＮ系ＬＥＤ素子において、
前記透光性電極層は、低シート抵抗部と、該低シート抵抗部よりも高いシート抵抗を有する高シート抵抗部とから構成されており、
当該ＧａＮ系ＬＥＤ素子を平面視したとき、前記低シート抵抗部と前記負電極とが前記高シート抵抗部を挟んで離間されており、
前記低シート抵抗部は前記正パッド電極に覆われていない電流拡散部を有している、
ことを特徴とするＧａＮ系ＬＥＤ素子。
【請求項２】
前記電流拡散部が、前記ｐ型層の縁に沿って、前記正パッド電極から遠ざかる方向に伸びる部分を有している、請求項１に記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子。
【請求項３】
当該ＧａＮ系ＬＥＤ素子を平面視したとき、前記電流拡散部の先端と、該電流拡散部が伸びる方向の先にある前記ｐ型層の縁との間隔が、５０μｍ以下である、請求項２に記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子。
【請求項４】
当該ＧａＮ系ＬＥＤ素子を平面視したとき、前記正パッド電極が、前記低シート抵抗部の前記負電極に近い側の縁から、前記負電極側にはみ出さないように形成されており、かつ、前記低シート抵抗部の前記負電極に近い側の縁と前記負電極との距離が均一である、請求項３に記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子。
【請求項５】
前記負電極が帯状部を有しており、前記電流拡散部が、前記負電極の帯状部に平行に、前記正パッド電極から遠ざかる方向に伸びる部分を有している、請求項１に記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子。
【請求項６】
当該ＧａＮ系ＬＥＤ素子を平面視したとき、前記正パッド電極の第１の方向の幅が、該第１の方向と直交する第２の方向の幅の２／３倍〜３／２倍である、請求項１〜５のいずれかに記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子。
【請求項７】
前記正パッド電極の面積が前記ｐ型層の上面の面積の３０％未満である、請求項１〜６のいずれかに記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子。
【請求項８】
前記低シート抵抗部の膜厚が前記高シート抵抗部の膜厚よりも大きい、請求項１〜７のいずれかに記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子。
【請求項９】
前記透光性電極層が、第１導電層と、該第１導電層に部分的に積層された第２導電層とからなり、前記高シート抵抗部が前記第１導電層のみからなる部分であり、前記低シート抵抗部が前記第１導電性および第２導電層からなる部分である、請求項１〜８のいずれかに記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子。
【請求項１０】
前記高シート抵抗部の表面に人工的な凹凸を有する、請求項１〜９のいずれかに記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子。
【請求項１１】
前記正パッド電極の直下での発光が抑制されている、請求項１〜１０のいずれかに記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子。
【請求項１２】
前記正パッド電極の直下に、前記低シート抵抗部と前記ｐ型層との接触界面が存在し、該接触界面における前記低シート抵抗部と前記ｐ型層との間の接触抵抗が、前記高シート抵抗部と前記ｐ型層との間の接触抵抗よりも高い、請求項１１に記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子。
【請求項１３】
前記基板が導電性を実質的に有していないか、または、前記基板と前記ｎ型層とが絶縁されており、
前記高シート抵抗部のシート抵抗が、前記ｎ型層のシート抵抗と等しいか、または、前記ｎ型層のシート抵抗よりも高い、請求項１〜１２のいずれかに記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子。
【請求項１４】
前記基板が導電性を実質的に有していないか、または、前記基板と前記ｎ型層とが絶縁されており、
前記低シート抵抗部のシート抵抗が、前記ｎ型層のシート抵抗よりも低い、請求項１〜１３のいずれかに記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子。
【請求項１５】
前記基板が導電性を実質的に有していないか、または、前記基板と前記ｎ型層とが絶縁されており、
前記ｎ型層がｎ型不純物濃度１０１８ｃｍ−３〜１０２０ｃｍ−３のｎ型コンタクト層を含み、前記低シート抵抗部のシート抵抗が１０Ω／□以下であり、前記高シート抵抗部のシート抵抗が１０Ω／□以上である、請求項１〜１４のいずれかに記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子。
【請求項１６】
前記負電極が、前記ｎ型層の表面上に形成された導電性酸化物からなる酸化物電極層と、該酸化物電極層の上に部分的に形成された金属製の負パッド電極とからなる、請求項１〜１５のいずれかに記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子。
【請求項１７】
前記基板が透光性を有している、請求項１〜１６のいずれかに記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子。
【請求項１８】
請求項１７に記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子をフリップチップ実装してなる発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧａＮ系半導体を用いて発光素子構造を構成したＧａＮ系ＬＥＤ素子、および、ＧａＮ系ＬＥＤ素子を用いた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧａＮ系半導体は、化学式ＡｌａＩｎｂＧａ１−ａ−ｂＮ（０≦ａ≦１、０≦ｂ≦１、０≦ａ＋ｂ≦１）で表される化合物半導体であり、３族窒化物半導体、窒化物系半導体などとも呼ばれる。ｐｎ接合構造、ダブルヘテロ構造、量子井戸構造などの発光素子構造をＧａＮ系半導体で構成したＧａＮ系ＬＥＤ素子は、緑色〜近紫外の光を発生することが可能であり、これまで、信号機やディスプレイ装置等の用途で実用化されている。現在、ＧａＮ系ＬＥＤ素子を照明用途に適用するための研究開発が盛んとなっているが、実用化のためには更なる高出力化が必要といわれている。
【０００３】
図１０に従来技術に係るＧａＮ系ＬＥＤ素子の断面図を示す。この図に示すＧａＮ系ＬＥＤ素子１０は、サファイアなどからなる基板１１と、該基板上に形成された複数のＧａＮ系半導体層からなる半導体積層体１２とを有している。半導体積層体１２には、前記基板に近い側からｎ型層１２−１、発光層１２−２、ｐ型層１２−３がこの順に含まれている。ｎ型層１２−１には負電極１３が電気的に接続され、ｐ型層１２−３には正電極１４が電気的に接続されている。正電極１４は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）などの導電性酸化物からなる透光性電極層１４−１と、該透光性電極層上に形成され、該透光性電極層に接続されている正パッド電極１４−２とから構成されている。負電極１３は正電極１４と同一面側に形成されている。このような構成を有するＧａＮ系ＬＥＤ素子において、透光性電極層上に形成する正パッド電極に、線状に突き出した「延長導電部」を設けることにより、発光層全体に効率よく電流を注入することができ、効率よく発光させることができることが公知である（特許文献１）。また、特許文献１では、正パッド電極による光吸収が、ＬＥＤ素子の高出力化を妨げる要因のひとつとして指摘され、その対策として、パッド電極を反射率の高い金属材料を用いて形成することが提案されている。なお、パッド電極とは、ボンディングワイヤ、導電性ペースト、ろう材（ハンダ、共晶合金を含む）などといった、外部電極との接続に用いられる材料が、接合される電極である。
【特許文献１】特開２００５−３１７９３１号公報
【特許文献２】特開２００１−２１０８６７号公報
【特許文献３】特開２００５−５５５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、本発明者等が研究した結果、金属材料は、いくら反射率の良好なものであっても、光吸収体としての作用が強く、パッド電極の反射性の向上のみに頼ったのでは、ＧａＮ系ＬＥＤ素子の出力の改善には限界があることが分かってきた。本発明はかかる事情に鑑みなされたもので、その主な目的は、パッド電極による光吸収を軽減し得る構造を備えたＧａＮ系ＬＥＤ素子を提供することである。また、本発明の他の目的は、かかるＧａＮ系ＬＥＤ素子を用いた発光装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を達成するために、本発明は、次の特徴を有するＧａＮ系ＬＥＤ素子および発光装置を提供するものである。
（１）基板と、該基板上に形成された複数のＧａＮ系半導体層からなる半導体積層体とを有し、該半導体積層体には、前記基板に近い側からｎ型層、発光層、ｐ型層がこの順に含まれており、前記ｎ型層には負電極が接続されており、前記ｐ型層には正電極が接続されており、前記正電極は、導電性酸化物からなる透光性電極層と、該透光性電極層に接続された金属製の正パッド電極とから構成されており、前記負電極は前記正電極と同一面側に形成されているＧａＮ系ＬＥＤ素子において、前記透光性電極層は、低シート抵抗部と、該低シート抵抗部よりも高いシート抵抗を有する高シート抵抗部とから構成されており、当該ＧａＮ系ＬＥＤ素子を平面視したとき、前記低シート抵抗部と前記負電極とが前記高シート抵抗部を挟んで離間されており、前記低シート抵抗部は前記正パッド電極に覆われていない電流拡散部を有している、ことを特徴とするＧａＮ系ＬＥＤ素子。
（２）前記電流拡散部が、前記ｐ型層の縁に沿って、前記正パッド電極から遠ざかる方向に伸びる部分を有している、前記（１）に記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子。
（３）当該ＧａＮ系ＬＥＤ素子を平面視したとき、前記電流拡散部の先端と、該電流拡散部が伸びる方向の先にある前記ｐ型層の縁との間隔が、５０μｍ以下である、前記（２）に記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子。
（４）当該ＧａＮ系ＬＥＤ素子を平面視したとき、前記正パッド電極が、前記低シート抵抗部の前記負電極に近い側の縁から、前記負電極側にはみ出さないように形成されており、かつ、前記低シート抵抗部の前記負電極に近い側の縁と前記負電極との距離が均一である、前記（３）に記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子。
（５）前記負電極が帯状部を有しており、前記電流拡散部が、前記負電極の帯状部に平行に、前記正パッド電極から遠ざかる方向に伸びる部分を有している、前記（１）に記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子。
（６）当該ＧａＮ系ＬＥＤ素子を平面視したとき、前記正パッド電極の第１の方向の幅が、該第１の方向と直交する第２の方向の幅の２／３倍〜３／２倍である、前記（１）〜（５）のいずれかに記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子。
（７）前記正パッド電極の面積が前記ｐ型層の上面の面積の３０％未満である、前記（１）〜（６）のいずれかに記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子。
（８）前記低シート抵抗部の膜厚が前記高シート抵抗部の膜厚よりも大きい、前記（１）〜（７）のいずれかに記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子。
（９）前記透光性電極層が、第１導電層と、該第１導電層に部分的に積層された第２導電層とからなり、前記高シート抵抗部が前記第１導電層のみからなる部分であり、前記低シート抵抗部が前記第１導電性および第２導電層からなる部分である、前記（１）〜（８）のいずれかに記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子。
（１０）前記高シート抵抗部の表面に人工的な凹凸を有する、前記（１）〜（９）のいずれかに記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子。
（１１）前記正パッド電極の直下での発光が抑制されている、前記（１）〜（１０）のいずれかに記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子。
（１２）前記正パッド電極の直下に、前記低シート抵抗部と前記ｐ型層との接触界面が存在し、該接触界面における前記低シート抵抗部と前記ｐ型層との間の接触抵抗が、前記高シート抵抗部と前記ｐ型層との間の接触抵抗よりも高い、前記（１１）に記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子。
（１３）前記基板が導電性を実質的に有していないか、または、前記基板と前記ｎ型層とが絶縁されており、前記高シート抵抗部のシート抵抗が、前記ｎ型層のシート抵抗と等しいか、または、前記ｎ型層のシート抵抗よりも高い、前記（１）〜（１２）のいずれかに記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子。
（１４）前記基板が導電性を実質的に有していないか、または、前記基板と前記ｎ型層とが絶縁されており、前記低シート抵抗部のシート抵抗が、前記ｎ型層のシート抵抗よりも低い、前記（１）〜（１３）のいずれかに記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子。
（１５）前記基板が導電性を実質的に有していないか、または、前記基板と前記ｎ型層とが絶縁されており、前記ｎ型層がｎ型不純物濃度１０１８ｃｍ−３〜１０２０ｃｍ−３のｎ型コンタクト層を含み、前記低シート抵抗部のシート抵抗が１０Ω／□以下であり、前記高シート抵抗部のシート抵抗が１０Ω／□以上である、前記（１）〜（１４）のいずれかに記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子。
（１６）前記負電極が、前記ｎ型層の表面上に形成された導電性酸化物からなる酸化物電極層と、該酸化物電極層の上に部分的に形成された金属製の負パッド電極とからなる、前記（１）〜（１５）のいずれかに記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子。
（１７）前記基板が透光性を有している、前記（１）〜（１６）のいずれかに記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子。
（１８）前記（１７）に記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子をフリップチップ実装してなる発光装置。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の実施形態に係るＧａＮ系ＬＥＤ素子は、発光出力に優れたものとなるので、照明用途をはじめとする、高出力が要求される用途において、好適に用いることができる。また、本発明の実施形態に係る発光装置は、発光出力に優れたものとなるので、照明用途などに好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明を説明する際に、ＧａＮ系ＬＥＤ素子を構成する部材が透光性である、あるいは、透光性を有しているという場合には、当該ＧａＮ系ＬＥＤ素子に通電したときに発光層から放出される光に対して、当該部材が透過性を示すことを意味する。透光性は、透過率が１００％であることを意味するものではないし、また、曇りなく透き通っていることを意味するものでもない。
【０００８】
本発明の好適な実施形態に係るＧａＮ系ＬＥＤ素子は、基板と、該基板上に形成された複数のＧａＮ系半導体層からなる半導体積層体とを有し、該半導体積層体には、前記基板に近い側からｎ型層、発光層、ｐ型層がこの順に含まれており、前記ｎ型層には負電極が接続されており、前記ｐ型層には正電極が接続されており、前記正電極は、導電性酸化物からなる透光性電極層と、該透光性電極層に接続された金属製の正パッド電極とから構成されており、前記負電極は前記正電極と同一面側に形成されているＧａＮ系ＬＥＤ素子であって、前記透光性電極層は、低シート抵抗部と、該低シート抵抗部よりも高いシート抵抗を有する高シート抵抗部とから構成されており、当該ＧａＮ系ＬＥＤ素子を平面視したとき、前記低シート抵抗部と前記負電極とが前記高シート抵抗部を挟んで離間されており、前記低シート抵抗部は前記正パッド電極に覆われていない電流拡散部を有している、という特徴的な構成を有する。このように構成されたＧａＮ系ＬＥＤ素子の構造例を図１に示す。図１（ａ）はＬＥＤ素子をＧａＮ系半導体層の積層体が形成された側から見た平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＸ−Ｘ線の位置における断面図である。
【０００９】
ＧａＮ系ＬＥＤ素子１００は、図１（ｂ）に断面図を示すように、基板１１０と、その上に形成された複数のＧａＮ系半導体層からなる半導体積層体１２０とを有している。半導体積層体１２０には、基板１１０側から順に、ｎ型層１２１、発光層１２２、ｐ型層１２３が含まれている。部分的に露出したｎ型層１２１の表面には、オーミック電極であり、かつパッド電極を兼用する、負電極１３０が形成されている。ｐ型層１２３上には、導電性酸化物を用いて形成された透光性電極層１４１と、該透光性電極層上に形成された金属製の正パッド電極１４２とからなる、正電極１４０が形成されている。透光性電極層１４１は、低シート抵抗部１４１Ａと、低シート抵抗部よりも高いシート抵抗を有する高シート抵抗部１４１Ｂとから構成されている。
【００１０】
図１（ａ）に示すように、ＬＥＤ素子を平面視したとき、低シート抵抗部１４１Ａと負電極１３０とは、高シート抵抗部１４１Ｂを挟んで離間されている。正パッド電極１４２は低シート抵抗部１４１Ａ上の一部に形成されている。正パッド電極と低シート抵抗部とは接触しており、該接触により電気的に接続されている。低シート抵抗部は、正パッド電極に覆われていない電流拡散部１４１Ａａを有している。この電流拡散部１４１Ａａは、ｐ型層１２３の縁に沿って、正パッド電極１４２から遠ざかる方向に伸びている。
【００１１】
負電極１３０および正パッド電極１４２を外部電極に接続して、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１００に順方向電圧を加えると、正電極側では、正パッド電極１４２から透光性電極層１４１に電流が流れる。この電流は、透光性電極層１４１の内部において、まず、低シート抵抗部１４１Ａ内を、電流拡散部１４１Ａａの伸びる方向に拡散し、その後、高シート抵抗部１４１Ｂ内を負電極１３０の方向に向かって拡散する。それによって、発光層１２２全体に電流が効率よく注入されるので、効率よく発光が生じる。つまり、光吸収体となる正パッド電極１４２の面積を大きくすることなく（正パッド電極に「延長導電部」のような構造を追加することなく）、発光の効率化が達成されている。好ましくは、低シート抵抗部１４１Ａと高シート抵抗部１４１Ｂのシート抵抗差を大きくするほど、この効果が顕著に得られる。また、正パッド電極１４２を、低シート抵抗部１４１Ａの負電極１３０に近い側の縁１４１Ａｂから負電極側にはみ出さないように形成することにより、この効果をより好ましく得ることができる。
【００１２】
ＬＥＤ素子を平面視したとき、低シート抵抗部の電流拡散部１４１Ａａの先端と、該電流拡散部が伸びる方向の先にあるｐ型層１２３の縁との間隔Ｓは、好ましくは５０μｍ以下となるようにする。この間隔が５０μｍよりも大きいと、ｐ型層の縁に近い部分において、発光層１２２に十分な電流が供給されなくなることにより、発光輝度の低い部分が形成され、ひいては、ＬＥＤ素子全体としての輝度低下をもたらす。更に、低シート抵抗部１４１Ａの、負電極１３０に近い側の縁１４１Ａｂと、負電極１３０との距離は、できるだけ均一となるようにすることが望ましい。この距離が均一である程、発光層１２２に供給される電流の面内での均一性が高くなり、発光が効率的に生じる。具体的には、距離最小となる部分における距離を、距離最大となる部分における距離の７０％以上とすることが好ましく、８０％以上とすることがより好ましく、９０％以上とすることが特に好ましい。
【００１３】
負電極１３０から発光層１２２に供給される電流が、実質的にｎ型層１２１のみを経て発光層１２２に流れるように、ＬＥＤ素子１００を構成した場合には、発光層に供給される電流の面内での均一性は、高シート抵抗部１４１Ｂのシート抵抗を、ｎ型層１２１のシート抵抗と等しいか、または、それよりも高くしたとき、特に良好となる。また、この場合、正パッド電極１４２から供給される電流が、高シート抵抗部１４１Ｂに流れる前に、低シート抵抗部１４１Ａ内で十分に拡がるように、低シート抵抗部１４１Ａのシート抵抗を、ｎ型層１２１のシート抵抗よりも低くすることが望ましい。例えば、基板がサファイア、スピネルなどの絶縁体からなる場合、または、ＧａＮ系半導体などの半導体材料からなるが、不純物濃度が低く、そのシート抵抗がｎ型層のシート抵抗の１０分の１以下である場合に、負電極１３０から発光層１２２に供給される電流が、実質的にｎ型層１２１のみを経て発光層１２２に流れることになる。本明細書では、このように、基板が絶縁体からなる場合、および、基板が半導体材料などからなるが、そのシート抵抗がｎ型層のシート抵抗の１０分の１以下である場合を総称して「基板が導電性を実質的に有していない場合」という。また、基板が導電性を有していても、基板とｎ型層とが絶縁されている場合には、負電極から発光層に供給される電流が、実質的にｎ型層のみを経て発光層に流れることになる。例えば、半導体積層体１２０がｎ型層１２１よりも基板１１０側に、膜厚１μｍ以上のアンドープのＧａＮ系半導体層を含んでいる場合である。
【００１４】
ＧａＮ系ＬＥＤ素子１００において、基板１１０に導電性を実質的に有さないものを用いたり、または、基板１１０とｎ型層１２１とを絶縁する場合には、ｎ型層の中に、Ｓｉ、Ｇｅなどをｎ型不純物として１０１８ｃｍ−３〜１０２０ｃｍ−３の濃度に添加したｎ型コンタクト層を設けることが、一般的に行われる。このようなｎ型コンタクト層は、好ましくは、４μｍ〜６μｍの膜厚に形成される。かかるｎ型コンタクト層を含むｎ型層のシート抵抗は１０Ω／□〜１５Ω／□と見積もられる。よって、かかるｎ型コンタクト層を設けた場合には、透光性電極層の高シート抵抗部１４１Ｂを、シート抵抗が１０Ω／□以上となるように形成することが好ましい。また、透光性電極層の低シート抵抗部１４１Ａを、シート抵抗が１０Ω／□以下となるように形成することが好ましい。
【００１５】
ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）薄膜の場合、真空蒸着法を用いると比抵抗が５×１０−４Ωｃｍ程度のものを、スパッタリング法を用いると比抵抗が２×１０−４Ωｃｍ程度のものを、ゾル−ゲル法を用いると比抵抗が５×１０−３Ωｃｍ程度のものを、形成することができる（特許文献２）。また、スプレー熱分解法を用いると、比抵抗が３×１０−４Ωｃｍ程度の導電性酸化物薄膜を得ることができる（特許文献３）。比抵抗が５×１０−４Ωｃｍである場合には、膜厚を０．５μｍとすることにより、薄膜のシート抵抗を１０Ω／□とすることができる。
【００１６】
ＧａＮ系ＬＥＤ素子１００では、低シート抵抗部１４１Ａの膜厚を高シート抵抗部１４１Ｂの膜厚よりも大きくすることで、低シート抵抗部のシート抵抗を、高シート抵抗部よりも低くしている。図２に示す例のように、透光性電極層１４１を、異なる成膜工程で形成される、第１導電層１４１１と、第２導電性１４１２と、から構成し、第１導電層と第２導電層とが積層された部分を低シート抵抗部とし、第１導電層のみからなる部分を高シート抵抗部とすることもできる。図２（ａ）の例では、第１導電層１４１１を先に形成し、その上から第２導電層１４１２を形成している。図２（ｂ）の例では、第２導電層１４１２を先に形成し、その上から第１導電層１４１１を形成している。ここで、第１導電層および第２導電層のそれぞれは、単層構造の薄膜であってもよいし、多層構造を備えるものであってもよい。図２（ａ）（ｂ）のいずれの場合も、第２導電層のシート抵抗を第１導電層よりも低くすることによって、低シート抵抗部と高シート抵抗部のシート抵抗差を大きくすることができる。また、第２導電層を構成する導電性酸化物の比抵抗を、第１導電層を形成する導電性酸化物のそれよりも低くすることによって、第２導電層の膜厚を抑えながら、低シート抵抗部と高シート抵抗部のシート抵抗差を大きくすることができる。多くの導電性酸化物は、ＧａＮ系半導体発光素子の典型的な発光波長範囲（３５０ｎｍ〜６００ｎｍ）内で光吸収を示すので、透光性電極層の膜厚はできるだけ小さくすることが望ましい。
【００１７】
図３に示す例のように、低シート抵抗部１４１Ａをなす第３導電層１４１３と、高シート抵抗部１４１Ｂをなす第４導電性層１４１４とを、ｐ型層１２３上に並べて形成することもできる。第３導電層と第４導電層とが接する部分では、一方の層が他方の層の上に重なるようにしてよい。導電性酸化物薄膜のシート抵抗は、膜厚以外にも、キャリアを発生させる不純物の濃度、酸化物の結晶性、酸化物結晶の配向性（多結晶質の膜の場合）などによって変化することが知られており、酸化物組成、結晶成長条件、熱処理条件などをパラメータとして、制御することができる。ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）を例にすると、Ｓｎ（錫）濃度や酸素濃度によりキャリア濃度を制御することができるので、蒸着原料あるいはスパッタリングターゲットの組成や、成膜時の酸素分圧を変えることによって、シート抵抗の異なるＩＴＯ膜を作製することができる。また、ＩＴＯの結晶化温度は約１５０℃といわれているが、成膜時の基板温度をこれよりも高くしたり、成膜後に熱処理を行うことにより、結晶性を向上させて、シート抵抗を下げることができる。また、スパッタリング法で成膜したものの方が、真空蒸着法、ゾルゲル法などで成膜したもののよりも比抵抗が低くなる傾向があることは、前述の通りである。
【００１８】
図３に示す例において、低シート抵抗部１４１Ａをなす第３導電層１４１３をスパッタリング法で形成し、高シート抵抗部１４１Ｂをなす第４導電層１４１４を真空蒸着法、レーザアブレーション法またはゾルゲル法で形成した場合、低シート抵抗部の方が高シート抵抗部よりもｐ型層１２３との接触抵抗が高くなる（特許文献２を参照することができる）。よって、ＬＥＤ素子に通電したとき、正電極１４０からＬＥＤ素子に注入される電流は、主に、高シート抵抗部１４１Ｂからｐ型層１２３に流れることになる。その結果、光吸収体となる正パッド電極１４２の直下での発光が抑制され、損失が小さくなるという効果が得られる。同様の効果は、低シート抵抗部に接するｐ型層の表面をプラズマ処理して高抵抗化することによっても得られる。このプラズマ処理は、処理は、ハロゲン系のガス（例えば、Ｃｌ２、ＳｉＣｌ４、ＢＣｌ３等）を用いたドライエッチング処理を含む。また、このプラズマ処理は、腐食性を有さないガス（Ａｒ、Ｈ２等）を原料としたプラズマへの暴露であってもよい。かかるプラズマへの暴露は、自然酸化膜が除去される程度を超えて、ｐ型層表面の結晶構造が物理的にダメージを受けるまで行う。これらのプラズマ処理は、一般的なＲＩＥ（反応性イオンエッチング）装置やプラズマエッチング装置を用いて行うことができる。
【００１９】
正パッド電極１４２の直下での発光を抑制するために、図４に示す例のように、正パッド電極１４２の直下から透光性電極層１４１を部分的に除去して、正パッド電極の底面の一部がｐ型層１２３と接するようにしてもよい。こうした場合、正パッド電極をスパッタリング法で形成したり、あるいは、正パッド電極の形成前に、正パッド電極と接することになるｐ型層の表面をプラズマ処理して高抵抗化することにより、正パッド電極とｐ型層との接触抵抗を高くすることができる。また、正パッド電極のｐ型層と接する部分を、ｐ型ＧａＮ系半導体とショットキー接触を形成する金属（比較的小さな仕事関数を有する金属）で形成してもよい。正パッド電極とｐ型層との間の接触抵抗を十分に高くすることで、正パッド電極からｐ型層に直接電流が流れなくなるので、正パッド電極の直下での発光が抑制される。その他、正パッド電極とｐ型層との間に絶縁層を挿入することによっても、正パッド電極の直下での発光を抑制することができる。
【００２０】
高シート抵抗部の表面を不均一にエッチング加工して、その平均膜厚を小さくすることによって、高シート抵抗部のシート抵抗を低シート抵抗部より高くすることもできる。このようなエッチング加工により、高シート抵抗部の表面には人工的な凹凸が形成されるので、高シート抵抗部の下方で発生した光が、該高シート抵抗部の表面からＬＥＤ素子の外部に効率的に取出されるようになるという効果も得られる。ここでいう、人工的な凹凸とは、ＩＴＯ膜などで見られる、多結晶質の薄膜の表面に自発的に形成される凹凸とは区別される。高シート抵抗部の表面を不均一にエッチング加工するには、例えば、該表面を部分的に覆うエッチングマスクを形成したうえで、エッチング加工を行えばよい。そのようなエッチングマスクとして、金属やポリマーからなる微粒子をランダムに堆積させたランダムエッチングマスクや、フォトリソグラフィ技法を用いてパターニングしたフォトレジスト膜が例示される。ドライエッチング装置をデポモードで運転したときに生じる微粒子状の堆積物は、ランダムエッチングマスクとして用いることが可能である。エッチング加工には、ドライエッチング（ＲＩＥ、プラズマエッチング）を用いてもよいし、ウェットエッチングを用いてもよい。
【００２１】
正パッド電極は、前述のように、光の吸収体となることから、面積はできる限り小さくすることが好ましい。よって、正パッド電極に、電極接続材料（ボンディングワイヤ、導電性ペースト、ろう材など）を接合するための部分に加えて、「延長導電部」のような部分を設けることは、望ましくない。正パッド電極の面積の、ｐ型層の上面の面積に対する比率は、好ましくは３０％以下であり、より好ましくは２０％以下であり、更に好ましくは１０％以下である。ワイヤボンディング用の正パッド電極の場合は、平面形状を縦横比の小さなものとすることが、面積を小さくするうえで好ましい。例えば、ある方向の幅が、その方向と直交する方向の幅の２／３倍〜３／２倍である形状である。具体的には、円形、正多角形などの形状が好ましく例示される。縦横比の小さな形状は、導電性ペーストやろう材の接合にも好都合である。導電性ペーストやろう材を接合する場合には、長方形、台形、馬蹄形なども、正パッド電極の好ましい形状となる。
【００２２】
図５〜図９には、電極の形状や配置などを様々に変更した、本発明の実施形態に係るＧａＮ系ＬＥＤ素子の平面図を示す。
【００２３】
図５に示す例では、外周形状が方形であるＬＥＤ素子面上の、該方形の対向する２つの辺のそれぞれに隣接する部位に、負電極と正パッド電極が配置されている。部分的に露出したｎ型層２２１上には、負電極２３０が円形に形成されている。ｐ型層２２３上には、透光性電極層２４１が形成され、その上に正パッド電極２４２が形成されている。透光性電極層２４１は、低シート抵抗部２４１Ａと高シート抵抗部２４１Ｂとから構成され、正パッド電極２４２は低シート抵抗部２４１Ａ上の一部に長方形に形成されている。低シート抵抗部は、正パッド電極に覆われていない電流拡散部２４１Ａａを有しており、この電流拡散部２４１Ａａは、ｐ型層２２３の縁に沿って、正パッド電極１４２から遠ざかる方向に伸びている。低シート抵抗部２４１Ａと負電極２３０とは、高シート抵抗部２４１Ｂを挟んで離間されている。低シート抵抗部の負電極２３０に近い側の縁２４１Ａｂと、負電極２３０との距離が均一となるように、この縁２４１Ａｂは円弧状に形成されている。
【００２４】
図６に示す例では、部分的に露出したｎ型層３２１上に、負電極３３０が細長い形状に形成されている。より具体的には、負電極３３０は、電極接続材料を接合するための部分である本体部３３０Ａと、該本体部３３０Ａから帯状に伸びた、電流の面方向の拡散を促進させるための帯状部３３０Ｂとから構成されている。ｐ型層３２３上には、透光性電極層３４１が形成され、その上に正パッド電極３４２が形成されている。透光性電極層３４１は、低シート抵抗部３４１Ａと高シート抵抗部３４１Ｂとから構成され、正パッド電極３４２は低シート抵抗部３４１Ａ上の一部に形成されている。低シート抵抗部は、正パッド電極に覆われていない電流拡散部３４１Ａａを有しており、この電流拡散部３４１Ａａは、ｐ型層３２３の縁に沿って、正パッド電極３４２から遠ざかる方向に伸びている。電流拡散部３４１Ａａが伸びる方向は、負電極の帯状部３３０Ｂに平行な方向でもある。低シート抵抗部３４１Ａと負電極３３０とは、高シート抵抗部３４１Ｂを挟んで離間されている。低シート抵抗部の負電極３３０に近い側の縁３４１Ａｂと、負電極３３０との距離が均一となるように、この縁３４１Ａｂと負電極３３０の正電極に近い側の縁とは、平行となるように形成されている。
【００２５】
図７に示す例では、負電極３３０が、ｎ型層３２１の表面上に形成された導電性酸化物からなる透光性の酸化物電極層３３１と、この酸化物電極層上の一部に形成された金属製の負パッド電極３３２とから構成されているところが、図６に示す例と異なっている。負電極３３０の帯状部３３０Ｂは酸化物電極層３３１にのみ設けられており、負パッド電極３３２は本体部３３０Ａのみを構成している。このように、負電極に含まれる金属膜部分を削減することによって、光の吸収を抑制し、ＬＥＤ素子の発光出力を向上させることができる。なお、この図７に示すＬＥＤ素子を製造する場合には、負電極に含まれる酸化物電極層３３１と、正電極に含まれる透光性電極層３４１とを、同時に形成することができる。図２または図３に示す例のように、透光性電極層３４１を複数の層で構成する場合には、この複数の層のいずれかと、酸化物電極層３３１とを、同時に形成することができる。正電極側と負電極側に含まれる導電性酸化物膜を同時に形成することにより、ＬＥＤ素子の製造に要する時間を短縮することができる。更に、負パッド電極３３２と正パッド電極３４２も同時に形成するようにすれば、ＬＥＤ素子の製造効率を更に向上させることができる。
【００２６】
図８に示す例では、ｎ型層４２１が２箇所で部分的に露出しており、それぞれの箇所で、露出したｎ型層上に、本体部４３０Ａと、該本体部から伸びた帯状部４３０Ｂとからなる負電極４３０が形成されている。ｐ型層４２３上には、透光性電極層４４１が形成され、その上に正パッド電極４４２が形成されている。透光性電極層４４１は、低シート抵抗部４４１Ａと高シート抵抗部４４１Ｂとから構成され、正パッド電極４４２は低シート抵抗部４４１Ａ上の一部に形成されている。低シート抵抗部は、正パッド電極に覆われていない電流拡散部４４１Ａａを有しており、この電流拡散部４４１Ａａは、負電極の帯状部４３０Ｂに平行に、正パッド電極４４２から遠ざかる方向に伸びている。低シート抵抗部４４１Ａと負電極４３０とは、高シート抵抗部４４１Ｂを挟んで離間されている。
【００２７】
図９に示す例では、外周形状が正方形であるＬＥＤ素子面の中央部において、ｎ型層５２１が円形状に露出しており、その表面上に負電極５３０が円形に形成されている。ｐ型層５２３上には、低シート抵抗部５４１Ａと高シート抵抗部５４１Ｂとからなる透光性電極層が形成されている。正パッド電極５４２が、ＬＥＤ素子面の４つの隅部のそれぞれに形成されている。正パッド電極は、いずれも、低シート抵抗部５４１Ａ上に形成されている。低シート抵抗部は、正パッド電極に覆われていない電流拡散部５４１Ａａを有しており、この電流拡散部５４１Ａａは、ｐ型層５２３の縁に沿って、それぞれの正パッド電極５４２から遠ざかる方向に伸びている。隣接する正パッド電極５４２から伸びる電流拡散部５４１Ａａの先端どうしが繋がっており、低シート抵抗部５４１Ａは全体として環状をなしている。低シート抵抗部５４１Ａと負電極５３０とは、高シート抵抗部５４１Ｂを挟んで離間されている。低シート抵抗部の負電極５３０に近い側の縁５４１Ａｂと、負電極５３０との距離が均一となるように、この縁５４１Ａｂは円周状に形成され、負電極５３０の外周線と同心円をなしている。
【００２８】
図１に示すＧａＮ系ＬＥＤ素子１００を用いて発光装置を構成する場合、ＬＥＤ素子の半導体積層体１２０側の面が発光装置の光取出し方向を向くように、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１００を基板、スラグ、リードフレーム、ユニット基板などの実装基材の素子載置面上に固定することができる。また、基板１１０が透光性を有する場合には、ＬＥＤ素子の基板１１０側の面が発光装置の光取出し方向を向くように、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１００を実装基材の素子載置面上に固定することもできる。図５〜図９に示すように電極等を配置したＧａＮ系ＬＥＤ素子についても同様である。ＬＥＤ素子の基板側の面が発光装置の光取出し方向を向くように（すなわち、半導体積層体側の面が実装基材の素子載置面を向くように）、ＬＥＤ素子を実装基材上に固定する実装形態は、フリップチップ実装、フェースダウン実装などといわれる。
【００２９】
次に、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１００の製造方法について説明する。
ＧａＮ系ＬＥＤ素子１００は、基板１１０の上に、ＭＯＶＰＥ法（有機金属化合物気相成長法）、ＭＢＥ法（分子ビームエピタキシー法）、ＨＶＰＥ法（ハイドライド気相成長法）などを用いてＧａＮ系半導体結晶をエピタキシャル成長させて、半導体積層体１２０を形成することにより、製造することができる。この場合には、基板として、サファイア、スピネル、炭化ケイ素、ケイ素、ＧａＮ系半導体（ＧａＮ、ＡｌＧａＮなど）、ヒ化ガリウム、リン化ガリウム、酸化ガリウム、酸化亜鉛、ＬＧＯ、ＮＧＯ、ＬＡＯ、ホウ化ジルコニウム、ホウ化チタンなどの材料からなる結晶基板（単結晶基板、テンプレート）を、好ましく用いることができる。透光性の基板としては、発光層から放出される光の波長に応じて、サファイア、スピネル、炭化ケイ素、ＧａＮ系半導体、リン化ガリウム、酸化ガリウム、酸化亜鉛、ＬＧＯ、ＮＧＯ、ＬＡＯなどから選択される材料で構成される基板を好ましく用いることができる。基板の上にＧａＮ系半導体結晶をエピタキシャル成長させるにあたっては、バッファ層技術を用いることが推奨される。好ましいバッファ層として、ＧａＮ系半導体で形成する低温バッファ層や高温バッファ層が例示される。ＧａＮ系半導体結晶のラテラル成長を発生させるために、基板の表面に酸化ケイ素などからなるマスクを部分的に形成したり、あるいは、基板の表面を凹凸状に加工するといったことは、任意に行うことができる。
【００３０】
基板１１０上にＧａＮ系半導体からなる半導体積層体１０２を形成する他の方法として、成長用基板の上にエピタキシャル成長法によりｎ型層１２１、発光層１２２、ｐ型層１２３をこの順に形成して半導体積層体１２０を得た後、エッチング、研削、研磨、レーザリフトオフなどの方法を用いて、該半導体積層体から成長用基板を取り除き、露出したｎ型層１２１の表面に、別途準備した基板１１０を貼り合わせる方法を用いることができる。あるいは、同様の方法で半導体積層体１２０を形成し、成長用基板を取り除いた後、露出したｎ型層１２１の表面にシード層を形成したうえで、電解メッキまたは無電解メッキによって金属層を５０μｍ以上の厚さに堆積させ、該金属層を基板１１０とする方法も採用可能である。これらの方法では、成長用基板として、上記例示した結晶基板を好ましく用いることができる。ｎ型層の表面に貼り合わせることのできる基板の種類や、貼り合わせの方法に限定はなく、従来公知の技術を適宜参照することができる。具体的には、基板の種類として、上記例示した結晶基板や、金属基板、ガラス基板などが例示される。貼り合わせの方法としては、導電性接着剤（導電ペースト、ろう材）を用いる方法、絶縁性接着剤を用いる方法、ダイレクトウェハボンディングなどが例示される。基板をメッキ法を用いて形成する場合には、その材料として、Ａｕ（金）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｕ（銅）、Ａｇ（銀）などが好ましく例示される。
【００３１】
ｎ型層１２１の形成時には、Ｓｉ、Ｇｅなどのｎ型不純物を添加することが好ましい。また、ｐ型層１２３の形成時には、Ｍｇ、Ｚｎなどのｐ型不純物を添加することが好ましい。ｐ型層１２３の形成後、添加したｐ型不純物の活性化を促進させるために、アニーリング処理、電子線照射処理などを行うことができる。発光層１２２は、その導電型により限定されるものではなく、例えば、不純物無添加の層であってもよいし、不純物の添加によってｎ型またはｐ型の導電性を付与した層であってもよいし、ｎ型層とｐ型層が混在した積層体であってもよい。ｎ型層１２１、発光層１２２、ｐ型層１２３を構成するＧａＮ系半導体の組成に限定はなく、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮなど、任意の組成を有するＧａＮ系半導体を用いて構成することができる。好ましくは、ダブルヘテロ構造が形成されるように、発光層とそれを挟む層を構成するＧａＮ系半導体の組成を選択する。発光層は、量子井戸構造とすることが好ましく、特に、障壁層と井戸層を交互に積層した多重量子井戸構造とすることが好ましい。ｎ型層１２１、発光層１２２、ｐ型層１２３のそれぞれは、厚さ方向に均質である必要はなく、各層の内部において、不純物濃度、結晶組成などが厚さ方向に連続的または不連続的に変化していてもよい。また、各層の間に付加的な層を設けることもできる。
【００３２】
半導体積層体１２０は、例えば、次のような構成とすることができる。
ｎ型層１２１：膜厚４μｍ、電子濃度５×１０１８ｃｍ−３のＳｉドープＧａＮ層。
発光層１２２：膜厚８ｎｍのＧａＮ障壁層と膜厚２ｎｍのＩｎＧａＮ井戸層とを、最上層および最下層が障壁層となるように、かつ、含まれる井戸層の層数が２〜２０となるように、交互に積層した多重量子井戸層。
ｐ型層１２３：発光層１２２に接するｐ型クラッド層と、その上に積層されたｐ型コンタクト層とからなる２層構造の積層体。ｐ型クラッド層は、膜厚１００ｎｍ、Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３のＭｇドープＡｌ０．１Ｇａ０．９Ｎ層。ｐ型コンタクト層は、膜厚２００ｎｍ、Ｍｇ濃度１×１０２０ｃｍ−３のＭｇドープＧａＮ層。
【００３３】
負電極１３０は、公知のＲＩＥ（反応性イオンエッチング）技術を用いてｐ型層１２３、発光層１２２を部分的に除去し、それによって露出するｎ型層１２１の表面に形成することができる。負電極の材料や形成方法については、公知技術を参照することができる。好ましい実施形態では、負電極の、少なくともｎ型層と接する部分を、Ｔｉ（チタン）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｗ（タングステン）、Ｖ（バナジウム）などの単体、または、これらから選ばれる１種以上の金属を含む合金を用いて形成することができる。外部電極との接続が容易となるように、負電極には、表層として、Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｓｎ（錫）、Ｉｎ（インジウム）、Ｂｉ（ビスマス）、Ｃｕ（銅）、Ｚｎ（亜鉛）などからなる層を設けることが好ましい。負電極は、ｎ型層と接する部分に、導電性酸化物材料からなる薄層を含んでいてもよい。負電極の膜厚は、例えば、０．２μｍ〜１０μｍとすることができるが、好ましくは、０．５μｍ〜２μｍである。負電極の形成は、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法などを用いて行うことができる。負電極の形成は、ｐ型層上に透光性電極層などを形成した後に行ってもよい。
【００３４】
透光性電極層１４１は、好ましくは、Ｚｎ（亜鉛）、Ｉｎ（インジウム）、Ｓｎ（錫）およびＭｇ（マグネシウム）から選ばれる少なくともひとつの元素を含む、酸化物半導体で形成することができる。具体的には、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛、酸化マグネシウムなどが好ましく例示される。特に好ましいのはＩＴＯである。低シート抵抗部および高シート抵抗部とからなる透光性電極層の膜厚は、例えば、０．１μｍ〜１μｍとすることができる。好ましくは、最も厚い部分を０．５μｍ以下とする。透光性電極層の形成に用い得る方法としては、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、真空蒸着法、イオンビームアシスト蒸着法、イオンプレーティング法、レーザアブレーション法、ＣＶＤ法、スプレー法、スピンコート法、ディップ法などが例示される。透光性電極層は、成膜後、必要に応じて熱処理を行ってもよい。ＩＴＯなどの場合、非晶質状態となるように低温で成膜した後、熱処理して結晶化させることもできる。透光性電極層の形成方法については、特許文献１、特許文献２、特許文献３などを参照することもできる。透光性電極層のパターニングは、例えば、リフトオフ法を用いて行うことができる。また、透光性電極層は、ウェハ上の全面に形成した後、不要部分をフォトリソグラフィとエッチングの技法を用いて除去することによって、パターニングすることもできる。
【００３５】
低シート抵抗部１４１Ａと高シート抵抗部１４１Ｂを有する透光性電極層の形成は、例えば、ｐ型層１２３上に厚さが均一な導電性酸化物膜を形成した後、フォトリソグラフィとエッチングの技法を用いて、所定の領域に、該導電性酸化物膜の表層を除去して膜厚を減じた部分（高シート抵抗部）を形成することにより、行うことができる。図２、図３の例のように、透光性電極層１４１を２つの層の組合せによって形成する場合には、それぞれの層を、任意の方法を用いてパターニングすることができる。導電性酸化物膜は、膜の結晶性（成膜時の基板温度、成膜後の熱処理の有無または熱処理の条件などにより制御できる）によって、ドライエッチングまたはウェットエッチングしたときのエッチングレートが変わり、例えば、ＩＴＯの場合には、膜の結晶性を高くする程、ウェットエッチング時のエッチングレートが低下する傾向を示す。従って、図２（ａ）の例において、第１導電層１４１１と第２導電層１４１２とを共にＩＴＯで形成する場合に、第１導電層の成膜およびパターニングを行った後、その上に第２導電層を、その結晶性が第１導電層よりも低くなるように形成したうえで、ウェットエッチングによりパターニングすることにより、第２導電層のパターニング時に第１導電層が過剰にエッチングされるのを防止することができる。
【００３６】
透光性電極層１４１の形成後、正パッド電極１４２を形成する。正パッド電極の材料は特に限定されないが、好ましい実施形態では、正パッド電極の、少なくとも透光性電極層に接する部分を、白金族（Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｏｓ）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｔｉ（チタン）、Ｗ（タングステン）、Ａｇ（銀）、Ａｌ（アルミニウム）などを用いて形成することができる。正パッド電極の、発光層側の部分には、当該正パッド電極による光吸収を低減するために、光反射率の良好な金属であるＡｌ、Ａｇまたは白金族元素を主成分として構成した反射層を設けることが好ましい。かかる反射層を設ける場合、正パッド電極と透光性電極層との間の接着力が低下しないように、該反射層と透光性電極層の表面との間に、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｗ、Ｔｉ−Ｗなどからなる透光性の薄膜を挟んでもよい。この薄膜は、膜厚を２０ｎｍ以下、より好ましくは１０ｎｍ以下、更に好ましくは５ｎｍ以下となるように形成する。また、外部電極との接続が容易となるように、正パッド電極には、表層として、Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｓｎ（錫）、Ｉｎ（インジウム）、Ｂｉ（ビスマス）、Ｃｕ（銅）、Ｚｎ（亜鉛）などからなる層を設けることが好ましい。正パッド電極の膜厚は、例えば、０．２μｍ〜１０μｍとすることができるが、好ましくは、０．５μｍ〜２μｍである。また、現在の技術水準では、ワイヤボンディングのためのパッド電極は、平面視したときに、直径６０μｍの円を包含するサイズおよび形状とすることが望ましいといわれている。正パッド電極の形成は、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法などを用いて行うことができる。
【００３７】
図示していないが、負電極１３０および正電極１４０の形成が完了したら、負電極上および正パッド電極上の領域を除いた、ＬＥＤ素子１００の半導体積層体１２０側の表面を、透光性の絶縁保護膜で被覆することが望ましい。この絶縁保護膜は、発光層から放出される光の波長において高い透過率を有する、絶縁性の金属酸化物、金属窒化物または金属酸窒化物で形成することが好ましい。ＧａＮ系ＬＥＤの典型的な発光波長の範囲は３５０ｎｍ〜６００ｎｍであるから、この波長範囲における透過率の高い絶縁体が、絶縁保護膜の好適な材料となる。具体的には、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウムなどが例示される。絶縁保護膜は、多層膜構造とすることもできる。絶縁保護膜の形成方法に限定はなく、スパッタリング法、ＣＶＤ法、真空蒸着法などの公知の方法を用いることができる。特に好ましい方法としては、ピンホールがなく、密着性の良好な膜を形成できる、プラズマＣＶＤ法が挙げられる。
【００３８】
必要に応じて絶縁保護膜の形成を行った後、この分野で通常用いられているウェハ分割の方法（例えば、ダイシング、スクライビング、レーザ加工）を用いてウェハを切断し、チップ状のＧａＮ系ＬＥＤ素子１００を得る。チップのサイズは特に限定されるものではなく、例えば、２００μｍ角〜２ｍｍ角とすることができる。本発明の実施形態に係るＧａＮ系ＬＥＤ素子のチップ形状は方形（正方形、長方形）に限定されるものではなく、平行四辺形、三角形、五角形、六角形などとしてもよい。レーザ加工技術を用いたウェハ分割法の進歩により、様々なチップ形状のＬＥＤ素子の製造が可能となっている。
【００３９】
ＧａＮ系ＬＥＤ素子１００は、ＳＭＤ（表面実装）型ＬＥＤパッケージ、砲弾型ランプ、ＬＥＤ素子が直接ユニット基板に実装されるチップオンボード（ＣＯＢ）型ユニットなど、各種の発光装置に用いることができる。ＧａＮ系ＬＥＤ素子は、基板、スラグ、リードフレーム、ユニット基板などの実装基材上に直接固定してもよいし、サブマウントを介して固定してもよい。
【００４０】
本発明は、本明細書に明示的に記載した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を損なわない範囲内で、種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態に係るＧａＮ系ＬＥＤ素子の構造を示す図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ線の位置における断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るＧａＮ系ＬＥＤ素子の構造を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るＧａＮ系ＬＥＤ素子の構造を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るＧａＮ系ＬＥＤ素子の構造を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るＧａＮ系ＬＥＤ素子の構造を示す平面図である。
【図６】本発明の実施形態に係るＧａＮ系ＬＥＤ素子の構造を示す平面図である。
【図７】本発明の実施形態に係るＧａＮ系ＬＥＤ素子の構造を示す平面図である。
【図８】本発明の実施形態に係るＧａＮ系ＬＥＤ素子の構造を示す平面図である。
【図９】本発明の実施形態に係るＧａＮ系ＬＥＤ素子の構造を示す平面図である。
【図１０】従来のＧａＮ系ＬＥＤ素子の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１１０  基板
１２０  半導体積層体
１２１、２２１、３２１、４２１、５２１  ｎ型層
１２２  発光層
１２３、２２３、３２３、４２３、５２３  ｐ型層
１３０、２３０、３３０、４３０、５３０  負電極
１４０、２４０、３４０、４４０、５４０  正電極
１４１、２４１、３４１、４４１、５４１  透光性電極層
１４１Ａ、２４１Ａ、３４１Ａ、４４１Ａ、５４１Ａ  低シート抵抗部
１４１Ａａ、２４１Ａａ、３４１Ａａ、４４１Ａａ、５４１Ａａ  電流拡散部
１４１Ｂ、２４１Ｂ、３４１Ｂ、４４１Ｂ、５４１Ｂ  高シート抵抗部
１４２、２４２、３４２、４４２、５４２  正パッド電極
【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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