(57)【要約】【課題】酸化チタンにニオブ等を添加し、導電性が良い範囲において屈折率を調整する。【解決手段】III族窒化物系化合物半導体発光素子１００は、サファイア基板１０、図示しない窒化アルミニウム（ＡｌＮ）から成るバッファ層、ｎコンタクト層１１、ｎクラッド層１２、発光波長４７０ｎｍの多重量子井戸層１３、ｐクラッド層１４、ｐコンタクト層１５が形成されている。酸化ニオブチタンから成る、凹凸２０ｓを有する透光性電極２０が、ｎコンタクト層１１上には電極３０が形成されている。電極２０上の一部には、電極パッド２５が形成されている。透光性電極２０は、酸化チタンに３％のニオブを添加して形成したので、波長４７０ｎｍに対する屈折率がｐコンタクト層１５とほぼ同等となり、ｐコンタクト層１５と透光性電極２０との界面での全反射がほぼ回避できる。また、凹凸２０ｓにより、光取り出し率が３０％向上した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性電極を有するIII族窒化物系化合物半導体発光素子において、
前記透光性電極は、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、アルミニウム（Ａｌ）又はタングステン（Ｗ）がチタン（Ｔｉ）に対してモル比１〜１０％でドープされた酸化チタンから成り、
且つ、前記透光性電極の少なくとも一部に凹凸を有することを特徴とするIII族窒化物系化合物半導体発光素子。
【請求項２】
前記透光性電極は、ニオブ（Ｎｂ）又はタンタル（Ｔａ）がチタン（Ｔｉ）に対してモル比３〜１０％であるような酸化ニオブチタン又は酸化タンタルチタンから成ることを特徴とする請求項１に記載のIII族窒化物系化合物半導体発光素子。
【請求項３】
前記透光性電極とコンタクト層であるIII族窒化物系化合物半導体層との間には他の材料から成る層が存在しないことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のIII族窒化物系化合物半導体発光素子。
【請求項４】
互いに接する、前記透光性電極の屈折率と、前記コンタクト層であるIII族窒化物系化合物半導体層の屈折率との比は、０．９８以上１．０２以下であることを特徴とする請求項３に記載のIII族窒化物系化合物半導体発光素子。
【請求項５】
前記透光性電極とコンタクト層であるIII族窒化物系化合物半導体層との間には、他の材料から成り、４分の１波長以下の厚さの透光性導電層のみが存在することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のIII族窒化物系化合物半導体発光素子。
【請求項６】
前記透光性電極はｐ電極であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のIII族窒化物系化合物半導体発光素子。
【請求項７】
前記透光性電極はｎ電極であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のIII族窒化物系化合物半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光取り出し効率を向上させた構造を有するIII族窒化物系化合物半導体発光素子に関する。本願においてIII族窒化物系化合物半導体とは、ＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＮ（ｘ、ｙ、ｘ＋ｙはいずれも０以上１以下）で示される半導体、及び、ｎ型化／ｐ型化等のために任意の元素を添加したものを含む。更には、III族元素及びＶ族元素の組成の一部を、Ｂ、Ｔｌ；Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉで置換したものをも含むものとする。
【背景技術】
【０００２】
III族窒化物系化合物半導体発光素子は、それを構成するIII族窒化物系化合物半導体の屈折率が２．５程度と高い。このため、例えばＧａＮ層と、他の材料から成る低屈折率の保護層又は絶縁層や電極層との界面で光の全反射が生じやすく、発光層から発せられた光の外部への取り出し効率が低い。そこで、例えば特許文献１及び２においては、最上層であるｐ−ＧａＮ層を凹凸を設けた透光性電極にて覆う構成を提案している。パッド電極が形成されていない部分においては透光性電極の凹凸面から、光が全反射せずに取り出される。
【０００３】
また、本発明者らにより、酸化チタン（ＴｉＯ2）に導電性を付与する技術が最近報告された（特許文献３）。
【特許文献１】特開２０００−１９６１５２号公報
【特許文献２】特開２００６−２９４９０７号公報
【特許文献３】ＷＯ２００６／０７３１８９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者らは、酸化チタン（ＴｉＯ2）に導電性を付与するためにニオブ（Ｎｂ）又はタンタル（Ｔａ）その他の不純物を添加すると、導電性が良い範囲において、屈折率を調整することが可能であることを見出し、本願発明を完成させた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、透光性電極を有するIII族窒化物系化合物半導体発光素子において、透光性電極は、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、アルミニウム（Ａｌ）又はタングステン（Ｗ）がチタン（Ｔｉ）に対してモル比１〜１０％でドープされた酸化チタンから成り、且つ、透光性電極の少なくとも一部に凹凸を有することを特徴とするIII族窒化物系化合物半導体発光素子である。
請求項２に係る発明は、透光性電極は、ニオブ（Ｎｂ）又はタンタル（Ｔａ）がチタン（Ｔｉ）に対してモル比３〜１０％であるような酸化ニオブチタン又は酸化タンタルチタンから成ることを特徴とする。
【０００６】
請求項３に係る発明は、透光性電極とコンタクト層であるIII族窒化物系化合物半導体層との間には他の材料から成る層が存在しないことを特徴とする。
請求項４に係る発明は、互いに接する、透光性電極の屈折率と、コンタクト層であるIII族窒化物系化合物半導体層の屈折率との比は、０．９８以上１．０２以下であることを特徴とする。
請求項５に係る発明は、透光性電極とコンタクト層であるIII族窒化物系化合物半導体層との間には、他の材料から成り、４分の１波長以下の厚さの透光性導電層のみが存在することを特徴とする。ここにおいて透光性導電層は単層に限定されず、総膜厚１００ｎｍ以下の多重積層膜を含むものとする。また、「透光性」とは、少なくとも本発明の発光素子の発する光に対して実質的に透明であれば良いものとする。
【０００７】
請求項６に係る発明は、透光性電極はｐ電極であることを特徴とし、請求項７に係る発明は、透光性電極はｎ電極であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
ニオブ（Ｎｂ）やタンタル（Ｔａ）その他の不純物をドープすることで、酸化チタン（ＴｉＯ2）の抵抗率が大きく低減する。ここにおいて、酸化チタン（ＴｉＯ2）のチタン（Ｔｉ）をニオブ（Ｎｂ）やタンタル（Ｔａ）で１〜１０％置換すると、波長３６０ｎｍ〜６００ｎｍの光に対する屈折率が窒化ガリウムのそれとほぼ同等となることが本発明者らにより新たに見出された。図５は、酸化タンタルチタン（Ｔｉ1-xＴａxＯ2）の、タンタル組成ｘを０．０１から０．２まで６段階に変化させた場合の、波長４００ｎｍから８００ｎｍまでの光に対する屈折率の分散を示すグラフ図である。ニオブ（Ｎｂ）その他の不純物を添加した場合についても同様である。一方、例えば赤崎勇編著、培風館、アドバンストエレクトロニクスシリーズＩ−２１「III族窒化物半導体」第５７頁図３．１２によれば、ＧａＮの屈折率は、波長３７０ｎｍにおいて約２．７４、波長４００ｎｍにおいて約２．５７、波長５００ｎｍにおいて約２．４５、波長６００ｎｍにおいて約２．４０とある。
【０００９】
既に、酸化チタン（ＴｉＯ2）にニオブ（Ｎｂ）やタンタル（Ｔａ）その他の不純物を１〜１０％添加した場合に、抵抗率も５×１０-4Ωｃｍ程度以下となることが本発明者らにより見出されている（特許文献２）。
そこで、例えばIII族窒化物系化合物半導体の電極としてニオブ（Ｎｂ）やタンタル（Ｔａ）その他の不純物を１〜１０％添加した酸化チタン（ＴｉＯ2）を用いることが可能であり、且つ、波長３６０ｎｍ〜６００ｎｍの光が例えば窒化ガリウム層とドープされた酸化チタン（ＴｉＯ2）層との界面での全反射をほぼ無くすことが可能となる。以下に示される通り、例えば４００ｎｍ〜６００ｎｍの範囲の中の所望の波長において、ドープされた酸化チタン（ＴｉＯ2）の屈折率を例えば窒化ガリウムの屈折率よりも大きくすることが、ニオブ（Ｎｂ）やタンタル（Ｔａ）その他の不純物のドープ量の調整により可能である。これにより例えば窒化ガリウム層からドープされた酸化チタン（ＴｉＯ2）層に入射した紫外光が、逆に窒化ガリウム層へは全反射により出射されないようにすることも可能である。
透光性電極に直接接合するコンタクト層としては、窒化ガリウムに以外にも任意組成のIII族窒化物系化合物半導体を用いることができる。III族窒化物系化合物半導体はIII族元素の組成比や添加する不純物の濃度によりその屈折率が変化することが知られている。ニオブ（Ｎｂ）やタンタル（Ｔａ）その他の不純物の酸化チタン（ＴｉＯ2）への添加量を調整して、直接接合するコンタクト層との屈折率を一致させることが最も望ましい。この場合、全反射は全く生じない。完全に一致しないまでも、全反射を低減するため、屈折率比は、０．９５〜１．０５が望ましく、０．９８〜１．０２がより望ましく、０．９９〜１．０１が更に望ましい。この際、ニオブ（Ｎｂ）やタンタル（Ｔａ）その他の不純物の酸化チタン（ＴｉＯ2）への１〜１０％の範囲での添加量の変化に対し、屈折率変化は大きいが導電率（抵抗率）の変化は比較的小さいので、導電率をほぼ最大として（抵抗率をほぼ最低として）、屈折率が所望の値となるように添加量を決定することが可能となる。
尚、一般に、屈折率は密度と正の相関が有り、酸化膜の密度が低下すると屈折率も低下する。この点は注意すべきである。
【００１０】
こうして、ニオブ（Ｎｂ）やタンタル（Ｔａ）その他の不純物のドープ量の調整により所望の屈折率と十分低減された抵抗率を有する酸化チタン（ＴｉＯ2）層を、III族窒化物系化合物半導体発光素子の電極として用いることで、少なくともＧａＮとの界面で全反射が生じることで、ＧａＮからの光取り出しができないことを回避できる。酸化チタン（ＴｉＯ2）層を厚く形成して、そこに凹凸を設けることは、抵抗が高いため厚く形成できない窒化ガリウムに凹凸を設けることよりもずっと容易である。本発明により、光取り出し率が３０％向上した。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
ドープされた酸化チタン（ＴｉＯ2）層の形成は、例えば特許文献３に記載されたパルスレーザー蒸着のほか、スパッタリングその他の任意の技術を用いることができる。ターゲットは予め酸化チタン（ＴｉＯ2）と酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ3）、又は酸化チタン（ＴｉＯ2）と酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）とを、チタン（Ｔｉ）原子とニオブ（Ｎｂ）原子のモル比、又はチタン（Ｔｉ）原子とタンタル（Ｔａ）原子或いはその他の不純物原子のモル比が所望の比となるように混合した焼結ターゲットを用意すると良い。混合物から成る焼結ターゲットは、酸化物をそれぞれ微細な粉状として混合した後、加熱して形成する。また、ターゲットにはチタン（Ｔｉ）原子とニオブ（Ｎｂ）原子のモル比、又はチタン（Ｔｉ）原子とタンタル（Ｔａ）原子のモル比が所望の比となるように調整したＴｉ−Ｎｂ合金やＴｉ−Ｔａ合金を用い、反応性スパッタリング法により成膜しても良い。
例えば波長４６０ｎｍ付近での窒化ガリウム（ＧａＮ）の屈折率２．４８と一致させるタンタル（Ｔａ）又はニオブ（Ｎｂ）の酸化チタン（ＴｉＯ2）への添加量は、３〜１０％が好ましいが６〜８％とすると更に良い。同様に、波長５２０ｎｍ付近での窒化ガリウム（ＧａＮ）の屈折率２．４３と一致させるタンタル（Ｔａ）又はニオブ（Ｎｂ）の酸化チタン（ＴｉＯ2）への添加量は、３〜１０％が好ましいが３〜５％とすると更に良い。
【００１２】
酸化チタン（ＴｉＯ2）層は、より密度の高いルチル型としても、密度の低いアナターゼ型としても良い。低抵抗化の観点からはアナターゼ型がより好ましい。III族窒化物系化合物半導体から成る発光層は、単層の発光層、単一量子井戸層（ＳＱＷ）、多重量子井戸層（ＭＱＷ）のいずれでも良い。
【００１３】
一般的に行われている、最上層をｐ側とするIII族窒化物系化合物半導体発光素子のエピタキシャル成長後、当該ｐ層上にドープされた酸化チタン（ＴｉＯ2）から成る電極を形成すると、ドープされた酸化チタン（ＴｉＯ2）から成る電極はｐ電極となる。この際更に、エピタキシャル成長基板の裏面に高反射性金属層又は多重層から成るブラッグ反射層を形成すると、エピタキシャル成長基板の裏面に側に散逸する光を有効利用することが可能となる。
【００１４】
また、ドープされた酸化チタン（ＴｉＯ2）から成る電極の露出面に凹凸を設ける方法としては、例えばエッチングやナノインプリント、電子線描画、酸化チタン（ＴｉＯ2）の微粒子の接合その他公知の任意の技術を用いることができる。
エッチングを用いる場合は次のようにすると良い。まず、フォトリソグラフにより、レジストマスクをパターニングする。パターンとしては、ドット又は格子、ストライプその他を挙げることができる。この際、周期性の有無も任意である。マスクの幅やピッチ（間隔）は３μｍ以下が良い。発光波長をλ、ドープされた酸化チタン（ＴｉＯ2）から成る電極の屈折率をｎとした場合、マスクの幅やピッチ（間隔）はλ／（４ｎ）〜λが良い。こうしてマスクのされていない窓をエッチングする（ドライ又はウエット、任意に選択）。深さはピッチの１〜３倍が良く最低でもλ／（４ｎ）が必要である。
その他の凹凸形成方法としては、ＴｉＯ2膜形成時に凹凸が生成するような条件を用いる、マスクを形成せずにＴｉＯ2をエッチングしてランダムで微小な凹凸を形成する、ＴｉＯ2膜上にフォトレジストマスクパターンを形成し、再度ＴｉＯ2膜を形成してから不要部をマスクごとリフトオフして形成する、ＴｉＯ2膜形成後、熱処理を施すことにより表面にランダムな凹凸を形成する、と言った方法を採用しても良い。
凹凸を有するドープされた酸化チタン（ＴｉＯ2）から成る電極表面には、導電性膜又は絶縁性膜を形成し、或いはそれらをその順に積層すると良い。
【００１５】
また、良く知られているように、エピタキシャル成長基板を外す技術がある。この場合、他の支持基板を例えばｐ層側に接着し、ｎ層側のエピタキシャル成長基板を除去することでｎ層が表面となる。そこで当該ｎ層上に、ドープされた酸化チタン（ＴｉＯ2）から成る電極を形成すると、ドープされた酸化チタン（ＴｉＯ2）から成る電極はｎ電極となる。この場合更に、ｐ層に支持基板を接着する際、それらの間に高反射性金属層又は多重層から成るブラッグ反射層を形成して、支持基板に吸収される光を低減可能となる。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明の具体的な第１の実施例に係るIII族窒化物系化合物半導体発光素子１００の構成を示す断面図である。III族窒化物系化合物半導体発光素子１００は、サファイア基板１０の上に図示しない窒化アルミニウム（ＡｌＮ）から成る膜厚約１５ｎｍのバッファ層が設けられ、その上にシリコン（Ｓｉ）ドープのＧａＮから成る膜厚約４μｍのｎコンタクト層１１が形成されている。このｎコンタクト層１１の上には、アンドープのＩｎ0.1Ｇａ0.9ＮとアンドープのＧａＮとシリコン（Ｓｉ）ドープのＧａＮを１組として１０組積層した多重層から成る膜厚約７４ｎｍのｎクラッド層１２が形成されている。
【００１７】
そしてｎクラッド層１２の上には、膜厚約３ｎｍのＩｎ0.2Ｇａ0.8Ｎから成る井戸層と、膜厚約２ｎｍのＧａＮと膜厚３ｎｍのＡｌ0.06Ｇａ0.94Ｎから成るバリア層とが交互に８組積層された多重量子井戸構造（ＭＱＷ）の発光層１３が形成されている。発光層１３の上にはｐ型Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ｎとｐ型Ｉｎ0.08Ｇａ0.92Ｎの多重層から成る膜厚約３３ｎｍのｐクラッド層１４が形成されている。更に、ｐクラッド層１４の上には、マグネシウム濃度の異なる２層のｐ型ＧａＮの積層構造から成る膜厚約８０ｎｍのｐコンタクト層１５が形成されている。
【００１８】
また、ｐコンタクト層１５の上には酸化ニオブチタン（ニオブ３％）から成る、凹凸２０ｓを有する透光性電極２０が、ｎコンタクト層１１の露出面上には電極３０が形成されている。電極３０は膜厚約２０ｎｍのバナジウム（Ｖ）と、膜厚約２μｍのアルミニウム（Ａｌ）で構成されている。透光性電極２０上の一部には、金（Ａｕ）合金から成る電極パッド２５が形成されている。
【００１９】
酸化ニオブチタンから成る透光性電極２０は、１００〜５００ｎｍの厚さにスパッタリングその他の方法により成膜する。この際、横方向拡散抵抗の増加を防ぐため、厚さは最低でも１００ｎｍが望ましい。尚、酸化ニオブチタンから成る透光性電極２０は、少なくとも発光層１３からの発光波長に対して実質的に透明である必要がある。
透光性電極２０のルチル型／アナターゼ型は任意に選択して良いが、抵抗率の観点からはアナターゼ型がより好ましい。
【００２０】
図１のIII族窒化物系化合物半導体発光素子１００は次のようにして形成された。
用いられたガスは、アンモニア（ＮＨ3）、キャリアガス（Ｈ2，Ｎ2）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）、シラン（ＳｉＨ4）とシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ2Ｍｇ）である。
【００２１】
まず、有機洗浄及び熱処理により洗浄したａ面を主面とした単結晶のサファイア基板１０をＭＯＣＶＤ装置の反応室に載置されたサセプタに装着する。次に、常圧でＨ2を流速２Ｌ／分（Ｌはｌｉｔｅｒ）で約３０分間反応室に流しながら温度１１００℃でサファイア基板１０をベーキングした。
【００２２】
次に、温度を４００℃まで低下させて、Ｈ2を２０Ｌ／分、ＮＨ3を１０Ｌ／分、ＴＭＡを１．８×１０-5モル／分で約１分間供給してＡｌＮバッファ層を約１５ｎｍの厚さに形成した。
次に、サファイア基板１０の温度を１１５０℃に保持し、Ｈ2を２０Ｌ／分、ＮＨ3を１０Ｌ／分、ＴＭＧを１．７×１０-4モル／分、Ｈ2ガスにより０．８６ｐｐｍに希釈されたシランを２０×１０-8モル／分で４０分間供給し、膜厚約４．０μｍ、電子濃度２×１０18／ｃｍ3、シリコン濃度４×１０18／ｃｍ3のｎ型ＧａＮから成るｎコンタクト層１１を形成した。
【００２３】
次に、サファイア基板１０の温度を８００℃に保持し、Ｎ2又はＨ2を１０Ｌ／分、ＮＨ3を１０Ｌ／分で供給し、ＴＭＧ、ＴＭＩ、Ｈ2ガスにより０．８６ｐｐｍに希釈されたシランの供給量を切り替えて、アンドープのＩｎ0.1Ｇａ0.9ＮとアンドープのＧａＮとシリコン（Ｓｉ）ドープのＧａＮを１組として１０組積層した多重層から成る膜厚約７４ｎｍのｎクラッド層１２を形成した。
【００２４】
上記のｎクラッド層１２を形成した後、サファイア基板１０の温度を７７０℃に保持し、ＴＭＧ、ＴＭＩ、ＴＭＡの供給量を切り替えて、膜厚約３ｎｍのＩｎ0.2Ｇａ0.8Ｎから成る井戸層と、膜厚約２ｎｍのＧａＮと膜厚３ｎｍのＡｌ0.06Ｇａ0.94Ｎから成るバリア層とが交互に８組積層された多重量子井戸構造（ＭＱＷ）の発光層１３を形成した。
【００２５】
次に、サファイア基板１０の温度を８４０℃に保持し、Ｎ2又はＨ2を１０Ｌ／分、ＮＨ3を１０Ｌ／分で供給し、ＴＭＧ、ＴＭＩ、ＴＭＡ、Ｃｐ2Ｍｇの供給量を切り替えて、ｐ型Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ｎとｐ型Ｉｎ0.08Ｇａ0.92Ｎの多重層から成る膜厚約３３ｎｍのｐクラッド層１４を形成した。
【００２６】
次に、サファイア基板１０の温度を１０００℃に保持し、Ｎ2又はＨ2を２０Ｌ／分、ＮＨ3を１０Ｌ／分で供給し、ＴＭＧとＣｐ2Ｍｇの供給量を切り替えて、マグネシウム（Ｍｇ）濃度５×１０19／ｃｍ3とマグネシウム（Ｍｇ）濃度１×１０20／ｃｍ3の、マグネシウム濃度の異なる２つのＧａＮ層から成るｐコンタクト層１５を形成した。
【００２７】
次に、ｐ型ＧａＮ層１５の上にフォトレジストの塗布、フォトリソグラフ二より所定領域に窓を形成して、マスクで覆われていない部分のｐ型ＧａＮ層１５、ｐクラッド層１４、発光層１３、ｎクラッド層１２、ｎ型ＧａＮ層１１の一部を塩素を含むガスによる反応性イオンエッチングによりエッチングして、ｎ型ＧａＮ層１１の表面を露出させた。次に、レジストマスクを除去した後、以下の手順で、ｎ型ＧａＮ層１１に対するｎ電極３０ｎと、ｐ型ＧａＮ層１５に対するｐ電極２０を形成した。
【００２８】
ウエハ全面に、パルスレーザー蒸着により酸化ニオブチタンから成る透光性電極２０を厚さ２００ｎｍに形成した。ニオブ原子の、チタン原子に対するモル比は３％とした。
次に、フォトレジストの塗布、フォトリソグラフによりｐ電極２０のマスクをパターニングした後、ドライエッチングによりｐ電極２０を所望の形状に成形した。
【００２９】
次にフォトレジストの塗布、フォトリソグラフにより所定領域に窓を形成したのち、１０-6Ｔｏｒｒオーダ以下の高真空にてｎ型ＧａＮ層１１に対するｎ電極３０を真空蒸着法により形成した。
次に、フォトレジストをリフトオフにより除去し、ｎ電極３０は所望の形状に形成された。この後、窒素を含む雰囲気下６００℃５分間の加熱処理によりｎ電極３０のｎ型ＧａＮ層１１に対する合金化と、ｐ型ＧａＮ層１５及びｐクラッド層１４の低抵抗化を行った。
【００３０】
次に透光性電極２０の凹凸２０ｓを形成するため、フォトレジストを塗布し、フォトリソグラフによりマスクをパターニングした。発光波長４７０ｎｍに対し、マスクの開口部は直径２μｍの円形とし、ピッチを１μｍとした。次にマスクの窓をドライエッチングした。エッチング深さは１５０ｎｍとした。
【００３１】
〔比較例〕
図１のIII族窒化物系化合物半導体発光素子１００において、凹凸２０ｓを有しない、即ち露出面が平坦である、酸化ニオブチタン（ニオブ３％）から成る透光性電極を有する発光素子を形成して光出力を比較した。凹凸２０ｓを有する図１のIII族窒化物系化合物半導体発光発光素子１００は、凹凸２０ｓを有しないIII族窒化物系化合物半導体発光発光素子に比較して、光出力が３０％向上した。この際、駆動電圧その他の素子特性には差は無かった。
【実施例２】
【００３２】
図２は、本発明の具体的な第２の実施例に係るIII族窒化物系化合物半導体発光素子２００の構成を示す断面図である。図２のIII族窒化物系化合物半導体発光素子２００は、図１のIII族窒化物系化合物半導体発光素子１００の、ｐ型ＧａＮ層１５と酸化ニオブチタン（ニオブ３％）から成る透光性電極２０の間に、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）から成る膜厚５０ｎｍ（発光層１３の発光波長４７０ｎｍの１／（４ｎ）未満、但しｎはＩＴＯの屈折率）の透光性導電層２１を形成したものである。低抵抗率のＩＴＯから成る透光性導電層２１により、陽極の横方向拡散抵抗を低下させる効果に加え、ｐ型ＧａＮ層１５との接触抵抗を低減する効果も期待できる。ＩＴＯから成る透光性導電層２１の膜厚が発光層１３の発光波長の１／４未満であるので、低屈折率のＩＴＯから成る透光性導電層２１と高屈折率のｐ型ＧａＮ層１５の界面での全反射は生じにくく、且つ光吸収も無視できる程度しか生じないため、光取り出し効率を低下させることは無い。
【実施例３】
【００３３】
図３．Ａは、本発明の具体的な第３の実施例に係るIII族窒化物系化合物半導体発光素子３００の構成を示す断面図である。図３．ＡのIII族窒化物系化合物半導体発光素子３００は、図１のIII族窒化物系化合物半導体発光素子１００の、酸化ニオブチタン（ニオブ３％）から成る透光性電極２０の表面を、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）から成る膜厚２００ｎｍの透光性導電層２２で覆ったものである。ＩＴＯから成る透光性導電層２２の追加により、陽極の横方向拡散抵抗を低下させることができる。また、図３．Ｂは、変形例に係るIII族窒化物系化合物半導体発光素子３１０の構成を示す断面図である。図３．ＢのIII族窒化物系化合物半導体発光素子３１０は、図２のIII族窒化物系化合物半導体発光素子２００の、酸化ニオブチタン（ニオブ３％）から成る透光性電極２０の表面を、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）から成る膜厚２００ｎｍの透光性導電層２２で覆ったものである。ＩＴＯから成る透光性導電層２２の追加により、陽極の横方向拡散抵抗を低下させることができる。
【実施例４】
【００３４】
図４．Ａは、本発明の具体的な第４の実施例に係るIII族窒化物系化合物半導体発光素子４００の構成を示す断面図である。図４．ＡのIII族窒化物系化合物半導体発光素子４００は、図１のIII族窒化物系化合物半導体発光素子１００の、酸化ニオブチタン（ニオブ３％）から成る透光性電極２０の表面を、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）から成る膜厚５００ｎｍの保護膜４０で覆ったものである。
【００３５】
図４．Ｂは、変形例に係るIII族窒化物系化合物半導体発光素子４１０の構成を示す断面図である。図４．ＢのIII族窒化物系化合物半導体発光素子４１０は、図４．ＡのIII族窒化物系化合物半導体発光素子４００の二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）から成る保護膜４０の表面に凹凸４０ｓを設けたものである。保護膜４０の表面に凹凸４０ｓを有する図４．ＢのIII族窒化物系化合物半導体発光素子４１０は、保護膜４０の表面に凹凸を有しない図４．ＡのIII族窒化物系化合物半導体発光素子４００よりも光取り出し効率を向上させることができる。
【００３６】
図４．Ｃは、変形例に係るIII族窒化物系化合物半導体発光素子４２０の構成を示す断面図である。図４．ＣのIII族窒化物系化合物半導体発光素子４２０は、図３のIII族窒化物系化合物半導体発光素子３００の、ＩＴＯから成る透光性導電層２２の表面を、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）から成る膜厚５００ｎｍの保護膜４０で覆ったものである。
【００３７】
尚、図４．ＣのIII族窒化物系化合物半導体発光素子４２０の酸化ケイ素（ＳｉＯ2）から成る保護膜４０の表面に、図４．ＢのIII族窒化物系化合物半導体発光素子４１０の酸化ケイ素（ＳｉＯ2）から成る保護膜４０と同様に凹凸４０ｓを設けても良い。
また、図３．ＢのIII族窒化物系化合物半導体発光素子３１０に、図４．ＣのIII族窒化物系化合物半導体発光素子４２０の酸化ケイ素（ＳｉＯ2）から成る保護膜４０や、図４．ＢのIII族窒化物系化合物半導体発光素子４１０の酸化ケイ素（ＳｉＯ2）から成る凹凸４０ｓを有する保護膜４０を追加して構成しても良い。
また、各実施例ではニオブ（Ｎｂ）を単独で酸化チタンに添加したが、タンタル（Ｔａ）を単独で酸化チタンに添加しても良く、ニオブ（Ｎｂ）とタンタル（Ｔａ）を同時に添加しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の具体的な第１の実施例に係るIII族窒化物系化合物半導体発光素子１００の構成を示す断面図。
【図２】本発明の具体的な第２の実施例に係るIII族窒化物系化合物半導体発光素子２００の構成を示す断面図。
【図３】本発明の具体的な第３の実施例に係るIII族窒化物系化合物半導体発光素子３００の構成を示す断面図（３．Ａ）と、その変形例に係るIII族窒化物系化合物半導体発光素子３１０の構成を示す断面図（３．Ｂ）。
【図４．Ａ】本発明の具体的な第４の実施例に係るIII族窒化物系化合物半導体発光素子４００の構成を示す断面図。
【図４．Ｂ】変形例に係るIII族窒化物系化合物半導体発光素子４１０の構成を示す断面図。
【図４．Ｃ】更に別の変形例に係るIII族窒化物系化合物半導体発光素子４１０の構成を示す断面図。
【図５】酸化タンタルチタンの、タンタル組成を変化させた場合の屈折率の分散を示すグラフ図。
【符号の説明】
【００３９】
１３：紫外線発光層
２０：酸化ニオブチタンから成る透光性電極
２１、２２：透光性導電層
４０：保護膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４．Ａ】
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【図４．Ｂ】
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【図４．Ｃ】
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【図５】
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