(57)【要約】【課題】  発光素子において、電力効率に優れた発光構造とする。【解決手段】第１，２導電型半導体層21,23を含む半導体構造20に、発光構造部25と、第１導電型半導体層21が露出された露出部21sと、を備え、前記半導体素子構造の同一面側において前記第１導電型半導体層21、第２導電型半導体層23に各々設けられた第１電極30、第２電極40と、を有し、前記第１電極が、前記第１導電型半導体層21の露出部21sに設けられ、透光性導電膜で第１導電型半導体に導通する第１層31と、該第１層上に第１層に導通するように設けられた第２層32と、を少なくとも有すると共に、前記露出部の第１導電型半導体層と第２層32との間に、第１の透光性の絶縁膜17が前記第２層の少なくとも一部と重なるように設けられている。これにより、好適な電流注入と、外部電源との接続部を備えた構造とでき、光損失を低く抑えた構造とできる。【選択図】図１Ｂ
2008210903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１，２導電型半導体層を含む半導体構造に、発光構造部と、第１導電型半導体層が露出された露出部と、を備え、前記半導体素子構造の同一面側において前記第１導電型半導体層、第２導電型半導体層に各々設けられた第１電極、第２電極と、を有し、
前記第１電極が、前記第１導電型半導体層の露出部に設けられ、透光性導電膜で第１導電型半導体に導通する第１層と、該第１層上に第１層と導通するように設けられた第２層と、を少なくとも有すると共に、
前記露出部の第１導電型半導体層と第２層との間に、第１の透光性絶縁膜が前記第２層の少なくとも一部と重なるように設けられている半導体発光素子。
【請求項２】
前記第１層が、前記第１の透光性絶縁膜の外側に設けられた被覆部を有し、前記第２層が前記第１層の被覆部上に延設された延設部を有する請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記第２電極が、透光性導電膜で第２導電型半導体に導通する第１層と、該第１層上に第１層に導通するように設けられた第２層と、を有し、前記第２層と前記半導体層との間に、第２の透光性絶縁膜が前記第２層の少なくとも一部と重なるように設けられている請求項１又は２に記載の半導体発光素子。
【請求項４】
第１，２導電型半導体層を含む半導体構造に、発光構造部と、第１導電型半導体層が露出された露出部と、を備え、前記半導体素子構造の同一面側において前記第１導電型半導体層、第２導電型半導体層に各々設けられた第１電極、第２電極と、を有し、
前記第１導電型半導体層の露出部に設けられた第１電極と前記発光構造部の第２導電型半導体層に設けられた第２電極が、透光性導電膜で各第１，２導電型半導体に導通する第１層と、該第１層上に第１層と導通するように設けられた第２層、の少なくとも２層を、それぞれ有し、
前記第１電極及び第２電極の第２層と、前記第１，２導電型半導体層との間に、前記第２層の少なくとも一部と重なるように、それぞれ第１，２の透光性絶縁膜が設けられ、
前記第１，２電極の第１層は、前記第１，２の透光性絶縁膜の外側で第１，２導電型半導体層にそれぞれ接触する被覆部が各々設けられ、
前記第１電極の第２層が前記第１の透光性絶縁膜上から前記第１層の被覆部上に延設された延設部を有し、前記第２電極の第２層が前記第１層の被覆部に離間している半導体発光素子。
【請求項５】
前記第１層の被覆部の電極形成面における面積若しくは断面における幅が、前記第２層の延設部より大きい請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記第１電極の第１層が、前記第１電極の第２層と前記第１の透光性絶縁膜との間に介在する介在部を有する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項７】
前記半導体構造の電極形成面内において、前記第１電極が、前記発光構造部に対向する対向側と、前記半導体構造の外縁に設けられた前記露出部に隣接する外縁側と、を有し、前記対向側に前記第２層延設部が設けられ、前記外縁側に前記第２層から露出された前記第１層の被覆部が設けられている請求項１乃至６のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項８】
前記第２電極の第１層が、前記第２の透光性絶縁膜の外側に設けられた被覆部を有し、前記第２電極の第２層が、前記第１層の被覆部から離間している請求項３乃至７のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項９】
第１，２導電型半導体層を含む半導体構造に、発光構造部と、第１導電型の半導体層が露出された露出部と、を備え、前記半導体素子構造の同一面側において前記第１導電型半導体層、第２導電型半導体層に各々設けられた第１電極、第２電極と、を有し、
前記第１導電型半導体層の露出部に設けられた第１電極と前記発光構造部の第２導電型半導体層に設けられた第２電極が、透光性導電膜で各第１，２導電型半導体に導通する第１層と、該第１層上に第１層と導通するように設けられた第２層、の少なくとも２層を、それぞれ有し、
前記第１電極及び第２電極の第２層と、前記第１，２導電型半導体層との間に、前記第２層の少なくとも一部と重なるように、それぞれ第１，２の透光性絶縁膜が設けられ、
前記第１，２電極の第１層は、前記第１，２の透光性絶縁膜の外側で第１，２導電型半導体層にそれぞれ接触する被覆部と、前記第１，２導電型半導体層と前記第１，２の透光性絶縁膜との間に介在する介在部と、が各々設けられ、
前記第１，２電極の第２層は、前記各第１層の被覆部にそれぞれ延設される前記第２層の延設部が各々設けられ、
前記第１電極の第２層の延設部が、前記第２電極の第２層の延設部より、電極形成面の面積若しくは半導体構造断面の幅が小さい半導体発光素子。
【請求項１０】
前記第２電極の第２層延設部が、前記半導体構造断面において複数設けられ、前記第２の透光性絶縁膜上を覆う第２層被覆部で互いに接続されている請求項９に記載の半導体発光素子。
【請求項１１】
前記第２層被覆部が該第２層延設部よりも、前記半導体構造の断面における幅が広い、及び／又は、前記半導体構造の電極形成面内における面積が大きい請求項９又は１０に記載の半導体発光素子。
【請求項１２】
前記半導体構造において、電極形成面側を光反射側とし、前記電極形成面側に対向する面側を光取り出し側とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項１３】
前記第１の透光性絶縁膜の外縁部に、該外縁部内側より膜厚の小さい薄膜部を有する請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項１４】
前記第１の透光性絶縁膜の半導体構造における断面の幅、若しくは前記電極形成面の面積が、前記第１電極の第１層の被覆部より大きい請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項１５】
前記第１電極の第２層被覆部に外部接続部が設けられている請求項１４記載の半導体発光素子。
【請求項１６】
前記第１の透光性絶縁膜の膜厚が、前記第１電極の第１層の被覆部より大きく、前記半導体構造より、前記第１の透光性絶縁膜の屈折率が小さい請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体の発光素子に関し、特に発光素子の電極構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化物半導体を用いた発光素子は、そのワイドバンドギャップ特性から、近紫外から赤色域で発光が得られるため、種々の研究が成されている。窒化物半導体発光素子の一般的な基本構造は、基板上に、ｎ型窒化物半導体、活性層、ｐ型窒化物半導体を積層した構造で、ｐ型層、一部露出されたｎ型層に各電極が設けられた構造となり、電極構造を含む発光素子構造について研究されている。特に、その高出力化を目指して、様々な発光素子構造、並びに電極構造が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−０６０２３６号公報
【特許文献２】特開２００５−３１７９３１号公報
【特許文献３】特開２００３−１３３５９０号公報
【特許文献４】特開２００４−１７９３４７号公報
【特許文献５】特開２００５−３１７９３１号公報
【特許文献６】特開２００１−１０２６３１号公報
【特許文献７】特開２００４−１２８３２１号公報
【特許文献８】特開平８−２５０７６９号公報
【特許文献９】特開平９−１２９９２１号公報
【特許文献１０】ＷＯ９８−４２０３０Ａ
【特許文献１１】特開２００３−１２４５１７号公報
【特許文献１２】特開２００５−１９７２８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の提案として、ｎ型層に設けられるｎ電極について、ITOなどの透明電極を用いること（特許文献１，２）、2層構造として、上層に金属層・反射層を一部（特許文献３，６）、全部（特許文献４，５）、に重ねて設ける構造がある。またｐ電極の構造について、ｐ層のパッド電極の下であって、透光性絶縁膜を、ｐ層との間に介在させる構造（特許文献８〜１１）、透光性電極との間に介在させる構造（特許文献１２）がある。
別の提案として、活性層からの発光に対して、ｎ電極の高さを低くして遮光効果を抑えること（特許文献６）、ｎ電極の側面を傾斜させて反射効果を高めること（特許文献７）などがある。
【０００５】
本発明の課題は、発光構造の外に設けられる電極に透光性電極を用いて、素子の低抵抗化、高出力化、高発光効率（ｌｍ／Ｗ））、高電力効率化、高い量産性・低コスト化、の少なくともいずれか、好ましくはその多くを実現する発光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様に係る半導体発光素子は、第１，２導電型半導体層を含む半導体構造に、発光構造部と、第１導電型半導体層が露出された露出部と、を備え、半導体素子構造の同一面側において第１導電型半導体層、第２導電型半導体層に各々設けられた第１電極、第２電極と、を有し、第１電極が、第１導電型半導体層の露出部に設けられ、透光性導電膜で第１導電型半導体に導通する第１層と、第１層上に第１層と導通するように設けられた第２層と、を少なくとも有すると共に、露出部の第１導電型半導体層と第２層との間に、第１の透光性の絶縁膜が前記第２層の少なくとも一部と重なるように設けられている。
このように、第１導電型半導体層の上に、透光性絶縁膜を介して第１電極の第２層が設けられ、発光構造部外の非発光部における電極形成領域において、光反射構造を備えて、半導体構造内へ好適に光反射させ、その電極形成領域の一部領域において透光性の第１層を第１導電型半導体層に導通させることで、好適な電流注入を実現できる。
【０００７】
上記態様に係るその他の形態としては、（１）第１層が、第１の透光性絶縁膜の外側に設けられた被覆部を有し、第２層が前記第１層の被覆部上に延設された延設部を有する、（２）第２電極が、透光性導電膜で第１導電型半導体に導通する第１層と、第１層上に第１層に導通するように設けられた第２層と、を有し、第２層と前記半導体層との間に、第２の透光性絶縁膜が第２層の少なくとも一部と重なるように設けられている。
上記(1)であると透光性絶縁膜外側の第１層の被覆部で好適な電流注入を実現でき、上記(2)であると発光構造部に設けられる第２電極も第１電極と同様に透光性絶縁膜を介した第２層と、その外側の第１層を有することで、発光構造部における光を好適に反射する構造、また透光性の第１層による光取り出し窓部における好適な光取り出し構造、とすることができる。
【０００８】
本発明の第２の態様に係る半導体発光素子は、第１，２導電型半導体層を含む半導体構造に、発光構造部と、第１導電型半導体層が露出された露出部と、を備え、半導体素子構造の同一面側において第１導電型半導体層、第２導電型半導体層に各々設けられた第１電極、第２電極と、を有し、第１導電型半導体層の露出部に設けられた第１電極と発光構造部の第２導電型半導体層に設けられた第２電極が、透光性導電膜で各第１，２導電型半導体に導通する第１層と、第１層上に第１層と導通するように設けられた第２層、の少なくとも２層を、それぞれ有し、第１電極及び第２電極の第２層と、第１，２導電型半導体層との間に、第２層の少なくとも一部と重なるように、それぞれ第１，２の透光性絶縁膜が設けられ、第１，２電極の第１層は、第１，２の透光性絶縁膜の外側で第１，２導電型半導体層にそれぞれ接触する被覆部が各々設けられ、第１電極の第２層が第１の透光性絶縁膜上から前記第１層の被覆部上に延設された延設部を有し、第２電極の第２層が前記第１層の被覆部に離間している。
このように、各電極の第１層が透光性絶縁膜の外側に延在され、その被覆部と第２層を、第１電極では相互に重ね合わせ、第２電極では相互に分離させることで、第２電極の被覆部の透光性の第１層を光取り出し窓部とし、第１電極の被覆部の第１層電極で電流注入とする構造を好適に実現できる。
【０００９】
上記第１，２の態様及び上記各形態に係るその他の形態としては、
（３）第１の透光性絶縁膜の半導体構造における断面幅、若しくは電極形成面内の面積が、第１層の被覆部より大きい、
（４）第１電極の第１層が、第１電極の第２層と第１の透光性絶縁膜との間に介在する介在部を有する、
（５）半導体構造の電極形成面内において、第１電極が、発光構造部に対向する対向側と、半導体構造の外縁に設けられた露出部に隣接する外縁側とを有し、対向側に第２層延設部が設けられ、外縁側に第２層から露出された第１層の被覆部が設けられている、
（６）第２電極の第１層が、第２の透光性絶縁膜の外側に設けられた被覆部を有し、第２電極の第２層が、第１層の被覆部から離間している、
がある。
【００１０】
上記(3)であると透光性絶縁膜を、それより外側の第１層被覆部の断面幅、面積若しくは各々の総和より大きくして、光反射機能を高めて好適な電流注入を実現することができ、上記(4)であると透光性絶縁膜による第１層の分断を防ぎ、その第１層介在部で絶縁膜両側の第１層を好適に導通して、電流の均一性を高めることができ、上記(5)であると第２層の延設部が発光構造部側に配置されることで、第１層のシート抵抗成分を低減して、また延設部から発光構造部への好適な電流注入を実現できる。
上記(6)であると発光構造部上の第２電極において、透光性絶縁膜の外側で半導体に導通する第１層の被覆部から離れて、透光性絶縁膜上の第２層を設けること、更に好ましくは透光性絶縁膜の表面内に第２層を内包することで、透光性の第１層による光取り出し窓部での好適な光取り出し、第２層の遮光、光吸収・損失を抑えた構造とすることができる。
【００１１】
本発明の第３の態様に係る半導体発光素子は、第１，２導電型半導体層を含む半導体構造に、発光構造部と、第１導電型の半導体層が露出された露出部と、を備え、半導体素子構造の同一面側において第１導電型半導体層、第２導電型半導体層に各々設けられた第１電極、第２電極と、を有し、第１導電型半導体層の露出部に設けられた第１電極と発光構造部の第２導電型半導体層に設けられた第２電極が、透光性導電膜で各第１，２導電型半導体に導通する第１層と、第１層上に第１層と導通するように設けられた第２層、の少なくとも２層を、それぞれ有し、第１電極及び第２電極の第２層と、第１，２導電型半導体層との間に、第２層の少なくとも一部と重なるように、それぞれ第１，２の透光性絶縁膜が設けられ、第１，２電極の第１層は、第１，２の透光性絶縁膜の外側で第１，２導電型半導体層にそれぞれ接触する被覆部と、第１，２導電型半導体層と第１，２の透光性絶縁膜との間に介在する介在部と、が各々設けられ、第１，２電極の第２層は、各第１層の被覆部にそれぞれ延設される前記第２層の延設部が各々設けられ、第１電極の第２層の延設部が、第２電極の第２層の延設部より、電極形成面の面積若しくは半導体構造断面の幅が小さい。
【００１２】
このように、透光性絶縁膜の外側で各導電型層に導通する透光性の第１層（被覆部）の上に延設する第２層延設部の断面幅若しくは面積を第１電極より第２電極が大きく、より好ましくはその第１層被覆部、第２層延設部の数を第１電極より第２電極が大きく、透光性絶縁膜と各導電型半導体層との間に第１層を介在させた構造であることで、被覆部・延設部で好適な電流注入、介在部で好適な電流広がり、その上の透光性絶縁膜により好適な光反射の各機能が供され、発光構造部の被覆部・延設部を非発光部より大きくすることで、電極形成面側に対向する半導体構造の主面側から光取り出しする構造を好適に実現できる。
【００１３】
上記第３の態様に係るその他の形態としては、
（１）第２電極の第２層延設部が、半導体構造断面において複数設けられ、第２の透光性絶縁膜上を覆う第２層被覆部で互いに接続されている、
（２）第２層被覆部が第２層延設部よりも、半導体構造の断面における幅が広い、及び／又は、半導体構造の電極形成面内における面積が大きい、
（３）半導体構造の電極形成面側を光反射側とし、電極形成面側に対向する面側を光取り出し側とする、
がある。
【００１４】
上記（１）であると、絶縁膜の露出部・開口部で第２層延設部と第１層被覆部が互いに接続され、その延設部を絶縁膜上の被覆部で相互に接続された第２層とでき、発光構造部上を覆う第２層で好適な電流注入と光反射を実現でき、この時好ましくは絶縁膜が相互に分離された複数の開口部を有する構造とすることである。上記（２）であると、大面積・幅広の第２層被覆部、特にそれに加えて透光性絶縁膜で好適な光反射を、それより小面積・幅狭の第２層延設部で絶縁膜の露出部・開口部に配置された第１層被覆部と接続する好適な電流注入構造とでき、これらにより上記（３）の好適な光反射型の発光素子とできる。また、上記第３の態様及びそれに係る各形態において、第１層介在部において、電流注入部とすることが好ましい。
【００１５】
上記各態様に係るその他の形態としては、
（１）第２電極の第２層延設部が、半導体構造断面において複数設けられ、第２の透光性絶縁膜上を覆う第２層被覆部で互いに接続されている、
（２）第２層被覆部が第２層延設部よりも、半導体構造の断面における幅が広い、及び／又は、半導体構造の電極形成面内における面積が大きい、
（３）半導体構造において、電極形成面側を光反射側とし、電極形成面側に対向する面側を光取り出し側とする、
（４）第１の透光性絶縁膜の外縁部に、外縁部内側より膜厚の小さい薄膜部を有する、
（５）前記第１の透光性絶縁膜の半導体構造における断面の幅、若しくは前記電極形成面の面積が、前記第１電極の第１層の被覆部より大きい、
（６）第２層被覆部に外部接続部が設けられている、
（７）第１の透光性絶縁膜の膜厚が、第１層の外部接触部より大きく、半導体構造より、第１の透光性絶縁膜の屈折率が小さい、
がある。
【００１６】
上記（１）であると、複数の透光性絶縁膜上を覆う第２層により、電極形成面側で好適な光反射構造を実現し、それに対向する半導体構造面側から好適な光取り出しが実現でき、上記（２）であると、発光構造部の電極形成面側の多くの領域が複数の透光性絶縁膜により覆われて光反射機能を高め、その絶縁膜間の開口部で半導体と導通する延設部が設けられ、絶縁膜を覆う被覆部を備え、優れた電流注入構造となる第２層を有する素子とでき、上記（３）であると、好適な光反射構造の素子とできる。
上記（４）であると、透光性絶縁膜の縁部分が薄くなるような層構造であることで、その縁部分上を横架する第１層、第２層、保護膜との間、及び第１層上の各材料間の密着性を向上させることができる。上記（５）であると、第１層の被覆部の電極形成面における面積若しくは断面における幅が、前記第２層の延設部より大きくでき、透光性絶縁膜の外側の第１層被覆部上に、第２層の延設部が設けられて、それより幅、面積の大きな第１層被覆部とすること、好ましくは、第２層延設部より外側に被覆部が延在していること、被覆部の端部より内側に第２層延設部が設けられていること、により、電極と半導体との接触界面を第１層とした構造とでき、密着性に優れた電極構造とでき、また大面積、幅広の第１の透光性絶縁膜で好適な光反射構造と、小面積、幅狭の第１層被覆部で好適な電流注入を実現できる。上記（６）であると、透光性絶縁膜上で電極が外部と接続されることで、耐衝撃性、密着性、光取り出し効率に優れた素子構造とでき、上記（７）であると透光性の第１層の外部接触部より厚膜で、半導体構造より低屈折率の透光性絶縁膜が設けられることで、好適な光反射構造、特に第２層下における光反射構造、とできる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の発光素子は、発光構造の外に設けられる電極に透光性電極を用いて、発光素子の電流注入、発光を好適に制御して、高出力、高発光効率（ｌｍ／Ｗ）、高電力効率（％）とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、発明の実施の形態について適宜図面を参照して説明する。ただし、以下に説明する発光素子・装置は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、本発明を以下のものに特定しない。特に、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
【００１９】
（実施の形態１）
図１を用いて、実施の形態１に係るＬＥＤ100の具体例、その構成について説明する。ここで、図１Ａは、実施の形態１に係るＬＥＤを電極形成面側からみた平面を、図１Ｂ，Ｃは、図１ＡのＡ−Ａ線における断面を説明する概略図である。
図１の発光素子の構造は、基板10上に、バッファ層などの下地層（図示せず）を介して、第１導電型層のｎ型窒化物半導体層21、発光部となる活性層22、第２導電型層のｐ型窒化物半導体層23が積層された積層構造からなる半導体構造20を有し、ｎ型層21の一部が露出されてｎ電極（第１電極）30が設けられ、第1，2導電型層（とその間の活性層）が設けられた発光構造25の表面25tであるｐ型層23s上にｐ電極（第２電極）40が設けられた素子構造を有している。尚、平面図（図１A）では保護膜50を省略し、各電極の外部接続部33,43となる保護膜開口部を一点鎖線の細線囲み部として示しており、図３，４，９，１１も同様であり、図５Aは保護膜を省略し、また各電極の第１，２層端部が略一致して１つの線で示し、第２の透光性絶縁膜は、開口部と、それに略一致する第２層延設部を実線で示して、他の領域を省略し、図９Ａでも第２電極の第１，２層端部が略一致して１つの線で示している。
【００２０】
更に図１に係る具体例では、第１電極30は、矩形状の素子構造、その内部に設けられた発光構造25において、その角部付近に発光構造を内側に凹ませるように第１導電型露出領域22sが設けられた凹欠部の一部に電極形成領域21eが設けられ、矩形状の第１電極30が設けられている。このように発光構造部25上と、発光構造部25から露出された露出部の一部電極形成領域に、第１，２電極30,40がそれぞれ設けられ、その露出部の第１電極30が、第１，２層31,32の少なくとも２層を備えた構造を有し、少なくとも第２層の一部が透光性絶縁膜を介して設けられ、第１層が半導体に接続されている。第２層は第１層より透光性の低い電極、例えば遮光性の金属電極で形成され、光吸収・損失があるため、透光性絶縁膜17と半導体構造の第１導電型層21（露出部21s）との境界、具体的には屈折率が半導体構造、第１導電型層、若しくはその露出部より低い絶縁膜17との境界において、半導体構造内で伝播する光が露出部21sから取り出される場合に、そこを覆う電極形成領域により遮光を抑制して、その手前の絶縁膜と半導体の境界による高い反射率の光反射によって、特に臨界角以上で略全反射されて光損失せずに、他の露出部、半導体構造側面、発光構造上面、透光性の基板などの光窓部から好適に取り出される。
【００２１】
また、図１Ｂに示すように第１電極30は、下層側に設けられた透光性導電膜の第１層31が、透光性絶縁膜17より外側に延在して、第１導電型層に接続する被覆部31cを有している。更に、その上層側に、例えば反射性の金属膜を有する、第２層32が積層された構造であって、上記被覆部31cの上に延設された第２層の延設部32pが設けられている。この延設部32pにより第１導電型層と好適なオーミック接触が実現される。例えば図７に示すように、被覆部31cから離間して形成する場合よりも接触抵抗、順方向電圧を低減でき、特に、図１、図６に示すように、透光性絶縁膜の面積、断面幅がその被覆部31c、その総和より大きい場合、またその絶縁膜を被覆する第２層の被覆部より大きい場合、の構造のように、電極に占める絶縁膜介在領域が大きく、半導体層接続領域が小さい場合に、好適に機能でき、またそのような構造であることで、上記反射機能を高めることができ、ひいては、光取り出し効率、発光出力、電力効率を高めることができる。
【００２２】
第２層の絶縁膜を被覆する部分は特に限定されないが、図１に観るように、その上に外部接続部33を設ける場合には、外部接続部は他の部分、例えば図９に観る電極延伸部34など、に比して断面幅広に形成され、大きな面積を必要とするため、その絶縁膜を被覆する第２層部分に外部接続部を設けることが好ましく、幅広、大面積の外部接続部において好適な光反射がなされ、また、外部接続時の耐衝撃性、下層の第１層、透光性絶縁膜との密着性に優れるためである。
また、第１層は、図１，２，６，７，９に観るように、少なくとも透光性絶縁膜の一部を覆う延在部31eと、その外側に延在する被覆部31cを有する構造であると、第２層との好適な接着、接続がなされ好ましい。また、第２層と透光性絶縁膜との間、好ましくは第２層と透光性絶縁膜及び半導体層との間に、第１層が介在することで、更に好ましくは電極形成面内において第１層に内包されること、更には断面において第１層端部、特に被覆部の端部より内側に第２層端部が設けられること、で第２層の下面側が第１層で敷設され、更に効果がある。
【００２３】
図１の例で、第２電極40は、第１電極30同様に、発光構造の上25tのほぼ全面に設けられた透光性の透明導電膜の第１層41と、その上に第２層42を少なくとも有する構造で、第２層と半導体層との間に透光性絶縁膜18を介在する構造となっている。また、図１に係る具体例では、ｎ側電極30及びｐ側電極40の第１層のオーミック電極と、第２層の外部接続用電極として、同一構造として、それぞれ、ITOと、Rh／Pt／Auをこの順に積層した膜と、で構成している。
【００２４】
このように、第１，２電極、その第１，２層を、略同一構造、同一工程でそれぞれ設ける場合、すなわち、第１層及び／又は第２層が略同一膜厚で第１，２電極に形成される場合、更には透光性絶縁膜についても同様である場合には、後述する第１，２電極の相違部分により、各電極及び素子機能を高めることができる。
【００２５】
上述した第１電極の構造及びその構成の多くは、第２電極にも適用できるが、相違させることで相乗的に素子機能を高めることができ、その相違点について以下説明する。
図１の例は、半導体構造20において、発光構造部が他の領域、例えば上記露出部、電極形成領域などの非発光部よりも断面幅広、大面積で形成される構造で、更にその電極形成面側を光取り出し側とする構造であり、この場合、発光構造部の電極形成面側に光取り出し窓部が形成されるため、その窓領域に第１層の透光性導電膜が形成されている。他方、非発光部の第１電極では、発光構造部に比して光量が少ないため、第１層を介した光取り出しが少なくなる。従って、第２電極では、第２層は、第１層の被覆部より断面幅、面積が小さくなり、図６に観るような被覆部上の延設部が設けられる構造として電気特性を高めるよりも、図１の例のように、被覆部41pから離間して設けて延設部による遮光、光損失を抑えることが好ましく、更に透光性絶縁膜の端部より内側に第２層端部を設けること、透光性絶縁膜上に内包されることが好ましい。このため、図１の例の構造では、第２層、透光性絶縁膜の各形成領域は、光反射領域とし、第１層の被覆部を光取り出しの窓領域とすること、その機能を高める構造とすることが好ましい。
【００２６】
第１，２電極構造の具体的な態様としては、第１，２電極がその一部と少なくとも重なる透光性絶縁膜を介して設けられ、その第１層の被覆部が、第１電極30において、その被覆部31c上に第２層32が延設部32pを有し、第２電極40において、その被覆部41cと離間して第２層42が設けられた構造、好ましくはその第２層42が断面において透光性絶縁膜の端部より内側に、平面において透光性絶縁膜に内包されて、設けられる構造である。これにより、第１電極の被覆部と第２層が相互に重なり合って電気特性を向上させ、他方第２電極では被覆部から離間して透光性絶縁膜上に第２層を設けることで、第１層の被覆部の光取り出し窓領域を好適に機能させ、他方、第２層領域ではその遮光部材に到達する光を透光性絶縁膜の介在で好適に反射する反射領域として機能させる構造とできる。
【００２７】
以上説明した点以外の構成等について、以下説明する。上述したとおり、第１層と第２層は相互に少なくとも一部が重なり合い、電気的に接続され、第２層と透光性絶縁膜もまた相互に少なくとも一部が重なり合うように設けられる構造であるが、これに加えて図１の例では、透光性絶縁膜の上で、第１層と第２層（被覆部）が相互に少なくとも一部が重なり合うことが、密着性、電気特性上好ましい。この場合、第２層が、絶縁膜と第１層を被覆する形態より、いずれか一方のみを被覆する形態が、異種材料の界面を１つとでき好ましく、更に第１層上のみに第２層が形成される方がより好ましい。
また、透光性絶縁膜の外側に延在する電極の各層は、少なくとも透光性絶縁膜で、断面における片側若しくは電極形成面内における外周の一部に延在する電極部、好ましくは断面の両側若しくは外周の略全部に延在する電極部、特に第１層の被覆部を設けることが好ましい。
【００２８】
図１の例では、第２電極、その第２層に、延伸部44が設けられ、これは、第１層よりシート抵抗の低い第２層において、第２層より幅広、大面積である第１層の上に部分的に設けることで、電流拡散用の電極部として機能し、第１電極についても、図９の例で示すように、同様な延伸部34を設けることができる。この時、図１，５，９，１１に観るように、第２電極と異なり、第１電極の延伸部34は第１，２層が共に延伸された形状を有している。また、図１Ｂの断面図では、第１電極の第１層は、透光性絶縁膜の端部及びその側面を覆う連続した膜として示しているが、絶縁膜、更には第１層の膜厚、製造方法により絶縁膜の端部、側面付近で分離させること、すなわち透光性絶縁膜の上を被覆する部分と、被覆部とを離間させることもできる。好ましくは図に示すように連続する膜で構成することで、第２層との密着性が良い。
【００２９】
また、図１に示すように、半導体構造に設けられる絶縁性の保護膜が、電極上形成されても良く、特に第２層から露出された第１層部分、具体的には被覆部の少なくとも一部、更には第２電極側において、第１層を十分に薄く形成することで、好適な光反射、取り出し構造を実現できる。具体的には、図に観るように、反射機能を担う透光性絶縁膜より薄膜で形成し、光のしみだし量より薄くすることで、半導体構造と保護膜との境界で光反射面が形成される。特に、透光性の保護膜が上記透光性絶縁膜と同様に、半導体構造、具体的には電極形成された各導電型の半導体層より、その屈折率が小さいことが好ましい。また、本発明において、ｎｓ＞ｎ１であることが好ましく、｜ｎｓ−ｎ１｜＜｜ｎｓ−ｎ２｜（ここで、ｎｓ、ｎ１、ｎ２は、それぞれ半導体構造（各導電型半導体層）、透光性導電膜、透光性絶縁膜（若しくは透光性絶縁膜と保護膜）の屈折率）の場合にさらに好ましく、更にはｎｓ＞ｎ１＞ｎ２であることが好ましい。これにより、全反射角適度に調整でき、具体的には光取り出し窓部領域の第１層ではその上の保護膜と半導体構造との境界で、透光性絶縁膜の光反射領域に比して、好適な光取り出しが実現される。
【００３０】
このような第１層（被覆部）の層厚は、好ましくはλ／２ｎ１以下、更に好ましくはλ／４ｎ１以下とすることであり（λは発光波長）、後述する実施例（ＧａＮ層、ＩＴＯ、ＳｉＯ２、発光波長４５５ｎｍ）では、好ましくは５７ｎｍ以下とする。また、各屈折率（発光波長４５５ｎｍ）は、ＩＴＯ（第１層）が約２．００、ＧａＮ（半導体構造、各導電型層）が約２．４６、ＳｉＯ２（透光性絶縁膜、保護膜）が１．４６、である。
また、透光性導電膜を半導体構造に比して屈折率を高くしても良い。膜厚について、保護膜と半導体構造との境界による光反射を抑える程度の厚膜にすることもできるが、この場合透光性導電膜の媒質伝搬による光損失が大きくなる傾向にあるため、透光性絶縁膜より薄い透光性導電膜であることが好ましい。
また、保護膜に代えて、若しくは保護膜に重ねて、素子を覆って設けられる、後述する発光装置の透光性部材、例えば被覆部材、封止部材、にも同様に適用できる。
【００３１】
〔発光素子の具体例・製造例〕［実施例１］
以下に実施例１を用いて、本実施の形態の詳細、その製造方法を例示する。
本実施の形態の図１の発光素子の具体的な半導体構造、積層構造20としては、基板10上に、下地層（図示せず）として、膜厚２０nmのＧａＮのバッファ層と、膜厚１μｍのアンドープＧａＮ層、を
その上の第１導電型層21（ｎ型層）として、膜厚５μｍのＳｉドープＧａＮのｎ側コンタクト層と、コンタクト層と活性層との間の領域に、０．３μｍのアンドープＧａＮ層と、０．０３μｍのＳｉドープＧａＮ層と、５ｎｍのＧａＮ層と、４ｎｍのアンドープＧａＮ層と２ｎｍのアンドープＩｎ０．１Ｇａ０．９Ｎ層とを繰り返し交互に１０層ずつ積層された多層膜、を
ｎ型層の上の活性層22として、膜厚２５ｎｍのアンドープＧａＮの障壁層と、膜厚３ｎｍのＩｎ０．３Ｇａ０．７Ｎの井戸層とを繰り返し交互に６層ずつ積層し、最後に障壁層を積層した多重量子井戸構造、を、
活性層の上の第２導電型層23（ｐ型層）として、４ｎｍのＭｇドープのＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層と２．５ｎｍのＭｇドープＩｎ０．０３Ｇａ０．９７Ｎ層とを繰り返し５層ずつ交互に積層し、最後に上記ＡｌＧａＮ層を積層したｐ側多層膜層と、膜厚０．１２μｍのＭｇドープＧａＮのｐ側コンタクト層、を、
積層した構造（発光波長４６５ｎｍ，青色LED）を用いることができる。これらの層は、例えば、Ｃ面サファイア基板上にＭＯＶＰＥでｃ軸成長した窒化物半導体結晶で形成することができ、更に反応容器内で熱処理（７００℃）することでｐ型層を低抵抗化する。
【００３２】
（半導体構造部加工：非発光部、発光構造部25の形成）
第１導電型層露出部（領域）21s、発光構造部（領域）25、これらの領域の画定は、積層構造20の一部を所望形状にエッチングなどで、加工・除去することでなされる。具体例としては、上記構造例でｐ型層側から、フォトリソグラフィーにより所望形状のＳｉＯ２などのマスクを設けて、ｎ型コンタクト層の深さ方向一部までを、ＲＩＥなどのエッチングで除去して、露出領域21s、その一部の第１電極形成領域21e（図１の例では発光構造25の凹欠部）を形成する。
【００３３】
（透光性絶縁膜17,18）
露出された半導体構造の電極形成面側にＳｉＯ２の透光性絶縁膜を設け、フォトリソグラフィーによりレジストのマスクを形成し、第１導電型層（ｎ型層中のｎ側コンタクト層）21sと発光構造部上面25tとなる第２導電型層（ｐ型層中のｐ側コンタクト層）に、所望の形状の透光性絶縁膜17,18を設ける。
【００３４】
（電極）
上記第１，２導電型層に、第１電極30（ｎ電極）と第２電極40（ｐ型層側）の透光性のオーミック電極（第１層）31,41として、半導体構造の電極形成面側にＩＴＯ（約２０nm）を成膜した後に、フォトリソグラフィーによりレジストのマスクを形成し、ITOの一部をエッチング除去して、各導電型層上、及びそこに設けられた透光性絶縁膜を覆う所望形状の第１層を形成する。この第１層31,41の一部に重なるように、各延伸・パッドの電極（第２層32,42）として、フォトリソグラフィーによりマスク形成後に、Ｔｉ（約２nm）／Ｒｈ（約２００nm）／Ａｕ（約６００nm）をこの順に積層した構造の膜を形成して、リフトオフして所望形状に形成する。このように、第１，２電極30, 40を同時に形成、具体的には同一の工程で各電極の各層を形成、することが製造工数低減でき好ましいが、別々の工程、別々の材料、積層構造で形成しても良い。続いて、３００℃以上の熱処理で、電極をアニーリング処理して、各電極と各導電型半導体層との接触抵抗を低減させる。特に、第１電極30においては、第１層被覆部31c上に延設する第２層延設部42pにおいて、その延設部42pから露出された第１層被覆部41cよりも低抵抗化でき、一方、第２電極40においては第１層が、第2層、絶縁膜から露出された領域が、覆われた領域よりも低抵抗化できるため、第２層が第１層、特にその被覆部31c、に離間していることが好ましく、第２層が絶縁膜表面に内包されることが好ましい。また、絶縁膜と半導体構造との間に第１層介在部を設ける場合は、この性質を利用して、介在部を電流注入部、電流阻止部として制御可能である。このとき、第1電極の第１層は第１層形成後、露出状態の熱処理で、第２電極のそれは第１層が第２層延設部の被覆状態の熱処理でそれぞれ接触抵抗を低減させることができる。このため、図５の介在部を有する構造の例では、第１層を各電極として形成して、第１電極の第１層が露出させて熱処理して第2電極の介在部の電流注入部を形成し、第2電極は第２層延設部を設けて、熱処理する。このため、第１，２電極を同一工程・構造とする場合には、２度、１度目は第２電極の介在部の低抵抗化、2度目は第１電極の延設部下の第１層の低抵抗化、の熱処理を実施する。
【００３５】
（保護膜51）
図１の例では一点鎖線の細線で示すように、各電極（第２層）の外部接続部33, 43を、エッチングなどで露出させて、その他の領域を被覆する保護膜50のＳｉＯ２（２００nm）を設ける。
最後に、この例では□３２０μｍ（３２０μｍ角）に基板10を分割して、発光波長４５５ｎｍのＬＥＤチップを作製する。尚、この例では、素子周縁部のｎ型層露出幅約２０μｍで、分割前のウエハではその２倍の幅がある領域のほぼ中央部を分割位置とする。
【００３６】
以上の例で示す各構造の寸法としては、基板10の厚さとしては５０〜２００μｍ程度（上記例では約９０μｍ）、積層構造20では下地層の厚さは１〜２μｍ程度、ｎ型半導体層21の厚さは１〜２μｍ程度、活性層・発光層23の厚さは５０〜１５０ｎｍ程度、ｐ型半導体層24の厚さは、１００〜３００ｎｍ程度、ｎ型露出層22s表面から発光構造の高さは１〜３μｍ（上記例では約１．５μｍ）程度、第１層（オーミック電極）の厚さは１０nm〜５００nm程度、第２層（パッド電極、延伸部）の厚さは０．３〜１．５μｍ程度、外部接続部・パッド電極の幅・径は５０〜１５０μｍ程度、この例のように電極形成面側を光取り出し側とする場合の導電部（第２層）の幅は３〜２０μｍ、第２層（パッド電極・延伸導電部）を絶縁膜内に設ける場合（図１の第２電極の例）の導電部と絶縁層の端部間距離（絶縁層突出部の断面幅）は３〜１０μｍ程度、第１電極の第１層の被覆部の断面幅は３〜２０μｍ程度、第２層の延設部の断面幅は第２電極では０〜３０μｍ程度、第１電極では３〜２０μｍ程度である。また、上記例では、透光性絶縁膜17,18は、第１電極が図２、第２電極が図１に示すように、第２層32,42の外周全域で突出幅が約５μｍ、第１層の被覆部の断面幅は約１０μｍで透光性絶縁膜の両側に設けられている。
【００３７】
（実施の形態２）
本実施の形態は、上記実施の形態１（図１）において、図２に示すように、第１電極において、第２層を透光性絶縁膜と略同一幅、形状・位置で形成し、第２電極において、第２層下の透光性絶縁膜の断面幅を短くして、一部を第１層に延設した延設部としている点が相違する。この例では、第２電極40の延伸部44で、透光性絶縁膜を設けずに第２層（延設部）を形成しているため、図に示すように、外部接続部の領域にのみ透光性絶縁膜18を介した構造となっている。
実施の形態１に比較すると、第１電極では、第１層の被覆部に離間して、更には透光性絶縁膜に略内包して、第２層が形成されているため、延設部による光吸収、損失が減るが、他方、第１導電型層との接触抵抗が向上する傾向にある。第２電極では、第１層の被覆部の面積、ひいては発光面積が大きくなるが、他方、電極延伸部44において光吸収が起こり、結果として出力が低下する傾向にある。従って、第１電極におけるＶｆ上昇と、第２電極による光損失増により、電力効率が低下する傾向にある。
【００３８】
（実施例２）
上記実施例１において、第１電極の第２層と第１の透光性絶縁膜17を図２に観るように、略同一形状（略同一幅）で形成する他は、同様にして発光素子を作製する。
この時、透光性絶縁膜17,18の膜厚を、２０ｎｍ（実施例２Ａ）、２００ｎｍ（実施例２Ｂ）、４００ｎｍ（実施例２Ｃ）と、比較例１として、透光性絶縁膜17,18を設けない他は実施例１と同様のものと、を作製すると、下表１のような特性の素子が得られる。ここで、表中の各特性評価項目は、図１０Ｂに示すような砲弾型（φ5mm）の発光装置に実装して、Ｉｆ＝２０ｍＡにおける順方向電圧Ｖｆ、主波長λｄ、光束として積分球結果φｅをそれぞれ示している。比較例１に比して、第２電極接触部の面積、すなわち第２電極に占める第１層の被覆部の割合、が低減したため、Ｖｆが０．３〜０．４Ｖ程度高くなる傾向にあるが、光束が実施例２Ａ〜Ｃでそれぞれ６％，１６％，１６％向上し、電力効率が同程度（実施例２Ａ）から約３％増（実施例２Ｂ，Ｃ）のものとなる。
【００３９】
【表１】
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また、基板表面に後述する凹凸構造11（図６）を設ける例では、比較例に係る出力が31.4と高くなるが、同様に出力が上昇する傾向の素子が得られる。
【００４０】
（実施例３）
実施例３としては、実施例２において、第２電極（ｐ電極）の延伸部44の形状を図３に示すようなものとして、延伸部の本数を４本（実施例２）から９本とし、その延伸部（第２層）及び電極形状に対応する透光性絶縁膜を設ける他は実施例２と同様な略正方形（□３２０μｍ）の発光素子を作製する。
この発光素子では、実施例２に比して、電極延伸部の本数、面積が多いため、電流広がり等が向上する一方で、透光性絶縁膜の面積増による発光面積低下があり、素子の出力が実施例２より僅かに低下する傾向にある。
【００４１】
（実施例４）
実施例３としては、実施例２において、第２電極（ｐ電極）の延伸部44の形状を図４に示すようなものとして、延伸部の本数を４本（実施例２）から２本とし、その延伸部（第２層）及び電極形状に対応する透光性絶縁膜18を設け、第1電極の第２層を図７に示すように透光性絶縁膜17に内包されるように設け、素子周縁の露出領域21sを幅広とする他は実施例２と同様な略正方形（□３２０μｍ）の発光素子を作製する。
【００４２】
この発光素子では、電極延伸部の本数が少ないことにより、素子領域に占める透光性絶縁膜18の面積が小さくなり、発光面積が大きくなるが、電極延伸部44の本数減、その周縁部の面積減により、電流広がりが低下する傾向にあり、出力が低下する傾向にある。
【００４３】
（実施の形態３）
実施の形態３としては、上記実施形態１の具体例（図１）のLED形状が略正方形であるのに比して、図１１に示すように、LEDの大きさを４２０μｍ×２４０μｍとして、長方形状にする形態である。実施形態１と同様に、半導体構造を形成し、発光素子構造・突起部・電極形成領域を形成し、各電極を設け、基板分割により形成できる。
【００４４】
第１電極30の形成領域21eである発光構造25の凹欠部は、発光構造の隅部として、長手形状の発光素子の領域・発光構造に対して、長手方向の一方の端部側に設けられている。図１，３，４の例とは異なり、この電極形成領域22eは、電極を囲むような凹欠部とならずに発光構造の一部が、長手方向で電極の側面一部に延在して設けられた形状となっている。さらに第１電極、第２電極は、それぞれ基点となる長手方向両端付近の外部接続部33,43から長手方向に延伸する延伸部34,44を有しており、互いの延伸部は発光構造を挟むように幅方向に対向して、並進するように設けられる。第１電極の延伸部は発光構造に隣接して設けられ、長手方向で第２電極の基点から離間する位置まで設けられ、第２電極延伸部も同様に第１電極の基点から離間する位置まで設けられている。尚、第１電極延伸部34が設けられている領域は、発光構造の幅が、他の領域、例えば外部接続部44との間の領域など延伸部34端部から長手方向外側の領域、の幅よりも狭く形成され、内側に凹んだ構造となっている。このように延伸部により、発光構造の長手方向への電流広がりを良好なものとできる。
【００４５】
（実施例５）
上記実施例２において、上述した図１１の素子構造として形成し、各電極の第２層をＮｉ（０．６ｎｍ）／Ａｇ／Ｎｉ／Ｔｉ／Ｐｔ／ＡｕのＡｇ反射電極とする他は同様にして発光素子を作製する。ここで、第１電極を、実施例２と同様に第２層と透光性絶縁膜が略同一形状とするもの（実施例５Ａ）とその第１の透光性絶縁膜17を省略しているもの（比較例２）、電極延伸部の対向方向で第２電極・発光構造部に近づくように変位させ（図中下方向）、その変位量として第１電極の第２層延設部端部と透光性絶縁膜端部との距離が２．４μｍのもの（実施例５Ｂと、６．７μｍのもの（実施例５Ｃ）、をそれぞれ作製すると、下表２のような特性の素子が得られる。この表２中の評価は表１同様に図１０Ｂの発光装置に実装して得られる各特性となる。比較例２に比して、上記実施例２の場合同様、第１層の接触面積の関係からＶｆが高くなる傾向にあるが、変位量を大きくすることで減少させ、同程度まで低減すること（実施例５Ｃ）ができる。このことから第２層の延設部の断面幅は３μｍ以上、好ましくは５μｍ以上とすることで、Ｖｆ増を抑えることができ、その他の多くを占める領域（第２層の電極延伸部［断面幅約２０μｍ］、外部接続部［断面幅約１００μｍ］）において、好適な光反射構造が実現できる。また、光束は、比較例２に比して、３％（実施例５Ａ）、６％（実施例５Ｂ，Ｃ）向上させることができ、電力効率も０．５〜２．５％程度向上できる。
【００４６】
【表２】
2008210903.tif 000004
上記実施例２及び本実施例５の知見から、第１，２電極を本発明の透光性絶縁膜及び第１，２層構造とすることで、各電極に透光性絶縁膜を設けないもの、第２電極に本発明同様の構造とするもの、に比して、それぞれ、１５％、５％程度の光束向上、且つ電力効率向上が可能となる。
【００４７】
（実施の形態４）
実施の形態４としては、図９に示すように、発光構造25の内部に、電極形成領域21e及び第１電極30が２つ設けられた構造を有し、複数の発光構造部25の間にそれぞれ第１電極が配置された発光構造を有している。従って、長手形状の発光構造部25A〜B、具体的には内側発光構造部25Aと２つの外側発光部25B、が、その幅方向に第1電極30（形成領域21e）と交互に配置された構造となっており、第１，２電極30,40は、幅広な外部接続部33,43と、そこから長手方向に延伸する幅の狭い延伸部34, 44を有する構造となっている。これにより、長手形状の各発光構造部25A〜Bに対して、並設された第１電極30、主にその延伸部34を有する構造とでき、好適な電流広がり、発光を実現できる構造となっている。ここで、図９Ａは、発光素子の平面図の概略であり、図９Ｂは図９Ａの素子の一部領域のＡＡ断面図の概略である。また、この例の発光素子の寸法は、素子外形が□800μｍ（800μｍ角）の略正方形であり、各電極の外部接続部など他の構造物の寸法は、素子の大きさに関わる発光構造及びそれに伴う延伸部を除いて、上記各例と同様な寸法で形成できる。
【００４８】
この例では、上述の例（図１，３，４，１１）とは異なり、電極形成領域21eが、外周全域を発光構造に囲まれた構造となっており、また、電極構造も外部接続部33を基点として、発光構造部25A〜Bの長手方向に延伸する延伸部34を有する構造となっている。また、第2電極40（その上層42）も同様に、各発光構造部の長手方向に、互いに対向して延伸する延伸部44を、第１電極・その延伸部に、上記交互に配置される発光構造部25A〜Bを挟んで対向して配置される。
【００４９】
この例においても、本発明の電極構造は好適に機能し、上記実施形態３と同様に、閉塞した電極形成領域21eにおいても、発光構造部に囲まれた露出部21sの電極形成領域21eにおいて、好適な光反射構造とでき、この領域以外からの光取り出しを好適になし得る構造とできる。この構造のように、各電極及びその延伸部若しくは外部接続部、発光構造部が複数設けられる発光素子構造、特に大面積の素子でも本発明は好適に適用される。
【００５０】
（実施の形態５）
実施の形態５は、上記実施の形態１〜４と異なり、図５に示すように、半導体構造の電極形成面側を光反射側として、それに対向する面側を光取り出し側とする構造であり、図５の例は本発明におけるそのような反射素子構造の例を示すものである。ここで、図５Ａは、発光素子の電極形成面側の平面図の概略であり、図５Ｂは図５Ａの素子の一部領域のＡＡ断面図の概略である。また、第１，２電極30,40の外部接続部33,43は、図５Ａ中で一点鎖線の囲み細線として示し、第２電極40の第２層42の延設部42p、それに対応する絶縁膜開口部は図５Ａ中で四角形として示している。この例の発光素子の寸法は、素子外形が□1mm（1mm角）の略正方形であり、各電極の外部接続部など他の構造物の寸法は、素子の大きさに関わる発光構造及びそれに伴う延伸部を除いて、上記各例と同様な寸法で形成できる。
【００５１】
また、その他の相違点として、第１層が透光性絶縁膜の下に敷設された介在部ゆを有し、第２層が透光性絶縁膜を覆って、その外側の延設部で第１層に導通している。このように、透光性絶縁膜と各導電型層との間に介在する第１層の介在部により、上記各実施の形態の例では透光性絶縁膜により分断されていた第１層、その被覆部が相互に接続された構造となっており、透光性絶縁膜の形状等に依存度を低くして、第１層による好適な電流拡散を実現できる。
【００５２】
第２電極40では、発光構造部25上のほぼ全面を覆う反射構造として、第２層と第１層との間に介在する透光性絶縁膜に開口部が設けられ、その開口部が第１，２層間の導通部(41c,42p)として機能している。ここで、透光性絶縁膜の形状は特に限定されないが、少なくとも断面において複数の透光性絶縁膜が設けられ、その開口部に第２層の延設部が設けられ、透光性絶縁膜を覆う被覆部で各延設部が相互に接続され、連結された構造となっている。また、図５Aに示すように、電極形成面内の構造は、透光性絶縁膜に開口部、具体的には相互に分離した複数の開口部、を有する形態の他、発光構造部25、第１層41上で相互に分離した透光性絶縁膜の島状部、具体的は相互に分離した複数の絶縁膜の島状部とその露出部、などの形態とすることもできる。このような相互に分離された絶縁膜の島状部、絶縁膜の露出部・開口部の形状、配置としては特に限定されないが、図に観るような矩形状の他、円形状、多角形状、楕円形状、帯状、ストライプ状、格子状など種々の形状とでき、その配置も図に観るような発光構造部25、第１層41上で周期的に配置された構造の他、不規則な配置であっても良く、所望の反射特性となるように種々の形状、配置を採用する。好ましくは、図５Ａ，Ｂに観るように、絶縁膜が、その開口部若しくは露出部、具体的にはそこを被覆する第１層被覆部41c、更にはその上に延設する第２層延設部42p、よりも、断面において幅広、半導体構造主面、電極形成面内において面積が大きい、ことが、絶縁膜18の反射領域が占める割合を高めて、好適な反射構造とでき、好ましい。また、第２電極40は、第２層が、透光性絶縁膜上で一部が分離、露出されるよりも、絶縁膜を覆う被覆部が設けられることが好ましく、これによりその被覆部で光反射、外部接続部を好適に設けることができる。具体的には、図に示すように、断面において複数設けられた第２層延設部42pが相互に接続するように、絶縁膜18上の被覆部を有し、好ましくは延設部間の絶縁膜を覆うように設けられ、より具体的には第１，２層間に設けられる絶縁膜の開口部が各層間の連通部となり、その部分を第２層から延設した延設部が充填するように設けられる。このような発光素子は、発光構造部を覆う第２層上に、図に示す外部接続部43、例えば、半田バンプ、などが設けられ、その導電性接着部材を介して発光装置の実装部などに接着される。以上は、第２電極について主に説明したが、第１電極にも同様に適用できる。
【００５３】
このように、各電極30,40の第２層32,42の延設部32p,42pにおいて、第２電極の延設部の電極形成面内における面積、若しくは半導体構造の断面の幅を、第１電極より大きくすることで、第２電極第１層の介在部、特に発光構造部上面に層状に設けられる第１層へ、好適な電流注入がなされ、介在部による好適な電流広がり、半導体構造への注入がなされ、絶縁膜による好適な光反射も実現できる。また、第１電極では、延設部、その直下の第１層被覆部で好適な接触、電流注入がなされ、第２電極より小さくすることで、その電流注入部を小さくして、絶縁膜部を大きくでき、また発光構造部を大きくできる。このとき、好ましくは図５Ｂに示すように、断面において延設部を、絶縁膜の両側に、さらに好ましくは発光構造部に隣接する部分に、さらには絶縁膜の外周全域に、設けることで、好適な電流注入がなされる。また、図５Ａに示すように、電極形成面内における第１電極延設部の延伸長さを、第２電極延設部より長くすること、さらには第１電極延設部の数を第２電極のそれより多くすること、で、上述した電気・発光・反射の機能を好適に高めることができ好まし。
【００５４】
この例では、図６の第２電極にも観るように、上記第１層の介在部において、各導電型層との接触抵抗、被覆部と同程度として、介在部及び被覆部の両方を電流注入部、発光構造部上においては発光領域とすることもでき、接触抵抗を被覆部より高くしてその被覆部に比して電流抑制部、発光構造部における弱発光領域とすることも、更に高くして電流阻止部、発光構造部における非発光領域とすることもできる。本実施の形態のように、電極形成面に対向する面側を光取り出し側とする素子では、前者の電流注入部（発光領域）とすることで、露出部においてはその一方、好ましくは両側に隣接する発光構造部へ好適な電流注入とでき、発光構造部上においてはその全体を発光領域とできるため、少なくとも一方、好ましくは第２電極側、更に好ましくは両側を電流注入部とすることが好ましい。
【００５５】
このような構造について具体的に説明すると、図５，６に観るように、上記第１層の介在部において、各導電型層との接触抵抗、外接触部と同程度として、介在部及び外接触部の両方を電流注入部、発光構造部上においては発光領域とすることもでき、接触抵抗を外接触部より高くしてその外接触部に比して電流抑制部、発光構造部における弱発光領域とすることも、更に高くして電流阻止部、発光構造部における非発光領域とすることもできる。この電流注入構造は、例えば電極形成面に対向する面側を光取り出し側とする素子において好適に利用できる。後者の弱発光、高抵抗部、電流阻止部とする構造は、上述した介在部が無く絶縁膜が発光構造部に接触して設けられる形態と同様に、第２電極形成側を光取り出し窓とする素子に好適に用いられ、その介在部を有することで、上述した発光構造部の上面内で外部接続部、延伸部により電気的な絶縁に対して、その部分を電気的に接続する導電機能とでき、面内の電位差、電流広がりを好適にでき好ましい。なお、絶縁膜が接触する形態であると、第１層による光吸収の防止、絶縁膜反射機構の効果を向上、でき好ましい。
【００５６】
このような第１層41(31)、特にその被覆領域、介在領域における接触抵抗の制御は、上述した実施例１の製造方法で説明するように、電極の熱処理アニールにより制御できる。具体的には、上記例では、発光構造部側のｐ側層上では、第１層を覆う電極（第２層）、透光性絶縁膜を被覆後に熱処理することで、その被覆から露出された領域（第１層被覆領域）で、その絶縁膜被覆領域（第１層介在領域）より、好適な接触抵抗低減が可能となり、例えば、第１層被覆領域より、介在領域の第１層の接触抵抗を高くして、上記電流制御構造とすることができる。他方、第１層成膜時に、全領域を露出された領域として熱処理することで、面内で略均一な接触を実現でき、その上に、上記電極、絶縁膜等の被覆領域を形成することで、介在領域を含めた第１層形成領域を電流注入領域とする構造が得られる。露出部側のｎ側層上では、第１層を覆う電極（第２層）、透光性絶縁膜を被覆後に熱処理することで、その被覆領域で、そこから露出された領域より、好適な接触抵抗低減が可能となり、図５に示す第２層延設部領域が、そこから露出した第１層被覆領域より、好適な低減が可能となり、これを利用して種々の電流制御構造を形成できる。
【００５７】
更に、図５Ｂの部分拡大図で示すように、また透光性膜の上面側には、反射膜構造として、誘電体多層膜19の反射構造を形成してもよい。これにより、例えば金属などの第２層42に到達する光量を減らし、光損失を低減することができる。誘電体多層膜は、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ａｌよりなる群から選択された少なくとも一種の酸化物または窒化物から選択された少なくとも２つを繰り返し積層した誘電体多層膜である。この場合、反射層19は、例えば（ＳｉＯ２／ＴｉＯ２、ＳｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ３）、など低屈折率と高屈折率の膜19a,19bを交互に、少なくとも１対、好ましくは２対以上積層した構造等で構成される。
このような誘電体多層膜反射構造は、図に観るように第１電極に設けることもでき、これにより非発光部の電極形成領域においても、光反射とその対向側（基板側）での好適な光取り出しが実現でき好ましい。また、図示するように保護膜51の上にも設けることもでき、（第１，２）電極形成領域以外の電極から露出した電極露出領域において、好適に光反射、その対向側での光取り出しが実現でき好ましい。また、その多層膜に代えて若しくはそれに加えて金属の反射膜を設けること、その様な金属反射膜を第２層最下層に用いることもできる。
以上の様な構造、各形態は、それを上記実施の形態１〜４に適用することもできる。
【００５８】
以下、上記各実施の形態及び本発明における各構成に詳述するが、これに限らず、各構成を適宜組み合わせる応用も可能である。
【００５９】
〔半導体構造・素子構造・発光構造〕
発光素子構造は、図１などに示すように、基板上に半導体構造20、特に各層が積層された積層構造が設けられてなるが、基板を除去するなど、基板の無い、加えて下記下地層など素子能動領域外の層の無い構造、半導体基板など基板中に導電型領域を設けるなどして基板を含む素子領域・構造とすることもできる。発光構造25は、図１の例では、第１，２導電型層21, 23とその間の活性層22が設けられた構造として示すように、半導体構造20による発光領域が設けられた構造となり、更に同一面側に第１，２電極30, 40を設ける電極構造を備える。この電極構造では、基板面内の素子領域内に第１電極30若しくは第１導電型層露出領域22sと、発光構造25の領域とが少なくとも半導体構造に配置された構造となる。発光構造25としては、このような活性層若しくは発光層を第１，２導電型層の間に設ける構造が好ましいが、その他にｐ−ｎ接合部を発光部とする構造、ｐ−ｉ−ｎ構造、ｍｉｓ構造、などの発光構造とすることもできる。また、素子構造中、若しくは各導電型層中に、一部半絶縁・絶縁性、ｉ型層、逆導電型の層・領域が設けられていても良く、例えば電流注入域を制御する半絶縁・絶縁性，ｉ型層などで形成される電流阻止層・領域、電極との接合用の逆導電型で形成されるトンネル層などが設けられた構造でも良い。
【００６０】
発光構造25となる半導体、例えば図１の具体例の窒化物半導体は、基板の上に、ＭＯＶＰＥ等の成長方法により形成される。窒化物半導体の成長基板としては、サファイア（Ｃ面、Ａ面、Ｒ面）、スピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）、ＳｉＣ、ＮＧＯ（ＮｄＧａＯ３）基板、ＬｉＡｌＯ２基板、ＬｉＧａＯ３基板、若しくはＳｉ基板、ＧａＮ等の半導体基板、等が挙げられ、成長方法としては実施例で用いるＭＯＶＰＥ（有機金属気相成長法）、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長法）の他に、ＨＶＰＥ（ハイドライド気相成長法）、ＭＢＥ（分子線エピタキシー法）等が挙げられる。好ましくは、基板としては、窒化物半導体と異なる材料の異種基板、更に好ましくは透光性基板、であることで、上記第１，２電極が同一面に形成された素子構造で、光取り出しに優れたものとできるためであり、具体例としては、サファイア基板、スピネル基板がある。光透過性の乏しい基板、例えば半導体基板、金属基板などは、基板と半導体との間に光反射層を設ける構造とすることもできる。また、窒化ガリウム系化合物半導体材料としては、一般式ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）のものを、特に後述のようにその二元・三元混晶を好適に用いることができ、また、これに加えてIII族元素としてＢ、Ｖ族元素としてＮの一部をＰ、Ａｓで置換されたものを用いてもよい。また各導電型の窒化物半導体としては、ｎ型窒化物半導体はｎ型不純物として、Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｓ、Ｏ，Ｔｉ，Ｚｒ，ＣｄなどのＩＶ族元素又はＶＩ族元素等のいずれか１つ以上、好ましくはＳｉ，Ｇｅを添加し、ｐ型窒化物半導体層はｐ型不純物としてＭｇ，Ｚｎ，Ｂｅ，Ｍｎ，Ｃａ，Ｓｒ等を含有している。また、窒化物半導体以外に、ＧａＡｓ、ＧａＰ系化合物半導体、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＡｌＧａＰ、系化合物半導体などの他の半導体材料にも適用することができる。
【００６１】
〔電極・電極構造〕
発光素子100の電極は、上記例で示すように、発光構造上25tに設けられる第２電極40と、発光構造25から離間した第１導電型層21s上に設けられる第１電極30を有する。このように、半導体構造、基板10の同一面側、すなわち、半導体構造の一方の主面側に、各導電型の電極が設けられることが好ましい。これに限らず、半導体構造、それに加えて基板を有する構造で、それらの構造の対向する面上に各々電極が設けられる構造でも良い。この場合、上記例の半導体層の成長基板を研磨、LLO(Laser Lift Off)などで除去する形態を用いることができ、その成長基板が除去された半導体構造が別の担体となる部材を、基板に用いる形態でもよく、その際に担体部材と半導体構造間に他の層、例えば、導電性膜、光反射性膜、などが設けられる構造をとることもできる。
【００６２】
また、発光構造部25、露出部22s上の第１，２電極の下層側（第１層）は、オーミック接触用として、また、上記図１〜３、特に第２電極の例のように上層側よりも幅広、大面積で形成される場合は、電流拡散導体として機能させられる。また、第２電極では、発光構造部からの光取り出しを良好とするため、透光性導電膜が好ましく用いられるが、その他に光透過性の構造、例えば遮光性部材で多孔質状、格子状の構造など、を用いることもできる。他方、第１電極30の下層側の第１層31は、第１層の被覆部が小さく、遮光性の第２層などで覆われることなどから光取り出し機能がほとんど無く、主にオーミック接触用として機能する。ここで、第１導電型半導体上に、露出領域21sと発光構造25が平面内に配置された構造では、上記拡散体としての第２電極の第１層41と異なり、面内への電流拡散導体は、発光構造下方の第１導電型半導体領域が主にそれを担う構造となる。このため、実施の形態３，４で示す、第１電極30の延伸部34は、第１，２層が外部接続部から同様に延伸した構造となり、延伸部内でも延設部により電流注入され、第1導電型層の電流拡散を補完、補強する機能とできる。尚、上記各実施の形態、及びその図の構造では、第２電極40が延伸部44を有する例しか示していないが、延伸部は無い構造としてもよく、例えば、上記各実施例より、小面積若しくは幅狭の発光構造表面若しくは素子であると、具体的には２５０μｍ以下の幅の素子などでは、省略可能である。
【００６３】
第１，２電極30,40の第１層31,41は、基板上に第１，２電極が設けられ電極形成側を主発光側とする発光素子構造においては、透光性の膜が形成される。透光性の導電膜、具体的に窒化物半導体のｐ側電極としては、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム （Ｉｒ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄 （Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、ランタン（Ｌａ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、イットリウム（Ｙ） よりなる群から選択された少なくとも一種を含む金属、合金、積層構造、さらには、それらの化合物、例えば、導電性の酸化物、窒化物などがある。導電性の金属酸化物（酸化物半導体）として、錫をドーピングした厚さ５ｎｍ〜１０μｍの酸化インジウム（Indium Tin Oxide; ITO）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、Ｉｎ２Ｏ３（酸化インジウム）、またはＳｎＯ２（酸化スズ）、これらの複合物、例えばＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）が挙げられ、透光性に有利なことから好適に用いられ、 光の波長などにより適宜材料が選択される。また、上記導電性材料のドーピング材料として、半導体の構成元素、半導体のドーパントなどを用いることもできる。
【００６４】
上記具体例で示すように、第１，２電極30, 40の透光性膜（第１層31、下層側）を同一材料・構造とすることが好ましく、更に同一工程で設けることが好ましく、量産性に富む電極構造とできる。同様に、第１，２電極30, 40の上層側に配される金属膜・反射性膜（第２層32,42、パッド電極、反射電極）も同一材料・構造、更には同一工程で設けることが好ましい。金属膜、反射性膜としては、上記群から選択される材料（群の一種を含む金属、合金、積層構造）を用いることができる。この第１，２電極の上層側の第２層・パッド電極は、多層膜構造とすることが好ましく、その構造としては、下層側から順に、反射層／パッド部・電流拡散用の金属層の少なくとも２層、好ましくは図６，７に示すように反射層32-1(42-1)／バリア層32-2(42-2)／パッド部用の金属層32-3(42-3)の少なくとも３層を有する構造であることが各層の機能を好適に高めることができ好ましい。反射膜としては、素子の発光に対し光反射率の材料であれば良く、具体的にはＡｇ、Ａｌ、Ｒｈ等が挙げられ、Ｒｈは安定して好適に用いられ、また透光性膜（第１層、下層側）との接触側に配置される。バリア層はその下層（反射層）・上層（表面層・パッド部）の拡散を防止、保護するようなものであれば良く、具体的な材料としては、Ｗ，Ｍｏなどの高融点材料や、白金族元素、Ｎｉ，Ａｕ等、好ましくはＰｔ，Ｗ，Ｍｏ，Ｎｉが好ましい。パッド電極用の材料としてはＡｕ，Ａｌがある。各層の膜厚は、特に限定されないが、０．０５〜５μｍで形成され、反射層は他の層（それより上層）に比して、薄膜に形成されることが好ましく、その上層のバリア層、パッド層は、反射層より比較的厚膜に形成される。また、上記各層は、単一膜である必要は無く、多層膜で構成されても良く、上記実施例５で示すように、上記各層間及び第１層との間に保護層、密着層、例えばＴｉ，Ｎｉなど、を介在させ、４層以上で構成しても良い。具体例としては、実施例５ではＮｉ介在層の上にＡｇ（反射）／Ｎｉ・Ｔｉ（密着）／Ｐｔ（バリア）／Ａｕ（表層）の他、Ｒｈ（反射）／Ｐｔ（バリア）／Ａｕ（表層）、Ａｌ（反射）／Ｐｔ（バリア）／Ａｕ（表層）、Ｔｉ（密着層）／Ｒｈ（反射）／Ｐｔ（バリア）／Ａｕ（表層）、Ａｌ（反射）／Ｗ（バリア）／Ｐｔ（バリア）／Ａｕ（表層）、Ｎｉ（密着層）／Ａｇ（反射）／Ｎｉ（密着・バリア）／Ｔｉ（密着層）／Ａｕ（表層）を、この順に積層した構造などがある。
【００６５】
ここで、第２層は、図６に示すように、製造上、断面が第１層側を幅広とする台形状とすることもでき、第１電極の第２層に隣接する発光構造側面に対して上方にその発光構造側の側面が傾斜した構造であると、図７のような多層構造に比して、光の反射作用により指向性・軸上光度を高めることもでき好ましい。一方で、図７のように断面矩形状とすること、その他に逆台形状（上面側が幅広な形状、下方に傾斜した側面）であっても良く、従来知られた製造方法、例えばマスク材料・形状、成膜条件により所望形状とできる。
【００６６】
（第１，２層、絶縁膜の配置形態）
本発明において、第１層31(41)と第２層32(42)とは、相互に重なり合えば良く、例えば図８に示すように、第１層上の一部に設けられる構造として、種々の形態を採用することができる。例えば、第１層（図中実線）と第２層（図中点線）が一部で重なり合い、第２層が第１層の外側へ延在する形態（図中Ａ）、上述の実施の形態、図７に説明する第１層に内包される形態（図中Ｂ）、相互に分離する形態（図中Ｃ）、延伸方向で短くする形態（図中Ｄ）、などとでき、これら形態の第１，２層を逆にした形態とすることもできる。
上記Ａの形態では、電極形成領域21e中央から一方の発光構造部側に絶縁膜17が変位して、その距離が近くなるように配置され、この近距離側の発光構造部よりも、遠距離側に優先的に電流が注入される。これは、第２層延設部がその遠距離側に配置され、近距離側では第２層から突出した絶縁膜17が設けられているため、第２層、更には第１層が、電極形成領域21e中央、発光構造部から等距離に配置され、更には第１層被覆部が各発光構造部側に配置されても、その第２層延設部を配置した側の発光構造部に、非配置側、若しくは延設部の断面幅、電極形成面の面積が小さい側よりも、優先的に電流注入する電流制御構造とできる。図１１では発光構造部側に延設部を配して、素子外縁側に配置せず、発光構造部側に優先的に電流注入する構造としており、他方図９では、図８中のＢに示すように、延伸部34において、延伸部を挟む発光構造部25Aと25B-1,2とに略等幅で各々延設部が設けられた構造、更に好ましくは絶縁膜の外周全域で略等幅、更に好ましくは電極形成領域の内周全域で略等距離に配置されて、更に好ましくは外部接続部34においてこれらの構造とすることで、各発光構造部で電流、発光の均一性を図る構造としている。また、電極、その形成領域を挟む発光構造部について説明したが、電極（形成領域）に隣接する発光構造部にも適用でき、電極延伸部の端部に隣接する発光構造部、上記延伸部を挟む各発光構造部を接続する接続部で、例えば図８中のＤのように、その接続部における電極延伸部の端部に延設部を設けてそこを優先的な領域とすることができ、また図中Ｃの例のように、両側の発光構造部に隣接する延設部を分布させて、各分布部を優先的な領域とすることもできる。
以上は第１電極について主に説明したが、第２電極については、上述したように第２層延設部、その延伸部（第２層）の構造を適用して、好適に応用できる。
【００６７】
〔突起部・光学的構造部〕
上記電極30と発光構造25との間に、図７に示すように、突起部60、半導体構造・発光構造部、例えば第２電極、その第１層形成領域、の一部を電気的に接続、若しくは絶縁して分離する凹部・溝部26pなどの光学的な機能、例えば溝・凹部（26p）による光取り出し、傾斜した側面61,63、上面62などで、反射，散乱，回折などの機能、を有する構造部、若しくは半導体構造の光取り出し部にそれを設けることで、光取り出し効率を向上でき好ましい。また、図２に示す基板10表面の凹凸構造11のように、半導体構造表面を凹凸とする構造が設けられていても良い。このような光学的な構造部としては、第１導電型半導体層露出表面21s上に、透光性の部材、例えば保護膜51などによる表面凹凸構造など、光吸収・損失の低い、透光性の材料で形成されることが好ましく、また、その面内における外形、配置は、円形状、楕円形状、四角・矩形状，平行四辺形状，三角形状，六角形状（蜂の巣状）、などの形状、配置が適宜選択され、高密度な配置がなされることが好ましく、断面形状は、上記第２層と同様に、台形・逆台形状、矩形状などの形状とできる。これら構造物（突起・凹・溝の各部）の平面の大きさとしては、幅０．５〜５μｍ、好ましくは１〜３μｍであると、好適に製造できる。
【００６８】
〔保護膜51、透光性絶縁膜17,18〕
図１Ｂ，２，３Ｂ、９Ｂなどに示すように、各電極の外部接続部33, 43を開口させた開口部を設けて、他の素子領域のほぼ全面を覆う絶縁性の保護膜が形成されていても良い。保護膜は、素子構造側を主光取り出し側とする際には、透光性材料で形成される。また、開口部の形状は、図１Ｂ，２，３Ｂに示すように、電極上面の一部が開口される形状であっても良く、図６に示すように電極の下層側（透光性の第１層）を覆い、開口部内に、保護膜端部から離間して電極の上層側（第２層）が設けられる形態でも良く、少なくとも比較的薄膜で形成される下層側の透光性導電膜、特に第1層被覆部を覆う形態であることが好ましい。また、絶縁膜と半導体との間に第1層介在部を有する構造、電極形成面側を光反射側とする素子構造、例えば図５の例、では、図５に示すように、透光性絶縁膜17,18と保護膜51を同一工程、略同一膜厚、同一材料・構造とすることができ、この場合、工程を短縮でき量産性に富む構造とできる。このとき、保護膜・絶縁膜上の反射層も同様に形成できる。保護膜材料としては、従来知られたもの、例えば、珪素の酸化物・窒化物、アルミニウム、ニオブの酸化物、実施の形態５などで説明したような誘電体膜など、発光素子の光・波長に応じて、適宜透光性の良い材料を用いると良い。膜厚としては、０．１〜３μｍ程度、好ましくは、０．２〜０．６μｍ程度で形成される。保護膜、特に第1層被覆部を覆う領域、も透光性絶縁膜と同様に、光反射機能を高めるには、透光性絶縁膜同様に、少なくともλ／２ｎ３、好ましくはλ／ｎ３、以上の膜厚とする。保護膜、透光性絶縁膜を異なる膜厚で形成することもできる。
【００６９】
また、本発明において、上述した各透光性膜・部材、具体的には第１層、透光性絶縁膜、透光性の保護膜、封止・被覆部材（透光性）、と、半導体構造との屈折率の関係は、少なくともｎｓ＞ｎ２、であることで上述した良好な反射構造とでき好ましい。ここでｎｓは半導体構造、特にその絶縁膜形成表面（21s,23s,25t）付近、の屈折率、ｎ２は透光性絶縁膜17,18の屈折率であり、また下記ｎ３は透光性部材（封止部材等）、特に保護膜51、の屈折率である。また、ｎｓ＞ｎ３であること、特に第１層被覆領域の保護膜であること、で上述した被覆領域における好適な光反射構造とでき好ましい。更には、ｎ１＞ｎ３であることで上記反射領域における第１層と保護膜との混在構造で、好適な反射構造とでき好ましい。また、この時、第１層の膜厚がλ／２ｎ１、ｎ１は第１層の屈折率、以下であること、更に好ましくはλ／４ｎ１以下であることで、保護膜の反射が好適に発現し、好ましい。
【００７０】
他方、透光性絶縁膜は上記保護膜と同様な材料を用いることができる。また、膜厚としては特に限定されないが、例えば、１０〜１μｍ程度、光反射機能としては、低屈折率の膜を実施例２に示すように２００ｎｍ以上とすることが好ましい。
また、図６，７に示すように、透光性絶縁膜が、その端部で膜厚が小さく、それより内側で膜厚が大きいような構造とすることもでき、その端部近傍における上層の第１層、第２層、保護膜との密着性が向上するため好ましい。具体的には、断面において少なくとも一方の端部、好ましくは両端部、電極形成面内において外縁の少なくとも一部、好ましくは全外周にその薄膜部が設けられることで、その上層、特に図６，７に示すように、絶縁膜上と電極が設けられる各導電型半導体層表面との段差に跨って架かる第１層の被覆部近傍（図６，７）、第２層の被覆部と延設部との間、特に第１電極の場合（図６）において、更には上記実施の形態５のように複数の絶縁膜開口部に架かる第２層若しくは第１層を有する形態において、その効果を好適に発揮でき好ましい。また、図７のように、第１層の被覆部に離間した第２層である場合には、上記段差における分断を回避でき好ましい。また、このような薄膜部は、その形成時においてマスクの端面傾斜によるリフトオフ、マスク端部近傍下へのオーバーエッチングなど、により、形成できる。
【００７１】
〔その他の電極構造〕
本発明において、上記実施の形態１〜４、それらの実施例では、電極の下、具体的には第２層若しくは第１層と半導体構造との間、に透光性絶縁膜を設ける形態を主に説明したが、図６、実施の形態５（図９）に示すように、透光性絶縁膜と半導体構造、特に絶縁膜と発光構造部25、との間に介在する第１層介在部を設けることもできる。介在部を有する構造では、上述したように絶縁膜の厚みによる延在部と被覆部との分離を防止することができ好ましい。この構造について具体的に説明すると、図６に観るように、上記第１層の介在部において、各導電型層との接触抵抗、絶縁膜の外で接触する外接触部（被覆部）と同程度として、介在部及び外接触部の両方を電流注入部、発光構造部上においては発光領域とすることもでき、接触抵抗を外接触部より高くしてその外接触部に比して電流抑制部、発光構造部における弱発光領域とすることも、更に高くして電流阻止部、発光構造部における非発光領域とすることもできる。この様な構造は、例えば電極形成面に対向する面側を光取り出し側とする素子において好適に利用でき、前者の電流注入部（発光領域）とすることで、露出部においてはその一方、好ましくは両側に隣接する発光構造部へ好適な電流注入とでき、発光構造部上においてはその全体を発光領域とできるため、少なくとも一方、好ましくは第２電極（発光構造部）側、更に好ましくは両側を電流注入部とすることが好ましい。第１電極においては、介在部と外接触部との接触抵抗制御よりも、上述したように延設部における外接触部の接触抵抗制御の方が強くなる傾向にあり、上述したように外接触部（被覆部）の介在部に対する配置、幅を制御して、電流注入制御することが好ましい。
【００７２】
また、図９（実施の形態５）に示すように、上述した第２電極の反射構造を、第１電極にも適用することができる。この時、第２層32は、例えば図２，６，７に示すように、第１層被覆領域31cから離間して形成する場合と、図５に示すように、上記絶縁膜の外側で、第２層32が第１層被覆領域31cの上に延設された第２層の延設部32pが設けられた構造とできる。この延設部32cを有することで、第１導電型層と好適なオーミック接触とでき、接触抵抗、順方向電圧を低減できる。他方、第２電極の場合には、延設部を有さず、第１層被覆領域41cから離間する形態、好ましくは絶縁膜に内包され、絶縁膜端部から離間される形態で、オーミック接触に有利な構造とでき、また上述した発光構造部上における光取り出し構造に適している。
【００７３】
第２層の絶縁膜を被覆する被覆部は特に限定されないが、図１に観るように、その上に外部接続部33を設ける場合には、外部接続部は他の部分、例えば図８に観る電極延伸部34など、に比して断面幅広に形成され、大きな面積を必要とするため、被覆部上に外部接続部を設けることが好ましく、これは幅広、大面積の外部接続部において好適な光反射がなされ、また、外部接続時の耐衝撃性、下層の第１層、透光性絶縁膜との密着性に優れるためである。この点について第２電極も同様である。
【００７４】
以上では、第１電極、第２電極、特にその第２層、更にはその外部接続部について、それぞれ露出部（非発光構造部）、発光構造部に設けることについて説明したが、それ以外の領域に設けることもできる。具体的には、半導体構造より外側の基板上に設けることもできるが、好ましくは各電極、絶縁膜、特に第１電極・第１の透光性絶縁膜が設けられる半導体領域がある方が、その半導体領域で好適な光伝搬がなされる。別の例では、半導体構造内の別の領域に配置する形態があり、例えば、第１，２電極、更にはその第２層、更にはその外部接続部を、それぞれ第２，１導電型層（発光構造部と非発光構造部）の上に配置する構造にできる。好ましくは、第１電極形成領域を小さくして、発光構造部の面積を大きくする構造として、第１電極の半導体接触部、具体的には第１層被覆部、好ましくはそれに加えて第２層延設部を露出部に設けて、そこから第１，２層いずれか、両方で、発光構造部上まで配線構造を設けて、発光構造部上に第２層、特にその外部接続部が設けられることが好ましい。これにより、大面積、幅広な外部接続部を露出部（非発光構造部）の外側に設けて、発光構造部を大きくできる。また、これと同様に、第２電極の絶縁膜で電流阻止構造とする場合には、第２電極、特にその第２層を第１導電型層の上に設ける構造として、特に電極形成側を光取り出し側とする素子構造に用いると好ましい。特に、実施の形態５のように、電極形成面側が反射側である方が、第１電極、特にその第２層による遮光の影響が問題とならないため、好適に利用できる。他方、第１電極においては、上述した上記絶縁膜、第１層介在部の形成領域において電流阻止部とする場合には、その部分の発光構造部は非発光領域となるため、そこを露出部（非発光構造部）とすることができる。以上の例では、透光性絶縁膜は、第１，２層のいずれか、好ましくは上述したように両方に対応した領域に形成される。
【００７５】
（実施の形態６）
以上の発光素子100を搭載する発光装置200について説明すると、図１０Ａ，Ｂに示すように、実装用の基体・領域201の発光素子実装部173に発光素子100が載置された構造となる。実装基体として例えば、発光素子用、受光素子用のステム（図１０Ｂの210）、平面実装用セラミック基板、プラスチック基板等が挙げられる。具体的にはＡｌＮからなる実装基体、金属性の実装基体を用いると放熱性の高い発光装置を得ることができ好ましい。半導体発光素子が実装される実装面173は金属材料からなることで、発光素子外に取り出された光を反射し、好適な光指向性の発光装置とすることができる。実装面などの発光素子が載置され、光が到達する装置内部の表面、反射面203では、金属材料が例えばリード電極210などに用いられ、その金属材料は本発光装置の発光波長の光を高反射率で反射することのできる金属材料が好ましい。具体的には、Ａｇ、Ａｌ、Ｒｈ等が挙げられ、鍍金被膜など形成される。発光装置の例は、装置の基体・筐体２２０に設けられた素子実装部173に接着層160を介して、第２の主面に反射層などのメタライズ層、共晶ハンダ、接着層180を設けた半導体発光素子100を熱圧着などで実装して、各電極にワイヤ250などで、発光装置200のリード電極210(a,b)とそれぞれ接続して、発光素子を封止部材230で封止した構造を有している。尚、図中の符号122〜124、110は、上記発光素子の各層22〜24及び基板10に相当する。図１０Ａでは発光装置200の基体220に各電極リード210が貫入されて、発光素子が載置される領域に露出されて、その電極接続部にワイヤ250で電気的に接続された構造となっており、更に、その露出領域を発光素子と共に封止する透光性の封止部材230、若しくは気密封止などにより封止された構造を有する。気密封止の場合は、素子表面の被覆部材を前記保護膜だけで構成されても良い。図１０Ｂの例では、封止部材230が装置の基材を兼ねた構造となっている。封止部材としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂などの耐候性に優れた透明樹脂や硝子などが用いられ、上記発光素子を被覆する被覆部材も同様な材料が用いられ、接着部材180にはこれらの樹脂材料の他、共晶ハンダなどの半田，共晶材料、Ａｇペーストなどが用いられる。
また、基板の半導体構造に対向する面側にメタライズ層として、反射層を設けても良い。反射層を設けることで、光の反射性が向上する傾向にあり、好ましく、基板の第２の主面が露出した発光素子でも良い。尚、接着部材は、基板のメタライズ層に、基板側接着層として設ける形態でも良い。
【００７６】
また、発光装置の封止部材230、発光素子を被覆する被覆部材、透光性部材中など、発光装置200の発光素子から装置の出射口、例えば図１０のレンズ部、との間の光路上に、発光素子の光を少なくとも一部変換する光変換部材を有して、種々の発光色を得ることもできる。光変換部材としては、青色LEDの白色発光に好適に用いられるＹＡＧ系蛍光体などのアルミン酸塩蛍光体、特に下記組成式で表されるようなガーネット構造のＣｅ付活希土類アルミン酸塩蛍光体、近紫外〜可視光を黄色〜赤色域に変換する窒化物蛍光体、酸窒化物蛍光体、珪酸塩蛍光体、例えば、L2SiO4:Eu（Lは下記アルカリ土類金属）、特に(SrxMae 1-x)2SiO4:Eu(MaeはCa,Baなどのアルカリ土類金属)、などが挙げられる。特に、高輝度且つ長時間の使用時においてはＹＡＧ・ＴＡＧなどのガーネット構造の蛍光体、例えば(Re1-xSmx)3(Al1-yGay)5O12:Ce（0≦x＜1、0≦y≦1、但し、Reは、Y,Gd,La,Tbなど）、が好適に用いられる。窒化物系蛍光体、オキシナイトライド（酸窒化物）蛍光体としては、Sr-Ca-Si-N:Eu、Ca-Si-N:Eu、Sr-Si-N:Eu、Sr-Ca-Si-O-N:Eu、Ca-Si-O-N:Eu、Sr-Si-O-N:Euなどがあり、アルカリ土類窒化ケイ素蛍光体としては、一般式ＬＳｉ２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕ、一般式LXSiYN(2/3X+4/3Y):Eu若しくはLXSiYOZN(2/3X+4/3Y-2/3Z):Eu（Lは、Sr,Ca,SrとCaのいずれか）で表される。また、これらの蛍光体、他の蛍光体などを適宜用いることにより、所望の発光色の発光装置とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明の半導体発光素子は、ディスプレイ、光通信やＯＡ機器の光源に最適な紫外域光から赤色光を発光する発光ダイオードや若しくはこれ以外の波長域の電磁波出射の半導体装置、これを用いたディスプレイ、照明等に好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１Ａ】本発明の一実施形態に係る発光素子の平面概略図。
【図１Ｂ】図１ＡのＡＡ断面における断面概略図
【図２】本発明の一実施形態に係る発光素子の断面概略図。
【図３】本発明の一実施形態に係る発光素子の平面概略図。
【図４】本発明の一実施形態に係る発光素子の平面概略図。
【図５Ａ】本発明の一実施形態に係る発光素子の平面概略図。
【図５Ｂ】図５ＡのＡＡ断面における断面と、その一部を拡大した部分拡大の概略図。
【図６】本発明の一実施形態に係る発光素子の一部の断面概略図。
【図７】本発明の一実施形態に係る発光素子の一部の断面概略図。
【図８】本発明の一実施形態に係る発光素子の一部の平面概略図。
【図９Ａ】本発明の一実施形態に係る発光素子の平面概略図。
【図９Ｂ】図５ＡのＡＡ断面における断面と、その一部を拡大した部分拡大の概略図。
【図１０Ａ】本発明の一実施形態に係る発光装置の断面概略図。
【図１０Ｂ】本発明の一実施形態に係る発光装置の断面概略図。
【図１１】本発明の一実施形態に係る発光素子の平面概略図。
【符号の説明】
【００７９】
10：基板，11：凹凸構造、17：第１の透光性絶縁層(第１電極側)、18：第２の透光性絶縁層(第２電極側)、19：多層膜反射膜、20：半導体構造（積層構造），21：第1導電型層（n型層）（21s：第1導電型層露出部，21e：電極形成領域）、22：活性層（発光層）、23：第2導電型層（ｐ型層）（24s：第2導電型層表面）、25：発光構造部（25t：構造部表面（電極側））、30：第１電極，31：第１層（31c：被覆部，31e：延在部），32：第２層（32p：延設部），33：外部接続部，34：延伸部、40：第２電極，41：第1層（41c：被覆部，41e：延在部），42：第２層，43：外部接続部，44：延伸部、51：保護膜、60：突起部（61：電極側の側面，62：上面，63：発光構造側の側面，26p：素子構造溝部）
【図１Ａ】
2008210903.tif 000005
【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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