(57)【要約】    【課題】  発光面全体に渡って均一な発光が得られる窒化物半導体発光素子を提供する。    【解決手段】  基板上に、ｎ型層、活性層及びｐ型層が積層されてなる積層体を備え、その積層体はｎ側の電極をライン状に形成するためにｎ型層表面が露出された互いに平行なｎ電極形成領域を有し、そのｎ電極形成領域にそれぞれｎライン電極が形成され、ｐ型層のほぼ全面に透光性電極が形成されており、ｎライン電極は、互いに分離されて等間隔に配置されかつ各ｎライン電極の一端にはそれぞれｎパッド電極が形成され、透光性電極上には、ｎライン電極と交互に配置されかつ隣接するｎライン電極から等距離になるようにライン状の電流拡散導体が形成され、その電流拡散導体の一端にそれぞれｐパッド電極が形成されている。【選択図】図１
2008135789.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光層を挟んで第１導電型層、第２導電型層が設けられた素子積層構造に、同一面側を電極形成面として、に第１導電型層、第２導電型層にそれぞれ第１電極、第２電極が設けられ、
該電極形成面内において、
第１導電型層が露出されて電極が設けられた電極形成領域と、発光層を挟んで第１導電型層、第２導電型層が設けられ領域であって、該第２導電型層が露出されて電極が形成された発光構造部と、を有し、
前記第１導電型層には複数の第１電極が設けられ、該第１電極は、パッド部形成領域に互いに分離された第１電極のパッド部と、各パッド部から、該パッド部形成領域から分離され前記発光構造部を含む発光領域にまで延伸して形成される延伸電極部とを有することを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記パッド部形成領域において、各パッド部間に、前記発光構造部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の発光素子。
【請求項３】
前記延伸電極部間の発光構造部、若しくは延伸電極部に分離されて併設された発光構造部が、発光領域内の延伸電極部の端部近傍の発光構造部に連続して形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の発光素子。
【請求項４】
前記各第１電極は互いに分離されて、前記延伸電極部がライン状であって、その一方端部に前記バッド部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の発光素子。
【請求項５】
前記発光領域内の発光構造部に設けられた第２電極が、該第２電極上に設けられた第３電極を有し、前記第１電極の延伸電極部間に該第３電極が設けられて、各第３電極は互いに分離されて複数形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の発光素子。
【請求項６】
請求項１記載の発光素子を、積層基体に実装した素子積層体において、前記発光素子が該電極形成面側を、積層基体との接合面側として、該発光素子の第１，２電極に対応して設けられた積層基体側電極にそれぞれ接合されて電気的に接続されると共に、
前記互いに分離された複数の第１電極パッド部が、前記積層基体側の１つの電極に接合されて電気的に接続されていることを特徴とする素子積層体。
【請求項７】
前記素子積層体において、前記発光素子の第２電極、若しくは第２電極上の第３電極が、互いに分離されて、該分離された第２導電型層の複数の電極が、積層基体側の１つの電極に接合されて、互いに電気的に接続されていることを特徴とする請求項６記載の素子積層体。
【請求項８】
請求項１記載の発光素子を用いた発光装置であって、発光装置には、発光素子から光の一部を、それとは異なる波長の光に変換する光変換部材を有することを特徴とする発光装置。
【請求項９】
前記光変換部材が、Ａｌを含み、かつＹ、Ｌｕ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｅｕ及びＳｍから選択された少なくとも一つの元素と、Ｇａ及びＩｎから選択された一つの元素とを含むアルミニウム・ガーネット系蛍光体であって、さらに希土類元素から選択された少なくとも一つの元素を含有するアルミニウム・ガーネット系蛍光体を有することを特徴とする請求項８記載の発光装置。
【請求項１０】
前記光変換部材が、（Ｒｅ1-xＲx）3（Ａｌ1-yＧａy）5Ｏ12（０＜ｘ＜１、０≦ｙ≦１、但し、Ｒｅは、Ｙ，Ｇｄ,Ｌａ，Ｌｕ，Ｔｂ，Ｓｍからなる群より選択される少なくとも一種の元素であり、ＲはＣｅ又はＣｅとＰｒである）であらわされる蛍光体を有することを特徴とする請求項８記載の発光装置。
【請求項１１】
前記光変換部材が、Ｎを含み、かつＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、及びＺｎから選択された少なくとも一つの元素と、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆから選択された少なくとも一つの元素とを含み、希土類元素から選択された少なくとも一つの元素で付活された窒化物系蛍光体を有する請求項８に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記窒化物系蛍光体が、一般式ＬＸＳｉＹＮ（２／３Ｘ＋４／３Ｙ）：Ｅｕ若しくはＬＸＳｉＹＯＺＮ（２／３Ｘ＋４／３Ｙ−２／３Ｚ）：Ｅｕ（Ｌは、Ｓｒ若しくはＣａ、又は、Ｓｒ及びＣａ、のいずれか。）で表されることを特徴とする請求項１１に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、比較的大面積の窒化物半導体発光素子、発光素子、素子積層体、並びにそれらを用いた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、短い波長の光を発光することができる窒化物半導体発光素子が幅広く使用されるようになって来ている。この窒化物半導体発光素子は、絶縁基板であるサファイア基板の上にｎ型及びｐ型の窒化物半導体層が積層され、ｐ型の窒化物半導体層の一部を除去してｎ型窒化物半導体層を露出させた上にｎ電極を形成し、残りのｐ型の窒化物半導体層のほぼ全面にｐ電極が形成されることにより構成されている。このように、基板の同一面側に、ｎ及びｐ電極が形成された窒化物半導体発光素子において、半導体側から光を出射させるように構成するためには、ｐ型窒化物半導体層のほぼ全面に透明なｐオーミック電極を形成し、その上にパッド電極とそのパッド電極から延長された延長電極が形成され、その延長電極により比較的抵抗が大きいｐオーミック電極全体に電流を拡散させるようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１６３９４０
【特許文献２】特開２００１−３４５４８０
【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、従来の電極構造では、大面積の窒化物半導体発光素子を構成した場合に、発光面全体に渡って均一な発光を確保することが困難であるという問題点があった。
【０００５】
そこで、本発明は発光面全体に渡って均一な発光が得られる窒化物半導体発光素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の目的を達成するために、本発明に係る窒化物半導体発光素子は、基板上に、ｎ型層、活性層及びｐ型層が積層されてなる積層体を備え、その積層体はｎ側の電極をライン状に形成するために上記ｎ型層表面が露出された互いに平行なｎ電極形成領域を有し、そのｎ電極形成領域にそれぞれｎライン電極が形成され、上記ｐ型層のほぼ全面に透光性電極が形成された窒化物半導体発光素子において、上記ｎライン電極は、互いに分離されて等間隔に配置されかつ各ｎライン電極の一端にはそれぞれｎパッド電極が形成され、上記透光性電極上には、上記ｎライン電極と交互に配置されかつ隣接するｎライン電極から等距離になるようにライン状の電流拡散導体が形成され、その電流拡散導体の一端にそれぞれｐパッド電極が形成されたことを特徴とする。
【０００７】
以上のように構成された本発明に係る窒化物半導体発光素子において、上記ｎライン電極と上記電流拡散導体とは等間隔に形成され、かつ上記ｎライン電極と上記電流拡散導体の一端にそれぞれ個別にパッド電極が形成されているので、発光領域全体にほぼ均一に電流を注入することができ、発光面全体に亙って均一な発光が得られる。
ここで、本発明において、透光性電極は、後述の実施の形態で示すような金属を薄く形成してそれ自身が光を通す電極に限られるものではなく、例えば、網目状に形成してその開口部から光を出射できるようにした形態の透光性電極であってもよい。
また、ｎライン電極については後述の実施の形態においては、ｎオーミック電極とｎパッド電極とを別に構成した例について示しているが、本発明では、ｎオーミック電極とｎパッド電極とを一体で構成してもよい。
【０００８】
本発明に係る窒化物半導体発光素子において、上記ｎ電極形成領域のうちの１つは矩形の発光素子の１つの辺である第１の辺に沿って形成し、他のｎ電極形成領域は上記ｐ型層と活性層をライン状に除去して形成したスリットにより構成することができる。
このようにすると、活性層全体を発光領域として機能させることができ、効率的な発光が可能となる。
【０００９】
また、上記ｎ電極形成領域のうちの１つを第１の辺に沿って形成した本発明に係る窒化物半導体発光素子においては、上記ｎライン電極と上記電流拡散導体とは同じ数で構成され、上記電流拡散導体のうち１つは上記第１の辺に対向する第２の辺に沿って形成されていることが好ましい。
このようにすると、活性層全体を発光領域として機能させることができ、効率的な発光が可能となる。
【００１０】
また、本発明に係る窒化物半導体発光素子においては、上記ｎパッド電極は、上記第１の辺に直交する第３の辺に沿って設けられ、上記ｐパッド電極は上記第３の辺に対向する第４の辺に沿って設けられていることが好ましく、これにより、より効果的に活性層全体を発光させることができる。
【００１１】
さらに、本発明に係る窒化物半導体発光素子においては、上記ｎライン電極の他端と上記ｐパッド電極との間の距離、及び上記電流拡散導体の他端と上記ｎパッド電極との間の距離とがそれぞれ、上記ｎライン電極と上記電流拡散導体の間隔に実質的に等しくなるように設定されていることが好ましい。
このようにすると、上記ｎライン電極の他端と上記ｐパッド電極との間及び上記電流拡散導体の他端と上記ｎパッド電極との間においても他の部分とほぼ等しい輝度が得られる。
【００１２】
さらに、本発明に係る発光素子１００は、発光層１２を挟んで第１導電型層１１、第２導電型層１３が設けられた素子積層構造１０１に、同一面側を電極形成面として、に第１導電型層、第２導電型層にそれぞれ第１電極１、第２電極２が設けられ、該電極形成面内において、第１導電型層１１が露出されて電極１が設けられた電極形成領域２３と、発光層を挟んで第１導電型層、第２導電型層が設けられ領域であって、該第２導電型層２６が露出されて電極が形成された発光構造部２１と、を有し、前記第１導電型層には複数の第１電極が設けられ、該第１電極は、パッド部形成領域３２内で互いに分離された第１電極のパッド部１ｂと、各パッド部１ｂから、該パッド部形成領域３２から分離され前記発光構造部２１を含む発光領域３１にまで延伸して形成される延伸電極部１ｂとを有することを特徴とする。
【００１３】
このように、電極形成面内において、第１電極形成部２２と、第２電極２が設けられて発光する発光構造部２１とが設けられ、第１電極１が、パッド部形成領域３２内に互いに分離されたパッド部１ｂのみが形成されて、その領域から延伸電極１ａがそれぞれ形成される領域として、発光構造部２１を有する発光領域３１内に延伸して形成される延伸電極部１ａが設けられる構造とすることで、均一発光を阻害するパッド部１ｂ間の延伸電極が排除されて、発光構造部２１の面積を増やせ、さらに第１電極１間、特に延伸電極部１ａ間の発光構造部２１の発光が均一なものとなる。
【００１４】
また、本発明に係る発光素子１００は、前記パッド部形成領域（３２）において、各パッド部１ｂ間に、前記発光構造部２３（３１）が設けられていると、従来第１電極形成部であった領域を発光領域、発光構造部とでき、発光構造部２３（３７）を増加させ、且つ、その領域においても均一な発光が実現される。
【００１５】
さらに、本発明に係る発光素子１００は、前記延伸電極部１ａ間の発光構造部３６（２１）、若しくは延伸電極部１ａに分離されて併設された発光構造部３６が、延伸電極部１ａの発光領域内端部近傍の発光構造部３７，３８に連続して形成されていることを特徴とすることにより、延伸電極部１ａ（２２）で分離された両側の発光領域３６とその端部近傍で、で分離された領域３６を連結させる発光構造部の領域３８も含めて、延伸電極１ａの周囲の発光構造部２１として、均一な発光が実現される。従って、延伸電極１ａの形成部２２により発光構造部２１を分離させずに、一部領域（延伸電極形成領域３３）で分離させ、他の領域３８で連結させること、すなわち、両方の領域（連結発光領域３８と電極形成領域３３）を、発光構造部２１に有することが好ましい。さらに好ましくは、発光領域３１が、延伸電極部１ａに併設される全ての発光領域３６が、パッド部１ｂ，３ｂ間の発光領域３７，３８で連結されて、１つの発光構造部２１に連続して設けられることが好ましい。本発明では、第１電極パッド部形成領域３２と、第３電極パッド部３４とが少なくとも面内で分離されていることが好ましく、第１電極延伸電極部１ａが、パッド部形成領域３２から互いに同じ形成領域３３に設けられることが好ましく、第１，３電極の延伸電極形成領域３３，３５が重なることが好ましい。
【００１６】
また、前記各第１電極は互いに分離されて、前記延伸電極部１ａがライン状であって、その一方端部に前記バッド部１ｂが設けられていると、パッド部形成領域３２と延伸電極形成領域３３若しくは発光領域３１とを、素子積層構造１０１の電極形成面内、チップ面内において、好適に配置され、発光領域３１（２１）を大きくでき、また、前述、後述のように、パッド形成部３２をチップ（１０１）端部に配置して、延伸電極形成領域３３、発光領域３１をその端部の形成領域３２以外に設けて、発光領域３１を大きくでき好ましい。そのとき、後述するように、延伸電極１ａ、それに併設された発光領域３６を、パッド部形成領域３２に対しほぼ垂直に形成することが好ましい。
【００１７】
さらに、前記発光領域３１内の発光構造部２１に設けられた第２電極２が、該第２電極上に設けられた第３電極３を有し、前記第１電極１の延伸電極部１ａ間に該第３電極３が設けられて、各第３電極３は互いに分離されて複数形成されていることで、上記第１電極１と同様に、第３電極３のパッド部３ｂ間、若しくはそれを広げるための延伸部を排除して、それにより発光構造部２１を覆う第３電極３の面積を減らし、第１電極１の延伸部１ａを延長させて、さらに発光均一、高出力発光が広い範囲の発光構造部２１で得られる。
【００１８】
また、本発明に関係する別の発光素子は、発光層１２を挟んで第１導電型層１１、第２導電型層１３が設けられた素子構造１０１に、同一面側を電極形成面として、に第１導電型層１１、第２導電型層１３にそれぞれ第１電極１、第２電極２が設けられ、該電極形成面内において、第１導電型層１１が露出されて電極１が設けられた電極形成領域２２と、発光層を挟んで第１導電型層、第２導電型層が設けられ領域であって、該第２導電型層が露出されて電極が形成された発光構造部と、を有し、
前記第１導電型層には複数の第１電極が設けられ、該第１電極は、直線状のパッド部形成領域に互いに分離された第１電極のパッド部と、各パッド部から、該パッド部形成領域から分離された前記発光構造部を含む発光領域にまで直線状に延伸して形成される延伸電極部とを有し、該直線状延伸電極部が互いにほぼ併行であることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に関係する別の発光素子では、前記第１電極の延伸電極部間に、該延伸電極部にほぼ平行に延伸して設けられ、前記第２電極上に設けられた第３電極を有することを特徴とするものであってもよい。
さらに、本発明に関係する別の発光素子では、前記第３電極が、パッド部と該パッド部を端部として、前記第１電極のパッド部形成領域に延伸して、前記第１電極の延伸電極部にほぼ平行な第３電極の延伸電極部が設けられていることを特徴とするものであってもよい。
【００２０】
本発明に係る素子積層体は、前記発光素子１００を、積層基体１０４に実装した素子積層体１０３において、前記発光素子の該電極形成面側を、積層基体との接合面側として、該発光素子の第１，２電極１，２に対応して設けられた積層基体側電極１１２にそれぞれ接合されて電気的に接続されると共に、  前記互いに分離された複数の第１電極パッド部１ａが、前記積層基体１０４側の１つの電極１１４に接合されて電気的に接続されていることを特徴とし、これにより、発光素子１００側で分離されて形成された第１電極１を、積層基体１０４実装により、互いに電気的に接続させ、発光素子側では発光に適した電極構造として、それを補う電極構造を積層基体１０４側に設けることで、好適な素子積層体１０３とできる。
【００２１】
前記素子積層体１０３において、前記発光素子の第２電極２、若しくは第２電極２上の第３電極３が、互いに分離されて、該分離された第２導電型層１３の複数の電極２，３が、積層基体１０４側の１つの電極１１４に接合されて、互いに電気的に接続されていることを特徴とする。上記第１電極１と同様に、発光素子１００側で最適な電極構造とし、それを補って、互いに分離された電極２，３を接続するように基体１０４側電極１１４を配置でき、発光素子１００の機能を最大限に発揮できる。また、図１１（ｂ）、図１７（ａ），（ｅ）に示すように、第３電極３が、分離されて配列された複数の電極である場合に、基体１０４側の電極１１４で電気的に接続させて、実質的に延伸電極３ａと同様な機能を付与できる。
【００２２】
本発明に係る発光素子は、前記発光素子１００を用いた発光装置２００であって、発光装置２００には、発光素子から光の一部を、それとは異なる波長の光に変換する光変換部材１０６を有することを特徴とする。これにより、発光素子１００の光を変換した発光装置とでき、発光素子の発光と変換光との混色光などにより、白色系、電球色などの発光装置とできる。
【００２３】
また、本発明に係る発光素子では、前記光変換部材１０６が、Ａｌを含み、かつＹ、Ｌｕ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｅｕ及びＳｍから選択された少なくとも一つの元素と、Ｇａ及びＩｎから選択された一つの元素とを含むアルミニウム・ガーネット系蛍光体であって、さらに希土類元素から選択された少なくとも一つの元素を含有するアルミニウム・ガーネット系蛍光体を有することを特徴とする発光装置であることにより、発光素子１００を高出力で高発熱での使用においても、温度特性に優れ、耐久性にも優れた発光装置とできる。
【００２４】
また、本発明に係る発光素子は、前記光変換部材１０６が、（Ｒｅ1-xＲx）3（Ａｌ1-yＧａy）5Ｏ12（０＜ｘ＜１、０≦ｙ≦１、但し、Ｒｅは、Ｙ，Ｇｄ,Ｌａ，Ｌｕ，Ｔｂ，Ｓｍからなる群より選択される少なくとも一種の元素であり、ＲはＣｅ又はＣｅとＰｒである）であらわされる蛍光体を有することを特徴とする発光装置２００であると、上記と同様に、高出力の発光素子において、温度特性、耐久性に優れた素子とでき、特に、発光層がＩｎＧａＮである場合に、温度特性において、黒体放射に沿った変化となり、白色系発光において有利となる。
【００２５】
また、本発明に係る発光素子は、前記光変換部材１０６が、Ｎを含み、かつＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、及びＺｎから選択された少なくとも一つの元素と、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆから選択された少なくとも一つの元素とを含み、希土類元素から選択された少なくとも一つの元素で付活された窒化物系蛍光体を有する発光装置２００であると、上記蛍光体と同様に、高出力の発光素子において、優れた温度特性、耐久性に優れた発光素子とでき、特に、酸化窒化珪素化合物であると、特に優れた蛍光体とできる。また、上記アルミニウム・ガーネット系蛍光体と組み合わせることで、両者の温度特性が相互に作用して、混合色の温度変化が小さい発光装置とできる。
【００２６】
また、本発明に係る発光素子は、前記窒化物系蛍光体が、一般式ＬＸＳｉＹＮ（２／３Ｘ＋４／３Ｙ）：Ｅｕ若しくはＬＸＳｉＹＯＺＮ（２／３Ｘ＋４／３Ｙ−２／３Ｚ）：Ｅｕ（Ｌは、Ｓｒ若しくはＣａ、又は、Ｓｒ及びＣａ、のいずれか。）で表されること発光装置であると、特に上記効果において好ましい。
【発明の効果】
【００２７】
以上、詳細に説明したように、本発明に係る窒化物半導体発光素子は、上記ｎライン電極と上記電流拡散導体とは等間隔に形成され、かつ上記ｎライン電極と上記電流拡散導体の一端にそれぞれ個別にパッド電極が形成されているので、発光領域全体にほぼ均一に電流を注入することができ、発光面全体に亙って均一な発光が得られる。
従って、本発明によれば、発光面全体に渡って均一な発光が得られる窒化物半導体発光素子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施の形態の窒化物半導体発光素子について説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明に係る実施の形態１の窒化物半導体発光素子の平面図であり、本発明の特有の電極構造を示している。また、図２は図１のＸ−Ｘ’線についての断面図である。
本発明に係る実施の形態１の窒化物半導体発光素子は、サファイア基板１０上にそれぞれ窒化物半導体からなるｎ型層１１、活性層１２及びｐ型層１３がその順に積層されてなり、ｎ側電極は、互いに分離された複数のｎライン電極１により構成され、ｐ側電極は透光性のｐオーミック電極２とそのｐオーミック電極２の上に形成された複数の電流拡散導体３により構成されている。
【００２９】
詳細に説明すると、本実施の形態１の窒化物半導体発光素子では、ｎ型層１１、活性層１２及びｐ型層１３からなる積層体において、ｐ型層１３及び活性層１２の一部がライン状に除去されることにより複数のスリットＳｎが形成されて、ｎ型層がライン状に露出され、そのスリットＳｎにより露出されたｎ型層上にそれぞれｎライン電極１が形成される。また、スリットに平行な１つの辺（発光素子の１つの辺：以下第１の辺という。）に沿って、所定の幅にｎ型層が露出され、そこにも１つのｎライン電極１が形成される。
以下、第１の辺に沿って、所定の幅にｎ型層が露出されたｎライン電極が形成されるｎ型層表面を第１領域といい、この第１領域に形成されたｎライン電極を第１ｎライン電極という。また、本明細書において、第１の辺に対向する辺は、第２の辺という。
【００３０】
ここで、本実施の形態１において、第１領域と複数のスリットＳｎは互いに平行でかつ第１領域とスリットＳｎとの間隔及び隣接するスリットＳｎ間の間隔は互いに等しくなるように形成される。
また、実施の形態１において、各ｎライン電極１はライン状オーミック電極１ａとそのライン状オーミック電極１ａの一端に設けられたｎパッド電極１ｂとによって構成される。実施の形態１において、各ライン状オーミック電極の一端に設けられたｎパッド電極１ｂは、第１の辺に直角の１つの辺（第３の辺）に沿って形成される。
また、実施の形態１において、ライン状オーミック電極１ａは、その一端部がｎパッド電極１ｂを形成するために広く形成され、その上にｎパッド電極１ｂが形成される。
【００３１】
本実施の形態１において、ｐ側電極は、ｐ型層のほぼ全面に形成された透光性を有するｐオーミック電極２と、そのｐオーミック電極２の上に形成された複数の電流拡散導体３とによって構成される。この電流拡散導体３はライン状オーミック電極１ａと平行に形成された複数の拡散ライン電極３ａとその拡散ライン電極３ａの一端に設けられたｐパッド電極３ｂとによって構成される。実施の形態１において、拡散ライン電極３ａと隣接するｎライン電極１との間隔は、互いに等しくなるように形成され、複数の拡散ライン電極３ａのうちの１つは第２の辺に沿って形成され、他の拡散ライン電極３ａはｎライン電極１の間に形成される。すなわち、実施の形態１では、対向する２つの辺のうちの一方の辺（第１の辺）に沿ってｎライン電極を形成した場合、その一方の辺に対向する他方の辺に沿って電流拡散導体３を形成するように構成している。また、各拡散ライン電極３ａの一端に設けられたｐパッド電極３ｂはいずれも、ｎパッド電極が形成されている第３の辺に対向する第４の辺に沿って形成される。
【００３２】
上述した電極構成を有する実施の形態１の窒化物半導体発光素子は、以下のような理由により、発光領域全体に電流が注入されるようにして発光効率を向上させるとともに、比較的大面積（例えば、１０００μｍ×１０００μｍ）の窒化物半導体発光素子においても、発光面全体に亙って均一な発光が可能になるようにしている。
【００３３】
第１に、本実施の形態１では、各ｎライン電極１の一端にそれぞれｎパッド電極１ｂを形成し、各拡散ライン電極３ａの一端にそれぞれｐパッド電極３ｂを形成するようにしている。これにより、発光領域全体に電流がほぼ均一に注入されるようにできる。
すなわち、後述の比較例で示すように、異なるｎライン電極間において、一端に形成されたｎパッド電極からライン状オーミック電極の他端までの距離に明らかな差があると、発光領域に注入される電流に不均一が生じる。また、ｐ側の電極についても同様に、異なる拡散電極間において、一端に形成されたｐパッド電極と拡散ライン電極の他端までの距離に明らかな差があると、発光領域に注入される電流に不均一が生じる。
【００３４】
しかしながら、本実施の形態１では、異なるｎライン電極１間において、ｎパッド電極１ｂからライン状オーミック電極１ａの他端までの距離を実質的に等しくでき、異なる拡散電極３間において、ｐパッド電極３ｂと拡散ライン電極３ａの他端までの距離を実質的に等しくでき、発光領域全体に電流が均一に注入されるようにできる。
ここで、上述の距離が実質的に等しいとは、完全に一致していることを意味しているのではなく、距離の違いにより電流の不均一が生じない程度のものは実質的に等しい範囲に含まれるものとする。
【００３５】
第２に、本実施の形態１では、隣接するｎライン電極１とｐ側の拡散電極３の間隔が等しくなるようにして、発光領域全体に電流が均一に注入されるようにしている。
【００３６】
以上の主要な２つの特徴により、本実施の形態１では、発光面全体に亙って均一な発光が可能になるようにしているが、図１及び図２に示す電極構成では、さらに以下のような工夫がなされ、より均一に発光するように構成している。
すなわち、本実施の形態１において、ライン状オーミック電極１ａ及び拡散ライン電極３ａは、途中に、角部及び曲線部が形成されないように直線的に形成して、角部及び曲線部における電界の集中や電界の不均一を防止し、それに伴う電流の不均一を防止している。
【００３７】
本実施の形態１では、また、拡散ライン電極３ａの他端（ｐパッド電極が形成された一端の反対側に位置する端）と、ｎパッド電極１ｂ（ｎパッド電極１ｂが形成されたｎライン電極１の一端部）との距離を、拡散ライン電極３ａとｎライン電極１の間隔にほぼ等しく設定している。
さらに、ｎライン電極１の他端（ｎパッド電極が形成された一端の反対側に位置する端）と、ｐパッド電極３ｂ（ｐパッド電極３ｂが形成された拡散ライン電極３ａの一端部）との距離を、拡散ライン電極３ａとｎライン電極１の間隔にほぼ等しく設定している。
これにより、どの部分においても電流拡散導体３とｎライン電極との間の距離を実質的に等しくできるので、発光領域全体にほぼ均一に電流を注入でき、均一な発光が可能となる。
【００３８】
以下、図３に示した比較例と対比しながら本発明に係る電極構造により得られる効果に関して説明する。
図３に示す比較例の窒化物半導体発光素子では、実施の形態１と同様、ｎ型層、活性層及びｐ型層からなる積層体において、ｐ型層及び活性層の一部がライン状に除去されることにより複数（４本）のスリットが形成されて、そのスリットにより露出されたｎ型層上にそれぞれライン状オーミック電極が形成されているが、以下の点で実施の形態１とは異なる。
【００３９】
すなわち、比較例の窒化物半導体発光素子において、ｎ側のオーミック電極は積層体に設けられたスリット内に形成された４本のライン状オーミック電極５ａ１，５ａ２，５ａ３，５ａ４とそのライン状オーミック電極を接続し、かつ１つの辺（第３の辺）に沿って形成された接続用オーミック電極５ｃからなる。
また、比較例の窒化物半導体発光素子において、ｎパッド電極５ｂは、各ライン状オーミック電極に対してそれぞれ設けるのではなく、ライン状オーミック電極５ａ１，５ａ４（４つのライン状オーミック電極のうち最も外側に位置する２つの電極）の根元に設けられ、ライン状オーミック電極５ａ２，５ａ３（４つのライン状オーミック電極のうち内側に位置する２つの電極）には、接続用オーミック電極５ｃを介して電流が供給される。このように比較例では、ライン状オーミック電極５ａ１〜５ａ４、接続用オーミック電極５ｃ及びｎパッド電極５ｂによってｎライン電極５が構成される。
【００４０】
本比較例においても、ｐ側電極は、ｐ型層のほぼ全面に形成された透光性を有するｐオーミック電極２と、そのｐオーミック電極２の上に形成された複数の電流拡散導体６とによって構成されるが、電流拡散導体６の構成が実施の形態１とは異なる。
すなわち、比較例の電流拡散導体６は、複数の拡散ライン電極６ａ１〜６ａ５が第４の辺に沿って形成された接続電極６ｃによって接続され、拡散ライン電極６ａ２，６ａ４の根元にｐパッド電極６ｂが設けられることにより構成される。
【００４１】
以上のように、比較例の窒化物半導体発光素子は、以下の点で実施の形態１の窒化物半導体発光素子とは異なる。
第１の相違点
複数のライン状オーミック電極５ａ１〜５ａ４を互いに接続用オーミック電極５ｃにより接続し、各ライン状オーミック電極にそれぞれ対応させて個別にｎパッド電極を設けるようにはしていない。
これにより、ライン状オーミック電極５ａ２，５ａ３には接続用オーミック電極５ｃを介して電流が供給される。
第２の相違点
複数の拡散ライン電極６ａ１〜６ａ５を互いに接続電極６ｃによって接続し、各拡散ライン電極にそれぞれ対応させて個別にｐパッド電極６ｂを設けるようにはしていない。
これにより、複数の拡散ライン電極６ａ１，６ａ３，６ａ５には接続電極６ｃを介して電流が供給される。
【００４２】
＜実施の形態１と比較例との発光強度に関する比較＞
図４は実施の形態１の窒化物半導体発光素子のＸ−Ｘ’線上における発光強度を示し、図５は比較例の窒化物半導体発光素子のＸ−Ｘ’線上における発光強度を示している。
図４に示すように、実施の形態１の窒化物半導体発光素子では、ライン状オーミック電極１ａと拡散ライン電極３の間は、いずれの間も相対強度がほぼ０．９程度であり、位置による変化は少ない。
【００４３】
これに対して、比較例の窒化物半導体発光素子については図５に示すように、拡散ライン電極６ａ３とライン状オーミック電極５ａ２，５ａ３の間に位置する発光領域では相対強度が低くなっている。
また、比較例の窒化物半導体発光素子において、拡散ライン電極６ａ１とライン状オーミック電極５ａ１の間に位置する発光領域、及び拡散ライン電極６ａ５とライン状オーミック電極５ａ４の間に位置する発光領域でも相対強度が低くなっている。
このように、実施の形態１の窒化物半導体発光素子では発光領域全体に亙って均一に発光されているのに対して、比較例の窒化物半導体発光素子では不均一な発光となっていることがわかる。
【００４４】
図６は、発光面全体における、発光強度分布を示すグラフであり、相対強度に対する面積占有率で示している。図６から明かなように、実施の形態１の窒化物半導体発光素子では、特定の相対強度（約０．８５）において面積占有率のピークを有し、そのピークの高さは約１０％である。
これに対して、比較例の窒化物半導体発光素子では、実施の形態１ほど顕著なピークを有しておらず、最も占有率の高いところで約６パーセントである。
また、実施の形態１の窒化物半導体発光素子では、特定の相対強度が０．６以下の部分における占有率が比較例に比べて低くなっている。
以上のように、実施の形態１の窒化物半導体発光素子は比較例の発光素子より発光強度の発光面内における均一性が高いことが、図６に示した発光強度分布にも示されている。
【００４５】
以下、本実施の形態１において、ｎ型層１１、活性層１２及びｐ型層１３の具体的な層の構成例を示す。
尚、以下に示す層の構成は、図４〜図６の測定に用いた実施の形態１及び比較例の層の構成を示すものである。
本例では、まず、基板１０上にアンドープＡｌＧａＮをバッファ層として１００Åの厚さに成長させる。
そして、アンドープＡｌＧａＮからなるバッファ層の上に、ｎ型層１１を構成する、アンドープＧａＮ層（１５０００Å）、ＳｉドープＧａＮ（４１０００Å）、アンドープＧａＮ層（３０００Å）、ＳｉドープＧａＮ（３００Å）、アンドープＧａＮ層（５００Å）、アンドープＧａＮ（４０Å）／ＩｎＧａＮ（２０Å）１０ペアからなる層を順に成長させる。
次に、ｎ型層１１の上に、活性層１２を構成する、アンドープＧａＮ層（２５０Å）及びアンドープＩｎＧａＮ（３０Å）／ＧａＮ（２６５Å）６ペアからなる層を成長させる。
続いて、活性層１２の上に、ｐ型層１３を構成する、Ｍｇドープ（ドープ量：５×１０１９ｃｍ−３）ＡｌＧａＮ（４０Å）／ＩｎＧａＮ（２５Å）５ペアからなる層、アンドープＡｌＧａＮ層（２８００Å）、Ｍｇドープ（ドープ量：１×１０２０ｃｍ−３）ＧａＮ（１２００Å）を成長させる。
【００４６】
実施の形態２．
図７は、本発明に係る実施の形態２の窒化物半導体発光素子の平面図であり、実施の形態１とはｎライン電極１と電流拡散導体３の本数が異なる他は実施の形態１と同様に構成される。また、図８は実施の形態２の窒化物半導体発光素子の矢印の方向の発光強度を示している。
【００４７】
詳細に説明すると、本実施の形態２の窒化物半導体発光素子では、ｎ型層１１、活性層１２及びｐ型層１３からなる積層体において、ｎ型層がライン状に露出させるスリットＳｎが１本形成され、そこに１つのｎライン電極１が形成される。また、スリットに平行な１つの辺（発光素子の１つの辺：以下第１の辺という。）に沿って、所定の幅にｎ型層が露出され（第１領域）、そこにも１つのｎライン電極（第１ｎライン電極）１が形成される。
【００４８】
本実施の形態２において、ｐ側電極は、ｐ型層のほぼ全面に形成された透光性を有するｐオーミック電極２上に形成された２本の電流拡散導体３が形成される。この電流拡散導体３のうちの一本は２つのｎライン電極１の間に形成され、他の一本は、第２の辺（第１の辺に対向する辺）に沿って形成される。
また、実施の形態２において、電極間の間隔及びｎ及びｐパッド電極の配置関係は実施の形態１と同様である。
すなわち、実施の形態２において、電流拡散電極３と隣接するｎライン電極１との間隔は、互いに等しくなるように形成される。
また、拡散ライン電極３ａの他端とｎパッド電極１ｂとの距離を、拡散ライン電極３ａとｎライン電極１の間隔にほぼ等しく設定し、ｎライン電極１の他端とｐパッド電極３ｂとの距離を、拡散ライン電極３ａとｎライン電極１の間隔にほぼ等しく設定している。
以上のように構成された実施の形態２の窒化物半導体発光素子では、実施の形態１と同様、どの部分においても電流拡散導体３とｎライン電極との間の距離を実質的に等しくできるので、発光領域全体にほぼ均一に電流を注入でき、均一な発光が可能となる（図８）。
尚、図４及び図５の発光強度の測定に用いた実施の形態１及び比較例の窒化物半導体発光素子では、ｎ型層１１を６μｍの厚さに形成したが、図８の発光強度の測定に用いた実施の形態２の窒化物半導体発光素子では、ｎ型層１１を１５μｍの厚さに形成した。
【００４９】
実施の形態３〜７
以下、本発明の他の実施形態と、その実施形態の各構成について説明するが、本発明は上記実施形態１，２も含めて各実施形態及びその構成について組み合わせて適用することもできる。また、図９〜１８を用いて説明するが、各図面の符号は共通しており、また一部誇張して描画されているものもある。
【００５０】
（発光素子構造体１００）
本発明の発光素子は、素子構造体１００として、図９〜１８に示すように、素子構造体は、基板１０上に、第１導電型層１１、発光層（活性層）１２、第２導電型層１３が順に積層された積層構造１０１を有するものであり、このとき、電極形成面内において、発光構造部２１は、図に示すように積層方向に第１，２導電型層が発光層を挟む構造の他、第１,２導電型層が横方向に接合されていてもよく、またこれらを組み合わせたものでもよい。また、発光素子構造として、ＭＩＳ構造、ｐ−ｎ接合構造、ホモ接合構造、ヘテロ接合構造（ダブルヘテロ構造）、ＰＩＮ構造などを用いることができ、またユニポーラ素子にも適用できるが、好ましくは、第１，２導電型層が互いに異なる導電型層となるｐ−ｎ接合構造などのｎ型、ｐ型層で活性層を挟む構造を用いることが好ましい。
【００５１】
素子構造体１００を構成する積層構造の半導体材料は、ＩｎＡｌＧａＰ系材料、ＩｎＰ系材料、ＡｌＧａＡｓ系材料、これらの混晶材料でもよく、ＧａＮ系窒化物半導体材料でもよい。ＧａＮ系窒化物半導体材料として具体的には、ＧａＮ、ＡｌＮ、もしくはＩｎＮ、又はこれらの混晶であるＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体（ＩｎαＡｌβＧａ１−α−βＮ、０≦α、０≦β、α＋β≦１）で表され、またこれに加えて、ＩＩＩ族元素として一部若しくは全部にＢを用いたり、Ｖ族元素としてＮの一部をＰ、Ａｓ、Ｓｂで置換したりした混晶でもよい。以下、窒化物半導体を用いて説明するが、他の材料系にも適用される。
発光層としては、ＩｎＧａＮ系材料を用いることができ、ワイドバンドギャップの発光層により、緑色、青色の可視光域から紫色、それより短波長の紫外域に発光するものが得られる。
【００５２】
各実施形態では、第１，２導電型層１１，１２を、ｎ型層、ｐ型層としているが、この逆でも良い。また、半導体積層構造１０１の成長方法として具体的にはＭＯＶＰＥ（有機金属気相成長法）、ＨＶＰＥ（ハライド気相成長法）、ＭＢＥ（分子線エピタキシー法）、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長法）があり、好ましくはＭＯＣＶＤ，ＭＢＥである。
【００５３】
本発明の半導体積層構造１０１の成長方法に用いる基板、特にエピタキシャル成長用の基板１０としては、窒化物半導体と異なる材料の異種基板として、例えば、Ｃ面、Ｒ面、及びＡ面のいずれかを主面とするサファイア、スピネル（ＭｇＡ１2Ｏ4）のような絶縁性基板、ＳｉＣ（６Ｈ、４Ｈ、３Ｃを含む）、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ、Ｓｉ、及び窒化物半導体と格子整合する酸化物基板等、窒化物半導体を成長させることが可能で従来から知られており、窒化物半導体と異なる基板材料を用いることができ、好ましくはサファイア、スピネルであり、また異種基板以外として、ＧａＮ、ＡｌＮなどの窒化物半導体基板なども用いることができる。他の半導体材料においては従来知られた同じ材料系の基板、若しくはＳｉなどの異種基板を用いることができる。
【００５４】
（半導体積層構造１０１）
発光素子１００を形成する半導体積層構造１０１としては、例えば図１６，１８に示すように、上記基板１０上に下地層１４などを介して成長され、このとき、下地層１４を素子構造１０１として動作部に含めても良いが、通常素子構造の成長用のみ形成されて素子として機能しない非動作部として設けられる。下地層は、特に異種基板を用いた場合、結晶核形成、核成長層として、低温成長バッファ層を用い、好適な条件はＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１）を低温（２００〜９００℃）で成長させるものであり、続いて高温で層成長させて、膜厚５０Å〜０．１μｍ程度（単結晶、高温成長層）で形成する。また、ＥＬＯ(Epitaxial Lateral Overgrowth)として知られるように、基板上、若しくは下地層上に、島状部（凸部、マスク開口部）などの成長部を他の領域に比べて優先的、若しくは選択的に成長させて、各選択成長部が横方向に成長して接合、会合することで層を形成するような成長層を下地層１４若しくは、素子積層構造１０１に用いることもでき、これにより結晶性、特に結晶欠陥を低減させた素子構造とできる。
【００５５】
窒化物半導体に用いるドーパントとして、ｎ型不純物としては、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓ、Ｏ、Ｔｉ、Ｚｒ等のＩＶ族、若しくはＶＩ族元素を用いることができ、好ましくはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎを、さらに最も好ましくはＳｉを用いる。また、ｐ型不純物としては、特に限定されないが、Ｂｅ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｃａなどが挙げられ、好ましくはＭｇが用いられる。これら、アクセプター、ドナーの各ドーパントを添加することにより、各導電型の窒化物半導体層を形成し、後述する各導電型層を構成する。また、窒化物半導体は不純物をドープしない無添加層であってもｎ型層として用いることができ、さらにＡｌＧａＡｓなどの他の材料系にはそれに適したドーパント用いる。本発明における第１導電型層、第２導電型層には、部分的にアンドープの層、半絶縁性の層が積層されていても良く、電流阻止層のよう逆導電型の埋込層に、各導電型層内に部分的に寄生な素子部分を形成していても良い。
【００５６】
（第１導電型層１１）
上記実施形態の素子構造で示すように、第１導電型層１１として、各導電型のドーパントを含有させ、電極形成面内及び活性層へのキャリアの供給、拡散を実現するような層構造を形成すると良く、特に電極形成部２２から発光構造部２１にキャリアを面内に拡散して供給する層（コンタクト層）には、他の領域より高濃度にドープされることが好ましい。また、このような電荷供給・面内拡散層（コンタクト層及びその近傍層）の他に、上記実施形態で示すように、積層方向において発光層へ電荷を移動・供給させる介在層、若しくは第２導電型のキャリアを発光層に閉じこめるクラッド層などを、コンタクト層とは別に設けることが好ましい。このような発光層１２と面内拡散層（領域）のコンタクト層との間に設ける層として、窒化物半導体素子の場合には、面内拡散層（領域）より低濃度ドーパント量若しくはアンドープの低不純物濃度層（アンドープ層）、及び／又は多層膜層を設けることが好ましい。これは、低不純物層でもって、高不純物層（面内拡散層）による結晶性悪化を回復させてその上に成長させるクラッド層、発光層の結晶性を良好にし、駆動時にあっては高濃度層に隣接して低濃度層が設けられることで面内拡散を促進させ、また、耐圧性も向上させることができる。多層膜層は、少なくとも２種の層を交互に積層させたような周期構造で形成すること、具体的には、Ｉｎを含む窒化物半導体層とそれとは異なる組成の層の周期構造、好ましくはＩｎｘＧａ１−ｘＮ／ＩｎｙＧａ１−ｙＮ（０≦ｘ＜ｙ＜１）で構成することで、発光層、特にＩｎを含む窒化物半導体層、好ましくはそれを井戸層として複数用いた場合において、その結晶性を向上させることができる。このような多層膜としては、組成が異なる層による周期構造の他、組成傾斜構造、また、これらの構造において不純物濃度を変調させた構造、膜厚を変動させた構造なども採用でき、好ましくは、２０ｎｍ以下の膜厚の層を積層した構造、さらに好ましくは１０ｎｍ以下の膜厚の層を積層した構造で形成することが、上記結晶性に有利となる。
【００５７】
（発光層（活性層）１２）
本発明の素子構造１０１としては、第１，２導電型層との間に、発光層を設けて、発光層で発光させる素子構造とすることが好ましく、特に窒化物半導体においてはＩｎを含む窒化物半導体を発光層に用いたものが、紫外域から可視光（赤色光）の領域において好適な発光効率が得られ好ましく、特にＩｎＧａＮ層を用いること、特にＩｎの混晶比を変化させて所望の発光波長を得ることが好ましい。このほかの窒化物半導体材料として、ＧａＮ，ＡｌＧａＮなどのＩｎＧａＮよりも高バンドギャップの材料を用いて、紫外域において使用する発光素子としても良い。
【００５８】
さらに好ましい発光層としては、量子井戸構造の活性層を用いることであり、井戸層が１つの単一量子井戸構造、さらに好ましくは、複数の井戸層が障壁層を介して積層した構造の多重量子井戸構造を採用することが好ましい。井戸層については上記発光層と同様に、好ましくはＩｎＧａＮ層を用いることであり、障壁層として、井戸層よりバンドギャップエネルギーが大きくなるような層として、例えばＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮを設けることが好ましい。このとき、井戸層、障壁層の膜厚としては、３０ｎｍ以下、好ましくは２０ｎｍ以下、さらに井戸層において好ましくは１０ｎｍ以下とすることで、量子効率に優れた発光層が得られる。また、井戸層、障壁層に、各導電型層のドーパントがドープされていても良く、障壁層は、井戸層間に一層以上設けても良い。
【００５９】
（第２導電型層１３）
第２導電型層１３としては、キャリアを発光層に閉じこめるクラッド層、電極が形成されるコンタクト層を、設けることが好ましく、この時両層を別々に設けてコンタクト層をクラッド層よりも発光層より遠くに設け、高濃度にドーパントをドープすることが好ましい。窒化物半導体においては、クラッド層として好ましくはＡｌを含む窒化物半導体、さらに好ましくはＡｌＧａＮ層を用いることが好ましく、さらに発光層に近接して、好ましくは接して形成されることで発光層の効率を高めることができ好ましい。さらに、コンタクト層とクラッド層との間にそれらの層より低不純物濃度の層を介在させることで、耐圧性に優れた素子とでき、またコンタクト層を高濃度にドープしても結晶性を改善できるため好ましい。コンタクト層は、図１０，１２，１６，１８に示すように、電極形成面内で発光部として設けられるため、その面内でキャリアを拡散させる層としても機能しうるが、本発明では、電極２を設けて、該電極内及び電極３により面内での電流拡散として機能させることで、窒化物半導体における低い移動度のｐ型キャリアの拡散を補助し、また、コンタクト層の膜厚を他の層（クラッド層、介在低濃度層）よりも小さくして、且つ他の層よりも高濃度に不純物ドープすることで、高キャリア濃度の層を形成して、電極から良好な電荷注入を実現でき好ましい。
【００６０】
（発光素子面内構造）
本発明において、発光素子構造１０１の電極形成面内の構造としては、図１０，１２，１６に示すように、発光層１２とそれを挟む第１，２導電型層１１，１３が形成された発光構造部と、第１導電型層側電極形成部２２とを、面内で一部が重なる構造よりも分離して設けることが好ましく、このとき電極形成部２２は、図１、７のスリットＳｎとして機能する。
【００６１】
電極形成部２２としては、電極形成可能なように、第１導電型層１１の露出部２３に設けられ、該露出部は、図２，１０（ｂ）、１２に示すように、第１導電型層１１、発光層１２、第２導電型層１３を順に積層した積層構造１０１において、第２導電型層１３、発光層１２の面内の一部、若しくはそれに加えて第１導電型層１１の深さ方向の一部を除去して、露出させた露出部２３を電極形成部２２とする他、図１６（ｂ）に示すように、分離溝２３ａを形成して、その溝２３ａを介して発光構造部２１に離間させて、露出部２３から第２導電型層露出部２６に跨って電極１を形成して、電極形成部２２を面内に設ける構造とすることもでき、また図１６（ａ）に示すように、形成した第１導電型層１１ａの面内一部を、除去若しくはマスクして、面内一部に発光構造部２１として、発光層１２、第２導電型層１３、若しくはそれに加えて第１導電型層の一部１１ｃの積層成長させた構造を面内の一部（発光構造部）に形成する構造とすることもできる。このとき、電極１のボンディング位置である電極形成部２２、スリットＳｎは、積層方向において、電極３と同等とすることも、それよりも高い位置とすることもできる。また、このとき、電極形成部２２は、発光構造部２１とは面内で分離されて形成されるので、電極形成部２２の領域は非発光領域となり、発光構造部２１と電極形成部２２とに面内で重なって、下部に設けられた第１導電型層の一部領域１１ｂなどにより、電極１から発光構造部２１にキャリアが面内拡散され供給される。
【００６２】
（面内電極構造）
本発明において、電極構造の基本的な構成は、電極形成面内において、第１導電型層１１の露出部２３に電極１として、電極パッド部１ｂと、そこから延伸した電極延伸部１ａと、を有し、電極１は、露出部２３の一部領域に電極形成領域２２に設けられ、主に電極延伸部１ａにより発光構造部２１が一部分離されて、第２導電型層１２には、電極２がその露出部２６に設けられ、発光構造部２１内に形成される。
【００６３】
ここで、図１９は、従来技術と本発明の発光素子とを対比して説明する平面模式図であり、図１９（ａ）の従来技術では、第１電極５が、第１導電型層の電極形成部２２に設けられ、パッド部５ｂと、発光領域３１、及び発光構造部２１を一部分離して延伸する延伸電極部５ａと、各延伸電極部５ａを発光領域３１面内で間隔を広げるための電極部５ｃが互いに連結されて形成されており、他方、第２導電型層の電極２とその上に設けられる電極６は、パッド部６ｂと、そこから発光領域３１内に延伸する電極延伸部６ａと、各延伸電極部６ａ間の間隔を広げる電極部６ｃが互いに連結されて形成されている。各電極５，６の各電極部はほぼ等間隔となるように配置され、発光領域３１（発光構造部２１）内で互いに対向してほぼ並行で交互に配置される延伸電極部５ａ、６ａは、発光領域３１を囲むように延伸する電極部５ｃ、６ｃを介してパッド部５ｂ、６ｂに接続されている。従来の構造として他の例は、図１９（ｂ）に示すように、各パッド部５ｂ、６ｂを、実線の丸及び四角として示されるように、図１９（ａ）における電極部５ａと５ｃとの間、６ａと６ｃとの間の角部、に設けて、各パッド部５ｂ、６ｂ間に電極部５ｃ、６ｃが配置された構造となる。本発明の発光素子では、図１９（ｃ）に示すように、第１電極１のパッド部１ｂ間の電極が点線で示されるように除去され、パッド部１ｂから発光領域３１（発光構造部２１）内に延伸する延伸電極部１ａで構成される。従って、第１導電型層１１の露出部２２に第１電極１のパッド部形成領域３２にそれぞれ分離されたパッド部１ｂを有し、そのパッド部から、パッド部形成領域３２に分離された発光領域３１内にまで延伸する延伸電極部１ａをそれぞれ備えている。また、第２導電型層１３には、電極２と、その上の電極３、各パッド部３ｂ間の電極部を除去して、各パッド部３ｂから発光領域３１に延伸する延伸電極部３ａが設けられ、さらに各延伸電極部１ｂ、３ｂは、互いに対向してほぼ平行に配置され、好ましくは等間隔に配置されている。
【００６４】
図１９（ｄ）では、さらに好ましい形態を示すものであり、第１電極１のパッド部形成領域３２から分離された発光領域３１には、延伸電極形成領域３３が設けられて、パッド部１ｂから延伸して電極部１ａが形成される領域であり、第３電極の延伸電極形成領域３５に少なくとも一部が重なって形成される。また、第３電極のパッド部形成領域３４が、延伸電極形成領域３３，３５を第１電極パッド部形成領域３２とで挟むように設けられている。このように各パッド部形成領域が発光領域３１、延伸電極形成領域３３，３５、延伸電極部１ａ，３ａを挟むように、好ましくはそれぞれが素子構造部の側面に沿って形成されることで、素子構造全体に広げて、発光領域３１を配置でき、また電極延伸部間の発光領域３６を広くとることができ、発光出力を向上できる。また延伸電極部１ａ，３ａ間の発光領域３６は、図に示すように、パッド部３ｂ間の発光領域３８に連結してそれぞれの領域３６が連続して形成されることで、延伸電極部１ａ端部からの電流拡散で好適に発光させることができ好ましい。さらに、図１９（ｅ）では、図１９（ｄ）において点線部に示すように、各延伸電極部１ａ，３ａをさらに延伸させることで、発光面積を大きくし、出力が向上できる。具体的には、発光構造部２１を第１電極パッド部形成領域３２内にまで設けて、パッド部１ｂ間に設けることであり、第１電極１の延伸部１ａと電極形成領域２３を延伸させて、第３電極パッド部３ｂ形成領域３４まで延伸させて、パッド部３ｂ間に延伸させて設けることである。
【００６５】
上記実施形態において、ｎ電極１、ｐ電極２はそれぞれ第１電極１、第２電極２に該当し、ｎ型層１１、ｐ型層１３はそれぞれ第１導電型層１１、第２導電型層１２に該当して、適用される。
（第１電極１）
本発明の発光素子において、基本的な構成は、第１電極１のパッド部１ｂが離間されて複数形成されるパッド部形成領域３２から、発光領域３１内に延伸させた延伸電極部１ａがそれぞれ設けられた構造となる。第１電極１のパッド部１ｂの形成領域３２は、図１９、９などに示すように直線状に形成されて、直線状に配列されたパッド部１ｂとすることが好ましいが、このほか形成領域３２として、一部屈曲、湾曲したり、連続直線のように多段的に折れ曲がる形状であったり、素子構造１０１面内で広げるように延伸させたような形状でも良い。また、複数のパッド部形成領域３２が設けられても良いが、好ましくは１つの発光領域３１に対して１つとすること、更に好ましくは発光領域３１（発光構造部２１）、形成領域３２をそれぞれ１つとすることで、発光領域３１とパッド部形成領域３２とを面内で配置しやすく、また、発光領域３２内で延伸電極部１ａにより好適な均一発光が実現され好ましい。
【００６６】
また、第１電極１は、第１導電型層１１の露出部２３の少なくとも一部に電極形成領域２２として形成され、発光構造部２１と分離されて設けられ、オーミック接触用として第２導電型層１１内に電流注入する。第１導電型層１１の露出部２３は、図９、１０に示すように、発光領域３１（構造部２１）を囲むように素子構造部１０１の端部に設けられていても良く、基板１０を素子端部で露出させて、図１０（ｂ）、（ｃ）に示すように、第１導電型層１１の側面２４を傾斜させて、光反射部として機能させることができ、この場合、発光構造部２１の側面よりも、側面２４における電極形成面、基板面の法線方向に対する角度を、大きくすることで、第１導電型層１１内を横方向に伝搬する光を効率的に取り出すことができ好ましい。また、露出部２３は、素子動作部２７内において、発光構造部２１に対して、第１電極１から露出させて設けることで、光取り出し溝として機能させることもでき、またそのような電極１から露出された領域において凸部、例えば、電流注入されない非発光構造部として凸部を設けると、反射機能、光取り出し端部に寄与する。
【００６７】
第１電極１の延伸部１ａは、上述したように発光構造部２１、発光領域３１内に、パッド部形成領域３２から延伸して形成され、発光構造部２１に電流拡散、注入する機能を有する。延伸電極１ａは、パッド部１ｂとの関係において、パッド部１ｂ間の長さよりも長く延伸させて形成することで、延伸電極部１ａ形成領域３３を大きくでき、尚かつ発光領域３１の発光を均一なものとして、形成できるため、好ましい。上記第１導電型層１１内の面内拡散層、第２導電型層１２内及び第２（３）電極の面内拡散、具体的にはシート抵抗を適宜調整することで、第１電極、第２，３電極間隔を調整して、所望の拡散状態の発光素子とできる。
【００６８】
図９、１９に観るように、発光構造部２１外部の延伸電極部１ａは、内部の延伸電極部１ａより長く形成することが好ましく、これにより、外部を囲む第１電極１の延伸電極部１ａにおいて、電流を広げることができる。
第１電極１は、パッド部１ｂ、延伸電極部１ａとも同じ電極構造としても良く、別々に、例えば、オーミック接触用の電極として電極１の形状で形成して、パッド部１ｂにのみパッド電極を形成する構造として、形成しても良い。また、図９，１０におけるパッド部１ｂ、３ｂは、図示していないが、基板上の素子構造表面を覆う絶縁膜の開口部を示すものであり、上記実施形態に示すように、パッド部１ｂ、延伸部１ａを同一構造として形成している。
【００６９】
また、パッド部１ｂは、延伸電極部１ａの端部に形成されると、上記形成領域３２、２２と発光領域３１との配置を好適なものとでき好ましい。さらに好ましくはパッド部１ｂから一方向に延伸して形成されることで、発光領域３２において、好適な電流拡散、発光が実現され好ましい。
【００７０】
（第２，３電極）
第２電極は、上述したように、発光構造部２１内の第２導電型層１３の露出部２６のほぼ全面に形成されることで、発光構造部２１において面内に電流拡散させる拡散層として機能させることができる。第２導電型層１３内に電流拡散層を設ける場合には、面内に拡散させる第２電極２が不要となり、第２，３電極を１つの電極とすることができる。窒化物半導体においてはｐ型層における面内拡散が不十分となる場合が多いため、外部と接続させる第３電極３と、第３電極３を面内に拡散するようにそれよりも広い電極形成面を有する第２電極２を設けることが良い。
【００７１】
第２電極２は、上述したように透光性電極として設けることが好ましく、図１１〜１４に示すように、基板１０側を光り取り出し面とする場合には、透光性電極の上に反射膜を設けたり、透光性電極層の上に反射性電極層を設けた電極構造としたり、反射性電極とすることができる。光取り出し面を基板１０側、第２導電型層１３とする場合のいずれでも、好ましくは第２電極２を透光性電極とすること、若しくは透光性電極層を有することが好ましい。
【００７２】
電極材料としては、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、窒化物などがあり、導電性の金属酸化物（酸化物半導体）も、錫をドーピングした厚さ５０Å〜１０μｍの酸化インジウム（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ；ＩＴＯ）、ＺｎＯ、Ｉｎ２Ｏ３、またはＳｎＯ２が挙げられ、透光性に有利なことから好適に用いられる。金属層の場合には、透光性が確保される薄膜で形成することができる。電極の形状としては、特に限定されないが、透光性の層を面状に形成した電極層であっても良く、図９に示すように、矩形状の開口部２ｂを有する格子状、ストライプ状など開口部を有する電極形状としても良い。
【００７３】
第３電極３は、上述したように、第１電極と同様に、パッド部３ｂ、延伸電極部３ａとして形成することができ、その時、第１電極１、特に延伸電極部１ａとの間、若しくはそれを挟むように形成し、好ましくは両電極１，３がほぼ平行に、さらに好ましくは等間隔で形成されることで、好適な発光領域３７が形成されて発光領域３２、発光構造部２１において均一な発光が得られる。
【００７４】
さらにまた、図１１（ｂ）、図１７（ａ）に示すように、パッド部３ｂを複数設ける形態でも良く、好ましくは、延伸電極部３ａとして機能するように、配列方向３ｘでもって配列されることが好ましい。このとき、図に示すような１列状に配置されるほか、ジグザグ状、２列など、第１電極１の延伸電極部１ａ間で、延伸電極部３ａに近似されるような配列であれば良い。分離された第３電極３として形成される場合には、素子１００側で、さらにそれらを電気的に接続する配線を備えても良いが、好適には、図１１（ｂ）とその断面図１２（ｄ）に示すように、積層基体１０４側の電極１１４で互いに電極を接続することで、構造を簡略化でき、発光素子１００の機能を高めることができ好ましい。
【００７５】
ここで、図１７は第２，３電極の実施形態を説明するものであり、上述したとおり、パッド部３ｂを列状３ｘに配列して延伸電極部３ａとしてもよく（図１７ａ）、電極開口部２ａと、電極形成部２ｂとで電極２を形成しても良く（図１７ｂ）、図１７（ｄ）に示すように、電極２を一部開口２ｂさせて、開口部２ｂと電極２上に跨って第３電極３を形成することもでき、酸化物などの化合物電極の場合には、第３電極の接着性を向上させることができる。また、このような開口部２ｂを充填する第３電極３の形態としては、図１７（ｅ）に示すように、第２導電型層１３に凹部１５を設けて開口させて、電極開口部２ｂと共に、第３電極３を開口部２ｂと電極２上に跨って形成することもできる。
【００７６】
また、第２電極２は、発光構造部２１に設けられるため、光取り出し、反射が有効となるように、透光性、反射性を好適に機能するには、透光性の大きい電極とするか、透過性（開口部２ｂ）の電極とすることがいずれの光取り出し方向においても有用であり、このとき、図１７（ａ）に示すように電極形成部２６の光取り出し面を凹凸部１５とする方法、図１７（ｃ）、（ｅ）に示すように、電極２開口部２ｂに対応して、第２導電型層１３にも凹部１５ａを設けて、凸部上面１５ｃ（電極材料界面）と凹部底面１５ａ（保護膜、絶縁膜材料界面）とで、異なる材料間の界面が形成されて、好適な光取り出し、反射に寄与し、また、側面１５ｂの傾斜角を大きくすることにより、側面での反射が強まり、光取り出し効率が向上する。このような凹凸部１５は、素子構造１０１の端面、側面のいずれに形成しても良く、例えば図１０に示すように基板１０に凹凸加工１５を施して、素子構造１０１を積層させることで、基板１０と素子構造の半導体との間で凹凸界面を形成させることもできる。このような凹凸面１５を形成することが、本発明の発光素子において、光取り出しが向上し、出力が向上し、好ましい。
【００７７】
ここで、第１電極１と第３電極、若しくは、第１電極と、第２電極及び第３電極とを同一構造、材料の電極として、同時に形成することもできる。具体的には、露出部２３側から順に、Ｔｉ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｌなどのように、第１導電型層とのオーミック用と密着用としてのＴｉ層（第１層）とパッド用のパッド層（第２層）として金、Ａｌ、白金族の構成、また、オーミック用の第１層（例えば、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉが第１導電型層とのオーミック接触に好ましい）と、パッド用の第２層との間にバリア層として、高融点金属層（Ｗ、Ｍｏ、白金族）を設ける構造、例えばＷ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｒｈ（第２層ａ）／Ｐｔ（第２層ｂ）／Ａｕ、が用いられる。特に、反射性、バリア性に優れるＲｈを第２層に用いると、光取り出し効率が向上して好ましい。また、第２導電型層１３のオーミック用の第２電極２としては、露出部２６側から順に、Ｎｉ／Ａｕ、Ｃｏ／Ａｕの他、ＩＴＯなどの導電性酸化物、白金族元素の金属、Ｒｈ／Ｉｒ、Ｐｔ／Ｐｄなどが好適に用いられる。
【００７８】
実施形態３．
本発明における実施形態３としては、図９に示すように、電極形成面の平面図（ａ）と、その点線囲み部分を一部拡大して、電極２の構造を説明する平面図（ｂ）である。実施形態３では、実施形態２において、電極２を開口部２ｂと形成部２ａとで構成された透光性電極とし、また、図９（ｂ）に示すように、開口部２ｂは、発光構造部２１全体に均一に形成されるものではなく、第３電極３の形成領域は形成部２ａ２を設けて、露出部２６を被覆している構造として、オーミック性、密着性を高めた構造としている。また、実施形態２と異なり、延伸電極部１ａ、３ａが、発光構造部２１、領域３１内部より外部の方を長く形成して、外部は、その領域３１（２１）側面の一辺とほぼ同一な長さで辺に沿って形成されて、第１電極１の延伸部１ａが、パッド部３ｂ形成領域３４に、第３電極３延伸部３ａがパッド部１ｂ形成領域３２、にそれぞれ重なるように形成され、他方内部延伸部１ａ、３ａは、それぞれ各パッド部形成領域３２、３４間の延伸電極形成領域３３、３５内に端部を有して形成されている。
【００７９】
実施形態４．
実施形態４では、図１０に示すように、実施形態２とは、電極１、３の構造及び発光構造部２１の形状が実施形態３と同様であり、電極２が実施形態２と同様であり、さらに実施形態２，３と異なり、基板１０と素子構造部１０１の第１導電型層１１との界面に凹凸加工部１５が設けられ、さらに発光構造部２１外部の第２導電型層１１に、側面２４が傾斜面として設けられて基板１０が露出された露出部２５がさらにその外部に設けられた構造となっている。これにより、凹凸部１５により基板界面で光が乱反射されて取り出し効率が向上し、さらに傾斜側面２４により、第１導電型層１１内を主に横方向に伝搬する光を反射させて、基板側からの光取り出しに寄与して、出力が向上する。
【００８０】
実施形態５．
実施形態５では、図１１の発光素子１００の電極形成面で積層基体１０４に接合した素子積層体１０３を基板１０側からの平面図と、図１１における各断面図を示す図１２，１３に示すように、発光素子１００を素子積層体として、素子側で分離された第１電極１（パッド部１ｂ）を、基体１０４側電極１１２で互いに接続し、分離された第３電極３（パッド部３ｂ）も同様に基体１０４側で互いに電気的に接続されて、実装、接合されている。基体１０４側電極１１２は、発光素子１００側電極１，３（２）に対応して、互いに絶縁膜１１１などで絶縁分離されて設けられ、外部接続用の電極１１３が設けられている。
基体１０４に素子部１１５を設けても良く、ここでは、図１３（ａ）（図１１のＸ−Ｘ’断面図）の等価回路（ｂ）に示すように、電流保護素子（素子構造部１１５）として、ｐ型層（第１導電型層）１１５ａ、ｎ型層（第２導電型層）１１５ｂを設けている。ここでは、素子部１１５を基体１０４に１つだけ設けているが、２つ以上設けて外部（素子１００、実装基体２０１）の電極、基体１０４側配線などで接続される形態などでも良く、また、保護素子は、基体１０４上、発光装置２００内（載置部２２２）に実装して、発光素子にワイヤー接続、配線接続されても良い。
発光素子１００側電極１，３（２）と、基体１０４の電極１１２とは接合層１１４を介して接合しているが、素子１００側電極の一部と、若しくは基体１０４側電極１１２の一部と、を接合層の一部としても良く、パッド部１ｂ、３ｂに代えて接合層を形成しても良い。
【００８１】
また、基体１０４は、素子構造１１５を有しない通常のサブマウントでも良い。基体１０４と外部とは、接続用の電極１１３でワイヤー接続されても良く、基体１０４の素子構造部の電極、若しくは内部、外部を導通する電極層を、実装面側に形成して、電極１１３、接合層１１４として設けても良い。
【００８２】
（支持基板１７）
本発明の発光素子構造１００において、素子積層構造１０１の形成時に用いた成長用基板１を除去すること形態としても良く、具体的には、図１６（ｂ）、図１８（ｂ）に示すように、基板１、若しくは基板１と積層構造１０１との間に設けられた介在層１４の一部若しくは全部、又はそれらに加えて、第１導電型層１１の一部を除去領域１６として、除去することも可能であり、すなわち、素子正規層構造部１０１以外で不要な領域を除去することが可能である。具体的には、図１６（ｂ）に示すように、サブマウントなどの素子積層基体への接着・実装、図１８（ｂ）に示すように、支持基板１７に貼り合わせた状態で、研磨・研削除去、基板１上の一部積層部を、化学的な方法（エッチャント）による潮解、融解、レーザ照射（レーザアブレーション）による分解で、除去部１７と素子積層構造部１０１とを分離させる方法、機械的な研磨・外力を加えて面内、素子構造内において基板１と素子積層構造部１０１との間での応力、歪による層破壊などによる剥離などの方法、及びそれらの方法の組合せにより除去することができる。
【００８３】
好ましくは、支持基板１７に、接合層１８などを介して貼り合わせることによる転写でもって、基板１などの除去部１７として除去することが好ましい。このとき、支持基板１７の材料としては、その目的により種々の材料を用いることができ、素子の放熱性を高めるためには、放熱用の基板として、ＡｌＮ、ＢＮ、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、Ｓｉ、Ｃ（ダイヤモンド）が好適に用いられる。その他の材料としては、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＺｎＯ等の半導体から成る半導体基板、又は、金属単体基板、又は相互に非固溶あるいは固溶限界の小さい２種以上の金属の複合体から成る金属基板を用いることができ、金属材料として具体的にはＡｇ，Ｃｕ，Ａｕ，Ｐｔ等の高導電性金属から選択された１種以上の金属と、Ｗ，Ｍｏ，Ｃｒ，Ｎｉ等の高硬度の金属から選択された１種以上の金属と、から成るものを用いることができる。さらに、金属基板としては、Ｃｕ−ＷあるいはＣｕ−Ｍｏの複合体を用いることが好ましい。基板による発光素子の光の吸収・損失、素子構造１０１との接着性（素子構造１０１と基板１７若しくは実装部材料２０３との間の熱膨張係数差など）を考慮して、支持基板１７の材料、及び接着方法が選択され、基板１７側から光を取り出す場合には、透光性材料を選択し、また銀ペーストなどの透光性の接着層１８若しくは接着層を介さない接着方法により、光損失が少なくなるような構造とし、また、除去部１６側を光り取り出し方向とする場合には、接着層１８若しくは基板１７、又は積層構造１０１の一部に、Ａｌ、Ａｇなどの反射膜を設けるなどして、外部取り出し効率を高めると良い。また、図１８（ｂ）に示すように、半導体層積層順序が転写により逆転する場合に本発明は、図中矢印にて示すように第１，２導電型層１１，１３を逆転させて本発明における素子構造とすることはいうまでもない。
【００８４】
（接合層１８、接合層１１４、接着部材２０４）
支持基板１７と素子構造１０１との接着、素子構造１０１（１００）と積層基体１０３との接着、発光素子１００、支持基板１７、積層基体１０３と発光装置２００の実装基体２０１（収納部２０２）との接着、接合において、接合層１８、（１１４）、接着部材２０４を用いることができる。その材料、構造としては、Ａｇペースト、カーボンペースト、ＩＴＯペーストのような混合、複合組成物（有機物）、半田材料の他、発光素子１００からの放熱性を考慮して、耐熱性に優れた材料、構造として、Ａｕ、Ｓｎ、Ｐｄ、Ｉｎ等の金属若しくはその積層体並びに合金などが、本発明の大面積、大電流駆動で高発熱性の素子に効果的である。第１及び第２の共晶形成層の組合せは、Ａｕ−Ｓｎ、Ｓｎ−Ｐｄ、又はＩｎ−Ｐｄが好ましい。さらに好ましくは、第１の共晶形成層にＳｎを、そして第２の共晶形成層にＡｕを用いる組合せである。そのほかに、金属バンプ、Ａｕ−Ａｕ接合などの金属接合なども用いることができる。
【００８５】
またこのような接合層は、下地側（基板１、素子構造１０１表面、支持基板１７、実装基体２０１、積層基体１０１）に、密着性の良い層のメタライジング層などを介したり、上記発光素子の光反射のために反射層などを介したりして、共晶膜、共晶多層膜、合金膜などの接着膜（接合層）を形成したり、その表面側に酸化防止の表面保護膜を設けても良く、また、接着側の実装側にもメタライジング層（密着性の層）、表面保護層、接着膜（接合層）を形成して、両者が接着・接合されても良い。
【００８６】
具体例としては、図１５に示すように、発光素子１００の基板（サファイア）１０と実装部２０２の底面に接合層２０４としては、基板側から順に、Ａｌ（０．２μｍ、反射層）／Ｗ（０．２μｍ）／Ｐｔ（０．２μｍ）と、その上にＡｕ（０．３μｍ）／Ｓｎ（０．２μｍ）を７対と再表面のＡｕ（１０ｎｍ）層を形成して、実装部２０２側にもＡｕ層を形成して、加熱して圧着して接着層２０４により発光素子１００を接着する。図１８において、素子構造１０１を支持基板１７に貼り合わせる接合層１８の具体例として、第２導電型層（ｐ型層）のｐ側電極の上に、Ｎｉ−Ｐｔ−Ａｕ−Ｓｎ−Ａｕの多層膜を、膜厚０．２μｍ−０．３μｍ−０．３μｍ−３．０μｍ−０．１μｍ  膜厚が２００μｍで、Ｃｕ３０％とＷ７０％の複合体から成る金属基板１７を用い、その金属基板の表面に、Ｔｉから成る密着層、Ｐｔから成るバリア層、そしてＡｕから成る第２の共晶形成層を、この順で、膜厚０．２μｍ−０．３μｍ−１．２μｍに形成して、加熱して圧着する。
【００８７】
（素子積層体１０３）
本発明において、上記発光素子を発光装置２００に実装する場合に、図１１〜１４に示すように、ヒートシンク、サブマウントなどの積層基体１０４に、発光素子１００を実装して、素子の実装積層体として、素子積層体１０３を形成しても良い。このとき、発光素子１００を積層実装する基体１０４の材料としては、上記支持基板と同様であり、その目的、例えば、放熱性、光取り出し構造、を考慮して選択される。また、このような素子積層体１０３は、発光素子１００との接合面に対向する面側を実装側として、発光装置２００の実装部２０２に接合される。
【００８８】
本発明の積層基体１０４には、発光素子１００の電極形成面側に対向して接合する場合には、発光素子１００側の電極１〜３に対応して、基体１０４側に電極構造１１２ａ，ｂが設けられ、発光素子１００の電極形成面と対向する面側（基板１０）に対向して基体１０４に接合する場合には、基体１０４側電極は不要であり、接合用の接着層などが設けられるが、発光素子１００とワイヤー接続用の電極を設けても良い。基体１０４側電極１１２は、図に示すように、発光素子１０との接合面側にのみ設けられていても良く、接合面に対向する実装面側にまで回り込む実装側電極、実装面側に設けられた基体素子１０４の電極１１４、基体１０４に貫通孔、ビアホールを設けて発光素子１００の接合面側から実装面側に連通、連結若しくは電気的に接合させた実装面側電極が設けられても良い。
【００８９】
また、図では１つの発光素子１０１を１つの積層基体１０４に実装しているが、発光素子１０１を複数集積して１つの積層基体１０４に、基体１０４側配線電極により並列、直列、両者混合で接続させ、実装した積層体１０３としても良く、１つの発光素子１０１に対し複数の積層基体１０４を、例えば異なる機能の素子を基体としても良く、またこれらの組合せでも良く、さらに、発光素子１０１、積層基体（素子）１０３を縦方向に、いずれかを複数積層した素子積層体１０３を形成しても良い。
【００９０】
発光素子１００は、図１４に示すように、被覆膜１０５で覆われていても良く、その組成物としては、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭＳｉＯ3（なお、Ｍとしては、Ｚｎ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｙ、Ｓｎ、Ｐｂ、などが挙げられる。）などの透光性無機部材であり、蛍光体（光変換部材１０６）を含有させたものも好適に用いられる。これらの透光性無機部材により蛍光体同士が結着され、さらに蛍光体は層状にＬＥＤ１００や支持体１０４上に堆積され結着される。このほかに被覆層としては、素子構造１００を被覆する絶縁保護膜の他、反射膜（Ａｌ、Ａｇなど）を設けても良く、ＤＢＲなどを形成しても良い。
【００９１】
（光変換部材１０６，層２３１）
光変換部材１０６、若しくは発光装置２００内の光変換層２３１は、発光素子１００の光を一部吸収して、異なる波長の光を発光するものであり、蛍光体を含有したものを用いることができる。このような光変換部材１０６、光変換層２３１は、上記のように発光素子１００一部若しくは全体、又はそれに加えて積層基体１０４の一部に被覆して、被覆膜１０５として形成されてもよい。蛍光体のバインダーとしては、少なくともＳｉ、Ａｌ、Ｇａ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｐ、Ｂ、Ｚｒ、Ｙ、Ｓｎ、Ｐｂ、あるいはアルカリ土類金属の群から選択される１種以上の元素を含む酸化物及び水酸化物は、少なくともＳｉ、Ａｌ、Ｇａ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｐ、Ｂ、Ｚｒ、Ｙ、Ｓｎ、Ｐｂ、あるいはアルカリ土類金属の群から選択される１種以上の元素を含む有機金属化合物（好ましくはさらに酸素を含む）により生成される。ここで、有機金属化合物には、アルキル基，アリール基を含む化合物等が含まれる。このような有機金属化合物として、例えば金属アルコキシド、金属ジケトナート、金属ジケトナート錯体、カルボン酸金属塩等が挙げられる。
【００９２】
また、図１５に示すように、発光装置２００の封止部材２３０の一部として設けられても良く、図に示すように発光素子１００に離間して、封止部材２３０ａ上、若しくは２３０ｂとの間に設けられた層２３１として形成されても良く、封止部材２３０内に分散して光変換部材を含有して、封止部材２３０を光変換層２３１としても良く、装置基体２２０、実装基体２０１、凹部収納部２０２内に沈降層として設けられても良い。
【００９３】
本発明の光変換部材に用いられる蛍光体は、発光素子から放出された可視光や紫外光を他の発光波長に変換するためのものであり、素子構造１０１の半導体発光層から発光された光で励起されて発光する蛍光体などで、蛍光体として紫外光、可視光により励起されて所定の色の光を発生する蛍光体も用いることができる。
【００９４】
具体的な蛍光体としては、銅で付活された硫化カドミ亜鉛やセリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（以下、「ＹＡＧ系蛍光体」と呼ぶ。）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（Ｒｅ1-xＳｍx）3（Ａｌ1-yＧａy）5Ｏ12：Ｃｅ（０≦ｘ＜１、０≦ｙ≦１、但し、Ｒｅは、Ｙ，Ｇｄ,Ｌａからなる群より選択される少なくとも一種の元素である。）などが好ましい。この蛍光体は、ガーネット構造のため、熱、光及び水分に強く、励起スペクトルのピークが４７０ｎｍ付近などにさせることができる。また、発光ピークも５３０ｎｍ付近にあり７２０ｎｍまで裾を引くブロードな発光スペクトルを持たせることができる。本発明において、蛍光体は、２種類以上の蛍光体を混合させてもよい。即ち、Ａｌ、Ｇａ、Ｙ、Ｌａ及びＧｄやＳｍの含有量が異なる２種類以上の（Ｒｅ1-xＳｍx）3（Ａｌ1-yＧａy）5Ｏ12：Ｃｅ蛍光体を混合させてＲＧＢの波長成分を増やすことができる。半導体発光素子の発光波長には、バラツキが生ずるものがあるため２種類以上の蛍光体を混合調整させて所望の白色系の混色光などを得ることができる。具体的には、発光素子の発光波長に合わせて色度点の異なる蛍光体の量を調整し含有させることでその蛍光体間と発光素子で結ばれる色度図上の任意の点を発光させることができる。蛍光体は、発光装置の表面上において一層からなる被覆層１０５、光変換部層２２１、部材１０６中に二種類以上存在してもよいし、二層からなるコーティング層中にそれぞれ一種類あるいは二種類以上存在してもよい。このようにすると、異なる蛍光体からの光の混色による白色光が得られる。この場合、各蛍光物質から発光される光をより良く混色しかつ色ムラを減少させるために、各蛍光体の平均粒径及び形状は類似していることが好ましい。ＹＡＧ系蛍光体に代表されるアルミニウム・ガーネット系蛍光体と、赤色系の光を発光可能な蛍光体、特に窒化物系蛍光体とを組み合わせたものを使用することもできる。これらのＹＡＧ系蛍光体および窒化物系蛍光体は、混合して被覆層中に含有させてもよいし、複数の層から構成される被覆層中に別々に含有させてもよい。以下、それぞれの蛍光体について詳細に説明していく。
【００９５】
本実施の形態に用いられるアルミニウム・ガーネット系蛍光体とは、Ａｌを含み、かつＹ、Ｌｕ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｅｕ及びＳｍから選択された少なくとも一つの元素と、Ｇａ及びＩｎから選択された一つの元素とを含み、希土類元素から選択された少なくとも一つの元素で付活された蛍光体であり、ＬＥＤチップ１０１から発光された可視光や紫外線で励起されて発光する蛍光体である。例えば、上述したＹＡＧ系蛍光体の他、Ｔｂ２．９５Ｃｅ０．０５Ａｌ５Ｏ１２、Ｙ２．９０Ｃｅ０．０５Ｔｂ０．０５Ａｌ５Ｏ１２、Ｙ２．９４Ｃｅ０．０５Ｐｒ０．０１Ａｌ５Ｏ１２、Ｙ２．９０Ｃｅ０．０５Ｐｒ０．０５Ａｌ５Ｏ１２等が挙げられる。これらのうち、特に本実施の形態において、Ｙを含み、かつＣｅあるいはＰｒで付活され組成の異なる２種類以上のイットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光体が利用される。
【００９６】
発光層に窒化物系化合物半導体を用いた発光素子から発光した青色系の光と、青色光を吸収させるためボディーカラーが黄色である蛍光体から発光する緑色系及び赤色系の光と、或いは、黄色系の光であってより緑色系及びより赤色系の光を混色表示させると所望の白色系発光色表示を行うことができる。発光装置はこの混色を起こさせるために蛍光体の粉体やバルクをエポキシ樹脂、アクリル樹脂或いはシリコーン樹脂などの各種樹脂や酸化珪素、酸化アルミニウムなどの透光性無機物中に含有させることもできる。このように蛍光体が含有されたものは、ＬＥＤチップからの光が透過する程度に薄く形成させたドット状のものや層状ものなど用途に応じて種々用いることができる。蛍光体と透光性無機物との比率や塗布、充填量を種々調整すること及び発光素子の発光波長を選択することにより白色を含め電球色など任意の色調を提供させることができる。
【００９７】
また、２種類以上の蛍光体をそれぞれ発光素子からの入射光に対して順に配置させることによって効率よく発光可能な発光装置とすることができる。即ち、反射部材を有する発光素子上には、長波長側に吸収波長があり長波長に発光可能な蛍光体が含有された色変換部材と、それよりも長波長側に吸収波長がありより長波長に発光可能な色変換部材とを積層などさせることで反射光を有効利用することができる。また、発光ピーク波長λｐも５１０ｎｍ付近にあり７００ｎｍ付近まで裾を引くブロードな発光スペクトルを持つ。一方、セリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光体である赤色系が発光可能なＹＡＧ系蛍光体でも、ガーネット構造であり熱、光及び水分に強く、励起吸収スペクトルのピーク波長が４２０ｎｍから４７０ｎｍ付近にさせることができる。また、発光ピーク波長λｐが６００ｎｍ付近にあり７５０ｎｍ付近まで裾を引くブロードな発光スペクトルを持つ。
【００９８】
ガーネット構造を持ったＹＡＧ系蛍光体の組成の内、Ａｌの一部をＧａで置換することで発光スペクトルが短波長側にシフトし、また組成のＹの一部をＧｄ及び／又はＬａで置換することで、発光スペクトルが長波長側へシフトする。このように組成を変化することで発光色を連続的に調節することが可能である。したがって、長波長側の強度がＧｄの組成比で連続的に変えられるなど窒化物半導体の青色系発光を利用して白色系発光に変換するための理想条件を備えている。
【００９９】
（窒化物系蛍光体）
本発明で使用される蛍光体は、Ｎを含み、かつＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、及びＺｎから選択された少なくとも一つの元素と、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆから選択された少なくとも一つの元素とを含み、希土類元素から選択された少なくとも一つの元素で付活された窒化物系蛍光体も用いることができる。また、本実施の形態に用いられる窒化物系蛍光体としては、ＬＥＤチップ１０１から発光された可視光、紫外線、及びＹＡＧ系蛍光体からの発光を吸収することによって励起され発光する蛍光体をいう。
【０１００】
例えば、Ｃａ−Ｇｅ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｇｅ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｃａ−Ｇｅ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｃａ−Ｇｅ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｇｅ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｃａ−Ｇｅ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｂａ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｂａ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｂａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｂａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｃａ−Ｓｉ−Ｃ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｓｉ−Ｃ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｃａ−Ｓｉ−Ｃ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｃａ−Ｓｉ−Ｃ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｓｉ−Ｃ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｃａ−Ｓｉ−Ｃ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｍｇ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｍｇ−Ｃａ−Ｓｒ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｍｇ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｍｇ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｍｇ−Ｃａ−Ｓｒ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｍｇ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｃａ−Ｚｎ−Ｓｉ−Ｃ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｚｎ−Ｓｉ−Ｃ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｃａ−Ｚｎ−Ｓｉ−Ｃ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｃａ−Ｚｎ−Ｓｉ−Ｃ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｚｎ−Ｓｉ−Ｃ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｃａ−Ｚｎ−Ｓｉ−Ｃ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｍｇ−Ｚｎ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｍｇ−Ｃａ−Ｚｎ−Ｓｒ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｚｎ−Ｍｇ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｍｇ−Ｚｎ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｍｇ−Ｃａ−Ｚｎ−Ｓｒ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｍｇ−Ｚｎ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｃａ−Ｚｎ−Ｓｉ−Ｓｎ−Ｃ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｚｎ−Ｓｉ−Ｓｎ−Ｃ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｃａ−Ｚｎ−Ｓｉ−Ｓｎ−Ｃ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｃａ−Ｚｎ−Ｓｉ−Ｓｎ−Ｃ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｚｎ−Ｓｉ−Ｓｎ−Ｃ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｃａ−Ｚｎ−Ｓｉ−Ｓｎ−Ｃ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｍｇ−Ｚｎ−Ｓｉ−Ｓｎ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｍｇ−Ｃａ−Ｚｎ−Ｓｒ−Ｓｉ−Ｓｎ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｚｎ−Ｍｇ−Ｓｉ−Ｓｎ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｍｇ−Ｚｎ−Ｓｉ−Ｓｎ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｍｇ−Ｃａ−Ｚｎ−Ｓｒ−Ｓｉ−Ｓｎ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系、Ｓｒ−Ｍｇ−Ｚｎ−Ｓｉ−Ｓｎ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ，Ｚ系など種々の組合せの蛍光体を製造することができる。
【０１０１】
希土類元素であるＺは、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｌｕのうち少なくとも１種以上が含有されていることが好ましいが、Ｓｃ、Ｓｍ、Ｔｍ、Ｙｂが含有されていてもよい。これらの希土類元素は、単体の他、酸化物、イミド、アミド等の状態で原料中に混合する。希土類元素は、主に安定な３価の電子配置を有するが、Ｙｂ、Ｓｍ等は２価、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｔｂ等は４価の電子配置を有する。酸化物の希土類元素を用いた場合、酸素の関与が蛍光体の発光特性に影響を及ぼす。つまり酸素を含有することにより発光輝度の低下を生じる場合もある。その反面、残光を短くするなどの利点もある。但し、Ｍｎを用いた場合は、ＭｎとＯとのフラックス効果により粒径を大きくし、発光輝度の向上を図ることができる。
【０１０２】
本発明に係る蛍光体は、Ｍｎが添加された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系シリコンナイトライドである。この蛍光体の基本構成元素は、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。一般式中、Ｘ及びＹは、Ｘ＝２、Ｙ＝５又は、Ｘ＝１、Ｙ＝７であることが好ましいが、任意のものも使用できる。
【０１０３】
具体的には、基本構成元素は、Ｍｎが添加された（ＳｒＸＣａ１−Ｘ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、Ｃａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、ＳｒＸＣａ１−ＸＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ、ＳｒＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ、ＣａＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕで表される蛍光体を使用することが好ましいが、この蛍光体の組成中には、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ及びＮｉからなる群より選ばれる少なくとも１種以上が含有されていてもよい。但し、本発明は、この実施の形態及び実施例に限定されない。
【０１０４】
Ｌは、Ｓｒ、Ｃａ、ＳｒとＣａのいずれかである。ＳｒとＣａは、所望により配合比を変えることができる。
蛍光体の組成にＳｉを用いることにより安価で結晶性の良好な蛍光体を提供することができる。発光中心に希土類元素であるユウロピウムＥｕを用いる。ユウロピウムは、主に２価と３価のエネルギー準位を持つ。
【０１０５】
具体的な組成としては、Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｂａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｍｇ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｚｎ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、ＳｒＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｐｒ、ＢａＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｃｅ、ＭｇＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｃｅ、ＺｎＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｃｅ、Ｓｒ２Ｇｅ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｃｅ、Ｂａ２Ｇｅ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｍｇ２Ｇｅ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｚｎ２Ｇｅ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、ＳｒＧｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｃｅ、ＢａＧｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｐｒ、ＭｇＧｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｐｒ、ＺｎＧｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｃｅ、Ｓｒ１．８Ｃａ０．２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｂａ１．８Ｃａ０．２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｃｅ、Ｍｇ１．８Ｃａ０．２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｚｎ１．８Ｃａ０．２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ，Ｃｅ、Ｓｒ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｌａ、Ｂａ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｌａ、Ｍｇ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｎｄ、Ｚｎ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｎｄ、Ｓｒ０．８Ｃａ０．２Ｇｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｔｂ、Ｂａ０．８Ｃａ０．２Ｇｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｔｂ、Ｍｇ０．８Ｃａ０．２Ｇｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｚｎ０．８Ｃａ０．２Ｇｅ７Ｎ１０：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｓｒ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ６ＧｅＮ１０：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｂａ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ６ＧｅＮ１０：Ｅｕ，Ｐｒ、Ｍｇ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ６ＧｅＮ１０：Ｅｕ，Ｙ、Ｚｎ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ６ＧｅＮ１０：Ｅｕ，Ｙ、Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｐｒ、Ｂａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｐｒ、Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｔｂ、ＢａＧｅ７Ｎ１０：Ｃｅなどが製造できるがこれに限定されない。
【０１０６】
窒化物系蛍光体は、ＬＥＤチップ１００によって発光された青色光の一部を吸収して黄から赤色領域の光を発光する。窒化物系蛍光体をＹＡＧ系蛍光体と共に上記の構成を有する発光装置２００に使用して、ＬＥＤチップ１００により発光された青色光と、窒化物系蛍光体による黄色から赤色光とが混色により暖色系の白色系の混色光を発光する発光装置を提供する。窒化物系蛍光体の他に加える蛍光体には、セリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム酸化物蛍光物質が含有されていることが好ましい。前記イットリウム・アルミニウム酸化物蛍光物質を含有することにより、所望の色度に調節することができるからである。セリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム酸化物蛍光物質は、ＬＥＤチップ１０１により発光された青色光の一部を吸収して黄色領域の光を発光する。
【０１０７】
ここで、ＬＥＤチップ１００により発光された青色光と、イットリウム・アルミニウム酸化物蛍光物質の黄色光とが混色により青白い白色に発光する。従って、このイットリウム・アルミニウム酸化物蛍光物質と赤色発光する蛍光体とを、透光性を有するコーティング部材１０５中に一緒に混合し、ＬＥＤチップ１００により発光された青色光とを組み合わせることにより白色系の混色光を発光する発光装置を提供することができる。特に好ましいのは、色度が色度図における黒体放射の軌跡上に位置する白色の発光装置である。但し、所望の色温度の発光装置を提供するため、イットリウム・アルミニウム酸化物蛍光物質の蛍光体量と、赤色発光の蛍光体量を適宜変更することもできる。この白色系の混色光を発光する発光装置は、特殊演色評価数Ｒ９の改善を図っている。従来の青色発光素子とセリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム酸化物蛍光物質との組合せのみの白色系発光装置は、色温度Ｔｃｐ＝４６００Ｋ付近において特殊演色評価数Ｒ９がほぼ０に近く、赤み成分が不足していた。そのため特殊演色評価数Ｒ９を高めることが解決課題となっていたが、本発明において赤色発光の蛍光体をイットリウム・アルミニウム酸化物蛍光物質と共に用いることにより、色温度Ｔｃｐ＝４６００Ｋ付近において特殊演色評価数Ｒ９を４０付近まで高めることができる。
【０１０８】
（発光装置２００）
図１４は、本発明において、発光素子１００及びその積層体１０３を実装基体２０１に実装した発光装置２００であり、本発明の実施形態６に係る。発光装置２００は、装置基体２２０により、リード部２１０が固定され、リード部の一方をマウント・リード２１０として、実装基体２０１として機能し、その収納部（凹部）２０２内に発光素子１００（積層体１０４）が接合層１１４（接着層２０４）を介して実装され、凹部側面を反射部２０３とし、且つ、基体２０１は、放熱部２０５として機能させて外部放熱器に接続しても良い。また、装置基体２０２０には、光取り出し部２２３に開口して、テラス部２２２が基体２０１外部に設けられ、保護素子などの他の素子を実装しても良く、凹部２０２、基体２２０開口部には、透光性の封止部材２３０で封止され、また凹部２０２外部にも反射部２０３が設けられている。また、リード電極２１０は、基体２２０内部の内部リード２１１と、それを基体２２０外部に延在させた外部リード２１２により、外部と接続される。発光素子１００（積層体１０３）は、各リード２１０に、ワイヤー２５０接続、電気的接合２０４により電気的に接続される。
【０１０９】
実施形態７として、図１５に示すように、リード２１０と絶縁分離された実装基体２１０に発光素子１００を接着部材２０４により実装した発光装置２００であり、発光素子１００の収納基体２０１には反射部２０３を備え、放熱部２０５として外部放熱体に接続しても良く、発光素子１００は各内部リード２１１にワイヤー２５０接続され、リード２１０は外部に延在して外部に電気的に接続される。このように、実装基体２０１とリード２１０とを分離することで、熱設計に優れた発光装置とできる。また、発光装置には、光透過性の封止部材２３０で凹部２０２、基体２２０の反射部２２１、テラス部２２２を封止して、形成され、該封止部材２３０に光学的に光学レンズ部を接続して、若しくは光学レンズの形状に封止部材２３０を成形して、所望の光学系（レンズ）を設けることで、所望の指向性の発光を得ることができる。
【０１１０】
パッケージ２２０の凹部内表面２２１、２２２は、エンボス加工させて接着面積を増やしたり、プラズマ処理してモールド部材２３０との密着性を向上させたりすることもできる。また、パッケージ２２０の凹部は、図に示すようにその側面が開口方向に向かって広くなる形状（テーパー形状）を有していることが好ましい。このようにすると、発光素子から出光した光は凹部の側面２２１に反射してパッケージ正面に向かうため、光取り出し効率が向上するなどの効果がある。パッケージ２２０は、外部電極２１２と一体的に形成させてもよく、パッケージ２２０が複数に分かれ、はめ込みなどにより組み合わせて構成させてもよい。このようなパッケージ２２０は、インサート成形などにより比較的簡単に形成することができる。
【０１１１】
パッケージ材料としてポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ＡＢＳ樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ＰＢＴ樹脂等の樹脂やセラミック、金属などを用いることができる。紫外線を含む光を発光するＬＥＤチップを用いた発光装置を高出力で使用する場合、樹脂が紫外線によって劣化し、樹脂の黄変などによる発光効率低下や、機械的強度の低下による発光装置の寿命の低下などが生じることが考えられる。そこで、パッケージ材料として金属を使用することは、紫外線を含む光を発光するＬＥＤチップを高出力で使用した場合でも樹脂のようにパッケージが劣化することがないためより好ましい。
【０１１２】
また、パッケージ２２０を暗色系に着色させる着色剤としては種々の染料や顔料が好適に用いられる。具体的には、Ｃｒ2Ｏ3、ＭｎＯ2、Ｆｅ2Ｏ3やカーボンブラックなどが好適に挙げられる。
ＬＥＤチップ１００とパッケージ２２０との接着は熱硬化性樹脂などによって行うこともできる。具体的には、エポキシ樹脂、アクリル樹脂やイミド樹脂などが挙げられる。外部電極２１２としては、銅やリン青銅板表面に銀、パラジュウム或いは金などの金属メッキや半田メッキなどを施したものが好適に用いられる。ガラスエポキシ樹脂やセラミックなどの装置基体２２０上などに設けられた外部電極２１２としては、銅箔やタングステン層を形成させることができる。
【０１１３】
導電性ワイヤー２５０の直径は、好ましくは、φ１０μｍ以上、φ７０μｍ以下である。このような導電性ワイヤー２５０として具体的には、金、銅、白金、アルミニウム等の金属及びそれらの合金を用いた導電性ワイヤーが挙げられる。このような導電性ワイヤー２５０は、各ＬＥＤチップ１００の電極と、インナー・リード及びマウント・リードなどと、をワイヤーボンディング機器によって容易に接続させることができる。
【０１１４】
モールド部材２３０は、発光装置の使用用途に応じてＬＥＤチップ１００、導電性ワイヤー２５０、蛍光体が含有されたコーティング層２２１、１０５などを外部から保護するため、あるいは光取り出し効率を向上させるために設けることができる。モールド部材２３０は、各種樹脂や硝子（ガラス）などを用いて形成させることができる。モールド部材２３０の具体的材料としては、主としてエポキシ樹脂、ユリア樹脂、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好適に用いられる。また、モールド部材に拡散剤を含有させることによってＬＥＤチップ１００からの指向性を緩和させ視野角を増やすこともできる。このような、モールド部材２３０は、コーティング層の結着剤、バインダーと同じ材料を用いても良いし異なる材料としても良い。
【０１１５】
なお、金属パッケージを使用して、窒素ガスなどと共にＬＥＤチップ１００を気密封止する場合は、モールド部材２３０は本発明に必須の構成部材ではない。また、紫外線を発光するＬＥＤチップを使用して発光装置を形成する場合であっても、フッ素樹脂等のように紫外線に強い樹脂をモールド部材として使用することができる。
【０１１６】
また、他の発光装置２００として、金属製の基体２２０に実装部２０１（凹部２０２）を設けて発光素子１００（積層体１０３）を実装して、基体２２０に絶縁分離したリード２１０を設けて、窓部を備えたキャップとなる基体（金属製）で気密封止したもの、ＣＯＢのように、金属製などの基板上の凹部収納部２０２に直接発光素子１００を実装したものなどがある。
【０１１７】
発光素子１００（積層体１０３）の実装形態として、１つの収納部２０２（実装基体２０１）に複数の素子１００（１０３）を集積実装したもの、発光素子１００（１０３）を実装した基体２０１を複数設けて（基体２０１に複数の収納部２０２設けて）１つの装置基体２２０で成形したもの、などを挙げることができ、所望の特性に応じて設計することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明に係る実施の形態１の窒化物半導体素子の平面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ’線についての断面図である。
【図３】比較例の窒化物半導体素子の平面図である。
【図４】実施の形態１の窒化物半導体発光素子のＸ−Ｘ’線上における発光強度を示すグラフである。
【図５】比較例の窒化物半導体発光素子のＸ−Ｘ’線上における発光強度を示すグラフである。
【図６】実施の形態１及び比較例の窒化物半導体発光素子の発光面における発光強度分布を示すグラフである。
【図７】本発明に係る実施の形態２の窒化物半導体素子の平面図である。
【図８】実施の形態２の窒化物半導体発光素子のＸ−Ｘ’線上における発光強度を示すグラフである。
【図９】本発明に係る実施の形態３の発光素子の電極形成面における電極平面構造と、その電極２の部分拡大図（ｂ）を示す平面図である。
【図１０】本発明に係る実施の形態４の発光素子の電極形成面における電極平面構造を示す平面図と、そのＡ−Ａ線断面図（ｂ）と、その部分拡大断面図（ｃ）である。
【図１１】本発明の実施の形態５の発光素子を、積層基体に実装した積層体を示す平面図である。
【図１２】図１１のＣ−Ｃ’線断面図（ａ）、Ｂ−Ｂ’線断面図（ｂ）、Ａ−Ａ’線断面図（ｃ）、Ｄ−Ｄ’線断面図（ｄ）である。
【図１３】図１１のＸ−Ｘ’線断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態６の発光装置を説明する模式断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態７の発光装置を説明する模式断面図である。
【図１６】本発明に係る発光素子（ａ）及び素子積層体（ｂ）を説明する模式断面図である。
【図１７】本発明に係る電極２，３の実施形態を説明する模式的斜視図である。
【図１８】本発明に係る素子積層構造の実施形態を説明する模式断面図である。
【図１９】従来技術の素子構造（ａ）と、本発明に係る素子構造（ｃ）を比較して説明する電極形成面における模式平面図。
【符号の説明】
【０１１９】
１    第１導電型層側第１電極（ｎライン電極）、
１ａ    第１電極延伸電極部（ライン状オーミック電極、オーミック用電極）、１ｂ    第１電極電極パッド部（ｎパッド電極）、
２    第２導電型層側電極（ｐオーミック電極）、
３    電流拡散導体、３ａ    拡散ライン電極、
３ｂ    電極台座部（ｐパッド電極）、３ｃ    第２導電型層接触電極部、
３ｘ    電極配列方向、Ｓｎ    スリット、１０    （サファイア）基板、
１１    第１導電型層（ｎ型層）、１２    発光層（活性層）、
１３    第２導電型層（ｐ型層）、
１５    凹凸加工部（凹部底面１５ａ，凹部側面１５ｂ，凸部上面１５ｃ）、
１６    除去部、１７    支持基板、１８    接合層、１９    支持基板側電極、２１    発光構造部、２２    第１導電型層側電極形成部、
２３    第１導電型層側電極露出部（分離溝２３ａ）、
２４    第１導電型層側側面、２５    基板露出部、
２６    第２導電型層露出部、２７    素子動作部、３１    面内発光領域、
３２    第１電極パッド部形成領域、３３    第１電極延伸電極形成領域、
３４    第３電極パッド部形成領域、３５    第３電極延伸電極形成領域、
３６    発光領域（延伸電極［間、併設部］、
３７    発光領域（パッド部［第１電極］形成領域）、
３８    発光領域（電極間連結部、第３電極パッド部間）、
１００    発光素子構造体（素子チップ）、１０１    素子積層構造、
１０３    素子積層体、１０４    積層基体（保護素子・サブマウント）、
１０５    被覆膜、１０６    光変換部材、１１１    絶縁膜、
１１２    電極（発光素子接合用）、１１３    電極（外部接続用）、
１１４    接合層、１１５    素子構造部（第１導電型部１１５ａ、第２導電型部１１５ｂ）、２００    発光装置、２０１    実装基体（収納基体）、
２０２    収納部（凹部）、２０３    反射部、２０４    接着部材、
２０５    放熱部、２１０    リード電極、２１１    内部リード、
２１２    外部リード、２２０    装置基体、２２１    反射部、
２２２    実装外部テラス部（素子載置部）、２２３    光取出し部、
２３０    封止部材、２２１    光変換部材（層）（部材１０６）、
２４０    光学レンズ部、２５０    接続ワイヤー。
【図１】
2008135789.tif 000003
【図２】
2008135789.tif 000004
【図３】
2008135789.tif 000005
【図４】
2008135789.tif 000006
【図５】
2008135789.tif 000007
【図６】
2008135789.tif 000008
【図７】
2008135789.tif 000009
【図８】
2008135789.tif 000010
【図９】
2008135789.tif 000011
【図１０】
2008135789.tif 000012
【図１１】
2008135789.tif 000013
【図１２】
2008135789.tif 000014
【図１３】
2008135789.tif 000015
【図１４】
2008135789.tif 000016
【図１５】
2008135789.tif 000017
【図１６】
2008135789.tif 000018
【図１７】
2008135789.tif 000019
【図１８】
2008135789.tif 000020
【図１９】
2008135789.tif 000021