(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発光素子の製造方法であって、
第一半導体層と、活性層と、第二半導体層と、膜状の第一絶縁層とを順に積層した積層体を準備する工程と、
前記第一半導体層を露出させない非エッチング領域と対応する前記第一絶縁層上の領域をマスクで被覆し、前記第一半導体層が露出されるようにエッチングを行う工程と、
前記マスクを除去し、さらに膜状の第二絶縁層で、前記第一絶縁層の上面から前記第一半導体層の露出領域までを連続して被覆する工程と、
マスクを用いずに、少なくとも前記第一半導体層の露出領域を被覆する前記第二絶縁層を、前記第一半導体層が露出されるようにエッチングを行う工程と、
膜状の第一導電層で、前記第一半導体層が露出された領域から前記第一絶縁層の上までを連続して被覆する工程と、
を含み、
前記第一半導体層の露出領域を露出する工程において用いる前記マスクは、一の半導体発光素子に対して、開口部が複数、マトリックス状に形成されており、
前記開口部の大きさがΦ１０μｍ以下であり、前記開口部間の距離が４０μｍ以下である半導体発光素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体発光素子の製造方法であって、
前記第一絶縁層及び第二絶縁層が、同じ材料で構成されてなる半導体発光素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の半導体発光素子の製造方法であって、
前記第一絶縁層上に形成される前記第二絶縁層の膜厚は、前記第一絶縁層の膜厚の０．５倍以上１．５倍以下である半導体発光素子の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体発光素子の製造方法であって、
前記第二半導体層の上面に第二導電層が形成されており、
前記第二導電層の上に前記第一絶縁層が形成されている半導体発光素子の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の半導体発光素子の製造方法であって、
前記第一導電層及び前記第二導電層は透光性導電層であり、
前記第一導電層で被覆する工程の後に、
前記第一導電層に第一金属層を、前記第二導電層に第二金属層を、それぞれ設ける工程を有する半導体発光素子の製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の半導体発光素子の製造方法であって、
前記マスクの開口部が平面視で円形である半導体発光素子の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体発光素子の製造方法であって、
前記第一絶縁層及び第二絶縁層が、ＳｉＯ2で構成されてなる半導体発光装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の半導体発光素子の製造方法であって、
前記第一半導体層がｎ型窒化物半導体からなり、
前記第二半導体層がｐ型窒化物半導体からなる半導体発光素子の製造方法。
【請求項９】
第一半導体層と、
前記第一半導体層の上方に形成された活性層と、
前記活性層の上方に形成された、前記第一半導体層と導電型の異なる第二半導体層と、
少なくとも前記第二半導体層の上方に形成された膜状の絶縁層と、
前記第一半導体層と電気的に接続され、膜状の第一導電層を有する第一電極と、
前記第二半導体層と電気的に接続された第二電極と、
を備える半導体発光素子であって、
前記第二半導体層側に開口し、底面に前記第一半導体層が露出したマトリックス状に配置された複数の穴が所定の間隔で設けられており、
各穴において、
前記穴の側面から前記穴の上端周辺の前記第二半導体層上までが前記絶縁層で被覆されており、前記穴の側面に設けられた前記絶縁層の膜厚は、前記穴の底面側が前記穴の上端側よりも薄く、
さらに前記穴の底面から前記穴の上端周辺の前記絶縁層上まで連続して、前記第一導電層で被覆し、
前記各穴の大きさがΦ１０μｍ以下であり、隣接する穴間の距離が４０μｍ以下である半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）やレーザダイオード（Laser Diode：ＬＤ）等の半導体発光素子は、バックライト等に用いる各種光源、照明、信号機、大型ディスプレイ等に幅広く利用されている。近年は、このような発光素子の光出力を増した高出力化が求められており、このような要求に応えるべく一の基板上に形成される発光領域の面積が大きくなるような構成が利用されている。
【０００３】
このような半導体発光素子の一例としてＬＥＤを、図１０の平面図及び図１１の断面図に示す。この図に示すＬＥＤ９０は、成長基板上に成長されたｎ型半導体層９１、活性層９３、ｐ型半導体層９２の半導体積層体に対し、部分的にエッチングして穴９５を形成し、穴９５の底面においてｎ型半導体層９１を露出させている。さらにｐ型半導体層９２、ｎ型半導体層９１にそれぞれ、ｐ側電極９９、ｎ側電極９８を設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１２２５１８号公報
【特許文献２】特開平９−０２２８８２号公報
【特許文献３】特開２００９−０２６８６６号公報
【特許文献４】特開２００５−３２２７２２号公報
【特許文献５】特開２０１２−１３８４９９号公報
【特許文献６】特開２０１３−１３５２３４号公報
【特許文献７】特表２０１１−５１７１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この構成では電極同士を絶縁するため、図１１の拡大断面図に示すように、穴９５に絶縁膜９４を設け、マージンＭＧＮをある程度空ける必要がある。この結果、マージンＭＧＮが図１１の断面図において穴９５の左右でそれぞれ必要であることから、一つの穴９５でマージンＭＧＮが２倍必要となり、結果として無駄な面積が増えるという問題があった。すなわち、マージンＭＧＮにおいては通電されず、発光もしないため、非発光の無駄な領域となってしまい、ｎ型半導体層を露出させる領域の数が増えるほどこのような無駄な領域も大きくなって、面積あたりの発光効率の低下を招く。また、マージンＭＧＮの幅が増えると、ｐ側導電層９７がｐ型半導体層と接する部分とｎ側導電層９６がｎ型半導体層と接する部分の距離が長くなる。これにより、半導体層の横方向の抵抗成分が増大し、順方向駆動電圧Ｖｆの上昇に繋がり、発熱の増大や投入電力効率の低下を招くという問題もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一の側面に係る半導体発光素子の製造方法によれば、第一半導体層と、活性層と、第二半導体層と、膜状の第一絶縁層とを順に積層した積層体を準備する工程と、前記第一半導体層を露出させない非エッチング領域と対応する前記第一絶縁層上の領域をマスクで被覆し、前記第一半導体層が露出されるようにエッチングを行う工程と、前記マスクを除去し、さらに膜状の第二絶縁層で、前記第一絶縁層の上面から前記第一半導体層の露出領域までを連続して被覆する工程と、マスクを用いずに、少なくとも前記第一半導体層の露出領域を被覆する前記第二絶縁層を、前記第一半導体層が露出されるようにエッチングを行う工程と、膜状の第一導電層で、前記前記第一半導体層が露出された領域から前記第一絶縁層の上までを連続して被覆する工程とを含むことができる。また、前記第一半導体層の露出領域を露出する工程において用いる前記マスクは、一の半導体発光素子に対して、開口部が複数、マトリックス状に形成されており、前記開口部の大きさがΦ１０μｍ以下であり、前記開口部間の距離が４０μｍ以下とすることができる。
【０００７】
また、他の側面に係る半導体発光素子によれば、第一半導体層と、前記第一半導体層の上方に形成された活性層と、前記活性層の上方に形成された、前記第一半導体層と導電型の異なる第二半導体層と、少なくとも前記第二半導体層の上方に形成された膜状の絶縁層と、前記第一半導体層と電気的に接続され、膜状の第一導電層を有する第一電極と、前記第二半導体層と電気的に接続された第二電極と、を備える半導体発光素子であって、前記第二半導体層側に開口し、底面に前記第一半導体層が露出したマトリックス状に配置された複数の穴が所定の間隔で設けられており、各穴において、前記穴の側面から前記穴の上端周辺の前記第二半導体層上までが前記絶縁層で被覆されており、前記穴の側面に設けられた前記絶縁層の膜厚は、前記穴の底面側が前記穴の上端側よりも薄く、さらに前記穴の底面から前記穴の上端周辺の前記絶縁層上まで連続して、前記第一導電層で被覆することができる。また、前記各穴の大きさをΦ１０μｍ以下とし、隣接する穴間の距離を４０μｍ以下とすることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の実施形態に係る半導体発光素子及びその製造方法によれば、従来のように絶縁層をマスクを用いて形成する場合と比較して第一半導体層の露出領域における絶縁層の占有面積を小さくすることができる。これにより、発光面積を大きくできるので、高出力の素子を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係る半導体発光素子を示す平面図である。
【図２】図２は図１の半導体発光素子の穴を示す要部拡大断面図である。
【図３】図３は穴の内径とマージンの比率との関係を示すグラフである。
【図４】図４は本発明の一実施形態に係る半導体発光素子の製造工程を示す概略断面図である。
【図５】図５は本発明の一実施形態に係る半導体発光素子の製造工程を示す概略断面図である。
【図６】図６は本発明の一実施形態に係る半導体発光素子の製造工程を示す概略断面図である。
【図７】図７は本発明の一実施形態に係る半導体発光素子の製造工程を示す概略断面図である。
【図８】図８は本発明の一実施形態に係る半導体発光素子の製造工程を示す概略断面図である。
【図９】図９は実施例と比較例に係るＬＥＤの駆動電流と順方向電圧の関係を示すグラフである。
【図１０】図１０は従来のＬＥＤを示す平面図である。
【図１１】図１１は図１０のＬＥＤの拡大断面図である。
【図１２】図１２は従来のＬＥＤを示す断面図である。
【図１３】図１３は従来のＬＥＤを示す断面図である。
【図１４】図１４Ａは他の実施形態に係る半導体発光素子を示す平面図、図１４Ｂは図１４Ａの破線で示す領域の第二金属層を示す拡大水平断面図、図１４Ｃは図１４Ａの破線で示す領域の第一金属層を示す拡大水平断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明は以下のものに特定されない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施形態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に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。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。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。
（実施形態１）
【００１１】
本発明の実施形態１に係る半導体発光素子１００を、図１の平面図と、図２の要部拡大断面図に、それぞれ示す。これらの図に示す半導体発光素子１００は、積層体と、第一電極６と、第二電極７を備える。積層体は、第一半導体層１と、第一半導体層１上に形成された活性層３と、活性層３上に形成された、第一半導体層１と導電型の異なる第二半導体層２と、第二半導体層２上に形成された絶縁層１０とを備える。
【００１２】
第一半導体層１は、典型的にはｎ型半導体層、第二半導体層２はｐ型半導体層である。これら第一導電型の第一半導体層、活性層３及び第二導電型の第二半導体層には、例えば、ＩｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ＜１）で表される窒化物半導体を用いることができる。例えば、第一半導体層がｎ型窒化物半導体からなり、第二半導体層がｐ型窒化物半導体からなる。
【００１３】
第一電極６及び第二電極７は、例えば、Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ｎｉ，Ｗ，Ｍｏ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｃｕ等の金属又はこれらの金属の少なくとも1種を含む合金等から形成することができる。第一電極６及び第二電極７は、単層で形成できる他、例えば半導体層側からＴｉ／Ｒｈ／Ａｕ，Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ，Ｗ／Ｐｔ／Ａｕ，Ｒｈ／Ｐｔ／Ａｕ，Ｎｉ／Ｐｔ／Ａｕ，Ａｌ−Ｃｕ合金／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ，Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ，Ｔｉ／Ｒｈ，Ｔｉ／Ｒｈ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕなどの積層膜によって形成することができる。第一電極６及び第二電極７は、後述するように透光性導電層を含んでもよい。膜厚は、当該分野で用いられる膜の膜厚のいずれでもよい。
【００１４】
第一電極６は、第一半導体層１と電気的に接続され、少なくとも第一導電層２１を有する。一方第二電極７は、第二半導体層２と電気的に接続される。第二電極７は、第二半導体層２の上面に設けられた第二導電層２２を有する。第一導電層２１及び第二導電層２２は、透光性導電層とすることが好ましい。これにより、第一導電層２１及び第二導電層２２における光の吸収を低減することができる。この場合、第一導電層２１又は第二導電層２２を通過する光を半導体層側に反射できるように、第一導電層２１又は第二導電層２２の上（半導体層とは反対の側）に光反射性の膜を配置することが好ましい。例えば、第三絶縁層１３を誘電体多層膜で構成し、光反射性の膜とする。
（穴５）
【００１５】
積層体には、複数の穴５が所定の間隔で設けられている。穴５は、第二半導体層２側に開口し、底面において第一半導体層１が活性層３及び第２半導体層２から露出している。また各穴５において、穴５の側面から穴５の上端周辺の第二半導体層２上までが絶縁層１０で被覆されている。このように穴５の上端周辺において、第二導電層２２の上に絶縁層１０が配置されており、この絶縁層１０には、ＳｉＯ2層が利用できる。
【００１６】
このような構成を採用したことにより、従来のようにマスクを用いて絶縁層を形成する場合と比較して、第一半導体層の露出領域における絶縁層の占有面積を小さくすることができる。これにより、発光面積を大きくできるので、高出力の素子を実現することが可能となる。
【００１７】
従来、穴を形成して電極間を絶縁する構成として、図１１の断面図に示す構成が採用されていた。この構成では、穴９５においてマージンＭＧＮを設けている。具体的には、絶縁膜９４を所望のパターンで形成するために、図１２の断面図に示すように一旦絶縁膜９４を全面に形成した後、必要な部分をマスクＭＳＫで保護して、絶縁膜９４の不要な部分をエッチングで除去する方法が採用されている。このエッチングの際、マスクＭＳＫの位置を積層体の側壁ぎりぎりに設定すると、図においてＸで示す部分がエッチングで除去される結果、側壁が露出してしまい、ｐ型半導体層９２や活性層９３が絶縁膜９４で被覆されずに露出される事態が起こり得る。そこで、通常は、図１３の断面図に示すように、マスクＭＳＫを配置する際には側壁が確実に覆われるよう、端縁にマージンＭＧＮを設定している。この結果、ｎ型半導体層９１の一部をエッチングして表出させた凹状の穴９５の底面には、周囲を絶縁膜９４で被覆した領域が存在することになる。また各穴９５の周囲にこのようなマージンＭＧＮが必要となるので、断面視において穴９５で隣接する積層体同士の間にはマージンＭＧＮが２つ分存在することとなり、成長基板上の限られた領域に発光に寄与しない領域がそれだけ多くなり、効率が悪くなる。また、穴９５におけるマージンＭＧＮが増えるほど、ｐ側導電層９７がｐ型半導体層９２と接する部分とｎ側導電層９６がｎ型半導体層９１と接する部分の距離が長くなる。これにより、半導体層の横方向の抵抗成分が増大し、順方向駆動電圧Ｖｆの上昇に繋がり、発熱の増大や投入電力効率の低下を招くという問題もあった。
【００１８】
これに対し、半導体発光素子１００では、図２の断面図に示すように、絶縁層１０からマージン部分をほぼ排除した構成としたことで、このような発光に寄与しない無駄な領域を排除できる。特にｎ型半導体層（第一半導体層１の一例）の一部をエッチングして表出させた凹状の穴５底面において、周囲を絶縁層１０で被覆した領域がほぼ排除される結果、ｎ側導電層９６（第一導電層２１の一例）とｎ型半導体層の接触面積を増やすことができる。この結果、ｎ型半導体層の露出面積をマージンが無くなった分だけ小さくできる。すなわち、図２と図１１との対比において、ｎ側導電層９６とｎ型半導体層の接触面積を同じとした場合は、本実施形態に係る図２では従来技術に係る図１１よりもｎ型半導体層の露出領域（上図の矢印で示す領域）の面積を小さくできる。ｎ型半導体層の露出領域を小さくすることで、それ以外の領域を大きくできるので、結果的に活性層３の面積、すなわち発光領域の面積を大きくでき、出力の向上が図られる。
【００１９】
この構成によれば、マージンを不要とできる分だけ、効率よく穴を配置して無駄な領域を低減できる利点が得られる。穴の個数や大きさ、配置パターンは、半導体発光素子自体の大きさや求められる電気的特性等の仕様によって決定される。例えば穴５の形状は、平面視において円形状とすることが好ましい。穴５の平面視形状が矩形などの角のある形状であると角部に電流が集中しやすいが、円形状であれば均一に電流を拡散することができる。また複数の穴５を、半導体発光素子の平面視においてマトリックス状に配置することができる。さらに穴５の個数は、例えば５０個以上とできる。穴を多くする程、第一半導体層１と第一導電層２１との接触面積を大きくできる。また、穴を多くしてマトリックス状に配置することで、第一半導体層１と第一導電層２１とが接触する部分を半導体発光素子の全体に分散させることができる。これにより、順方向電圧（Ｖｆ）を低減でき、また、輝度分布を面内で均一化することができる。
【００２０】
さらに穴５同士の間隔は、例えば４０μｍ以下とする。さらにまた穴５の内径は、１０μｍ以下とすることが好ましい。図１に示す例では、１ｍｍ角の半導体発光素子において、穴５のΦを７μｍ、ピッチを３０μｍ、個数を３２ｘ３２＝１０２４個としている。
【００２１】
一例として、マージンの比率を図３のグラフに示す。この図において、実施形態及び比較例（図１１に示すような従来構造）とで、穴のピッチをそれぞれ１０μｍ、２５μｍ、５０μｍに変化させて１ｍｍ角の半導体発光素子に穴を一様に配置した場合、必要とされるマージンの比率を計算してプロットしている。図３のグラフは、横軸が穴の内径Φであり、縦軸がマージンの比率である。マージンの比率とは平面視において半導体発光素子全体の面積に対するマージンの合計面積の比率である。マージンの比率は、穴の内径Φと比例し、ピッチとも比例する。この図において、例えばΦ＝１０μｍ、ピッチ＝２５μｍで、従来構造と実施形態とを比較すると、マージンの比率が、従来構造で２０％、実施形態で３％となり、本実施形態によれば発光領域とならないマージンの面積を極減できることが確認できる。なお、ピッチとは、穴５の中心間の距離を指す。すなわち、Φ＝１０μｍであれば、ピッチ＝５０μｍのときに穴同士の間隔は４０μｍであり、ピッチ＝２５μｍのときに穴同士の間隔は１５μｍであり、ピッチ＝１０μｍのときに穴同士の間隔は０μｍである。穴のピッチとは、言い換えれば穴の密度である。穴のピッチが小さいほど多数の穴が高密度に配置されている。ピッチ１０μｍという高密度で穴を配置する場合、マージンの比率は本実施形態であれば１０％弱〜３０％強程度に収まっているが、比較例では最小でも６０％を超える。このように、比較例では穴を高密度に配置するとマージンの比率が非常に大きく、すなわち発光領域の減少度が非常に大きくなる。一方、本実施形態であれば発光領域の減少を十分に抑えることができるため、穴が高密度に配置された半導体発光素子を実現可能である。なお、図３のグラフでは比較例（ピッチ１０μｍ）はΦ＝５μｍの場合のみを示し、マージンの比率がそれよりも大となるΦ＝１０μｍ以上はグラフ外とした。
【００２２】
穴５の側面に設けられた絶縁層１０の膜厚は、穴５の底面側が穴５の上端側よりも薄くしている。これにより、絶縁層１０の膜厚が上端側から底面側にかけて一定である場合と比較して第一導電層２１の露出面積を大きくできる。また穴５の底面から穴５の上端周辺の絶縁層１０上まで連続して、第一導電層２１で被覆している。
【００２３】
穴５の上端における絶縁層１０の膜厚は、第二半導体層２上における絶縁層１０の膜厚の０．５倍以上１．５倍以下とすることが好ましい。このような構成により、絶縁層１０の絶縁性能を、穴５の上端と第二半導体層２上とで同様のものとすることができる。
（半導体発光素子の製造方法）
【００２４】
次に、半導体発光素子１００の製造方法を図４〜図８に基づいて説明する。まず、図４に示すように、第一半導体層１（ｎ型半導体層）上に、活性層３、第二半導体層２（ｐ型半導体層）、第一絶縁層１１を順に積層した積層体を準備する。このような積層体は通常、半導体成長用の基板上に形成される。このような基板には、サファイア（Ａｌ2Ｏ3）、スピネル（ＭｇＡ12Ｏ4）のような絶縁性基板等が挙げられる。
【００２５】
次に、第一半導体層１を露出させない非エッチング領域と対応する第一絶縁層１１上の領域をマスクＭＳＫで被覆し、第一半導体層１が露出されるようにエッチングを行う。この結果、図５に示すように第一半導体層１であるｎ型半導体層の一部を露出させた、ｎ型半導体層の露出領域が形成される。このとき、穴５は図５に示すように底面から上端に向かって広がる形状であることが好ましい。これにより、後述するとおり絶縁層を先細りの形状とすることができる。また、この露出領域の形成は、第二半導体層２のほぼ全面に第二導電層２２を形成した状態で行うことが好ましい。これにより、図５に示すように第二導電層２２の端を第二半導体層２の端と一致させることができ、第二導電層２２の第二半導体層２との接触部から穴５の底面までの距離を最短にできる。すなわち、第二導電層２２の第二半導体層２との接触部と、後で形成される第一導電層２１の第一半導体層１との接触部との距離を最短にすることができる。穴５の上端から離間した位置に第二導電層２２を設けると離間した領域が非発光領域となるため、このような離間領域をなくすことで、相対的に発光領域を増大させることができる。特に、図１に示すように多数の穴５を設ける場合には、１つ１つの離間領域が小さくても合計すると大面積となるため、このような配置とすることが好ましい。
（マスクＭＳＫ）
【００２６】
第一半導体層１の露出領域を露出する工程において用いるマスクＭＳＫは、複数の開口部がマトリックス状に配置されたマスクＭＳＫが利用できる。これにより、第一半導体層１と第一導電層２１とが接触する部分を半導体発光素子の全体に分散させることができるので、順方向電圧（Ｖｆ）を低減でき、また、輝度分布を面内で均一化することができる。
【００２７】
このマスクＭＳＫの開口部が、穴５の大きさや位置を画定する。よって最終的に得られる半導体発光素子の穴５の配置に応じて、開口部をマスクＭＳＫに設ける。例えば、開口部の形状は、平面視を円形とすることが好ましい。また開口部の大きさは、Φ１０μｍ以下とすることが好ましい。さらに開口部間の距離は４０μｍ以下とすることが好ましい。さらにまた開口部はマスクＭＳＫに５０個以上形成されることが好ましい。
（第二絶縁層１２）
【００２８】
次にマスクＭＳＫを除去し、さらに第二絶縁層１２で、図６に示すように第一絶縁層１１の上面から第一半導体層１の露出領域までを連続して被覆する。
【００２９】
さらに、マスクを用いることなく第二エッチングを行う。具体的には図７に示すように、少なくとも第一半導体層１の露出領域を被覆する第二絶縁層１２を、第一半導体層１が露出されるようにエッチングを行う。このエッチングは、例えばドライエッチングで行う。異方性のエッチングを上方向から行うことで、穴５の側面を被覆する第二絶縁層１２は除去されにくく、第一半導体層１が露出されるまでエッチングを行っても穴５の側面は第二絶縁層１２で被覆されたままとすることができる。さらに図８に示すように、第一導電層２１で、第一半導体層１が露出された領域から第一絶縁層１１の上までを連続して被覆する。
【００３０】
これにより、第一半導体層１と第二半導体層２との間を、第二絶縁層１２でもって効果的に絶縁することができるので、従来のようにこれらの間を絶縁するために絶縁層のマージンを設ける必要がない。つまり、従来のように絶縁層をマスクを用いて形成する場合と比較して第一半導体層１の露出領域における絶縁層１０の占有面積を小さくすることができる。これにより、発光面積を大きくできるので、高出力の素子を実現することが可能となる。また、穴５は図７等に示すように底面から上端に向かって広がる形状であることが好ましく、このような形状とすることにより、第二エッチングの際に、穴５の側面を被覆する第二絶縁層１２のうち底面側が削られやすくなる。これにより、穴５の側面に設けられた絶縁層１０の膜厚が、穴５の底面側が穴５の上端側よりも薄い形状を得ることができる。このような形状とすることによって、絶縁層１０の膜厚が上端側から底面側にかけて一定である場合と比較して第一導電層２１の露出面積を大きくできる。
【００３１】
また第一導電層２１で被覆する工程の後に、第一導電層２１に第一金属層２８を、第二導電層２２に第二金属層２９を、それぞれ設ける工程を付加してもよい。例えば、図１４Ａの平面図に示すような変形例に係る半導体発光素子１００’において、破線で示す領域の拡大水平断面図を図１４Ｂ、図１４Ｃに示す。図１４Ｂは、第二導電層２２に対応して設けられた第二金属層２９を斜線で示している。また図１４Ｃは、図１４Ｂの上面で、第一導電層２１に対して設けられた第一金属層２８を示している。これら第一金属層２８、第二金属層２９を、電機接続時のパッド電極として利用できる。パッド電極としては、透光性導電層であるＩＴＯ等の酸化物と密着性がよく、さらにこの酸化物を介して半導体層にオーミック接触可能なＲｈやＰｔ等を最下層とし、これにＡｕ等のボンディング層を積層して形成することができる。なお、第一電極６と第二電極７が短絡しないように、第一導電層２１及び第一金属層２８と、第二導電層２２及び第二金属層２９との間には、絶縁性の層を配置する。例えば図２に示すように、第一導電層２１と第二金属層２９の間には第三絶縁層１３を配置し、第二金属層２９と第一金属層２８の間には第四絶縁層１４を配置する。
（第一絶縁層１１、第二絶縁層１２）
【００３２】
第一絶縁層１１と、第二絶縁層１２とは、好ましくは同じ材料で構成できる。これにより、２回目のエッチング後に残る絶縁層の絶縁性能を、段差の上面と側面とで同様のものとすることができる。また第一絶縁層１１と第二絶縁層１２とで一体をなすことで隙間が生じにくいため、絶縁性能を高められる。このような絶縁層１０としては、ＳｉＯ2層が好適に用いられる。
【００３３】
また第一絶縁層１１上に形成される第二絶縁層１２の膜厚は、第一絶縁層１１の膜厚の０．５倍以上１．５倍以下とできる。これにより、２回目のエッチング後に残る第二絶縁層１２の膜厚を、段差の上面と側面とで同程度にすることができ、ほぼ同等の絶縁性能を実現できる。段差の上面には第二電極７が配置され、段差の側面には活性層３及び第二半導体層２が露出しているため、第一絶縁層１１及び第二絶縁層１２の上に設けられる第一導電層２１はこれらのいずれとも短絡せず絶縁されている必要がある。したがって、段差の上面も側面も十分に絶縁できるよう、段差の上面と側面でほぼ同等の絶縁性能を有することが好ましい。また、好ましくは、第二半導体層２の上面に第二導電層２２を形成し、第二導電層２２の上に第一絶縁層１１を形成する。
【００３４】
また第一導電層２１及び第二導電層２２は透光性導電層とできる。このような透光性導電層としては、一般的にインジウム−スズ酸化物（Indium Tin Oxide：ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）、酸化スズ（ＳｎＯ2）等、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎの酸化物を含む透光性導電層を形成することが望ましい。中でもＩＴＯは酸化物インジウムにスズを含有する酸化物導電性材料であり、低抵抗、高透明度を備えているので、透明電極として好適である。さらにＡｇ電極と比べ、ＩＴＯはマイグレーションを防止するための保護層を配置する必要をなくし、高密度に素子構造を充填することが可能となる。あるいはＮｉ等の金属を３ｎｍ等の層厚でスパッタして透明にした金属層でもよい。導電性酸化物層と半導体層との界面で良好なオーミック特性が得られるように導電性酸化物層は熱処理される。ＩＴＯは窒化物半導体層とのオーミック接続にも優れているため、窒化物半導体発光素子として、ｐ型窒化物半導体層との界面での接触抵抗を小さくして順方向電圧（Ｖｆ）が低い実用的な窒化物半導体発光素子を実現できる。
（実施例）
【００３５】
上述の通り、素子構造内における電極間のマージンＭＧＮは、ｐ側導電層９７とｎ側導電層９６の距離であることから、この距離を短くすることで、半導体層の横方向の抵抗成分を減少して順方向駆動電圧Ｖｆを低下させることが期待できる。そこで、本発明の実施例に係る半導体発光素子としてＬＥＤを作成し、比較例に係るＬＥＤと、順方向駆動電圧Ｖｆと駆動電流Ｉの関係を図９のグラフに示す。ここで実施例に係るＬＥＤの条件は、第一半導体層を露出する穴の開口径がφ１０μｍであり、穴のピッチが３０μｍであり、総穴数が１０２４個である。また比較例に係るＬＥＤの条件は、穴の開口径がφ１８０μｍ、総穴数４個である（図１０参照）。いずれも１ｍｍ角のＬＥＤである。図９に示すとおり、実施例に係るＬＥＤでは、投入される電流値が上がるほどに比較例に係るＬＥＤとの電圧差が大きくなっており、実施例に係るＬＥＤが低い抵抗値で駆動できたことがわかる。このように、本発明の実施例によれば比較例よりも低いＶｆが得られており、発熱量の抑制や投入電力効率の向上が図られ、本願発明の優位性が確認された。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明の実施形態に係る半導体発光素子及びその製造方法は、照明用光源、ＬＥＤディスプレイ、液晶表示装置などのバックライト光源、信号機、照明式スイッチ、各種センサ及び各種インジケータ、その他の一般的な民生品用光源等に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１００、１００’…半導体発光素子
１…第一半導体層
２…第二半導体層
３…活性層
５…穴
６…第一電極
７…第二電極
１０…絶縁層
１１…第一絶縁層
１２…第二絶縁層
１３…第三絶縁層
１４…第四絶縁層
２１…第一導電層
２２…第二導電層
２８…第一金属層
２９…第二金属層
９０…ＬＥＤ
９１…ｎ型半導体層
９２…ｐ型半導体層
９３…活性層
９４…絶縁膜
９５…穴
９６…ｎ側電極
９７…ｐ側電極
９８…ｎ側電極
９９…ｐ側電極
ＭＳＫ…マスク
ＭＧＮ…マージン
Ｘ…エッチングで除去される部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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