(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の伝導型の化合物半導体からなる第１の導電層と、化合物半導体からなる発光層と、発光層からの発光を外部に取り出す方向に在る第２の伝導型の化合物半導体からなる第２の導電層とを備えた積層構造体と、上記の第２の導電層上に、開口部を設けた導電性薄膜からなる第２のオーミック（Ohmic）電極と、第２のオーミック電極に電気的に導通させて設けた第２の台座（pad）電極と、その第２の台座電極に対向して、第１の導電層上に第１の台座電極とが配置されているｐｎ接合型発光ダイオードに於いて、第２の台座電極が発光ダイオードのコーナー部に配置され、第１の台座電極が第２の台座電極の対角線上のコーナー部に配置され、第２のオーミック電極の開口部の開口率を第２の台座電極から第１の台座電極の方向に向けて減少させた構造とし、第２の台座電極から発光ダイオードの両辺の外縁方向に延在し、第２のオーミック電極に接触する導電性薄帯からなる付帯電極が設けられていることを特徴とするｐｎ接合型発光ダイオード。
【請求項２】
付帯電極の第１の台座電極と対面する側の形状と第１の台座電極形成部の付帯電極に対面する側の形状とが相似形であることを特徴とする請求項１に記載のｐｎ接合型発光ダイオード。
【請求項３】
付帯電極及び第２のオーミック電極を、発光層からの発光を透過する導電性材料から構成した、ことを特徴とする請求項１または2に記載のｐｎ接合型発光ダイオード。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の発光ダイオードと蛍光体を組み合わせた発光ダイオード。
【請求項５】
請求項４に記載の発光ダイオードを用いた照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ｐｎ接合型発光ダイオード、特に、外部への発光の取り出し効率と、耐電圧に優れる化合物半導体のｐｎ接合型発光ダイオ−ドに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近では、比較的短波長の可視光を発するｐｎ接合型構造の発光ダイオード（ＬＥＤ）が、様々なIII−Ｖ族化合物半導体材料を利用して構成されている（例えば、非特許文献１参照）。例えば、燐化アルミニウム・ガリウム・インジウム混晶（組成式ＡｌXＧａYＩｎZＰ：０≦Ｘ，Ｙ，Ｚ≦１，Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１）材料は、黄橙色帯から黄緑色帯の短波長可視光を発するＬＥＤを構成するための発光層やクラッド（clad）層を構成するに利用されている。また、青色帯或いは緑色帯の発光を放射する短波長ＬＥＤ用の半導体材料としてＡｌXＧａYＩｎZＮ（０≦Ｘ，Ｙ，Ｚ≦１，Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１）等の窒化ガリウム（ＧａＮ）系化合物半導体が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ＬＥＤは、上記の様なIII−Ｖ族化合物半導体層に、正（＋）極及び負（−）極のオーミック(Ohmic)電極を設けて構成される。特に、ＡｌXＧａYＩｎZＰやＡｌXＧａYＩｎZＮ等のワイドバンドギャップ（広禁止帯幅）材料では、素子駆動電流を広範囲に亘って、例えば発光層の略全面に平面的に拡散させ難い。このため、発光の外部への取り出し方向に在る、禁止帯幅が比較的に高いIII族窒化物半導体層には、その表面の略全域に金属薄膜からなるオーミック電極として設けてＬＥＤが構成されている（例えば、特許文献２参照）。例えば、発光の取り出し方向に在るｐ型ＧａＮ層の表面の略全面に、金属の薄膜からｐ型オーミック電極を設けてＧａＮ形ｐｎ接合型発光ダイオードが構成されている（特許文献２参照）。
【０００４】
ワイドバンドギャップの化合物半導体については、開口部を有する金属膜からオーミック電極を構成する技術も知れている（例えば、特許文献３参照）。開口部を有するオーミック電極とは、具体的には、網（net）状或いは櫛型状の電極である（前出の特許文献３参照）。発光の外部への取り出し方向に設けるオーミック電極に開口部を設けて、発光層から放射される発光が電極材料に吸収される度合いを低減し、外部へ効率的に発光を取り出すためである。
【０００５】
【特許文献１】特公昭５５−３８３４号公報
【特許文献２】特開平６−３１４８２２号公報
【特許文献３】特開平６−６９５４６号公報
【非特許文献１】深海  登世司監修、「半導体工学」、東京電機大学出版局、１９９３年３月２０日発行、第１版第７刷、２０６〜２０８頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ワイドバンドギャップの化合物半導体層の表面の全域に例えば、発光の取り出し効率を考慮して、開口部を設けた金属膜からなるオーミック電極を設けても、開口部を略一様な密度で存在させている限り、必ずしも化合物半導体層の内部に均等に素子駆動電流を流通できるとは限らない。オーミック電極が、一様に均等に開口部を設けた金属膜から構成されていても、従来では、他の極性の電極に最も近接している領域を通じて短絡的に素子駆動電流の流通が起きてしまうのが通常である。このため、狭い領域で素子駆動電流の集中的な流通が起こるため、電流密度が増大して、電極が熱的に破壊される不都合が生じている。
【０００７】
また、素子駆動電流の短絡的で集中的な流通を生ずる様な構成及び配置からなる電極を備えたｐｎ接合型発光ダイオードは、総じて、高電圧の不用意な印加に対する耐電圧性もないものなっている。特に、電気的に絶縁性の高い、例えば、サファイア（α−Ａｌ2Ｏ3単結晶）やリチウム酸ガリウム（ＬｉＧａＯ2）、リチウム酸アルミニウム（ＬｉＡｌＯ2）等の絶縁性結晶を基板として備えた従来のｐｎ接合型発光ダイオードでは、耐電圧は特に、低いのが問題となっている。このため、従来では、発光ダイオードに別途、Ｓｉサージ（surge）ダイオード等を外部素子として煩雑にも付加して耐電圧対策としているのが現状である。
【０００８】
上記の如くの電極の熱的損傷或いは耐電圧不良を防止するには、一方の極性の電極から、他方の極性の電極への短絡的な流通を回避する必要がある。
本発明の目的は、電極間での素子駆動電流の短絡的で集中的な流通を回避して、外部への発光の取り出しを妨げることなく、尚且つ、耐電圧特性に優れるｐｎ接合型発ダイオード素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、以下の各項の発明からなる。
（１）第１の伝導型の化合物半導体からなる第１の導電層と、化合物半導体からなる発光層と、発光層からの発光を外部に取り出す方向に在る第２の伝導型の化合物半導体からなる第２の導電層とを備えた積層構造体と、上記の第２の導電層上に、開口部を設けた導電性薄膜からなる第２のオーミック（Ohmic）電極と、第２のオーミック電極に電気的に導通させて設けた第２の台座（pad）電極と、その第２の台座電極に対向して、第１の導電層上に第１の台座電極とが配置されているｐｎ接合型発光ダイオードに於いて、第２の台座電極から発光ダイオード素子の外縁方向に延在し、第２のオーミック電極に接触する導電性薄帯からなる付帯電極が設けられていることを特徴とするｐｎ接合型発光ダイオード。
【００１０】
（２）第２の台座電極が発光素子のコーナー部に配置され、第１の台座電極が第２の台座電極の対角線上のコーナーに配置され、付帯電極が第２の台座電極から発光素子の両辺の外縁方向に延在していることを特徴とする上記（１）に記載のｐｎ接合型発光ダイオード。
（３）第２の台座電極が発光素子の辺部に配置され、第１の台座電極が第２の台座電極の相対する辺に配置され、付帯電極が第２の台座電極から発光素子の外縁方向に延在していることを特徴とする上記（１）に記載のｐｎ接合型発光ダイオード。
（４）付帯電極の第１の台座電極と対面する側の形状と第１の台座電極の付帯電極に対面する側の形状とが相似形であることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載のｐｎ接合型発光ダイオード。
【００１１】
（５）第２のオーミック電極の開口部の開口率が、第２の台座電極から第１の台座電極の方向に向けて、減少していることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載のｐｎ接合型発光ダイオード。
（６）付帯電極及び第２のオーミック電極を、発光層からの発光を透過する導電性材料から構成した、ことを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれかに記載のｐｎ接合型発光ダイオード。
（７）上記（１）〜（６）のいずれかに記載の発光ダイオードと蛍光体を組み合わせた発光ダイオード  
（８）上記（７）に記載の発光ダイオードを用いた照明器具。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に依れば、台座電極に、台座電極から供給される素子駆動電流を均一にオーミック電極に分散できる付帯電極を電気的に導通させて設けることとしたので、電極間での局所的で且つ短絡的な素子動作電流の流通が回避され、耐電圧に優れるｐｎ接合型発光ダイオードを提供できる。
また、オーミック電極を開口部を有する導電性薄膜から構成することとしたので、その開口部から、発光を直接、外部へ透過できるため、外部への発光の取り出し効率に優れるｐｎ接合型化合物半導体発光ダイオードを提供できる。
その上に、光を取り出す電極に導通する台座電極に外縁方向に延在している付帯電極を設けることで、耐静電破壊性を向上させた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の発光ダイオードはｐｎ接合型発光ダイオードを構成する積層構造体に公知の電極の他に特定の付帯電極を設けたことを特徴とする。積層構造体は結晶基板の表面上に、順次、形成された、第１の伝導型の化合物半導体である第１の導電層と、化合物半導体からなる発光層と、第２の伝導型の化合物半導体である第１の導電層とからなる。そして第２の伝導型の化合物半導体からなる第２の導電層は発光層からの発光を外部に取り出す方向に在る。上記の第１の導電型、第２の導電型はｐ型、ｎ型の何れも取ることが出来、第１の導電型がｎ型の場合、第２の導電型はｐ型となり、第１の導電型がｐ型の場合、第２の導電型はｎ型となる。発光層はｐ型、ｎ型あるいはノンドープ型いずれも可能である。
【００１４】
化合物半導体としてはIII−Ｖ族化合物半導体、II−VI族化合物半導体などを用いることができるが、III−Ｖ族化合物半導体、中でも窒化ガリウム系等のIII族窒化物半導体が好ましい。
上記の積層構造体の第２の導電層上に、開口部を設けた導電性薄膜からなる第２のオーミック（Ohmic）電極が形成されている。そして第２のオーミック電極に電気的に導通させて第２の台座（pad）電極が、さらにその第２の台座電極に対向して、第１の導電層上に第１のオーミック電極及び第１の台座電極が配置されている。この第１の台座電極は第１のオーミック電極を兼ねても良い。以下これらについて詳しく説明する。
【００１５】
上記におけるｎ型（例えば第１導電型）及びｐ型（例えば第２導電型）オーミック電極は、ｎ型及びｐ型クラッド層の表面に直接、接触させて設ける。または、一方のクラッド層の上面または他方のクラッド層の下面に接合させて設けた、クラッド層と同一の伝導型のコンタクト層に接触させて設ける。本発明では、ｎ型、ｐ型何れかの極性のオーミック電極には、その極性にあわせて台座電極が設けられる。
本発明の発光素子は第２の台座電極から発光ダイオード素子の外縁方向に延在する付帯電極が設けられている。付帯電極は導電性薄帯からなり、第２の台座電極及び第２のオーミック電極に接触している。
【００１６】
本発明のｐｎ接合型発光ダイオードを構成するための積層構造体は、サファイア（α−Ａｌ2Ｏ3単結晶）、４Ｈ結晶型または６Ｈ結晶型の六方晶(hexagonal)炭化珪素（ＳｉＣ）やウルツ鉱結晶型(Wurtzite)窒化ガリウム（ＧａＮ）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの六方晶の単結晶を基板として形成する。また、燐化ガリウム（ＧａＰ）、砒化ガリウム（ＧａＡｓ）及び珪素（Ｓｉ）等の閃亜鉛鉱結晶型（zinc-blende）の半導体単結晶を基板として形成する。
【００１７】
本発明のｐｎ接合型化合物半導体発光ダイオードを構成する積層構造体には、単一異種接合（single  hetero）構造でも良いが、より高い強度の発光を得るために、２重異種接合（double  hetero：ＤＨ）構造の発光部を備えさせる。発光部とは、発光層と、発光層を両側（上面側及び下面側）から挟持して障壁作用を及ぼす、ｎ型クラッド層（例えば第１導電型）及びｐ型クラッド層（例えば第２導電型）とから構成されるｐｎ接合構造部である。
【００１８】
発光層は、例えば、燐化ガリウム・インジウム（組成式ＧａYＩｎZＰ：０≦Ｙ，Ｚ≦１、Ｙ＋Ｚ＝１）、砒化アルミニウム・ガリウム（組成式ＡｌXＧａYＡｓ：０≦Ｘ，Ｙ≦１、Ｘ＋Ｙ＝１）、窒化ガリウム・インジウム（組成式ＧａYＩｎZＮ：０≦Ｙ，Ｚ≦１、Ｙ＋Ｚ＝１）、また窒化燐化ガリウム（組成式ＧａＮ1-aＰa：０≦ａ＜１）などの直接遷移型のIII−Ｖ族化合物半導体材料から形成する。また、セレン化硫化亜鉛（組成式ＺｎＳｅ1-QＳQ：０≦Ｑ≦１）等のII−VI族化合物半導体材料から構成する。
【００１９】
発光層は、単一層のみから構成しても良くが、より単色性に優れる発光を得るために量子井戸構造とする。単一量子井戸構造（SQW）よりは多重量子井戸構造(MQW)から構成する。青色帯或いは緑色帯の光を発する量子井戸構造の発光層は、例えば、ＡｌXＧａYＮ（０≦Ｘ，Ｙ≦１、Ｘ＋Ｙ＝１）からなる障壁層と、ＧａYＩｎZＮ（０≦Ｙ，Ｚ≦１、Ｙ＋Ｚ＝１）からなる井戸層とを交互に積層させて構成する。また例えば、直接遷移型の窒化燐化ガリウム（組成式ＧａＮ1-aＰa：０≦ａ＜１）からなる井戸層（well）と、より禁止帯幅の大きなＧａＮ1-aＰa（０≦ａ＜１）からなる障壁（barrier）層とを交互に周期的に積層させて構成する。
緑色帯の光を発する量子井戸構造の発光層は、また、ＺｎＳｅ1-QＳQ（０≦Ｑ≦１）等のII−VI族化合物半導体材料からも構成できる。
【００２０】
ＧａＮ系III−Ｖ族化合物半導体材料から多重量子井戸構造を構成する場合、交互に積層させる際の周期数は、３以上で２０以下、更に好ましくは、５以上で１０以下とする。ＡｌXＧａYＡｓ（０≦Ｘ，Ｙ≦１、Ｘ＋Ｙ＝１）から多重量子井戸構造を構成する場合、より周期数を多くして５以上で２０以下としても、表面の平坦な発光層が得られる。この障壁層と井戸層とは、キャリア濃度は相違しても差し支えはないが、伝導型は同一とする。量子井戸構造の始端及び終端は、何れも、井戸層であっても障壁層であっても構わない。また、始端が障壁層で、終端が井戸層であるか、またはその逆であっても差し支えはない。
【００２１】
例えば、ＧａＮ系等のIII−Ｖ族化合物半導体から量子井戸構造をなす井戸層を構成する場合、井戸層の層厚は、２ｎｍ以上で１２ｎｍ以下であるのが好まれる。従来の如く膜厚を略均一とするのではなく、領域的（部分的）に層厚を薄くした層厚を不均一とする、例えば、ＧａYＩｎZＮ（０≦Ｙ，Ｚ≦１、Ｙ＋Ｚ＝１）から井戸層を用いて量子井戸構造を構成すると、順方向電圧の低いｐｎ接合型化合物半導体発光ダイオードが得られる。層厚が１．５ｎｍ以下である領域を部分的に含むＧａYＩｎZＮから構成された井戸層は低順方向電圧の発光ダイオードを得るに特に、好適に利用できる。部分的に膜厚が薄い領域を含む、層厚を不均一とする井戸層と、不純物をドーピングして低抵抗とした障壁層とからなる量子井戸構造では、障壁層から井戸層へ及ぼされるピエゾ（piezo）効果に因る歪みが低減され、波長の安定した発光をもたす発光層を構成できる。
【００２２】
例えば、ＧａＮ系等のIII−Ｖ族化合物半導体からなる発光層について、ｎ型またはｐ型クラッド層は、発光層よりも禁止帯幅を大とする、例えば、組成式ＡｌXＧａYＩｎZＮ1-aＭa（０≦Ｘ，Ｙ，Ｚ≦１、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１、記号Ｍは窒素以外の第Ｖ族元素を表し、０≦ａ＜１である。）で表せるＧａＮ系III−Ｖ族化合物半導体から構成する。また、リン（Ｐ）と硼素（Ｂ）とを構成元素として含む、燐化硼素（ＢＰ）系III−Ｖ族化合物半導体材料から構成できる。ｎ型クラッド層は、例えば、珪素（Ｓｉ）或いはゲルマニウム（Ｇｅ）等の第IV族元素、或いはセレン（Ｓｅ）等の第VI族元素をドーピングして形成する。ｐ型クラッド層は、マグネシウム（Ｍｇ）やベリリウム（Ｂｅ）等の第II族元素をｐ型不純物としてドーピングして形成する。
【００２３】
クラッド層をなす化合物半導体層のキャリア濃度は、１×１０17ｃｍ-3〜５×１０18ｃｍ-3の範囲とするのが望ましい。単量体の燐化硼素（ＢＰ）からは、不純物を敢えてドーピングせずとも、アンドープ（undope）のアズ−ローン（as-grown）状態で上記の好ましい範囲のキャリア濃度を有するｎ型及びｐ型導電層を得ることが出来る。クラッド層の膜厚は、０．１μｍ以上で５μｍ以下であるのが好適である。
【００２４】
本発明に係わる発光ダイオードを形成するための発光層やクラッド層、或いは後述するコンタクト（contact）層等の、積層構造体を構成する各層は、ＭＯＣＶＤ法に加え、例えば、分子線エピタキシャル（ＭＢＥ）法、ハイドライド（水素化物）気相エピタキシャル成長（ＶＰＥ）法等の気相成長手段で形成できる。珪素（Ｓｉ）やゲルマニウム（Ｇｅ）をドーピングした障壁層を形成するには、気相成長時にシラン（分子式：ＳｉＨ4）やジシラン（分子式：Ｓｉ2Ｈ6）、ゲルマン（分子式：ＧｅＨ4）等をドーピングガスとして利用して添加する。障壁層をＧａＮ層とし、井戸層をＧａYＩｎZＮ層とする量子井戸構造を形成するには、６５０℃〜９００℃が適する。この構成からなる量子井戸構造の場合、障壁層と井戸層とは略同一の成長温度で形成できる。障壁層を、ＧａＮに代替して、アルミニウム（Ａｌ）を含むＡｌXＧａYＮから構成する際には、成長温度を、ＧａＮ障壁層の場合より高温として形成する。
【００２５】
本発明では、発光層からの発光を外部へ取り出す方向に第２オーミック電極と上記の付帯電極を設ける。例えば、ｎサイドアップ（n-side  up）型のｐｎ接合型発光ダイオードにあっては、ｎ型オーミック電極（負極）を第２オーミック電極とする。逆に、ｐサイドアップ型のｐｎ接合型ＬＥＤでは、ｐ型オーミック電極（正極）を第２オーミック電極とする。
【００２６】
第２のオーミック電極上の第２の台座電極に機械的にも電気的にも接触させて付帯電極が設けられる。付帯電極は台座電極の両側から発光素子の外縁方向に延在させて設けられる。これらについて図１、図２に例示する平面正方形のｐｎ接合ＬＥＤを基に説明する。台座電極１２は発光素子のコーナー部に設けられる。また発光素子の辺に対向して設けることも出来る。付帯電極１４は素子の外縁１５に沿って、一方の極性の台座電極１２から、二方向の１５ａ、１５ｂに延在させた例えば、帯状の金属連続膜（導電性薄帯）から構成する。付帯電極１４は、台座電極１２を給電点として供給される素子駆動電流を後述のオーミック電極に一様に均等に分散させる作用を有する。
【００２７】
素子駆動電流を供給するための導線を結線するための台座電極１２は、層厚（多層の場合はその合計の層厚）を０．５μｍ以上で５μｍ以下とする金属材料の厚膜から構成するのが好ましい。金属膜を多層に重層させ、台座電極を構成する場合、表面は、結線を容易になすため、金（Ａｕ）またはその合金膜から構成するのが好ましい。台座電極１２と、付帯電極１４とは電気的に接触させて設ける。
第２の台座電極の平面図における対角線上に第１のオーミック電極形成部１３ａが設けられ、その１３ａ内に第２の台座電極１３が配置される。第１のオーミック電極形成部１３ａは半導体層を第１の導電体層が露出するまでエッチングした部分である。露出した第１のオーミック電極形成部には第１のオーミック電極を介し、或いは直接に第１の導電体層に第１の台座電極が形成される。
【００２８】
付帯電極１４の、台座電極１３に対向する側の面１４ａの形状は、第１のオーミック電極形成部１３ａの形状と略相似形（同一形状を含む）とするのが好ましい。即ち、形状が似ておれば大きさは異なってもよい。オーミック電極形成部１３ａと付帯電極１４との距離を一定の間隔に保持するためである。例えば、図のように両者とも直線形状で平行関係にあるようにする。また第１のオーミック電極形成部１３ａが１／４円状であれば、付帯電極１４の内側の面１４ａの形状はこれと略相似形の円弧状とする。これによって、第１のオーミック電極形成部と付帯電極１４の内側の面１３ａとの間隔が一定に保たれる。ここで付帯電極１４は、第２のオーミック電極と同じ材料から構成する必要は必ずしも無い。
【００２９】
付帯電極１４が占有する平面積は、発光面（発光を呈する平面領域）の平面積の１／２以下、更に望ましく１／４以下である。多大な平面積の付帯電極を設けると、外部への発光の取り出し効率が低下するからである。
【００３０】
付帯電極１４には、電気的に導通する開口部１１を設けた導電性薄膜からなるオーミック電極が接触している。開口部１１の平面形状は、正方形、長方形、平行四辺形、菱形、正六角形或いは正八角形等の正多角形等、任意に選択する。発光層からの発光を外部に効率的に取り出せる形状であって、尚且つ、その形状の開口部を設けることに因り、素子駆動電流の発光部への平面的で均等な拡散を妨げないものであれば良い。開口部の平面形状は、同形で同一としても良く、また、領域毎に異なっていても構わない。例えば、付帯電極の近傍領域に正方形の開口部を設け、その他の領域に設ける開口部が円形である場合を例示できる。
【００３１】
付帯電極１４及びオーミック電極１０を、発光を透過できる薄い金属膜等の導電性の薄膜から構成することとすると、外部への発光の取り出し効率により優れるｐｎ接合型発光ダイオードが得られる。発光の外部への透過性を充分に確保するには、導電性薄膜の膜厚は、１ｎｍ以上で１００ｎｍ以下の範囲とするのが望ましい。１ｎｍ未満の厚さの極薄膜は、発光の透過率に優れるものの、素子駆動電流を通流する際の抵抗が増加するため、素子駆動電流を発光部へ平面的に拡散させるに十分な作用を及ぼさない。また、電極形成プロセスに於いて、損傷を被り易くなる不都合を生ずる。このため、透光性のオーミック電極をなす導電性薄膜は、発光層からの発光に対して３０％から８０％の範囲の透過率を与える膜厚を有しているのが好ましい。付帯電極１４及びオーミック電極１０の材料は遷移金属等の各種の金属、合金の他金属酸化物なども用いることができる。これらは多層にしてもよく、その場合も膜厚は１ｎｍ以上で１００ｎｍ以下の範囲とするのが望ましい。このような薄膜は、高周波スパッリング法や真空蒸着法などの薄膜形成手段で形成できる。
【００３２】
本発明では、図２に例示する様に、第２のオーミック電極の開口率を、台座電極１２から台座電極１３の方向に向けて、減少させた例えば金属膜からオーミック電極１０を構成することができる。開口率とは、オーミック電極１０をなす導電性薄膜が敷設されている開口部を含む領域の平面積（オーミック電極１０の敷設面積）に対する、開口部１１の合計の平面積の比率である。
第２のオーミック電極の開口部は、全体（平均）としては開口率２０〜８０％が好ましい。
付帯電極１４の近傍での領域での開口率は、１０％以上で９０％以下、更には１５％以上で８５％以下とするのが好適である。近傍とは、付帯電極から付帯電極の幅の２倍以下の距離で囲まれた領域をいう。
第１の台座電極の近傍では、開口率は２０〜８０％とするのが好ましい。
【００３３】
導電性薄膜の開口率が一方の台座電極から他方の台座電極に向けた領域により異なる場合、開口率を相違する異なる材料を組み合わせて構成する必要は無い。例えば、開口率が領域により異なる開口部を設けた導電性薄膜は、その開口率をもって開口部の形状が描画されているフォトマスクを利用して、公知のフォトリソグラフィー技術に依り、フォトレジスト材料をパターンニングし、選択エッチングを施せば同一の材料から簡便に形成できる。
【００３４】
オーミック電極及び付帯電極を形成するに適するｎ型オーミック電極（負極）材料には、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、及びバナジウム（Ｖ）などがある。ｐ型オーミック電極及び付帯電極（正極）は、例えば、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、及びコバルト（Ｃｏ）などの薄膜から構成できる。またいずれの電極もＮｉＯ、ＣｏＯ（これらはＯとの比が１：１とは限らない）等の酸化物なども用いることができる。
第２のオーミック電極の第１の台座電極側において、開口率を特に小とした場合、その領域に在る導電性薄膜と、付帯電極とは位置的に直接、接触させて配置しない方がよい。台座電極１２を介して付帯電極１４に供給される素子駆動電流が、直接、開口率の小さな金属膜に短絡的に流入するのを避けるためである。また、しいては、開口率の小さな導電性薄膜を介しての台座電極１２と他方の極性の台座電極１３との間の短絡的な素子駆動電流の流通を回避するためである。
他方の第１の台座電極、オーミック電極（台座電極が兼ねる場合もある）はＴｉ、Ｚｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｓｎ、などおよびその合金や積層構造を用いることができる。最表面層は、ボンディング性を良くするため、ＡｕかＡｌとすることが望ましい。
【００３５】
（作用）
付帯電極に導通させて設けた導電性薄膜からなるオーミック電極により、付帯電極は、台座電極より供給される素子駆動電流をオーミック電極に均等に分散させる作用を有する。
オーミック電極に設けた開口部は、発光層からの発光を外部へ透過する作用を有する。
第１のオーミック電極側に向けて開口率を小とする導電性薄膜は、該電極に近接する領域の電位を均等化する作用を発揮する。
【実施例】
【００３６】
窒化物系化合物半導体からなる青色発光素子を以下のとおり作製した。
サファイア基板上にＡｌＮ層を介してアンドープＧａＮからなる厚さ４μｍの下地層、Ｇｅドープ（濃度１×１０19／ｃｍ3）ＧａＮからなる厚さ２μｍのｎ側コンタクト層、Ｓｉドープ（濃度１×１０18／ｃｍ3）Ｉｎ0.1Ｇａ0.9Ｎからなる厚さ１２．５ｎｍのｎ側クラッド層、ＧａＮからなる厚さ１６ｎｍの障壁層とＩｎ0.2Ｇａ0.8Ｎからなる厚さ２．５ｎｍの井戸層を交互に５回積層させた後、最後に障壁層を設けた多重量子井戸構造の発光層、Ｍｇドープ（濃度１×１０20／ｃｍ3）Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎからなる厚さ２．５ｎｍのｐ側クラッド層およびＭｇドープ（濃度８×１０19／ｃｍ3）Ａｌ0.02Ｇａ0.98Ｎからなる厚さ０．１６μｍのｐ側コンタクト層を順次積層して窒化物系化合物半導体積層構造を形成した。
【００３７】
この窒化物系化合物半導体積層構造のｐ側コンタクト層上の所定の位置に公知のフォトリソグラフィー技術およびリフトオフ技術を用いて、図２のパターンの正極を形成した。正極は、ｐ側コンタクト層側から順にＰｔおよびＡｕを積層した構造とした。正極を構成する付帯電極１４は幅を５０μｍとし、網状の電極１０は幅を６μｍとした。網状電極の開口率は付帯電極１４の近傍で５０％、第１のオーミック電極形成部１３ａの近傍で１０％とした。そして全体の平均開口率は５０％であった。
続いて、公知のフォトリソグラフィー技術を用い、半導体側からＡｕ／Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ層構造よりなる正極ボンディング用パッドを形成した。
【００３８】
続いて、反応性イオンエッチング法によって負極を形成する部分のｎ型ＧａＮコンタクト層を露出させ、露出したｎ型ＧａＮコンタクト層上に負極を以下の手順により形成した。レジストを全面に一様に塗布した後、公知リソグラフィー技術を用いて、露出したｎ型ＧａＮコンタクト層上の負極形成部分からレジストを除去して、通常用いられる真空蒸着法で半導体側から順にＴｉが１００ｎｍ、Ａｕが２００ｎｍよりなる負極を形成した。その後レジストを公知の方法で除去した。
然る後、３５０μｍ角の正方形のＬＥＤチップに切断し、リードフレーム上に載置し、金導線をリードフレームに結線して、リードフレームよりＬＥＤチップへ素子駆動電流を流せる様にした。
リードフレームを介して正極１０および負極１３間に順方向に素子駆動電流を流した。順方向電流を２０ｍＡとした際の順方向電圧は３．５Ｖであった。また、２０ｍＡの順方向電流を流した際の出射される青色帯発光の中心波長は４６０ｎｍであった。また、一般的な積分球を使用して測定される発光の強度は、５ｍＷに達し、高い強度の発光をもたらすIII族窒化物半導体発光素子が得られた。
また、得られた発光素子の静電耐圧測定（ＥＳＤ）をヒュウマンボディモデル（ＨＢモデル）によって行なった結果、面内２０点中２０点全てが２０００Ｖ以上であった。  
【００３９】
（比較例）
実施例と同じ積層構造のウエーハを用い、ｐ層の積層の構造は同じとして、但し、ｐ層は開口部を設けずに全面を覆うようにｐ側電極のパターンを変更して素子を作製した。ｎ電極のパターンや積層構造は実施例と同じとした。
得られた発光素子を実施例と同様に評価したところ、順方向電流を２０ｍＡとした際の順方向電圧は３．５Ｖであった。また、２０ｍＡの順方向電流を流した際の出射される青色帯発光の中心波長は４６０ｎｍであった。また、一般的な積分球を使用して測定される発光の強度は、３ｍＷであり、発光の強度は明らかに実施例よりも弱かった。
更に、静電耐圧測定（ＥＳＤ）においては、２０００Ｖ以上示したのは面内２０点中３点のみであった。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明に依れば、電極間での局所的で且つ短絡的な素子動作電流の流通が回避され、耐電圧に優れるｐｎ接合型発光ダイオードが得られ、また開口部から、発光を直接、外部へ透過できるため、外部への発光の取り出し効率に優れるｐｎ接合型化合物半導体発光ダイオードなので、各種のディスプレイ等や各種のインジケータ類、各種の交通信号機、自動車のウインカ、リアライト類、デイタイムライト等に好適に利用できる。
またこの発光ダイオードと蛍光体とを組み合わせて、白色光等の発光ダイオードとして自動車のヘッドランプ、またはスポットライトや天井灯、街灯などの照明器具等に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の電極の構成を説明するためのＬＥＤの平面模式図である。
【図２】本発明の電極の開口部の構成を説明するためのＬＥＤの平面模式図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  開口部を設けた金属オーミック電極
１１  開口部
１２  第２の台座電極
１３  第１の台座電極
１３ａ  第１のオーミック電極形成部
１４  付帯電極
１４ａ  付帯電極の内側面
１５  発光ダイオードの外縁
１５ａ  発光ダイオードの外縁の一方向
１５ｂ  発光ダイオードの外縁の他の方向
【図１】
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【図２】
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