(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐ型半導体層の上に、ｐ型コンタクト層を介して形成された正電極を備える半導体発光素子であって、
前記正電極は、前記ｐ型コンタクト層と接触している第１の半導体酸化物膜と、その上に順に積層された金属膜及び第２の半導体酸化物膜とを有し、
前記第１の半導体酸化物膜は、内部に複数の空隙を有し、前記第２の半導体酸化物膜は、第１の半導体酸化物膜よりも密度が大きく、
前記第１及び第２の半導体酸化物膜が、亜鉛、インジウム、スズ及びマグネシウムからなる群から選択される少なくとも１種の元素を含むことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
正電極は、半導体発光素子の発光波長における光の透過率が８０％以上である請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項３】
第１及び第２の半導体酸化物膜がＩＴＯ膜である請求項１又は２に記載の半導体発光素子。
【請求項４】
金属膜が、銀、銅、金、白金、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム又はイリジウムの単層膜あるいはこれらの積層膜からなる請求項１〜３のいずれか１つ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、半導体発光素子に関し、より詳細には、正電極として３層構造の透光性の電極が形成されてなる半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体発光素子として、基板上にｐ型半導体層およびｎ型半導体が積層され、ｐ型およびｎ型の半導体層のそれぞれと電気的に接続する電極が形成された構造が知られている。また、ｐ型の半導体層と電気的に接続する電極として、ｐ型半導体層上全面に透光性材料による電極を形成し、その上に金属電極を形成する構造が知られている。
このような構成の半導体発光素子では、ｐ型半導体層上の全面電極として、Ｎｉ／Ａｕ電極等の透明な金属薄膜や、ＩＴＯ、ＺｎＯ、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２等の導電性酸化物膜が用いられている（例えば、特許文献１及び２）。
【０００３】
しかし、金属薄膜は光の透過率が悪く、光の取り出し効率を向上させるには限界がある。
また、導電性酸化物、例えば、ＩＴＯ自体は、ｎ型の半導体特性を示すことから、必ずしも半導体層とオーミック性が良好ではなく、半導体層の種類、導電型、成膜方法等の種々の要因から、ショットキー障壁が形成され、コンタクト抵抗を増大させることがある。従って、半導体層とＩＴＯ膜との成膜条件や、種類、不純物濃度、導電型等が制限され、あるいは導電性酸化物膜の半導体層へのオーミック性の悪化により電力効率が低下し、光の取り出し効率が低下するという問題があった。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１６４９２２号公報
【特許文献２】特開２００１−２１０８６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、正電極として透光性が良好で、活性層から放出された光の取り出し効率を向上させることができ、さらに、ｐ型コンタクト層と正電極とのオーミック性を向上させ、正電極として低抵抗を確保することにより、動作電圧を低減させることができる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】
本発明の半導体発光素子は、ｐ型半導体層の上に、ｐ型コンタクト層を介して形成された正電極を備える半導体発光素子であって、
前記正電極は、前記ｐ型コンタクト層と接触している第１の半導体酸化物膜と、その上に順に積層された金属膜及び第２の半導体酸化物膜とを有し、
前記第１の半導体酸化物膜は、内部に複数の空隙を有し、前記第２の半導体酸化物膜は、第１の半導体酸化物膜よりも密度が大きく、
前記第１及び第２の半導体酸化物膜が、亜鉛、インジウム、スズ及びマグネシウムからなる群から選択される少なくとも１種の元素を含むことを特徴とする。
この半導体発光素子においては、正電極は、半導体発光素子の発光波長における光の透過率が８０％以上とすることが好ましい。
また、第１の半導体膜及び／又は第２の半導体膜が酸化物からなっていてもよく、第１及び第２の半導体膜がＩＴＯ膜であることが好ましい。
【０００７】
このような半導体発光素子では、正電極は、半導体発光素子の発光波長における光の透過率が８０％以上であることが好ましい。
また、第１及び第２の半導体酸化物膜が、亜鉛、インジウム、スズ及びマグネシウムからなる群から選択される少なくとも１種の元素を含むことが好ましく、特に、ＩＴＯ膜であることが好ましい。
さらに、第１の半導体酸化物膜は、内部に複数の空隙を有し、第２の半導体酸化物膜は、第１の半導体酸化物膜よりも密度が大きいことが好ましい。
また、金属膜が、銀、銅、金、白金、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム又はイリジウムの単層膜あるいはこれらの積層膜からなることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の半導体発光素子によれば、ｐ型コンタクト層上に形成された正電極が、第１の半導体膜、金属膜、第２の半導体膜がこの順に積層されてなるため、ショットキー障壁を低減させてオーミック性を向上させることができるとともに、電極としてシート抵抗を低減させることができる。従って、電力効率を向上させることが可能となり、高信頼性、高品質の半導体発光素子を得ることができる。
【０００９】
特に、正電極が半導体発光素子の発光波長における光の透過率が８０％以上である場合には、半導体発光素子から発生した所望の光を効率よく取り出すことができ、有利である。
また、第１及び第２の半導体膜が、亜鉛、インジウム、スズ及びマグネシウムからなる群から選択される少なくとも１種の元素を含む半導体からなる場合には、さらに、酸化物からなる場合には、導電性を確保しながら、より透光性を向上させることができるため、光の取り出し効率の悪化を防止することができる。特に、第１及び第２の半導体膜がＩＴＯ膜である場合には、この効果が顕著である。
さらに、第１の半導体膜は内部に複数の空隙を有するか、あるいは第２の半導体膜は第１の半導体膜よりも密度が大きい場合には、ｐ型コンタクト層と正電極との間の電流密度を増加させることができ、ショットキー障壁を低減させて、オーミック性をより一層向上させることができる。しかも、正電極の表面側、つまり第２の半導体膜においては、空隙がなく、密度の高い結晶性の良好な領域が存在するために、横方向に電流を均一に広げることができるとともに、光の散乱を防止し、可視光に対する透過率を良好にすることができ、透明電極としての機能を十分に発揮させることが可能となる。
【００１０】
また、金属膜が、銀、銅、金、白金、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム又はイリジウムの単層膜あるいはこれらの積層膜からなる場合には、透光性の正電極のシート抵抗を低減させながら、金属膜からなる電極における耐食性を防止することができ、信頼性の高い半導体発光素子を高寿命で得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の半導体発光素子におけるｐ型半導体層としては、特に限定されるものではなく、シリコン、ゲルマニウム等の元素半導体、III−Ｖ族、II-VI族、VI-VI族等の化合物半導体等が挙げられる。特に、窒化物半導体、なかでもＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）等の窒化ガリウム系化合物半導体が好適に用いられる。
なお、ｐ型半導体層は、半導体発光素子を構成する半導体積層構造の一部であり、単層構造でもよいが、組成及び膜厚等の異なる層の積層構造、超格子構造であってもよい。このｐ型半導体層は、例えば、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）、ハイドライド気相成長法（ＨＶＰＥ）、分子線エピタキシャル成長法（ＭＢＥ)等の公知の技術により形成することができる。ｐ型半導体層の膜厚は特に限定されるものではなく、種々の膜厚のものを適用することができる。
【００１２】
通常、半導体発光素子は、このようなｐ型半導体層を含み、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合又はＰＮ接合を有したホモ構造、ヘテロ構造又はダブルへテロ構造等の半導体積層構造により構成される。半導体発光素子としては、例えば、ＬＥＤ、レーザーダイオード等の当該分野で公知の素子が挙げられる。半導体発光素子は、具体的には、基板上に、ｎ型半導体層、発光層、ｐ型半導体層が積層され、ｎ型及びｐ型半導体層にそれぞれ電極が接続されて構成される。ｎ型半導体層は、ｐ型半導体層と同様に、単層構造でもよいが、組成及び膜厚等の異なる層の積層構造、超格子構造であってもよい。また、活性層は、量子効果が生ずる薄膜を積層した単一量子井戸構造又は多重量子井戸構造であってもよい。なお、ｎ型半導体層とｐ型半導体層は、基板上に、逆の順序で積層されていてもよい。
【００１３】
この種の半導体発光素子を形成する基板としては、サファイア等の絶縁性基板、窒化物半導体等の導電性基板を用いることができる。なかでも、絶縁性基板が好ましい。なお、絶縁性基板を最終的に取り除かない場合、通常、ｐ電極およびｎ電極はいずれも半導体層上の同一面側に形成されることになり、フェイスアップ実装（すなわち半導体層側を主光取出し面とする）、フリップチップ実装（フェイスダウン実装、すなわち絶縁性基板側を主光取出し面）のいずれでもよい。この場合、ｐ電極及びｎ電極の上には、外部電極等と接続させるためのメタライズ層（バンプ：Ａｇ、Ａｕ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｚｎ等）がそれぞれ形成され、このメタライズ層がサブマウント上に設けられた正負一対の外部電極とそれぞれ接続され、さらにサブマウントに対してワイアなどが配線される。また、最終的に基板を除去して、フェイスアップ実装又はフリップチップ実装のいずれに用いてもよい。なお、基板としては、サファイアに限定されず、例えば、スピネル、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＧａＡｓ等、公知の基板を用いることができる。また、基板としてＳｉＣ、ＧａＮ、ＧａＡｓ等の導電性基板を用いることによりｐ電極及びｎ電極を対向して配置してもよい。
【００１４】
ｐ型半導体層上に形成されるｐ型コンタクト層は、ｐ型半導体層と電気的に接続される正電極とのコンタクトを良好とするために用いられるものであり、正電極と電気的に接続しており、通常、ｐ型半導体層よりも低い抵抗の層により形成される。ｐ型コンタクト層としては、例えば、ｐ型半導体層で例示した材料の中から適宜選択することができる。なお、ｐ型コンタクト層は、クラッド層やその他の層としての機能を有していてもよい。ｐ型コンタクト層には、通常、抵抗を低くするためにｐ型の不純物がドーピングされている。ドーパントとしては、特に限定されるものではなく、ｐ型コンタクト層の材料によって、ｐ型の導電性を示す元素を用いることが適当である。例えば、ｐ型コンタクト層が窒化物半導体、つまり、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮ又はこれらの混晶（例えば、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ、０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）等である場合には、ｐ型不純物としては、例えば、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｂａ等が挙げられ、なかでも、Ｍｇが好ましい。ドーピング濃度は、例えば、１×１０１８ｃｍ−３程度以上、好ましくは、１．５×１０２０〜１×１０２２ｃｍ−３程度が挙げられる。ｐ型コンタクト層は、ＭＯＶＰＥ、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長法）、ＨＶＰＥ（ハライド気相成長法）、ＭＢＥ（分子線気相成長法）等、当該分野で公知の方法のいずれによっても形成することができる。また、不純物のドーピングは、成膜と同時に行ってもよいし、成膜後、気相拡散、固相拡散、イオン注入等によって行ってもよい。
【００１５】
本発明における正電極は、ｐ型半導体層の上に、ｐ型コンタクト層を介して形成されているものであり、反射性又は透光性を有することが好ましい。ここで、透光性とは、可視光のみならず、例えば、半導体発光素子の活性層から発生する光、波長３６０ｎｍ〜６５０ｎｍ付近、好ましくは３８０ｎｍ〜５６０ｎｍ、４００ｎｍ〜６００ｎｍの波長の光を吸収することなく、効率よく、例えば、透過率が９０％以上、あるいは８５％以上、８０％以上で透過させることができるものであることを意味する。つまり、この正電極を有して構成される半導体発光素子の発光波長の光に対して透光性であることが好ましい。これにより、意図する波長の半導体発光素子の電極として利用することができる。
【００１６】
正電極は、第１の半導体膜と、金属膜と、第２の半導体膜とがこの順に積層されて構成される。つまり、金属膜が、第１の半導体膜と第２の半導体膜とによって挟持されて構成される。第１及び第２の半導体膜としては、亜鉛、インジウム、スズ及びマグネシウムからなる群から選択される少なくとも１種の元素からなる。具体的にはＺｎＯ、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＩＴＯ（ＩｎとＳｎとの複合酸化物）、ＭｇＯ等が挙げられる。なかでも、ＩＴＯ膜が好ましい。ただし、第１及び第２の半導体膜は、必ずしも同じでなくてもよく、異なる膜によって形成されていてもよい。
【００１７】
また、金属膜としては、通常、電極として用いられるものであればどのようなものでも使用することができる。例えば、亜鉛（Ｚｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、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）等の金属、合金の単層膜又は積層膜等が挙げられる。なかでも、銀、銅、金、白金、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム又はイリジウムの単層膜又は積層膜が好ましく、金、銀、白金、ロジウム、パラジウムの単層膜がより好ましい。
【００１８】
正電極の大きさ及び形状は特に限定されるものではなく、第１の半導体膜と金属膜とは必ずしも同じ大きさ及び形状でなくてもよい。ただし、ｐ型コンタクト層との電気的に良好な接続を確保するために、第１の半導体膜のみがｐ型コンタクト層と接触していることが好ましい。また、第１の半導体膜の、あるいは正電極全体のシート抵抗を低く抑えるために、金属膜は、第１の半導体膜の大きさ及び形状とほぼ等しいことが好ましい。第２の半導体膜は、金属膜の空気等との接触による腐食等と防止するために、金属膜よりも大きく、金属膜の上面全体及び側面をも完全に被覆するような大きさ及び形状であることが好ましい。
【００１９】
正電極の膜厚は、特に限定されることなく、その抵抗値及び透過率等に応じて適宜設定することができる。なお、正電極の膜厚は、正電極全体にわたって均一であってもよいし、部分的に薄膜又は厚膜であってもよい。具体的には、第１の半導体膜は、ｐ型コンタクトとのオーミック性を確保することができる膜厚であればよく、５０Å程度以上、好ましくは１５０〜１５００Å程度が挙げられる。金属膜は、用いる材料、使用態様（例えば、フェイスアップ実装、フェイスダウン実装等）によって異なり、フェイスアップで用いる場合には、例えば、透光性を確保することができる膜厚であることが好ましく、１０Å程度以上、さらに好ましくは１０〜１００Å程度が挙げられる。また、フェイスダウンで用いる場合には、活性層からの光を反射することができる膜厚であることが好ましく、２００〜１０００Å程度、好ましくは４００〜１０００Å程度が挙げられる。第２の半導体膜は、少なくとも接触する金属膜のすべてが被覆されるような膜厚であればよく、金属膜を透光性の膜として用いる場合には、例えば、１００〜５００Å程度、金属膜を反射性の膜として用いる場合には、例えば、２００〜２０００Å程度が挙げられる。なお、金属膜は、必ずしも正電極の全体にわたって形成されていなくてもよく、島状、縞状、格子状など、正電極の一部において形成されていてもよい。
【００２０】
正電極は、例えば、比抵抗が１×１０−４Ωｃｍ以下、さらに１×１０−４〜１×１０−６Ωｃｍ程度であることが好ましい。これにより、電極として有効に利用することができる。
【００２１】
正電極を構成する半導体膜及び金属膜は、当該分野で公知の方法によって形成することができる。例えば、スパッタ法、反応性スパッタ法、真空蒸着法、イオンビームアシスト蒸着法、イオンプレーティング法、レーザアブレーション法、ＣＶＤ法、スプレー法、スピンコート法、ディップ法又はこれらの方法と熱処理の組み合わせ等、種々の方法を利用することができる。
【００２２】
なお、第１の半導体膜は、少なくともｐ型コンタクト層との界面、膜厚によっては第１の半導体膜の膜厚方向全体において、第２の半導体膜よりも密度が低いことが好ましい。言い換えると、第１の半導体膜は、その内部に複数の空隙が形成されており、多孔質の状態となっていることが好ましい。多孔質の状態としては、例えば、直径２０〜２００ｎｍ程度の複数の孔が均一又は不均一に存在する状態が挙げられる。また、密度としては、第２の半導体膜の９０〜３０％程度が挙げられる。このような半導体膜の状態は、例えば、断面を透過電子顕微鏡法（ＴＥＭ）により観察する方法、走査型電子顕微鏡法（ＳＥＭ）により観察する方法、電子回折パターンを測定する方法、超薄膜評価装置で観察する方法等によって測定することができる。ただし、第１の半導体膜の内部に複数の空隙が形成されている場合、部分的にアモルファスな領域を有していてもよいが、完全にアモルファスな状態ではなく、透明な膜又は略透明な膜として形成されていることが好ましい。これにより、透光性を損なうことなく、ｐ型コンタクト層とのオーミック性を確保することができる。
【００２３】
また、第２の半導体膜は、第１の半導体膜よりも密度が大きいことが好ましい。ここで第２の半導体膜の密度は、特に限定されるものではなく、当該分野で公知の方法によって半導体膜を成膜した際に、透光性が確保され、良好な結晶性を有する程度に密に構成されていることが好ましい。
【００２４】
このように、第１の半導体膜と第２の半導体膜とで、密度の異なる半導体膜を形成する方法としては、例えば、スパッタ法により半導体膜、例えば、第１のＩＴＯ膜、第２のＩＴＯ膜を成膜する際に、スパッタガスとして酸素分圧の小さい又はゼロのガスから大きいガスに切り替えるか、酸素分圧を増加させる方法、ＩＴＯ成膜用のターゲットのほかに、Ｉｎ量が多いターゲットまたは酸素量が少ないターゲットを用い、第２の半導体膜の成膜時にＩｎ量が多いターゲットまたは酸素量が少ないターゲットに切り替える方法、スパッタ装置の投入電力を、第２の半導体膜の成膜時に増大させて成膜する方法等が挙げられる。また、真空蒸着により半導体膜、例えば、ＩＴＯ膜を成膜する際、特に、第２の半導体膜の成膜時に、半導体層の温度を急激に上昇または低下させる方法、成膜レートを急激に低下させる方法、イオン銃を用いて酸素イオンを照射する方法等が挙げられる。
【００２５】
さらに、イオンプレーティング法により半導体膜、例えば、ＩＴＯ膜を成膜する際に、第２の半導体膜の成膜時から、酸素ガスをプラズマ化させてこの酸素プラズマをＩＴＯ膜中に取り込ませて成膜する方法、ＩＴＯの微粒子を溶媒に溶解又は分散、懸濁させてスプレー法、スピンコート法、ディップ法により成膜する際に、ＩＴＯを含有する溶液等のＩｎ含有量又は酸素含有量を変化させた複数種類の溶液等を用いるか、乾燥又は焼成時の雰囲気、温度等を制御する方法、ＣＶＤ法によりＩＴＯ膜を形成する際に、酸素ガス又は原料酸素含有ガスの流量を制御する方法が挙げられる。
【００２６】
加えて、半導体膜、例えば、ＩＴＯ膜を形成した後、例えば、還元性ガス（具体的には、一酸化炭素、水素、アルゴン等又はこれら２種以上の混合ガス）雰囲気下、２００〜６５０℃程度、半導体膜の膜厚に応じて所定時間アニール処理する方法等が挙げられる。また、第１の半導体膜、例えば、ＩＴＯ膜を形成した後、熱処理し、金属膜、第２の半導体膜を成膜して熱処理するなどの多段階での熱処理を利用してもよい。熱処理の方法としては、例えば、ランプアニール処理、加熱炉によるアニール処理などがある。また、半導体膜、例えば、ＩＴＯ膜を成膜した後の処理として、電子線照射やレーザアブレーションを利用してもよい。さらに、これらの方法を任意に組み合わせてもよい。
【００２７】
上述した半導体膜からなる正電極は、半導体発光素子において、少なくともｐ型半導体層上に略全面を覆う全面電極として形成されていることが好ましい。通常、ｐ型半導体層からなるｐ型コンタクト層上へ半導体膜はオーミック性を得にくいが、上述したような構成とすることにより、良好なオーミック性を得ることができる。
【００２８】
なお、上述した第１の半導体膜、金属膜及び／又は第２の半導体膜は、ｐ型半導体層（ｐ型コンタクト層）上のみならず、ｎ型半導体層上に形成されていてもよい。ｎ型半導体層上に形成されている場合、つまり負電極として形成されている場合、その種類、積層構造、膜厚等はｐ型コンタクト層上に形成されたものと異なっていてもよいが、同じであることが好ましい。正電極及び負電極が、同じ第１の半導体膜、金属膜及び／又は第２の半導体膜により、同一工程で形成されている場合には、製造工程が簡略化され、結果的に安価で信頼性の高い半導体発光素子が得られる。
【００２９】
具体的には、第１の半導体膜、金属膜及び第２の半導体膜がｐ型半導体層上に正電極として、さらにｎ型半導体層上に、同じ第１の半導体膜、金属膜及び第２の半導体膜が負電極として形成されている場合には、第１の半導体膜とｎ型半導体層との良好なオーミック接触を確保することができる。また、光の取り出し効率を、ｎ型半導体層側でも向上させることができる。
また、第１の半導体膜、金属膜及び第２の半導体膜がｐ型半導体層上に正電極として形成され、ｎ型半導体層上に、同じ金属膜及び第２の半導体膜が負電極として形成されている場合には、金属膜が直接ｎ型半導体層と接触することになるが、特にこの金属膜を反射膜として利用する場合には、ｐ側及びｎ側の双方において反射特性を向上させることができ、光の取り出し効率を向上させることができる。
さらに、第１の半導体膜、金属膜及び第２の半導体膜がｐ型半導体層上に正電極として形成され、ｎ型半導体層上に、同じ第２の半導体膜が負電極として形成されている場合、第２の半導体膜が直接ｎ型半導体層と接触することになり、上述したようにｎ型半導体層との良好なオーミック接触を確保することができ、一層光の取り出し効率も向上させることができる。
なお、これらの場合においては、正電極及び負電極上に、後述する第２の金属膜が同様の材料及び工程で形成されていてもよい。
【００３０】
本発明においては、正電極上の一部の領域に第２の金属膜が形成されていてもよい。この第２の金属膜は、半田により接着され又はワイヤボンディングされたパッド電極等として機能し得るものであることが好ましい。第２の金属膜の種類及び形態は特に限定されるものではなく、上述した金属膜と同様のものを用いることができる。なかでも、抵抗が低いものが好ましく、具体的には、Ｗ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｌ等の単層膜又は積層膜が挙げられる。さらに、半導体膜、例えば、ＩＴＯ膜との密着性が良好なもの、具体的には、Ｗ、Ｒｈ、Ｐｔの単層膜又は積層膜が好ましい。
【００３１】
第２の金属膜としては、例えば、第２の半導体膜の側から、Ｒｈ、Ｐｔ、Ａｕのそれぞれをスパッタリングにより順に積層させたＲｈ／Ｐｔ／Ａｕ電極（その膜厚として、例えばそれぞれ１００ｎｍ／２００ｎｍ／５００ｎｍ）；Ｐｔ、Ａｕのそれぞれをスパッタリングにより順に積層させたＰｔ／Ａｕ電極（その膜厚として、例えばそれぞれ２０ｎｍ／７００ｎｍ）等が挙げられる。第２の金属膜の最上層をＡｕとすることによって、Ａｕを主成分とする導電性ワイヤ等と良好な接続を確保することができる。また、ＲｈとＡｕの間にＰｔを積層させることによって、Ａｕ又はＲｈの拡散を防止することができ、電極として信頼性の高い電気的な接続を得ることができる。また、Ｒｈは、光反射性およびバリア性に優れ、光取り出し効率が向上するため好適に用いることができる。なかでも、Ｐｔ／Ａｕ（フェイスアップの場合）、Ｒｈ／Ｐｔ／Ａｕ（フェイスダウンの場合）の積層膜が好ましい。なお、フェイスダウン実装の場合には、正電極及び／又は負電極の上に、さらにメタライズ層を形成することが好ましい。メタライズ層は、Ａｇ、Ａｕ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｚｎ等により、形成することができる。
【００３２】
本発明における半導体発光素子を構成する半導体積層構造としては、次の（１）〜（５）に示すような積層構造が挙げられる。
【００３３】
（１）膜厚が２００ÅのＧａＮよりなるバッファ層、膜厚が４μｍのＳｉドープｎ型ＧａＮよりなるｎ型コンタクト層、膜厚が３０ÅのアンドープＩｎ０．２Ｇａ０．８Ｎよりなる単一量子井戸構造の活性層、膜厚が０．２μｍのＭｇドープｐ型Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎよりなるｐ型クラッド層、膜厚が０．５μｍのＭｇドープｐ型ＧａＮよりなるｐ型コンタクト層。
【００３４】
（２）膜厚が約１００ÅのＡｌＧａＮからなるバッファ層、膜厚１μｍのアンドープＧａＮ層、膜厚５μｍのＳｉを４．５×１０１８／ｃｍ３含むＧａＮからなるｎ側コンタクト層、３０００ÅのアンドープＧａＮからなる下層と、３００ÅのＳｉを４．５×１０１８／ｃｍ３含むＧａＮからなる中間層と、５０ÅのアンドープＧａＮからなる上層との３層からなるｎ側第１多層膜層（総膜厚：３３５０Å）、アンドープＧａＮからなる窒化物半導体層を４０ÅとアンドープＩｎ０．１Ｇａ０．９Ｎからなる窒化物半導体層を２０Åとが繰り返し交互に１０層ずつ積層されてさらにアンドープＧａＮからなる窒化物半導体層を４０Åの膜厚で形成された超格子構造のｎ側第２多層膜層（総膜厚：６４０Å）、膜厚が２５０ÅのアンドープＧａＮからなる障壁層と膜厚が３０ÅのＩｎ０．３Ｇａ０．７Ｎからなる井戸層とが繰り返し交互に６層ずつ積層され、さらに膜厚が２５０ÅのアンドープＧａＮからなる障壁が形成された多重量子井戸構造の活性層（総膜厚：１９３０Å）、Ｍｇを５×１０１９／ｃｍ３含むＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎからなる窒化物半導体層を４０ÅとＭｇを５×１０１９／ｃｍ３含むＩｎ０．０３Ｇａ０．９７Ｎからなる窒化物半導体層を２５Åとが繰り返し５層ずつ交互に積層されて、さらにＭｇを５×１０１９／ｃｍ３含むＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎからなる窒化物半導体層を４０Åの膜厚で形成された超格子構造のｐ側多層膜層（総膜厚：３６５Å）、膜厚が１２００ÅのＭｇを１×１０２０／ｃｍ３含むＧａＮからなるｐ側コンタクト層。
【００３５】
（３）膜厚が約１００オングストロームのＡｌＧａＮからなるバッファ層、膜厚１μｍのアンドープＧａＮ層、膜厚５μｍのＳｉを４．５×１０１８／ｃｍ３含むＧａＮからなるｎ側コンタクト層、３０００ÅのアンドープＧａＮからなる下層と、３００ÅのＳｉを４．５×１０１８／ｃｍ３含むＧａＮからなる中間層と、５０ÅのアンドープＧａＮからなる上層との３層からなるｎ側第１多層膜層（総膜厚３３５０Å）、アンドープＧａＮからなる窒化物半導体層を４０ÅとアンドープＩｎ０．１Ｇａ０．９Ｎからなる窒化物半導体層を２０Åとが繰り返し交互に１０層ずつ積層されてさらにアンドープＧａＮからなる窒化物半導体層を４０Åの膜厚で形成された超格子構造のｎ側第２多層膜層（総膜厚）６４０Å）、最初に膜厚が２５０ÅのアンドープＧａＮからなる障壁層と続いて膜厚が３０ÅのＩｎ０．３Ｇａ０．７Ｎからなる井戸層と膜厚が１００ÅのＩｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎからなる第１の障壁層と膜厚が１５０ÅのアンドープＧａＮからなる第２の障壁層が繰り返し交互に６層ずつ積層されて形成された多重量子井戸構造の活性層（総膜厚１９３０Å）（繰り返し交互に積層する層は３層〜６層の範囲が好ましい）、Ｍｇを５×１０１９／ｃｍ３含むＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎからなる窒化物半導体層を４０ÅとＭｇを５×１０１９／ｃｍ３含むＩｎ０．０３Ｇａ０．９７Ｎからなる窒化物半導体層を２５Åとが繰り返し５層ずつ交互に積層されてさらにＭｇを５×１０１９／ｃｍ３含むＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎからなる窒化物半導体層を４０Åの膜厚で形成された超格子構造のｐ側多層膜層（総膜厚３６５Å）、膜厚が１２００ÅのＭｇを１×１０２０／ｃｍ３含むＧａＮからなるｐ側コンタクト層。さらに、ｎ側に設ける３０００ÅのアンドープＧａＮからなる下層を、下から１５００ÅのアンドープＧａＮからなる第1の層と１００ÅのＳｉを５×１０１７／ｃｍ３含むＧａＮからなる第2の層と１５００ÅのアンドープＧａＮからなる第3の層とからなる3層構造の下層にすることで、発光素子の駆動時間経過に伴うＶｆの変動を抑えることが可能となる。
【００３６】
（４）バッファ層、アンドープＧａＮ層、Ｓｉを６．０×１０１８／ｃｍ３含むＧａＮからなるｎ側コンタクト層、アンドープＧａＮ層（以上が総膜厚６ｎｍのｎ型窒化物半導体層）、Ｓｉを２．０×１０１８／ｃｍ３含むＧａＮ障壁層とＩｎＧａＮ井戸層とを繰り返し５層ずつ交互に積層された多重量子井戸の活性層、膜厚が１３００ÅのＭｇを５．０×１０１８／ｃｍ３含むＧａＮからなるｐ型窒化物半導体層、さらに透光性導電層とｐ型窒化物半導体層との間にＩｎＧａＮ層を５０Åの膜厚で有してもよい。５０ÅのＩｎＧａＮ層を設ける場合、この層が正電極と接することとなり、ｐ側コンタクト層となりうる。
【００３７】
（５）バッファ層、アンドープＧａＮ層、Ｓｉを１．３×１０１９／ｃｍ３含むＧａＮからなるｎ側コンタクト層、アンドープＧａＮ層（以上が総膜厚６ｎｍのｎ型窒化物半導体層）、Ｓｉを３．０×１０１８／ｃｍ３含むＧａＮ障壁層とＩｎＧａＮ井戸層とを繰り返し７層ずつ交互に積層された多重量子井戸の活性層（総膜厚：８００Å）、膜厚が１３００ÅのＭｇを２．５×１０２０／ｃｍ３含むＧａＮからなるｐ型窒化物半導体層、さらに透光性導電層とｐ型窒化物半導体層との間にＩｎＧａＮ層を５０Åの膜厚で有してもよい。５０ÅのＩｎＧａＮ層を設ける場合、この層が正電極と接することとなり、ｐ側コンタクト層となりうる。
【００３８】
また、本発明の半導体発光素子は、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していてもよい。これにより、発光素子の光を変換した発光装置を得ることができ、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を得ることができる。
【００３９】
光変換部材としては、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むアルミニウム・ガーネット系蛍光体、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等が挙げられる。これにより、発光素子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を得ることができる。
【００４０】
また、光変換部材は、（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）で表される蛍光体であってもよい。これにより上記と同様に、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、活性層が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。
【００４１】
さらに、光変換部材は、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賦活された窒化物系蛍光体であってもよい。具体的には、一般式ＬＸＳｉＹＮ（２／３Ｘ＋４／３Ｙ）：Ｅｕ又は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。）が挙げられる。これにより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、耐久性を得ることができる。なかでも、酸化窒化珪素化合物が好ましい。また、上述したアルミニウム・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。
【００４２】
また、本発明の半導体発光素子においては、第２の金属膜はパッド電極として用いるだけでなく、さらに延長導電部を設けることが好ましい。これにより、活性層全体を効率よく発光させることができ、特に本発明の半導体発光素子をフェイスアップ実装で設けるときに効果的である。
【００４３】
延長導電部が設けられたパッド電極としては、例えば、図１〜図４に示したような構成が挙げられる。
図１及び図２に示すように、ｎ電極５３は半導体発光素子の少なくとも１つの辺に近接するように形成される。例えば、１つの辺の中央部において、ｐ型半導体層５２及び活性層の一部をエッチングにより除去してｎ型コンタクト層５１が露出した切り欠き部５１ａを設け、その切り欠き部５１ａにｎ電極５３を形成する。
【００４４】
ｐ側パッド電極５５は、透明電極５４上におけるｎ電極が近接する辺に対向する辺に隣接する位置に形成される。また、ｐ側パッド電極５５には２つの線上の延長導電部５６が接続され、その延長導電部５６はｐ側パッド電極５５の両側のｐ側パッド電極５５が隣接する辺に沿って伸びている。これにより、ｐ側パッド電極５５とｎ電極５３間に位置する活性層を効率よく発光させることができる。さらにｐ側パッド電極５５に接続された延長導電部５６を透明電極５４上に電気的に導通するように形成することにより、効果的にｐ層全体に電流を拡散させ、発光層全体を効率よく発光させることができる。しかも、ｐ側パッド電極５５及び延長導電部５６の周辺部において輝度の高い発光が得られる。したがって、本発明では、延長導電部５６の周辺部における輝度の高い発光を効果的に利用することがさらに好ましい。
【００４５】
具体的には、延長導電部５６と、延長導電部５６と延長導電部５６が沿って形成される発光層及びｐ層の縁との間に上述の輝度の高い発光が得られる周辺部が確保されるように、その縁と延長導電部５６との間に間隔を空けることが好ましい。なお、ｎ型コンタクト層５１のシート抵抗ＲｎΩ／□と、透光性ｐ電極５４のシート抵抗ＲｐΩ／□とが、Ｒｐ≧Ｒｎの関係を満たしている場合、延長導電部５６と発光層の縁との間隔は、２０μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。その間隔が２０μｍより小さいと輝度の高い発光が得られる周辺部領域が十分確保できない（輝度の高い発光が得られるべき領域が外側にはみ出す）からであり、その間隔が５０μｍを超えると、隣接辺に沿って発光輝度の低い部分が形成され、全体としての輝度の低下をもたらすからである。
【００４６】
また、延長導電部５６はそれぞれ、図１に示すように、ｎ電極５３から等距離になるように円弧状に形成されていることが好ましく、これにより図２のように直線状に設けた場合に比較して、より均一な発光分布が得られる。
さらに、図３及び図４に示すように、ｎ電極６３が半導体発光素子の１つの隅部に２つの辺に近接するように設けられ、パッド電極はｎ電極６３が近接する隅部と対角をなす他の隅部に設けられることが好ましい。
【００４７】
また、ｎ電極６３とｐ側パッド電極６５とを対角配置した場合においても、図３及び図４に示すように、延長導電部６６はそれぞれ、ｎ電極６３から等距離になるように円弧状に形成されていることが好ましく、これによってより高輝度でかつより均一な発光が得られる。なお、この場合においても、延長導電部６６と発光層の縁との間隔は、上述したように輝度の高い発光が得られる領域を十分確保するために、２０μｍ以上、５０μｍ以下であることが好ましい。
【００４８】
以下に、本発明の半導体発光素子を図面に基づいて詳細に説明する。
実施例１
この実施例の半導体発光素子を図５に示す。
この半導体発光素子１０は、サファイア基板１の上に、Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎよりなるバッファ層（図示せず）、ノンドープＧａＮ層（図示せず）が積層され、その上に、ｎ型半導体層２として、ＳｉドープＧａＮよりなるｎ型コンタクト層、ＧａＮ層（４０Å）とＩｎＧａＮ層（２０Å）とを交互に１０回積層させた超格子のｎ型クラッド層が積層され、さらにその上に、ＧａＮ層（２５０Å）とＩｎＧａＮ層（３０Å）とが交互に３〜６回積層された多重量子井戸構造の活性層３、ｐ型半導体層４として、ＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎ層（４０Å）とＭｇドープＩｎＧａＮ層（２０Å）とが交互に１０回積層された超格子のｐ型クラッド層、ＭｇドープＧａＮよりなるｐ型コンタクト層がこの順に積層されて構成される。
【００４９】
ｎ型半導体層２の一部の領域においては、その上に積層された活性層３及びｐ型半導体層４が除去され、さらにｎ型半導体層２自体の厚さ方向の一部が除去されて露出しており、その露出したｎ型半導体層２上にｎ電極７が形成されている。
【００５０】
ｐ型半導体層３上には、ほぼ全面に、ＩＴＯからなる第１の半導体膜５ｃ（膜厚：５００Å）、第１の半導体膜５ｃとほぼ同じ大きさのＡｕからなる金属膜５ｂ（膜厚：２０Å）、金属膜５ｂの上面と、金属膜５ｂ及び第１の半導体膜５ｃの側面とをほぼ完全に被覆する第２の半導体膜５ａ（膜厚：２００Å）とが積層されて構成される正電極５が形成されており、正電極５の一部上にパッド電極６が形成されている。なお、第１の半導体膜５ｃは、膜中に複数の空隙が形成されており、密度が低い。
【００５１】
このような半導体発光素子は、以下の製造方法により形成することができる。
＜半導体層の形成＞
まず、直径２インチ、Ｃ面を主面とするサファイア基板をＭＯＶＰＥ反応容器内にセットし、温度を５００℃にしてトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、アンモニア（ＮＨ３）を用い、Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎよりなるバッファ層を１００Åの膜厚で成長させる。
バッファ層形成後、温度を１０５０℃にして、ＴＭＧ、アンモニアを用い、アンドープＧａＮ層を１．５μｍの膜厚で成長させる。この層は、素子構造を形成する各層の成長において下地層（成長基板）として作用する。
【００５２】
次に、下地層の上に、ｎ型半導体層２として、ＴＭＧ、アンモニア、不純物ガスとしてシランガスを用い、１０５０℃でＳｉを１×１０１８／ｃｍ３ドープさせたＧａＮからなるｎ型コンタクト層を２．１６５μｍの膜厚で成長させる。
その上に、温度を８００℃にして、原料ガスにトリメチルインジウムを断続的に流しながら、ＧａＮ層（４０Å）とＩｎＧａＮ層（２０Å）とを交互に１０回積層させた超格子のｎ型クラッド層５を６４０Åの膜厚で成長させ、さらに、ＧａＮ層（２５０Å）とＩｎＧａＮ層（３０Å）とを交互に３〜６回積層させた多重量子井戸構造の活性層３を成長させる。
【００５３】
ｐ型半導体層４として、ＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎ層（４０Å）とＭｇドープＩｎＧａＮ層（２０Å）とを交互に１０回積層させた超格子のｐ型クラッド層を０．２μｍ成長させる。
最後に、９００℃で、水素雰囲気下、ＴＭＧを４ｃｃ、アンモニア３．０リットル、キャリアガスとして水素ガスを２．５リットル導入し、ｐ型クラッド層の上にＭｇを１．５×１０２０／ｃｍ３ドープしたｐ型ＧａＮからなるｐ型コンタクト層を０．５μｍの膜厚で成長させる。
その後、得られたウェハを反応容器内で、窒素雰囲気中、６００℃にてアニールし、ｐ型クラッド層及びｐ型コンタクト層をさらに低抵抗化した。
【００５４】
＜エッチング＞
アニール後、ウェハを反応容器から取り出し、最上層のｐ型コンタクト層の表面に所定の形状のマスクを形成し、エッチング装置でマスクの上からエッチングし、ｎ型コンタクト層の一部を露出させた。
【００５５】
＜正電極の形成＞
マスクを除去した後、スパッタ装置にウェハを設置し、Ｉｎ2Ｏ3とＳｎＯ2との焼結体からなる酸化物ターゲットをスパッタ装置内に設置した。スパッタ装置によって、酸素ガス雰囲気中、ウェハを３００℃に維持し、スパッタガスとしてアルゴンガスと酸素との混合ガス（２０：１）で、例えば、ＲＦパワー１０Ｗ／ｃｍ２で２０分間スパッタリングし、第１の半導体膜５ｃとしてＩＴＯ膜を、膜厚５００Åで形成した。
その後、Ａｕターゲットを用いて、ＩＴＯ膜上に金属膜５ｂとしてＡｕ膜を、膜厚２０Åで形成した。
【００５６】
続いて、これらＩＴＯ膜及びＡｕ膜とを所定のマスクパターンを用いてエッチングし、ｐ型コンタクト層に対して若干小さい形状に加工した。
次いで、Ｉｎ2Ｏ3とＳｎＯ2との焼結体からなる酸化物ターゲットを用い、酸素ガス雰囲気中、ウェハを３００℃に維持し、スパッタガスとしてアルゴンガスと酸素との混合ガス（２０：１）で、ＲＦパワーを２Ｗ／ｃｍ２に変更して２０分間スパッタリングすることにより、ＩＴＯ膜及びＡｕ膜の上面及び側面の全面を覆うように、ウェハのｐ型コンタクト層８のほぼ全面に、ＩＴＯよりなる第２の半導体膜５ａを、膜厚２００Åで形成し、正電極５を得た。
【００５７】
＜パッド電極及びｎ電極の形成＞
正電極５上及びｎ型コンタクト層の上に、レジストにより所定のパターンを有するマスクを形成し、その上にＷ層２００Å、Ｐｔ層２０００ÅおよびＡｕ層５０００Åをこの順に積層し、リフトオフ法により、正電極５上にボンディング用のパッド電極６と、ｎ型コンタクト層の上にｎ電極７を、それぞれ形成した。
次いで、ランプアニール装置にて４００〜６００℃程度で熱処理を施した。
得られたウェハを所定の箇所で分割することにより、半導体発光素子１０を得た。
【００５８】
以上のようにして形成した半導体発光素子の断面をＳＴＥＭにより観察した。その結果、第１の半導体膜であるＩＴＯ膜の内部に、２０〜２００ｎｍ程度の複数の孔が観察され、密度が低いことが確認された。また、第２の半導体膜は密度が高い、良好な結晶状態であることが確認された。なお、正電極５自体は、透明であった。
【００５９】
また、比較のために、従来の透光性を有する正電極として、Ｎｉ／Ａｕ（膜厚６０Å／１００Å）を用いた半導体発光素子と、ＩＴＯ膜を７００Åの膜厚の単層膜として形成した半導体発光素子とを形成し、それらの特性について評価した。
その結果、上記実施例の半導体発光素子は、Ｎｉ／Ａｕ電極を有する半導体発光素子に対して、Ｖｆを低減させることなく、光出力が１０％程度向上した。また、ＩＴＯ電極を有する半導体発光素子に対して、光出力はほぼ同等であり、Ｖｆを０．２Ｖ程度低減させることができた。
【００６０】
このように、本発明の半導体発光素子の構成により、正電極とｐ型コンタクトの間の密着性を強固にすることができ、特に、第１の半導体膜であるＩＴＯ膜とｐ型コンタクト層との間の電流密度を増加させることにより、ショットキー障壁を小さくし、ＩＴＯ膜とｐ型コンタクト層とのコンタクト抵抗を低減させることができる。また、金属膜に起因してシート抵抗が低く、正電極内において、電流を面内方向へ均一に広げることができ、さらに、正電極から半導体層全体へ電流を均一に広げることができ、活性層を効率的に発光させることが可能となる。
【００６１】
実施例２
この実施例の半導体発光素子は、パッド電極とｎ電極とを以下のように別々に形成する以外は、実施例１と同様の半導体発光素子を形成した。
つまり、正電極５上に、レジストにより所定のパターンを有するマスクを形成し、その上にＲｈ（１０００Å）／Ｐｔ（２０００Å）／Ａｕ（５０００Å）からなるパッド電極６を形成した。
その後、ｎ型コンタクト層の上に、Ｗ層２００Å、Ｐｔ層２０００ÅおよびＡｕ層５０００Åをこの順に積層し、ｎ電極７を形成した。
得られた半導体発光素子は、実施例１と同様の効果が得られた。
【００６２】
実施例３
この実施例の半導体発光素子は、ｐ型半導体層上のほぼ全面に、ＩＴＯからなる第１の半導体膜５ｃ（膜厚：５００Å）、第１の半導体膜５ｃとほぼ同じ大きさのＡｇからなる金属膜５ｂ（膜厚：４００Å）、金属膜５ｂの上面と、金属膜５ｂ及び第１の半導体膜５ｃの側面とをほぼ完全に被覆する第２の半導体膜５ａ（膜厚：１０００Å）とが積層されて構成される正電極５が形成されており、正電極５の一部上にパッド電極６が形成されている以外、実施例１の半導体発光素子と実質的に同様である。
【００６３】
このような半導体発光素子は、正電極の形成までは実施例１と同様である。
【００６４】
＜正電極の形成＞
実施例１と同様に、第１の半導体膜５ｃとしてＩＴＯ膜を膜厚５００Åで形成した。
その後、Ａｇターゲットを用いる以外は、実施例１と同様に、Ａｇ膜を膜厚４００Åで形成した。
続いて、これらＩＴＯ膜及びＡｇ膜とを、所定のマスクパターンを用いてエッチングし、ｐ型コンタクト層に対して若干小さい形状に加工した。
次いで、実施例１と同様に、ＩＴＯよりなる第２の半導体膜５ａを、膜厚１０００Åで形成し、正電極５を得た。
【００６５】
その後、パッド電極及びｎ電極を実施例１と同様に形成した。
このようにして形成した半導体発光素子の断面をＳＴＥＭにより観察した。その結果、第１の半導体膜であるＩＴＯ膜の内部に、２０〜２００ｎｍ程度の複数の孔が観察され、密度が低いことが確認された。また、第２の半導体膜は密度が高い、良好な結晶状態であることが確認された。
以上のようにして、ｎ型コンタクト層とｐ型コンタクト層とに電極を形成したウェハを、３２０μｍ角のチップ状に分割し、半導体発光素子を得た。
得られた半導体発光素子２０を、図６に示すように、サブマウント１１上にフリップチップ実装した。つまり、半導体発光素子２０のパッド電極６及びｎ電極７をサブマウント１１上に設けられ、例えば、Ａｇからなる正負一対のメタライズ層１２にて各々の電極を接続するする。さらに、サブマウント１１に対して、ワイア１３が配線される。
これにより、半導体発光素子１０の基板１を、主光取出し面とすることができる。
【００６６】
このように、本発明の半導体発光素子の構成により、正電極とｐ型コンタクトの間の密着性を強固にすることができ、特に、第１の半導体膜であるＩＴＯ膜とｐ型コンタクト層との間の電流密度を増加させることにより、ショットキー障壁を小さくし、ＩＴＯ膜とｐ型コンタクト層とのコンタクト抵抗を低減させることができる。また、金属膜に起因してシート抵抗が低く、正電極内において、電流を面内方向へ均一に広げることができ、さらに、正電極から半導体層全体へ電流を均一に広げることができ、活性層を効率的に発光させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明の半導体発光素子は、バックライト光源、ディスプレイ、照明、車両用ランプ等の各種光源を構成する半導体発光素子に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明における半導体発光素子の電極形状を説明するための平面図である。
【図２】本発明における半導体発光素子の別の電極形状を説明するための平面図である。
【図３】本発明における半導体発光素子のさらに別の電極形状を説明するための平面図である。
【図４】本発明における半導体発光素子のさらに別の電極形状を説明するための平面図である。
【図５】本発明における半導体発光素子の実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明における半導体発光素子をフェイスダウン実装した実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１  基板
２  ｎ型半導体層
３  活性層
４  ｐ型半導体層
５  正電極
５ａ  第２の半導体膜
５ｂ  金属膜
５ｃ  第１の半導体膜
６  パッド電極
７  ｎ電極
１０、２０  半導体発光素子
１１  サブマウント
１２  メタライズ層
１３  ワイア
５１  ｎ型コンタクト層
５１ａ  切り欠き部
５２  ｐ型半導体層
５３、６３  ｎ電極
５４、６４  透明電極
５５、６５  ｐ側パッド電極
５６、５７、６６  延長導電部
【図１】
0004635458.tif 000002
【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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