(57)【要約】【課題】            本発明は、各電極の方向３１，３２と電極層の開口部形状を特定することで発光特性向上させる。【解決手段】        第１，２導電型層１，２とその間に発光層３を有する素子１０１において、該第１、２導電型層に設けられた電極ではさまれた発光構造部が、第１と２を有し、第二発光構造部は、一部だけ第１、２電極ではさまれた領域を有する。  また、だい１，２電極にはさまれた発光構造部は、複数有して、それぞれ長さがことなる。さらに、第二発光構造部は、発光素子の端部に配置される。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型層と第２導電型層とに挟まれた発光層を有する半導体発光素子において、
前記第１導電型層と第２導電型層に、それぞれ第１電極、第２電極が同一面側に設けられ、
該電極形成面には、前記発光層を備えた発光構造部を複数有し、
前記発光構造部が、前記電極形成面内において、ほぼ全面が第１電極と第２電極とに挟まれた第１発光構造部と、一部が第１電極と第２電極とに挟まれた第２発光構造部と、を有する半導体発光素子
【請求項２】
前記第１，２電極が、発光構造部の辺に沿って延伸する各延伸電極部を有し、前記第１発光構造部が、互いに対向して延伸する第１，２電極の延伸電極部に挟まれて形成されている請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記第１発光構造部が、該一端において、一方の電極の延伸電極端部を、他方の電極の延伸電極部で囲む領域を有する請求項１又は２記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記第２発光構造部が、一方の電極の延伸電極端部と、他方の電極の延伸電極部と、を有する請求項１乃至３記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記第２発光構造部が、対向する辺を少なくとも１組有し、該対向する辺の一方に前記延伸電極部が設けられ、他方の辺が電極延伸部から露出されている請求項４記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記発光素子が、第１発光構造部を複数有すると共に、該発光構造部の面積、若しくは長手方向の長さが異なる請求項１乃至５記載の半導体発光素子。
【請求項７】
前記発光構造部が、前記第１発光構造部の対向延伸電極部で挟まれた領域と前記他方の電極延伸部で囲まれた領域とで、連接された複数の発光構造部である請求項１乃至６記載の半導体発光素子。
【請求項８】
前記発光構造部が、連接して設けられた複数の発光構造部であり、該一端に前記第２発光構造部が配置されている請求項１乃至８記載の半導体発光素子。
【請求項９】
前記発光素子が、発光構造部と前記第１，２電極との間に、非動作部の凹凸部を有する請求項１乃至８記載の半導体発光素子。
【請求項１０】
前記発光素子が、電極形成面内において、発光構造部の側面に沿って、発光構造部の一部が分離して形成された凹凸部を有する請求項１乃至９記載の発光素子
【請求項１１】
前記凹凸部は、素子動作部内で、発光構造部、若しくは発光構造部と第１電極とに挟まれた領域に設けられている請求項１０記載の発光素子。
【請求項１２】
前記凹凸部は、発光構造部内に切り込む拡張部を有する請求項１０又は１１記載の発光素子。
【請求項１３】
前記発光素子を用いた発光装置であって、前記発光素子の発光の少なくとも一部を、波長変換する光変換部材を有する発光装置。
【請求項１４】
請求項１乃至６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１５】
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又は９記載の発光装置。
【請求項１６】
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１０記載の発光装置。
【請求項１７】
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１０に記載の発光装置。
【請求項１８】
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１２に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は半導体で形成された発光素子に係り、具体的には、は、発光層とそれに接合する第１，２導電型層と、各導電型層に設けられた電極とを有する発光素子に関し、特に、各導電型層、発光層に、半導体、特に窒化物半導体を用い、発光層とそれを挟む第１，２導電型層を有する半導体素子構造体の同一面側に、前記正負一対の電極が設けられた発光素子に係り、特に窒化物半導体を用いた窒化物半導体発光素子（ＬＥＤ）の構造に関し、またそれを用いた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  半導体層の積層構造体の素子の同一面側に、正負一対の電極を設ける発光素子についてさまざまな開発がなされている。特に、高効率、高出力の発光素子とするために、窒化物半導体発光素子においては、ｎ型層／活性層（発光層）／ｐ型層を形成して、ｐ型層上に、電極層とその上の台座部用のパッド電極とを備え、さらに、電極層を透光性として、様々な電極構造、引いては素子構造が提案されている。特に、発光素子の大面積化に際して、第１，２電極をどのように配置して、発光素子構造とするかについて、様々な構造が提案されている。【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１７５９８５号公報
【特許文献２】特開２００３−３４５４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  上記従来技術において、各導電型層の電極を、互いに対向させて延伸させ、その延伸部に挟まれた発光構造部を発光させる際に、均一な電流注入を実現して、各発光構造部内で均一な発光、また複数の発光構造部間で均一な発光を実現すること、なおかつ発光素子の動作電圧を低減させることは困難であった。
なぜなら、各発光構造部は、通常接続されて連続した構造を有し、対向延伸部以外の発光構造部、たとえば、発光構造部の一端周縁を電極延伸部が囲む領域などを、各対向深部の発光構造部間に介在させて、１つの連続した発光素子としているため、このような電極間に囲まれる形態が一定ではなく、電極間距離が変化する発光素子となる。このため、電極間の短い箇所に電流が集中したり、一方の電極が囲み、他方の電極延伸部の端部となるような発光構造部の一端で電流密度が対向延伸部とで異なったり、長く延伸、配線された電極の基点となる外部接続用のパッド部からの延伸距離の違いによる電流密度の変化の影響があったり、するため、理想通りの均一な電流注入、発光が困難な課題がある。
さらに、以上のような電極間距離の不均一、電極の対向形態の多様性、基点からの延伸距離の変化、により、一部領域に電流集中など、電流密度が不均一になる傾向を押さえるために、電極間距離を十分に広くすることで、このような差違を電極間距離に比して小さくすることができ、その影響を小さくできるが、一方で、電極間距離を大きくすると、素子の動作電圧を増大させる一因になる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  本発明は、上記課題に鑑みなされたものであって、上述した発光構造部を囲み、挟む電極の距離、形態の変化および電極基点からの延伸距離による発光不均一、並びに、動作電圧上昇を改善して、複数の発光構造部をつなぎ合わせて、均一で高効率な発光を実現し、動作電圧上昇を抑えた大面積の発光素子が得られる。【０００６】  本発明の発光素子は、同一面側に第１，２電極をそれぞれ第１，２導電型層に設けられて、該面内で発光層を備えた発光構造が、第１，２電極の各延伸電極部で挟まれた第１発光構造部と、一部の領域だけ前記第１，２電極で挟まれ、残部が第１，２電極で挟まれずに、その構成辺などが電極から露出された第２発光構造部と、を有するものである。この第２発光構造部のように、一部だけしか第１，２電極に挟まれない構造部を有することで、この領域が電極間を流れる電流において、一種の遊びとして機能すると考えられ、面内で電極間で挟まれない発光構造部の余剰領域を有することで、電極間に配された発光構造部（第１発光構造部）で、好適な電流均一性が得られる傾向にあり、優れた効率での発光が可能となる。すなわち、上述したような電極間距離、電極で挟まれる形態の差違、電極基点からの延伸距離の変化がある場合でも、上記余剰領域を有する第２発光構造部でもって、一部に電流が集中する現象を緩和する傾向にあり、その影響による不均一な発光、発光効率の低下を防ぎ、好適な発光素子を得ることができる。【０００７】  本発明の発光素子は、発光構造部として、互いに対向して、好ましくはほぼ平行、若しくは電極間距離をほぼ一定として、延伸する延伸電極部で挟まれた発光構造部を、第１発光構造部として、有することで、該第１発光構造部において、他の領域の発光構造部よりも比較的均一な発光を実現できる。このような第１発光構造部を複数有して、発光素子を構成することで、大面積でも高効率の発光素子が得られる。【０００８】  また、上記発光構造部が、その一端において、一方の電極に囲まれるような領域を有すること、たとえば上記対向延伸部の第１発光構造部において、その一端が電極延伸部に囲まれ、他方の延伸電極部の端部を囲むように配置された構造を有する場合、上記課題にある電極間距離、その電極で挟まれる形態の変化が大きな箇所となるため、上記第２発光構造部が好適に機能して、特性に優れた発光素子が得られる。【０００９】  上記第２発光構造部において、その電極形態が、一方の電極は、発光構造部の一部に沿って延伸する延伸電極部であり、他方の電極がその発光構造部にまで延在する電極端部とが設けられた構造とすることで、上述した電極間で挟まれず、余剰な領域を好適に形成できる。さらにその電極形態の具体例としては、たとえば、対向する１組の辺を有する発光構造部の形状において、その１組の一辺に沿って電極延伸部が設けられ、他方の辺は電極から開口されて、露出された電極構造とすることができる。好ましくは、電極で挟まれる領域をそれ以外の領域より小さくした第２発光構造部とすることで、上述した機能が発揮される傾向にあり、好ましい。また、このような延伸電極部が、第２発光構造部、その一端を囲まないように配置すること、たとえば、該第２発光構造部の面��を２等分する線の区画された一方の領域に前記第１，２電極を配して、他方の領域に電極を設けず、電極露出部、電極非形成部とすること、により、比較的電流集中を緩和して、上記条件を満たすことができ好ましい。【００１０】  上記対向延伸部により形成される第１発光構造部を複数有する発光素子において、その第１発光構造部の面積、長手方向若しくは延伸電極部の延伸方向の長さ、が異なるような構造とすることで、上記課題がより深刻化する一方で、上記第２発光構造部の機能が好適に発現される傾向にあり、好ましい。【００１１】  上述したように、発光構造部は複数有して、互いに発光構造部で接続された構造、すなわち連接する発光構造部とすることで、上述した課題がより顕在化するが、上記本発明の第２発光構造部を有することで、好適な発光特性の発光素子を得ることができる。【００１２】  本発明の発光素子は、第１，２導電型層に設けられた第１，２電極間に電流が流れることで、素子動作部としり、上述した発光構造部となるが、一方の導電型層に電極が設けられずに形成された構造物、具体的には、発光構造部と同様に、少なくとも一方の導電型層が電極形成面内で分離された構造であって、凹凸構造を、前記発光構造部と電極、特に発光構造部上に設けられた電極（第２電極）と異なる電極（第１電極）、との間に設けることで、発光構造部から発せられた光を好適に電極形成面に垂直な方向に取り出すことができる。また、そのような凹凸部を、複数の発光構造部で構成される発光素子の素子動作部の外側に配置することで、素子外部に向かう光も好適に電極形成面に垂直な方向に光を取り出すことができる。具体的な凹凸部の形態としては、第１導電型層、発光層、第２導電型層が積層された構造において、下方の第１導電型層を露出させる構造において、発光構造部と同様に、第２導電型層を分離して形成する。【００１３】  また、このように複数の発光構造部を複数連続して設けた発光素子構造において、第２の発光構造部をその一端に設けることで、上述した効果が好適に得られる傾向にあり、端部に配置しない場合に比べて好ましい。さらに好ましくは、複数の第１発光部を間に有して、それを挟むようにその外側、たとえば一方向に発光構造部が配列された構造ではその両端部、に設けられるとよい。【００１４】  実施形態８に説明するように、上記発光素子構造において、その発光構造部の一部を分離した凹凸部６を、発光構造部に沿うように、発光素子（素子構造部５７）の外周縁部分、素子構造部５７内の発光構造部間、発光構造部と第１電極との間に設けることで、発光構造部から好適な光取り出しが可能となり、発光素子の指向性に優れたものとなる。具体的には、本発明の開口部を有する下部電極２１により、電極形成面に垂直な縦方向の指向性が高まり、更に開口部２１ｂ以外の被覆された電極部２１ａにより発光素子内部に反射される光も多くなるが、その発光構造部に沿って設けられた凹凸部６により、縦方向の光の取り出しが高まり、発光素子の指向性が向上し、発光効率が高まる。また、このような、凹凸部は、発光構造部の切り込み部、食い込み部を設けて凹凸部６の拡張部６ｘ−１，６ｙ−１形成すると、その効果を高められ、好ましい。【０���１５】  以上の発光素子を用いた発光装置に適用することで、大面積の光源とすることができ、さらに、光変換部材により様々な発光色の発光装置とでき好ましい。【００１６】  また、上記発光素子は、それを用いた発光装置として、下記に示すような発光装置に好適に用いられる。【００１７】  前記発光素子１００が載置される載置部２０２を有する発光装置２００であって、前記載置部２０２に、発光素子１００が支持基板１０４上に実装されて、載置されていることを特徴とする発光装置。【００１８】  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１００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２２１（１０６）を有することを特徴とする発光装置２００。【００１９】  前記光変換部材２２１（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２００である。【００２０】  前記光変換部材２２１（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。【００２１】  前記光変換部材２２１（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。【００２２】  前記窒化物系蛍光体が、一般式ＬＸＳｉＹＮα：Ｅｕ若しくはＬＸＳｉＹＯＺＮβ：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発光装置である。但しα＝（２／３）Ｘ＋（４／３）Ｙ、β＝（２／３）Ｘ＋（４／３）Ｙ−（２／３）Ｚ。（ここで、本明細書中で、２／３Ｘなどの表記は、変数Ｘと分数の分子「２」との積を分母３で割る分数であることを示す）
【発明の効果】
【００２３】  本発明の発光素子では、その複数ある発光構造部の１つとして、電極間に一部だけ挟まれる（第２）発光構造部を有することで、他の（第１）発光構造部、特に複数の（第１）発光構造部に好適に均一な電流注入、発光が可能となり、その際に素子動作電圧の上昇も抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】  以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施の形態の発光素子について説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の１実施形態を説明する模式平面図であり、本発明の基本的な構造を説明するものである。また、図１７は本発明の実施形態に用いられる素子積層構造の一例を説明する模式断面図である。
図からわかるように、いくつかの発光構造部は、互いに対向して、ほぼ平行に延伸する延伸電極部、で挟まれた第１発光構造部を複数有し、各第１発光構造部は、囲み電極領域の発光構造部で連結されており、該発光構造部の終端に、第２発光構造部を有した構造である。第２発光構造部は、１辺に沿う延伸電極部（第１電極）と、発光構造部上の電極端部とが設けられており、両電極間で挟まれる領域は、第２発光構造部の一部、約半分となっている。【００２５】  本発明に係る実施形態１の発光素子の具体例としては、図１７において、基板４上に下地層５を介して、それぞれ窒化物半導体からなるｎ型層の第１導電型層１、活性層の発光層３及びｐ型層の第２導電型層２がその順に積層されて素子の積層構造１０１を形成してなり、第１導電型層１のｎ側電極１０は、台座部１１と電極延伸部１２を有する構造とし、第２導電型層２のｐ側電極２０は、図１，２，５〜９などに示すように、電流拡散導体（電流拡散層）として機能する透光性のｐ側オーミック接触用の下部電極２１と、そのｐ側下部電極２１の上に、前記ｐ側電極２０の台座部２２ｐとそこから延伸する延伸部２２ａ〜２２ｘを有する上部電極２２を備える。また、第１，２電極１０，２０は、同一面側に形成されてその電極形成面内において好適に、両電極の対向する端部が、一方の電極の対向端部若しくは電極延伸部の対向端部が、他方の電極の対向端部若しくは電極延伸部の対向端部に対応して、好ましくは、互いに発光構造部５１を挟んで、発光構造部の対向する端部に沿って併設され、具体的にはほぼ並行、若しくはほぼ等間隔に対向して設けられる。また、第１電極１０は、第１導電型層１の露出部１ｓの一部領域に電極形成部５２として設けられ、それに面内で分離された発光構造部５１として、発光層３を第１，２導電型層１，２で挟む構造が形成される領域に、第２導電型層２の露出部２ｓの一部電極形成部５３に第２電極２０、下部電極２１が形成される。このとき、第１電極１０は、第１導電型層１の露出部１ｓに設けられ、電極形成部５２と発光構造部５１とを介在して設けられた第１導電型層１の一部が電流拡散導体１３として機能し、他方、第２導電型層２側では、上述の通り、オーミック用電極が拡散導体２３として機能する。【００２６】  本実施形態の具体的な素子構造では、図１７に示すように、まず、サファイア基板４上に、１００ÅのアンドープＡｌＧａＮのバッファ層と０．５μｍアンドープＧａＮ層とからなる下地層５を介して、第１導電型層のｎ型窒化物半導体層１を形成する、ＳｉドープＧａＮのコンタクト層（４１０００Å）、アンドープＧａＮ層（３０００Å）、ＳｉドープＧａＮ層（３００Å）、アンドープＧａＮ層（５００Å）、アンドープＧａＮ（４０Å）／ＩｎＧａＮ（２０Å）１０ペアからなる多層膜を順に成長させる。【００２７】  次に、ｎ型層１の上に、窒化物半導体の活性層（発光層）３を構成する、アンドープＧａＮ層（２５０Å）と、アンドープＩｎＧａＮ（３０Å）／ＧａＮ（２６５Å）６ペアからなる層を成長させる。【００２８】  続いて、活性層３の上に、第２導電型層のｐ型窒化物半導体層２を構成する、Ｍｇドープ（ドープ量：５×１０１９ｃｍ−３）ＡｌＧａＮ（４０Å）／ＩｎＧａＮ（２５Å）５ペアからなる多層膜、アンドープＡｌＧａＮ層（２８００Å）、Ｍｇドープ（ドープ量：１×１０２０ｃｍ−３）ＧａＮのコンタクト層（１２００Å）を積層させる。【００２９】  このようにして積層、形成した素子構造１０１を、前記ｎ側コンタクト層の一部が露出する深さ（層１ａ）までエッチングして、露出面１ｓの一部をｎ側電極形成部５２とし、このとき、残し膜厚部分のｎ側コンタクト層１ａが第１導電型層１側の電流拡散導体１３として機能する。また、露出部１ｓの電極形成部５２を形成することにより設けられた第１，２導電型層とそれに挟まれた発光層３の発光構造部５１のｐ側コンタクト層表面２ｓをｐ側電極形成面５３とし、ＩＴＯ膜をオーミック用の下部電極２１としてほぼ全面に形成し、更にその上に第２電極２０の台座部２２ｐ及び延伸部２２ａ（１次延伸部）などが形成された上部電極２２を設ける。また、ｎ側電極１０形成面１ｓには、オーミック用電極層を含む第１電極１０として台座部１１ｐと端部４０ａが形成される。このとき、第１電極１０と第２電極２０の上部電極２２は、同じ電極構造のＷ（２０ｎｍ）とＰｔ（２００ｎｍ）とＡｕ（７００ｎｍ）を順に同一工程で積層して形成する。この場合、ｐ側電極２０の透光性電極２１は、第２導電型層２側の電流拡散媒体２３と、またオーミック接触用電極を主に担うことになる。【００３０】  そして、このような発光素子構造の一部構造を模式的に説明する図１において、各電極の延伸部１２，２２が、互いに対向配置された領域と、一方の延伸電極端部１２ｘ（２２ｚ）を他方の電極の延伸部２２ａ（１２ａ）が囲む領域とが、形成されており、各領域において、電極間に挟まれて発光構造部５１として、それぞれ発光構造部５１α、５１ｘを有している。また、その発光素子の端部付近には、発光構造部５１の端部領域として、第２発光構造部５１βを有し、該第２発光構造部は、一方の電極１２ｂがその発光構造部に沿うように１辺に延伸して形成され、他方の電極は、その延伸部２２ｂ−２が、その１辺に隣接した１辺に沿うように延伸して形成されている。このとき、第２発光構造部５１βでは、一部領域が第１，２電極に挟まれた領域５１ｙと、その領域を除いた残余の領域（余剰部）５１ｚとを有した発光構造部と成っている。【００３１】  このように発光素子構造は、発光構造部５１として、様々な形態、特に電極配置と発光構造部形状による形態、で構成されるものであり、特に互いに対向して、ほぼ平行、若しくは等間隔に延伸した延伸電極部１２ｂ，２２ｂに挟まれた第１発光構造部５１α、と上記一部だけが電極間に挟まれた領域として形成された第２発光構造部５１βとを有する基本構成と成っている。また、図１に見るように、各発光構造部５１α，βは、上記一方の電極端部を他方の電極が囲む周縁電極の発光構造部５１ｘにより連結されて、第１，２の発光構造部が連接されている。このような発光素子構造の他に、電極形成面内で分離された複数の発光構造部を各電極により配線されて、互いに電気的に接続された構造でもよい。【００３２】  本発明の特徴部である第２発光構造部５１β、図２，５〜９では発光構造部５１ａ，ｆ、では、発光構造部の一部領域が第���，２電極に挟まれた領域５１ｙとなっており、残部の領域５１ｚは、電極間に挟まれずに、電極から露出した側面で挟まれた領域として形成され、本発明では、このような第２発光構造部５１βにより、上述したような複雑な電極構造（発光構造部）の形態、引いては発光素子構造において、電流が一部に集中したり、電圧分布が偏ったりして、その発光が均一でなく、発光構造部における発光効率の低下を招いて、発光素子特性の悪化していたものを軽減することができるようになる。これは、上記原因となっている電流分布、電圧差において、発光構造部間での相違、各発光構造部内での偏りなどが発生する場合に、上記第２発光構造部５１β、特にその余剰部５１ｚがあることで、その部分５１ｚを電流が拡散して、迂回する領域として、余剰な拡散領域を供与し、その結果、他の発光構造部（第１発光構造部５１α）における上記問題を解決していると考えられる。
（実施形態２）
図２は、各電極の基点となるパッド部を素子構造の矩形の対角線方向に対向は位置させて、その基点からいくつかの延伸電極部を有する構造である。【００３３】  詳細な素子構造は、本発明に係る実施形態２として、図２に示すように、第１，２の電極１０，２０が、互いに対向して延伸する領域（発光構造部５１）を有し、特に複数（発光構造部５１ａ〜ｊ）有しており、また、これら発光構造部５１はそれぞれ電極延伸部１２ｂ，２２ｂで挟まれて形成され、この挟まれた領域５１ａ〜ｊにおいて下部電極層２１が設けられる。このような発光構造部５１は、それを挟む延伸部１２ｂ，２２ｂ（２次延伸部）を形成するために、すなわち、各延伸部１２ｂ−１〜−５（２２ｂ−５）間、両電極の延伸部１２ｂと２２ｂ間に間隔を設けるように、延伸部の間に介在して延伸する１次延伸部１２ａ，２２ａが設けられる。すなわち、各電極の台座部１１，２２ｐを基点として、各発光構造部５１ａ〜ｊの幅方向若しくは長手方向に交叉する方向、上記両電極の対向延伸部１２ｂ，２２ｂの延伸方向に交叉する方向に、延伸して設けられ、その１次延伸部１２ａ，２２ａの任意の点を基点として、延伸させることで対向配置される２次延伸部１２ｂ，２２ｂに連結される。また、対向して並行する延伸部間（１２ａと２２ｂ、２２ｂと１２ｂ、１２ｂと２２ａ）の発光構造部５１ａ〜ｃの他に、該延伸部の端部１２ｚ（２２ｚ）において、それを囲む他方電極２０（１０）の周縁電極部２２ｘ（１２ｘ）との間にあり、各発光構造部５１ａ〜ｃ間を連結する周縁電極部２２ｘ（１２ｘ）の発光構造部５１ｘ（５１ｘ−１，５１ｘ−２）が設けられている。また、上記実施形態１（図１）と同様に、台座部１１，２２ｐの対向部の電極端部４０ｘ，３０ｘにおいて、他方電極２０，１０の対向部（延伸部２２，１２）の電極端部３０ａ，ｂとの距離が電極位置により大きく異なる部分を有している。【００３４】  図５に示す発光素子１００では、各発光構造部５１ａ〜ｆを挟む各電極の延伸部（２次延伸部）１２ｂ，２２ｂは、互いに等間隔で、ほぼ平行に直進する、すなわち延伸部の延伸方向（３１，４１）、その対向端部の方向（３２，４２）がほぼ直線状である延伸部で構成されている。このように、図５に観られるほぼ平行に直進する対向部では、その対向部における電極端部の延伸方向がほぼ平行で、それに傾斜する方向に軸方向を設けて周期的に配列された開口部２１ｂが複数設けられた下部電極層２１が形成される。【００３５】  また、図５の発光素子は、更に、一方電極１０（２０）の延伸部１２（２２）の端部１２ｚ（２２ｚ）を囲むように設けられる他方電極の台座部の端部、各発光構造部５１ａ〜ｊを挟む延伸部の基点となる１次延伸部の端部により、周縁電極部２２ｘ（１２ｘ）が設けられ、その延伸端部１２ｚ（２２ｚ）と周縁電極部２２ｘ（１２ｘ）に挟まれた発光構造部５１ｘが設けられている。この発光構造部５１ｚは、並行する延伸部１２と２２に挟まれる各発光構造部５１ａ〜ｊを連結させるように設けられる。このような連結部の発光構造部５１ｘにおける両電極１０，２０の対向配置、特に一方の延伸端部１２ｚ（２２ｚ）と周縁電極部２２ｘ（１２ｘ）との配置関係は、一方の電極延伸部が２方向に延伸して他方電極（延伸端部１２ｚ，２２ｚ）を囲み、両電極間に発光構造部５１ｚが設けられる。更に、その領域５１ｘにおいて、延伸部（周縁電極）１２ｘ（２２ｘ）は、他方電極を囲んで互いに異なる方向に延伸し、且つ、複雑な対向部の電極端部（周縁部１２ｘ，２２ｘ、台座部の対向する端部）が設けられる。
発光構造部は、互いに対向する発光構造部（第１）を複数有し、各第１発光構造部は、囲み電極領域で連結されて、１つの発光構造部を形成し、また、発光構造部の両端には、第２発光構造部を配した構造である。この発光素子構造では、上記実施形態１では第１発光構造部がほぼ同一形状、同一面積であるのに比して、各第１発光構造部の面積、長手方向の長さが異なる構造となっている。【００３６】  図５の発光素子構造は、図２における発光素子構造の一部変形例を示し、また各電極部、発光構造部について、識別する符号を付したものである。具体的には、図５−ｂは、図２において、電極端部の形状を四角形上からラウンド形状としたものであり、図５−ａは、図２において、第１，２電極を反転させたものであり、第２発光構造部において、第１電極の電極端部と第２電極の延伸電極が設けられた構造となっている。【００３７】  ここで、図５（ａ），（ｂ）の各例では、それぞれ、発光構造部５１の数、間隔（幅）が異なり、また、延伸部１２ａ，ｂ（２２ａ，ｂ）の形状が異なる例である。具体的には、図９（ｃ）には、上記実施形態１と同様に、正負電極１０，２０（２２）間に挟まれないで、電極（延伸部２２）よりも素子の外側に発光構造部５１ｚを有している。図５（ａ）と（ｂ）とでは、第１，２電極１０，２０の延伸部形状をほぼ反対としたものである。また上記実施形態１と同様に、一方の電極１０（２０）の電極周縁部１２ｘ（２２ｘ）と他方電極２０（１０）の延伸部の延伸端部２２ｚ（１２ｚ）とに挟まれた発光構造部５１ｘが、並行延伸部間の各発光構造部５１ａ〜ｊ間を連結するように配置されている。この周縁電極部における発光構造部５１ｘについては、上述の通りである。ここで、図５において、発光構造部５１ｂ〜ｅは、第１発光構造部５１αであり、５１ａ，ｆは、第２発光構造部５１βである。【００３８】  その他に、図２〜９に見られる素子構造の特徴としては、一方の電極のパッド部から、他方の電極のパッド部に伸びる電極延伸部が、それに第１発光構造部を挟んで対向配置される他方電極の延伸部よりも幅広な電極であり、また、一方の電極の電極延伸部の端部とそれに対向する電極パッド部との距離が、他方の電極とのそれと異なり、前記パッド部間で延伸する電極とそれと異なる電極のパッド部との距離が、他方よりも短く配置されている。また、各延伸電極部は、１次電極から２次電極に延伸しているが、その電極（延伸電極）間の角度が大きい方が、それに対向する（囲み電極領域において）他方電極の端部との距離が小さい。このような構造とすることで、上述した課題に挙げられた電流不均一などが改善される傾向にあり、好ましい。【００３９】  具体的には、各電極の台座部１１，２２ｐを、矩形状発光素子（素子動作部５７）で、その構成辺よりも長い距離で対向するように、好ましくは図に見られるように、対角線上に対向配置されている。これにより、上述した併行して対向する電極延伸部とそれに挟まれた領域５１α（５１ｂ〜ｅ）の長さを長くとることができ、他の発光構造部（第２発光構造部５１β、周縁電極部５１ｘ）に比べて、発光効率に優れた領域を長い領域で形成できるため、優れた発光素子が得られる。その他に、矩形状発��素子で、互いに対向する辺にほぼ並行に対向した台座部を設けて、その台座部間、それに隣接する領域に発光構造部５１αを設ける構造とすることもできる。【００４０】  しかし、このように、発光素子の構成辺に傾斜した対向する台座部、発光構造部の長手方向をとることにより、図示するように、各発光構造部５１ｂ〜ｅの面積、長さ、さらにはその形状が異なるような素子構造となり、上述した電流集中、電位差などにより発光効率が低下する素子構造と成りやすいが、上述した第２発光構造部５１βを有していることで、電気特性、引いては発光特性に優れた発光素子となる。【００４１】  台座部間の電極延伸部１２ａ−２を他の延伸部１２ｂ，２２、特に対向する第２電極の延伸部２２ｂ−２，３よりも幅広な電極としていることで、他の発光構造部より長い、好ましくは、発光素子内で最も長い発光構造部５１ｃ，ｄにおいて、優先的に電流注入が実現され、全体の発光効率、出力を高める構造としている。これに組み合わせて、発光構造部５１ｃ，ｄを、他の発光構造部５１ｂ，ｅよりも幅広としていることで、よりその効果を高めることができる。【００４２】  また、パッド部１１，２２ｐ間の電極延伸部１２ａ−２の長さより、それに対向する電極延伸部２２ｂ−２，３よりも長くすることで、上記大きな発光構造部５１ｃ，ｄの発光を優れたものとでき、一方で、その延伸部の端部１２ｚ−２と、それを台座部２２ｐとその周縁電極部（発光構造部５１ｘ−１を囲む電極）との距離を、それに対向する電極の端部２２ｚ−２，３と台座部１１との距離より短くすることで、各周縁電極部５１ｘでの発光特性を向上させている。【００４３】  また、その周縁電極の発光構造部５１ｘにおいて、屈曲して延伸する電極の角度が、大きい方と、周縁電極に対向する他方電極の端部１２ｚ，２２ｚとの距離を、小さい角度のそれより大きくとることで、電極の囲み形状による電流集中、電位差の課題を解決し、好適な発光特性の発光素子とできる。
（実施形態３）
図３，４は、図２における素子構造、具体的には、発光構造部の一端に配置された（第２）発光構造部における電極構造、形状を変化させた形態であり、この電極構造の違いによる電流密度分布（左側が低電流密度、右側が高電流密度）を示すものである。【００４４】  図３では、図３−ａが、該当発光構造部において、第１電極が隣り合う２辺に沿うように電極延伸部が設けられ、他方の第２電極は、第１電極の延伸部端部付近に配置された構造であり、図３−ｂでは、図３−ａの２辺の一方の延伸電極部が無い構造であり、図３−ｃは、図３−ａで一方の延伸電極部を除去して、発光構造部を拡張したものである。図から明らかなように、図３−ａ、ｂでは、第２電極のパッド部から延伸電極部の半分付近の領域まで、極めて高密度な領域となり、また、各電流密度も高密度側に偏った傾向が見られ、飽和して十分な発光効率とならない傾向にあり、一方で、図３−ｃでは広範囲にわたって電流委都度分布を示しており、好適な電流分布となっている。また、各出力、電位差は、それぞれ、１．３６，１．３６３，１．３８２と０．２３６，０．２３３，０．２５６であり、図３−ｂがもっとも優れた発光出力であることがわかる。【００４５】  また、図４は、図３と第１，２電極を反転させた構造であり、すなわち、第２発光構造部において、電極端部を発光構造部上の第２電極とし、電極延伸部を第１電極としたものであり、各図４−ａ，ｂ，ｃは、上記図３−ｃ，ｂ，ａと同様でな電極形状の違いであり、各出力、電位差は、それぞれ１．３７４，１．３８４，１．２６８と０．２１９，０．２２６，０．２６３である。また、その電流分布と分布図からわかるように、図３とは反対の分布図を示しているが、第２発光構造部において、飽和せずに低電流密度領域が図４−ａで形成されており、密度分布の偏りが緩和されて、比較的広い電流密度に分布していることがわかる。図３−ｂとｃ、図４−ｃとａの違いは、第２発光構造部において、電極間に挟まれる領域が、発光構造部に占める割合の違いであり、前者は半分以上で、後者は半分以下となっており、半分以下とする方がよい結果が得られている。
（その他の実施形態［実施形態４］）
図７，８は、図２の変形例である図５−ｂにおいて、発光素子に、上記凹凸部をそれぞれ、素子動作部の外側、外側と各発光構造部においてそれに沿うように、第１電極と発光構造部との間に、非動作部として設けられている。詳しくは後述の実施形態８にて説明する。また、図７，８では、図５−ｂ一部符号を省略しており、図２についても図５−ｂの一部符号を省略している。【００４６】  図６の発光素子は、それぞれ図５−ｂ，ａの下部電極層２１の構造を変えた変形例であり、この下部電極２１ｃは、上部電極の延伸部から枝状に伸びたストライプ状電極で形成されている。このストライプ方向は、図から分かるように、他方の電極に向かって伸びており、更に、台座電極１１，２２ｐで、第２電極から第１電極に向かうような方向に傾斜している。このような開口部を有するストライプ状の電極は、後述する開口部２１ｂを有する下部電極と同様に、開口部から好適に光取り出しが成される。【００４７】  図９は、図５において、下部電極層２１を開口部２１ｂと形成部２１ａとを有する電極構造としたものであり、後述するように、開口部２１ｂにおいて光取り出しに優れた発光素子とできる。
（第２電極２０の上部電極２２と下部電極層２１の関係と、第１電極１０との関係）
本発明の特徴部である第２電極２０の下部電極層２１における開口部２１ｂの周期構造と、上部電極２２の延伸部１２ａとの関係など、第１，２電極２０との対向関係（対向電極間３５）などについて詳細に説明する。これらは、上述したかく実施形態の素子構造、電極構造、延伸部構造に適用できる。【００４８】  本発明の発光素子１００は、図１７，１３などに示すように、素子の積層構造１０１に、素子動作部５７として、第１導電型層１の露出部１ｓに電極形成部５２と、発光構造部５１が、電極形成面側に好ましくはそれぞれ分離されて設けられ、図１〜９に示すように、発光構造部５１の第２導電型層２の露出部２ｓを覆って、第２電極２０の下部電極層２１が形成され、その上に電気的に接続された上部電極２２が設けられる。この上部電極２２には、少なくとも延伸部２２ａが設けられて、少なくとも異なる２方向に延伸方向３２（３２ａ，３２ｂ）を、若しくは第１電極１０との対向する電極の端部３０（３０ａ，３０ｂ）の延伸方向３１（３１ａ，３１ｂ）でもって、形成されている。【００４９】  このとき、図９に示すように、互いに直交せずに９０°方向から傾斜した少なくとも２軸３３（３３ａ，３３ｂ）の周期構造で２次元配列された開口部２１ｂ、開口部２１ｂ間に介在する形成部２１ａ（経路３４）を有している。この周期構造の軸３３と、上記延伸方向３２（３１）とが、傾斜して互いに異なる方向とすることで、上部電極２２の延伸部により線上、若しくは、第１電極１０に対向して、対向する電極端部３０が第１電極１０の対向する端部４０若しくはその延伸方向４１に並行して、又は第１電極１０の延伸部１２の延伸方向４２に並行して、形成されることで、面内に１次的に電流拡散が実施され、続いて、その下方で、上部電極２２（延伸部１２ａ）と発光構造部５１（第２導電型層２）との間に設けられた層状の下部電極２１により面内に広げられる際に、並行する第１電極（端部４０、延伸部４２）と上部電極２２の延伸部１２ａとの間の発光構造部５１ａ〜ｊにおいて、延伸部１２ａの延伸方向３２、若しくは対向する電極端部３０の延伸方向に傾斜して異なる方向に開口部２１ｂが配列され、その開口部２１ｂ間に経路３４（形成部２１ａ）が設けられることで、電極間３５に挟まれた発光構造部５１ａ〜ｊにおいて、上記延伸方向３２（３１）とは異なる方向への面内の電流拡散が実現される。これにより、面内への電流拡散が好適なものとなり、また、開口部２１ｂにより好適な光取出し、発光が可能となる素子１００が得られる。【００５０】  図９のような周期構造の開口部２１ｂ、形成部２１ａは、両電極１０，２０（延伸部）間における発光構造部５１ａ〜ｊのほぼ全面に形成される形態が好ましいが、部分的に周期構造開口部が設けられ、他の部分が開口部を有さない電極２１部とすること、他の部分が構造部５１露出部とすることも可能である。【００５１】  また、発光構造部５１の上を覆って形成され、構造部５１面内に電流拡散させる下部電極２１、上部電極２２とについては、上下関係は、例えば、線上の延伸部２２とその上を覆って下部電極２１が設けられる形態とすることもできる。すなわち、上部電極がそれよりも幅広、大面積の下部電極に電気��に接続されて両者の働きでもって、構造部５１面内に電流拡散される構造を有することであり、好ましくは、台座部２２ｐが一部に設けられた上部電極２２の下方に下部電極が設けられることで、まず延伸部２２ａ，ｂによる電流拡散から始まり好ましい。【００５２】  このように、第１段階として上部電極の延伸部２２（１２）及びその延伸方向３２、電極端部３０の延伸方向３１に電流拡散されて、それに電気的に接続された下部電極層２１により拡散される。また台座部は図１〜９に観るように、延伸部よりも幅広な形状としても良く、パッド部として機能するように延伸部の幅を広くしてその任意の位置を台座部としても良く、図１０などに示すように、ワイヤーボンディングされずに、電極形成面で基体１０４などに実装される場合には特に台座部の形状を他の部分（延伸部）と異なるような形状としなくても良い。
また、上部電極２２と下部電極２１との関係は、上述したように、上部電極において部分的な領域に好適に電流が拡散・供給される配線電極としての役目を果たせばよいため、好ましくは下部電極２１よりもシート抵抗が小さくなるように上部電極２２（延伸部２２ａ，ｂ）が設けられる。具体的には、下部電極２１よりも大きな膜厚で上部電極２２（延伸部２２ａ，ｂ）が形成され、特に下部電極２１の形成部２１ａが透光性である場合には好ましい。また、下部電極２１の形成部２１ａが透光性である場合には、上部電極２２（延伸部２２ａ，ｂ）よりも透過率が高くなるように形成されることで、各電極の機能、電流拡散と光取出しをそれぞれ異なるものとでき、好適な電極構造が得られ好ましい。また、後述するように、透光性電極の上に別途反射膜を設ける場合についても透光性の形成部２１ａと同様の条件が好ましい。他方、電極形成部２１ａを反射性の電極とする場合には、上述した関係にとらわれず、適宜各特性の電極２１，２２を形成すると良い。【００５３】（本発明の発光素子１００）
以上説明した各実施形態において、その実施形態（発光素子１００）の各構成について以下に詳しく、説明するが、本発明は上記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、上記実施形態及びそれを説明する各図面、並びに後述する各構成の説明及びその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。
（素子構造体１０１）
本発明の発光素子１００に用いられる素子構造体１０１は、図１７，１３の断面図などに示すように、基板４上に、第１導電型層１、活性層（発光層３）、第２導電型層２が順に積層された積層構造体１０１でもよく、第１，２導電型層１，２が横方向に接合されていてもよく、これらを組み合わせたもの、例えば断面が折れ線（連続直線）状、山形、谷形などの様々な面が複合された接合面、でもよい。【００５４】  具体的には、本発明の発光素子１００は、素子構造体１０１として、図１７，１３に示すように、素子構造体１０１は、基板４上に、第１導電型層１、発光層（活性層）３、第２導電型層２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５１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、上述したとおり、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縦、横の複雑な複合接合面を形成したものでもよい。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。【００５５】  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。【００５６】  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。【００５７】  各実施形態では、第１，２導電型層１，２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。【００５８】  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（ＭｇＡｌ２Ｏ４）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���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。
（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１７，１３に示すように、上記基板４上に下地層５などを介して成長され、このとき、下地層５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５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。【００５９】  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。
（第１導電型層１）
上記実施形態の素子構造で示すように、第１導電型層１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５２から発光構造部５１にキャリアを面内に拡散して供給する電流拡散導体１３（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３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。
（発光層［活性層）３）
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。【００６０】  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。
（第２導電型層２）
第２導電型層２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１７，１３に示すように、電極形成面内で発光部５１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２０を設けて、該面内の一部に延伸する上部電極２２と、それよりも面積の大きな、断面幅広な層状の下部電極２１により面内での電流拡散導層、拡散導体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。
（電流拡散導体１３）
このように本発明の積層構造１０１において、電流拡散導体１３は、素子構造体内（第１導電型層内１３）に設けられても、素子構造体上（の電極２１）に設けられる形態でもよい。具体的には、図１３などに示すように、第１導電型層１においては、露出電極形成面５２に第１の電極１０が設けられ、該第１電極１０が設けられた第１導電型層１０内を横方向に電流拡散する拡散導体１３として機能し、他方、第２導電型層２側には、延伸電極に電気的に接合するオーミック接触用の電極２１でもって、面内において、一部に設けられた電極延伸部から、電流を面内に広く拡散させる拡散導体として機能する。第２導電型層２内に拡散層を設けても良く、第１導電型層上に、外部（電極）の拡散導体を設けても良い。
（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１７，１３に示すように、発光層３とそれを挟む第１，２導電型層１，２が形成された発光構造部５１と、第１導電型層１側電極形成部５２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い。本発明の発光素子は、素子構造部５７に発光構造部５１と電極形成部５２が設けられた構造であり、素子構造部５７は電流拡散導体１３（第１導電型層１）上に形成され、１つの素子構造部５７内で１つの発光構造部５１（図１〜９）とする形態でも良く、１つの素子構造部５７内で複数の発光構造部５１が形成されるような発光構造部５１の集積構造を形成しても良く、１つの素子構造５７に対して少なくとも１対の発光構造部５１と電極形成部５２が形成されれば良く、さらに、素子構造部５７を複数集積して集積型の発光素子１００とすることもできる。【００６１】  電極の形成形態としては、図１〜９に示すように、双方の電極の少なくとも一方が、延伸部、湾曲・屈曲する延伸部、台座部、を備えていてもよく、好ましくは第１導電型層２側に湾曲する延伸部２２ｙ、屈曲・湾曲する複合電極端部を有する周縁電極部２２ｘ（１２ｘ）を設けて、その電極（一方の台座部若しくは延伸端部１２ｚ［２２ｚ］）間の発光構造部５１を形成してそれを覆う下部電極層２１で電流拡散させ、図１〜９に示すように両方の電極に設けることもできる。また、図１４（ａ）に示すように、複数の台座部が延伸方向に離間されて配置されていてもよく、延伸部が断続的に延伸していてもよく、この場合素子外部の例えば実装基体１０４、貼り合わせ用の転写基板９側の電極で分離された台座部が電気的に接続されて、全体として延伸電極として機能する。【００６２】  各電極の配線形態としては、各電極は素子構造体内に電流供給できるように、オーミック接触されたオーミック接触部を有することが好ましく、該オーミック接触部に一致して電極（延伸部、台座部）が形成されていることが好ましい。他の形態としては、離間して配置されたオーミック接触部に対して、それらを導通するように、配線用として電極が設けられてもよい。また、このような配線用電極は、後述する素子実装基体側に設けられてもよい。【００６３】  電極形成部５２としては、電極形成可能なように、第１導電型層１の露出部５２（１ｓ）に設けられ、該露出部は、図１７に示すように、第１導電型層１、発光層３、第２導電型層２を順に積層した積層構造１０１において、第２導電型層２、発光層３の面内の一部、若しくはそれに加えて第１導電型層１の深さ方向の一部を除去して、露出させた露出部１ｓを電極形成部５２とする他、図１３（ｂ）に示すように、分離溝５２ａを形成して、その溝５２ａを介して発光構造部５１に離間させて、露出部１ｅから第２導電型層露出部に跨って電極１０を形成して、電極形成部５２を面内に設ける構造とすることもでき、また図１３（ａ）に示すように、形成した第１導電型層１−１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５１として、発光層３、第２導電型層２、若しくはそれに加えて第１導電型層の一部２−３を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１０のボンディング位置である電極形成部５２は、積層方向において、電極２０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５２は、発光構造部５１とは面内で分離されて形成されるので、電極形成部５２の領域は非発光領域となり、発光構造部５１と電極形成部５２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の拡散部１３などにより、電極１０から発光構造部５１にキャリアが面内拡散され供給される。【００６４】  このように素子構造体の電極形成位置は、各導電型層に設けられた電極形成面の上に設けられ、上記素子構造体の形状・形態に依存するため、図に示すような第２導電型層、発光層を一部除去して露出させた第１導電型層を電極形成面として、基板上において、発光層の上方、下方にそれぞれ第２電極、第１電極の形成面が設けられる形態がある。その他に同一面側に両方の電極を形成すれば、他の電極形成面の形態もとりうる。【００６５】  （第１電極１０）
また、第１電極１０は、第１導電型層１の露出部１ｓの少なくとも一部に電極形成領域５２として形成され、発光構造部５１と面内で分離されて設けられ、オーミック接触用として第１導電型層１内に電流注入する。第１導電型層１の露出部１ｓは、図１〜９に示すように、発光構造部５１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、図１３に示すように基板４を素子端部で露出（露出部４ｓ）させて、第１導電型層１の側面１Ｃを傾斜させて、光反射部、取出し部として機能させることができ、この場合、発光構造部５１の側面５１Ｃよりも、傾斜側面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１内を横方向に伝搬する光を効率的に取出すことができ好ましい。また、露出部１ｓは、素子動作部５７内において、発光構造部５１に対して、第１電極１０から露出させて設けること（５１Ｃ）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１０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（電極形成部５２など、又は素子非動作部５８）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。【００６６】  第１電極１０の延伸部１２は、上述したように発光構造部５７内に、パッド部１１から延伸して形成され、発光構造部５１に電流拡散、注入する機能を有する。上記第１導電型層１内の面内拡散層１３、第２導電型層２内及び第２電極２０（下部電極層２１）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電極間隔を調整して、所望の拡散状態、発光構造部５１の幅の発光素子とできる。【００６７】  第１電極１０は、パッド部１１、延伸電極部１２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１０の形状で形成して、パッド部１１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１〜９におけるパッド部１１、２２ｐは、図１７に示すように、基板上の素子構造表面を覆う絶縁膜６１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１１、延伸部１２を同一構造として形成している。【００６８】  また、図１〜９に示す形態において、第１，２電極１０，２０が互いに延伸部を有し、その延伸部が互いに対向して並行する発光構造部５１ａ〜ｊを有する形態において、パッド部１１は、延伸電極部１２の端部に形成されると、上記形成領域５２と発光領域５１（下部電極層２１）との配置を好適なものとでき好ましい。【００６９】  （第２電極２０）
下部電極２１は、上述したように、発光構造部５１内で第２導電型層２の露出部２ｓのほぼ全面に形成されることで、発光構造部５１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２内に電流拡散層を設ける場合には、面内に拡散させる電極２１が不要となるが、素子構造として困難な場合が多いため、素子構造内の電流拡散層と電極拡散層の両方を用いることもできる。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、外部と接続させるパッド部２２ｐと、そこから延伸させて発光構造部５１に電流を拡散させる第２電極２０の上部電極２２延伸部２２ａ（２２ｂ）と、第２電極２０を面内に拡散するように延伸部２２ａ（２２ｂ）それよりも広い電極形成面を有する下部電極２１を設けることが良い。【００７０】  下部電極２１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１０，１１，１３（ｂ）に示すように、基板４側を光り取り出し面とする場合には、透光性電極の上に、又は透光性の絶縁膜などを介して反射膜を設けたり、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４側、第２導電型層２とする場合のいずれでも、図９のように第２電極２０の下部電極層２１に開口部を設けて透光性電極とすること、若しくは下部電極層２１の形成部２１ａも透光性電極であることが好ましい。【００７１】  第１，２電極１０，２０の電極材料、特にｐ型窒化物半導体層用の下部電極２１の材料としては、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。酸化物半導体材料の場合には、各導電型層１，２とその電極１０、２０との中間的な機能を有する形態となり、導電型層１，２と金属酸化物の導電性を同じとしてもよく、異なる導電型の酸化物半導体層を電極とする場合には、素子構造１０１との間に何らかの介在層（逆導電型層、酸化物半導体、金属層）を更に介して使用してもよく、また拡散導体２１として機能することからも、第１導電型層１側の拡散導体１３として、このような半導体層、電極材料を用いても良い。下部電極２１が、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、また、本発明の開口部２１ｂを有する下部電極層２１の場合には、下部電極２１の反射性の大きい金属、例えばＡｌ，Ａｇ，Ｒｈ、を用いることができる。【０��７２】  第２電極２０は、上述したように、第１電極と同様に、パッド部２２ｐ、延伸電極部２２ａ（２２ｂ）として形成することができ、その時、第１電極１０、特に電極端部３０、延伸電極部１２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１０，２０が互いに交互に対向して配置されることで、好適な発光領域５１が形成されて、その両電極、電極端部、延伸部間に挟まれた発光構造部５１において、下部電極層２１が設けられて均一な発光が得られる。
さらにまた、図１３（ｂ）に示すように、パッド部２２ｐを複数設ける形態でも良く、好ましくは、延伸電極部２２ａとして機能するように、配列方向２２ａ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、第１，２電極間３５（発光構造部５１ａ〜ｆ）において、ジグザグ状、２列など複数列、延伸電極部２２ａに近似されるような配列であれば良い。分離された延伸部１２ａ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１０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。
ここで、図１４は第２電極２０とその下部電極２１、上部電極２２（延伸部２２ａ）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２２ｐを列状２２ａ（点線部）に配列して延伸電極部２２ａとしてもよく（図１３−ａ）、素子構造部１０１の開口部６に対応させた電極開口部２１ｂと、電極形成部２１ａとで下部電極２１を形成しても良く（図１４−ｂ）、図１４（ｄ）に示すように、下部電極２１を一部開口２１ｂさせて、開口部２１ｂ（第２導電型層２表面）と電極２１の表面上に跨る電極２２αとして、延伸部２２ａ（台座部２２ｐ）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２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２１ｂを充填する第２電極２２αの形態としては、図１４（ｅ）に示すように、第２導電型層２に凹部６を設けて開口させて、下部電極開口部２１ｂと共に、第２電極２０を開口部２１ｂと電極２１上に跨って形成する電極２２α（上部電極台座部２２ｐ−１，−２）とすることもできる。
また、第２電極の電極２１は、発光構造部５１に設けられるため、光取出し、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（光透過率）の大きい電極（形成部２１ａ）とするか（光吸収の小さい電極材料）若しくはその透過率（吸収率）を調整して、及び／又は透過性を決める開口部２１ｂの面積比（開口部面積の総和／電極形成［５３］面積）、開口率、分布状態を調整して、とすることがいずれの光取出し方向においても有用である。
また、図１４（ａ）に示すように電極形成部２ｓの光取り出し面を凹凸部６とする方法、図１４（ｃ）、（ｅ）に示すように、電極２３開口部２０ｂに対応して、第２導電型層２にも凹部６ａを設けて、凸部上面６ｃ（電極材料界面）と凹部底面６ａ（保護膜、絶縁膜材料界面）とでもって、異なる材料間の界面で凹凸部６が形成されて、好適な光取出し、反射に寄与し、また、側面６ｂ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、光取出し効率が向上する。このような凹凸部６は、素子構造１０１の端面、側面、露出面、界面（層間、基板面、金属形成面、絶縁膜などの膜形成面）のいずれに形成しても良く、例えば図１６に示すように図中矢印に伝搬する光を散乱、方向制御して取出し効率を高める目的で、基板４に凹凸加工６を施して、その上に素子構造１０１を積層させることで、基板４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、除去部７により基板４を除去して露出した下地層５（第１導電型層１）の除去面に凹凸界面６を形成することもできる。このような凹凸面６を形成することが、本発明の発光素子において、光取出しが向上し、出力が向上し、好ましい。
ここで、凹凸部６の形状、前記周期構造の下部電極２１の開口部２１ｂ（形成部２０ａ）の形状としては、面内で、ドット状、格子状、ハニカム状、枝状、矩形状、多角形状、円形状など様々な形状の凸部（上面）若しくは開口部２０ｂ及び、又は凹部（底面）若しくは形成部２１ａとすることができ、その大きさとしては、少なくとも光に対して反射、散乱、取出しするように、λ／（４ｎ）｛ｎは凹凸部の界面を構成する材料の屈折率、λは発光層の発光波長｝以上の大きさとすることであり、具体的には開口部、凸部、凹部の間隔、１辺の長さ（矩形状、多角形状）、直径（ドット状、円形状）を、１〜１０μｍとすることであり、好ましくは２〜５μｍの大きさとすることである。断面の形状としては特に限定されないが、ほぼ垂直な凹部側面としても、傾斜面（メサ状、逆メサ状）となっていても良い。また、本発明において反射膜は、反射機能を持たせる素子の端面、露出面、基板との界面に形成して、所望（例えば基板４側）の光取出しを実現させるものである。具体的には、凹凸部６と同様に、素子の露出面である第１，２導電型層露出面１ｓ（５２）、２ｓ（５３）、電極開口部２０ｂの他、各半導体層（第１，２導電型層、発光構造部５１）の側面５１Ｃ、例えば分離溝５２ａの側面（図１３）、曲面の発光部側面５１Ｃなど、さらに基板面に設けることができ、側面などでは傾斜面として所望の方向への反射光を得ることができ、さらに上述したように、他の金属層（例えば電極）に反射性を持たせることもでき、さらに上記凹凸部６の各面６ａ〜ｃにも用いることができる。また、反射膜の材料としては、金属膜、酸化物膜（絶縁膜）、多層膜反射膜（ＤＢＲ）などを用いることができ、可視光、特に発光層がＩｎｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１）であるような場合にはＡｌ，Ａｇが高反射膜材料として機能し、その他、形成位置、形成部分（素子の端部）の材料、発光波長などにより、それに適した材料が選択される。【００７３】  ここで、第１電極１０と第２電極２０、若しくは、第１電極１０と、第２電極２０及び上部電極２２（台座部２２ｐ、延伸部２２ａ）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２ｓ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、特に第１電極（オーミック接触用）として好適に用いられる。特に、反射性、バリア性に優れるＲｈを第２層に用いると、光取出し効率が向上して好ましい。また、第２導電型層２のオーミック用の電極２３としては、露出部２ｓ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。【００７４】  特に、下部電極２１（形成部２１ａ）として、好ましくは、Ｎｉ／Ａｕ（透光性電極材料）であり、Ｒｈ／Ｉｒ（反射性電極材料）である。
（下部電極２１の開口部２１ｂ）
下部電極２１に開口部２１ｂ（図９）並びにストライプ状開口部（図６）、形成部２１ａ（経路３４）を設ける方法としては、化学的エッチング、ＲＩＥなどの物理的エッチングなど、通常知られた方法をとることができる。また、図示しないが、第２導電型層２の上にフォトリソグラフィー技術などにより所望形状のマスクを形成して、その上に電極層２１を設けて、マスクをその上の電極部分とともに除去して、マスク形成部を電極開口部２１として形成するようなリフトオフの方法とできることもいうまでもない。このような電極開口部２１ｂ（形成部２１ａ）の形成方法としては、例えば上述したように、電極２１を構成する材料について適したエッチャント（エッチング溶液）がある場合、例えばＮｉ／Ａｕなど、には図７に示す方法が好適に用いられ、また上述したように、白金族元素及び複数の白金族元素を有する電極、例えば上記Ｒｈ／Ｉｒ、の場合には、好適なエッチャントがない場合には、上記リフトオフにより形成すると良い。また、エッチング溶液については、電極材料、構造などにより適宜選択される。【００７５】  実施形態５．
実施形態５では、上記実施形態１〜４などの発光素子１００を、その電極形成面で積層基体１０４に、実装、接合した素子積層体１０３であって、その模式断面図を図１０に示す。発光素子１００を素子積層体１０３として、他の形態として、上述したように素子側で分離された第１電極１０（パッド部１１）を、図１０に示すように基体１０４側電極１１２で互いに接続し、分離された第２電極２０（パッド部２１）も同様に基体１０４側で互いに電気的に接続されて、実装、接合されても良い。基体１０４側電極１１２は、発光素子１００側電極１０，２０（２１）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１０の等価回路（ｂ）に示すように、電流、静電保護素子（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。【００７６】  発光素子１００側電極１０，２０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１１、２２ｐに代えて接合層を形成しても良い。【００７７】  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。
（支持基板９）
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１３（ｂ）、図１５（ｂ）に示すように、基板４、若しくは基板４と積層構造１０１との間に設けられた介在層５の一部若しくは全部、又はそれらに加えて、第１導電型層１の一部を除去領域７として、除去することも可能であり、すなわち、素子積層構造部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１３（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１５（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７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。【００７８】  好ましくは、支持基板９に、接合層８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７として除去することが好ましい。このとき、支持基板７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９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９の材料、及び接着方法が選択され、基板９側から光を取出す場合には、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８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７側を光り取出し方向とする場合には、接着層８若しくは基板９、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、外部取出し効率を高めると良い。また、図１５（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１，２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。
（接合層８、接合層１１４、接着部材２０４）
支持基板９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９、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８、（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接合などの金属金属接合なども用いることができる。
またこのような接合層は、下地側（基板４、素子構造１０１表面、支持基板９、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。【００７９】  具体例としては、図１２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（例えばＡｇメッキの表面被膜）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対とその表面に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１５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８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。
（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１０，１１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。【００８０】  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１０，２０（２１）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４）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１００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。【００８１】  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。
発光素子１００は、図１１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などの金属反射膜）を設けても良く、その他の反射膜材料としてはＤＢＲなどを形成しても良い。
（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。【００８２】  また、図１２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。【００８３】  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。【００８４】  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。【００８５】  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。【００８６】  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。【００８７】  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。【００８８】  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。
（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。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。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。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。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。
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。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。【００８９】  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。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���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。
（発光装置２００）
図１１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（開口部２２５）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、光取出し部２２３に開口して（開口部２２５）、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。【００９０】  実施形態７として、図１１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。
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。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。【００９１】  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。【００９２】  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。【００９３】  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。【００９４】  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。【００９５】  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。【００９６】  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）若しくはリードの一方にマウントリードを設けて発光素子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封止体（金属製など）で、窒素などの不活性ガス、酸素若しくはそれらの混合ガスで気密封止したもの、ＣＯＢのように、金属製などの基板上の１つ若しくは複数の凹部収納部２０２に発光素子１００を直接実装し、また各収納部にレンズなどの光学部材を設けたものなどがある。【００９７】  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。
実施形態８．（図７，８，１７）
本発明の実施形態８としては、上記実施形態１〜４の発光素子において、光取り出し、光反射として機能する光機能性の凹凸部６を、電極形成面内に有するものであり、具体的には、図７，８，１７に示すように、発光素子構造部の側面に沿って、若しくは外側に凹凸部６ｘ、６ｙを設けるものである。ここで、図７及び８の発光素子１００は、図５−ｂ（９−ｂ）の発光素子構造において、凹凸部６を設けた変形例であり、下部電極２１の開口部は省略している。以下に、これら発光素子内に設けられた凹凸部６について詳しく説明する。図１７は、上記凹凸部６を説明するもので、図８において、ＡＡ断面の構造を模式的に示すものである。
図７，８，１７において、凹凸部６ｘは、発光素子内部であって、その発光構造部５１の外側、より詳しくは、図１７の断面図に示すように、非電流注入部５８（非素子動作部）となる領域で、発光素子の面内における外縁、外周部分に設けられている。一方で、凹凸部６ｙは、図１７の断面図に見るように、素子動作部（電流注入部）５７内部において、第１電極１０と発光構造部５１との間に設けられ、より具体的には、発光素子（素子動作部５７）内部において、１つまたは複数設けられた発光構造部５１の側面に沿って、第１電極１０と発光構造部５１との間に設けられる。
凹凸部６ｘは、主に発光素子外部へ横方向に出射される光、特に発光構造部５１の側面５１Ｃからの横方向への光を、反射して、縦方向、即ち、電極形成面にほぼ垂直な方向へ取り出すことができ、発光素子の光の指向性において、電極形成面に垂直な成分を増大させる。これは、発光素子の指向性において、横方向への光は、発光装置などに実装した際に、指向性の制御のため効率的に利用することが困難な傾向にあり、これを改善できて、効率的な発光の取り出しが可能となる。特に、発光素子の面積が大きくなると、縦方向の光と、横方向の光が指向角で離れて、それぞれ低角度、高角度に分布する偏りが大きくなる傾向にあり、高角度の発光は、発光装置の反射板において効率的に取り出すことがさらに困難なものとなる。
一方で、素子動作部５７内に設けられる凹凸部６ｙは、上記凹凸部６ｘの作用に加えて、そこに隣接して設けられた第１電極１０などに横方向に光が吸収されたり、隣接する別の発光構造部に取り込まれたりして、発光素子外部への光取り出し損失が大きくなっていたものを、その発光素子内の各発光構造部５１、第１電極１０と発光構造部５１との間に凹凸部６ｙが設けられることで、このような損失を低減させて、効率的に光は縦方向に取り出すことができる。特に図７（図１７）に示すように、複数の発光構造部５１ａ〜ｆ（〜ｊ）を有し、更にその形状、配列が複雑な場合、例えば図７に示すように周縁電極の発光構造部５１ｘと電極が併行して対向配置された発光構造部５１ａ〜ｆとで構成されたような複雑な発光構造部の構成、さらには、該対向配置の発光構造部５１ａ〜ｆがその大きさ、長手方向の長さが異なる構造部を有するようなもの、であると、上記光取り出し時の損失も大きくなる傾向にあり、それを光機能性の凹凸部６ｙを有することを改善できる。また、上述したように、横方向、特に指向角において高角度の狭い角度範囲において、大きな光強度を有するような指向角の偏りを有するような発光素子において、発光素子内部５７で、それを段階的に改善することから、指向角の偏りを軽減して、好適な指向性の発光素子を得ることができる。このとき好ましくは、図８に示すように、発光素子の動作部５７内部において、発光構造部５１を囲むようにその周縁部に設けること、また発光構造部５１に併設された第１電極１０を囲むようにその周縁部に設けることが好ましく、更に好ましくは、ほぼ全ての周縁部に凹凸部６ｙを設けることである。特に好ましくは、図８において、ある発光構造部５１、例えば５１ｃ、が他の発光構造部、例えば５１ａ，ｄ、で挟まれるような発光素子構造を有する場合において、発光構造部側面５１Ｃが隣接する発光構造部で囲まれる傾向にあるため、それを改善できる。最も好ましくは、図８に見るように、上記凹凸部６ｘ，ｙで、発光構造部５１の側面をほぼ全周で囲むように設けることであり、第１電極１０についても同様に、そのほぼ全周を囲むように設けることである。また、ここでは、上述した第１導電型層１の電極面１ｓを露出させる際に、発光構造部の一部に電極を設けないで、電流注入用の電極（例えば２２ｐ）に接続されずに、発光構造部から分離して、凹凸部６を形成することができる。このように作製された図２０に見るような凹凸部６は、製造上有利である。この凹凸部６の断面形状、その凸部の長さ、凹部の深さ、凹部の形成位置は、このような電極露出面１ｓに限定されずに、これは、電極形成面より深い導電型層１内を横方向に伝搬する光をも取り出す作用によるものである。このとき、導電型層を貫通する深さ、例えば下地層５に達する深さで、すなわち、部分的に素子非動作部を設ける深さで、凹凸部６を形成するとさらに良く、更に好ましくは、基板が露出される深さで形成されることでより、これにより、基板上に設けられ、光が横方向に伝搬する経路となる電極面より下の導電型層、及び下地層を分断でき、その伝搬する光を効率的に取り出すことができるためである。このとき、導電型層を一部、若しくは全部除く深さで、凹凸部６を設ける場合には、素子構造部５７内で設けると、電流拡散経路を遮断するため、その電流拡散経路となる領域を電極形成面内で確保する必要がある。具体的には、凹凸部６ｙを、断続的、断片的に複数の領域に分けて設け、該分断された領域を電流拡散経路として残すことで、この問題を回避できる。
また、図１７の断面図において、上記凹凸部６は、上述したように反射機能の他に、凹凸部６が光学的に接続された第１導電型層１（電極形成面より下方）で伝搬する光を、該凹凸部６に伝搬して取り出す、光伝搬媒質としての機能も作用することができる。
このような凹凸部６の平面形状及びその配列は、上述したように様々な形状とでき、図７，８では円形状で三角配置された構造となっている。好ましくは、面内横方向で様々な方向へ出射する光を遮るように、面内の発光素子側面、発光構造部側面から出射する全方向に対して、凸部が設けられるようにすることであり、具体的には、図７，８に見るように、発光構造部側面に沿う方向に列状に周期的に配列された凸部を、２列以上、発光構造部に沿って設けることであり、好ましくは３列以上である。さらに、その凸部の面内形状は、様々な方向からの光に対して好適な反射面となるように、好ましくはほぼ円形、ほぼ楕円形状などであり、他には凸部側面で発光構造部に向いた側面を曲面上とすることである。
上述した凹凸部６ｘ，ｙの変形例として、切り込み部、食い込み部６ｘ−１、６ｙ−１を有するものであり、その６ｘ−１、ｙ−１の領域に置いて、凹凸部が、発光構造部５１の内側に食い込み、切り込むように、凹凸部６ｘ，６ｙが拡張されて形成させる。このような拡張部６ｘ−１，６ｙ−１は、以下のような利点がある。発光構造部５１の面積が減少する代わりに、切り込み部、食い込み部が設けられることで、その発光構造部側面が、切り込み部が内平坦な側面に比べて、複雑な側面が形成され、比較的側面に低い角度で進入する光の伝搬に対して、発光構造部外部への光の取り出しに寄与することができる。具体的には、電極形成面内で、切り込み部、食い込み部により側面が波状などの凹凸が形成されて、その側面の数を増やすことで、その光取り出し効果を高めることができる。また、凹凸部６ｙ−１で、面内で、第１電極１０から第２電極（延伸部）に向かって食い込む、切り欠くような凹凸部６ｙ−１は、発光構造部５１内で、第１電極方向への電流拡散を妨げずに、その電流拡散で発光した部分に隣接する切り込み部、食い込み部で効率的に光を外部に取り出すことができる。このような凹凸部６ｙ−１では、台座電極１１ｐ，２２ｐ間で、発光構造部５１を分断するように、内部に深く切り込み、食い込まれていても良く、凹凸部６ｘ−１と同様に、発光構造部５１を分断しない程度に浅く切り込み、食い込まれる構造６ｙ−１でも良い。一方で、凹凸部６ｘ−１は、この６ｙ−１とは異なり、第１，２電極が対向する配置において、その対向する領域から第２電極、特に第２電極の上部電極２２、台座部２２ｐの背面側に、該第２電極に近づくように切り込み、食い込まれる形状が好ましい。なぜなら、このような第１，２電極間に挟まれた領域は、そこから外側、具体的にはその対向方向で外側の領域の発光構造部５１より電流密度、発光強度が高い傾向にあり、従ってその第２電極外側領域の発光構造部５１は発光効率が比較的低いものとなるため、発光構造部として残すよりも、上記凹凸部６の拡張部６ｘ−１として、食い込み、切り込む形状とすることで、発光素子全体の発光効率が高くなる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】  本発明の半導体発光素子は、上記実施例の窒化物半導体だけでなく、他の半導体材料にもてきようでき、発光構造部を複数配置して、様々な発光素子構造として、比較的面積の大きな発光素子を得ることができる。また、このような発光素子を用いた発光装置、さらには、蛍光体のように、発光素子の光の少なくとも一部を変換して、異なる光を発光する光変換部材を用いた発光装置にも利用できる。このような発光装置は、液晶などのバックライト、イルミネーションの光源、照明の光源、ＬＥＤユニットのような表示装置、複数の発光装置を集積した集合ランプ、さらには車などの灯具にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明に係る一実施形態を説明する模式上面図。
【図２】本発明に係る一実施形態を説明する模式上面図。
【図３】本発明に係るいくつかの実施形態とその電流密度分布を説明する模式上面図。
【図４】本発明に係るいくつかの実施形態とその電流密度分布をを説明する模式上面図。
【図５】本発明に係るいくつかの実施形態を説明する模式上面図。
【図６】本発明に係るいくつかの実施形態を説明する模式上面図。
【図７】本発明に係る一実施形態を説明する模式上面図。
【図８】本発明に係る一実施形態を説明する模式断面図。
【図９】本発明に係るいくつかの実施形態を説明する模式断面図。
【図１０】本発明に係る一実施形態を説明する模式断面図。
【図１１】本発明に係る一実施形態を説明する模式断面図。
【図１２】本発明に係る一実施形態を説明する模式断面図。
【図１３】本発明に係る一実施形態を説明する模式断面図。
【図１４】本発明に係る一実施形態を説明する模式断面図。
【図１５】本発明に係る一実施形態を説明する模式断面図。
【図１６】本発明に係る一実施形態を説明する模式断面図。
【図１７】本発明において、図８のＡＡ断面図における凹凸部６の形態、一実施形態の発光素子積層構造を説明する模式断面図。
【符号の説明】
【０１００】１…第１導電型層（ｎ型層）｛１Ｃ…側面、１ｓ…第１導電型層側露出部｝、３…発光層（活性層）、２…第２導電型層（ｐ型層）｛２ｓ…第２導電型層露出部｝、５…下地層（バッファ層）、６…凹凸部（基板）｛６ａ…凹凸部底面、６ｂ…側面、６ｃ…凸部上面｝、７…除去部（不要部）、８…接合層、９…支持基板（転写用）｛９ｘ…支持基板電極｝、４…基板｛４ｓ…基板露出部｝、
１０…第１の電極（ｎ側電極）、１１…オーミック接触用電極（第１の電極）｛１１ｐ…台座部（基点部）｝、１２…第１の電極延伸部｛１２ａ…１次延伸部、１２ｂ…２次延伸部、１２ｘ…周縁電極部、１２ｙ…湾曲・屈曲延伸部、１２ｚ…延伸端部｝、１３…電流拡散導体（第１導電型層側）、
２０…第２の電極（ｐ側電極）、２１…下部電極（電流拡散層、電流拡散導体、第２の電極オーミック接触用）｛２１ａ…電極形成部、２１ｂ…電極開口部、２１ｐ…台座部領域｝、２２…上部電極｛２２ｐ…上部電極台座部（基点部）、第２の電極延伸部、２２ａ…１次延伸部、２２ｂ…２次延伸部、２２ｘ…周縁電極部、２２ｙ…湾曲・屈曲延伸部、２２ｚ…延伸端部、２２α…電極充填部｝、
６０…マスク、６１…保護膜（絶縁膜）、
３０…電極端部（第２電極、上部電極）｛３０ｘ…台座部対向部の端部｝、３１…延伸方向、３２…延伸電極部延伸方向、３３…電極開口部基準軸（第２電極、下部電極）｛３３ａ…第１軸、３３ｂ…第２軸、３３ｃ…第３軸｝、３４…経路方向（電極形成部の連結部：第２電極、下部電極）｛３４ａ…第１経路方向、３４ｂ…第２経路方向、３４ｃ…第３経路方向、３４ｘ…第１分岐路（三方向以上）、３４ｙ…第２分岐路（三方向以上）、３４ｚ…直角分岐路（比較例）｝、３５…（第１，２（上部）電極）対向電極間、３５ｘ…台座部間、３６…経路（第１，２電極間）、
４０…電極端部（第１電極）｛４０ｘ…台座部対向部の端部（第１電極）｝、４１…延伸方向（第１電極）、４２…延伸電極部延伸方向（第１電極）、
５１…発光構造部｛５１Ｃ…発光構造部側面（光取出し・反射面）、５１ｘ…周縁電極の発光構造部、５１ｚ…余剰部｝、５２…第１導電型層側電極形成部｛５２ａ…分離溝｝、５３…第２導電型層側電極形成部、５７…素子動作部（電流注入部）、５８…素子非動作部（非電流注入部）
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、１１１…絶縁膜、１１２…電極（発光素子接合部）、１１３…ボンディング電極部（外部接続用）、１１４…接合層、１１５…素子構造部｛１１５ａ…第１導電型部、１１５ｂ…第２導電型部｝、１００…発光素子構造体（素子チップ）、１０１…素子積層構造、１０５…被覆膜、１０６…光変換部材、２００…発光装置、２０１…実装基体（収納基体）、２０２…収納部（凹部、開口部２２５内部［内壁］）、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…素子載置部（実装外部テラス部）、２２３…光取出し部、２２５…開口部、２３０…封止部材、２３１…光変換部層（１０６…部材）、２４０…光学レンズ部、２５０…導電性ワイヤー
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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