(57)【要約】【課題】短波長で発光効率の高い発光素子および照明装置を実現することを目的とする。【解決手段】ｐ−ｎ接合を有する窒化ガリウム系化合物半導体層１３と、前記半導体層のｐ側もしくはｎ側に位置する導電性の基板１１と、半導体層と基板との間に位置し、基本的に不純物をドープしないことにより基板と半導体層とに比べて高抵抗とした反射層１２とを備えるように構成したものである。したがって、反射層及び反射層の上に積層する半導体層等の結晶性を良くすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐ−ｎ接合を有する窒化ガリウム系化合物半導体層と、前記半導体層のｐ側もしくはｎ側に位置する導電性の基板と、半導体層と基板との間に位置し、基板と半導体層とに比べて高抵抗の反射層とを備えた発光素子。
【請求項２】
前記反射層をアンドープとした請求項１項記載の発光素子。
【請求項３】
電極の１つを基板に外接するように設けた請求項１または２記載の発光素子。
【請求項４】
基板と反射層との間に中間層を設けた請求項１〜３のいずれか１項記載の発光素子。
【請求項５】
前記中間層はバッファ層である請求項４記載の発光素子。
【請求項６】
前記バッファ層はＩｎを含むようにした請求項５記載の発光素子。
【請求項７】
基板に流れる電流を半導体層に流れるようにした請求項１〜６のいずれか１項記載の発光素子。
【請求項８】
反射層にイオン注入領域を部分的に設けた請求項１〜６のいずれか１項記載の発光素子。
【請求項９】
注入したイオンがIV族元素またはVI族元素である請求項８記載の発光素子。
【請求項１０】
半導体層の一部が基板に直接接している請求項１〜３のいずれか１項記載の発光素子。
【請求項１１】
半導体層の一部が中間層に直接接している請求項４〜６のいずれか１項記載の発光素子。
【請求項１２】
半導体層の中心部の一部が基板もしくは中間層に直接接している請求項１０または１１記載の発光素子。
【請求項１３】
半導体層の端部の一部が基板もしくは中間層に直接接している請求項１０または１１記載の発光素子。
【請求項１４】
半導体層と基板とが金属により接続されている請求項１〜６のいずれか１項記載の発光素子。
【請求項１５】
前記金属を電極として用いた請求項１４記載の発光素子。
【請求項１６】
ｐ−ｎ接合を有する窒化ガリウム系化合物半導体層と、前記窒化ガリウム系化合物半導体層のｐ側もしくはｎ側に位置する導電性の基板と、窒化ガリウム系化合物半導体層と前記基板との間に位置する反射層と、基板と前記反射層との間に位置する中間層とを備えた発光素子。
【請求項１７】
反射層を導電性とした請求項１６記載の発光素子。
【請求項１８】
反射層とｐ−ｎ接合との間に第2の中間層を備えた請求項１６または１７記載の発光素子。
【請求項１９】
前記中間層および前記第２の中間層はバッファ層である請求項１６〜１８のいずれか１項記載の発光素子。
【請求項２０】
前記バッファ層はＩｎを含むようにした請求項１９記載の発光素子。
【請求項２１】
基板はＧａＮ基板である請求項１〜２０のいずれか１項記載の発光素子。
【請求項２２】
半導体層のｐ−ｎ接合の間に活性層を設けた請求項１〜２１のいずれか１項記載の発光素子。
【請求項２３】
活性層は多重量子井戸構造となっている請求項２２記載の発光素子。
【請求項２４】
反射層はＤＢＲ層である請求項１〜２３のいずれか１項記載の発光素子。
【請求項２５】
前記ＤＢＲ層は窒化物化合物で構成される請求項２４記載の発光素子。
【請求項２６】
ｎ型電極と、前記ｎ型電極上面に設けられたＧａＮで構成された基板と、前記基板の上側に設けられたｐ−ｎ接合を有する窒化ガリウム系半導体層と、基板と前記半導体層の間に位置し、半導体層と基板とに比べて高抵抗のＤＢＲ層と、半導体層の上面に設けられたｐ型電極と、基板の上面に設けられた、基板およびｎ側半導体層と接する金属を備えた発光素子。
【請求項２７】
発光波長が紫外領域の波長となる請求項１〜２６のいずれか１項記載の発光素子。
【請求項２８】
発光波長が基板のバンドギャップに相当する波長よりも短い請求項１〜２７のいずれか１項記載の発光素子。
【請求項２９】
請求項１〜２８いずれか１項記載の発光素子と、前記発光素子の発光波長を他の波長に変換する、発光素子の主発光方向に設けられた蛍光物質とを備えた照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体のｐ−ｎ接合におけるキャリアの再結合による発光のメカニズムを用いた発光素子および照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、短波長の窒化物半導体発光素子は現状のレーザーの代用光源としてや次世代照明用光源として、活発に研究開発が行われている（例えば、特許文献１）。
このような、窒化物半導体発光素子に用いられる基板として、サファイア基板のような絶縁性の基板に代わってＳｉ基板やＧａＮ基板のような導電性の基板が用いられるようになってきている。導電性の基板を用いた場合、基板に電流を流すことができるため、電流通路の抵抗値を下げて消費電力や動作電圧を低減させたり、電極を上下に設けて素子のサイズを小さくしたりすることができるためである。
【０００３】
しかし、導電性の基板を用いた場合、サファイア基板に比べて、バンドギャップが小さいため、特に短波長の光を発光させる場合、基板が光を吸収してしまうという不具合が生じていた。
光の吸収を抑え、発光効率をよくするために導電性のＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒｓ）層を設けることが知られている（例えば、特許文献２）。
【０００４】
導電性のＤＢＲ層を設ける場合、ＤＢＲ層にＳｉ等をドープすることによって抵抗率を低くすることが一般的に知られている。
【特許文献１】特開２００１−６０７１９号公報
【特許文献２】特開２００３−１７７４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＤＢＲ層にＳｉ等がドープされた場合、ＤＢＲ層及びＤＢＲ層の上に積層する半導体層等の結晶性が悪くなるという不具合が生じる。このため、発光素子の発光効率が低下するという課題があった。
本発明はこのような従来の課題を解決したもので、短波長で発光効率の高い発光素子および照明装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するために、ｐ−ｎ接合を有する窒化ガリウム系化合物半導体層と、前記半導体層のｐ側もしくはｎ側に位置する導電性の基板と、半導体層と基板との間に位置し、基本的に不純物をドープしないことにより基板と半導体層とに比べて高抵抗とした反射層とを備えるように構成したものである。
したがって、反射層及び反射層の上に積層する半導体層等の結晶性を良くすることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の発光素子及び照明装置は、反射層及び反射層の上に積層する半導体層の結晶性がよくなるため、発光効率が高くなる。
また、反射層により基板における光の吸収を防ぐことができるため、短波長の発光を実現することができる。
さらに、反射層により光を主発光方向に集めることができるため、発光効率が高くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施の形態は、ｐ−ｎ接合を有する窒化ガリウム系化合物半導体層と、前記半導体層のｐ側もしくはｎ側に位置する導電性の基板と、半導体層と基板との間に位置し、基本的に不純物をドープしないことにより基板と半導体層とに比べて高抵抗とした反射層とを備えるように構成したものである。
反射層をアンドープとすることにより、基板と半導体層とに比べて高抵抗にすることができる。
【０００９】
さらに、電極の１つを基板に外接するように設けることにより、基板に電流を流すことができるので、発光素子の消費電力及び動作電圧を下げることができる。
さらに、基板と反射層との間に中間層を設けることにより、反射層及び反射層の上に積層する半導体層の結晶性を向上させることができる。
また、この中間層をバッファ層とすることにより、結晶性を向上させることができる。
また、このバッファ層はＩｎを含む組成で構成されることにより、結晶性を向上させることができる。
【００１０】
また、基板に流れる電流を半導体層に流れるようにすることにより、発光素子の消費電力及び動作電圧を下げることができる。
また、反射層にイオン注入領域を部分的に設けることにより、発光素子の消費電力及び動作電圧を下げることができる。
また、注入したイオンがIV族元素またはVI族元素であった場合、発光素子の消費電力及
び動作電圧を下げることができる。
【００１１】
また、半導体層の一部が基板に直接接した構成により、発光素子の消費電力及び動作電圧を下げることができる。
また、半導体層の一部が中間層に直接接した構成により、発光素子の消費電力及び動作電圧を下げることができる。
また、半導体層の中心部の一部が基板もしくは中間層に直接接した構成により、発光素子の消費電力及び動作電圧を下げることができる。
【００１２】
また、半導体層の端部分の一部が基板もしくは中間層に直接接した構成により、発光素子の消費電力及び動作電圧を下げることができる。
また、半導体層と基板とが金属により接続したことにより、発光素子の消費電力及び動作電圧を下げることができる。
また、金属を電極として用いることにより、発光素子の消費電力及び動作電圧を下げることができ、作業性の向上と低コスト化を実現する。
【００１３】
そして、ｐ−ｎ接合を有する窒化ガリウム系化合物半導体層と、前記窒化ガリウム系化合物半導体層のｐ側もしくはｎ側に位置する導電性の基板と、窒化ガリウム系化合物半導体層と前記基板との間に位置する反射層と、基板と前記反射層との間に位置する中間層とを備えるように構成することもできる。
さらに、反射層を導電性とすることにより、発光素子の消費電力及び動作電圧を下げることができる。
【００１４】
また、反射層とｐ−ｎ接合との間に第2の中間層を備えることにより、反射層の上に積層する半導体層の結晶性を向上させることができる。
また、中間層および第２の中間層はバッファ層であることにより、反射層の上に積層する半導体層の結晶性を向上させることができる。
また、バッファ層はＩｎを含む組成で構成されることにより、反射層の上に積層する半導体層の結晶性を向上させることができる。
【００１５】
そして、基板はＧａＮ基板であれば、発光効率を向上することができ、発光素子の消費電力及び動作電圧を下げることができる
また、半導体層のｐ−ｎ接合の間に活性層を設けることにより、発光効率を向上することができる。
また、活性層は多重量子井戸構造となっていれば、より発光効率を向上することができる。
【００１６】
また、反射層はＤＢＲ層であれば、発光効率を向上することができる。
また、前記ＤＢＲ層は窒化物化合物で構成すれば、発光効率を向上することができる。
そして、ｎ型電極と、前記ｎ型電極上面に設けられたＧａＮで構成された基板と、前記基板の上側に設けられたｐ−ｎ接合を有する窒化ガリウム系半導体層と、基板と前記半導体層の間に位置し、基本的に不純物をドープしないことにより半導体層と基板とに比べて高抵抗としたＤＢＲ層と、半導体層の上面に設けられたｐ型電極と、基板の上面に設けられた、基板およびｎ側半導体層と接する金属を備えた構成にすることにより、短波長の発光を実現することができ、発光効率が高くなる。
【００１７】
また、上述した発光素子と、発光素子の発光波長を他の波長に変換する、発光素子の主発光方向に設けられた蛍光物質とを備えた照明装置とすることにより、省電力、高輝度の照明装置が実現できる。
【実施例】
【００１８】
以下本発明の実施例について添付図面を参照して説明する。
（実施例１）
図１、図２に本発明の第１の実施例に係る発光素子の断面図を示す。
図１において、導電性の基板１１の上方向に、反射層１２とｐ−ｎ接合を有する窒化ガリウム系半導体層１３とがこの順に積層されている。反射層１２は基板１１と窒化ガリウム系半導体層１３に比べて高抵抗となっている。なお、ここでいう上方向とは、光の主発光方向（図１、２のＹ軸方向）と同意である（以下、本明細書中で同じ）。
【００１９】
導電性の基板１１はＳｉがドープされたＧａＮで構成されている。この構成により、基板１１と窒化ガリウム系半導体層１３とが同じ窒化ガリウム系化合物となるので、基板１１と窒化ガリウム系半導体層１３との格子定数差、熱膨張係数差が小さくなる。このため、窒化ガリウム系半導体層１３の結晶性が向上し、発光効率が向上する。
窒化ガリウム系半導体層１３は、ｎ型窒化ガリウム系半導体層１３１とｐ型窒化ガリウム系半導体層１３２の積層構造として構成されている。
【００２０】
ｎ型窒化ガリウム系半導体層１３１はＳｉがドープされたＡｌＧａＮ、ｐ型窒化ガリウム系半導体層１３２はＭｇがドープされたＡｌＧａＮで構成されている。この構成により、窒化ガリウム系半導体層１３のｐ−ｎ接合におけるキャリアの再結合による発光波長は、紫外領域とすることができる。なお、ここでいう紫外領域とは、略３８０ｎｍより短い波長である（以下、本明細書中で同じ）。
【００２１】
本実施例においては、ｎ型窒化ガリウム系半導体層１３１とｐ型窒化ガリウム系半導体層１３２の間に活性層１４を設けている。活性層１４は多重量子井戸構造（ＩｎＡｌＧａＮを井戸層とし、ＡｌＧａＮ層を障壁層として、これら２つの層を何層か交互に重ね合わせた構造）で構成されている。
活性層１４を設けることにより、キャリアの再結合の確率が向上するので、発光効率が向上する。また、キャリアの再結合による発光波長は、井戸層であるＩｎＡｌＧａＮのバンドギャップと層厚によって決まり、紫外領域とすることができる。
【００２２】
反射層１２は、窒化ガリウム系化合物からなるＤＢＲ層（低屈折率層１２１と高屈折率層１２２の積層）として構成されている。そして、反射層１２は、基本的に不純物をドープしないことにより基板１１と窒化ガリウム系半導体層１３に比べて高抵抗とする。すなわち、ＤＢＲ層の低屈折率層１２１と高屈折率層１２２の両方を基板１１と窒化ガリウム系半導体層１３に比べて高抵抗とする。
【００２３】
低屈折率層１２１はアンドープのＡｌＮで構成され、高屈折率層１２２はアンドープのＧａＮで構成されている。なお、ここでいうアンドープとは、ＤＢＲ層にＳｉ等の不純物がドープされていない状態を示す。ただし、Ｓｉ等の不純物濃度が１×１０17ｃｍ-3以下であれば、アンドープであるとする（以下、本明細書中で同じ）。
反射層１２の抵抗率は１×１０-1Ω・ｃｍ以上とし、基板１１は１×１０-3〜３×１０-2Ω・ｃｍ、ｎ型窒化ガリウム系半導体層１３１は５×１０-3〜５×１０-2Ω・ｃｍとしている。また、ＤＢＲ層としての反射率を高めるためには、低屈折率層１２１と高屈折率層１２２の積層周期構造を少なくとも１周期以上、好ましくは５周期以上とする。
【００２４】
アンドープとすることにより、低屈折率層１２１と高屈折率層１２２の結晶性が向上する。これにより、反射層１２の反射率が向上する。また、反射層１２の上に形成する窒化ガリウム系半導体層１３の結晶性も向上するため、発光効率が向上する。
反射層１２を設けることにより、窒化ガリウム系半導体層１３のｐ−ｎ接合でおこるキャリアの再結合による発光のうち、基板１１に向かう光を発光方向に反射させることができる。これにより、ＧａＮで構成される基板１１で紫外領域の光の吸収が起こるのを防ぐことができるので、発光効率を向上させることができる。
【００２５】
基板１１と反射層１２と窒化ガリウム系半導体層１３とを組み合わせた構成により、窒化ガリウム系半導体層１３の結晶性が向上するため、効率よく紫外領域の光を発光できる。
基板１１と反射層１２の間にバッファ層としての中間層１５を設けることにより、基板１１表面の歪みや結晶欠陥が反射層１２に与える影響を低下している。中間層１５は、ＧａＮやＡｌＧａＮやＩｎＧａＮやＩｎＡｌＧａＮ、若しくはこれらの多層膜層で構成することができるが、好ましくはＩｎを含む層を少なくとも一層有することにより、バッファ層としてより効果的である。
【００２６】
ｐ−ｎ接合におけるキャリアの再結合による発光を起こすために必要な電流は、ｎ型電極１６、ｐ型電極１７を設けることにより供給される。
ｎ型電極１６は基板１１と外接するように設けられており、ここでは、基板１１の下面に設けられている。この構成により、基板１１に電流を流すことができる。なお、ここでいう基板１１と外接するとは、基板１１の露出部分に接していることを示す（以下、本明細書中で同じ）。
【００２７】
ｐ型電極１７は、ｐ型窒化ガリウム系半導体層１３２の上方向に設けられている。効率よく電流を流すために、透明電極１８がｐ型窒化ガリウム系半導体層１３２の上面に設けられ、透明電極１８の上面にｐ型電極１７が設けられている。
基板１１とｎ型窒化ガリウム系半導体層１３１とを電気的に連絡するように金属１９が設けられている。これにより、ｎ型窒化ガリウム系半導体層１３１に流れた電流は、下方向に流れ、抵抗率の低い金属１９を通って基板１１に流れる。
【００２８】
金属１９は、ｎ型窒化ガリウム系半導体に対してオーミック接触する金属で構成されている。
図１においてその動作および作用について説明する。
ｎ型電極１６とｐ型電極１７とに順バイアスとなるように電圧を印加すると、電流は、透明電極１８、ｐ型窒化ガリウム系半導体層１３２、活性層１４、ｎ型窒化ガリウム系半導体層１３１、金属１９、基板１１、の順に流れていく（例えば、図１中の矢印ａ→矢印ｂ→矢印ｃ）。
【００２９】
順バイアスとなるように電流が流れると、活性層１４でｐ−ｎ接合におけるキャリアの再結合による発光が起こる。上方向へ発光した光は、そのまま外部へと放出される（例えば、矢印Ａ）。下方向へ発光した光は、反射層１２で反射されて上方向に向かい、外部へ放出される（例えば、図１中の矢印Ｂ→矢印Ｃ）。
本実施例では、基板１１と反射層１２と窒化ガリウム系半導体層１３と金属１９とを組み合わせている。この構成において、基板１１および窒化ガリウム系半導体層１３よりも抵抗率を高くした反射層１２により、反射層１２と窒化ガリウム系半導体層１３の高い結晶性を維持しながら、窒化ガリウム系半導体層１３から基板１１へ流れる電流は、この抵抗率の高い反射層１２によって妨げられることなく、金属１９を通って下方向に流れるため、動作電圧および消費電流は低い状態を維持することができる。
【００３０】
図２に本実施例の変形例を示す。図２において、基板１１、反射層１２、半導体層１３、活性層１４、中間層１５、ｐ型電極１７、透明電極１８は、図１とそれぞれ同じ構成であるが、基板１１の下面に配置されていたｎ型電極１６がなくなり、ｎ型電極１６の代わりに金属１９が電極として用いられている点で異なっている。
この構成とすることにより、ｎ型電極１６を改めて設ける必要がなくなるため、製造の際の工数とコストの低下につながる。さらに、基板１１に電流を流すことができるため、動作電圧の低い状態で窒化ガリウム系半導体層１３に電流を流すことができる。
【００３１】
以下、本発明の発光素子の製造方法について簡潔に説明する。
表面を研磨により鏡面に仕上げられたＧａＮからなる基板１１を反応管内の基板ホルダーに設置した後、基板１１の表面温度を１０６０℃に加熱し、水素ガスと窒素ガスとアンモニアとを流しながら、基板１１の表面に付着している有機物等の汚れや水分を取り除くと同時に基板１１の表面の結晶性を向上させる。
【００３２】
この基板１１上面に主キャリアガスとして窒素ガスと水素ガスを流し、アンモニアとトリメチルガリウム（ＴＭＧ）を流しながら、ＧａＮ層を１μｍの厚さで成長させる。次に基板１１の温度を７６０℃に降下させ、主キャリアガスとして窒素ガスと水素ガスを流し、アンモニアとＴＭＧとトリメチルインジウム（ＴＭＩ）を流しながら、ＩｎＧａＮ層を１００ｎｍの厚さで成長させる。こうして、ＧａＮ層とＩｎＧａＮ層からなる多層構造の中間層１５を形成する。
【００３３】
中間層１５の成長後、基板１１の温度を１０６０℃に上昇させ、主キャリアガスとして水素ガスと窒素ガスと、アンモニアを流しながら、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）及びＴＭＧとを交互に流す。これにより、アンドープのＡｌＮからなる厚さ４４ｎｍの低屈折率層１２１とアンドープのＧａＮからなる厚さ３５ｎｍの高屈折率層１２２が交互に５周期積層された反射層１２を成長させる。ここでは、不純物をドープしないようにすることにより、高抵抗の低屈折率層１２１と高屈折率層１２２を得る。
【００３４】
反射層１２の成長後、主キャリアガスとしての窒素ガスと水素ガスを流し、アンモニアとＴＭＧとＴＭＡと、モノシランとを流しながら、ＳｉをドープさせたＡｌＧａＮからなるｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層１３１を５００ｎｍの厚さで成長させる。
ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層１３１の成長後、基板１１の温度を７５０℃にまで降下させ、主キャリアガスとして窒素ガスを流し、アンモニアとＴＭＧとＴＭＡとトリメチルインジウム（ＴＭＩ）とを流しながらアンドープのＩｎＡｌＧａＮからなる厚さ３ｎｍの井戸層（図示せず）と、アンモニアとＴＭＧとＴＭＡとモノシランとを流しながらＳｉドープのＡｌＧａＮからなる厚さ１５ｎｍの障壁層（図示せず）とを交互に成長して、最上層が井戸層からなる井戸層数が５層の多重量子井戸構造の活性層１４を成長させる。
【００３５】
活性層１４の成長後、主キャリアガスとして窒素ガスを流し、アンモニアとＴＭＧとＴＭＡを流してアンドープのＡｌＧａＮを成長させながら基板１１の温度を１０００℃に向けて昇温させ、基板１１の温度が１０００℃に到達したら、主キャリアガスとしての窒素ガスと水素ガスを流し、アンモニアとＴＭＧとＴＭＡと、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ2Ｍｇ）とを流しながら、ＭｇをドープさせたＡｌＧａＮからなるｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層１３２を２００ｎｍの厚さで成長させる。
【００３６】
ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層１３２の成長後、主キャリアガスとしての窒素ガスとアンモニアを流しながら室温程度にまで冷却させて、ウェハーを反応管から取り出す。
取り出し後、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層１３２の表面上に蒸着法によりＮｉとＡｕを各々２ｎｍと５ｎｍの厚さで全面に積層し、フォトリソグラフィー法とウェットエッチング法により、透明電極１８を形成する。
【００３７】
この後、透明電極１８と露出したｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層１３２の上にＣＶＤ法によりＳｉＯ2からなる絶縁膜を１μｍの厚さで堆積させる。さらに、フォトリソグラフィー法と反応性イオンエッチング法により、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層１３２の一部のみを露出させたＳｉＯ2からなるマスクを作成する。
作成されたマスクを用い、反応性イオンエッチングにより、露出させたｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層１３２の表面側からｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層１３２と、活性層１４と、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層１３１の一部を除去して、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層１３１の表面を露出する。
【００３８】
さらに、同様の方法を用い、透明電極１８を含む除去しなかったｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層１３２、活性層１４、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層１３１からなる積層部と、この周縁の露出されたｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層１３１の表面を覆うＳｉＯ2からなるマスクを新たに作成する。このマスクを用いて、反応性イオンエッチングにより、先程露出させたｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層１３１の表面側から、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層１３１と、反射層１２と、中間層１５と、基板１１の一部を更に除去して、基板１１の表面を露出する。
【００３９】
次に、フォトリソグラフィーと蒸着法により、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層１３２の表面上にＴｉとＡｕとからなるｐ型電極１７を蒸着形成させる。さらに、同様にして、フォトリソグラフィーと蒸着法により、基板１１とｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層１３１とを電気的に連絡するように、ＴｉとＡｕとからなる金属１９を蒸着形成させる。
さらに、フォトリソグラフィーと蒸着法により、基板１１の裏面上にＴｉとＡｕとからなるｎ型電極１６を蒸着形成させる。
【００４０】
この後、スクライビングによりチップ状に１辺３５０μｍの正方形、厚さ１５０μｍとなるように分離した。このようにして、図１に示す窒化ガリウム系化合物半導体発光素子が得られる。
この発光素子を２０ｍＡの順方向電流で駆動したところ、ピーク波長３６０ｎｍで紫外発光した。
【００４１】
ｎ型電極１６を形成する前に、基板１１を裏面から研磨してその厚みを薄くしても構わない。こうすることでチップ状に分離し易くなる。
なお、基板１１にはＳｉの代わりに、他のIV族元素、もしくはVI族元素をドープしたと
しても基板１１がｎ型となれば構わない。
【００４２】
また、基板１１にはＧａＮを用いた方が窒化ガリウム系半導体層１３を積層していく上で好ましいが、ＳｉＣ、Ｓｉ等の導電性材料で構成されていても構わない。
また、ｎ型窒化ガリウム系半導体層１３１はＳｉの代わりに、他のIV族元素、もしくは
VI族元素をドープしたとしてもｎ型半導体としての機能が得られる。ｐ型窒化ガリウム系
半導体層１３２はＭｇの代わりに他のII族元素をドープしてもｐ型半導体としての機能が
得られる。
【００４３】
また、活性層１４を設けなくても紫外領域の発光となる。設けない場合、窒化ガリウム系半導体層１３の構成により、発光波長が決まる。
また、窒化ガリウム系半導体層１３は、ＡｌＧａＮの代わりにＧａＮを用いても構わない。ＧａＮを用いた場合、ＡｌＧａＮに比べてバンドギャップが小さいので、窒化ガリウム系半導体層１３で光の吸収が起こらないように、発光波長は長くする必要がある。
【００４４】
また、ｐ−ｎ接合におけるキャリアの再結合による発光波長は、紫外領域ではなく、可視領域の発光であっても構わない。
また、窒化ガリウム系半導体層１３は、ｎ型窒化ガリウム系半導体層１３１とｐ型窒化ガリウム系半導体層１３２の積層構造が逆になってもいい。この場合、基板１１にはII族
元素をドープしｐ型とし、ｎ型電極１６とｐ型電極１７の位置が入れ替わる構成となる。
【００４５】
また、反射層１２の抵抗率は、１×１０-1Ω・ｃｍ以上とし、基板１１は、１×１０-3〜３×１０-2Ω・ｃｍ、ｎ型窒化ガリウム系半導体層１３１は５×１０-3〜５×１０-2Ω・ｃｍと限定したが、反射層１２の抵抗率が基板１１とｎ型窒化ガリウム系半導体層１３１に比べて大きく、結晶性がよければ、この範囲に限定されない。
また、反射層１２は、アンドープのＡｌaＧａ1-aＮ（０＜ａ≦０）とアンドープのＡｌbＧａ1-bＮ（０≦ｂ＜１，ｂ＜ａ）を組み合わせた積層構造としてもよい。
【００４６】
また、中間層１５は、反射層１２、ｎ型窒化ガリウム系半導体層１３１の結晶性が良好であれば設けなくても構わない。
また、図１では、ｎ型電極１６は、基板１１の下面に設けられているが、基板１１の側面や、エッチング等により基板１１の上面を露出させ、その上面に設けたとしても構わない。
【００４７】
また、製造方法でチップのスケールを規定しているが、このスケールには、限定されない。
（実施例２）
図３に本発明の第２の実施例に係る発光素子の断面図を示す。
図３において、基板２１、活性層２４、ｎ型電極２６、ｐ型電極２７、透明電極２８の構成は、実施例１に示した基板１１、活性層１４、ｎ型電極１６、ｐ型電極１７、透明電極１８とそれぞれ同じ構成である。
【００４８】
相違点は、金属１９がなくなり、中間層２５とｎ型窒化ガリウム系半導体層２３１とが端部で直接接するように、反射層２２が設けられている点である。なお、ここでいう端部とは、図３中のＸ軸方向における、発光素子の外周部分を指す（以下、本明細書中で同じ）。また、接しているとは、電気的に直接連絡するということを指す（以下、本明細書中で同じ）。
【００４９】
中間層２５とｎ型窒化ガリウム系半導体層２３１とが直接接している部分は、反射層２２によって反射される光の量を維持し、後述するように効率よく電流を流すために、横方向に２〜５０μｍとなっている。なお、ここでいう横方向とは、Ｘ軸方向のことを指す（以下、本明細書中で同じ）。
本実施例において図３を用いてその動作および作用について説明する。
【００５０】
ｎ型電極２６とｐ型電極２７とに順バイアスとなるように電圧を印加すると、電流は、透明電極２８、ｐ型窒化ガリウム系半導体層２３２、活性層２４、ｎ型窒化ガリウム系半導体層２３１、中間層２５、基板２１、の順に流れていく（例えば、図３中の矢印ａ→矢印ｂ→矢印ｃ）。
順バイアスとなるように電流が流れると、活性層２４でｐ−ｎ接合におけるキャリアの再結合による発光が起こる。上方向へ発光した光は、そのまま外部へと放出される（例えば、図２中の矢印Ａ）。下方向へ発光した光は、反射層２２で反射されて上方向に向かい、外部へ放出される（例えば、図２中の矢印Ｂ→矢印Ｃ）。
【００５１】
本実施例の構成によると、基板２１及びｎ型窒化ガリウム系半導体層２３１よりも抵抗率を高くした反射層２２により、反射層２２とｎ型窒化ガリウム系半導体層２３１の高い結晶性を維持しながら、ｎ型窒化ガリウム系半導体層２３１から基板２１へ流れる電流は、この抵抗率の高い反射層２２によって妨げられることなく、中間層２５とｎ型窒化ガリウム系半導体層２３１とが直接接している部分を通って下方向に流れるため、動作電圧および消費電流が低い状態を維持したまま、効率のよい紫外領域の光の発光が実現できる。
【００５２】
以下、本実施例の発光素子の製造方法について簡潔に説明する。なお、反射層２２を設けるまでの製造方法に関しては、実施例１と同様であるため省略する。
実施例１中で反射層２２を作成した後、反応性イオンエッチングにより、反射層２２の一部を最終的にチップ状に分離する位置を中心として幅２０μｍで除去する。その後、除去部分で中間層２５とｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層２３１が直接接するように、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層２３１を成長させていく。
【００５３】
その後の製造方法については、実施例１と同様にし、金属１９を設けず、ｐ型電極２７、ｎ型電極２６を形成する。
なお、結晶性を向上させるために用いている中間層２５は、設けなくてもよい。この場合、基板２１とｎ型窒化ガリウム系半導体層２３１が直接接することになる。
（実施例３）
図４に本発明の第３の実施例に係る発光素子の断面図を示す。
【００５４】
図４において、基板３１、活性層３４、ｎ型電極３６、ｐ型電極３７、透明電極３８の構成は、図３に示した基板２１、活性層２４、ｎ型電極２６、ｐ型電極２７、透明電極２８とそれぞれ同じ構成である。
相違点は、図３では、中間層２５とｎ型窒化ガリウム系半導体層２３１とが端部で直接接するように反射層２２が設けられていたが、図４では、反射層３２ａと反射層３２ｂを設け、中間層３５とｎ型窒化ガリウム系半導体層２３１が発光素子の中心部で直接接している点である。なお、ここでいう中心部とは、図４中のＸ軸方向における、発光素子の中心部分を指す（以下、本明細書中で同じ）。
【００５５】
また、絶縁膜３１０がｐ型電極３７の直下に位置し、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層３３２の上面に設けられている点で図３と異なる。
中間層３５とｎ型窒化ガリウム系半導体層３３１とが直接接続している部分は、その形状及び接続数には特に限定はないが、反射層３２によって反射される光の量を維持し、後述するように効率よく電流を流すためと、ｎ型窒化ガリウム系半導体層３３１による埋め込み成長が確実に行えるために、１接続当たり５０μｍ2以上の面積となっていることが好ましい。
【００５６】
絶縁膜３１０を設けることにより、ｐ型電極３７から流れる電流は、ｐ型電極３７の直下方向に進むことができないので、ｐ型電極３７の直下方向にあるｐ−ｎ接合部分では発光が起こりにくくなり、この部分以外での発光は起こりやすくなる。これにより、発光した光が中間層３５とｎ型窒化ガリウム系半導体層３３１とが直接接している部分を通って基板３１で吸収されるのを防ぐことができ、ｐ型電極２７の直下以外にあるｐ−ｎ接合部分では、発光効率が向上するので、発光効率の低下を防ぐことができる。ここでいうｐ型電極３７の直下とは、ｂ方向における、ｐ型電極３７の真下に位置するということを指す。
【００５７】
本実施例において図４を用いてその動作および作用について説明する。
ｎ型電極３６とｐ型電極３７とに順バイアスとなるように電圧を印加すると、電流は、透明電極３８、ｐ型窒化ガリウム系半導体層３３２、活性層３４、ｎ型窒化ガリウム系半導体層３３１、中間層３５、基板３１、の順に流れていく（例えば、図４中の矢印ａ→矢印ｂ）。
【００５８】
順バイアスとなるように電流が流れると、活性層３４でｐ−ｎ接合におけるキャリアの再結合による発光が起こる。上方向へ発光した光は、そのまま外部へと放出される（例えば、図４中の矢印Ａ）。下方向へ発光した光は、反射層３２で反射されて上方向に向かい、外部へ放出される（例えば、図４中の矢印Ｂ→矢印Ｃ）。
本実施例の構成によると、基板３１およびｎ型窒化ガリウム系半導体層３３１よりも抵抗率を高くした反射層３２により、反射層３２とｎ型窒化ガリウム系半導体層３３１の高い結晶性を維持しながら、ｎ型窒化ガリウム系半導体層３３１から基板３１へ流れる電流は、この抵抗率の高い反射層３２によって妨げられることなく、中間層３５とｎ型窒化ガリウム系半導体層３３１とが直接接している部分を通って下方向に流れるため、動作電圧および消費電流が低い状態を維持したまま、効率のよい紫外領域の光の発光が実現できる。
【００５９】
以下、本実施例の発光素子の製造方法について簡潔に説明する。なお、反射層３２を設けるまでの製造方法に関しては、実施例１と同様であるため省略する。
実施例１中で反射層３２を作成した後、反応性イオンエッチングにより、反射層３２の中心部分を直径５０μｍの円形に除去する。その後、除去部分で中間層３５とｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層３３１が直接接するように、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層３３１を成長させていく。
【００６０】
その後の製造方法については、実施例１と同様にし、金属１９を設けず、ｐ型電極３７、ｎ型電極３６を形成する。
なお、結晶性を向上させるために用いている中間層３５は、設けなくてもよい。この場合、基板３１とｎ型窒化ガリウム系半導体層３３１が直接接することになる。
また、本実施例中では、中心部で中間層３５とｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層３３１が中心部で直接接するようにしたが、中間層３５とｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層３３１が直接接していれば、中心部で接していなくてもよい。
【００６１】
また、絶縁膜３１０は、設けなくても構わない。
（実施例４）
図５に本発明の第４の実施例に係る発光素子の断面図を示す。
図５において、基板４１、窒化ガリウム系半導体層４３、活性層４４、中間層４５、ｎ型電極４６、ｐ型電極４７、透明電極４８の構成は、実施例１に示した基板１１、窒化ガリウム系半導体層１３、活性層１４、中間層１５、ｎ型電極１６、ｐ型電極１７、透明電極１８とそれぞれ同じ構成である。
【００６２】
相違点は、金属１９がなく、反射層１２にイオン注入領域４２３を設けた反射層４２を形成している点である。
イオン注入領域４２３には、Ｓｉをイオン注入している。イオン注入領域４２３は、その形状には特に限定はないが、窒化ガリウム系半導体層４３の結晶性を保ち、後述するように効率よく電流を流すために、１領域当たり２０〜１０００μｍ2の面積となっている。また、後述するように効率よく電流を流すために、イオン注入領域４２３は、複数設けられている。イオン注入領域の抵抗率は、３×１０-2Ωｍ以下となっている。
【００６３】
本実施例において図５を用いてその動作および作用について説明する。
ｎ型電極４６とｐ型電極４７とに順バイアスとなるように電圧を印加すると、電流は、透明電極４８、ｐ型窒化ガリウム系半導体層４３２、活性層４４、ｎ型窒化ガリウム系半導体層４３１、イオン注入領域４２３、中間層４５、基板４１、の順に流れていく（例えば、図５中の矢印ａ）。
【００６４】
順バイアスとなるように電流が流れると、活性層４４でｐ−ｎ接合におけるキャリアの再結合による発光が起こる。上方向へ発光した光は、そのまま外部へと放出される（例えば図５中の矢印Ａ）。下方向へ発光した光は、反射層４２で反射されて上方向に向かい、外部へ放出される（例えば、図５中の矢印Ｂ→矢印Ｃ）。
本実施例の構成によると、反射層４２と窒化ガリウム系半導体層４３の高い結晶性を維持しながら、ｎ型窒化ガリウム系半導体層４３１から基板４１へ流れる電流は、反射層４２中の抵抗率の低いイオン注入領域４２３を通って下方向に流れるため、動作電圧および消費電流が低い状態を維持したまま、効率のよい紫外領域の光の発光が実現できる。
【００６５】
以下、本実施例中の発光素子の製造方法について簡潔に説明する。反射層４２を設けるまでの製造方法に関しては、実施例１と同様であるため省略する。
実施例１中で反射層４２を作成した後、反射層４２上にＣＶＤ法によりＳｉＯ2からなる絶縁膜を２μｍの厚さで堆積させる。さらに、フォトリソグラフィー法と反応性イオンエッチング法により、反射層４２を部分的に露出させたマスクを作成する。
【００６６】
イオン注入法により反射層４２の一部にＳｉを注入し、イオン注入領域４２３を設ける。
その後の製造方法については実施例１と同様にし、金属１９を設けず、ｐ型電極４７、ｎ型電極４６を形成する。
なお、イオン注入する元素はＳｉの代わりに、他のIV族元素、またはVI族元素であって
も構わない。
【００６７】
また、イオン注入領域４２３は複数設けられているが、単独でも、複数でも構わない。
（実施例５）
図６に本発明の第５の実施例に係る発光素子の断面図を示す。
図６において、導電性の基板５１の上方向に、中間層５２と、反射層５３と、ｐ−ｎ接合を有する窒化ガリウム系半導体層５４とがこの順に積層されている。
【００６８】
導電性の基板５１はＳｉがドープされたＧａＮで構成されている。この構成により、基板５１と窒化ガリウム系半導体層５４とが同じ窒化ガリウム系化合物となるので、基板５１と窒化ガリウム系半導体層５４との格子定数差、熱膨張係数差が小さくなる。このため、窒化ガリウム系半導体層５４の結晶性が向上し、発光効率が向上する。
窒化ガリウム系半導体層５４は、ｎ型窒化ガリウム系半導体層５４１とｐ型窒化ガリウム系半導体層５４２の積層構造として構成されている。
【００６９】
ｎ型窒化ガリウム系半導体層５４１は、ＳｉがドープされたＡｌＧａＮ、ｐ型窒化ガリウム系半導体層５４２はＭｇがドープされたＡｌＧａＮで構成されている。この構成により、窒化ガリウム系半導体層５４のｐ−ｎ接合におけるキャリアの再結合による発光波長は、紫外領域とすることができる。
本実施例においては、ｎ型窒化ガリウム系半導体層５４１とｐ型窒化ガリウム系半導体層５４２の間に活性層５５を設けている。活性層５５は多重量子井戸構造で構成されている。活性層５５を設けることにより、キャリアの再結合の確率が向上するので、発光効率が向上する。
【００７０】
反射層５３は窒化ガリウム系化合物からなるＤＢＲ層（低屈折率層５３１と高屈折率層５３２の積層）として構成されている。ＤＢＲ層としての屈折率を高めるためには、低屈折率層５３１と高屈折率層５３２の積層周期構造を少なくとも１周期以上、好ましくは５周期以上とする。
低屈折率層５３１は、ＳｉをドープしたＡｌＮで構成され、高屈折率層５３２はＳｉをドープしたＧａＮで構成されている。反射層５３を導電性とすることで、基板５１に流れる電流を効率よくｎ型窒化ガリウム系半導体層５４１に流すことができる。ここでいう導電性とは１×１０-3〜５×１０-2Ω・ｃｍを指す。
【００７１】
反射層５３を設けることにより、ｎ型窒化ガリウム系半導体層５４１のｐ−ｎ接合でおこるキャリアの再結合による発光のうち、基板５１に向かう光を発光方向に反射させることができる。これにより、ＧａＮで構成される基板５１で紫外領域の光の吸収が起こるのを防ぐことができるので、発光効率を向上させることができる。
中間層５２は、ＧａＮやＡｌＧａＮやＩｎＧａＮやＩｎＡｌＧａＮ、若しくはこれらの多層膜層で構成されるバッファ層であり、基板５１表面の歪みや結晶欠陥が反射層５３に与える影響を低下している。中間層５２は、好ましくはＩｎを含む層を少なくとも一層有することにより、バッファ層としてより効果的である。
【００７２】
本実施例では、基板５１と中間層５２と反射層５３と窒化ガリウム系半導体層５４とを組み合わせている。この構成により、導電性の反射層５３を設けることによって悪化していた窒化ガリウム系半導体層５４の結晶性が、中間層５２を設けることにより向上するため、効率よく紫外領域の光を発光でき、ｎ型窒化ガリウム系半導体層５４１から基板５１へ流れる電流は、反射層５３を通って下方向に流れるため、動作電圧および消費電流は低い状態を維持することができる。
【００７３】
さらに、本実施例は、ｎ型窒化ガリウム系半導体層５４１と活性層５５の間に第２の中間層５６を設けている。第２の中間層５６を設けることにより、活性層５５の結晶性が向上し、発光効率が向上する。第２の中間層５６はＡｌＧａＮやＩｎＡｌＧａＮ、若しくはこれらの多層膜層で構成されるバッファ層である。
ｐ−ｎ接合におけるキャリアの再結合による発光を起こすために必要な電流は、ｎ型電極５７、ｐ型電極５８を設けることにより供給される。
【００７４】
ｎ型電極５７は基板５１と外接するように設けられており、ここでは基板５１の下面に設けられている。この構成により、基板５１に電流を流すことができる。
ｐ型電極５８は、ｐ型窒化ガリウム系半導体層５４２の上方向に設けられている。効率よく電流を流すために、透明電極５９をｐ型窒化ガリウム系半導体層５４２の上面に設けられた後、透明電極５１０の上面にｐ型電極５８が設けられている。
【００７５】
本実施例において図６を用いてその動作および作用について説明する。
ｎ型電極５７とｐ型電極５８とに順バイアスとなるように電圧を印加すると、電流は、透明電極５９、ｐ型窒化ガリウム系半導体層５４２、活性層５５、第２の中間層５６、ｎ型窒化ガリウム系半導体層５４１、反射層５３、中間層５２、基板５１、の順に流れていく。
【００７６】
順バイアスとなるように電流が流れると、活性層５５でｐ−ｎ接合におけるキャリアの再結合による発光が起こる。上方向へ発光した光は、そのまま外部へと放出される（例えば矢印Ａ）。下方向へ発光した光は、反射層５３で反射されて上方向に向かい、外部へ放出される（例えば、図１中の矢印Ｂ→矢印Ｃ）。
以下、本実施例中の発光素子の製造方法について簡潔に説明する。中間層５２を設けるまでの製造方法に関しては、実施例１と同様であるため省略する。
【００７７】
中間層５２の成長後、基板５１の温度を１０６０℃に上昇させ、主キャリアガスとして水素ガスと窒素ガスと、アンモニアとモノシランとを流しながら、ＴＭＡ及びＴＭＧとを交互に流す。これにより、ＳｉをドープさせたＡｌＮからなる低屈折率層５３１とＳｉをドープさせたＧａＮからなる高屈折率層５３２が交互に５周期積層された反射層５３を成長させる。
【００７８】
反射層５３の成長後、主キャリアガスとしての窒素ガスと水素ガスと、ＴＭＧとＴＭＡとモノシランとを流しながら、ＳｉをドープさせたＡｌＧａＮからなるｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層５４１を５００ｎｍの厚さで成長させる。
ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層５４１の成長後、基板５１の温度を７６０℃に降下させ、主キャリアガスとして窒素ガスと水素ガスを流し、アンモニアとＴＭＧとＴＭＡとＴＭＩとモノシランを流しながら、ＳｉドープのＩｎＡｌＧａＮ層を１００ｎｍの厚さで成長させる。次に基板５１の温度を１０６０℃に上昇させ、主キャリアガスとしての窒素ガスと水素ガスと、ＴＭＧとＴＭＡとモノシランとを流しながら、ＳｉドープのＡｌＧａＮ層を５０ｍの厚さで成長させる。こうして、ＳｉドープのＩｎＡｌＧａＮ層とＳｉドープのＡｌＧａＮ層の複層からなる第２の中間層５６を形成する。
【００７９】
その後の製造方法については、実施例１と同様にし、金属１９を設けず、ｐ型電極５８、ｎ型電極５７を形成する。
なお、基板５１には、Ｓｉの代わりに、他のIV族元素、もしくはVI族元素をドープした
としても基板５１がｎ型となれば構わない。
【００８０】
また、基板５１にはＧａＮを用いるのが好ましいが、場合によってはＳｉＣ、Ｓｉ等の導電性材料で構成されていても構わない。
また、反射層５３、ｎ型窒化ガリウム系半導体層５４１はＳｉの代わりに、他のIV族元
素、もしくはVI族元素をドープしたとしても同質の機能が得られる。ｐ型窒化ガリウム系
半導体層５４２はＭｇの代わりに他のII族元素をドープしてもｐ型半導体としての機能が
得られる。
【００８１】
また、窒化ガリウム系半導体層５４は、ＡｌＧａＮの代わりにＧａＮを用いても構わない。ＧａＮを用いた場合、ＡｌＧａＮに比べてバンドギャップが小さいので、発光波長は長くなる。
また、ｐ−ｎ接合におけるキャリアの再結合による発光波長は、紫外領域ではなく、可視領域の発光であっても構わない。
【００８２】
また、窒化ガリウム系半導体層５４は、ｎ型窒化ガリウム系半導体層５４１とｐ型窒化ガリウム系半導体層５４２の積層構造が逆になってもいい。この場合、基板５１にはII族
元素をドープしｐ型とし、ｎ型電極とｐ型電極の位置が入れ替わる構成となる。
また、図６では、ｎ型電極５８は、基板５１の下面に設けられているが、基板５１の側面や、エッチング等により基板５１の上面を露出させ、その上面に設けたとしても構わない。
【００８３】
また、第２の中間層５６は、ｎ型窒化ガリウム系半導体層５４と活性層５５の間に設けられているが、反射層５３とｎ型窒化ガリウム系半導体層５４の間に設けても構わない。この場合、ｎ型窒化ガリウム系半導体層５４の結晶性が向上する。第２の中間層５６を反射層５３とｎ型窒化ガリウム系半導体層５４の間に設けた後、さらに、ｎ型窒化ガリウム系半導体層５４と活性層５５の間に、第３の中間層を設けてもよい。
（実施例６）
図７に本発明の第６の実施例に係る照明装置の断面図を示す。
【００８４】
図７において、実施例１の発光素子６１を、ｎ側電極６２の側を下向きにして、Ａｇペーストによりステム６３１上に載置し、ｐ側電極６４とステム６３２とをワイヤ６６で結線している。ステム６３１、ステム６３２は鉄にＡｇメッキを施したもので構成されており、ワイヤはＡｕで構成されている。
蛍光物質６５は、発光素子６１の主発光方向に発光素子６１を覆うように設けられている。蛍光物質６５は、紫外光の励起によりそれぞれ青、緑、赤の蛍光を発するＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕの３種類の蛍光体を透明バインダーに分散混合したもので構成されており、蛍光物質６５を設けることにより、紫外光を白色光に変換して発光することができる。
【００８５】
これまでの構成により、本実施例中の照明装置は照明機器用のランプとして用いることができる。
この照明装置を２０ｍＡの順方向電流で駆動したところ、白色光で発光し、このときの発光出力は、２．１ルーメンであり、順方向動作電圧は、３．１Ｖであった。
なお、ここで、用いる発光素子は実施例１〜４のものであればどれを用いても構わない。
【００８６】
また、蛍光物質６５は紫外光を白色光に変換するものであれば上記の組み合わせに限られない。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
以上のように、本発明における発光素子および照明装置は短波長化および高い発光効率を実現できるため、照明機器、空気清浄機内の殺菌ランプ、医療機器用の殺菌ランプ、光触媒用のランプ等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明における実施例１の発光素子の断面図
【図２】本発明における実施例１の発光素子の断面図
【図３】本発明における実施例２の発光素子の断面図
【図４】本発明における実施例３の発光素子の断面図
【図５】本発明における実施例４の発光素子の断面図
【図６】本発明における実施例５の発光素子の断面図
【図７】本発明における実施例６の照明装置の断面図
【符号の説明】
【００８９】
１１  ２１  ３１  ４１  ５１  基板
１２  ２２  ３２  ４２  ５３  反射層
１３  ２３  ３３  ４３  ５４  窒化ガリウム系半導体層
１４  ２４  ３４  ４４  ５５  活性層
１５  ２５  ３５  ４５  ５２  中間層
１６  ２６  ３６  ４６  ５８  ｎ型電極
１８  ２８  ３８  ４８  ５９  ｐ型電極
４２３  イオン注入領域
５６  第２の中間層
６５  蛍光物質
【図１】
2005311072.tif 000003
【図２】
2005311072.tif 000004
【図３】
2005311072.tif 000005
【図４】
2005311072.tif 000006
【図５】
2005311072.tif 000007
【図６】
2005311072.tif 000008
【図７】
2005311072.tif 000009