(57)【要約】【課題】発光層全体への電流拡散性及び発光層から放出される光の外部への取り出し効率に優れた半導体発光素子及び半導体発光装置を提供すること。【解決手段】発光層７を含み、発光層７から放出される光の取り出し面を有する半導体積層体５〜９と、半導体積層体５〜９の光取り出し面に設けられ、発光層７から放出される光に対して透光性を有する導電膜１４と、導電膜１４の上に設けられた電極１６と、を備え、導電膜１４を少なくとも２段階の厚さを有するように形成した。【選択図】図１
2007123517.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光層を含み、前記発光層から放出される光の取り出し面を有する半導体積層体と、
前記半導体積層体の前記光の取り出し面に設けられ、前記発光層から放出される光に対して透光性を有する導電膜と、
前記導電膜の上に設けられた電極と、
を備え、
前記導電膜は少なくとも２段階の厚さを有するように形成されたことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
発光層を含み、前記発光層から放出される光の取り出し面を有する半導体積層体と、
前記半導体積層体の前記光の取り出し面に設けられ、前記発光層から放出される光に対して透光性を有する導電膜と、
前記導電膜の上に設けられた電極と、
を備え、
前記導電膜に厚さの勾配を設けたことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項３】
前記導電膜は、第１の部分及び前記第１の部分に隣接し端縁部に向けて延在する第２の部分を有し、
前記電極は、少なくとも前記第１の部分の上に設けられ、
前記第１及び第２の部分は、前記導電膜における最も厚い部分であることを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記電極は、ボンディングパッドと、前記ボンディングパッドに接続され前記導電膜の端縁部に向けて延在する細線電極と、を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項５】
実装部材と、
前記実装部材の上にマウントされた請求項１〜４のいずれか１つに記載の半導体発光素子と、
前記半導体発光素子を封止した樹脂と、
を備えたことを特徴とする半導体発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子及び半導体発光装置に関し、特に光取り出し面に透光性の導電膜を設けた半導体発光素子及び半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光素子の光取り出し面側に設けられる透光性を有する電流拡散層として、より低抵抗な金属酸化物（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）を用いた半導体発光素子（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）が、例えば特許文献１に開示されている。
【０００３】
電流を発光層全体に十分に拡散させるためには電流拡散層を厚くする必要があるが、電流拡散層を厚くすると電流拡散層における光吸収が増し、素子外部への光取り出し効率が低下する。一方、光透過率を高めて素子外部への光取り出し効率を上げるためには電流拡散層を薄くする必要があるが、電流拡散層を薄くすると素子横方向への電気抵抗が大きくなり発光層全体への電流拡散が不十分となってしまう。このように、電流拡散層における電流拡散性と光取り出し性との両立は難しかった。
【特許文献１】特開２００４−１０３７１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、発光層全体への電流拡散性及び発光層から放出される光の外部への取り出し効率に優れた半導体発光素子及び半導体発光装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、
発光層を含み、前記発光層から放出される光の取り出し面を有する半導体積層体と、
前記半導体積層体の前記光の取り出し面に設けられ、前記発光層から放出される光に対して透光性を有する導電膜と、
前記導電膜の上に設けられた電極と、
を備え、
前記導電膜は少なくとも２段階の厚さを有するように形成されたことを特徴とする半導体発光素子が提供される。
【０００６】
また、本発明の他の一態様によれば、
発光層を含み、前記発光層から放出される光の取り出し面を有する半導体積層体と、
前記半導体積層体の前記光の取り出し面に設けられ、前記発光層から放出される光に対して透光性を有する導電膜と、
前記導電膜の上に設けられた電極と、
を備え、
前記導電膜に厚さの勾配を設けたことを特徴とする半導体発光素子が提供される。
【０００７】
また、本発明のさらに他の一態様によれば、
実装部材と、
前記実装部材の上にマウントされた上述の半導体発光素子と、
前記半導体発光素子を封止した樹脂と、
を備えたことを特徴とする半導体発光装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、発光層全体への電流拡散性及び発光層から放出される光の外部への取り出し効率を高めて、半導体発光素子やこれを備えた半導体発光装置の高輝度化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
【００１０】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子１の要部上面構造を例示する模式図である。  
図２は、図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【００１１】
本実施形態に係る半導体発光素子１は、発光層７を含む半導体積層体５〜９と、この半導体積層体５〜９の光取り出し面の一つである上面に設けられた透光性の導電膜１４と、導電膜１４の上に設けられた電極１６と、半導体積層体５〜９の裏面に設けられた電極３と、を備える。
【００１２】
半導体積層体は、例えば、基板５の上に、クラッド層６、発光層（活性層）７、クラッド層８、コンタクト層９が順に積層された構造を有する。クラッド層６、発光層７、クラッド層８、コンタクト層９は、基板５上に順にエピタキシャル成長され、基板５はそのまま残される。あるいは、上記各層のエピタキシャル成長用基板が、発光層７から放出される光の吸収層となってしまう場合には、エピタキシャル成長用基板上に上記各層をエピタキシャル成長させた後、発光層７から放出される光の吸収層とならない別の基板にエピタキシャル成長層を貼り付けて、この後、元のエピタキシャル成長用基板を除去してもよい。
【００１３】
発光層７は、これよりもバンドギャップの大きいクラッド層６、８で挟まれている。クラッド層６、８のうち一方は第１導電型、他方は第２導電型の半導体からなる。本具体例では、例えば、クラッド層６はｎ型半導体からなり、クラッド層８はｐ型半導体からなる。また、基板５はｎ型半導体からなる。発光層７やクラッド層６、８の材料としては、ＩｎＧａＡｌＰ、ＩｎＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＡｌＮ、ＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＡｌＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＮ、ＩｎＰなどの半導体を一例として挙げることができる。
【００１４】
導電膜１４とクラッド層８との間に介在されるコンタクト層９は、導電膜１４とクラッド層８間の抵抗を低減させる役割をする。コンタクト層９としては、例えばｐ型ＧａＡｓを用いることができる。
【００１５】
導電膜１４は、電気伝導性を有し、かつ発光層７から放出される光に対して透光性を有する。例えば、導電膜１４の材料として、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、酸化亜鉛などの金属酸化物や、窒化チタンなどの金属窒化物、その他金属化合物などを用いることができる。導電膜１４は、コンタクト層９の上に、例えば、スパッタ法、真空蒸着法、スプレー熱分解法などによって形成された後、フォトリソグラフィ及びエッチングによって一部が除去される。エッチング深さは、導電膜１４の下のコンタクト層９にまでは達せず、コンタクト層９は露出しない。
【００１６】
導電膜１４の部分的な除去により、導電膜１４には、コンタクト層９に接する面の反対面側に凹凸が形成され、これにより、導電膜１４の厚さに大小差が設けられる。本具体例では、厚さが大なる部分１４ａ〜１４ｃと、これよりも厚さが小なる部分１４ｄとの２段階の異なる厚さが設けられる。厚さが大なる部分１４ａ〜１４ｃ及び厚さが小なる部分１４ｄの上面は、半導体積層体５〜９の上面（光取り出し面）に略平行にされる。厚さが大なる部分１４ａ〜１４ｃと、厚さが小なる部分１４ｄとの段差部側面（凹部の内壁面）は、半導体積層体５〜９の上面に対して略垂直にされる。
【００１７】
厚さが小なる部分１４ｄの厚さは、厚さが大なる部分１４ａ〜１４ｃの厚さの１／１０ほどとなっている。例えば、厚さが大なる部分１４ａ〜１４ｃの厚さは０．５マイクロメータであり、厚さが小なる部分１４ｄの厚さは０．０５マイクロメータであり、厚さが大なる部分１４ａ〜１４ｃと、厚さが小なる部分１４ｄとの段差は０．４５マイクロメータである。
【００１８】
厚さが大なる部分１４ａ〜１４ｃは、図１に表されるように、半導体積層体５〜９の上面の中心に関して対称配置されている。すなわち、厚さが大なる部分は、導電膜１４の面方向の略中央に設けられた略円形状の第１の部分１４ａと、第１の部分１４ａから導電膜１４の端縁部に向けて放射状に延在する４つの第２の部分１４ｃと、第１及び第２の部分１４ａ、１４ｃを囲むように設けられた円形リング状の第３の部分１４ｂと、を有する。これら第１〜第３の部分１４ａ、１４ｃ、１４ｂ以外の他の部分は、すべて厚さが小なる部分１４ｄとなっている。
【００１９】
第２の部分１４ｃは、一端が第１の部分１４ａに接続された線状を呈し、第１の部分１４ａの周方向に沿って等間隔に配置されている。第２の部分１４ｃの数は４つに限ることはない。第２の部分１４ｃの他端は第３の部分１４ｂに接続されている。第１の部分１４ａは円形に限らず角形等であってもよい。また、第３の部分１４ｂは円形リング状に限らず角形リング状であってもよい。
【００２０】
導電膜１４の第１の部分１４ａの上には、電極１６が設けられている。電極１６は、半導体発光素子１と、図示しない外部回路とを接続する例えばＡｕからなるワイヤをボンディングするためのボンディングパッドとして機能する。この電極１６は、例えば、ＡｕやＡｕ合金を含む材料からなり、真空蒸着やスパッタ法等により形成される。電極１６は、例えば、第１の部分１４ａと同じ円形状を呈し、その直径は第１の部分１４ａより小さい。また、基板５の裏面にも、真空蒸着法やスパッタ法等により、ＡｕやＡｕ合金を含む材料からなる電極３が形成される。電極３は、基板５の裏面全面に形成される。
【００２１】
以上のように構成される半導体発光素子１において、両電極１６、３を介して、発光層７に電流を注入すると、電子と正孔との再結合が生じて発光層７から光が放出される。電流は、ｐ側電極である電極１６から、ｎ側電極である電極３に向けて流れる。発光層７から放出された光は、この光に対して透光性を有する導電膜１４を透過し、半導体発光素子１の上面から外部に取り出される。
【００２２】
導電膜１４の厚い部分１４ａ〜１４ｃは、薄い部分１４ｄに比べて、面方向（横方向）の電気抵抗が小さく、その厚い部分１４ａ〜１４ｃを介して素子の面方向への電流拡散が促進される。すなわち、発光層７において、電極１６の配置位置である中央以外の部分への電流拡散が促進され、発光層７全体に十分な電流を供給できる。また、厚さが大なる部分１４ａ〜１４ｃは、半導体積層体上面の中心に関して対称配置されているので、偏りなく発光層７全体に電流を均一に行きわたらせることができる。この結果、発光層７の幅広い領域で発光させることができ、発光層７全体からの発光量を増やすことができる。
【００２３】
一方、導電膜１４の薄い部分１４ｄは、厚い部分１４ａ〜１４ｃに比べて、発光層７から放出される光の透過率が高く、素子外部への光の取り出し効率に優れる。
【００２４】
また、薄い部分１４ｄではあっても電気伝導性を有する部分であるので、電流の面方向への拡散効果も得られる。したがって、特に素子の平面サイズが大きい場合に、厚い部分１４ａ〜１４ｃの面積比をそれほど大きくせずとも電流の拡散効果が得られ、かつ薄い部分１４ｄよりも透光性に劣る厚い部分１４ａ〜１４ｃの面積増大が抑えられることで光の取り出し効率も高いものとなる。
【００２５】
このように、本具体例によれば、導電膜１４の一部を電流拡散のための経路として比較的厚くし、それ以外の部分は光の透過性を高めるべく薄くすることで、発光層７全体からの発光量を増大させ、かつ発光層７から放出された光の素子外部への取り出し効率を向上でき、結果として、半導体発光素子１の高輝度化を図れる。
【００２６】
図１に表される具体例では、導電膜１４の厚い部分の第２の部分１４ｃは、中央から四隅に向けて延在するよう配置したが、図３に表される他の具体例のように、第２の部分１４ｃを四隅以外の部分に向けて延在させてもよい。さらに、図３の具体例では、第３の部分１４ｂから四隅に向けて延在する第４の部分１４ｅを設けて、電流がより広い領域に拡散しやすくしている。
【００２７】
以下、本発明の他の実施形態について説明する。なお、前出したものと同様の要素については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００２８】
［第２の実施形態］
図４は、本発明の第２の実施形態に係る半導体発光素子２１の要部上面構造を例示する模式図である。  
図５は、図４におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【００２９】
本実施形態に係る半導体発光素子２１が、上述した第１の実施形態に係る半導体発光素子１と異なる点は、導電膜１４の厚い部分である第２、第３の部分１４ｃ、１４ｂの上に、それぞれ、細線電極１８ａ、１８ｂを設けている点である。細線電極１８ａ、１８ｂは、例えば、電極（ボンディングパッド）１６と同材料であり、また同工程にて形成される。電極１６及び細線電極１８ａ、１８ｂは、透光性導電膜１４よりも低抵抗である。電極１６及び細線電極１８ａ、１８ｂの厚さは、例えば１マイクロメータほどである。
【００３０】
４本の細線電極１８ａ各々の一端は電極１６に接続して、放射状に導電膜１４の第２の部分１４ｃ上を端縁部に向けて延在し、他端は細線電極１８ｂに接続している。細線電極１８ｂは、導電膜１４の第３の部分１４ｂと同様、円形リング状を呈し、第３の部分１４ｂの上に設けられている。細線電極１８ａ、１８ｂの幅は、それぞれ、導電膜１４の第２、第３の部分１４ｃ、１４ｂの幅よりも小さい。
【００３１】
本具体例によれば、導電膜１４の厚い部分１４ｃ、１４ｂに加えて、より低抵抗な細線電極１８ａ、１８ｂによって、電流の面方向への拡散がより促進される。
【００３２】
図６は、導電膜１４の最も厚い部分の上面すべてを電極で覆った他の具体例を表す。導電膜１４の最も厚い部分において、第１の部分１４ａの上にはこれと同じ直径の電極（ボンディングパッド）１６が設けられている。導電膜１４の他の厚い部分の第３の部分１４ｂの上にはこれと同じ幅の電極２８が設けられている。さらに、図６の断面図には表されないが、図１の上面図に表される放射状の第２の部分１４ｃの上にもこれと同じ幅の電極が設けられている。導電膜１４の厚い部分１４ａ〜１４ｃの上面は遮光性の電極１６、２８で覆われる構造となるが、導電膜１４の厚い部分１４ａ〜１４ｃは薄い部分１４ｄから突出していため、厚い部分１４ａ〜１４ｃの側面から光を取り出すことができる。
【００３３】
導電膜１４において、厚い部分１４ａ〜１４ｃの厚さは、例えば０．５マイクロメータであり、薄い部分１４ｄの厚さは、例えば、０．０５マイクロメータであり、厚い部分１４ａ〜１４ｃと、薄い部分１４ｄとの段差は、例えば、０．４５マイクロメータである。また、細線電極２８及びその下の導電膜１４の厚い部分１４ｂ、ｃの幅は、例えば０．５〜２マイクロメータである。この具体例の場合、厚い部分１４ａ〜１４ｃの側面面積が、電極１６、２８により遮蔽される厚い部分上面の面積の０．４５〜１．８倍程度と比較的大きく、かつ、前記側面から出る光は、素子を封止する樹脂との屈折率の違いから、図６において１点鎖線で表されるように、素子表面（光取り出し面）に対して垂直に近い方向に屈折して出射する。このように、遮光性の電極であっても、導電膜１４の厚い部分の上に設ければ、その厚い部分の側面からの光の取り出し効果が期待でき、半導体発光素子の明るさ向上に寄与できる。
【００３４】
［第３の実施形態］
図７は、本発明の第３の実施形態に係る半導体発光素子３１の要部上面構造を例示する模式図である。  
図８は、図７におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【００３５】
本具体例では、発光層７から放出される光に対して透光性を有する導電膜３４を３段階の異なる厚さで形成している。導電膜３４は、コンタクト層９の上に設けられ、コンタクト層９に接する面の反対面側に階段状に凹凸が形成されている。導電膜３４の段差部側面は、光取り出し面に対して略垂直にされている。
【００３６】
導電膜３４は、光取り出し面の中央から端縁部に向かうにつれて段階的に薄くされている。光取り出し面の中央付近が最も厚く、この上にボンディングパッドである電極３６が設けられている。導電膜３４の最も厚い部分の平面形状は円形状を呈し、このまわりを囲むように２番目に厚い部分が設けられている。２番目に厚い部分よりも外側の領域すべてが最も薄くされている。このように、導電膜３４を、電流が供給される電極（ボンディングパッド）３６から遠ざかるにつれ段階的に薄くすることで、電流が拡散しにくく発光量が低下しがちな領域において少しでも光の透過損失を抑えて、より多くの光が外部に取り出されるようにしている。
【００３７】
導電膜３４の上に設けられる電極は、上述のボンディングパッドである電極３６と、この電極３６に接続し、導電膜３４の端縁部に向けて放射状に延在する例えば４本の細線電極３８ａと、導電膜３４の最も薄い部分上の端縁部付近に四角い枠状に設けられた細線電極３８ｂと、を有する。細線電極３８ａの一端は電極３６に接続し、他端は細線電極３８ｂに接続し、細線電極３８ａは、電極３６と細線電極３８ｂとの間で導電膜３４の段差を被覆するようにして延在している。これら電極は、上記第１の実施形態と同様、導電膜３４よりも低抵抗な金属や合金材料からなる。
【００３８】
上記細線電極３８ａ、３８ｂによって、ボンディングパッドである電極３６から遠い領域への電流拡散性の向上を図っている。また、細線電極３８ａ、３８ｂ及び導電膜３４の凹凸パターンは、光取り出し面の中心に関して対称配置されているので、偏りなく発光層７全体に電流を均一に行きわたらせることができる。
【００３９】
本具体例においても、導電膜３４の一部を電流の拡散を図るために比較的厚くし、それ以外の部分は光の透過性を高めるべく薄くすることで、発光層７全体からの発光量を増大させ、かつ発光層７から放出された光の素子外部への取り出し効率を向上でき、結果として、半導体発光素子３１の高輝度化を図れる。
【００４０】
［第４の実施形態］
図９は、本発明の第４の実施形態に係る半導体発光素子４１の要部上面構造を例示する模式図である。  
図１０は、図９におけるＤ−Ｄ線断面図である。
【００４１】
本具体例では、発光層７から放出される光に対して透光性を有する導電膜４４を３段階の異なる厚さで形成している。導電膜４４は、コンタクト層９の上に設けられ、コンタクト層９に接する面の反対面側に階段状に凹凸が形成されている。導電膜４４の段差部側面は、光取り出し面に対して略垂直にされている。
【００４２】
導電膜４４は、面方向の略中央に設けられた円形状の第１の部分４４ａと、第１の部分４４ａから導電膜４４の四隅に向けて放射状に延在する４つの第２の部分４４ｂと、第２の部分４４ｂの外側に設けられた第３の部分４４ｃと、を有する。これら第１〜第３の部分４４ａ〜４４ｃは同じ厚さであり、かつ導電膜４４において最も厚い部分である。第２の部分４４ｂは、一端が第１の部分４４ａに接続された線状を呈し、第１の部分４４ａの周方向に沿って等間隔で配置されている。第２の部分４４ｂの他端は第３の部分４４ｃに接続されている。第１の部分４４ａの上に、ボンディングパッドである電極１６が設けられている。
【００４３】
第１の部分４４ａと第３の部分４４ｃとの間における第２の部分４４ｂ以外の部分は、第１の部分４４ａから第３の部分４４ｃに向かうにつれて段階的に厚くされている。第１の部分４４ａに隣接して最も薄い部分が設けられ、この最も薄い部分と第３の部分４４ｃとの間に、最も厚い部分と最も薄い部分との中間の厚さの部分が設けられている。
【００４４】
本具体例では、電極（ボンディングパッド）１６が配置された中央付近から、素子端縁部に向かうにつれて導電膜４４の厚さを段階的に厚くし、電流が発光層７全体の広い領域に拡散しやすいようにしている。さらに、中央部から端縁部に向けて放射状に延在する第２の部分４４ｂを厚くすることで、この第２の部分４４ｂを電流の拡散経路として機能させ、このことによっても電流の拡散が促進される。
【００４５】
また、導電膜４４の厚い第１〜第３の部分４４ａ〜４４ｃは、光取り出し面の中心に関して対称配置されているので、偏りなく発光層７全体に電流を均一に行きわたらせることができる。
【００４６】
また、遮光部となる電極（ボンディングパッド）１６が配置され、光の透過量が低下しがちな導電膜４４の中央付近を最も薄くして、中央付近からの光の取り出し効率を高めるようにしている。また、導電膜４４は、コンタクト層９の上面の縁部付近には設けられておらず、その部分では発光層７から放出された光は導電層４４によって透過量が低減されることなく、高効率で素子外部に取り出される。
【００４７】
本具体例においても、導電膜４４の一部を電流の拡散を図るために比較的厚くし、それ以外の部分は光の透過性を高めるべく薄くすることで、発光層７全体からの発光量を増大させ、かつ発光層７から放出された光の素子外部への取り出し効率を向上でき、結果として、半導体発光素子４１の高輝度化を図れる。
【００４８】
［第５の実施形態］
図１１は、本発明の第５の実施形態に係る半導体発光素子５１の要部上面構造を例示する模式図である。  
図１２は、図１１におけるＥ−Ｅ線断面図である。
【００４９】
本具体例では、発光層７から放出される光に対して透光性を有する導電膜５４を３段階の異なる厚さで形成している。導電膜５４は、コンタクト層９の上に設けられ、コンタクト層９に接する面の反対面側に階段状に凹凸が形成されている。導電膜５４の段差部側面は、光取り出し面に対して略垂直にされている。
【００５０】
導電膜５４は、光取り出し面の中央から端縁部に向かうにつれて段階的に厚くされている。光取り出し面の中央付近が最も薄く、この上にボンディングパッドである電極５６が設けられている。導電膜５４の最も薄い部分の平面形状は円形状を呈し、このまわりを囲むように２番目に厚い部分が設けられている。２番目に厚い部分よりも外側の領域すべてが最も厚くされている。このように、導電膜５４を、電流が供給される電極（ボンディングパッド）５６から遠ざかるにつれ段階的に厚くすることで、電流がより拡散しにくい端縁部付近の電流拡散性の向上を図っている。
【００５１】
また、遮光部となる電極（ボンディングパッド）５６が配置され、光の透過量が低下しがちな導電膜５４の中央付近を最も薄くして、中央付近からの光の取り出し効率を高めるようにしている。
【００５２】
導電膜５４の上に設けられる電極は、上述のボンディングパッドである電極５６と、この電極５６に接続し、導電膜５４の端縁部に向けて放射状に延在する例えば４本の細線電極５８ａと、導電膜５４の最も厚い部分上の端縁部付近に四角い枠状に設けられた細線電極５８ｂと、を有する。細線電極５８ａの一端は電極５６に接続し、他端は細線電極５８ｂに接続し、細線電極５８ａは、電極５６と細線電極５８ｂとの間で導電膜５４の段差を被覆するようにして延在している。これら電極は、上記第１の実施形態と同様、導電膜５４よりも低抵抗な金属や合金材料からなる。
【００５３】
上記細線電極５８ａ、５８ｂによって、ボンディングパッドである電極５６から遠い領域への電流拡散性の向上を図っている。また、細線電極５８ａ、５８ｂ及び導電膜５４の凹凸パターンは、光取り出し面の中心に関して対称配置されているので、偏りなく発光層７全体に電流を均一に行きわたらせることができる。
【００５４】
本具体例においても、導電膜５４の一部を電流の拡散を図るために比較的厚くし、それ以外の部分は光の透過性を高めるべく薄くすることで、発光層７全体からの発光量を増大させ、かつ発光層７から放出された光の素子外部への取り出し効率を向上でき、結果として、半導体発光素子５１の高輝度化を図れる。
【００５５】
［第６の実施形態］
図１３は、本発明の第６の実施形態に係る半導体発光素子６１の要部上面構造を例示する模式図である。  
図１４は、図１３におけるＦ−Ｆ線断面図である。
【００５６】
本具体例では、発光層７から放出される光に対して透光性を有する導電膜６４の厚さに勾配を設けている。導電膜６４は、コンタクト層９の上に設けられ、コンタクト層９に接する面の反対面には、中央部から端縁部に向けて上向き傾斜した傾斜面が形成されている。すなわち、導電膜６４は、ボンディングパッドである電極６６が設けられた中央部が最も薄く、その中央部から端縁部に向かうにつれて連続的に厚くなるよう厚さが変化している。
【００５７】
このような傾斜面は、例えば以下のようにして得ることができる。  
まず、図１５に表されるように、半導体積層体５〜９上に、例えばスパッタ法などにより導電膜６４を形成した後、その導電膜６４の上面に例えば樹脂材料からなるエッチングマスク７１を形成する。エッチングマスク７１は、導電膜６４の最も薄くされる中央部に対応する位置に開口部７１ａを有する。
【００５８】
次に、エッチングマスク７１の熱処理を行うことで、図１６に表されるように、開口部７１ａ付近の段差を緩和する。これにより、エッチングマスク７１には、端縁部から開口部７１ａに向けて徐々に膜厚が小となるようななだらかな勾配が形成される。次に、そのマスク７１ごと導電膜６４の途中まで異方性エッチングする。これにより、マスク７１の上面形状に沿って、その下の導電膜６４もエッチバックされ、導電膜６４の上面にマスク７１の上面形状が転写され、導電膜６４に上述した傾斜面が形成される。
【００５９】
本具体例によれば、導電膜６４を、電流が供給される電極（ボンディングパッド）６６から遠ざかるにつれ徐々に連続的に厚くすることで、電流がより拡散しにくい端縁部付近の電流拡散性の向上を図っている。また、遮光部となる電極（ボンディングパッド）６６が配置され、光の透過量が低下しがちな導電膜６４の中央付近を薄くして、中央付近からの光の取り出し効率を高めるようにしている。
【００６０】
導電膜６４の上に設けられる電極は、ボンディングパッドである電極６６と、この電極６６に接続し、導電膜６４の端縁部に向けて放射状に延在する例えば４本の細線電極６８ａと、導電膜６４の端縁部付近に四角い枠状に設けられた細線電極６８ｂと、を有する。細線電極６８ａの一端は電極６６に接続し、他端は細線電極６８ｂに接続し、細線電極６８ａは、導電膜６４上面の傾斜に沿って、電極６６と細線電極６８ｂとの間に延在している。これら電極は、透光性の導電膜６４よりも低抵抗な金属や合金材料からなる。
【００６１】
上記細線電極６８ａ、６８ｂによって、ボンディングパッドである電極６６から遠い領域への電流拡散性の向上を図っている。また、細線電極６８ａ、６８ｂは、光取り出し面の中心に関して対称配置されているので、偏りなく発光層７全体に電流を均一に行きわたらせることができる。
【００６２】
本具体例によれば、導電膜６４の厚さを均一とせず、厚さを連続的に変化させることで、電流の拡散性向上と、光の透過性向上との両立を図り、結果として、半導体発光素子６１の高輝度化を図れる。
【００６３】
さらに、本具体例では、導電膜６４の上面に、光取り出し面に対して傾斜した傾斜面が形成されることで、素子外部に取り出される光を集光方向へと屈折させるレンズ効果も得られる。
【００６４】
導電膜の厚さを連続的に変化させるための構造としては、導電膜の上面を傾斜面にすることに限らず、図１７に表される導電膜７４のように曲面にしてもよい。また、凹面に限らず凸面であってもよい。
【００６５】
また、図１８に表される断面台形状の導電膜８４のように、電極（ボンディングパッド）１６が配設される中央部から端縁部に向かうにつれて厚さが連続的に小さくなる構造であってもよい。
【００６６】
［第７の実施形態］
次に、本発明の第７の実施形態として、半導体発光素子を搭載した半導体発光装置への適用例について説明する。すなわち、第１〜第６の実施形態に関して前述した半導体発光素子（それら半導体発光素子を以下の説明ではまとめて符号１０１で表す）を、リードフレームや基板などの実装部材に実装することにより、高輝度の半導体発光装置が得られる。
【００６７】
図１９は、第７の実施形態の半導体発光装置の一具体例を表す模式断面図である。本具体例の半導体発光装置１００は、「砲弾型」などと呼ばれる樹脂封止型の半導体発光装置である。
【００６８】
リード１０２の上部にはカップ部１０６が設けられ、半導体発光素子１０１はカップ部１０６の底面に導電性ペーストなどによりマウントされている。半導体発光素子１０１の上面側の電極（ボンディングパッド）と、もう一方のリード１０３とはワイヤ１０４により電気的に接続されている。カップ部１０６の内壁面１０６ａは、光反射面を構成し、半導体発光素子１０１から放出された光を反射して上方に取り出すことができる。
【００６９】
カップ部１０６は、光透過性の樹脂１０５により封止されている。樹脂１０５の光取り出し面１０５ａは集光曲面を形成し、半導体発光素子１０１から放出される光を適宜集光させて所定の配光分布が得られるようにすることができる。
【００７０】
本具体例の半導体発光装置１００によれば、図１〜図１８に関して前述した半導体発光素子を用いることにより、高輝度化を図ることができる。
【００７１】
図２０は、半導体発光装置の他の具体例を表す模式断面図である。本具体例の半導体発光装置１１０は、「表面実装型」などと称されるものであり、半導体発光素子１０１は、リード１１２の上に導電性ペーストなどを介してマウントされ、半導体発光素子１０１の上面側の電極（ボンディングパッド）は、もうひとつのリード１１３にワイヤ１０４により電気的に接続されている。これらリード１１２、１１３は、第１の樹脂１１６にモールドされており、半導体発光素子１０１は、透光性を有する第２の樹脂１１５により封止されている。第１の樹脂１１６は、例えば、酸化チタンの微粒子などを分散させることにより、光反射性が高められている。そして、その内壁面１１６ａが光反射面として作用し、半導体発光素子１０１から放出された光を外部に導く。
【００７２】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、それらの具体例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００７３】
ボンディングパッドを素子上面の略中央に設け、電流拡散経路として機能する導電膜の厚い部分を放射状に設け、それらを対称配置することは、必ずしも必要ではない。ただし、ボンディングパッド及び導電膜の厚い部分を対称配置した方が、出力光の出射方向や明るさを均等にするのに有利である。
【００７４】
また、ｐ側電極とｎ側電極とを基板の同じ主面側に設けてもよい。  
図２１は、その構造の半導体発光素子の要部上面構造を例示する模式図である。  
図２２は、図２１におけるＧ−Ｇ線断面図である。
【００７５】
基板５の主面上には、段差を有する半導体積層体１０が設けられている。半導体積層体１０において発光層７を含む上段側の部分の上面（光取り出し面）上には、発光層７から放出される光に対して透光性を有する導電膜９４が設けられている。下段側の上面上には電極８７が設けられている。
【００７６】
導電膜９４には、厚さが大なる部分９４ａと、これよりも厚さが小なる部分９４ｂとが設けられている。厚さが大なる部分９４ａは、光取り出し面の一隅部（図２１において右上の隅部）付近に設けられた円形状の部分と、これに隣接して端縁部に向けて延在する２つの延在部分とからなる。その円形状の部分の上には、電極８６が設けられている。電極８６、８７は共にワイヤボンディングにより外部回路と接続される。
【００７７】
本変形例においても、導電膜９４の一部を電流の拡散を図るために比較的厚くし、それ以外の部分は光の透過性を高めるべく薄くすることで、発光層７全体からの発光量を増大させ、かつ発光層７から放出された光の素子外部への取り出し効率を向上でき、結果として、半導体発光素子の高輝度化を図れる。
【００７８】
なお、光の取り出しは半導体発光素子の上面からに限らず、下面や側面からであってもよい。また、透光性の導電膜は必ずしも素子の光取り出し面全体に形成されていなくてもよい。また、上述の具体例では、導電膜の厚さを２段階または３段階に異ならせた具体例を挙げたが、さらに多段階に厚さを異ならせてもよい。
【００７９】
また、発光層を含む半導体積層体の構成や材料も上述した具体例に限定されるものではない。導電膜の材料についても、電気伝導性を有し、かつ発光層から放出される光のうち一部の波長帯の光または全波長帯の光に対して透光性を有するものであればよく、上述の具体例に限定されない。
【００８０】
また、導電膜における厚い部分と薄い部分との膜厚差は上述の具体例で挙げた数値に限定されず、素子横方向の電気抵抗及び光の透過率に実質的な差を生じさせるような膜厚差であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子の要部上面構造を例示する模式図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１に表される半導体発光素子の導電膜のパターンの変形例を表す模式上面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る半導体発光素子の要部上面構造を例示する模式図である。
【図５】図４におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】図５に表される半導体発光素子の変形例を表す模式断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る半導体発光素子の要部上面構造を例示する模式図である。
【図８】図７におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る半導体発光素子の要部上面構造を例示する模式図である。
【図１０】図９におけるＤ−Ｄ線断面図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態に係る半導体発光素子の要部上面構造を例示する模式図である。
【図１２】図１１におけるＥ−Ｅ線断面図である。
【図１３】本発明の第６の実施形態に係る半導体発光素子の要部上面構造を例示する模式図である。
【図１４】図１３におけるＦ−Ｆ線断面図である。
【図１５】図１４に表される半導体発光素子の導電膜の加工工程の要部を例示する工程断面図である。
【図１６】図１５に続く工程断面図である。
【図１７】図１４に表される半導体発光素子の変形例を表す模式断面図である。
【図１８】図１４に表される半導体発光素子の他の変形例を表す模式断面図である。
【図１９】本発明の実施形態に係る半導体発光装置の要部断面構造を例示する模式図である。
【図２０】本発明の他の実施形態に係る半導体発光装置の要部断面構造を例示する模式図である。
【図２１】本発明の変形例に係る半導体発光素子の要部上面構造を例示する模式図である。
【図２２】図２１におけるＧ−Ｇ線断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１，２１，３１，４１，５１，６１，１０１…半導体発光素子、３，１６，３６，５６，６６…電極（ボンディングパッド）、５…基板、６，８…クラッド層、７…発光層（活性層）、９…コンタクト層、１４，３４，４４，５４，６４，７４，８４，９４…導電膜、１４ａ〜１４ｃ，４４ａ〜４４ｃ，９４ａ…導電膜の厚い部分、１４ｄ，９４ｂ…導電膜の薄い部分、１８ａ，１８ｂ，２８，３８ａ，３８ｂ，５８ａ，５８ｂ，６８ａ，６８ｂ…細線電極、１００，１１０…半導体発光装置、１０２，１０３，１１２，１１３…リード、１０５，１１５，１１６…樹脂
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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