(57)【要約】【課題】発光面での発光強度の均一化を図ることができる半導体発光素子及びその製造方法を提供する。【解決手段】半導体発光素子は、発光体と、第１電極層と、第２電極層と、パッド電極と、補助電極部と、を備える。発光体は、一方側に第１導電形の第１半導体層が設けられ、他方側に第２導電形の第２半導体層が設けられ、第１半導体層と第２半導体層との間に発光層が設けられる。第１電極層は、第２半導体層の第１半導体層とは反対側に設けられ、金属層と、第１半導体層から第２半導体層に向かう第１方向に沿って前記金属層を貫通する複数の開口部と、を有する。第２電極層は、第１半導体層と導通する。パッド電極は、第１電極層と導通する。補助電極部は、第１電極層と導通し、第１方向と直交する第２方向に延在する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方側に第１導電形の第１半導体層が設けられ、他方側に第２導電形の第２半導体層が設けられ、前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に発光層が設けられた発光体と、
前記第２半導体層の前記第１半導体層とは反対側に設けられた第１電極層であって、金属層と、前記第１半導体層から第２半導体層に向かう第１方向に沿って前記金属層を貫通する複数の開口部と、を有する第１電極層と、
前記第１半導体層と導通する第２電極層と、
前記第１電極層と導通したパッド電極と、
前記第１電極層と導通し、前記第１方向と直交する第２方向に延在する補助電極部と、
を備えたことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
前記第１電極層の前記第１方向から見た外形は、矩形であり、
前記補助電極部は、前記第１電極層の矩形の外形における隅部に向けて延在す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３】
前記補助電極部の延在する方向と直交する方向に沿った幅は、前記第１方向に沿って前記第２半導体層から離れるに従い狭くなることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記補助電極部の前記第１方向に沿った厚さは、延在する方向に向かうに従い漸減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】
前記補助電極部は、前記第１電極層の前記第２半導体層とは反対側に設けられたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記補助電極部は、前記第１電極層と前記第２半導体層とのあいだに設けられたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項７】
前記補助電極部は、前記第１電極層の層内に設けられたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項８】
前記第１電極層と導通し、ボンディングワイヤが接続されるパッド電極部をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項９】
一方側に第１導電形の第１半導体層が設けられ、他方側に第２導電形の第２半導体層が設けられ、前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に発光層が設けられた発光体を形成する工程と、
前記第２半導体層の上に、金属層を形成する工程と、
前記金属層の上にマスクパターンを形成し、前記マスクパターンを介して前記金属層をエッチングして、前記第１半導体層から第２半導体層に向かう第１方向に沿って前記金属層を貫通する複数の開口部を有する電極層を形成する工程と、
前記電極層と導通し、前記第１方向と直交する第２方向に延在する補助電極部を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
【請求項１０】
一方側に第１導電形の第１半導体層が設けられ、他方側に第２導電形の第２半導体層が設けられ、前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に発光層が設けられた発光体を形成する工程と、
前記第２半導体層の上に、前記第１半導体層から第２半導体層に向かう第１方向と直交する第２方向に延在する補助電極部を形成する工程と、
前記第２半導体層及び前記補助電極部の上に金属層を形成する工程と、
前記金属層の上にマスクパターンを形成し、前記マスクパターンを介して前記金属層をエッチングして、前記第１方向に沿って前記金属層を貫通する複数の開口部を有する電極層を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
【請求項１１】
一方側に第１導電形の第１半導体層が設けられ、他方側に第２導電形の第２半導体層が設けられ、前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に発光層が設けられた発光体を形成する工程と、
前記第２半導体層の上に金属層を形成する工程と、
前記金属層の上にマスクパターンを形成し、前記マスクパターンを介して前記金属層をエッチングして、前記第１半導体層から第２半導体層に向かう第１方向に沿って前記金属層を貫通する複数の開口部と、前記第１方向と直交する第２方向に延在する補助電極部と、を有する電極層を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体発光素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光素子は、半導体層の表面にオーミック接触した電極を具備している。半導体発光素子は、この電極に電流を流すことによって発光する。ここで、照明装置などでは比較的大きな発光素子が望まれる。そこで、発光表面全面に金属電極を施し、その金属電極にナノメートル（ｎｍ）程度の超微細な開口を形成した半導体発光素子が考えられる。しかしながら、半導体発光素子においては、発光面での発光強度のさらなる均一化が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２３１６８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、発光面での発光強度の均一化を図ることができる半導体発光素子及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係る半導体発光素子は、発光体と、第１電極層と、第２電極層と、パッド電極と、補助電極部と、を備える。
発光体は、一方側に第１導電形の第１半導体層が設けられ、他方側に第２導電形の第２半導体層が設けられ、第１半導体層と第２半導体層との間に発光層が設けられる。
第１電極層は、第２半導体層の第１半導体層とは反対側に設けられ、金属層と、第１半導体層から第２半導体層に向かう第１方向に沿って前記金属層を貫通する複数の開口部と、を有する。
第２電極層は、第１半導体層と導通する。
パッド電極は、第１電極層と導通する。
補助電極部は、第１電極層と導通し、第１方向と直交する第２方向に延在する。
【０００６】
他の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法は、一方側に第１導電形の第１半導体層が設けられ、他方側に第２導電形の第２半導体層が設けられ、第１半導体層と第２半導体層との間に発光層が設けられた発光体を形成する工程と、第２半導体層の上に金属層を形成する工程と、金属層の上にマスクパターンを形成し、このマスクパターンを介して金属層をエッチングして、第１半導体層から第２半導体層に向かう第１方向に沿って金属層を貫通する複数の開口部を有する電極層を形成する工程と、電極層と導通し、前記第１方向と直交する第２方向に延在する補助電極部を形成する工程と、を備える。
【０００７】
他の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法は、一方側に第１導電形の第１半導体層が設けられ、他方側に第２導電形の第２半導体層が設けられ、第１半導体層と第２半導体層との間に発光層が設けられた発光体を形成する工程と、第２半導体層の上に、第１半導体層から第２半導体層に向かう第１方向と直交する第２方向に延在する補助電極部を形成する工程と、第２半導体層及び補助電極部の上に金属層を形成する工程と、金属層の上にマスクパターンを形成し、マスクパターンを介して金属層をエッチングして、第１方向に沿って金属層を貫通する複数の開口部を有する電極層を形成する工程と、を備える。
【０００８】
他の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法は、一方側に第１導電形の第１半導体層が設けられ、他方側に第２導電形の第２半導体層が設けられ、第１半導体層と第２半導体層との間に発光層が設けられた発光体を形成する工程と、第２半導体層の上に金属層を形成する工程と、金属層の上にマスクパターンを形成し、マスクパターンを介して金属層をエッチングして、第１半導体層から第２半導体層に向かう第１方向に沿って金属層を貫通する複数の開口部と、第１方向と直交する第２方向に延在する補助電極部と、を有する電極層を形成する工程と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式的斜視図である。
【図２】第１の実施形態に係る半導体発光素子の模式的平面図である。
【図３】図２に表したＡ−Ａ及びＢ−Ｂの線矢視の模式的断面図である。
【図４】補助電極部の他の例を説明する模式的断面図である。
【図５】第２の実施形態に係る半導体発光素子を例示する模式図である。
【図６】第３の実施形態に係る半導体発光素子を例示する模式図である。
【図７】第４の実施形態に係る半導体発光素子を例示する模式図である。
【図８】半導体発光素子の製造方法の一例を説明する模式的断面図である。
【図９】半導体発光素子の製造方法の一例を説明する模式的断面図である。
【図１０】半導体発光素子の製造方法の一例を説明する模式的断面図である。
【図１１】半導体発光素子の製造方法の一例を説明する模式的断面図である。
【図１２】他の半導体発光素子を例示する模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図に基づき説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比係数などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比係数が異なって表される場合もある。
また、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
また、以下の説明では、一例として、第１導電形をｎ形、第２導電形をｐ形とした具体例を挙げる。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式的斜視図である。
図２は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の模式的平面図である。
図３は、図２に表したＡ−Ａ及びＢ−Ｂの線矢視の模式的断面図である。
第１の実施形態に係る半導体発光素子１１０は、発光体１００、第１電極層２０、第２電極層３０、補助電極部４０、を備える。
【００１２】
発光体１００は、第１導電形の第１半導体層５１と、第２導電形の第２半導体層５２と、第１半導体層５１と第２半導体層５２との間に設けられた発光層５３と、を有する。
【００１３】
第１半導体層５１は、例えばｎ形のＩｎＡｌＰによるクラッド層５１２を含む。クラッド層５１２は、例えばｎ形ＧａＡｓの基板５１１の上に形成される。実施形態では、便宜上、基板５１１は第１半導体層５１に含まれるものとする。
【００１４】
第２半導体層５２は、例えばｐ形のＩｎＡｌＰによるクラッド層５２１を含む。また、クラッド層５２１の上には、例えばｐ形のＩｎＧａＡｌＰによる電流拡散層５２２が設けられ、その上には、コンタクト層５２３が設けられている。実施形態では、便宜上、電流拡散層５２２及びコンタクト層５２３は第２半導体層５２に含まれるものとする。
【００１５】
発光層５３は、第１半導体層５１と、第２半導体層５２と、の間に設けられる。半導体発光素子１１０では、例えば、第１半導体層５１のクラッド層５１２、発光層５３及び第２半導体層５２のクラッド層５２１によってヘテロ構造が構成される。
【００１６】
発光層５３は、例えば障壁層および井戸層が交互に繰り返し設けられたＭＱＷ（Multiple Quantum Well）構成であってもよい。また、発光層５３は、井戸層を挟む障壁層の組みが１組み設けられたＳＱＷ（Single Quantum Well）構成を含むものであってもよい。
【００１７】
第１電極層２０は、第２半導体層５２の第１半導体層５１とは反対側に設けられる。
なお、実施形態では、説明の便宜上、発光体１００の第２半導体層５２の側を表面側または上側、発光体１００の第１半導体層５１の側を裏面側または下側とする。また、第１半導体層５１から第２半導体層５２に向かう第１方向をＺ方向、第１方向と直交する第２方向をＸ方向及びＹ方向とする。
【００１８】
第１電極層２０は、金属部２３と、Ｚ方向に沿って金属部２３を貫通する複数の開口部２１と、を有する。複数の開口部２１のそれぞれの円相当直径は、例えば１０ｎｍ以上、５μｍ以下である。
【００１９】
ここで、円相当直径は、次の式で定義される。
円相当直径＝２×（面積／π）１／２
ここで、面積は、開口部をＺ方向からみたときの面積である。
【００２０】
開口部２１の円相当直径が５μｍを超えると、電流が流れない範囲が生じて、直列抵抗を下げることができず、順方向電圧を下げることができない。また、第１電極層２０における光透過率（発光層５３で発生した光の外部への透過率）が、開口率（第１電極層２０の面積に対する開口部の面積）を上回る効果を得るためには、円相当直径を、発光層５３で発生する光の中心波長の１／２以下程度が望ましい。例えば、可視光の場合には、開口部２１の円相当直径は、３００ｎｍ以下がよい。
【００２１】
一方、開口部２１の円相当直径の下限に関しては、抵抗値の観点からは制約は無いものの、製造の容易性から１０ｎｍ以上、好ましくは３０ｎｍ以上あるとよい。
【００２２】
開口部２１は、必ずしも円形とは限らない。したがって、実施形態では、上記の円相当直径の定義を用いて開口部２１を特定する。
【００２３】
第１電極層２０の材料となる金属は、十分な導電性および熱伝導性を有しているものであれば限定されず、一般的に電極として用いられる任意の金属を用いることができる。なお、吸収損失の観点からＡｇ、Ａｕをベース金属とすることが好ましい。さらに、密着性、耐熱性確保の点からＡｌ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｃ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｔｅ、Ｓｅ、Ｔｉから選択された少なくとも１つの材料または合金であることが好ましい。
【００２４】
第１電極層２０の金属部２３（開口部２１が設けられていない部分）の任意の２点間は、少なくともパッド電極などの電流供給源から切れ目無く連続している。これは、通電性を確保し抵抗値を低く保つためである。
【００２５】
第１電極層２０の抵抗値の観点からは、第１電極層２０のシート抵抗が１０Ω／□以下であることが好ましく、５Ω／□以下であることがより好ましい。シート抵抗が小さいほど半導体発光素子１１０の発熱は少ない。また、均一な発光、輝度の向上が顕著になる。
【００２６】
第１電極層２０の厚さは、上記シート抵抗の観点から１０ｎｍ以上である。一方、第１電極層２０の厚さが厚いほど抵抗値は下がる。発光層５３で発生した光の透過率を確保する観点から、第１電極層２０の厚さの上限は、５０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２７】
ここで、第１電極層２０においては、バルク反射率が７０％以上である。これにより、発光層５３で発生した光が、第１電極層２０を透過することになる。
【００２８】
なお、第１電極層２０と第２半導体層５２との間に図示しない中間層を設けてもよい。中間層には、例えば金属酸化膜が用いられる。中間層を設けると、第２半導体層５２と第１電極層２０とが直接接触しない。したがって、この直接接触した際に第２半導体層５２の接触界面で生じる光の吸収層が形成されず、発光層５３で発生した光の外部への放出効率を高めることができる。
【００２９】
第２電極層３０は、第１半導体層５１と導通している。この例では、第２電極層３０は、発光体１００の裏面側に設けられている。第２電極層３０には、例えばＡｕが用いられる。またＡｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｃ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｔｅ、Ｓｅ、Ｔｉ、Ｏ、Ｈ、Ｗ、Ｍｏから選択された少なくとも１つの材料または合金が用いられることもあり、前記材料を含有した多層構造で設けることもある。
【００３０】
補助電極部４０は、第１電極層２０と導通し、Ｚ方向と直交する方向（ＸＹ平面に沿った方向）に延在して設けられている。図１に例示した半導体発光素子１１０では、第１電極層２０の略中央に略円形のパッド電極５０が設けられている。補助電極部４０は、パッド電極５０を中心として放射状に延在して設けられる。半導体発光素子１１０では、４本の補助電極部４０が設けられている。補助電極部４０は、Ｚ方向から見て矩形に設けられた第１電極層２０の各隅部に向かって延在している。
【００３１】
なお、補助電極部４０は、必ずしもパッド電極５０と接していなくてもよい。すなわち、パッド電極５０から供給された電流は、第１電極層２０を介して補助電極部４０に流れるためである。
【００３２】
補助電極部４０には、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｃ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｔｅ、Ｓｅ、Ｔｉ、Ｏ、Ｈ、Ｗ、Ｍｏから選択された少なくとも１つの材料または合金が用いられる。
【００３３】
図２（ａ）及び図２（ｂ）に表したように、補助電極部４０は、複数の開口部２１を有する第１電極層２０の上に形成される。すなわち、補助電極部４０は、第１電極層２０の第２半導体層５２とは反対側に設けられる。補助電極部４０が設けられた位置における開口部２１内には、補助電極部４０の金属が埋め込まれている。
【００３４】
補助電極部４０のＺ方向に沿った厚さは、例えば１０ｎｍ以上、５μｍ未満である。補助電極部４０の延在方向と直交する方向に沿った幅は、例えば１μｍ以上、５０μｍ未満である。
【００３５】
このような半導体発光素子１１０では、第１電極層２０の形成された面が、主たる発光面として利用される。すなわち、第１電極層２０と第２電極層３０との間に所定の電圧を印加することで、発光層５３から所定の中心波長を有する光が放出される。この光は、主として第１電極層２０の主面２０ａから外部に放出される。
【００３６】
半導体発光素子１１０では、外部から第１電極層２０に電流を供給する際、補助電極部４０を介して主面２０ａの全体にわたり十分に電流を送り込むことができる。これにより、主面２０ａの全体において均一に光を放出することができるようになる。
【００３７】
図３は、発光分布について例示した模式的平面図である。
図３では、半導体発光素子の発光面での発光分布を模式的に示している。図３（ａ）は、円形のパッド電極のみを備えた半導体発光素子１９０の場合を例示している。また、図３（ｂ）は、円形のパッド電極及び隅部に向けて延びる補助電極部を備えた半導体発光素子１１０の場合を例示している。また、図３（ｃ）は、円形のパッド電極及び辺に沿った補助電極部を備えた半導体発光素子１１１の場合を例示している。
なお、いずれの半導体発光素子１９０、１１０及び１１１であっても、第１電極層２０には複数の開口部２１が設けられている。また、半導体発光素子１９０、１１０及び１１１には、パッド電極から電流が供給される。
発光は、第１電極層２０の全面で行われるが、そのなかで発光強度の相対的に強い部分をドットで示している。また、ドットが表示された部分のうち、特に発光強度の強い部分を濃いドットで示している。
【００３８】
図３（ａ）に表した半導体発光素子１９０では、パッド電極５０の周辺で強く発光し、周辺に向かうにしたがい弱くなっている。
図３（ｂ）に表した半導体発光素子１１０では、パッド電極５０の周辺のみならず補助電極部４０の周辺で強く発光している。すなわち、図３（ａ）に表した半導体発光素子１９０に比べて強く発光している領域が拡がっている。
図３（ｃ）に表した半導体発光素子１１１では、図３（ｂ）に表した半導体発光素子１１０よりもさらに強く発光している領域が拡がっている。
なお、パッド電極５０や補助電極部４０には光の透過性がない。したがって、パッド電極５０及び補助電極部４０の形状や大きさは、全体の発光強度と発光分布とのバランスによって設定される。
【００３９】
図４は、補助電極部の他の例を説明する模式図である。
図４では、説明のために補助電極部のみの模式的断面または模式的斜視図を示している。図４（ａ）及び（ｂ）は、図２に示すＢ−Ｂ線矢視の断面図である。図４（ｃ）は、図２に示すＡ−Ａ線矢視の断面図である。
【００４０】
図４（ａ）及び（ｂ）に例示した補助電極部４０では、延在方向と直交する方向に沿った幅が、Ｚ方向に沿って第２半導体層５２から離れるに従い狭くなっている。
図４（ａ）に例示した補助電極部４０では、断面がテーパ形状になっている。図４（ｂ）に例示した補助電極部４０では、断面が半円形状になっている。
【００４１】
このような補助電極部４０の断面形状によって、補助電極部４０の断面が矩形である場合に比べ、放出される光が補助電極部４０によって遮蔽されることを抑制することができる。
【００４２】
すなわち、図４（ａ）及び（ｂ）に表した矢印ｃ１〜ｃ３は、放出される光の進行方向の一例を示している。図中二点鎖線で示したように、補助電極部４０の断面が矩形である場合には、所定の角度を持った矢印ｃ３の光が補助電極部４０によって遮られることになる。
【００４３】
一方、補助電極部４０の断面がテーパ形状や半円形状になっている場合には、矢印ｃ３の光が補助電極部４０によって遮られることはない。したがって、光の放出効率を高めることができる。
【００４４】
図４（ｃ）に例示した補助電極部４０では、補助電極部４０のＺ方向に沿った厚さが、延在する方向に向かうに従い漸減している。補助電極部４０の先端に向かうほど光の発光強度は弱くなる。一方、補助電極部４０の厚さが薄いほど、放出される光は遮蔽されにくい。したがって、補助電極部４０の先端に向かうほど厚さを薄くすれば、光の遮蔽が抑制され、発光強度の低下を補うことができるようになる。
【００４５】
図４（ｄ）に例示した補助電極部４０では、補助電極部４０のＺ方向に沿った厚さが、先端に向かうほど段階的に薄くなっている。補助電極部４０の厚さが延在する方向に向かうに従い漸減する例として、このように段階的な変化を有するものであってもよい。
【００４６】
図４（ｅ）に例示した補助電極部４０では、補助電極部４０の一部の断面形状にテーパ形状が設けられている例である。なお、補助電極部４０の一部の断面形状が、図４（ｂ）に例示したような半円形状になっていてもよい。
【００４７】
また、図４（ｆ）は、図２に示すＢ−Ｂ線矢視の断面図である。この補助電極部４０のように、断面が台形になっていてもよい。図４（ｇ）は、図２に示すＢ−Ｂ線矢視の断面図である。この補助電極部４０のように、断面の下側が矩形、上側が台形になっていてもよい。
このように、補助電極部４０の延在方向と直交する方向に沿った幅が、Ｚ方向に沿って第２半導体層５２から離れるに従い狭くなっていれば、どのような形状であっても適用可能である。
【００４８】
（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態に係る半導体発光素子を例示する模式図である。
図５（ａ）は、第２の実施形態に係る半導体発光素子を例示する模式的平面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示すＤ−Ｄ線矢視の模式的断面図である。
図５に表したように、第２の実施形態に係る半導体発光素子１２０では、補助電極部４０が、第１電極層２０と第２半導体層５２とのあいだに設けられている。
【００４９】
パッド電極５０は、第１電極層２０の上に必要に応じて設けられる。図５（ａ）に表したように、補助電極部４０は、第１電極層２０の略中央から各隅部に向けて延在している。
【００５０】
このように、補助電極部４０が第１電極層２０と第２半導体層５２とのあいだに設けられていても、補助電極部４０を介して主面２０ａの全体にわたり十分に電流を送り込むことができる。これにより、主面２０ａの全体において均一に光を放出することができるようになる。
【００５１】
（第３の実施形態）
図６は、第３の実施形態に係る半導体発光素子を例示する模式図である。
図６（ａ）は、第３の実施形態に係る半導体発光素子を例示する模式的平面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示すＥ−Ｅ線矢視の模式的断面図である。
図６に表したように、第３の実施形態に係る半導体発光素子１３０では、補助電極部４０が、第１電極層２０と第２半導体層５２とのあいだに設けられている。
【００５２】
パッド電極５０は、第１電極層２０の上に必要に応じて設けられる。図６（ａ）に表したように、半導体発光素子１３０では、４つの補助電極部４０が、第１電極層２０の略中央から各隅部に向けてそれぞれ延在した状態で配置されている。４つの補助電極部４０は、互いに離れた状態で配置されている。また、パッド電極５０が設けられる場合、補助電極部４０とパッド電極５０とは接触していない。
【００５３】
４つの補助電極部４０が互いに離れた状態で配置されていても、例えばパッド電極５０から第１電極層２０に電流が供給された場合、第１電極層２０と導通する補助電極部４０を介して主面２０ａの全体にわたり十分に電流を送り込むことができる。これにより、主面２０ａの全体において均一に光を放出することができるようになる。
【００５４】
（第４の実施形態）
図７は、第４の実施形態に係る半導体発光素子を例示する模式図である。
図７（ａ）は、第４の実施形態に係る半導体発光素子を例示する模式的平面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）に示すＦ−Ｆ線矢視の模式的断面図である。
図７に表したように、第４の実施形態に係る半導体発光素子１４０では、補助電極部４０が、第１電極層２０の層内に設けられている。
【００５５】
半導体発光素子１４０では、第１電極層２０における開口部２１を設けない領域が補助電極部４０になる。なお、必要に応じて、第１電極層２０における開口部２１を設けない領域の一部をパッド電極５０にしてもよい。
【００５６】
このように、補助電極部４０が第１電極層２０の層内に設けられていても、第１電極層２０に流れ込んだ電流を、補助電極部４０を介して主面２０ａの全体にわたり送り込むことができる。これにより、主面２０ａの全体において均一に光を放出することができるようになる。
【００５７】
また、半導体発光素子１４０では、補助電極部４０や第１電極層２０と一体に設けられているため、第１電極層２０の形成と同一工程で補助電極部４０を形成することができる。これにより、補助電極部４０を第１電極層２０と別途の工程で形成する場合に比べて製造工程の簡素化を図ることができる。
【００５８】
（第５の実施形態）
第５の実施形態は、半導体発光素子１１０の製造方法の一例である。
図８は、半導体発光素子１１０の製造方法の一例を説明する模式的断面図である。
先ず、図８（ａ）に表したように、第１半導体層５１上に発光層５３を形成し、その上に第２半導体層５２を形成する。また、第１半導体層５１に第２電極層３０を形成する。
次いで、第２半導体層５２のコンタクト層５２３の上に、金属層２０Ａを形成する。そして、金属層２０Ａの上にレジスト８０１Ａの層を形成する。
【００５９】
次に、レジスト８０１Ａのパターニングを行い、図８（ｂ）に表したように、レジスト開口部８１１が設けられたレジストパターン８０１を形成する。レジストパターン８０１を形成するには、例えばブロックコポリマーの自己組織化を利用する方法、スタンパを利用する方法、電子線描画を利用する方法、微粒子のマスクを利用する方法など、各種の方法を適用することができる。
【００６０】
次いで、レジスト開口部８１１が形成されたレジストパターン８０１をマスクにしてイオンミリングを行い、金属層２０Ａをエッチングする。これにより、レジスト開口部８１１に対応した金属層２０Ａに開口部２１が形成される（図８（ｃ））。金属層２０Ａは、開口部２１が形成され、第１電極層２０になる。金属層２０Ａのエッチング後、レジストパターン８０１を除去する。
【００６１】
次に、図８（ｄ）に表したように、第１電極層２０の上に補助電極部４０を形成する。補助電極部４０を形成するには、第１電極層２０の上にレジストを塗布し、補助電極部４０を形成する位置にレジストの開口を形成する。そして、開口が形成されたレジストを介して補助電極部４０の材料を蒸着する。その後、レジストを除去することにより、レジストの開口に形成された材料が第１電極層２０の上に残り、補助電極部４０になる。
なお、図４（ａ）及び（ｂ）に表した断面形状の補助電極部４０を形成するには、補助電極部４０を形成する際のレジストの開口断面を逆テーパ形にして、材料を蒸着するようにすればよい。
【００６２】
補助電極部４０は、第１電極層２０の開口部２１内に入り込む。これにより、補助電極部４０を密着性高く形成することができる。また、必要に応じて第１電極層２０の上にパッド電極５０を形成する。これにより、半導体発光素子１１０が完成する。
【００６３】
（第６の実施形態）
第６の実施形態は、半導体発光素子１２０の製造方法の一例である。
図９は、半導体発光素子１２０の製造方法の一例を説明する模式的断面図である。
先ず、図９（ａ）に表したように、第１半導体層５１上に発光層５３を形成し、その上に第２半導体層５２を形成する。また、第１半導体層５１に第２電極層３０を形成する。
【００６４】
次いで、第２半導体層５２のコンタクト層５２３の上に、補助電極部４０を形成する。補助電極部４０を形成するには、コンタクト層５２３の上にレジストを塗布し、補助電極部４０を形成する位置にレジストの開口を形成する。そして、開口が形成されたレジストを介して補助電極部４０の材料を蒸着する。その後、レジストを除去することにより、レジストの開口に形成された材料がコンタクト層５２３の上に残り、補助電極部４０になる。
【００６５】
次に、図９（ｂ）に表したように、補助電極部４０の上に金属層２０Ａを形成する。そして、金属層２０Ａの上にレジスト８０１Ａの層を形成する。次に、レジスト８０１Ａのパターニングを行い、図９（ｃ）に表したように、レジスト開口部８１１が設けられたレジストパターン８０１を形成する。レジストパターン８０１を形成するには、例えばブロックコポリマーの自己組織化を利用する方法、スタンパを利用する方法、電子線描画を利用する方法、微粒子のマスクを利用する方法など、各種の方法を適用することができる。
【００６６】
次いで、レジスト開口部８１１が形成されたレジストパターン８０１をマスクにしてイオンミリングを行い、金属層２０Ａをエッチングする。これにより、レジスト開口部８１１に対応した金属層２０Ａに開口部２１が形成される（図９（ｄ））。金属層２０Ａは、開口部２１が形成され、第１電極層２０になる。金属層２０Ａのエッチング後、レジストパターン８０１を除去する。また、必要に応じて第１電極層２０の上にパッド電極５０を形成する。これにより、半導体発光素子１２０が完成する。
【００６７】
（第７の実施形態）
第７の実施形態は、半導体発光素子１３０の製造方法の一例である。
図１０は、半導体発光素子１３０の製造方法の一例を説明する模式的断面図である。
先ず、図１０（ａ）に表したように、第１半導体層５１上に発光層５３を形成し、その上に第２半導体層５２を形成する。また、第１半導体層５１に第２電極層３０を形成する。
【００６８】
次いで、第２半導体層５２のコンタクト層５２３の上に、補助電極部４０を形成する。補助電極部４０を形成するには、コンタクト層５２３の上にレジストを塗布し、補助電極部４０を形成する位置にレジストの開口を形成する。そして、開口が形成されたレジストを介して補助電極部４０の材料を蒸着する。その後、レジストを除去することにより、レジストの開口に形成された材料がコンタクト層５２３の上に残り、補助電極部４０になる。補助電極部４０は、コンタクト層５２３の上において分割された状態で形成される。
【００６９】
次に、図１０（ｂ）に表したように、補助電極部４０の上に金属層２０Ａを形成する。そして、金属層２０Ａの上にレジスト８０１Ａの層を形成する。次に、レジスト８０１Ａのパターニングを行い、図１０（ｃ）に表したように、レジスト開口部８１１が設けられたレジストパターン８０１を形成する。レジストパターン８０１を形成するには、例えばブロックコポリマーの自己組織化を利用する方法、スタンパを利用する方法、電子線描画を利用する方法、微粒子のマスクを利用する方法など、各種の方法を適用することができる。
【００７０】
次いで、レジスト開口部８１１が形成されたレジストパターン８０１をマスクにしてイオンミリングを行い、金属層２０Ａをエッチングする。これにより、レジスト開口部８１１に対応した金属層２０Ａに開口部２１が形成される（図１０（ｄ））。金属層２０Ａは、開口部２１が形成され、第１電極層２０になる。金属層２０Ａのエッチング後、レジストパターン８０１を除去する。また、必要に応じて第１電極層２０の上にパッド電極５０を形成する。これにより、半導体発光素子１３０が完成する。
【００７１】
（第８の実施形態）
第８の実施形態は、半導体発光素子１４０の製造方法の一例である。
図１１は、半導体発光素子１４０の製造方法の一例を説明する模式的断面図である。
先ず、図１１（ａ）に表したように、第１半導体層５１上に発光層５３を形成し、その上に第２半導体層５２を形成する。また、第１半導体層５１に第２電極層３０を形成する。
次いで、第２半導体層５２のコンタクト層５２３の上に、金属層２０Ａを形成する。そして、金属層２０Ａの上にレジスト８０１Ａの層を形成する。
【００７２】
次に、レジスト８０１Ａのパターニングを行い、図１１（ｂ）に表したように、レジスト開口部８１１が設けられたレジストパターン８０１を形成する。レジストパターン８０１を形成するには、例えばブロックコポリマーの自己組織化を利用する方法、スタンパを利用する方法、電子線描画を利用する方法、微粒子のマスクを利用する方法など、各種の方法を適用することができる。
このレジスト８０１Ａのパターニングにおいて、後の工程で補助電極部４０及びパッド電極５０を形成する位置にはレジスト開口部８１１を形成しないようにする。
【００７３】
次いで、レジスト開口部８１１が形成されたレジストパターン８０１をマスクにしてイオンミリングを行い、金属層２０Ａをエッチングする。これにより、レジスト開口部８１１に対応した金属層２０Ａに開口部２１が形成される（図１１（ｃ））。金属層２０Ａは、開口部２１が形成され、第１電極層２０になる。一方、レジスト開口部８１１が形成されていない部分には、金属層２０Ａがエッチングされずに残り、補助電極部４０が形成される。また、必要に応じてパッド電極５０が形成される。金属層２０Ａのエッチング後、レジストパターン８０１を除去する。これにより、半導体発光素子１４０が完成する。
【００７４】
上記説明した半導体発光素子の製造方法では、レジストパターンをマスクにして金属層２０Ａをエッチングすることにより開口部２１を形成する例を説明したが、これ以外の方法によって開口部２１を形成してもよい。また、上記説明した半導体発光素子及びその製造方法では、第２電極層３０が発光体１００の裏面側に設けられている例を示したが、発光体１００の表面側に設けられていてもよい。
図１２は、他の半導体発光素子を例示する模式的断面図である。
この半導体発光素子１１２では、第２電極層３０が発光体１００の表面側に設けられている。
【００７５】
この半導体発光素子１１２は、成長用基板１０の上に発光体１００が形成されている。すなわち、サファイア基板等の成長用基板１０の上に、第１半導体層５１として、例えばＧａＮバッファ層５１ａ及びＳｉがドープされたｎ形ＧａＮ層５１ｂが形成されている。また、発光層５３として、例えばＩｎＧａＮ／ＧａＮのＭＱＷ層が形成される。
【００７６】
また、発光層５３の上には、第２半導体層５２が形成される。第２半導体層５２には、例えばＭｇがドープされたｐ形ＡｌＧａＮ層５２ａ及びＭｇがドープされたｐ形ＧａＮ層５２ｂが含まれている。また、ｐ形ＧａＮ層５２ｂの上にコンタクト層５２ｃが設けられている。
【００７７】
この第２半導体層５２のコンタクト層５２３の上に第１電極層２０が形成され、その上に補助電極部４０及び必要に応じてパッド電極５０が形成される。また、第１電極層２０、第２半導体層５２及び発光層５３の一部がエッチング等によって除去され、第１半導体層５１が露出した部分に第２電極層３０が形成される。
【００７８】
このように、第２電極層３０が発光体１００の表面側に設けられている半導体発光素子１１２であっても、補助電極部４０を適用することが可能である。
なお、図１２に例示した半導体発光素子１１２では、第１電極層２０の上に補助電極部４０が設けられているが、第１電極層２０の下に補助電極部４０が設けられていても、また、第１電極層２０と同層に補助電極部４０が設けられていてもよい。
【００７９】
以上説明したように、実施形態に係る半導体発光素子及びその製造方法によれば、発光面での発光強度の均一化を図ることができる。
【００８０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８１】
２０…第１電極層、２０ａ…主面、２１…開口部、２３…金属部、３０…第２電極層、４０…補助電極部、５０…パッド電極、５１…第１半導体層、５２…第２半導体層、５３…発光層、１００…発光体、１１０，１１１，１１２，１２０，１３０，１４０，１９０…半導体発光素子
【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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