(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に電流阻止領域と電流注入領域を与える半導体層と、
前記電流阻止領域を構成させるために前記半導体層上に形成された電流阻止層と、
該電流阻止層を覆うように形成されたパッド電極と、
前記電流注入領域を構成させるために前記半導体層上に形成された透光性電極とからなり、
前記電流阻止層を覆うように形成されたパッド電極が、前記電流阻止層上から電流阻止層形成領域の外側で透光性電極に達する電極連結部を有し、
電流阻止層、電極連結部を除くパッド電極及び電極連結部が、それらの平面形状において、この順に小さい面積を有することを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
パッド電極が、透光性電極の中央部又は角部近傍に形成されてなる請求項１記載の半導体発光索子。
【請求項３】
透光性電極が、４〜２０ｎｍの膜厚、電流阻止層を覆うように形成されたパッド電極が、５００〜２０００ｎｍの膜厚、電流阻止層が、１５０ｎｍ以上かつ前記パッド電極厚さの２倍以下の膜厚で形成されてなる請求項１又は２記載の半導体発光素子。
【請求項４】
半導体層が矩形又はほぼ矩形形状で形成されており、電流阻止層が、前記半導体層の隅又は隅近傍に形成され、かつ少なくとも電極連結部の一部が、前記隅に対向する領域に位置する請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項５】
電流阻止領域が、パッド電極が存在しない領域に光取り出し部を有する請求項１〜４のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項６】
光取り出し部が、電流阻止層の端部から５μｍ以上の幅を有する請求項５に記載の半導体発光素子。
【請求項７】
半導体層が、少なくとも１つのｐｎ接合を有し、かつＩｎsＡｌtＧａ1-s-tＮ（０≦ｓ，０≦ｔ，ｓ＋ｔ≦１）からなる窒化ガリウム系半導体から構成される請求項１又は２記載の半導体発光素子。
【請求項８】
半導体層が矩形又はほぼ矩形形状で形成されており、電流阻止層を覆うように形成されたパッド電極が、前記半導体層の隅又は隅近傍に形成され、その上部に外部との電気的接続を行うためのワイヤを備えており、かつ該ワイヤが、前記パッド電極上から最短距離で発光素子外周へ延設されてなる請求項１又は２記載の半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、半導体発光素子に関し、より詳細には半導体層表面を発光透光面とする発光素子に関する。
背景技術
電流阻止機能を素子表面に有した半導体発光素子は、例えば、特開平８−２５０７６９に提案されており、図１１に示したように、サファイヤ基板１００上に、Ｎ型層（半導体層）２００、Ｐ型層（半導体層）３００が積層され、Ｐ型層３００上に電流阻止領域と電流注入領域とが提供されて構成されている。
この半導体発光素子においては、電流阻止領域は、膜厚３００ｎｍ程度の電流阻止層（ＳｉＯ2）４００が形成されて構成されており、電流阻止層４００上には膜厚３０ｎｍ程度のバリヤ層５００（Ｔｉ，Ｃｒなど）及び透光性電極６００を介して電流阻止層４００と同一サイズのパッド電極７００が形成されている。
また、電流注入領域は、電流阻止層４００上に配置する透光性電極６００と一体的に、つまり電流阻止層４００を覆うように透光性電極６００が形成されて構成されている。
パッド電極７００は、膜厚１０００ｎｍ程度の金属の厚膜により構成されており、光は全く透過しない。一方、透光性電極６００は、膜厚１０ｎｍ以下の金属の極薄膜から構成されているため、光をある程度透過することが可能である。従って、パッド電極７００および電流阻止層４００のない部分で、半導体層３００から発生する光を容易に取り出すことができる。しかも、光を透過しないパッド電極７００下方では、電流阻止層４００を設けて電流を流さないため、全体としての発光効率を向上させている。
しかし、透光性電極６００は、電流阻止層４００の膜厚より非常に薄いため、電流阻止層４００の側壁において、両者の段差に起因する断線が生じる。よって、パッド電極７００と電流注入領域上に配置する透光性電極６００とが連続的に接続されず、この部分において透光性電極６００の抵抗が高くなるという問題が発生する。このため、パッド電極７００からの電流を、電流阻止層４００の側壁部分における透光性電極６００を介して、Ｐ型層３００に効率的に注入できなくなり、ひいては、発生光を十分に発生させ、その発光光を効率的に取り出すことができる発光素子としての機能を果たさなくなるという問題が発生する。
発明の開示
本発明者は上記の問題点を鋭意研究した結果、透光性電極の膜厚が、電流阻止層の側壁では水平面上における膜厚より１／３〜１／１０程度に薄くなること、さらに透光性電極の膜厚が電流阻止層の膜厚の１／１０以下になった場合に、断線が顕著になることを見出した。また、電流阻止層の側壁で、透光性電極の膜厚が１ｎｍ以下となった場合には、透光性電極は高抵抗となり、電流を効率的に電流注入領域へ注入できなくなることを見出した。これらのことから、効率的な電流注入領域への電流の注入を実現しつつ、さらに発生光を透光性電極を介して効率的に取り出すことができる発光素子の構造を種々検討し、本発明を完成するに至った。
かくして本発明によれば、表面に電流阻止領域と電流注入領域を与える半導体層と、
前記電流阻止領域を構成させるために前記半導体層上に形成された電流阻止層と、
該電流阻止層を覆うように形成されたパッド電極と、
前記電流注入領域を構成させるために前記半導体層上に形成された透光性電極とからなり、
前記電流阻止層を覆うように形成されたパッド電極が、前記電流阻止層上から電流阻止層形成領域の外側で透光性電極に達する電極連結部を有し、
電流阻止層、電極連結部を除くパッド電極及び電極連結部が、それらの平面形状において、この順に小さい面積を有することを特徴とする半導体発光素子が提供される。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子で、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は概略平面図である。
図２は、本発明の別の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の概略断面図である。
図３は、本発明のさらに別の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子で、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は概略平面図である。
図４は、本発明のさらに別の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の概略断面図である。
図５は、本発明のさらに別の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の概略平面図である。
図６は、図５における電流阻止層とパッド電極との配置を示した概略平面図である。
図７は、本発明のさらに別の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の概略平面図である。
図８は、図７における電流阻止層とパッド電極との配置を示した概略平面図である。
図９は、本発明のさらに別の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の概略平面図である。
図１０は、パッド電極の水平面上の膜厚と側壁での膜厚との関係を示した図である。
図１１は、従来の窒化ガリウム系化合物半導体素子の概略断面図である。
発明の実施の形態
本発明の半導体発光素子は、主として、半導体層と、電流阻止層と、パッド電極と、透光性電極とからなる。また、これらの半導体層等は、基板上に形成されていることが好ましく、さらに、パッド電極に対応する別の電極が半導体層又は基板上に形成されていることが好ましい。
基板としては、通常発光素子の基板として使用されるものであれば特に限定されるものではない。例えば、シリコン、ゲルマニウム等の半導体基板、ＳｉＧｅ、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ等の化合物半導体基板、ガラス、サファイヤ、石英、樹脂等の絶縁性基板のいずれの基板を使用することもできるが、なかでも絶縁性基板が好ましい。また、別の電極は、通常の導電材料で形成されていれば、特に限定されるものではない。その膜厚は、素子の機能、機械的強度等を考慮して適宜選択することができる。
本発明における発光素子における半導体層は、少なくとも１つのｐｎ接合を有するものであり、同じ組成の半導体層によるｎ層とｐ層とを積層するホモ構造の半導体層でもよいし、異なる組成の半導体層によるｎ層とｐ層とを２層以上積層するシングルヘテロ構造、ダブルヘテロ構造の半導体層でもよい。なお、半導体層は、中間層又はバッファ層を介して基板上に形成されてもよい。
半導体層としては、窒化ガリウム系半導体、例えば、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎsＡｌtＧａ1-s-tＮ（０≦ｓ，０≦ｔ，ｓ＋ｔ≦１）等が挙げられる。なかでも、ＩｎsＡｌtＧａ1-s-tＮ（０≦ｓ，０≦ｔ，ｓ＋ｔ≦１）が好ましい。これらの半導体層は、ｎ型又はｐ型の不純物、例えば、シリコン、ゲルマニウム等又はマグネシウム、亜鉛、炭素等の不純物を１×１０16〜１×１０19ｃｍ-3程度の濃度で含有するものが挙げられる。
半導体層は、公知の方法、例えば有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法、分子線結晶成長（ＭＢＥ）法、ＣＶＤ法、等により形成することができる。また、不純物は、半導体層の形成と同時にドーピングしてもよいし、半導体層形成後、イオン注入や熱拡散法によりドーピングしてもよい。
この半導体層は、矩形形状又はほぼ矩形形状で形成されることが好ましく、後述するように、主として、表面に電流阻止層と透光性電極とが形成されて、それぞれ電流阻止領域と電流注入領域とを提供する。
本発明の発光素子において、電流阻止領域は、半導体層上に電流阻止層が形成されることにより規定される。この領域は、半導体層の３〜３０％程度の面積を占めてなる。この電流阻止領域は、半導体層が矩形形状又はほぼ矩形形状で形成されている場合に、その隅又は隅近傍に、好ましくは半導体層の一角を占める位置に形成されていることが好ましい。
電流阻止領域を構成する電流阻止層は、絶縁性誘電体材料で形成されていることが好ましく、例えば、酸化シリコン系材料、窒化シリコン系材料、酸化チタン系材料、酸化アルミニウム系材料の膜が挙げられるが、なかでもＳｉＯ2、酸化チタンが好ましい。この電流阻止層は、単層層又は積層層のいずれで形成されてもよい。その膜厚は、絶縁性を確保することができる膜厚であれば特に限定されるものではなく、例えば、１５０ｎｍ程度以上が挙げられる。また、電流阻止層の膜厚の上限は、後述するパッド電極の２倍以下の膜厚、例えば４０００ｎｍ程度以下であることが好ましい。
電流阻止層は、公知の成膜方法、例えばシランガスと水素ガスとを使用したＣＶＤ法、スパッタリング法等、種々の方法により形成することができる。
本発明において、パッド電極は、主として電流阻止層上に形成されており、後述する電流注入領域上に形成される透光性電極と連結する電極連結部を有している。
パッド電極は、後述するように、例えば外部からのワイヤと接続されることにより発光素子内部に電流を供給するためのものであるため、ワイヤがパッド電極に接続される際の、その下方に存在する電流阻止層及び半導体層への機械的ダメージを防止するのに十分な膜厚を有することが好ましい。一方、パッド電極の膜厚を厚くしすぎると、パッド電極を構成する材料に内在する歪みが大きくなり、パッド電極下方に存在する電流阻止層の剥がれや、電流阻止層を介して発光素子の結晶に欠陥を誘起させ、信頼性不良の原因となるため好ましくない。よって、パッド電極は、５００〜２０００ｎｍ程度の範囲の膜厚が好ましい。
なお、パッド電極の膜厚は、後述する電流注入領域上に形成される透光性電極と連結する電極連結部と断線することなく、一体的に形成されるように、電流阻止層の膜厚と同等以上にすることが最も望ましい。しかし、実際に行った実験によれば、パッド電極（及び電極連結部）の膜厚が電流阻止層の膜厚の半分以上であれば、電流阻止層外周部での段差に起因する断線や高抵抗化等の不都合は観測されなかった。
つまり、パッド電極（及び電極連結部）の膜厚が電流阻止層の膜厚の半分程度の場合において、パッド電極の水平面上での膜厚と電流阻止層の側壁での膜厚の関係を表した図１０によれば、電流阻止層の側壁でのパッド電極の膜厚は、水平面上でのパッド電極の膜厚の１／３程度は確保される。このことから、パッド電極と電流阻止層とが１：２程度の膜厚〜１：１程度の膜厚の場合でも、電流阻止層の側壁におけるパッド電極の膜厚を十分確保することができ、パッド電極を電極連結部を介して透光性電極と確実に接触させることができる。
さらに、電流阻止層の膜厚がパッド電極の膜厚より大きい場合について検討を行った結果、電流阻止層の膜厚をパッド電極の膜厚の３倍以上にした場合には、電流阻止層の側壁でのパッド電極の膜厚が局所的に２ｎｍ以下になる部分が出現する場合があった。よって、パッド電極に電極連結部を設けても、パッド電極と透光性電極との接続が十分に確保できず、ひいては発光素子の良品歩留まりが低減する。このことから、電流阻止層の膜厚は、パッド電極の膜厚の２倍程度以下、いいかえれば、パッド電極の膜厚は、電流阻止層の膜厚の半分程度以上であることが好ましい。
また、パッド電極は、導電性材料で形成されるのであれば、その材料は特に限定されるものでなく、例えば、アルミニウム、金、銅、ニッケル、銀、酸化物半導体（ＩＴＯ等）等により形成されていてもよい。
パッド電極の形状は、特に限定されるものでなく、電極連結部と一体的に三角形、四角形等の多角形であってもよいし、電極連結部を除く形状が電流阻止層とほぼ同一形状であってもよい。また、電極連結部は、上述のようにパッド電極と一体的に多角形で形成されていてもよいし、パッド電極に対して、多角形等の凸部形状で形成されていてもよい。また、その大きさ（電極連結部を除く）は、電流阻止層とほぼ同一の大きさであってもよいし、電流阻止層の一部の領域を被覆しないように、電流阻止層より小さくてもよい。ここでパッド電極が電流阻止層を被覆しない領域は、半導体層における発生光を取り出すことができる光取り出し部として機能させることができる。なお、この場合の光取り出し部は、電極連結部が形成された部分以外のパッド電極の外周領域の全てであってもよいし、その一部であってもよい。また、パッド電極の一部である電極連結部は、パッド電極から透光性電極へ電流を効率的に注入するためのものであり、透光性電極と幅５μｍ程度以上で接続することが好ましく、言い換えれば、８〜６８×１０-6ｃｍ2程度の接触面積を有していることが好ましい。
パッド電極は、外部との電気的接続を行うためのワイヤが形成されていることが好ましい。このワイヤは、電流阻止領域から最短距離で発光素子外周へ延設されてなる、いいかえれば、ワイヤが発光素子の半導体層上にオーバーラップしないように延設されてなることが好ましい。
また、本発明の透光性電極は、主として半導体層に直接接続して形成され、電流注入領域を構成する。また、透光性電極は、電流注入領域に効率よく電流を注入することができ、かつ半導体層からの発光を効率よく取り出す（例えば透光率３０〜１００％程度）ことができる電極であり得る。なお、電流注入領域上から電流阻止層上にわたって形成されていてもよい。透光性電極の材料は、上記透光率を有する材料であれば特に限定されるものではなく、例えば、ニッケル、アルミニウム、金、銅、銀、チタン、タンタル、鉛、パラジウム、白金等の金属、ＳｎＯ2、ＺｎＯ、ＩＴＯ等の透明導電材料等を挙げることができる。これら材料は、単層膜又は積層膜のいずれで形成されていてもよい。その膜厚は、上記材料を使用した場合に適当な透光性を有するように適宜調整することができ、例えば、２０ｎｍ程度以下であることが好ましい。一方、半導体層表面において、横方向に電流を均一化するために、透光性電極自身の横方向の抵抗が半導体層に比べて十分に小さいことが必要であるため、４ｎｍ程度以上が好ましい。具体的には、Ｎｉ／Ａｕの積層膜を使用した場合には、２〜１０ｎｍ／２〜１０ｎｍ程度の範囲が好ましい。また、チタンの単層膜を使用した場合には２〜２０ｎｍ程度、さらには２〜１０ｎｍ程度の範囲が好ましい。
以下に、本発明の半導体発光素子の実施例を図面に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の電極構造を図１（ａ）及び（ｂ）に示す。
この発光素子は、絶縁性基板１上に、バッファ層２、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層３、Ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４が順次積層され、発光面となるＰ型窒化ガリウム系化合物半導体層４上に電流阻止層６及び透光性電極５、電流阻止層６上に、透光性電極５に接続される電極連結部を有するパッド電極７が形成され、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層３上にｎ型電極８が形成されてなる。
以下に上記発光素子の製造方法を説明する。
まず、サファイヤ基板１上にＡｌＧａＮバッファ層２、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層３、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４を積層する。
次いで、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４上に、素子の一角部近傍に残存するようにＳｉＯ2からなる膜厚３００ｎｍの電流阻止層６を形成する。
次に、パターン化技術とエッチング技術を利用し、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層３が露出するまでＰ型窒化ガリウム系化合物半導体層４の一部をエッチングする。
続いて、Ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４表面上と電流阻止層６のほぼ全面を覆うように、膜厚３ｎｍのＮｉ層と膜厚４ｎｍのＡｕ層の２層からなる透光性電極５を形成する。
次に、パッド電極７及び電極連結部となるＡｕ層を、電流阻止層６及びその周辺を覆うように膜厚８００ｎｍで形成する。すなわち、電流阻止層６を全て覆い、かつ電流阻止層６の２辺において透光性電極５上にまではみ出すように形成する。なお、本実施例においては、電流阻止層６の大きさを一辺１００μｍの四角形とし、パッド電極７の大きさを一辺１１０μｍの四角形とした。従って、パッド電極７は電流阻止層６の側壁を覆い、かつ透光性電極５に直接連結する電極連結部を有することになる。
さらに、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層３上にＴｉ膜及びＡｌ膜からなるｎ型電極８を形成し、発光素子を作製した。
このように、パッド電極７は、電流阻止層６より大きく形成されているため、電流阻止層６の外周の約１０μｍの幅の線状領域においてパッド電極７の電極連結部を介して、パッド電極７を電流阻止層６の存在しない領域上の透光性電極５に確実に接続させることができた。
また、電流阻止層６の膜厚（３００ｎｍ）はパッド電極７の膜厚（８００ｎｍ）より薄く設定したため、電流阻止層６の周辺部において、電流阻止層６上のパッド電極７と電極連結部とを確実に接続させることができた。このため、従来問題となっていた電流阻止層６側壁における断線や高抵抗化を再現性良く防止できた。
従って、パッド電極７から注入された電流は、電極連結部及び透光性電極５を介してＰ型窒化ガリウム系化合物半導体層４に均一に注入され、発光素子として機能させることができた。
（実施例２）
本発明の別の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を図２にす示す。
この発光素子は、絶縁性基板１上に、ＡｌＧａＮバッファ層２、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層３が順次積層され、発光面となるｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層３上に窒化シリコンからなる電流阻止層６、チタンからなる透光性電極５、パッド電極７が形成されてなる。
この発光素子の製造方法を以下に説明する。
まず、サファイヤ基板１上にＡｌＧａＮバッファ層２、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層３を積層する。
次に、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層３上に窒化シリコン電流阻止層６を膜厚４００ｎｍで形成する。
続いて、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４が露出するまでｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層３の一部をエッチング除去する。
その後、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層３表面と電流阻止層６を覆うように、Ｔｉからなる透光性電極５を膜厚７ｎｍで形成する。
次に、電流阻止層６上及びその外周部にパッド電極７及び電極連結部となるＡｕ膜を８００ｎｍの膜厚で形成する。ここで、パッド電極７は電流阻止層６より大きく形成した。つまり、実施例１と同様に、電流阻止層６は１００μｍ×１２０μｍの長方形に、パッド電極７は１２５μｍ×１５０μｍの長方形とし、パッド電極７が電流阻止層６の存在しないｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層３上の透光性電極５に２５μｍ幅から３０μｍ幅の領域にて電極連結部を介して直接接続するようにした。
最後に、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４表面上にＮｉ膜及びＡｕ膜からなるｐ型電極８０を形成し、発光素子とした。
上記発光素子においても、電流阻止層６の膜厚に対しパッド電極７を同程度以上とし、かつ、パッド電極７の一部として電流阻止層上からはみ出す電極連結部を形成したため、この電極連結部を介して確実にパッド電極７とｎ型半導体層３上の透光性電極５とを接触させることが可能となり、電極部の断線や高抵抗化を防止することができた。
従って、本実施例においても、パッド電極７から注入された電流は、透光性電極５を介してＮ型窒化ガリウム系化合物半導体層３に均一に注入され、発光素子として機能させることができた。
（実施例３）
本発明のさらに別の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を図３（ａ）及び（ｂ）に示す。
実施例３では、ｎ型導電性基板６０上に、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層３、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４が順次積層され、発光面となるＰ型窒化ガリウム系化合物半導体層４上に、酸化チタンからなる電流阻止層６及び透光性電極５が形成され、電流阻止層６上及びその外周部に、透光性電極５に接触する電極連結部を有するパッド用電極７が形成され、さらにｎ型導電性基板６０裏面にｎ型電極８が形成されてなる。
以下に上記発光素子の製造方法を説明する。
まず、ｎ型ＳｉＣ基板６０上に、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層３、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４を積層する。次に、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４上の中央部分に酸化チタンからなる電流阻止層６を膜厚１００ｎｍで形成する。この際、電流阻止層６は一辺が８０ｎｍの正方形になるように形成した。
次に、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４表面と電流阻止層６を覆うように、膜厚２ｎｍのＮｉ膜及び膜厚５ｎｍのＡｕ膜からなる透光性電極５を形成する。
続いて、膜厚１０００ｎｍのＡｕ膜からなるパッド電極７及び電極連結部を電流阻止層６の上に形成する。この際、パッド電極７は、一辺が１００μｍの正方形とし、かつ電流阻止層６の中心とパッド電極７の中心とが一致するようにした。
最後に、基板６０裏面にｎ型電極を形成した後、４００μｍ角にスクライブにより切り出し、発光素子とした。
このようにして作製された発光素子において、パッド電極７は、電流阻止層６より各辺で１０μｍ幅だけ透光性電極６上に到達する電極連結部を有する。よって、パッド電極７から注入された電流は、透光性電極５を介してｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４に均一に注入され、発光素子として機能させることができた。
（実施例４）
本発明のさらに別の半導体発光素子を図４に示す。
この発光素子は、ｐ型導電性ＳｉＣ基板６１上に、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層（発光層）４、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層３が順次積層され、発光面となるｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層３上の中心部に、膜厚１５０ｎｍの窒化酸化シリコン膜（ＳｉＯＮ）からなる電流阻止層６が形成され、電流阻止層６以外のｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層３上に、膜厚５ｎｍのチタン膜の単層膜からなる透光性電極５（発光層４からの光の透過率は４０％）が形成され、電流阻止層６上及びその外周領域である透光性電極５上に、膜厚２０００ｎｍのＡｌ膜からなるパッド電極７が形成され、さらに、ｐ型ＳｉＣ基板６１の裏面にチタン膜及びＡｌ膜からなるｐ型電極８０が形成されてなる。
このような発光素子では、発光素子は一辺３００μｍの正方形、電流阻止層６を一辺１５０μｍの正方形、パッド電極７を一辺１６０μｍの正方形としたので、電極連結部は、電流阻止層６の外周領域において、約５μｍの幅で透光性電極５と接触している。また、パッド電極７の膜厚は電流阻止層６の膜厚の１０倍程度にしたため、電流阻止層６の側壁でのパッド電極の電極連結部の断線は完全に抑制することができた。よって、断線や高抵抗化が防止された発光素子を、歩留まり良く製造することが可能となった。
（実施例５）
本発明の他の発光素子を図５に示す。
この発光素子は、パッド電極７が電流阻止層６よりも小さく、電極連結部がさらに小さく構成されている以外は、図１の発光素子と同様である。
この発光素子の電流阻止層は一辺１００μｍの正方形で、膜厚は４００ｎｍで形成されている。また、透光性電極５は膜厚３ｎｍのＰｄ膜及び膜厚４ｎｍのＡｕ膜の２層構成である。パッド電極７は膜厚８００ｎｍのＡｕ膜で形成され、図６に示すように、電流阻止層６の一辺でのみ電流阻止層６と重ならないように、１００μｍ×８０μｍの長方形に形成されている。この場合、電流阻止層６上に透光性電極５は積層されているがパッド電極７は積層されていない領域を３辺に幅１０μｍずつ設けた。
この発光素子においても、前述の実施例と同様に、パッド電極７の膜厚が電流阻止層６の膜厚より大きいため、パッド電極７と電極連結部とが、電流阻止層６上から透光性電極５上へ連続的に、確実に接続され、断線や高抵抗化を防止することができる。
さらに、本実施例ではパッド電極７を電流阻止層６の１辺でのみその側壁を覆うように形成した。これは、パッド電極７は光を透過しないためｐ型半導体層４に接触した透光性電極５上にパッド電極７が形成される領域を実施例１の場合に比べ１／４程度に小さくするためである。これにより、パッド電極７が位置するために取り出すことができない光を少なくすることができる。
また、このパッド電極７の電流阻止層６の側壁を覆う位置（電極連結部が形成される位置）としては、電流阻止層６が形成されている位置から見て、より発光領域（透光性電極５がｐ型半導体層４に直接接触している領域）が広い方向に選択されることが望ましい。よって、本実施例では、図５のように形成した。これにより、より発光に寄与する部分に対して低抵抗で電流を供給することができるため、発光効率の高い発光素子が実現できた。
さらに、電流阻止層６外周領域の透光性電極５からｐ型半導体層４に注入される電流は、一般にｐ型半導体層４内を垂直に流れるのではなく、１〜１０μｍ程度横方向に拡がりながら流れる。このため、発光素子内部で光が発生させられる領域は透光性電極５がｐ型半導体層４に直接接触する領域に加えて、電流阻止層６外周領域の電流阻止層６の内側部の幅１〜１０μｍ程度の領域となる。このため、本実施例では、図６に示すように、電流阻止層６の３辺の周辺を各１０μｍずつパッド電極７を形成しないことにより、この部分の直下で発光する光も電流阻止層６を通して外部に取り出すことが可能となった。従って、実施例１に比べて発光効率を３〜１０％程度向上させることができた。
（実施例６）
本発明の他の発光素子の平面図を図７に示す。
本実施例の発光素子は、図３に示した発光素子とパッド電極７の大きさ及び形成位置が異なる以外、ほぼ同様である。
本実施例の発光素子における電流阻止層６とパッド電極７の関係を図８を用いて説明する。
電流阻止層６は、膜厚５００ｎｍの窒化シリコンからなり、一辺１００μｍの正方形で素子の中央に形成されている。一方、透光性電極５は膜厚２ｎｍのＮｉ膜と膜厚５ｎｍのＡｕ膜の２層により構成され、ｐ型半導体層４上と電流阻止層６上にわたって形成されている。また、パッド電極７は、膜厚１０００ｎｍのＡｕ膜により、図８に示したように、１００μｍ×６０μｍの長方形にて中心を左にずらして形成した。これにより、
パッド電極７は電流阻止層６に対し３辺から２０μｍの間隔を開けて形成され、かつ左方向において、電流阻止層６の段差部を横断し、電極連結部を介して、ｐ型半導体層４に直接接続する透光性電極５に連結している。
この発光素子においては、電流阻止層６の側壁での断線や高抵抗化を完全に防止することができるとともに、電流阻止層６の周辺内側部で発生する光を、パッド電極７が電流阻止層６上に存在しない３辺の領域から効率的に取り出すことができた。従って、発光効率の高い窒化ガリウム系化合物半導体発光素子が得られた。
（実施例７）
本発明のさらに他の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の平面図を図９に示す。
本実施例の発光素子は、電流阻止層６とパッド電極７との形成位置が異なる以外、図３に示した発光素子とほぼ同様である。
この発光素子においては、導電性のＳｉＣ基板を用いているため、素子上面には透光性電極５と電流阻止層６とパッド電極７のみが配置される。また、パッド電極７は、電流阻止層６に対し透光性電極５が直接半導体層と接触する領域に向けた２辺において幅３０μｍだけ電流阻止層６外周領域に張り出す電極連結部を備えた形状とした。これにより、電流阻止層６の側壁での断線および高抵抗化を防ぎ、確実に電極連結部及び透光性電極５を通して、発光素子内部に電流を注入することが可能となった。
またここでは、実施例３および６とは異なり、パッド電極７と電流阻止層６とを発光層４上の隅部近傍に形成した。これにより、パッド電極７に対して給電を行なうためのワイヤ１０が、発光領域として利用される透光性電極５が最表面に位置する部分を横断することなく、パッド電極７上で電気的に接続することができる。よって、ワイヤ１０に起因する発光層４からの発生光の遮断、ひいては発光パターンの不均一性を防止することができ、ほぼ均一な発光パターンを得ることができる。
本発明によれば、パッド電極が電極連結部を有し、パッド電極がこの電極連結部を通して透光性電極と確実に接続されるため、従来問題となっていた電流阻止層の側壁における透光性電極の断線による発光素子への電流注入不可や素子の高抵抗化を防止することができる。このため、パッド電極から注入された電流は、透光性電極を介して半導体層に均一に注入されることとなり、良好に動作する発光素子を歩留まりよく作製することが可能となる。
さらに、パッド電極が電流阻止層上の内側に形成され、パッド電極の外周領域において、パッド電極が形成されていない光取り出し部が形成されることにより、電流が、電流阻止層の存在する領域においても電流阻止層の周辺領域から広がって、電流阻止層直下の発光領域に注入される。よって、半導体層で発生する光を効率的にパッド電極に遮蔽されることなく取り出すことができ、発光効率を向上させることが可能となる。
また、パッド電極を発光素子の一つの隅に設けるとともに、ワイヤを透光性電極と半導体が直接接触する領域を横切ることなく形成することにより均一な発光パターンを得ることが可能となる。
【図１（ａ）】
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【図１（ｂ）】
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【図２】
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【図３（ａ）】
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【図３（ｂ）】
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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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