(57)【要約】【課題】高信頼性の半導体発光素子を提供する。【解決手段】実施形態によれば、半導体発光素子は、積層体と、第１電極と、第２電極と、第１導電層と、を含む。前記積層体は、第１半導体層と、第２半導体層と、前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられた第３半導体層と、を含む。前記積層体は、第１領域と、前記第２半導体層と前記第１半導体層とが積層する第１方向と交差する第２方向において前記第１領域と並ぶ第２領域と、を含む。前記第１電極は、前記第１半導体層と電気的に接続される。前記第２電極は、前記第１領域と前記第２領域との間に設けられる。前記第１導電層は、前記第２半導体層と前記第２電極とを接続する。前記第１導電層の外縁は、前記積層体の外縁の内側に位置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１半導体層と、
第２半導体層と、
前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられた第３半導体層と、
を含む積層体であって、第１領域と、前記第２半導体層と前記第１半導体層とが積層する第１方向と交差する第２方向において前記第１領域と並ぶ第２領域と、を含む積層体と、
前記第１半導体層と電気的に接続された第１電極と、
前記第１領域と前記第２領域との間に設けられた第２電極と、
前記第２半導体層と前記第２電極とを接続する第１導電層と、
を備え、
前記第１導電層の外縁は、前記積層体の外縁の内側に位置する半導体発光素子。
【請求項２】
第１絶縁層をさらに備え、
前記第１導電層の少なくとも一部は、前記第２半導体層と前記第１絶縁層との間に配置され、
前記第１導電層の前記外縁は、前記第１絶縁層の外縁の内側に位置する請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項３】
第１絶縁層をさらに備え、
前記第１導電層は、
第１導電部分と、
前記第２方向において前記第１導電部分と並ぶ第２導電部分と、
を含み、
前記第１導電部分は、前記第１領域と前記第１絶縁層との間に配置され、
前記第２導電部分は、前記第２領域と前記第１絶縁層との間に配置される請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記第１導電層の前記外縁は、前記第１絶縁層の外縁の内側に位置する請求項３記載の半導体発光素子。
【請求項５】
基体をさらに備え、
前記第１導電層は、前記基体と前記積層体との間に配置され、
前記第１絶縁層は、前記基体と前記第１導電層との間に配置される請求項２〜４のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記基体と前記第１絶縁層との間に設けられ、前記基体と前記第１絶縁層とをボンディングするボンディング層をさらに備えた請求項５記載の半導体発光素子。
【請求項７】
前記第１電極と前記第１導電層との間に前記積層体が配置される請求項１〜６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半導体層は、
前記第１半導体層の前記少なくとも一部となる第１部分と、
前記第１方向と交差する方向において前記第１部分と並ぶ第２部分と、
を含み、
前記第３半導体層は、前記第１部分と前記第２半導体層との間に設けられ、
前記第１電極は、前記第２部分と接続される請求項２〜４のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項９】
第２導電層をさらに備え、
前記第１導電層は、前記第２導電層と前記第２半導体層との間に配置され、
前記第１絶縁層は、前記第２導電層と前記第１導電層との間に配置され、
前記第１電極は、前記第２部分と前記第２導電層との間に配置される請求項８記載の半導体発光素子。
【請求項１０】
前記第１絶縁層は、第２半導体層の端部及び前記第３半導体層の端部を覆う請求項８または９記載の半導体発光素子。
【請求項１１】
前記第２半導体層の一部は、前記第１導電層と接し、前記第２半導体層の他の一部は、前記第１絶縁層と接する請求項８〜１０のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１２】
前記第１領域と前記第２電極との間、及び、前記第２領域と前記第２電極との間に設けられた第２絶縁層をさらに備えた請求項１〜１１のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１３】
前記積層体の側面を覆う第２絶縁層をさらに備え、
前記第２絶縁層の一部は、前記第１絶縁層と接する請求項１〜１１のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１４】
前記第２半導体層と前記第１導電層との間に設けられた金属層をさらに備え、
前記第３半導体層から放出される光に対する前記金属層の反射率は、前記第１導電層の前記光に対する反射率よりも高い請求項１〜１３のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１５】
前記金属層は、銀、ロジウム、及び、銀合金の少なくともいずれかを含む請求項１４記載の半導体発光素子。
【請求項１６】
前記第１導電層は、銀、ロジウム、アルミニウム、銅及び金の少なくともいずれかを含む請求項１〜１５のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１７】
前記第１導電層の前記外縁と、前記積層体の前記外縁と、の間の距離は、前記積層体の前記第１方向の厚さの０．２倍以上５倍以下である請求項１〜１６のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１８】
前記第１導電層の前記外縁と、前記積層体の前記外縁と、の間の距離は、０．１マイクロメートル以上１０マイクロメートル以下である請求項１〜１７のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１９】
第１半導体層と、
第２半導体層と、
前記第１半導体層の少なくとも一部と前記第２半導体層との間に設けられた第３半導体層と、
を含む積層体と、
前記第１半導体層と電気的に接続された第１電極と、
前記第２半導体層から前記第１半導体層に向かう第１方向に前記積層体の少なくとも一部を貫通する第２電極と、
前記第１方向と交差する平面方向に沿って広がり前記第２半導体層と前記第２電極とを接続する第１導電層と、
を備え、
前記第１導電層の外縁は、前記積層体の外縁の内側に位置する半導体発光素子。
【請求項２０】
電極と、
第１面内において前記電極の周りに設けられた積層体であって、
第１半導体層と、
前記第１面と交差する第１方向において前記第１半導体層と離間した第２半導体層と、
前記第１半導体層の少なくとも一部と前記第２半導体層との間に設けられた第３半導体層と、
を含む積層体と、
前記第１面に沿って広がり前記第２半導体層と前記電極とを接続する第１導電層と、
を備え、
前記第１導電層の外縁は、前記積層体の外縁の内側に位置する半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）などの半導体発光素子において、効率の向上と共に、信頼性の向上が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−３３２６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、高信頼性の半導体発光素子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態によれば、半導体発光素子は、積層体と、第１電極と、第２電極と、第１導電層と、を含む。前記積層体は、第１半導体層と、第２半導体層と、前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられた第３半導体層と、を含む。前記積層体は、第１領域と、前記第２半導体層と前記第１半導体層とが積層する第１方向と交差する第２方向において前記第１領域と並ぶ第２領域と、を含む。前記第１電極は、前記第１半導体層と電気的に接続される。前記第２電極は、前記第１領域と前記第２領域との間に設けられる。前記第１導電層は、前記第２半導体層と前記第２電極とを接続する。前記第１導電層の外縁は、前記積層体の外縁の内側に位置する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１（ａ）及び図１（ｂ）は、第１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２】図２（ａ）及び図２（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の一部を例示する模式的断面図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｆ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を例示する工程順模式的断面図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係る別の半導体発光素子を例示する模式的断面図である。
【図５】図５は、第１の実施形態に係る別の半導体発光素子を例示する模式的平面図である。
【図６】図６（ａ）及び図６（ｂ）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。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。  
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率などは、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率が異なって表される場合もある。  
なお、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。
【０００８】
（第１の実施形態）  
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、第１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１（ｂ）は、平面である。図１（ａ）は、図１（ｂ）のＡ１−Ａ２線断面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す矢印Ａｒの方向からみた平面図である。図１（ｂ）において、一部の要素を透視した状態を破線で表示している。
【０００９】
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、本実施形態に係る半導体発光素子１１０は、積層体１５と、第１電極４１と、第２電極５５と、第１導電層５１と、を含む。
【００１０】
積層体１５は、第１半導体層１０と、第２半導体層２０と、第３半導体層３０と、を含む。第１半導体層１０は、第１導電形である。第２半導体層２０は、第２導電形である。例えば、第１導電形はｎ形であり、第２導電形はｐ形である。実施形態において、第１導電形がｐ形であり、第２導電形がｎ形でも良い。以下では、第１導電形がｎ形であり、第２導電形がｐ形とする。
【００１１】
第３半導体層３０は、第１半導体層１０の少なくとも一部と、第２半導体層２０と、の間に設けられる。第３半導体層３０は、活性層である。第３半導体層３０は、例えば発光部である。第３半導体層３０の例については、後述する。
【００１２】
第２半導体層２０から第１半導体層１０に向かう方向を第１方向Ｄ１とする。第１方向Ｄ１は、第２半導体層２０と第１半導体層１０とが積層する方向である。第１方向Ｄ１をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向とＸ軸方向とに対して垂直な方向をＹ軸方向とする。
【００１３】
第１半導体層１０、第２半導体層２０及び第３半導体層３０には、例えば窒化物半導体が用いられる。
【００１４】
積層体１５は、Ｘ−Ｙ平面に沿って広がっている。積層体１５は、第１領域１１と、第２領域１２と、を含む。第２領域１２は、第１方向Ｄ１と交差する第２方向Ｄ２において、第１領域１１と並ぶ。第１領域１１と第２領域１２とを結ぶ方向が、第２方向Ｄ２に対応する。この例では、第２方向Ｄ２は、第１方向Ｄ１（Ｚ軸方向）に対して垂直である。第１領域１１と第２領域１２とは、第２方向Ｄ２とは異なる方向において連続している。例えば、第１領域と第２領域１２との間に孔１５ｈが設けられる。積層体１５において、第１領域と第２領域１２との間に不連続部が設けられている。この不連続部が、孔１５ｈに対応する。
【００１５】
第１電極４１は、第１半導体層１０と電気的に接続される。
【００１６】
本明細書において、電気的に接続されている状態は、第１導体と第２導体とが直接接している状態に加え、第１導体と第２導体との間に第３導体が挿入されて第３導体を介して第１導体及び第２導体の間に電流が流れる状態を含む。
【００１７】
第２電極５５は、積層体１５の第１領域１１と第２領域１２との間に設けられる。例えば、積層体１５に設けられる孔１５ｈの中に第２電極５５が設けられる。例えば、第２電極５５は、第１方向Ｄ１に積層体１５を貫通する。実施形態において、第２電極５５は、積層体１５の少なくとも一部を第１方向Ｄ１において貫通しても良い。例えば、第２電極５５のＺ軸方向の厚さは、積層体１５のＺ軸方向の厚さよりも厚くても良く、同じでも良く、薄くても良い。第１方向Ｄ１を軸として、第２電極５５の周りに積層体１５が設けられる。
【００１８】
第１導電層５１は、第２半導体層２０と第２電極５５とを接続する。第１導電層５１は、第１方向Ｄ１と交差する平面（例えばＸ−Ｙ平面）に沿って広がっている。
【００１９】
第１導電層５１は、第１導電部分５１ａと、第２導電部分５１ｂと、を含む。第２導電部分５１ｂは、第２方向Ｄ２において第１導電部分５１ａと並ぶ。第１導電層５１は、第１導電部分５１ａと第２導電部分５１ｂとの間の部分５１ｃをさらに含む。
【００２０】
第１導電部分５１ａは、Ｚ軸方向において積層体１５の第１領域１１と並ぶ。第２導電部分５１ｂは、Ｚ軸方向において積層体１５の第２領域１２と並ぶ。第１導電部分５１ａと第２導電部分５１ｂとの間に設けられる部分５１ｃは、Ｚ軸方向において、第２電極５５と並ぶ。
【００２１】
第２電極５５は、第１導電部分５１ａと第２導電部分５１ｂとの間に設けられる部分５１ｃと電気的に接続される。これにより、第２電極５５は、第１導電層５１を介して、第２半導体層２０と電気的に接続される。第２電極５５は、例えば、パッド電極として機能する。
【００２２】
この例では、第１電極４１と第１導電層５１との間に、積層体１５が配置される。第１電極４１と第１導電層５１との間に第１半導体層１０が配置される。第１半導体層１０と第１導電層５１との間に第３半導体層３０が配置される。第３半導体層３０と第１導電層５１との間に第２半導体層２０が配置される。
【００２３】
この例では、別のパッド電極４５がさらに設けられている。パッド電極４５は、第１電極４１と電気的に接続される。
【００２４】
第２電極５５と、パッド電極４５（第１電極４１）との間に電圧を印加する。第１導電層５１を介して、積層体１５に電流が供給される。これにより、第３半導体層３０から光が放出される。半導体発光素子１１０は、例えば、ＬＥＤである。
【００２５】
この例では、第１絶縁層６１がさらに設けられている。第１導電層５１の少なくとも一部（第１導電部分５１ａ及び第２導電部分５１ｂの少なくとも一部）は、第２半導体層２０と第１絶縁層６１との間に配置される。
【００２６】
第１導電部分５１ａは、第１領域１１と第１絶縁層６１との間に配置される。第２導電部分５１ｂは、第２領域１２と第１絶縁層６１との間に配置される。第１導電部分５１ａと第２導電部分５１ｂとの間に設けられる部分５１ｃは、第２電極５５と第１絶縁層６１との間に配置される。
【００２７】
本実施形態においては、第１導電層５１の外縁５１ｒは、積層体１５の外縁１５ｒの内側に位置する。例えば、第１方向Ｄ１と交差する平面（例えばＸ−Ｙ平面）に投影したときの第１導電層５１の外縁５１ｒは、その平面に投影したときの積層体１５の外縁１５ｒの内側に位置する。例えば、Ｚ軸方向に見たときに、外縁５１ｒは外縁１５ｒの内側である。例えば、Ｘ−Ｙ平面に投影したときに、外縁１５ｒは、外縁５１ｒの周りに設けられる。
【００２８】
すなわち、第１導電層５１の外縁５１ｒは、積層体１５に覆われる。これにより、第１導電層５１の剥がれなどが抑制される。剥がれは、外縁５１ｒにおいて生じることが多い。実施形態においては、例えば、外縁５１ｒにおける剥がれが抑制される。
【００２９】
外縁５１ｒが積層体１５により覆われることで、第１導電層５１の実質的な全面が、積層体１５及び第２電極５５により覆われる。第１導電層５１の劣化（例えばマイグレーションなど）が抑制される。化学反応などが抑制される。
【００３０】
実施形態によれば、例えば、半導体発光素子の動作信頼性が向上できる。高信頼性の半導体発光素子が提供できる。
【００３１】
この例では、第１導電層５１の外縁５１ｒは、第１絶縁層６１の外縁６１ｒの内側に位置する。外縁５１ｒは、第１絶縁層６１と積層体１５との間に挟まれる。第１導電層５１のうちの外縁部分が第１絶縁層６１と積層体１５とにより覆われることで、より高い信頼性が得られる。
【００３２】
実施形態において、第１導電層５１の外縁５１ｒと、積層体１５の外縁１５ｒと、の間の距離ｄｒ（第１方向Ｄ１に対して垂直な方向における距離）は、０．１マイクロメートル（μｍ）以上１０μｍ以下である。露光機の位置合わせ精度を考慮した際、ステッパなどの投影型露光装置を用いることで最小０．１μｍ以下の精度が期待できる。接触型露光装置を用いる場合には、１０μｍ程度のマージンを設ける場合がある。距離ｄｒが短いほど、発光面積を広がり、光出力を向上させることができる。距離ｄｒが長いほど、再現性が良好になるため、歩留まりを向上させることができる。これにより、製造工程のばらつきがある場合においても、第１導電層５１の外縁５１ｒを積層体１５の外縁１５ｒの内側に確実に配置できる。そして、広い発光面積を確保できる。
【００３３】
例えば、第１導電層５１の外縁５１ｒと、積層体１５の外縁１５ｒと、の間の距離ｄｒは、例えば、積層体１５の第１方向Ｄ１の厚さの０．２倍以上５倍以下である。積層体１５の側面のテーパ角は、例えば、３０度以上８０度以下の範囲である。テーパ角は、積層体１５の側面と、Ｘ−Ｙ平面との間の角度である。このテーパ角の範囲は、ウエット加工においても、ドライ加工においても得ることができる。製造工程の途中で外縁５１ｒと外縁１５ｒとの位置関係を光学顕微鏡観察する場合がある。テーパ角が８０度の時に、距離ｄｒが第１方向Ｄ１の厚さの０．２倍以上であると、観察が容易になる。テーパ角３０度の時には、距離ｄｒが第１方向Ｄ１の厚さの２倍以上であるときに、観察が容易になる。距離ｄｒが長いと、観察時の精度が上がる。距離ｄｒを長くすることで、例えば、高い歩留まりを得やすい。距離ｄｒが過度に長いと、発光面積が狭くなる。このため、距離ｄｒは、第１方向Ｄ１の厚さの５倍以下が好ましい。高い信頼性と共に、広い発光面積が得られる。
【００３４】
この例では、金属層５２がさらに設けられている。金属層５２は、第２半導体層２０と第１導電層５１との間に設けられる。金属層５２は、銀、ロジウム、及び、銀合金の少なくともいずれかを含む。金属層５２として、銀層、ロジウム、または、銀合金層が用いられる。高い光反射率が得られる。金属層５２と第２半導体層２０との間において、低いコンタクト抵抗が得られる。
【００３５】
例えば、第３半導体層３０から放出される光に対する金属層５２の反射率は、第１導電層５１の、その光に対する反射率よりも高い。
【００３６】
一方、第１導電層５１には、銀、ロジウム、アルミニウム、銅及び金の少なくともいずれかが用いられる。これにより、第１導電層５１において、低い電気抵抗と、高い安定性が得られる。  
後述するように、実施形態において、金属層５２は、省略しても良い。
【００３７】
第１電極４１には、例えば、アルミニウム、チタン、白金、及びＡｕの少なくともいずれかが用いられる。  
パッド電極４５には、例えば、アルミニウム、チタン、白金、及びＡｕの少なくともいずれかが用いられる。
【００３８】
この例では、第２絶縁層８１がさらに設けられる、第２絶縁層８１は、積層体１５の第１領域１１と第２電極５５との間に設けられる。第２絶縁層８１は、積層体１５の第２領域１２と第２電極５５との間にさらに設けられる。例えば、積層体１５の孔１５ｈの側面に、第２絶縁層８１が設けられる。孔１５ｈ内側において、第２絶縁層８１で囲まれた領域に第２電極５５が配置される。第２絶縁層８１により第２電極５５と積層体１５とが絶縁される。信頼性が向上する。
【００３９】
第２絶縁層８１は、積層体１５の側面１５ｓを覆う。側面１５ｓは、Ｘ−Ｙ平面と交差する。例えば、側面１５ｓはテーパ状である。側面１５ｓと、Ｘ−Ｙ平面との間の角度は、３０度以上８０度以下である。第２絶縁層８１の被覆性が高まる。信頼性がより向上する。
【００４０】
第２絶縁層８１の一部は、第１絶縁層６１と接している。これにより、積層体１５の側面１５ｓ及び第１導電層５１の外縁５１ｒが、第１絶縁層６１及び第２絶縁層８１により覆われ得る。より高い信頼性が得られる。
【００４１】
第１絶縁層６１及び第２絶縁層８１には、例えばシリコン、アルミニウム、ジルコニウム、ハフニウム及びチタンからなる群から選択された少なくとも１つを含む酸化物、その群から選択された少なくとも１つを含む窒化物、並びに、その群から選択された少なくとも１つを含む酸窒化物の少なくともいずれかを用いても良い。第１絶縁層６１及び第２絶縁層８１には、例えば、酸化シリコンが用いられる。光の吸収が少ない。そして、高い信頼性が得られる。窒化シリコンを用いた場合は、高い熱伝導性が得られる。そして、低い熱抵抗が得られる。
【００４２】
この例では、積層体１５の表面に凹凸が設けられている。凹凸は、複数の凸部１０ｐを含む。例えば、第１半導体層１０は、第１面１０ａと、第２面１０ｂと、を有する。第１面１０ａは、第３半導体層３０に対向する。第２面１０ｂは、第１面１０ａとは反対側の面である。凹凸（複数の凸部１０ｐ）は、第２面１０ｂに設けられる。積層体１５は、第１面１５ａと第２面１５ｂとを有する。第１面１５ａは、金属層５２に対向する。第２面１５ｂは、第１面１５ａとは反対側の面である。凹凸（複数の凸部１０ｐ）は、第２面１５ｂに設けられる。
【００４３】
第１方向Ｄ１に対して垂直な方向（例えば第２方向Ｄ２でもよい）における凸部１０ｐの幅１０ｗは、第３半導体層３０から放出される光の波長（ピーク波長）の０．５倍以上３０倍以下である。これにより、光の進行方向を変えることができ、光の取り出し効率が向上する。第３半導体層３０から放出される光の強度は、ピーク波長において実質的にピーク（最高）となる。
【００４４】
実施形態において、低不純物濃度膜（後述）がさらに設けられても良い。低不純物濃度膜と第３半導体層３０との間に第１半導体層１０が配置される。上記の凹凸（複数の凸部１０ｐ）は、低不純物濃度膜の表面に設けられても良い。
【００４５】
この例では、基体７２（例えば支持基板）がさらに設けられている。第１導電層５１は、基体７２と積層体１５との間に配置される。第１絶縁層６１は、基体７２と第１導電層５１との間に配置される。基体７２には、例えば、シリコン基板などが用いられる。基体７２として、金属板を用いても良い。これにより、高い熱伝導性が得られる。基体７２として、絶縁板（サファイア基板、アルミナ基板、または、セラミック板など）を用いても良い。
【００４６】
この例では、ボンディング層７３がさらに設けられている。ボンディング層７３は、基体７２と第１絶縁層６１との間に設けられる。ボンディング層７３は、基体７２と第１絶縁層６１とをボンディングする。ボンディング層７３には、例えば、はんだが用いられる。例えば、誘電体同士のインシュレーターボンディングが用いられる。
【００４７】
この例では、裏面層７１が設けられている。例えば、裏面層７１を介して、半導体発光素子１１０は、実装部品に固定される。
【００４８】
実施形態において、基体７２として、めっき層などを用いても良い。この場合には、ボンディング層７３が省略できる。
【００４９】
この例では、第１電極４１は細線状である。第１電極４１は、例えば、Ｘ軸方向に延在する部分と、Ｙ軸方向に延在する部分と、を含む。細線状の第１電極４１により、電流をＸ−Ｙ面内で広げることができる。光の遮蔽領域を小さくできる。高い発光効率率が得られる。
【００５０】
図２（ａ）及び図２（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の一部を例示する模式的断面図である。  
図２（ａ）は、第３半導体層３０を含む部分を例示している。図２（ｂ）は、第１導電層５１を含む部分を例示している。
【００５１】
図２（ａ）に示すように、第３半導体層３０は、複数の障壁層３１と、複数の障壁層３１どうしの間に設けられた井戸層３２と、を含む。例えば、複数の障壁層３１と、複数の井戸層３２と、がＺ軸方向に沿って交互に並ぶ。
【００５２】
井戸層３２は、例えば、Ａｌｘ１Ｇａ１−ｘ１−ｘ２Ｉｎｘ２Ｎ（０≦ｘ１≦１、０≦ｘ２≦１、ｘ１＋ｘ２≦１）を含む。障壁層３１は、Ａｌｙ１Ｇａ１−ｙ１−ｙ２Ｉｎｙ２Ｎ（０≦ｙ１≦１、０≦ｙ２≦１、ｙ１＋ｙ２≦１）を含む。障壁層３１におけるバンドギャップエネルギーは、井戸層３２におけるバンドギャップエネルギーよりも大きい。
【００５３】
例えば、第３半導体層３０は、単一量子井戸（ＳＱＷ：Single Quantum Well）構成を有する。このとき、第３半導体層３０は、２つの障壁層３１と、その障壁層３１の間に設けられた井戸層３２と、を含む。
【００５４】
例えば、第３半導体層３０は、多重量子井戸（ＭＱＷ:Multi Quantum Well）構成を有しても良い。このとき、第３半導体層３０は、３つ以上の障壁層３１と、障壁層３１どうしのそれぞれの間に設けられた井戸層３２と、を含む。
【００５５】
例えば、第３半導体層３０は、（ｎ＋１）個の障壁層３１と、ｎ個の井戸層３２と、を含む（ｎは、２以上の整数）。第（ｉ＋１）障壁層ＢＬ（ｉ＋１）は、第ｉ障壁層ＢＬｉと第２半導体層２０との間に配置される（ｉは、１以上（ｎ−１）以下の整数）。第（ｉ＋１）井戸層ＷＬ（ｉ＋１）は、第ｉ井戸層ＷＬｉと第２半導体層２０との間に配置される。第１障壁層ＢＬ１は、第１半導体層１０と第１井戸層ＷＬ１との間に設けられる。第ｎ井戸層ＷＬｎは、第ｎ障壁層ＢＬｎと第（ｎ＋１）障壁層ＢＬ（ｎ＋１）との間に設けられる。第（ｎ＋１）障壁層ＢＬ（ｎ＋１）は、第ｎ井戸層ＷＬｎと第２半導体層２０との間に設けられる。
【００５６】
第３半導体層３０から放出される光（発光光）のピーク波長は、例えば２１０ナノメートル（ｎｍ）以上７８０ｎｍ以下である。ただし、実施形態において、ピーク波長は任意である。
【００５７】
第１半導体層１０には、例えば、ｎ形不純物を含むＧａＮ層が用いられる。ｎ形不純物には、Ｓｉ、Ｏ、Ｇｅ、Ｔｅ及びＳｎの少なくともいずれかが用いられる。第１半導体層１０は、例えば、ｎ側コンタクト層を含む。
【００５８】
第２半導体層２０には、例えば、ｐ形不純物を含むＧａＮ層が用いられる。ｐ形不純物には、Ｍｇ、Ｚｎ及びＣの少なくともいずれかが用いられる。第２半導体層２０は、例えば、ｐ側コンタクト層を含む。
【００５９】
第１半導体層１０の厚さは、例えば、１００ｎｍ以上１００００ｎｍ以下である。  
第２半導体層２０の厚さは、例えば、１０ｎｍ以上５０００ｎｍ以下である。  
第３半導体層３０の厚さは、例えば、０．３ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である。  
障壁層３１の厚さは、例えば、０．１ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。  
井戸層３２の厚さは、例えば、０．１ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。
【００６０】
図２（ｂ）に示す例では、第１導電層５１は、第１金属膜５６ｐ、第２金属膜５６ｑ及び第３金属膜５６ｒを含む。第２金属膜５６ｑは、第１金属膜５６ｐと第２半導体層２０との間に設けられる。第３金属膜５６ｒは、第２金属膜５６ｑと第２半導体層２０との間に設けられる。  
例えば、第１金属膜５６ｐには、金属層５２に対する密着性に優れた金属を用いても良い。例えば、第２金属膜５６ｑには、抵抗率の低い金属を用いても良い。これにより、例えば、電流を広げることができる。第３金属膜５６ｒには、例えば、金属層５２に対する密着性に優れた金属を用いても良い。
【００６１】
第１金属膜５６ｐは、例えば、Ｎｉ、Ｔｉ及びＡｌの少なくともいずれかを含む。  
第２金属膜５６ｑは、例えば、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ｒｈ及びＣｕの少なくともいずれかを含む。  
第３金属膜５６ｒは、例えば、Ｎｉ、Ｔｉ及びＡｌの少なくともいずれかを含む。
【００６２】
第１導電層５１が積層構造を有することで、低い電気抵抗と、高い信頼性と、が得易くなる。
【００６３】
金属層５２は、積層構造を有しても良い。金属層５２は、金属膜５２ａと、金属膜５２ａと第２半導体層２０との間に設けられた金属膜５２ｂと、を含んでも良い。例えば、金属膜５２ｂにおけるＰｔの濃度は、金属膜５２ａにおけるＰｔの濃度よりも高い。金属膜５２ｂは、島状に点在しても良い。
【００６４】
以下、半導体発光素子１１０の製造方法の例について説明する。  
図３（ａ）〜図３（ｆ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を例示する工程順模式的断面図である。  
図３（ａ）に示すように、基板１８の上に、低不純物濃度膜１６ｆを形成する。低不純物濃度膜１６ｆは、例えばバッファ膜（例えば、Ａｌを含む窒化物半導体膜の積層膜など）を含む。低不純物濃度膜１６ｆは、さらに、ノンドープの窒化物半導体膜（ノンドープのＧａＮ層など）を含んでも良い。低不純物濃度膜１６ｆの上に、第１半導体層１０となる第１半導体膜１０ｆを形成する。第１半導体膜１０ｆの上に、第３半導体層３０となる活性膜３０ｆを形成する。活性膜３０ｆの上に、第２半導体層２０となる第２半導体膜２０ｆを形成する。これにより、積層膜１５ｆが得られる。
【００６５】
これらの膜の形成においては、エピタキシャル結晶成長が行われる。例えば、有機金属気相堆積（Metal-Organic Chemical Vapor Deposition：ＭＯＣＶＤ）法、有機金属気相成長（Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy：ＭＯＶＰＥ）法、分子線エピタキシー（Molecular Beam Epitaxy：ＭＢＥ）法、及び、ハライド気相エピタキシー（Halide Vapor Phase Epitaxy：ＨＶＰＥ）法などが用いられる。
【００６６】
基板１８には、例えば、Ｓｉ、ＳｉＯ２、ＡｌＯ２、石英、サファイア、ＧａＮ、ＳｉＣ及びＧａＡsのいずれかの基板が用いられる。基板１８には、それらを組み合わせた基板を用いても良い。基板１８の面方位は任意である。
【００６７】
図３（ｂ）に示すように、第２半導体膜２０ｆの上に、所定の形状の金属層５２を形成する。金属層５２の上、及び、第２半導体層２０の上に、第１導電層５１を形成する。その上に、第１絶縁層６１を形成する。
【００６８】
図３（ｃ）に示すように、ボンディング層７３を介して、第１絶縁層６１と基体７２とを固定する。
【００６９】
図３（ｄ）に示すように、基板１８を除去する。この例では、低不純物濃度膜１６ｆの少なくとも一部が残っている。低不純物濃度膜１６ｆの表面が露出する。実施形態において、低不純物濃度膜１６ｆを除去しても良い。この場合は、第１半導体膜１０ｆ（第１半導体層１０）の表面が露出する。実施形態において、便宜的に、低不純物濃度膜１６ｆを第１半導体層１０に含めても良い。
【００７０】
図３（ｅ）に示すように、積層膜１５ｆの一部を除去する。除去には、例えば、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）などが用いられる。このときに、孔１５ｈ（積層体１５の不連続部）を形成する。これにより、積層膜１５ｆから、積層体１５が得られる。
【００７１】
このとき、実施形態においては、積層体１５の外縁１５ｒを第１導電層５１の外縁５１ｒの外側に位置させる。例えば、積層膜１５ｆを加工する際のマスクの形状により、これが実施できる。
【００７２】
実施形態においては、第１導電層５１の外縁５１ｒが積層体１５の外縁１５ｒに覆われているので、積層膜１５ｆの加工において第１導電層５１の外縁５１ｒにはダメージが生じ難い。例えば、第１導電層５１の外縁５１ｒが積層体１５に覆われていない場合は、積層膜１５ｆの、加工の方法及び加工の条件によっては、第１導電層５１の外縁分部にダメージが生じる場合がある。例えば、第１導電層５１の外縁部分において、剥がれが生じる場合がある。実施形態においては、ダメージや剥がれが抑制できるので、例えば、高い歩留まりが得られる。
【００７３】
凹凸（複数の凸部１０ｐ）を形成する。例えば、酸を用いたウエット処理により、凹凸が形成できる。
【００７４】
図３（ｆ）に示すように、第２絶縁層８１を形成する。
【００７５】
この後、第１電極４１、パッド電極４５、第２電極５５及び裏面層７１を形成する。ウェーハを所定の形状で分断する。これにより、半導体発光素子１１０が得られる。  
上記の製造工程において、技術的に可能な範囲で、処理の順序を入れ替えても良い。適宜、アニール処理を行っても良い。
【００７６】
図４は、第１の実施形態に係る別の半導体発光素子を例示する模式的断面図である。  
図４に示すように、実施形態に係る別の半導体発光素子１１１においては、金属層５２が省略されている。この場合には、第１導電層５１には、例えばロジウム膜が用いられる。これにより、高い光反射率とともに、低いコンタクト抵抗が得られる。
【００７７】
図５は、第１の実施形態に係る別の半導体発光素子を例示する模式的平面図である。  
図５に示すように、実施形態に係る別の半導体発光素子１１２においては、第１電極４１の形状が、半導体発光素子１１０の場合とは異なる。
【００７８】
半導体発光素子１１２においては、第１電極４１は、チップの外縁（例えば、基体７２及びボンディング層７３の外縁）に沿って延在する部分を含む。そして、第１電極４１の他の一部は、チップの中心部を横断して延在する。さらに、第１電極４１の一部は、第２電極５５の近傍においては、第２電極５５の平面形状に沿うように延在している。発光強度の面内での均一性が高まる。
【００７９】
本実施形態においては、半導体発光素子１１０〜１１２は、電極（第２電極５５）を含む。積層体１５は、第１面（Ｘ−Ｙ平面）内において、電極（第２電極５５）の周りに設けられる。積層体１５において、第２半導体層２０は、第１面（Ｘ−Ｙ平面）と交差する第１方向Ｄ１において、第１半導体層１０と離間する。第１導電層５１は、第１面（Ｘ−Ｙ面）に沿って広がり、第２半導体層２０と電極（第２電極５５）とを接続する。そして、第１面に投影したときの第１導電層５１の外縁５１ｒは、第１面に投影したときの積層体１５の外縁１５ｒの内側に位置する。
【００８０】
（第２の実施形態）  
図６（ａ）及び図６（ｂ）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６（ｂ）は、平面である。図６（ａ）は、図６（ｂ）のＡ１−Ａ２線断面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す矢印Ａｒの方向からみた平面図である。図６（ｂ）において、一部の要素を透視した状態を破線で表示している。
【００８１】
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、本実施形態に係る半導体発光素子１２０も、積層体１５と、第１電極４１と、第２電極５５と、第１導電層５１と、を含む。以下、半導体発光素子１２０について、第１の実施形態とは異なる部分について説明する。
【００８２】
第１半導体層１０は、第１部分１７ａと、第２部分１７ｂと、を含む。第１部分１７ａは、第１半導体層１０のうちの一部（第３半導体層３０が設けられる部分）である。第３半導体層３０は、第１部分１７ａと第２半導体層２０との間に設けられる。
【００８３】
第２部分１７ｂは、第１方向Ｄ１と交差する方向（例えば第２方向Ｄ２でも良い）において、第１部分１７ａと並ぶ。
【００８４】
例えば、積層体１５（積層膜１５ｆ）において、凹部が設けられる。凹部は、第２半導体層２０の一部及び第３半導体層３０の一部を除去して設けられる。この凹部に第１電極４１が設けられる。凹部が設けられる部分が、第２部分１７ｂに対応する。
【００８５】
第１電極４１は、第２部分１７ｂと接続される。例えば、Ｘ−Ｙ平面に投影したときに、第１電極４１は、第２部分１７ｂと重なる。
【００８６】
互いに離間した複数の第２部分１７ｂが設けられる。これに対応して、互いに離間した複数の第１電極４１が設けられる。複数の第１電極４１のそれぞれは、島状に設けられる。複数の第２部分１７ｂが、Ｘ−Ｙ平面内において、並ぶ（例えばマトリクス状に配置される）。これに対応して、複数の第１電極４１は、Ｘ−Ｙ平面内において、並ぶ（例えばマトリクス状に配置される）。
【００８７】
例えば、第２導電層７６がさらに設けられる。第１導電層５１は、第２導電層７６と第２半導体層２０との間に配置される。第１絶縁層６１は、第２導電層７６と第１導電層５１との間に配置される。第１電極４１は、第２部分１７ｂと第２導電層７６との間に配置される。
【００８８】
この例では、基体７５がさらに設けられる。基体７５と第１絶縁層６１との間に、第２導電層７６が配置される。基体７５と第１電極４１との間に、第２導電層７６の一部が配置される、基体７５は、例えば導電性である。基体７５は、第２導電層７６を介して、第１電極４１と電気的に接続される。第２導電層７６は、第１絶縁層６１により、第１導電層５１と絶縁される。
【００８９】
基体７５と第２電極５５との間に電圧を印加する。第１導電層５１及び第２導電層７６を介して、積層体１５に電流が供給される。これにより第３半導体層３０から光が放出される。
【００９０】
この例においても、第１導電層５１の外縁５１ｒは、積層体１５の外縁１５ｒの内側に位置する。例えば，Ｘ−Ｙ平面に投影したときの第１導電層５１の外縁５１ｒは、Ｘ−Ｙ平面に投影したときの積層体１５の外縁１５ｒの内側に位置する。さらに、この例では、第１導電層５１の外縁５１ｒは、第１絶縁層６１の外縁６１ｒの内側に位置する。
【００９１】
半導体発光素子１２０においても、第１導電層５１の外縁５１ｒが積層体１５で覆われるため、高い信頼性が得られる。そして、第１導電層５１の外縁５１ｒの剥がれなどが抑制され、高い歩留まりが得られる。
【００９２】
第１絶縁層６１は、積層体１５の側面を覆っている。例えば、第２半導体層２０は、第２半導体端部２０ｓを有する。第２半導体端部２０ｓは、例えば、第１方向Ｄ１に対して垂直な平面（Ｘ−Ｙ平面）と交差する側面を含む。第３半導体層３０は、第３半導体層端部３０ｓを有する。第３半導体端部３０ｓは、例えば、Ｘ−Ｙ平面と交差する側面を含む。第１絶縁層６１は、第２半導体端部２０ｓ及び第３半導体層端部３０ｓを覆う。これにより、第１導電層５１と第２半導体層２０との間、及び、第１導電層５１と第３半導体層３０との間において、電気的な絶縁が得られる。
【００９３】
例えば、第２半導体層２０の一部（部分２０ｐ）は、第１導電層５１と接している。そして、第２半導体層の他の一部（部分２０ｑ）は、第１絶縁層６１と接している。第２半導体層２０の部分２０ｑと、第１導電層５１と、の間は、第１絶縁層６１により絶縁される。
【００９４】
この例では、金属層５２が省略されている。半導体発光素子１２０において、金属層５２をさらに設けても良い。
【００９５】
実施形態によれば、高信頼性の半導体発光素子が提供できる。
【００９６】
なお、本明細書において「窒化物半導体」とは、ＢｘＩｎｙＡｌｚＧａ１−ｘ−ｙ−ｚＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，０≦ｚ≦１，ｘ＋ｙ＋ｚ≦１）なる化学式において組成比ｘ、ｙ及びｚをそれぞれの範囲内で変化させた全ての組成の半導体を含むものとする。またさらに、上記化学式において、Ｎ（窒素）以外のＶ族元素もさらに含むもの、導電形などの各種の物性を制御するために添加される各種の元素をさらに含むもの、及び、意図せずに含まれる各種の元素をさらに含むものも、「窒化物半導体」に含まれるものとする。
【００９７】
なお、本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。
【００９８】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、半導体発光素子に含まれる第１半導体層、第２半導体層、第３半導体層、積層体、第１電極、第２電極、第１導電層、金属層、第１絶縁層、及び第２絶縁層などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
【００９９】
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
【０１００】
その他、本発明の実施の形態として上述した半導体発光素子を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての半半導体発光素子も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【０１０１】
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【０１０２】
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】
【０１０３】
１０…第１半導体層、  １０ａ…第１面、  １０ｂ…第２面、  １０ｆ…第１半導体膜、  １０ｐ…凸部、  １０ｗ…幅、  １１…第１領域、  １２…第２領域、  １５…積層体、  １５ａ…第１面、  １５ｂ…第２面、  １５ｆ…積層膜、  １５ｈ…孔、  １５ｒ…外縁、  １５ｓ…側面、  １６ｆ…低不純物濃度膜、  １７ａ…第１部分、  １７ｂ…第２部分、  １８…基板、  ２０…第２半導体層、  ２０ｆ…第２半導体膜、  ２０ｐ、２０ｑ…部分、  ２０ｓ…第２半導体端部、  ３０…第３半導体層、  ３０ｆ…活性膜、  ３０ｓ…第３半導体層端部、  ３１…障壁層、  ３２…井戸層、  ４１…第１電極、  ４５…パッド電極、  ５１…第１導電層、  ５１ａ…第１導電部分、  ５１ｂ…第２導電部分、  ５１ｃ…部分、  ５１ｒ…外縁、  ５２…金属層、  ５２ａ、５２ｂ…金属膜、  ５５…第２電極、  ５６ｐ…第１金属膜、  ５６ｑ…第２金属膜、  ５６ｒ…第３金属膜、  ６１…第１絶縁層、  ６１ｒ…外縁、  ７１…裏面層、  ７２…基体、  ７３…ボンディング層、  ７５…基体、  ７６…第２導電層、  ８１…第２絶縁層、  １１０、１１１、１１２、１２０…半導体発光素子、  ＢＬ…障壁層、  Ｄ１…第１方向、  Ｄ２…第２方向、  ＷＬ…井戸層、  ｄｒ…距離
【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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