(57)【要約】【課題】（ＡｌｘＧａｙＩｎｚ）２Ｏ３（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）結晶を母結晶として有する基板に接続された、光反射率の高いｎ側電極とを有する発光素子を提供する。【解決手段】一実施の形態において、（ＡｌｘＧａｙＩｎｚ）２Ｏ３結晶を母結晶として有するｎ型半導体基板１０と、ｎ型半導体基板１０に接続されるｎ側電極１５と、を有し、ｎ側電極１５は、ｎ型半導体基板１０に接触するＴｉ層１５ａと、Ｔｉ層１５ａ上のＡｇを主成分とするＡｇ層１５ｂとを含む積層構造を有する、発光素子１を提供する。【選択図】図１
2016015375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ＡｌｘＧａｙＩｎｚ）２Ｏ３（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）結晶を母結晶として有するｎ型半導体基板と、
前記ｎ型半導体基板に接続されるｎ側電極と、
を有し、
前記ｎ側電極は、前記ｎ型半導体基板に接触するＴｉ層と、前記Ｔｉ層上のＡｇを主成分とするＡｇ層とを含む積層構造を有する、
発光素子。
【請求項２】
前記Ｔｉ層の厚さが４．５ｎｍ以下である、
請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記Ｔｉ層の厚さが２ｎｍ以下である、
請求項２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記Ｔｉ層の厚さが０．５ｎｍ以上である、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項５】
前記Ａｇ層のＡｇ濃度が９５％以上である、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項６】
前記ｎ型半導体基板がＧａ２Ｏ３結晶からなる、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項７】
前記ｎ側電極上に、バリアメタルとＡｕを主成分とするパッド層とを含む積層構造を有するパッド電極が形成され、
前記バリアメタルは、前記ｎ側電極と前記パッド層との間に位置し、前記Ａｇ層に含まれるＡｇと前記パッド層に含まれるＡｕとの反応を防ぐ、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項８】
前記ｎ側電極が貫通電極である、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｇａ２Ｏ３基板上に形成されたＬＥＤ素子が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１のＬＥＤ素子においては、Ｇａ２Ｏ３基板に接続されるｎ側電極として、Ｔｉ膜とＡｕ膜を積層した積層構造を有するＴｉ／Ａｕ電極が用いられている。ＴｉはＧａ２Ｏ３と低抵抗でオーミック接触するため、Ｔｉ／Ａｕ電極とＧａ２Ｏ３基板の接触抵抗を低くすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５０７８０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、Ｔｉは光反射率があまり高くないため、特許文献１のＬＥＤ素子においては、Ｔｉ／Ａｕ電極がＧａ２Ｏ３基板内を進んでＴｉ／Ａｕ電極へ向かう光を吸収し、ＬＥＤ素子の光取出効率を低下させる原因となっている。
【０００６】
本発明の目的の１つは、（ＡｌｘＧａｙＩｎｚ）２Ｏ３（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）結晶を母結晶として有する基板に接続された、光反射率の高いｎ側電極とを有する発光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、上記目的を達成するために、以下の［１］〜［８］の発光素子を提供する。
【０００８】
［１］（ＡｌｘＧａｙＩｎｚ）２Ｏ３（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）結晶を母結晶として有するｎ型半導体基板と、前記ｎ型半導体基板に接続されるｎ側電極と、を有し、前記ｎ側電極は、前記ｎ型半導体基板に接触するＴｉ層と、前記Ｔｉ層上のＡｇを主成分とするＡｇ層とを含む積層構造を有する、発光素子。
【０００９】
［２］前記Ｔｉ層の厚さが４．５ｎｍ以下である、前記［１］に記載の発光素子。
【００１０】
［３］前記Ｔｉ層の厚さが２ｎｍ以下である、前記［２］に記載の発光素子。
【００１１】
［４］前記Ｔｉ層の厚さが０．５ｎｍ以上である、前記［１］〜［３］のいずれか１項に記載の発光素子。
【００１２】
［５］前記Ａｇ層のＡｇ濃度が９５％以上である、前記［１］〜［４］のいずれか１項に記載の発光素子。
【００１３】
［６］前記ｎ型半導体基板がＧａ２Ｏ３結晶からなる、前記［１］〜［５］のいずれか１項に記載の発光素子。
【００１４】
［７］前記ｎ側電極上に、バリアメタルとＡｕを主成分とするパッド層とを含む積層構造を有するパッド電極が形成され、前記バリアメタルは、前記ｎ側電極と前記パッド層との間に位置し、前記Ａｇ層に含まれるＡｇと前記パッド層に含まれるＡｕとの反応を防ぐ、前記［１］〜［６］のいずれか１項に記載の発光素子。
【００１５】
［８］前記ｎ側電極が貫通電極である、前記［１］〜［７］のいずれか１項に記載の発光素子。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、（ＡｌｘＧａｙＩｎｚ）２Ｏ３（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）結晶を母結晶として有する基板に接続された、光反射率の高いｎ側電極とを有する発光素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１（ａ）は、第１の実施の形態に係る発光素子の垂直断面図である。図１（ｂ）は、発光素子のｎ型電極とパッド電極の拡大断面図である。
【図２】図２は、ｎ側電極のＴｉ層の厚さと、ｎ側電極とｎ型半導体基板の接触抵抗との関係を示すグラフである。
【図３】図３は、ｎ側電極のＴｉ層の厚さと、ｎ側電極のＴｉ層側から入射する光の反射率との関係を示すグラフである。
【図４】図４は、第２の実施の形態に係る発光素子の垂直断面図である。
【図５】図５は、第３の実施の形態に係る発光素子の垂直断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
〔第１の実施の形態〕
（発光素子の構造）
図１（ａ）は、第１の実施の形態に係る発光素子１の垂直断面図である。
【００１９】
発光素子１は、ｎ型半導体基板１０と、ｎ型半導体基板１０の一方の表面に誘電体層１１を介して形成されたｎ型半導体層１２と、ｎ型半導体層１２のｎ型半導体基板１０の反対側に形成されたｐ型半導体層１４と、ｎ型半導体層１２とｐ型半導体層１４に挟まれた発光層１３と、ｎ型半導体基板１０のｎ型半導体層１２と反対側の面上に接続されたｎ側電極１５と、ｎ側電極１５のｎ型半導体基板１０と反対側の面上のパッド電極１６と、ｐ型半導体層１４の発光層１３と反対側の面上に接続されたｐ側電極１７と、ｐ側電極１７のｐ型半導体層１４と反対側の面上のパッド電極１８とを有する。
【００２０】
また、誘電体層１１、ｎ型半導体層１２、発光層１３、ｐ型半導体層１４から構成される積層体の側面は、ＳｉＯ２等の絶縁材料からなる絶縁膜１９に覆われる。
【００２１】
図１（ｂ）は、発光素子１のｎ型電極１５とパッド電極１６の拡大断面図である。
【００２２】
ｎ側電極１５は、ｎ側電極１５がｎ型半導体基板１０にオーミック接触するための、ｎ型半導体基板１０に接触するＴｉ層１５ａと、Ｔｉ層１５ａを透過する光を反射するためのＡｇ層１５ｂとを含む積層構造を有する。図１（ｂ）の矢印は、発光層１３から発せられてｎ側電極１５により反射される光の経路を概略的に表すものである。
【００２３】
Ｔｉ層１５ａは、Ｔｉからなる。Ｔｉは、ｎ型の（ＡｌｘＧａｙＩｎｚ）２Ｏ３（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）結晶と低抵抗でオーミック接触するが、光反射率が低いという性質を有する。
【００２４】
Ａｇ層１５ｂは、Ａｇを主成分とする材料、すなわち、Ａｇ又はＡｇ合金からなる。Ａｇ層１５ｂのＡｇ濃度は、反射率を高めるために、９５％以上であることが好ましい。
【００２５】
Ｔｉ層１５ａの厚さは、発光層１３から発せられる光のＴｉ層１５ａによる吸収を抑えて、ｎ側電極１５の反射率の低下を抑えるために、４．５ｎｍ以下であることが好ましく、２ｎｍ以下であることがより好ましい。また、ｎ側電極１５をｎ型半導体基板１０に低抵抗で接触させるために０．５ｎｍ以上であることが好ましい。
【００２６】
Ａｇ層１５ｂの厚さは、発光層１３から発せられる光を透過せずに反射できる厚さであればよく、例えば、２７０ｎｍである。
【００２７】
パッド電極１６は、密着層１６ａ、バリアメタル１６ｂ、パッド層１６ｃを含む積層構造を有する。パッド層１６ｃは、ワイヤーボンディング等により外部電極が接続される低抵抗の層であり、Ａｕからなる。バリアメタル１６ｂは、Ａｇ層１５ｂに含まれるＡｇのＡｇ層１５ｂからパッド層１６ｃへの拡散を防ぎ、Ａｇ層１５ｂに含まれるＡｇとパッド電極１６に含まれるＡｕとの反応を防ぐ。密着層１６ａは、パッド電極１６をｎ側電極１５に密着させるための層である。
【００２８】
密着層１６ａは、例えば、厚さ１０ｎｍのＮｉ膜からなる。バリアメタル１６ｂは、例えば、厚さ５０ｎｍのＴｉ膜と、厚さ２０ｎｍのＰｔ膜とから構成される積層構造を有する。パッド層１６ｃは、例えば、厚さ４０００ｎｍのＡｕ膜からなる。
【００２９】
ｐ側電極１７は、ｐ型半導体層１４にオーミック接合する電極であり、例えば、厚さ２７０ｎｍのＡｇ濃度９９％のＡｇ合金膜と、厚さ１０ｎｍのＮｉ膜と、厚さ１０ｎｍのＡｕ膜とを積層した積層構造を有する。
【００３０】
パッド電極１８は、例えば、厚さ１００ｎｍのＴｉ膜、厚さ５０ｎｍのＰｔ膜、厚さ５００ｎｍのＡｕ膜を積層した積層構造を有する。
【００３１】
ｎ型半導体基板１０は、（ＡｌｘＧａｙＩｎｚ）２Ｏ３（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）結晶を母結晶として有し、Ｓｉ等のｎ型ドーパントを含む。
【００３２】
ｎ型半導体基板１０のｎ型ドーパントの濃度は、高いほど電気抵抗が下がるが、光吸収が大きくなるという問題がある。そのため、ｎ型半導体基板１０のｎ型ドーパントの濃度は、光吸収を抑えるため、１×１０１９／ｃｍ−３以下であることが好ましく、５×１０１８／ｃｍ−３以下であることがより好ましい。また、導電性を確保するために、５×１０１7／ｃｍ−３以上であることが好ましい。
【００３３】
ｎ型半導体基板１０は、ｎ側電極１５が形成される側の面に凹凸を有することが好ましい。この凹凸の形成により、発光素子１の光取出効率が向上する。
【００３４】
ｎ型半導体層１２は、ＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）結晶を母結晶として有し、Ｓｉ等のｎ型ドーパントを含む。ｎ型半導体層１２は、ｎ型クラッド層から構成される単層構造、又はｎ型クラッド層を含む多層構造を有し、例えば、厚さ５μｍのｎ型クラッド層からなる単層構造を有する。
【００３５】
発光層１３は、例えば、５層の厚さ２ｎｍのアンドープ（ＩｎｘＧａ１−ｘ）Ｎ（０≦ｘ≦１）結晶膜と５層の厚さ６ｎｍのアンドープ（ＩｎｙＧａ１−ｙ）Ｎ（０≦ｙ≦１、ｙ≦ｘ）結晶膜が１層ずつ交互に積層された多重量子井戸構造を有する。発光層１３の発光波長は、例えば、４５０ｎｍである。
【００３６】
ｐ型半導体層１４は、ＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）結晶を母結晶として有し、Ｍｇ等のｐ型ドーパントを含む。ｐ型半導体層１４は、ｐ型クラッド層から構成される単層構造、又はｐ型クラッド層を含む多層構造を有し、例えば、発光層１３に接する厚さ５０ｎｍのｐ型クラッド層と、ｐ側電極１７に接する厚さ１０ｎｍのｐ型コンタクト層とからなる多層構造を有する。
【００３７】
誘電体層１１は、ＳｉＮを主成分とするＳｉＮ層やＨｆＯ２を主成分とするＨｆＯ２層等の、ｎ型半導体基板１０との屈折率の差が０．１５以下である誘電体層である。例えば、ｎ型半導体基板１０の屈折率が１．９である場合は、誘電体層１１の屈折率は１．７５以上かつ２．０５以下である。
【００３８】
誘電体層１１は、ｎ型半導体基板１０上に、ｎ型半導体基板１０の表面を部分的に覆うように形成される。誘電体層１１のパターン形状は限定されず、例えば、メサパターン、リセスパターン、ラインアンドスペースパターンである。
【００３９】
誘電体層１１の屈折率はｎ型半導体基板１０の屈折率に近い方が、ｎ型半導体基板１０と誘電体層１１の界面での全反射を抑制し、発光した光を効率的に取り出すことができる。誘電体層１１がＳｉＮ層である場合は、Ｏ等のＳｉ、Ｎ以外の元素を含んでもよい。
【００４０】
誘電体層１１の成膜温度等の形成条件を制御することにより、誘電体層１１の屈折率を調整して、誘電体層１１の屈折率とｎ型半導体基板１０の屈折率の差をより小さくすることができる。
【００４１】
なお、例えば、誘電体層１１の代わりにｎ型半導体基板１０との屈折率の差が大きいＳｉＯ２層を形成した場合、ＳｉＯ２層とｎ型半導体基板１０の界面の反射率が大きく、ｎ型半導体基板１０とｎ型半導体層１２の間の光透過率が低くなる。ＳｉＯ２層の屈折率はおよそ１．４〜１．５５であり、ｎ型半導体基板１０の屈折率との差が０．３５以上である。
【００４２】
ｎ型半導体層１２は、ｎ型半導体基板１０表面を下地とするエピタキシャル結晶成長により形成されるため、誘電体層１１がｎ型半導体基板１０の表面を完全に覆うことはない。ｎ型半導体層１２は、誘電体層１１、及びｎ型半導体基板１０の表面の誘電体層１１に覆われていない部分に接触する。
【００４３】
ｎ型半導体層１２を構成する窒化物半導体結晶は、ｎ型半導体基板１０の上面の誘電体層１１に覆われていない領域から成長し、誘電体層１１からは成長しない。このように、窒化物半導体結晶が選択的に成長し、更に横方向へ成長することで、誘電体層１１を覆いこむ。この際に、ｎ型半導体層１２中の転位密度が低減され、結晶品質が向上する。なお、このような選択横方向成長を用いた結晶成長方法はＥＬＯ（Epitaxial Lateral Overgrowth）などと呼ばれる。
【００４４】
発光素子１においては、ｎ型半導体層１２と誘電体層１１の間では、誘電体層１１がパターン加工されているため光が散乱しやすく、ｎ型半導体層などにおける多重全反射を抑制することで、損失を抑えることができる。また、誘電体層１１とｎ型半導体基板１０との間では、誘電体層１１とｎ型半導体基板１０の屈折率の差が小さいため光が透過しやすい。このため、発光素子１におけるｎ型半導体層１２とｎ型半導体基板１０の間の光の取り出し効率が高い。
【００４５】
発光素子１は、例えば、ｎ型半導体基板１０側から光を取り出すＬＥＤ（Light Emitting Diode）であり、キャンタイプのステムにＡｕＳｎ共晶接合等を用いて実装される。
【００４６】
また、発光素子１はレーザーダイオードであってもよい。レーザーダイオードである場合、光が発光層１３中で反射を繰り返して増幅されるような構造、例えば、発光層１３とｎ型半導体層１２、発光層１３とｐ型半導体層１４に屈折率差があり、発光層１３の側面が劈開面である構造を有する。
【００４７】
（発光素子の製造方法）
以下に、本実施の形態の発光素子の製造方法の一例について説明する。
【００４８】
まず、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）処理されたｎ型半導体基板１０に有機洗浄、ＳＰＭ（Sulfuric acid/ hydrogen peroxide mixture）洗浄を施す。
【００４９】
次に、ｎ型半導体基板１０上に誘電体層１１を形成する。具体的には、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等により３００〜３５０℃の成長温度でｎ型半導体基板１０上に形成した、厚さ１μｍ程度のＳｉＮ膜を、フォトリソグラフィーとドライエッチングにより加工して、誘電体層１１を形成する。
【００５０】
次に、ＭＯＣＶＤ法等により、ｎ型半導体基板１０上に、ｎ型半導体層１２、発光層１３、ｐ型半導体層１４を順次エピタキシャル成長させる。ここで、ｎ型半導体層１２は、例えば、１０００〜１１００℃の成長温度で形成される。発光層１３は、例えば、７００〜８００℃の成長温度で形成される。ｐ型半導体層１４は、例えば、９００〜１０５０℃の成長温度で形成される。
【００５１】
次に、ｎ側電極１５及びｐ側電極１７を形成する。具体的には、ｎ側電極１５及びｐ側電極１７は、例えば、フォトリソグラフィーと蒸着により各々の上記の積層構造を形成した後、窒素雰囲気中、５００℃、５分間の条件で熱処理を施すことにより得られる。なお、ｎ側電極１５を形成する前に、フォトリソグラフィーとドライエッチングにより、ｎ型半導体基板１０のｎ側電極１５が形成される側の面に凹凸を形成することが好ましい。その後、ｎ側電極１５上にパッド電極１６を形成する。
【００５２】
次に、フォトリソグラフィーとドライエッチングにより、誘電体層１１、ｎ型半導体層１２、発光層１３、ｐ型半導体層１４から構成される積層体にメサ加工を施した後、その積層体の側面を覆うようにスパッタ等により絶縁膜１９を形成する。ｐ側電極１７上の絶縁膜１９は、フォトリソグラフィーとエッチング等により、選択的に除去される。その後、ｐ側電極１７上にパッド電極１８を形成する。
【００５３】
次に、ウエハ状態のｎ型半導体基板１０をダイシングにより分割することによりチップ化された発光素子１を得る。チップ化された発光素子１の平面形状は、例えば、一片の長さが１ｍｍの正方形である。
【００５４】
（ｎ側電極とｎ型半導体基板の接触抵抗の評価）
図２は、ｎ側電極１５のＴｉ層１５ａの厚さと、ｎ側電極１５とｎ型半導体基板１０の接触抵抗との関係を示すグラフである。ここで、本評価においては、ｎ型半導体基板１０としてＧａ２Ｏ３基板を用い、ｎ側電極１５のＡｇ層１５ｂとしてＡｇ濃度９９％、Ｐｄ濃度１％のＡｇ合金を用いた。
【００５５】
図２のプロットマーク◇は、ｎ型半導体基板１０のキャリア濃度が３．０×１０１８／ｃｍ３であるときの測定値である。プロットマーク○は、ｎ型半導体基板１０のキャリア濃度が７．０×１０１８／ｃｍ３であるときの測定値である。プロットマーク□は、ｎ型半導体基板１０のキャリア濃度が１．３×１０１９／ｃｍ３であるときの測定値である。
【００５６】
また、図２の３本の点線は、厚さ５０ｎｍのＴｉ膜と厚さ５００ｎｍのＡｕ膜を積層した積層構造を有する従来のＴｉ／Ａｕ電極とｎ型半導体基板１０の接触抵抗を表す。これら３本の点線は、それぞれｎ型半導体基板１０のキャリア濃度が３．０×１０１８／ｃｍ３、７．０×１０１８／ｃｍ３、１．３×１０１９／ｃｍ３であるときの測定値を表す。
【００５７】
図２は、Ｔｉ層１５ａの厚さが少なくとも０．５ｎｍ以上のときに、ｎ型半導体基板１０との接触抵抗が十分に小さくなることを示している（従来のＴｉ／Ａｕ電極の接触抵抗には及ばなくても十分に小さい）。なお、Ｔｉ層１５ａの厚さが０、すなわちＴｉ層１５ａが設けられない場合は、ｎ側電極１５とｎ型半導体基板１０はオーミック接触せず、電流が流れにくい。
【００５８】
本評価の結果から、ｎ側電極１５をＧａ２Ｏ３基板に接続する場合には、Ｔｉ層１５ａの厚さが０．５ｎｍ以上であることが好ましいことがわかった。
【００５９】
また、Ｇａ２Ｏ３結晶と（ＡｌｘＧａｙＩｎｚ）２Ｏ３結晶がほぼ同じ特性を有することから、ｎ側電極１５をｎ型半導体基板１０に接続する場合には、Ｔｉ層１５ａの厚さが０．５ｎｍ以上であることが好ましいといえる。
【００６０】
（ｎ側電極の光反射率の評価）
図３は、ｎ側電極１５のＴｉ層１５ａの厚さと、ｎ側電極１５のＴｉ層１５ａ側から入射する光の反射率との関係を示すグラフである。図３の縦軸は、Ａｇ濃度１００％のＡｇミラーの反射率を基準（１００％）とした相対反射率である。ここで、本評価においては、ｎ側電極１５のＡｇ層１５ｂとしてＡｇ濃度９９％、Ｐｄ濃度１％のＡｇ合金を用いた。
【００６１】
図３のプロットマーク◆は、成膜後にアニール処理を施していないｎ側電極１５の測定値であり、プロットマーク□は、成膜後にアニール処理を施したｎ側電極１５の測定値である。図３は、アニール処理の前後でｎ側電極１５の反射率がほとんど変化しないことを示している。
【００６２】
図３の点線は、厚さ５０ｎｍのＴｉ膜と厚さ５００ｎｍのＡｕ膜を積層した積層構造を有する従来のＴｉ／Ａｕ電極の相対反射率（５３．５％）を示す。図３によれば、ｎ側電極１５のＴｉ層１５ａの厚さがおよそ４．５ｎｍ以下のときに従来のＴｉ／Ａｕ電極よりも反射率が大きくなる。そして、およそ２．０ｎｍ以下のときに相対反射率が８０％よりも大きくなる。
【００６３】
以下の表１に、図３に示される各測定点の数値を表す。
【００６４】
【表１】
2016015375.tif 000003
【００６５】
本評価の結果から、ｎ側電極１５のＴｉ層１５ａの厚さは４．５ｎｍ以下であることが好ましく、２．０ｎｍ以下であることがより好ましいことがわかった。
【００６６】
〔第２の実施の形態〕
第２の実施の形態は、第１の実施の形態の発光素子１と異なる構造を有する発光素子についての形態である。発光素子の構成部材等、第１の実施の形態と同様の点については、説明を省略又は簡略化する。
【００６７】
（発光素子の構造）
図４は、第２の実施の形態に係る発光素子２の垂直断面図である。
【００６８】
発光素子２は、ｎ型半導体基板１０と、ｎ型半導体基板１０の一方の表面に誘電体層１１を介して形成されたｎ型半導体層１２と、ｎ型半導体層１２のｎ型半導体基板１０の反対側に形成されたｐ型半導体層１４と、ｎ型半導体層１２とｐ型半導体層１４に挟まれた発光層１３と、ｎ型半導体基板１０のｎ型半導体層１２が形成されている側の面上に接続されたｎ側電極１５と、ｎ側電極１５のｎ型半導体基板１０と反対側の面上のパッド電極１６と、ｐ型半導体層１４の発光層１３と反対側の面上のｐ側電極１７と、ｐ側電極１７のｐ型半導体層１４と反対側の面上のパッド電極１８とを有する。
【００６９】
また、誘電体層１１、ｎ型半導体層１２、発光層１３、ｐ型半導体層１４から構成される積層体の側面は、ＳｉＯ２等の絶縁材料からなる絶縁膜１９に覆われる。
【００７０】
発光素子２は、横型の発光素子であり、ｎ側電極１５がｎ型半導体基板１０のｎ型半導体層１２が形成されている側の面上に接続される点で、第１の実施の形態に係る発光素子１と異なる。
【００７１】
発光素子２のｎ側電極１５は、第１の実施の形態に係る発光素子１のｎ側電極１５と同様の積層構造を有するため、発光層１３から発せられてｎ型半導体基板１０内をｎ側電極１５に向かって進む光を効率よく反射することができる。このため、第１の実施の形態に係る発光素子１と同様に、発光素子２は高い光取出効率を有する。
【００７２】
〔第３の実施の形態〕
第３の実施の形態は、第１の実施の形態の発光素子１と異なる構造を有する発光素子についての形態である。発光素子の構成部材等、第１の実施の形態と同様の点については、説明を省略又は簡略化する。
【００７３】
（発光素子の構造）
図５は、第３の実施の形態に係る発光素子３の垂直断面図である。
【００７４】
発光素子３は、ｎ型半導体基板１０と、ｎ型半導体基板１０の一方の表面に誘電体層１１を介して形成されたｎ型半導体層１２と、ｎ型半導体層１２のｎ型半導体基板１０の反対側に形成されたｐ型半導体層１４と、ｎ型半導体層１２とｐ型半導体層１４に挟まれた発光層１３と、ｐ型半導体層１４の発光層１３と反対側の面上に形成されたｐ側電極２２と、誘電体層１１、ｎ型半導体層１２、発光層１３、ｐ型半導体層１４、及びｐ側電極２２を貫通するｎ側電極２０と、ｐ側電極２２のｐ型半導体層１４と反対側の面上に絶縁膜１９を介して形成され、ｎ側電極２０に接続されるパッド電極２１とｐ側電極２２のｐ型半導体層１４と反対側の面上のパッド電極２３とを有する。
【００７５】
また、誘電体層１１、ｎ型半導体層１２、発光層１３、ｐ型半導体層１４から構成される積層体の側面は、ＳｉＯ２等の絶縁材料からなる絶縁膜１９に覆われる。この積層体は、絶縁膜１９により、ｎ側電極２０及びパッド電極２１と直接接触しない。
【００７６】
ｎ側電極２０は、ｎ側電極２０がｎ型半導体基板１０にオーミック接触するための、ｎ型半導体基板１０に接触するＴｉ層２０ａと、Ｔｉ層２０ａを透過する光を反射するためのＡｇ層２０ｂとを含む積層構造を有する貫通電極である。発光素子３は、図５に示されるように、電流分散のために複数のｎ側電極２０を有することが好ましい。
【００７７】
Ｔｉ層２０ａ、Ａｇ層２０ｂは、それぞれ第１の実施の形態に係るｎ側電極１５のＴｉ層１５ａ、Ａｇ層１５ｂと同様の材料からなる。
【００７８】
また、Ｔｉ層２０ａの厚さは、第１の実施の形態に係るｎ側電極１５のＴｉ層１５ａと同様に、４．５ｎｍ以下であることが好ましく、２ｎｍ以下であることがより好ましい。また、ｎ側電極２０をｎ型半導体基板１０に低抵抗で接触させるために０．５ｎｍ以上であることが好ましい。
【００７９】
パッド電極２１は、第１の実施の形態に係るパッド電極１６と同様に、密着層２１ａ、バリアメタル２１ｂ、パッド層２１ｃを含む積層構造を有する。密着層２１ａ、バリアメタル２１ｂ、パッド層２１ｃは、それぞれ第１の実施の形態に係る密着層１６ａ、バリアメタル１６ｂ、パッド層１６ｃと同様の材料からなり、同様の厚さを有する。
【００８０】
ｐ側電極２２は、ｐ型半導体層１４にオーミック接合する電極であり、例えば、厚さ２７０ｎｍのＡｇ濃度９９％のＡｇ合金膜と、厚さ１０ｎｍのＮｉ膜と、厚さ１０ｎｍのＡｕ膜とを積層した積層構造を有する。
【００８１】
パッド電極２３は、例えば、厚さ１００ｎｍのＴｉ膜、厚さ５０ｎｍのＰｔ膜、厚さ５００ｎｍのＡｕ膜を積層した積層構造を有する。
【００８２】
発光素子３は、横型の発光素子であり、主にｎ側電極２０が貫通電極である点において、第１の実施の形態に係る発光素子１と異なる。
【００８３】
発光素子３のｎ側電極２０は、第１の実施の形態に係る発光素子１のｎ側電極１５と同様の積層構造を有するため、発光層１３から発せられてｎ型半導体基板１０内をｎ側電極２０に向かって進む光を効率よく反射することができる。このため、第１の実施の形態に係る発光素子１と同様に、発光素子３は高い光取出効率を有する。
【００８４】
（実施の形態の効果）
上記第１〜３の実施の形態によれば、ｎ側電極が発光層から発せられた光を効率的に反射することができるため、ｎ側電極の光吸収に起因する発光素子の光取出効率の低下を抑えることができる。
【００８５】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。
【００８６】
また、上記実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態及び実施例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【００８７】
１、２、３…発光素子、  １０…ｎ型半導体基板１０、  １２…ｎ型半導体層、  １３…発光層、  １４…ｐ型半導体層、  １５、２０…ｎ側電極、  １５ａ、２０ａ…Ｔｉ層、  １５ｂ、２０ｂ…Ａｇ層、  １６、２１…パッド電極、  １６ｂ、２１ｂ…バリアメタル、  １６ｃ、２１ｃ…パッド層
【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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