(57)【要約】【課題】ｐ型電極層における導電性を高めて発光効率を向上させる半導体発光素子を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態による半導体発光素子は、第１極性を有する第１半導体層３０と、第１半導体層３０から離隔して配置され、第２極性を有する第２半導体層５０と、第１半導体層３０と第２半導体層５０との間に配置される活性層４０と、第２半導体層５０上に形成される透明電極６０と、透明電極６０の主面を覆うように形成され、少なくとも１つのビアホール９１−３が形成される非導電性反射膜９１と、非導電性反射膜９１に形成される反射電極９２と、ビアホール９１−３の内側に充填され、反射電極９２と透明電極６０とを電気的に連結する連結電極９４とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１極性を有する第１半導体層と、
前記第１半導体層から離隔して配置され、第２極性を有する第２半導体層と、
前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に配置される活性層と、
前記第２半導体層上に形成される透明電極と、
前記透明電極の主面を覆うように形成され、少なくとも１つのビアホールが形成される非導電性反射膜と、
前記非導電性反射膜上に形成される反射電極と、
前記ビアホールの内側に充填され、前記反射電極と前記透明電極とを電気的に連結する連結電極とを含むことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
前記透明電極と前記連結電極との間に形成されるオーミックコンタクト層をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記オーミックコンタクト層は、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）及びタングステン（Ｗ）の少なくとも１つを含む金属層を含むことを特徴とする請求項２に記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記透明電極と前記連結電極との間に形成される接続電極をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記接続電極は、前記透明電極に接する面に形成されるオーミックコンタクト層をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記非導電性反射膜は、外部リードフレームが銅、金、金めっき及び銅めっきのいずれかの場合に対応して、４００ｎｍ波長の光に対する反射率が８０％以上のものであることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項７】
前記非導電性反射膜は、ＴｉＯ２とＳｉＯ２の組み合わせにより繰り返し積層される分布ブラッグリフレクタを含むことを特徴とする請求項６に記載の半導体発光素子。
【請求項８】
前記活性層から発光する出力光のうち紫外線領域の光を反射させるために、前記分布ブラッグリフレクタの一対が４０乃至２００ｎｍの厚さを有することを特徴とする請求項７に記載の半導体発光素子。
【請求項９】
前記透明電極は、ＩＴＯ、ＺｎＯ又は４００ｎｍ波長領域の光を９０％以上透過させる金属層を含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項１０】
前記透明電極は、２０乃至５００ｎｍの厚さを有し、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）、パラジウム（Ｐｄ）及びモリブデン（Ｍｏ）の少なくとも１つを有することを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項１１】
前記透明電極は、非導電性反射膜付着面（前記非導電性反射膜が付着する面）に形成される非均質面を含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項１２】
前記非均質面は、前記透明電極における連結電極接触面（前記連結電極に接触する面）を除く前記非導電性反射膜付着面に形成されることを特徴とする請求項１１に記載の半導体発光素子。
【請求項１３】
前記非導電性反射膜は、ＳｉｘＯｙ、ＴｉｍＯｎ、Ｔａ２Ｏ５及びＭｇＦ２（ここで、ｘ、ｙ、ｍ、ｎは正の整数）の少なくとも１つを含む透光性物質からなることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項１４】
前記第２半導体層は、前記透明電極に接する面に形成される非均質面を含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項１５】
前記第１半導体層上に配置されるｎ型電極部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項１６】
前記ｎ型電極部は、
ｎ型電極絶縁層と、
前記ｎ型電極絶縁層に形成される複数のビアホールにそれぞれ充填されるｎ型電極と、
前記ｎ型電極絶縁層及び前記ｎ型電極上に配置されるｎ型ボンディング部材とを含むことを特徴とする請求項１５に記載の半導体発光素子。
【請求項１７】
前記ｎ型電極と前記連結電極とは、マトリクス構造を共になすように配列されることを特徴とする請求項１６に記載の半導体発光素子。
【請求項１８】
前記ｎ型電極と前記連結電極とは、噛合構造を有することを特徴とする請求項１７に記載の半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子に係り、より詳しくは、電気的接触抵抗を低減すると共に発光効率を向上させる半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光素子（ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｅｌｅｍｅｎｔ）は、電気エネルギーが光エネルギーに変換される特性のｐｎ接合ダイオードであって、周期表上のIII族やV族などの化合物半導体により生成でき、化合物半導体の組成比を調整することにより様々な色の実現が可能である。
【０００３】
発光素子は、順方向の電圧が印加されると、ｎ型半導体層の電子（ｅｌｅｃｔｒｏｎ）とｐ型半導体層の正孔（ｈｏｌｅ）が結合して伝導帯（ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ  ｂａｎｄ）と価電子帯（ｖａｌａｎｃｅ  ｂａｎｄ）のバンドギャップエネルギーに対応するエネルギーを発散するが、そのエネルギーは主に熱や光の形により放出され、光の形により発散するのが発光素子である。
【０００４】
例えば、窒化物半導体は、高い熱的安定性と幅広いバンドギャップエネルギーにより、光素子及び高出力電子素子の開発分野において大きな関心が寄せられている。特に、窒化物半導体を用いた青色（ｂｌｕｅ）発光素子、緑色（ｇｒｅｅｎ）発光素子、紫外線（ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、  ＵＶ）発光素子などは、商用化されて広く使用されている。
【０００５】
近年、高効率のＬＥＤの需要が増加するにつれて発光効率の改善が求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、ｐ型電極層における導電性を高めて発光効率を向上させる半導体発光素子を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の一実施形態による半導体発光素子は、第１極性を有する第１半導体層と、前記第１半導体層から離隔して配置され、第２極性を有する第２半導体層と、前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に配置される活性層と、前記第２半導体層上に形成される透明電極と、前記透明電極の主面を覆うように形成され、少なくとも１つのビアホール（ｖｉａ  ｈｏｌｅ）が形成される非導電性反射膜と、前記非導電性反射膜上に形成される反射電極と、前記ビアホールの内側に充填され、前記反射電極と前記透明電極とを電気的に連結する連結電極とを含む。
【０００８】
ここで、前記半導体発光素子は、前記透明電極と前記連結電極との間に形成されるオーミックコンタクト層（ｏｈｍｉｃ  ｃｏｎｔａｃｔ  ｌａｙｅｒ）をさらに含んでもよい。
【０００９】
ここで、前記オーミックコンタクト層は、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）及びタングステン（Ｗ）の少なくとも１つを含む金属層を含んでもよい。
【００１０】
ここで、前記半導体発光素子は、前記透明電極と前記連結電極との間に形成される接続電極をさらに含んでもよい。
【００１１】
ここで、前記接続電極は、前記透明電極に接する面に形成されるオーミックコンタクト層をさらに含んでもよい。
【００１２】
ここで、前記非導電性反射膜は、外部リードフレームが銅、金、金めっき及び銅めっきのいずれかの場合に対応して、４００ｎｍ波長の光に対する反射率が８０％以上のものであってもよい。
【００１３】
ここで、前記非導電性反射膜は、ＴｉＯ２とＳｉＯ２の組み合わせにより繰り返し積層される分布ブラッグリフレクタ（ＤＢＲ）を含んでもよい。
【００１４】
ここで、前記活性層から発光する出力光のうち紫外線領域の光を反射させるために、前記分布ブラッグリフレクタの一対が４０乃至２００ｎｍの厚さを有してもよい。
【００１５】
ここで、前記透明電極は、ＩＴＯ、ＺｎＯ又は４００ｎｍ波長領域の光を９０％以上透過させる金属層を含んでもよい。
【００１６】
ここで、前記透明電極は、２０乃至５００ｎｍの厚さを有し、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）、パラジウム（Ｐｄ）及びモリブデン（Ｍｏ）の少なくとも１つを有してもよい。
【００１７】
ここで、前記透明電極は、非導電性反射膜付着面（前記非導電性反射膜が付着する面）に形成される非均質面を含んでもよい。
【００１８】
ここで、前記非均質面は、前記透明電極における連結電極接触面（前記連結電極に接触する面）を除く前記非導電性反射膜付着面に形成されてもよい。
【００１９】
ここで、前記非導電性反射膜は、ＳｉｘＯｙ、ＴｉｍＯｎ、Ｔａ２Ｏ５及びＭｇＦ２（ここで、ｘ、ｙ、ｍ、ｎは正の整数）の少なくとも１つを含む透光性物質からなってもよい。
【００２０】
ここで、前記第２半導体層は、前記透明電極に接する面に形成される非均質面を含んでもよい。
【００２１】
ここで、前記半導体発光素子は、前記第２半導体層上に配置されるｎ型電極部をさらに含んでもよい。
【００２２】
ここで、前記ｎ型電極部は、ｎ型電極絶縁層と、前記ｎ型電極絶縁層に形成される複数のビアホールにそれぞれ充填されるｎ型電極と、前記ｎ型電極絶縁層及び前記ｎ型電極上に配置されるｎ型ボンディング部材とを含んでもよい。
【００２３】
ここで、前記ｎ型電極と前記連結電極とは、マトリクス構造を共になすように配列されてもよい。
【００２４】
ここで、前記ｎ型電極と前記連結電極とは、噛合構造を有してもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の一実施形態によれば、透明電極と複数のビアホールに充填形成される連結電極との間にオーミックコンタクト層を形成することにより、導電性を高めて発光効率を最大化できる。
【００２６】
また、本発明の一実施形態によれば、紫外線領域帯の光に対する反射率が高い非導電性反射膜を備えることにより、優れた出力光特性が得られる。なお、リードフレームに銅めっき又は金めっきが施されている場合、優れた出力光特性を得ることができる。
【００２７】
さらに、本発明の一実施形態によれば、導電性酸化物からなる透明電極と金属材からなる連結電極との間にオーミックコンタクトを形成するだけでなく、製造工程中の不純化区間を最小限に抑えることにより、優れた透明電極と連結電極との接合を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態による半導体発光素子の断面図である。
【図２】図１における連結電極と透明電極との接続構造を説明するための拡大断面図である。
【図３】図１に示す半導体発光素子の平面図である。
【図４】本発明の第２実施形態による半導体発光素子の断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態による半導体発光素子の断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態による半導体発光素子の断面図である。
【図７】本発明の第５実施形態による半導体発光素子の断面図である。
【図８】図７に示す半導体発光素子の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の好ましい実施形態による半導体発光素子について添付図面を参照して詳細に説明する。本明細書においては、異なる実施形態であっても同一又は類似の構成要素には同一又は類似の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３０】
まず、本発明の第１実施形態による半導体発光素子について図１乃至図３を参照して説明する。
【００３１】
図１は本発明の第１実施形態による半導体発光素子の断面図であり、図２は図１における連結電極と透明電極との接続構造を説明するための拡大断面図である。
【００３２】
図１及び図２に示すように、本発明の第１実施形態による半導体発光素子は、基板１０、バッファ層２０、第１半導体層（ｎ型半導体）３０、活性層４０、第２半導体層（ｐ型半導体）５０、透明電極６０、オーミックコンタクト層７１、ｎ型ボンディングパッド８５、ビアホール９１−３を備える非導電性反射膜９１、及び反射電極９２を含む。
【００３３】
基板１０は、主にサファイア（Ａｌ２Ｏ３）、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＧａＮ、ガラスなどにより構成される。基板１０は、フリップ型発光素子又は垂直型発光素子を構成する場合、最終的には除去されてもよい（図５参照）。
【００３４】
バッファ層２０は、基板１０と第１半導体層３０を結合するために構成される。バッファ層２０は省略してもよい。
【００３５】
バッファ層２０上には、ｎ型半導体である第１半導体層３０が積層され、第１半導体層３０から離隔してｐ型半導体である第２半導体層５０が配置され、第１半導体層３０と第２半導体層５０との間には発光層である活性層４０が配置される。
【００３６】
第１半導体層３０は、活性層４０に接する面に形成される非均質面を含み、第２半導体層５０は、透明電極６０に接する面に形成される非均質面を含むように構成し、接触特性を向上させてもよい。また、透明電極６０の非導電性反射膜付着面（非導電性反射膜９１が付着する面）に非均質面が形成され、前記非均質面は、透明電極６０における連結電極接触面（連結電極９４に接触する面）を除く前記非導電性反射膜付着面に形成されてもよい。
【００３７】
第２半導体層５０及び活性層４０がメサエッチングされて第１半導体層３０の一部が露出する。メサエッチングの順序は変更可能である。露出した第１半導体層３０にはｎ型ボンディングパッド８５が設けられる。
【００３８】
第２半導体層５０上には、第２半導体層５０への電流拡散のための透明電極６０が形成される。透明電極６０は、２０乃至５００ｎｍの厚さを有し、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）、パラジウム（Ｐｄ）及びモリブデン（Ｍｏ）の少なくとも１つを有してもよく、ＩＴＯ、ＺｎＯ、薄い炭素構造物などの物質からなるようにしてもよい。
【００３９】
透明電極６０上には非導電性反射膜９１が形成される。非導電性反射膜９１は、例えばＳｉｘＯｙ、ＴｉｍＯｎ、Ｔａ２Ｏ５及びＭｇＦ２（ここで、ｘ、ｙ、ｍ、ｎは正の整数）の少なくとも１つを含む透光性物質、透光性誘電体物質により構成される単一の誘電体膜、例えばＳｉＯ２とＴｉＯ２との組み合わせからなる単一の分布ブラッグリフレクタ、異質な複数の誘電体膜、又は誘電体膜９１−１と分布ブラッグリフレクタ９１−２との組み合わせなど、様々な構造が可能である。例えば、一対の分布ブラッグリフレクタは４０乃至２００ｎｍの厚さに形成され、複数対からなる分布ブラッグリフレクタ全体は０．０５乃至２μｍの厚さに形成されもよい。誘電体膜９１−１は、第２半導体（ｐ型半導体、例えばＧａＮ）層５０より屈折率が低いので、この誘電体膜だけでも臨界角以上の光を基板１０側に一部反射でき、分布ブラッグリフレクタ９１−２は、より多量の光を基板１０側に反射でき、特定の波長への設計が可能であるので発生する光の波長に対応する効果的な反射が可能である。ここで、このような層の反射率は、分布ブラッグリフレクタ９１−２を構成する各層の厚さが反射させる光の１／４波長の場合に最大となるので、一対の分布ブラッグリフレクタ９１−２は、リードフレームが銅からなることを考慮して、４０乃至２００ｎｍの厚さにしてもよい。すなわち、４００ｎｍ領域帯の紫外線光を反射させるためには紫外線がその層の内部において感じるその層の厚さが１００ｎｍでなければならず、この厚さをその層の屈折率値により割ることにより、その層の実際の厚さが計算される。銅の場合、紫外線光の反射率が約４０％前後にすぎない。これにより、リードフレームが銅からなる場合又はリードフレームに銅めっきが施されている場合は、リードフレームによって紫外線光波長帯域の光の反射率が非常に低くなるという問題がある。よって、単一層の分布ブラッグリフレクタ９１−２が２０乃至１００ｎｍとなるように設計して紫外線光の反射効率を向上させると、最終的に基板１０側に向かう光の反射率が全体的に向上する。すなわち、外部リードフレームが銅、金、金めっき及び銅めっきのいずれかの場合に対応して、４００ｎｍ波長の光に対する反射率が８０％以上となるように設計できる。
【００４０】
一方、透明電極６０上にはオーミックコンタクト層７１が形成される。オーミックコンタクト層７１は、透明電極６０と連結電極９４との間にオーミックコンタクトを形成してｐ型電極枝の電流伝導率を向上させ、透明電極６０と連結電極９４との接触性を向上させる機能を有する。オーミックコンタクト層７１の構成については図２を用いてより詳細に後述する。
【００４１】
一方、非導電性反射膜９１には複数のビアホール９１−３が形成され、このビアホール９１−３の内側には反射電極９２と透明電極６０とを電気的に連結する連結電極９４が形成される。連結電極９４は、オーミックコンタクト層７１に直接接触する構成要素であって、ビアホール９１−３の内側に電極物質が充填されることにより構成される。図２に示すように、複数の連結電極９４をマトリクス状に配列し、それによりｐ型電極枝を形成することにより、発光効率を向上させる。
【００４２】
一方、非導電性反射膜９１上には反射電極９２が形成される。反射電極９２は、活性層４０から照射される光を反射させるだけでなく、ｐ型ボンディングパッド（ｐ型電極）としての役割を果たす。反射電極９２は、反射率の高いアルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）などの金属を用いて、連結電極９４と接触するように非導電性反射膜９１上に形成する。この反射電極９２は、安定した電気的接触のために、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）又はそれらの合金を用いて形成してもよい。反射電極９２は、外部と電気的に接続されて第２半導体層（ｐ型半導体）５０に正孔を供給し、非導電性反射膜９１により反射しない光を反射する。
【００４３】
ｎ型ボンディングパッド８５は、基板１０が除去された第１半導体層３０側に形成されてもよい。第１半導体層３０と第２半導体層５０は、その位置を変えてもよく、ＩＩＩ族窒化物半導体発光素子においては主にＧａＮからなる。ｎ型ボンディングパッド８５は、図１に示すように第１半導体層３０に直接形成されてもよく、第５実施形態（図７及び図８参照）のｎ型電極部８０の構成要素として形成されてもよい。
【００４４】
このように構成された本発明の第１実施形態による半導体発光素子におけるオーミックコンタクト層７１と連結電極９４との間の構造について図２を参照してより詳細に説明する。
【００４５】
図２は図１における連結電極と透明電極との接続構造を説明するための拡大断面図であり、より具体的には、図２の（ａ）はオーミックコンタクト層の第１例、図２の（ｂ）はオーミックコンタクト層の第２例、図２の（ｃ）はオーミックコンタクト層の第３例を示す。
【００４６】
図２の（ａ）に示すように、非導電性反射膜９１に形成されるビアホール９１−３の内側には電極物質が充填されて連結電極９４が形成され、この連結電極９４は、上段の反射電極９２と下段のオーミックコンタクト層７１とを接続する機能を有する。
【００４７】
オーミックコンタクト層７１は、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）及びタングステン（Ｗ）の少なくとも１つの金属を含むオーミック金属層であって、透明電極６０と連結電極９４との間においてオーミック接合が行われるようにして電流伝導度を高める機能を有する。
【００４８】
このようなオーミックコンタクト層７１は、図２の（ａ）のように、透明電極６０の一部をエッチングしてそのエッチングされた部分にのみ形成してもよく、図２の（ｂ）のように、エッチングされた部分に加えてさらに突出するように形成してもよく、又は図２の（ｃ）のように、透明電極６０をエッチングするのではなく透明電極６０上に形成してもよい。
【００４９】
ここで、透明電極６０の一部のエッチングは、ビアホール９１−３の形成のためのエッチング中に行われてもよく、透明電極６０の直接エッチングによってもよい。
【００５０】
本発明の第１実施形態による半導体発光素子におけるｐ型枝電極及びｎ型ボンディングパッド８５の構造について図３を参照してより詳細に説明する。
【００５１】
図３は図１に示す半導体発光素子の平面図である。図３に示すように、本発明の第１実施形態による半導体発光素子は、平面的には四角形状に形成され、角部にはｎ型ボンディングパッド８５が配置され、残りの部分には複数のビアホール９１−３に充填される連結電極９４がマトリクス状に配列される。これにより、電流の流れがよくなり、活性層４０における発光効率がよくなる。
【００５２】
次に、本発明の第２実施形態による半導体発光素子について図４を参照して説明する。
【００５３】
図４は本発明の第２実施形態による半導体発光素子の断面図である。第２実施形態においては、説明を簡単にするために、第１実施形態と同様の構成要素についてはその説明を省略する。
【００５４】
第２実施形態においては、第１実施形態とは異なり、ｎ型ボンディングパッド８５の高さと反射電極９２の高さを同じにできる。よって、ボンディングワイヤを用いることなく、直接リードフレームに上下転倒させて取り付けることができる。
【００５５】
図４に示すように、垂直型の場合、ボンディングワイヤが必要ないので、ボンディングワイヤによる光損失がない。さらに、リードフレーム側に照射される光（特に、紫外線領域帯の光）は非導電性反射膜９１の分布ブラッグリフレクタ９１−２に反射するので、光出力特性が全体的によくなる。
【００５６】
次に、本発明の第３実施形態による半導体発光素子（フリップ型発光素子）について図５を参照して説明する。
【００５７】
図５は本発明の第３実施形態による半導体発光素子の断面図である。図５から分かるように、第３実施形態は、第１及び第２実施形態とは異なり、基板１０及びバッファ層２０がエッチングされた状態である。すなわち、最下層が第１半導体層３０である構造である。また、第３実施形態においては、第２実施形態と同様に、ｎ型ボンディングパッド８５の高さと反射電極９２の高さを同じにできるので、逆方向にリードフレームに直接接触させることができる。
【００５８】
次に、本発明の第４実施形態による半導体発光素子（接続電極をさらに備える半導体発光素子）について図６を参照して説明する。
【００５９】
図６は本発明の第４実施形態による半導体発光素子の断面図である。第４実施形態においては、第１実施形態とは異なり、接続電極７０をさらに含み、この接続電極７０がオーミックコンタクト層７１を含むようにしてもよく、この接続電極７０がオーミックコンタクト層７１であってもよい。第４実施形態においては、透明電極６０を形成した後、接続電極７０を形成し、この接続電極７０の最上層がオーミックコンタクト層７１とすることにより、このオーミックコンタクト層７１が連結電極９４に直接接触する構造を有する。
【００６０】
次に、本発明の第５実施形態による半導体発光素子について図７及び図８を参照して説明する。
【００６１】
図７は本発明の第５実施形態による半導体発光素子の断面図であり、図８は図７に示す半導体発光素子の平面図である。第５実施形態においては、説明を簡単にするために、第１乃至第４実施形態と同様の構成要素についてはその説明を省略する。
【００６２】
第５実施形態においては、第１乃至第４実施形態とは異なり、ｎ型電極８２と連結電極９４とが噛み合うように配置されて発光効率を向上させる。このために、本発明の第５実施形態による半導体発光素子は、図７に示すようにｎ型電極部８０を含む。ｎ型電極部８０は、活性層４０、第２半導体層５０、非導電性反射膜９１などをエッチングし、その後第１半導体層３０側に形成してもよい。ｎ型電極部８０は、ｎ型電極絶縁層８１と、ｎ型電極絶縁層８１に形成される複数のビアホールにそれぞれ充填されるｎ型電極８２と、ｎ型電極８２及びｎ型電極絶縁層８１上に配置されるｎ型ボンディングパッド８５とを含んでもよい。ここで、ｎ型電極８２とｐ型電極である反射電極９２とは、互いに噛み合う構造であり、かつマトリクス構造となっている。
【００６３】
図７を参照すると、第１半導体層３０、第２半導体層５０、透明電極６０、非導電性反射膜９１、反射電極９２などが積層された状態において、一側に対してエッチングを行い、その後エッチングされたホールの側面及び底面に第２半導体層５０との絶縁のためのｎ型電極絶縁層８１を充填する。次いで、底面のｎ型電極絶縁層８１をエッチングして外部及びその下方の第１半導体層３０に電気的に接続されるようにホールを形成し、その後ｎ型電極８２を充填してｎ型電極８２と第１半導体層３０とを電気的に接続する。次いで、その上にｎ型ボンディングパッド８５を形成する。このようにしてｎ型電極部８０を構成することにより、ｐ型電極である反射電極９２とｎ型電極８２とが互いに噛み合う構造のマトリクス配列が可能になる。これについては図８を参照して後述する。
【００６４】
本発明の第５実施形態による半導体発光素子におけるｐ型枝電極及びｎ型電極部８０の構造について図８を参照してより詳細に説明する。
【００６５】
図８は図７に示す半導体発光素子の平面図である。図８に示すように、本発明の第５実施形態による半導体発光素子は、平面的には四角形状に形成される。また、ビアホール９１−３に充填される連結電極９４とｎ型電極８２がマトリクス状に配置される。ここで、連結電極９４とｎ型電極８２とは、互いに噛み合う形状（すなわち、噛合構造）に配置される。例えば、複数の連結電極９４及び複数のｎ型電極８２がそれぞれ指形状（ｆｉｎｇｅｒ  ｓｈａｐｅ）を有し、両者が互いに噛み合うように配置される。これにより、連結電極９４から透明電極６０、第２半導体層５０、活性層４０、第１半導体層３０及びｎ型電極８２にわたって形成された電流経路を電流が円滑に流れる。
【００６６】
一方、連結電極９４上に配置される反射電極９２のうち一側部にはｐ型ボンディング部材９５が設けられ、ｎ型電極８２、及びｎ型電極絶縁層８１の一側部にはｐ型ボンディング部材９５から離隔してｎ型ボンディングパッド８５が設けられる。
【００６７】
上述した構成を有する本発明の一実施形態によれば、透明電極と複数のビアホールに充填形成される連結電極との間にオーミックコンタクト層を形成することにより、導電性を高めて発光効率を最大化できる。
【００６８】
また、本発明の一実施形態によれば、紫外線領域帯の光に対する反射率が高い非導電性反射膜を備えることにより、優れた出力光特性が得られる。なお、リードフレームに銅めっき又は金めっきが施されている場合においても優れた出力光特性が得られる。
【００６９】
さらに、本発明の一実施形態によれば、導電性酸化物からなる透明電極と金属材からなる連結電極との間にオーミックコンタクトを形成するだけでなく、製造工程中の不純化区間を最小限に抑えることにより、優れた透明電極と連結電極との接合を実現できる。
【００７０】
このような半導体発光素子は、前述した実施形態の構成や方法に限定されるものではなく、各実施形態の全部又は一部を選択的に組み合わせて構成することにより様々に変形できる。  
【符号の説明】
【００７１】
１０  基板
２０  バッファ層
３０  第１半導体層
４０  活性層
５０  第２半導体層
６０  透明電極
７０  接続電極
７１  オーミックコンタクト層
８０  ｎ型電極部
８１  ｎ型電極絶縁層
８２  ｎ型電極
８５  ｎ型ボンディングパッド
９１  非導電性反射膜
９１−１  誘電体膜
９１−２  分布ブラッグリフレクタ
９１−３  ビアホール
９２  反射電極
９４  連結電極
９５  ｐ型ボンディング部材
【図１】
2017163123.tif 000003
【図２】
2017163123.tif 000004
【図３】
2017163123.tif 000005
【図４】
2017163123.tif 000006
【図５】
2017163123.tif 000007
【図６】
2017163123.tif 000008
【図７】
2017163123.tif 000009
【図８】
2017163123.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成28年9月27日(2016.9.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１極性を有する第１半導体層と、
前記第１半導体層から離隔して配置され、第２極性を有する第２半導体層と、
前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に配置される活性層と、
前記第２半導体層上に形成される透明電極と、
前記透明電極の主面を覆うように形成され、少なくとも１つのビアホールが形成される非導電性反射膜と、
前記非導電性反射膜上に形成される反射電極と、
前記ビアホールの内側に充填され、前記反射電極と前記透明電極との間に形成され、前記反射電極と前記透明電極を電気的に連結する連結電極と、
前記透明電極と前記連結電極との間に形成されるオーミックコンタクト層と、
を含むことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
前記オーミックコンタクト層は、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）及びタングステン（Ｗ）の少なくとも１つを含む金属層を含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記透明電極と前記連結電極との間に形成される接続電極をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記接続電極は、前記透明電極に接する面に形成されるオーミックコンタクト層をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記非導電性反射膜は、外部リードフレームが銅、金、金めっき及び銅めっきのいずれかの場合に対応して、４００ｎｍ波長の光に対する反射率が８０％以上のものであることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記非導電性反射膜は、ＴｉＯ２とＳｉＯ２の組み合わせにより繰り返し積層される分布ブラッグリフレクタを含むことを特徴とする請求項５に記載の半導体発光素子。
【請求項７】
前記活性層から発光する出力光のうち紫外線領域の光を反射させるために、前記分布ブラッグリフレクタの一対が４０乃至２００ｎｍの厚さを有することを特徴とする請求項６に記載の半導体発光素子。
【請求項８】
前記透明電極は、ＩＴＯ、ＺｎＯ又は４００ｎｍ波長領域の光を９０％以上透過させる金属層を含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項９】
前記透明電極は、２０乃至５００ｎｍの厚さを有し、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）、パラジウム（Ｐｄ）及びモリブデン（Ｍｏ）の少なくとも１つを有することを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項１０】
前記透明電極は、非導電性反射膜付着面（前記非導電性反射膜が付着する面）に形成される非均質面を含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項１１】
前記非均質面は、前記透明電極における連結電極接触面（前記連結電極に接触する面）を除く前記非導電性反射膜付着面に形成されることを特徴とする請求項１０に記載の半導体発光素子。
【請求項１２】
前記非導電性反射膜は、ＳｉｘＯｙ、ＴｉｍＯｎ、Ｔａ２Ｏ５及びＭｇＦ２（ここで、ｘ、ｙ、ｍ、ｎは正の整数）の少なくとも１つを含む透光性物質からなることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項１３】
前記第２半導体層は、前記透明電極に接する面に形成される非均質面を含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項１４】
前記第１半導体層上に配置されるｎ型電極部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項１５】
前記ｎ型電極部は、
ｎ型電極絶縁層と、
前記ｎ型電極絶縁層に形成される複数のビアホールにそれぞれ充填されるｎ型電極と、
前記ｎ型電極絶縁層及び前記ｎ型電極上に配置されるｎ型ボンディング部材とを含むことを特徴とする請求項１４に記載の半導体発光素子。
【請求項１６】
前記ｎ型電極と前記連結電極とは、マトリクス構造を共になすように配列されることを特徴とする請求項１５に記載の半導体発光素子。
【請求項１７】
前記ｎ型電極と前記連結電極とは、噛合構造を有することを特徴とする請求項１６に記載の半導体発光素子。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の一実施形態による半導体発光素子は、第１極性を有する第１半導体層と、前記第１半導体層から離隔して配置され、第２極性を有する第２半導体層と、前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に配置される活性層と、前記第２半導体層上に形成される透明電極と、前記透明電極の主面を覆うように形成され、少なくとも１つのビアホール（ｖｉａ  ｈｏｌｅ）が形成される非導電性反射膜と、前記非導電性反射膜上に形成される反射電極と、前記ビアホールの内側に充填され、前記反射電極と前記透明電極との間に形成され、前記反射電極と前記透明電極を電気的に連結する連結電極と、前記透明電極と前記連結電極との間に形成されるオーミックコンタクト層と、を含む。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正書】
【提出日】平成28年12月9日(2016.12.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
第１極性を有する第１半導体層と、
前記第１半導体層から離隔して配置され、第２極性を有する第２半導体層と、
前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に配置される活性層と、
前記第２半導体層上に形成される透明電極と、
前記透明電極の主面を覆うように形成され、少なくとも１つのビアホールが形成される非導電性反射膜と、
前記非導電性反射膜上に形成される反射電極と、
前記ビアホールの内側に充填され、前記反射電極と前記透明電極との間に形成され、前記反射電極と前記透明電極を電気的に連結する連結電極と、
前記透明電極と前記連結電極との間に形成され、前記透明電極に形成された前記ビアホールに対応するエッチング溝の一部、または全部に形成されたオーミックコンタクト層と、を含むことを特徴とする半導体発光素子。
【手続補正書】
【提出日】平成29年3月9日(2017.3.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
第１極性を有する第１半導体層と、
前記第１半導体層から離隔して配置され、第２極性を有する第２半導体層と、
前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に配置される活性層と、
前記第２半導体層上に形成される透明電極と、
前記透明電極の主面を覆うように形成され、少なくとも１つのビアホールが形成される非導電性反射膜と、
前記非導電性反射膜上に形成される反射電極と、
前記ビアホールの内側に充填され、前記反射電極と前記透明電極との間に形成され、前記反射電極と前記透明電極を電気的に連結する連結電極と、
前記透明電極と前記連結電極との間に形成され、前記透明電極に形成された前記ビアホールに対応するエッチング溝の全部、またはエッチング溝の全部に加えて前記ビアホールにさらに突出するように形成されたオーミックコンタクト層と、を含むことを特徴とする半導体発光素子。