(57)【要約】【課題】信頼性を向上できる半導体発光素子を提供する。【解決手段】実施形態によれば、基体と、第１〜第３半導体層と、第１、第２電極と、第１金属層と、絶縁層と、を含む。第２半導体層は、基体と第１半導体層の一部との間に設けられる。第３半導体層は、第２半導体層と一部との間に設けられる。第１電極は、基体と第１半導体層の別の一部との間に設けられ第１半導体層と電気的に接続される。第２電極は、基体と第２半導体層との間に設けられ第２半導体層と電気的に接続される。第１金属層は、基体と第１電極との間、及び、基体と第２電極との間に設けられ、第１電極及び第２電極の一方と接し、チタンを含む。絶縁層は、第１電極及び第２電極の他方と第１金属層との間に設けられ、第１半導体層と第１金属層との間、及び、第１電極及び第２電極の他方と第１金属層との間を絶縁する。【選択図】図１
2017130609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、
第１導電形の第１半導体層と、
前記基体と前記第１半導体層の一部との間に設けられた第２導電形の第２半導体層と、
前記第２半導体層と前記一部との間に設けられた第３半導体層と、
前記基体と前記第１半導体層の別の一部との間に設けられ前記第１半導体層と電気的に接続された第１電極と、
前記基体と前記第２半導体層との間に設けられ前記第２半導体層と電気的に接続された第２電極と、
前記基体と前記第１電極との間、及び、前記基体と前記第２電極との間に設けられ、前記第１電極及び前記第２電極の一方と接し、チタンを含む第１金属層と、
前記第１電極及び前記第２電極の他方と前記第１金属層との間に設けられ、前記第１半導体層と前記第１金属層との間、及び、前記第１電極及び前記第２電極の前記他方と前記第１金属層との間を絶縁する絶縁層と、
を備えた半導体発光素子。
【請求項２】
前記一方は、前記第２電極である、請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記第２電極は、銀を含む、請求項２記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記一方は、前記第１電極である、請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記一方の厚さは、１００ナノメートル以上である、請求項２または４に記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記第１金属層と前記基体との間に設けられ白金を含む第２金属層と、
前記第２金属層と前記基体との間に設けられチタンを含む第３金属層と、
前記第３金属層と前記基体との間に設けられニッケルを含む第４金属層と、
前記第４金属層と前記基体との間に設けられ錫を含む第５金属層と、
をさらに備えた、
請求項１〜５のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項７】
前記絶縁層は、第１絶縁膜と、第２絶縁膜と、第３絶縁膜と、を含み、
前記第１絶縁膜は、前記第１電極及び前記第２電極の前記他方と、前記第１金属層との間に設けられ、
前記第２絶縁膜は、前記第１絶縁膜と前記第１金属層との間に設けられ、
前記第３絶縁膜は、前記第２絶縁膜と前記第１金属層との間に設けられた、
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絶縁膜及び前記第３絶縁膜の少なくともいずれかは、シリコン酸化物を含み、
前記第２絶縁膜は、シリコン窒化物を含む、
請求項７記載の半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光素子において、高い信頼性が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２４３８２５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、信頼性を向上できる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】
実施形態によれば、半導体発光素子は、基体と、第１半導体層と、第２半導体層と、第３半導体層と、第１電極と、第２電極と、第１金属層と、絶縁層と、を含む。前記第１半導体層は、第１導電形である。前記第２半導体層は、前記基体と前記第１半導体層の一部との間に設けられ、第２導電形である。前記第３半導体層は、前記第２半導体層と前記一部との間に設けられる。前記第１電極は、前記基体と前記第１半導体層の別の一部との間に設けられ前記第１半導体層と電気的に接続される。前記第２電極は、前記基体と前記第２半導体層との間に設けられ前記第２半導体層と電気的に接続される。前記第１金属層は、前記基体と前記第１電極との間、及び、前記基体と前記第２電極との間に設けられ、前記第１電極及び前記第２電極の一方と接し、チタンを含む。前記絶縁層は、前記第１電極及び前記第２電極の他方と前記第１金属層との間に設けられ、前記第１半導体層と前記第１金属層との間、及び、前記第１電極及び前記第２電極の前記他方と前記第１金属層との間を絶縁する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態に係る半導体発光素子を例示する模式断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る半導体発光素子を例示する模式断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る半導体発光素子を例示する模式断面図である。
【図４】第２の実施形態に係る半導体発光素子を例示する模式断面図である。
【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断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。  
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断面図である。  
図１に示すように、本実施形態に係る半導体発光素子１１０は、基体７１と、第１半導体層１１と、第２半導体層１２と、第３半導体層１３と、第１電極５１と、第２電極５２と、第１金属層４１と、絶縁層８１と、を含む。
【０００９】
第１半導体層１１は、基体７１と第１方向に離間している。
【００１０】
第１方向を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。
【００１１】
第１導電形は、例えば、ｎ形である。このとき、後述する第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、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、第２導電形がｐ形とする。
【００１２】
第１半導体層１１は、第１半導体領域１１ａと、第２半導体領域１１ｂと、第３半導体領域１１ｃと、を含む。第２半導体領域１１ｂは、第２方向において第１半導体領域１１ａと並ぶ。第２方向は、第１方向（Ｚ軸方向）と交差する。第２方向は、例えば、Ｘ軸方向に沿う。第３半導体領域１１ｃは、第１半導体領域１１ａと第２半導体領域１１ｂとの間に設けられる。
【００１３】
第２半導体層１２は、基体７１と第２半導体領域１１ｂとの間に設けられる。第２半導体層１２は、第２導電形（この例ではｐ形）である。
【００１４】
第３半導体層１３は、第２半導体層１２と第２半導体領域１１ｂとの間に設けられる。第３半導体層１３は、例えば、発光層である。
【００１５】
第１半導体層１１は、例えば、ｎ形の窒化物半導体を含む。第１半導体層１１は、例えば、ｎ形のＧａＮを含む。第２半導体層１２は、例えば、ｐ形の窒化物半導体を含む。第２半導体層１２は、例えば、ｐ形のＧａＮを含む。第３半導体層１３は、例えば、窒化物半導体を含む。第３半導体層１３は、例えば、井戸層を含む。井戸層は、例えばＩｎＧａＮを含む。第３半導体層１３は、例えば、障壁層を含む。障壁層は、例えば、ＧａＮを含む。２つの障壁層の間に井戸層が配置される。井戸層の数は、１でも２以上でも良い。
【００１６】
第１電極５１は、基体７１と第１半導体領域１１ａとの間に設けられる。第１電極５１は、第１半導体層１１と電気的に接続される。この例では、第１電極５１は、第１半導体領域１１ａと接する。
【００１７】
第２電極５２は、基体７１と第２半導体層１２との間に設けられる。第２電極５２は、第２半導体層１２と電気的に接続される。この例では、第２電極５２は、第２半導体層１２と接する。
【００１８】
第１金属層４１は、基体７１と第１電極５１との間、基体７１と第２電極５２との間、及び、基体７１と第３半導体領域１１ｃとの間に設けられる。第１金属層４１は、第１電極５１及び第２電極５２の一方と接する。この例では、第１金属層４１は、第２電極５２と接する。第１金属層４１は、チタンを含む。第１金属層４１は、チタン層である。
【００１９】
絶縁層８１は、第１絶縁領域８１ａと第２絶縁領域８１ｂとを含む。絶縁層８１は、第１金属層４１と接する。第１絶縁領域８１ａは、第１電極５１及び第２電極５２の他方と、第１金属層４１と、の間に設けられる。例えば、第１絶縁領域８１ａは、第１電極５１と第１金属層４１との間に設けられる。例えば、第２絶縁領域８１ｂは、第１金属層４１と第３半導体領域１１ｃとの間に設けられる。絶縁層８１は、第１電極５１及び第２電極５２の他方（この例では第１電極５１）とも接する。絶縁層８１は、第１電極５１と第２電極５２とを電気的に絶縁する。
【００２０】
絶縁層８１は、例えば、第１半導体層１１と第１金属層４１との間を絶縁する。絶縁層８１は、第１電極５１及び第２電極５２の上記の他方（この例では第１電極５１）と、第１金属層４１と、の間を絶縁する。絶縁層８１は、第３半導体層１３と第１金属層４１との間を絶縁する。
【００２１】
この例では、第２〜第５金属層４２〜４５がさらに設けられている。第２金属層４２は、第１金属層４１と基体７１との間に設けられる。第３金属層４３は、第２金属層４２と基体７１との間に設けられる。第４金属層４４は、第３金属層４３と基体７１との間に設けられる。第５金属層４５は、第４金属層４４と基体との間に設けられる。
【００２２】
第２金属層４２は、第１金属層４１と接する。第３金属層４３は、第２金属層４２と接する。第４金属層４４は、第３金属層４３と接する。第５金属層４５は、第４金属層４４と接する。第５金属層４５は、基体７１と接する。
【００２３】
例えば、第２金属層４２は、白金を含む。第２金属層４２は、例えば、白金層である。第３金属層４３は、例えば、チタンを含む。第３金属層４３は、例えば、チタン層である。第４金属層４４は、例えば、ニッケルを含む。第４金属層４４は、例えば、ニッケル層である。第５金属層４５は、例えば、錫を含む。第５金属層４５は、ＡｕＳｎなどを含んでも良い。第５金属層４５は、例えば、はんだなどを含んでも良い。
【００２４】
第２〜第４金属層４２〜４４は、例えば、中間層４６に含まれる。第１〜第４金属層４１〜４４は、例えば、バリアメタル層である。
【００２５】
第１金属層４１におけるチタンの濃度は、第２金属層４２におけるチタンの濃度よりも高い。第２金属層４２における白金の濃度は、第１金属層４１における白金の濃度よりも高い。第２金属層４２における白金の濃度は、第３金属層４３における白金の濃度よりも高い。第３金属層４３におけるチタンの濃度は、第２金属層４２におけるチタンの濃度よりも高い。第３金属層４３におけるチタンの濃度は、第４金属層４４におけるチタンの濃度よりも高い。第４金属層４４におけるニッケルの濃度は、第３金属層４３におけるニッケルの濃度よりも高い。第４金属層４４におけるニッケルの濃度は、第５金属層４５におけるニッケルの濃度よりも高い。
【００２６】
例えば、成長基板（図示しない）の上に、第１半導体層１１、第３半導体層１３及び第２半導体層１２を含む半導体結晶膜が形成される。第３半導体層１３の一部、及び、第２半導体層１２の一部が除去されて、第１半導体層１１の一部が露出される。第１半導体層１１のこの一部の上に、第１電極５１が形成される。第２半導体層１２の上に第２電極５２が形成される。例えば、第１電極５１の上、及び、第１半導体層１１の第３半導体領域１１ｃの上に、絶縁層８１が形成される。絶縁層８１の上、及び、第２電極５２の上に、第１金属層４１が形成される。第１金属層４１の上に、第２〜第４金属層４２〜４４が順次形成される。第４金属層４４の上に、第５金属層４５の一部となる金属膜が形成される。一方、基体７１が用意される。基体７１の表面には、第５金属層４５の一部となる金属膜が設けられている。これらの金属膜を対向させてこれらの金属膜を接合する。これにより、基体７１は、半導体層と接続される。この後、成長基板を除去する。これにより、半導体発光素子１１０が形成される。
【００２７】
半導体発光素子１１０は、例えば、Thin film型の発光素子である。基体７１には、例えば、導電性の材料が用いられる。基体７１には、例えば、シリコン基板などが用いられる。
【００２８】
第１金属層４１は、例えば、基体７１と電気的に接続される。第１金属層４１は、第１電極５１及び第２電極５２の上記の一方（この例では、第２電極５２）と電気的に接続される。
【００２９】
例えば、第１電極５１は、図１では図示しないパッド電極と電気的に接続される。パッド電極と基体７１との間に電圧が印加される。これにより、第１電極５１と第２電極５２との間に電圧が印加される。この電圧により、第１半導体層１１及び第２半導体層１２を介して、第３半導体層１３に電流が供給される。電流に基づいて、第３半導体層１３において、光が放出される。半導体発光素子１１０は、例えば、半導体発光ダイオード（ＬＥＤ）である。
【００３０】
絶縁層８１は、例えば、酸化シリコン、窒化シリコンまたは酸窒化シリコンを含む。絶縁層８１は、酸化シリコンを含む層と、窒化シリコンを含む層と、を含んでも良い。これらの層は、積層される。
【００３１】
第１電極５１には、例えばアルミニウムが用いられる。これにより、高い反射率が得られる。高い光取り出し効率が得られる。さらに、低いコンタクト抵抗が得られる。この他、第１電極５１には、Ａｇ(銀）及びＷ（タングステン）の少なくともいずれかを用いても良い。
【００３２】
第２電極５２には、例えば、銀が用いられる。これにより、高い反射率が得られる。高い光取り出し効率が得られる。さらに、低いコンタクト抵抗が得られる。この他、第２電極５２には、Ａｇ合金、または、Ｎｉ／Ａｇの積層膜などを用いても良い。
【００３３】
半導体発光素子１１０においては、第１金属層４１として、チタン層が用いられている。これにより、第１金属層４１と絶縁層８１との間の剥がれが抑制されることが分かった。これにより、信頼性を向上できる半導体発光素子を提供できる。
【００３４】
例えば、第１金属層４１としてニッケル層を用いる参考例がある。この参考例において、動作中に光出力が低下する現象が観察された。この試料を調査したところ、絶縁層８１とニッケルの第１金属層４１との間に、剥がれが観察された。
【００３５】
本願発明者は、この現象に関して、第１金属層４１の材料を変更する実験を行った。その結果、第１金属層４１としてチタン層を用いた場合に、剥がれが抑制できることが分かった。
【００３６】
チタンは、ニッケルに比べて、他の金属層中へ拡散し易い。例えば、３００℃で１０分の熱処理を行ったときにおいて、チタンの銀層中への拡散した距離は、２６．４ｎｍである。一方、３００℃で１０分の熱処理を行ったときにおいて、ニッケルの銀層中への拡散した距離は、０．０１ｎｍである。このように、ニッケルは拡散し難いため、第２電極５２と接する層としては、ニッケルを用いることが好ましいと考えられていた。そして、拡散の観点では、第２電極５２と接する層としてはチタンを用いることは好ましくないと考えられていた。
【００３７】
しかしながら、本願発明者の実験によると、上記のように、第１金属層４１としてニッケル層を用いる参考例では、剥がれが生じやすいことが分かった。
【００３８】
一方、適切な熱処理の条件の範囲であれば、第１金属層４１としてチタンを用いた場合においても、チタンの拡散は実用的に抑制できる。例えば、上記のように、第１金属層４１としてチタンを用いた場合に、銀の第２電極５２の厚さを１００ｎｍ以上とすることで、チタンが第２電極５２を介して第２半導体層１２に到達することが実質的に抑制できる。
【００３９】
銀の第２電極５２の厚さは、１００ｎｍ以上であることが好ましい。この厚さは、１５０ｎｍ以上であることがさらに好ましい。第２電極５２の厚さが１５０ｎｍ以上であることで、チタンが第２電極５２を介して第２半導体層１２に到達することがより確実に抑制できる。銀の第２電極５２の厚さは、４００ｎｍ以下であることが好ましい。第２電極５２の厚さが４００ｎｍを超えると、例えば、銀の段差部において、バリアメタルのカバレージ不足、及び／または、段切れが生じ易くなる。これにより、錫が拡散し易くなり、問題となる場合がある。銀の第２電極５２の厚さは、例えば、約２００ｎｍである。
【００４０】
実施形態において、第１金属層４１（チタン層）の厚さは、例えば、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。第１金属層４１の厚さは、例えば、約１０ｎｍである。
【００４１】
第２金属層４２（例えば白金層）の厚さは、例えば、５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。第２金属層４２の厚さは、例えば、約１００ｎｍである。
【００４２】
第３金属層４３（例えば第２チタン層）の厚さは、例えば、１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。第２金属層４２の厚さは、例えば、約２００ｎｍである。
【００４３】
第４金属層４４（例えばニッケル層）の厚さは、例えば、５００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下である。第２金属層４２の厚さは、例えば、約１０００ｎｍである。
【００４４】
第５金属層４５（例えば錫を含む層）の厚さは、例えば、５００ｎｍ以上３０００ｎｍ以下である。第２金属層４２の厚さは、例えば、約１０００ｎｍである。
【００４５】
このような厚さにより、例えば、安定した強度が得られる。高い信頼性が得られる。実施形態において、第１金属層４１に含まれるチタンが、第２金属層４２に含まれても良い。第２金属層４２に含まれる白金が、第３金属層４３に含まれても良い。第３金属層４３に含まれるチタンが、第２金属層４２に含まれても良い。第３金属層４２に含まれるチタンが、第４金属層４４に含まれても良い。第４金属層４４に含まれるニッケルが、第３金属層４３に含まれても良い。第４金属層４２に含まれるニッケルが、第５金属層４５に含まれても良い。第５金属層４５に含まれる錫が、第４金属層４４に含まれても良い。
【００４６】
実施形態において、基体７１の厚さは、例えば、１００μｍ以上１０００μｍ以下である。基体７１の厚さは、任意である。
【００４７】
図２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断面図である。  
図２は、絶縁層８１の例を示している。図２において、基体７１、及び、第２〜第５金属層４２〜４５は、省略されている。
【００４８】
図２に示すように、絶縁層８１は、積層された複数の絶縁膜を含んでも良い。この例では、絶縁層８１は、第１絶縁膜８１ｐと、第２絶縁膜８１ｑと、第３絶縁膜８１ｒと、を含む。第１絶縁膜８１ｐは、第１電極５１及び第２電極５２の上記の他方（この例では、第１電極５１）と、第１金属層４１との間に設けられる。第２絶縁膜８１ｑは、第１絶縁膜８１ｐと第１金属層４１との間に設けられる。第３絶縁膜８１ｒは、第２絶縁膜８１ｑと第１金属層４１との間に設けられる。
【００４９】
この例では、第１絶縁膜８１ｐは、第１半導体層１１の第３半導体領域１１ｃと、第１金属層４１との間に、さらに設けられる。さらに、第１絶縁膜８１ｐは、第１半導体層１１の第２半導体領域１１ｂの側面１１ｂｓと、第１金属層４１と、の間に設けられる。側面１１ｂｓは、第１方向（Ｚ軸方向）に対して垂直な方向（Ｘ−Ｙ平面に沿った方向）と交差する。第１絶縁膜８１ｐは、第１電極５１の側面５１ｓと、第１半導体層１１の第２半導体領域１１ｂの一部と、の間に設けられる。側面５１ｓは、Ｘ−Ｙ平面に沿った方向と交差する。第１絶縁膜８１ｐは、電極（第１電極５１または第２電極５２）の表面、第１電極５１の側面５１ｓ、第１半導体層１１の第３半導体領域１１ｃの表面、及び、第１半導体層１１の第２半導体領域１１ｂの側面１１ｂｓ上にも接触して設けられている。
【００５０】
例えば、第１絶縁膜８１ｐ及び第３絶縁膜８１ｒの少なくともいずれかは、シリコン酸化物を含む。第２絶縁膜８１ｑは、シリコン窒化物を含む。例えば、第１絶縁膜８１ｐ及び第３絶縁膜８１ｒは、シリコン酸化膜である。
【００５１】
図３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断面図である。  
図３は、本実施形態に係る別の半導体発光素子１１１を例示している。  
半導体発光素子１１１は、基体７１と、第１半導体層１１と、第２半導体層１２と、第３半導体層１３と、第１電極５１と、第１金属層４１と、絶縁層８１と、を含む。これらについては、半導体発光素子１１０と同様なので説明を省略する。
【００５２】
半導体発光素子１１１は、第１パッド電極５１ｐと、第１接続導電層５１ｃと、層間絶縁層８２と、をさらに含む。
【００５３】
第１接続導電層５１ｃの一端は、第１電極５１と電気的に接続される。図３には表されていない位置（例えばＹ軸方向の異なる位置）で、第１接続導電層５１ｃの一端は、第１電極５１と電気的に接続される。第１接続導電層５１ｃの一部の上に第１パッド電極５１ｐが設けられている。第１パッド電極５１ｐは、第１接続導電層５１ｃと電気的に接続されている。
【００５４】
このように、第１パッド電極５１ｐは、第１電極５１と電気的に接続されている。第１パッド電極５１ｐは、基体７１と第１方向（Ｚ軸方向）において離間する。第１パッド電極５１ｐの少なくとも一部は、第１方向に対して垂直な方向（例えばＸ軸方向）において、第１半導体層１１と重なる。
【００５５】
第１パッド電極５１ｐと基体７１との間に、第１接続導電層５１ｃが設けられる。第１接続導電層５１ｃと基体７１との間に層間絶縁層８２が設けられる。層間絶縁層８２と基体７１との間に、第１金属層４１、中間層４６（第２〜第４金属層４２〜４４）、及び、第５金属層４５が設けられる。層間絶縁層８２は、第１金属層４１と第１接続導電層５１ｃとの間を絶縁する。
【００５６】
この例では、第３電極７３がさらに設けられている。第３電極７３と第５金属層４５との間に、基体７１が設けられる。第３電極７３と第１パッド電極５１ｐとの間に電圧が印加される。これにより、第３半導体層１３から光が放出される。
【００５７】
第１半導体層１１、第２半導体層１２及び第３半導体層１３を含む積層体１０は、側面１０ｓを有する。側面１０ｓは、第１方向（Ｚ軸方向）に対して垂直な方向（Ｘ−Ｙ平面に沿った方向）と交差する。
【００５８】
この例では、絶縁膜８５がさらに設けられている。絶縁膜８５は、積層体１０の側面１０ｓの少なくとも一部を覆う。
【００５９】
第１半導体層１１は、第１面１１ｐと、第２面１１ｑと、を有する。第２面１１ｑは、第３半導体層１３の側の面である。第１半導体層１１において、第１面１１ｐは、第２面１１ｑとは反対側である。この例では、第１面１１ｐは、凹凸１１ｄｐを有する。凹凸１１ｄｐにより、第３半導体層１３で放出された光が、第１半導体層１１の第１面１１ｐから効率良く外部に出射する。高い光取り出し効率が得られる。
【００６０】
半導体発光素子１１１においても、チタンを含む第１金属層４１が設けられている。高い信頼性が得られる。
【００６１】
（第２の実施形態）  
図４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断面図である。  
図４に示すように、本実施形態に係る半導体発光素子１２０も、基体７１と、第１半導体層１１と、第２半導体層１２と、第３半導体層１３と、第１電極５１と、第２電極５２と、第１金属層４１と、絶縁層８１と、を含む。半導体発光素子１２０において、基体７１、第１半導体層１１、第２半導体層１２、第３半導体層１３、第１電極５１及び第２電極５２については、半導体発光素子１１０と同様であるので説明を省略する。
【００６２】
第１金属層４１は、基体７１と第１電極５１との間、基体７１と第２電極５２との間、及び、基体７１と第３半導体領域１１ｃとの間に設けられる。第１金属層４１は、第１電極５１及び第２電極５２の一方と接する。半導体発光素子１２０においては、第１金属層４１は、第１電極５１と接する。この例においても、第１金属層４１は、チタンを含む。
【００６３】
絶縁層８１は、第１絶縁領域８１ａと第２絶縁領域８１ｂとを含む。第１絶縁領域８１ａは、第１電極５１及び第２電極５２の他方と、第１金属層４１と、の間に設けられる。半導体発光素子１２０においては、第１絶縁領域８１ａは、第２電極５２と第１金属層４１との間に設けられる。第２絶縁領域８１ｂは、第１金属層４１と第３領域との間に設けられる。第２絶縁領域８１ｂは、第１電極５１と第２電極５２との間に設けられいる。第２絶縁領域８１ｂは、第１電極５１と第２半導体層１２との間、及び、第１電極５１と第３半導体層１３との間を絶縁する。
【００６４】
絶縁層８１は、例えば、第２半導体層１２と第１金属層４１との間を絶縁する。絶縁層８１は、第１電極５１及び第２電極５２の上記の他方（この例では第２電極５２）と、第１金属層４１と、の間を絶縁する。絶縁層８１は、第３半導体層１３と第１金属層４１との間を絶縁する。
【００６５】
この例では、第１金属層４１は、第１電極５１と接している。基体７１は、第１〜第５金属層４１〜４５を介して、第１電極５１と電気的に接続される。第１絶縁領域８１ａは、第１金属層４１と第２電極５２との間に設けられている。第２電極５２は、図４では図示しないパッド電極と電気的に接続される。パッド電極と基体７１との間に電圧が印加される。これにより、第１電極５１と第２電極５２との間に電圧が印加される。この電圧により、第１半導体層１１及び第２半導体層１２を介して、第３半導体層１３に電流が供給される。電流に基づいて、第３半導体層１３において、光が放出される。半導体発光素子１２０は、例えば、半導体発光ダイオード（ＬＥＤ）である。
【００６６】
この例においても、第１金属層４１は、チタンを含む。これにより、例えば、第１金属層４１と絶縁層８１との間の剥がれが抑制される。これにより、信頼性を向上できる半導体発光素子が提供できる。
【００６７】
この例において、第１電極５１は、例えば、アルミニウムを含む。第１電極５１の厚さは、１００ｎｍ以上である。これにより、第１金属層４１に含まれるチタンが第１電極５１を介して半導体層などに拡散することが抑制できる。第１電極５１の厚さは、２００ｎｍ以上でも良い。これにより、より確実に、チタンの半導体層への拡散が抑制できる。
【００６８】
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断面図である。  
図５は、本実施形態に係る別の半導体発光素子１２１を例示している。  
半導体発光素子１２１は、基体７１と、第１半導体層１１と、第２半導体層１２と、第３半導体層１３と、第１電極５１と、第１金属層４１と、絶縁層８１と、を含む。これらについては、半導体発光素子１２０と同様なので説明を省略する。
【００６９】
半導体発光素子１２１は、第２パッド電極５２ｐと、第２接続導電層５２ｃと、層間絶縁層８２と、をさらに含む。
【００７０】
第２接続導電層５２ｃは、第２電極５２と連続している。第２接続導電層５２ｃの一部の上に第２パッド電極５２ｐが設けられている。第２パッド電極５２ｐは、第２接続導電層５２ｃと電気的に接続されている。
【００７１】
このように、第２パッド電極５２ｐは、第２電極５２と電気的に接続されている。第２パッド電極５２ｐは、基体７１と第１方向（Ｚ軸方向）において離間する。第２パッド電極５２ｐの少なくとも一部は、第１方向に対して垂直な方向（例えばＸ軸方向）において、第２半導体層１２と重なる。
【００７２】
第２パッド電極５２ｐと基体７１との間に、第２接続導電層５２ｃが設けられる。第２接続導電層５２ｃと基体７１との間に層間絶縁層８２が設けられる。層間絶縁層８２と基体７１との間に、第１金属層４１、中間層４６（第２〜第４金属層４２〜４４）、及び、第５金属層４５が設けられる。層間絶縁層８２は、第１金属層４１と第２接続導電層５２ｃとの間を絶縁する。
【００７３】
この例でも、第３電極７３がさらに設けられている。第３電極７３と第５金属層４５との間に、基体７１が設けられる。第３電極７３と第２パッド電極５２ｐとの間に電圧が印加される。これにより、第３半導体層１３から光が放出される。
【００７４】
第１半導体層１１、第２半導体層１２及び第３半導体層１３を含む積層体１０は、側面１０ｓを有する。絶縁膜８５は、積層体１０の側面１０ｓの少なくとも一部を覆う。
【００７５】
この例においては、第１半導体層１１の第１面１１ｐは、凹凸１１ｄｐを有する。高い光取り出し効率が得られる。
【００７６】
半導体発光素子１２１においても、チタンを含む第１金属層４１が設けられている。高い信頼性が得られる。
【００７７】
実施形態によれば、信頼性を向上できる半導体発光素子が提供できる。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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基体、半導体層、金属層、パッド層、金属層、金属膜、電極及び接続部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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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及びその等価物の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８５】
１０…積層体、  １０ｓ…側面、  １１…第１半導体層、  １１ａ、１１ｂ、１１ｃ…第１〜第３半導体領域、  １１ｂｓ…側面、  １１ｄｐ…凹凸、  １１ｐ…第１面、  １１ｑ…第２面、  １２…第２半導体層、  １３…第３半導体層、  ４１〜４５…第１〜第５金属層、  ４６…中間層、  ５１…第１電極、  ５１ｃ…第１接続導電層、  ５１ｓ…側面、  ５２…第２電極、  ５２ｃ…第２接続導電層、  ７１…基体、  ７３…第３電極、  ８１…絶縁層、  ８１ａ、８１ｂ…第１及び第２絶縁領域、  ８１ｐ〜８１ｒ…第１〜第３絶縁膜、  ８２…層間絶縁層、  ８５…絶縁膜、  １１０、１１１、１２０、１２１…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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