(57)【要約】      （修正有）【課題】光の取り出し効率を向上できる半導体発光素子を提供する。【解決手段】半導体発光素子は、基体８０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４半導体層２４と、第５半導体層２５と、第６半導体層２６と、第１導電層６１と、第２導電層６２と、第３導電層６３と、を含む。第１半導体層は、第１領域１１ａと、第２領域１１ｂと、を含み、基体と第１方向に離間し、第１導電形であり、第２半導体層は第２領域と基体との間に設けられ、第２導電形であり、第３半導体層は、第２領域と第２半導体層との間に設けられ、第４半導体層は、第３領域２４ｃと、第４領域２４ｄと、を含み、基体と第１方向に離間し、第１方向と交差する方向において第１半導体層と並び、第１導電形であり、第５半導体層は、第４領域と基体との間に設けられ、第２導電形であり、第６半導体層は、第４領域と第５半導体層との間に設けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、
前記基体と第１方向に離間した第１導電形の第１半導体層であって、第１領域と、前記第１方向と交差する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半導体層と、
前記第２領域と前記基体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領域と前記第２半導体層との間に設けられた第３半導体層と、
前記基体と前記第１方向に離間し前記第１方向と交差する方向において前記第１半導体層と並ぶ前記第１導電形の第４半導体層であって、第３領域と、第４領域と、を含み、前記第２領域と前記第３領域との間に前記第４領域が配置され、前記第２領域と前記第４領域との間に前記第１領域が配置される、前記第４半導体層と、
前記第４領域と前記基体との間に設けられた前記第２導電形の第５半導体層と、
前記第４領域と前記第５半導体層との間に設けられた第６半導体層と、
前記第１領域と電気的に接続された第１導電層であって、前記第１領域と前記基体との間に設けられた第１部分と、第２部分と、を含む前記第１導電層と、
第３部分と、第４部分と、を含む第２導電層と、
第５部分と、第６部分と、を含む第３導電層と、
を備え、
前記第２部分は、前記第５部分と前記基体との間に配置され、前記第５部分と電気的に接続され、
前記第３部分は、前記第５半導体層と前記基体との間に設けられ、前記第５半導体層と電気的に接続され、
前記第４部分は、前記第６部分と前記基体との間に配置され、前記第６部分と電気的に接続され、
前記第３導電層は、前記第１半導体層と前記第４半導体層との間、前記第２半導体層と前記第５半導体層との間、及び、前記第３半導体層と前記第６半導体層との間の少なくともいずれかに配置される、半導体発光素子。
【請求項２】
第２絶縁層をさらに備え、
前記第２絶縁層と前記基体との間に前記第１半導体層が配置され、
前記第１半導体層は、前記第２絶縁層と対向する第１半導体層第１面を有し、
前記第２絶縁層と前記基体との間に前記第３導電層が配置され、
前記第３導電層は、前記第２絶縁層と対向する第３導電層第１面を有し、
前記第１半導体層第１面と前記基体との前記第１方向に沿った第１距離は、前記第３導電層第１面と前記基体との間の前記第１方向に沿った第３距離よりも長い、請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記第３導電層の少なくとも一部は、前記第１方向と交差する方向において前記第１半導体層と重なる、請求項１または２に記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記第６部分の前記第１方向における厚さは、前記第３部分の前記第１方向における厚さよりも厚い、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】
樹脂層をさらに備え、
前記樹脂層は、樹脂と、前記樹脂に取り囲まれた蛍光体と、を含み、
前記蛍光体は、前記第１半導体層と前記第４半導体層との間に配置されない、
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】
前記第２半導体層と前記基体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半導体層電極をさらに備えた、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】
前記第２半導体層は、前記第２半導体層電極と対向する第２半導体層第２面を有し、
前記第３導電層と前記基体との間の前記第１方向に沿った距離は、前記第２半導体層第２面と前記基体との間の前記第１方向に沿った距離よりも長い、
請求項６記載の半導体発光素子。
【請求項８】
前記第２半導体層電極は、前記第２導電層に含まれる材料を含む、請求項６または７に記載の半導体発光素子。
【請求項９】
前記第３領域と前記基体との間に設けられ、前記第３領域と電気的に接続された第４半導体層電極をさらに備えた、請求項１〜８のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１０】
前記第４半導体層電極は、前記第１導電層に含まれる材料を含む、請求項９記載の半導体発光素子。
【請求項１１】
第１半導体層電極をさらに備え、
前記第１半導体層は、第５領域をさらに含み、
前記第１領域と前記第５領域との間に前記第２領域が配置され、
前記第１半導体層電極は、前記第５領域と前記基体との間に設けられ、前記第５領域と電気的に接続される、請求項１〜１０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半導体層電極は、前記第１導電層に含まれる材料を含む、請求項１１記載の半導体発光素子。
【請求項１３】
第５半導体層電極をさらに備え、
前記第４半導体層は、第６領域をさらに含み、
前記第６領域と前記第４領域との間に前記第３領域の少なくとも一部が配置され、
前記第５半導体層は、前記第６領域と前記基体との間に延在する部分をさらに含み、
前記第６半導体層は、前記第６領域と前記第５半導体層の前記延在する部分との間に延在する部分をさらに含み、
前記第５半導体層電極は、前記第５半導体層の前記延在する部分と前記基体との間に設けられ、前記第５半導体層の前記延在する部分と電気的に接続された請求項１〜１２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５半導体層電極は、前記第２導電層に含まれる材料を含む、請求項１３記載の半導体発光素子。
【請求項１５】
前記第４半導体層電極と電気的に接続された第１パッドをさらに備えた、請求項９記載の半導体発光素子。
【請求項１６】
前記第１パッドの少なくとも一部は、前記第１方向と交差する方向において前記第４半導体層と重なる、請求項１５記載の半導体発光素子。
【請求項１７】
前記第２半導体層電極と電気的に接続された第２パッドをさらに備えた、請求項７記載の半導体発光素子。
【請求項１８】
前記第２パッドの少なくとも一部は、前記第１方向と交差する方向において前記第１半導体層と重なる、請求項１７記載の半導体発光素子。
【請求項１９】
前記第１半導体層は、前記第１領域面と前記第１方向に離隔した第１半導体層上面を有し、
前記基体は、前記第１絶縁層と前記第１方向に離隔し前記第１方向と交差する基体下面を有し、
前記第３半導体層から出射した光の前記第１半導体層上面から外に出射する光の強度は、前記光の前記基体下面から外に出射する光の強度よりも高い、請求項１〜１８のいずれか１つ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、光の取り出し効率の向上が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１０−８７５５１５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、光の取り出し効率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４半導体層と、第５半導体層と、第６半導体層と、第１導電層と、第２導電層と、第３導電層と、を含む。前記第１半導体層は、第１領域と、第２領域と、を含む。前記第１半導体層は、第１導電形である。前記第１半導体層は、前記基体と第１方向に離間する。前記第２領域は、前記第１方向と交差する方向において前記第１領域と並ぶ。前記第２半導体層は、前記第２領域と前記基体との間に設けられる。前記第２半導体層は、第２導電形である。前記第３半導体層は、前記第２領域と前記第２半導体層との間に設けられる。前記第４半導体層は、第３領域と、第４領域と、を含む。前記第４半導体層は、前記基体と前記第１方向に離間する。前記第４半導体層は、前記第１方向と交差する方向において前記第１半導体層と並ぶ。前記第４半導体層は、前記第１導電形である。前記第２領域と前記第３領域との間に前記第４領域が配置される。前記第２領域と前記第４領域との間に前記第１領域が配置される。前記第５半導体層は、前記第４領域と前記基体との間に設けられる。前記第５半導体層は、前記第２導電形である。前記第６半導体層は、前記第４領域と前記第５半導体層との間に設けられる。前記第１導電層は、第１部分と、第２部分と、を含む。前記第１部分は、前記第１領域と前記基体との間に設けられる。前記第１導電層は、前記第１領域と電気的に接続される。前記第２導電層は、第３部分と、第４部分と、を含む。前記第３導電層は、第５部分と、第６部分と、を含む。前記第２部分は、前記第５部分と前記基体との間に配置される。前記第２部分は、前記第５部分と電気的に接続される。前記第３部分は、前記第５半導体層と前記基体との間に設けられる。前記第３部分は、前記第５半導体層と電気的に接続される。前記第４部分は、前記第６部分と前記基体との間に配置される。前記第４部分は、前記第６部分と電気的に接続される。前記第３導電層は、前記第１半導体層と前記第４半導体層との間、前記第２半導体層と前記第５半導体層との間、及び、前記第３半導体層と前記第６半導体層との間の少なくともいずれかに配置される。
【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】図３（ａ）〜図３（ｃ）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模式的断面図である。
【図４】図４（ａ）及び図４（ｂ）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模式的断面図である。
【図５】図５（ａ）及び図５（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子のパターン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１の実施形態に係る半導体発光素子のパターンを例示する模式的平面図である。
【図７】図７（ａ）及び図７（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子のパターンを例示する模式的平面図である。
【図８】図８（ａ）及び図８（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子のパターンを例示する模式的平面図である。
【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（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（ａ）は、平面図である。図１（ｂ）は、図１のＢ１−Ｂ２線断面図である。
【０００９】
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、半導体発光素子１００は、基体８０と、第１〜第３半導体層１１〜１３と、第４〜第６半導体層２４〜２６と、第１〜第３導電層６１〜６３と、を含む。
【００１０】
第１半導体層１１は、基体８０と第１方向に離間する。第１１半導体層１１は、第１導電形である。第１半導体層１１は、第１領域１１ａと、第２領域１１ｂと、を含む。第２領域１１ｂは、第１方向と交差する方向において第１領域１１ａと並ぶ。
【００１１】
第１方向をＺ方向とする。Ｚ方向に対して垂直な１つの方向をＸ方向とする。Ｚ方向及びＸ方向に対して垂直な方向をＹ方向とする。
【００１２】
第２半導体層１２は、第２領域１１ｂと基体８０との間に設けられる。第２半導体層１２は、第２導電形である。第３半導体層１３は、第２領域１１ｂと第２半導体層１２との間に設けられる。
【００１３】
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、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。
【００１４】
第４半導体層２４は、基体８０とＺ方向に離間して設けられる。第４半導体層２４は、Ｚ方向と交差する方向において第１半導体層１１と並ぶ。第４半導体層２４は、第１導電形である。第４半導体層２４は、第３領域２４ｃと、第４領域２４ｄと、を含む。第４領域２４ｄは、第２領域１１ｂと第３領域２４ｃとの間に配置される。第１領域１１ａは、第２領域１１ｂと第４領域２４ｄとの間に配置される。
【００１５】
第５半導体層２５は、第４領域２４ｄと基体８０との間に設けられる。第５半導体層２５は、第２導電形である。第６半導体層２６は、第４領域２４ｄと第５半導体層２５との間に設けられる。第４半導体層２４は、第６領域２４ｆをさらに含む。第６領域２４ｆと第４領域２４ｄとの間に、第３領域２４ｃの少なくとも一部が配置される。第５半導体層２５は、第６領域２４ｆと基体８０との間に延在する部分２５ｅｐをさらに含む。第６半導体層２６は、第６領域２４ｆと部分２５ｅｐとの間に延在する部分２６ｅｐをさらに含む。
【００１６】
第１導電層６１は、第１部分６１ａと、第２部分６１ｂと、を含む。第１部分６１ａは、第１領域１１ａと基体８０との間に設けられる。第１部分６１ａは、第１領域１１ａと電気的に接続される。第２導電層６２は、第３部分６２ｃと、第４部分６２ｄと、を含む。第３部分６２ｃは、第５半導体層２５と基体８０との間に設けられる。第３部分６２ｃは、第５半導体層２５と電気的に接続される。第３導電層６３は、第５部分６３ｅと、第６部分６３ｆと、第７部分６３ｇと、を含む。第７部分６３ｇは、第５部分６３ｅと第６部分６３ｆとの間に設けられる。
【００１７】
第２部分６１ｂは、第５部分６３ｅと基体８０との間に配置される。第２部分６１ｂは、第５部分６３ｅと電気的に接続される。第４部分６２ｄは、第６部分６３ｆと基体８０との間に配置される。第４部分６２ｄは、第６部分６３ｆと電気的に接続される。
第３導電層６３は、第１半導体層１１と第４半導体層２４との間、第２半導体層１２と第５半導体層２５との間、及び、第３半導体層１３と第６半導体層２６との間の少なくともいずれかに配置される。この例では、第３導電層６３は、第１半導体層１１と第４半導体層２４との間に設けられている。
【００１８】
第１半導体層１１は、第１半導体層第１面１１ｆ１と、第１半導体層第２面１１ｆ２と、を有する。第１半導体層第２面１１ｆ２は、第１部分６１ａと対向する面と、第３半導体層１３と対向する面と、を含む。第１半導体層第１面１１ｆ１は、第１半導体層第２面１１ｆ２とＺ方向に離隔する。第１半導体層第１面１１ｆ１は、第１半導体層第２面１１ｆ２の反対側の面である。第１半導体層第１面１１ｆ１は、例えば、第１半導体層１１の上面である。第１半導体層第２面１１ｆ２は、例えば、第１半導体層１１の下面である。
第３導電層６３は、第３導電層第１面６３ｆａ１と、第３導電層第２面６３ｆａ２と、を有する。第３導電層第２面６３ｆａ２は、第２部分６１ｂと対向する面を含む。第３導電層第１面６３ｆａ１は、第３導電層第２面６３ｆａ２とＺ方向に離隔する。
第１半導体層第１面１１ｆ１と基体８０との間のＺ方向に沿った第１距離Ｌ１（最短距離）は、第３導電層第１面６３ｆａ１と基体８０との間のＺ方向に沿った第３距離Ｌ３よりも長い。
【００１９】
半導体発光素子１００は、第２絶縁層７２をさらに含む。第１半導体層１１は、第２絶縁層７２と基体８０との間に配置される。第１半導体層１１は、第２絶縁層７２と対向する第１半導体層第１面１１ｆ１を有する。前記第３導電層６３は、第２絶縁層７２と基体８０との間に配置される。第３導電層６３は、第２絶縁層７２と対向する第３導電層第１面６３ｆａ１を有する。第１半導体層第１面１１ｆ１と基体８０とのＺ方向に沿った第１距離Ｌ１は、第３導電層第１面６３ｆａ１と基体８０との間のＺ方向に沿った第３距離Ｌ３よりも長い。
【００２０】
第３導電層６３と基体８０との間のＺ方向に沿った距離Ｌ５は、第１半導体層１１と基体８０との間のＺ方向に沿った距離よりも長い。距離Ｌ５は、第２導電層６２と基体８０との間のＺ方向に沿った第２距離Ｌ７よりも長い。
第６部分６３ｆのＺ方向に沿った厚さＤ６は、第３部分６２ｃのＺ方向に沿った厚さＤ３よりも厚い。
第３導電層６３の少なくとも一部は、Ｚ方向と交差する方向において第１半導体層１１と重なる。
【００２１】
第１半導体層１１及び第４半導体層２４は、例えば、ｎ形の窒化物半導体を含む。これらの半導体層は、例えば、ｎ形のＧａＮを含む。
第２半導体層１２及び第５半導体層２５は、例えば、ｐ形の窒化物半導体を含む。これらの半導体層は、例えば、ｐ形のＧａＮを含む。
第３半導体層１３及び第６半導体層２６は、例えば、窒化物半導体を含む。これらの半導体層は、例えば、井戸層を含む。井戸層は、例えばＩｎＧａＮを含む。これらの半導体層は、例えば、障壁層を含む。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。
【００２２】
例えば、第１〜第３半導体層１１〜１３は、第１発光部分Ｅ１（例えばＬＥＤ）の一部となる。第４〜第６半導体層２４〜２６は、第２発光部分Ｅ２（例えばＬＥＤ）の一部となる。第４半導体層２４、部分２５ｅｐ及び部分２６ｅｐは、第２発光部分Ｅ２の別の一部となる。これらの発光部分が、第１〜第３導電層６１〜６３により接続される。
半導体発光素子１００は、例えば、マルチジャンクションＬＥＤである。半導体発光素子１００は、複数の発光部分（例えば、第１発光部分Ｅ１及び第２発光部分Ｅ２）を含む。
【００２３】
半導体発光素子１００は、第２半導体層電極５２をさらに含む。第２半導体層電極５２は、第２半導体層１２と基体８０との間に設けられる。第２半導体層電極５２は、第２半導体層１２と電気的に接続される。
第２半導体層１２は、第２半導体層電極５２と対向する第２半導体層第２面１２ｆ２を有する。第３導電層６３と基体８０との間のＺ方向に沿った距離Ｌ５は、第２半導体層第２面１２ｆ２と基体８０との間のＺ方向に沿った距離Ｌ６よりも長い。
半導体発光素子１００は、第４半導体層電極５４をさらに含む。第４半導体層電極５４は、第４半導体層２４の第３領域２４ｃと基体８０との間に設けられる。第４半導体層電極５４は、第３領域２４ｃと電気的に接続される。
半導体発光素子１００は、第１パッド９１をさらに含む。第１パッド９１は、第４半導体層電極５４と電気的に接続される。第１パッド９１の少なくとも一部は、Ｚ方向と交差する方向において第４半導体層２４と重なる。
半導体発光素子１００は、第２パッド９２をさらに含む。第２パッド９２は、第２半導体層電極５２と電気的に接続される。第２パッド９２の少なくとも一部は、Ｚ方向と交差する方向において第１半導体層１１と重なる。
【００２４】
凹凸９０は、第１半導体層第１面１１ｆ１に設けられる。
【００２５】
例えば、第２半導体層電極５２と第４半導体層電極５４との間に電圧が印加される。第２半導体層１２、第３半導体層１３、第１半導体層１１、第１導電層６１、第３導電層６３、第２導電層６２、第５半導体層２５、第６半導体層２６、及び、第４半導体層２４を介して（さらに第５半導体層２５の部分２５ｅｐ及び第６半導体層２６の部分２６ｅｐを介して）、第２半導体層電極５２と第４半導体層電極５４との間に電流が流れる。この電流により、例えば、第３半導体層１３及び第６半導体層２６から光が放出される。
この例では、第１パッド９１及び第２パッド９２により電圧が印加される。第１パッド９１と第２パッド９２との間に電圧を印加することで、第４半導体層電極５４と、第２半導体層電極５２との間に電圧が印加され、発光が生じる。
【００２６】
第１半導体層１１は、第１半導体層第３面１１ｆ３をさらに有する。第１半導体層第３面１１ｆ３は、第１半導体層第１面１１ｆ１と交差し、第１半導体層第２面１１ｆ２と交差する。第１半導体層第３面１１ｆ３は、例えば、第１半導体層１１の側面である。
【００２７】
実施形態に係る半導体発光素子１００においては、第３導電層６３は、第１半導体層１１と第４半導体層２４との間に配置される。第３導電層６３は、例えば、第１半導体層１１の第１半導体層第１面１１ｆ１には配置されない。第３導電層６３は、例えば、第１半導体層第３面１１ｆ３には配置されない。第３半導体層１３から出射し、第１半導体層第１面１１ｆ１から外に出射する光ｏｐ１は、遮蔽されにくい。実施形態において、光ｏｐ１の強度は、例えば、第３導電層６３が、第１半導体層第１面１１ｆ１及び第１半導体層第３面１１ｆ３のいずれかに配置されている場合に比べて高い。その結果、光の取り出し効率を向上できる半導体発光素子を提供することができる。
【００２８】
実施形態に係る半導体発光素子１００においては、第３導電層６３は、第１半導体層１１と第４半導体層２４との間に設けられる。例えば、第１半導体層１１と第４半導体層２４との間には、例えば、第３導電層６３とは別の配線層（導電層）は設けられない。これにより、例えば、第３導電層６３の厚さを厚くできる。例えば、第３導電層６３の第６部分のＺ方向の厚さＤ６は、第２導電層６２の第３部分６２ｃのＺ方向における厚さＤ３よりも厚い。その結果、第３導電層６３の抵抗は低い。
【００２９】
実施形態に係る半導体発光素子１００においては、第１絶縁層７１は、第２半導体層電極５２と基体８０との間、第１導電層６１と基体８０との間、第２導電層６２と基体８０との間、第３導電層６３と基体８０との間、及び、第３領域２４ｃと基体８０との間にさらに設けられる。第１金属層４１は、例えば、第１絶縁層７１と基体８０との間に設けられる。第２金属層４２を、第１絶縁層７１と第１金属層４１との間に設けらてもよい。第２金属層４２は、第３半導体層１３から出射した光を反射させる。反射した光は、第１半導体層１１第１面１１ｆ１から外に出射する。これにより、光取り出し効率をさらに向上させることができる。
【００３０】
第１半導体層１１は、第５領域１１ｅをさらに含む。第２領域１１ｂは、第１領域１１ａと第５領域１１ｅとの間に配置される。
実施形態に係る半導体発光素子１００においては、第１半導体層電極５１をさらに含む。第１半導体層電極５１は、第１半導体層１１の第５領域１１ｅと、基体８０と、の間に設けられる。第１半導体層電極５１は、第５領域１１ｅと電気的に接続される。
実施形態に係る半導体発光素子１００においては、第５半導体層電極５５をさらに含む。第５半導体層電極５５は、第５半導体層２５の部分２５ｅｐと、基体８０と、の間に設けられる。第５半導体層電極５５は、部分２５ｅｐと電気的に接続される。
【００３１】
第１半導体層電極５１及び第４半導体層電極５４のいずれかは、例えば、アルミニウムを含む。第１半導体層電極５１及び第４半導体層電極５４のいずれかは、例えば、アルミニウムを含む合金を含む。第１半導体層電極５１及び第４半導体層電極５４のいずれかは、例えば、第３半導体層１３から出射した光を反射する。
第２半導体層電極５２及び第５半導体層電極５５のいずれかは、例えば、銀を含む。第２半導体層電極５２及び第５半導体層電極５５のいずれかは、例えば、銀を含む合金を含む。第２半導体層電極５２及び第５半導体層電極５５のいずれかは、第３半導体層１３から出射した光を反射する。
【００３２】
第１半導体層１１及び第４半導体層２４のいずれかは、ガリウムナイトライドを含む。第１絶縁層７１は、例えば、シリコン酸化物及びシリコン窒化物のいずれかを含む。第１金属層４１は、例えば、金および錫のいずれかを含む。
第２半導体層電極５２は、例えば、第２導電層６２に含まれる材料を含む。
第４半導体層電極５４は、例えば、第１導電層６１に含まれる材料を含む。
第１半導体層電極５１は、例えば、第１導電層６１に含まれる材料を含む。
第５半導体層電極５５は、例えば、第２導電層６２に含まれる材料を含む。
【００３３】
基体８０は、基体第１面８０ｆ１と、基体第２面８０ｆ２と、を有する。基体第１面８０ｆ１は、第１絶縁層７１と対向する。基体第２面８０ｆ２は、第１絶縁層７１とＺ方向に離隔し、Ｚ方向と交差する。基体第１面８０ｆ１は、例えば、基体第２面８０ｆ２の反対側の面である。
第３半導体層１３から出射し第１半導体層第１面１１ｆ１から外に出射する光ｏｐ１の強度は、第３半導体層１３から出射し、基体第２面８０ｆ２から外に出射する光ｏｐ２の強度よりも高い。
【００３４】
発光した光は、主として、第１半導体層１１の上面及び第４半導体層２４の上面から外部に放出する。これらの面が、半導体発光素子１００の光放出面（発光面）となる。
【００３５】
光のピーク波長は、例えば、３８０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下である。光の強度は、ピーク波長において最高である。
【００３６】
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。
【００３７】
図２に示すように、半導体発光素子１００においては、樹脂層７６をさらに含む。樹脂層７６は、樹脂７６ａと、蛍光体７７と、を含む。蛍光体７７は、樹脂７６ａに取り囲まれる。蛍光体７７は、樹脂７６ａと第１半導体層１１との間に配置される。蛍光体７７は、樹脂７６ａと第３導電層６３との間に配置されない。
第１パッド９１に第１ワイヤ９１Ｐが接続される。第２パッド９２に第２ワイヤ９２Ｐが接続される。
【００３８】
図３（ａ）〜図３（ｃ）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模式的断面図である。
図４（ａ）及び図４（ｂ）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模式的断面図である。
【００３９】
図３（ａ）に示すように、成長用基板９５上に、例えば、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法によりエピタキシャル成長させて第１ベース半導体層１１ｂａを形成する。第１ベース半導体層１１ｂａを結晶層とも言う。第１ベース半導体層１１ｂａにエッチングを行う。これにより、第１ベース加工後半導体層１１ｂａａが形成される。第１ベース加工後半導体層１１ｂａａは、開口部８１、開口部８２及び開口部８３を有する。第１ベース加工後半導体層１１ｂａａに、絶縁部材を堆積して絶縁層７５を形成する。絶縁層７５は、開口部８１、開口部８２及び開口部８３を反映した開口部８１ａ、開口部８２ａ及び開口部８３ａを有する。
【００４０】
図３（ｂ）に示すように、絶縁層７５にエッチングを行う。これにより、開口部８１ａの底面８１ａｂの１部分、及び、開口部８２ａの底面８２ａｂの１部分を除去する。
底面８１ａｂの１部分が除去されたことにより、第１ベース加工後半導体層１１ｂａａの１部分が露出する。第１ベース加工後半導体層１１ｂａａの１部分、及び底面８１ａｂに、導電材料を堆積させて第１パッド電極３１を形成する。
底面８２ａｂの１部分が除去されたことにより、第１ベース加工後半導体層１１ｂａａの別の１部分が露出する。第１ベース加工後半導体層１１ｂａａの別の１部分、及び底面８２ａｂに、導電材料を堆積させて第１導電層６１を形成する。
【００４１】
図３（ｃ）に示すように、絶縁層７５の１部を除去して開口部８４〜８６を形成する。
開口部８４〜８６内に第３ベース半導体層１３ｂａを形成する。第３ベース半導体層１３ｂａ上に第２ベース半導体層１２ｂａを形成する。第２ベース半導体層１２ｂａ及び絶縁層７５の１部に導電部材を堆積して第２ベース半導体層電極５２ｂａを形成する。
【００４２】
図４（ａ）に示すように、第２ベース半導体層電極５２ｂａ、第２ベース半導体層１２ｂａ及び第３ベース半導体層１３ｂａをＺ方向に貫いて開口部８７及び８８を形成する。開口部８７及び８８は、第１ベース加工後半導体層１１ｂａａに達する。開口部８７の底面に導電部材を堆積して第１半導体層電極５１を形成する。開口部８８の底面に導電部材を堆積して第４半導体層電極５４を形成する。
第２ベース半導体層電極５２ｂａ、絶縁層７５の１部、第１パッド電極３１、第４半導体層電極５４、第１導電層６１、及び、第１半導体層電極５１に絶縁材料を堆積して第１絶縁層７１を形成する。
【００４３】
図４（ｂ）に示すように、基体８０に、第１接合用金属層４１ｂを形成する。第１絶縁層７１に、第１接着用金属層４１ａを形成する。第１接着用金属層４１ａと、第１接合用金属層４１ｂとを接合する。第１金属層４１は、第１接着用金属層４１ａと、第１接合用金属層４１ｂと、を含む。研削やエッチングを行うことにより成長用基板９５を除去する。
【００４４】
図１（ｂ）に示すように、第１半導体層第１面１１ｆ１に、例えば、エッチングなどの加工を行う。これにより、第１面１１ｆ１に凹凸９０を形成する。第１ベース加工後半導体層１１ｂａａにエッチングを行う。このエッチングにより、第１半導体層１１及び第４半導体層２４を形成する。第１半導体層第１面１１ｆ１に第２絶縁層７２を形成する。絶縁層７１、７２のエッチングを行う。このエッチングにより、第２ベース半導体層電極５２ｂａの一部が露出する。露出した第２ベース半導体層電極５２ｂａの一部が第２パッド電極３２となる。第２パッド電極３２に第２パッド９２を形成する。第２パッド９２と第２パッド電極３２とは電気的に接続される。このエッチングにより、第１パッド電極３１を露出させる。第１パッド電極３１に第１パッド９１を形成する。第１パッド９１と第４半導体層電極５４とは第１パッド電極３１を介して電気的に接続される。
【００４５】
エッチング後の第２ベース半導体層１２ｂａが第２半導体層１２となる。エッチング後の第３ベース半導体層１３ｂａが第３半導体層１３となる。エッチングにより、第１導電層６１の一部（第２部分６１ｂ）及び第２導電層６２の一部（第４部分６２ｄ）が露出する。第２部分６１ｂ及び第４部分６２ｄに第３導電層６３を形成する。
【００４６】
このようにして、半導体発光素子１００が形成される。
【００４７】
実施形態によれば、光の取り出し効率を向上できる半導体発光素子を提供することができる。
【００４８】
以下に、第１の実施形態に係る半導体発光素子の各層のパターンを例示する。
図５（ａ）及び図５（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子のパターンを例示する模式的平面図である。
図５（ａ）に示すパターンＰ２は、第２導電形電極層のパターンである。パターンＰ２は、例えば、第２半導体層電極５２及び第５半導体層電極５５のパターンを含む。
図５（ｂ）に示すパターンＰ２ｃは、第２導電形電極カバー層のパターンである。パターンＰ２ｃは、例えば、第２半導体層電極５２及び第５半導体層電極５５のカバー層のパターンを含む。
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子のパターンを例示する模式的平面図である。
図６（ａ）に示すパターンＰ１は、第１導電形電極層のパターンである。パターンＰ１は、例えば、第１半導体層電極５１及び第４半導体層電極５４のパターンを含む。
図６（ｂ）に示すパターンＰ１ｃは、第１導電形電極を電気的に接続する配線パターンである。
図７（ａ）及び図７（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子のパターンを例示する模式的平面図である。
図７（ａ）に示すパターンＰｍは、開口部を形成するパターンである。開口部は、例えば、開口部８１、開口部８２及び開口部８３を含む。
図７（ｂ）に示すパターンＰｉは、結晶層を分離して半導体層を形成するパターンである。半導体層は、例えば、第１半導体層１１及び第２半導体層２４を含む。
図８（ａ）及び図８（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子のパターンを例示する模式的平面図である。
図８（ａ）に示すパターンＰｗは、ウェットエッチングによりパッドを形成するパターンである。パッドは、例えば、第１パッド９１及び第２パッド９２を含む。
図８（ｂ）に示すパターンＰｖは、蒸着によりパッドを形成するパターンである。
これらのパターンがＺ方向に積層される。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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、導電層、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。
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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】
【００５５】
１１：第１半導体層、１１ａ：第１領域、１１ｂ：第２領域、１１ｂａ：第１ベース半導体層、１１ｂａａ：ベース加工後半導体層、１１ｅ：第５領域、１１ｆ１：第１半導体層第１面、１１ｆ２：第１半導体層第２面、１１ｆ３：第１半導体層第３面、１２：第２半導体層、１２ｂａ：第２ベース半導体層、１２ｆ２：第２半導体層第２面、１３：第３半導体層、１３ｂａ：第３ベース半導体層、２４：第４半導体層、２４ｃ：第３領域、２４ｄ：第４領域、２４ｆ：第５領域、２５：第５半導体層、２５ｅｐ：部分、２６：第６半導体層、２６ｅｐ：部分、３１：第１パッド電極、３２：第２パッド電極、４１：第１金属層、４１ａ：第１接着用金属層、４１ｂ：第１接合用金属層、４２：第２金属層、５１：第１半導体層電極、５２：第２半導体層電極、５２ｂａ：第２ベース半導体層電極、５４：第４半導体層電極、５５：第５半導体層電極、６１：第１導電層、６１ａ：第１部分、６１ｂ：第２部分、６２：第２導電層、６２ｃ：第３部分、６２ｄ：第４部分、６３：第３導電層、６３ｅ：第５部分、６３ｆ：第６部分、６３ｇ：第７部分、６３ｆａ１：第３導電層第１面、６３ｆａ２：第３導電層第２面、７１：第１絶縁層、７２：第２絶縁層、７５：絶縁層、７６：樹脂層、７６ａ：樹脂、７７：蛍光体、８０：基体、８０ｆ１：基体第１面、８０ｆ２：基体第２面、８１：開口部、８１ａ：開口部、８１ａｂ：底面、８２：開口部、８２ａｂ：底面、８３：開口部、８３ａ：開口部、８４〜８８：開口部、９０：凹凸、９１：第１パッド、９１Ｐ：第１ワイヤ、９２：第２パッド、９２Ｐ：第２ワイヤ、９５：成長用基板、１００：半導体発光素子、Ｄ３、Ｄ６：厚さ、Ｅ１：第１発光部分、Ｅ２：第２発光部分、Ｌ１：第１距離、Ｌ３：第３距離、Ｌ５：距離、Ｌ６：距離、Ｌ７：距離、ｏｐ１、ｏｐ２：光、Ｐ１、Ｐ１ｃ、Ｐ２、Ｐ２ｃ、Ｐｍ、Ｐｉ、Ｐｗ、Ｐｖ：パターン
【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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【図７】
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【図８】
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