(57)【要約】【課題】耐圧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１は、基板２を含む。基板２上には、当該基板２側からこの順に積層されたｎ型の第１半導体層７、発光層およびｐ型の第２半導体層９を含むエピタキシャル層６が形成されている。第１半導体層７上には、第１パッド電極１７が配置されており、第２半導体層９上には、第２パッド電極１８が配置されている。第２パッド電極１８と第２半導体層９との間の領域には、第２半導体層９の抵抗値よりも高い抵抗値を有する高抵抗層３１が選択的に設けられている。この高抵抗層３１は、第２半導体層９における第２パッド電極１８に対向する対向部３２および第２パッド電極１８を通る第１電流経路Ｐ１が形成されるのを許容する許容部３３を備えている。【選択図】図２
2017208400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に前記基板側からこの順に積層された第１導電型の第１半導体層、発光層および第２導電型の第２半導体層を含む半導体層と、
前記第１半導体層上に配置された第１パッド電極と、
前記第２半導体層上に配置された第２パッド電極と、
前記第２パッド電極と前記第２半導体層との間の領域に選択的に設けられ、前記第２半導体層の抵抗値よりも高い抵抗値を有する高抵抗層とを含み、
前記高抵抗層は、前記第２半導体層における前記第２パッド電極に対向する対向部および前記第２パッド電極を通る電流経路が、前記第２パッド電極と前記第２半導体層の前記対向部との間に形成されるのを許容する許容部を備えている、半導体発光素子。
【請求項２】
前記高抵抗層の前記許容部は、前記第２半導体層の前記対向部の中央領域上に形成されている、請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記高抵抗層の前記許容部は、前記高抵抗層における前記第２半導体層の前記対向部を選択的に露出させる部分によって形成されている、請求項１または２に記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記高抵抗層は、平面視で前記第２半導体層の前記対向部を選択的に露出させるように、前記第２パッド電極の周縁に沿って配置されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記第２パッド電極は、平面視で前記第１パッド電極と対向する対向面を有しており、
前記高抵抗層は、平面視で前記第２半導体層の前記対向部を選択的に露出させ、かつ、少なくとも前記第２パッド電極の前記対向面に沿うように前記第２パッド電極の前記対向面の下方に配置されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記高抵抗層は、平面視において前記第２パッド電極の周縁に沿う環状に形成されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項７】
前記高抵抗層は、平面視で前記第２パッド電極の周縁を横切るように配置されており、前記第２パッド電極と重なる重複部と、前記第２パッド電極から露出する露出部とを有している、請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項８】
前記高抵抗層は、前記第２パッド電極と前記第２半導体層との間に配置された絶縁層を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項９】
前記高抵抗層は、前記第２半導体層の表面部に埋め込まれた埋め込み絶縁層を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項１０】
前記高抵抗層は、前記第２半導体層の表面部に形成された欠陥層を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項１１】
前記第２パッド電極および前記第２半導体層の間に配置された透明電極層をさらに含み、
前記高抵抗層は、前記透明電極層によって被覆されている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項１２】
前記半導体層は、前記第１半導体層を露出させるように前記第１半導体層の一部、前記発光層および前記第２半導体層を選択的に切り欠いて形成されたメサ構造と、前記メサ構造の外側の領域であり前記第１半導体層が露出する外周領域とを有しており、
前記第１パッド電極は、前記外周領域上に配置されており、
前記第２パッド電極は、前記メサ構造上に配置されており、
前記高抵抗層は、前記第２パッド電極と前記メサ構造との間の領域に選択的に設けられている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項１３】
前記第１パッド電極は、外部接続用の第１外部端子を兼ねており、
前記第２パッド電極は、外部接続用の第２外部端子を兼ねている、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項１４】
前記基板は、平面視矩形状に形成されており、
前記第１パッド電極および前記第２パッド電極は、平面視において前記基板の一つの対角線に沿って互いに間隔を空けて配置されている、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項１５】
前記基板は、平面視矩形状に形成されており、
前記第１パッド電極および前記第２パッド電極は、平面視において前記基板の一つの辺が延びる方向に沿って互いに間隔を空けて配置されている、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項１６】
前記第２パッド電極は、本体部と、前記本体部から前記第１パッド電極の周囲に延設された延設部とを含み、
前記高抵抗層は、前記第２半導体層の前記対向部を選択的に露出させるように、前記第２パッド電極の前記本体部および前記延設部の各周縁に沿って形成されている、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項１７】
前記第２パッド電極は、前記延設部を複数含む、請求項１６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、半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、基板と、基板上に積層された第１層（第１半導体層）と、第１層上に積層された活性層（発光層）と、活性層上に積層された第２層（第２半導体層）と、第１層に配置された第１電極（第１パッド電極）と、第２層上に配置された第２電極（第２パッド電極）とを備えたＬＥＤ（半導体発光素子）が開示されている。このＬＥＤにおいて、第２層と第２電極との間には、第２層における第２電極と対向する対向部に電流が供給されるのを防止するための絶縁アイランドが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−５１７１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、第２パッド電極の下方の発光層で光が生成されるのを防止するため、絶縁アイランドと称される電流阻止層（電流ブロック層）が、第２半導体層における第２パッド電極に対向する対向部の全域を被覆するように設けられている。したがって、電流は、第２半導体層の対向部および第２パッド電極間を流れる際に、電流阻止層を大きく迂回することとなる。そのため、第２パッド電極と第２半導体層との間、とりわけ電流阻止層の周辺で電流が局所的に集中し、第２パッド電極と第２半導体層との間に電界の分布が密となる領域、つまり、電界が集中する領域が生じる虞がある。第２パッド電極と第２半導体層との間で電界集中が生じると、半導体発光素子の耐圧低下を招くという課題がある。
【０００５】
第２パッド電極と第２半導体層との間から電流阻止層を取り除くことにより、上述の課題を解消できる。しかし、この場合には、第２パッド電極と第２半導体層との間の領域を電流が遮蔽されることなく流れるため、第２パッド電極に電界が集中して、半導体発光素子の耐圧が低下する虞がある。
そこで、本発明は、耐圧を向上できる半導体発光素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の半導体発光素子は、基板と、前記基板上に前記基板側からこの順に積層された第１導電型の第１半導体層、発光層および第２導電型の第２半導体層を含む半導体層と、前記第１半導体層上に配置された第１パッド電極と、前記第２半導体層上に配置された第２パッド電極と、前記第２パッド電極と前記第２半導体層との間の領域に選択的に設けられ、前記第２半導体層の抵抗値よりも高い抵抗値を有する高抵抗層とを含み、前記高抵抗層は、前記第２半導体層における前記第２パッド電極に対向する対向部および前記第２パッド電極を通る電流経路が、前記第２パッド電極と前記第２半導体層の前記対向部との間に形成されるのを許容する許容部を備えている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の半導体発光素子によれば、第２パッド電極と第２半導体層との間を流れる電流を、高抵抗層によって第２半導体層の対向部の内外に分散させることができる。したがって、高抵抗層を大きく迂回させることなく、第２半導体層の対向部と第２パッド電極との間に電流を流すことができるから、第２パッド電極と第２半導体層との間の領域で電流が局所的に集中するのを抑制できる。これにより、第２パッド電極と第２半導体層との間で電界の分布が密となる領域が形成されるのを抑制できるから、電界強度の緩和によって、高抵抗層に対する電界集中の発生および第２パッド電極に対する電界集中の発生を抑制できる。その結果、耐圧を向上できる半導体発光素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る半導体発光素子を示す平面図である。
【図２】図２は、図１のII-II線に沿う縦断面図である。
【図３】図３は、図２のIII-III線に沿う横断面図である。
【図４】図４は、参考例に係る半導体発光素子を示す縦断面図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｃ）は、いずれも図４の参考例に係る半導体発光素子の静電破壊の一態様を示す顕微鏡画像である。
【図６Ａ】図６Ａは、図１の半導体発光素子の製造方法の一工程を示す縦断面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａの後の工程を示す縦断面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、図６Ｂの後の工程を示す縦断面図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、図６Ｃの後の工程を示す縦断面図である。
【図６Ｅ】図６Ｅは、図６Ｄの後の工程を示す縦断面図である。
【図６Ｆ】図６Ｆは、図６Ｅの後の工程を示す縦断面図である。
【図７】図７は、本発明の第２実施形態に係る半導体発光素子を示す平面図である。
【図８】図８は、図７のVIII-VIII線に沿う縦断面図である。
【図９】図９は、図８のIX-IX線に沿う横断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の第３実施形態に係る半導体発光素子を示す平面図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、本発明の第４実施形態に係る半導体発光素子を示す平面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、図１１Ａの一点鎖線XIBにより取り囲まれた領域の拡大平面図である。
【図１２】図１２は、図１１ＡのXII-XII線に沿う縦断面図である。
【図１３】図１３は、図４の参考例に係る半導体発光素子の静電破壊の一態様を示す顕微鏡画像である。
【図１４】図１４は、本発明の第５実施形態に係る半導体発光素子を示す縦断面図である。
【図１５】図１５は、本発明の第６実施形態に係る半導体発光素子を示す縦断面図である。
【図１６】図１６は、本発明の第７実施形態に係る半導体発光素子を示す縦断面図である。
【図１７】図１７は、図１の半導体発光素子の第１変形例を示す断面図である。
【図１８】図１８は、図１の半導体発光素子の第２変形例を示す断面図である。
【図１９】図１９は、図１の半導体発光素子の第３変形例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る半導体発光素子１を示す平面図である。図２は、図１のII-II線に沿う縦断面図である。図３は、図２のIII-III線に沿う横断面図である。
図１および図２に示されるように、本実施形態に係る半導体発光素子１は、直方体形状の基板２を含む。基板２は、サファイア基板であってもよい。基板２は、一方表面３と、その反対の他方表面４と、それらを接続する４つの側面５とを有している。基板２の一方表面３上には、本発明の半導体層の一例としてのエピタキシャル層６が形成されている。
【００１０】
エピタキシャル層６は、基板２の一方表面３の全域を覆っている。エピタキシャル層６は、基板２の一方表面３側からこの順に積層されたｎ型の第１半導体層７、発光層８およびｐ型の第２半導体層９を含む。第１半導体層７、発光層８および第２半導体層９は、いずれもIII族窒化物半導体を含む。第１半導体層７、発光層８および第２半導体層９は、窒化ガリウム（ＧａＮ）を含んでいてもよい。
【００１１】
エピタキシャル層６は、第１半導体層７を露出させるように、第１半導体層７の一部、発光層８および第２半導体層９を選択的に切り欠いて形成されたメサ構造１０と、当該メサ構造１０の外側の領域であり、第１半導体層７が露出する外周領域１１とを有している。外周領域１１は、第１半導体層７からなる単層構造を有しており、平面視において基板２の一方表面３における一つの角部に扇形状に形成されている。
【００１２】
メサ構造１０は、平面視において外周領域１１を取り囲むようにＬ字形状に形成されている。メサ構造１０は、本実施形態では、外周領域１１よりも上方に位置する平坦部１２と、平坦部１２よりも外側に位置する周縁１３と、平坦部１２から周縁１３に向かって下り傾斜した傾斜部１４とを含む。メサ構造１０の傾斜部１４には、第１半導体層７の一部、発光層８および第２半導体層９が露出している。
【００１３】
エピタキシャル層６上には、第１半導体層７に電気的に接続される第１透明電極層１５と、第２半導体層９に電気的に接続される第２透明電極層１６とが配置されている。第１透明電極層１５および第２透明電極層１６は、たとえば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を含む。
第１透明電極層１５は、メサ構造１０および基板２の側面５から間隔を空けて、外周領域１１に接合されている。第１透明電極層１５は、本実施形態では、平面視において外周領域１１と略相似の扇形状に形成されている。一方、第２透明電極層１６は、第２半導体層９に接合されるように、メサ構造１０の平坦部１２に配置されている。第２透明電極層１６は、本実施形態では、平面視においてメサ構造１０と略相似のＬ字形状に形成されている。
【００１４】
第１透明電極層１５上には、第１半導体層７に電気的に接続される第１パッド電極１７が配置されており、第２透明電極層１６上には、第２半導体層９に電気的に接続される第２パッド電極１８が配置されている。第１パッド電極１７は、外部接続される第１外部端子を兼ねており、第２パッド電極１８は、外部接続される第２外部端子を兼ねている。第１パッド電極１７および第２パッド電極１８は、本実施形態では、平面視において基板２の一つの対角線に沿って互いに間隔を空けて配置されている。
【００１５】
第１パッド電極１７は、本実施形態では、平面視において第１透明電極層１５と略相似の扇型の柱状に形成されている。第１パッド電極１７は、複数の金属膜が積層された積層構造を有していてもよいし、１つの金属膜からなる単層構造を有していてもよい。第１パッド電極１７は、本実施形態では、第１透明電極層１５側からこの順に積層された第１電極層１９および第２電極層２０を含む２層構造を有している。
【００１６】
第１電極層１９は、Ｃｒ（クロム）を含み、第２電極層２０は、Ａｕ（金）を含む。第１電極層１９は、第２電極層２０の厚さよりも小さい厚さを有している。第１電極層１９の厚さは、たとえば１００Å以上１０００Å以下（本実施形態では３００Å）であり、第２電極層２０の厚さは、たとえば１５０００Å以上２５０００Å以下（本実施形態では２００００Å）である。
【００１７】
第２パッド電極１８は、本実施形態では、平面視円形状の柱状に形成されている。第２パッド電極１８は、平面視で第１パッド電極１７に対向する対向面１８ａを有している。第２パッド電極１８は、複数の金属膜が積層された積層構造を有していてもよいし、１つの金属膜からなる単層構造を有していてもよい。第２パッド電極１８は、本実施形態では、第２透明電極層１６側からこの順に積層された第１電極層２１および第２電極層２２を含む２層構造を有している。第２パッド電極１８の第１電極層２１および第２電極層２２は、いずれも第１パッド電極１７の第１電極層１９および第２電極層２０と同一材料および同一厚さで形成されている。
【００１８】
なお、第１パッド電極１７は、平面視円形状の柱状に形成されていてもよいし、平面視三角形状、平面視四角形状、平面視六角形状等の平面視多角形状の柱状に形成されていてもよい。また、第２パッド電極１８は、平面視三角形状、平面視四角形状、平面視六角形状等の平面視多角形状の柱状に形成されていてもよいし、平面視で円弧面が第１パッド電極１７側に向いた扇型の柱状に形成されていてもよい。
【００１９】
エピタキシャル層６上には、当該エピタキシャル層６の表面を被覆するようにパッシベーション膜２３が形成されている。パッシベーション膜２３は、より具体的には、その一部がメサ構造１０の平坦部１２と外周領域１１とにオーバラップするように、メサ構造１０の傾斜部１４を被覆している。パッシベーション膜２３は、たとえば酸化シリコン（ＳｉＯ２）を含む。
【００２０】
基板２の他方表面４側には、当該基板２の他方表面４の全域を被覆するように、エピタキシャル層６（発光層８）で生成された光を当該エピタキシャル層６側に向けて反射させるための光反射層２４が形成されている。光反射層２４は、一つの金属膜からなる単層構造を有していてもよいし、複数の金属膜が積層された積層構造を有していてもよい。光反射層２４は、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）および銀（Ａｇ）を含む群から選択される１種または２種以上の金属膜によって形成されていてもよい。
【００２１】
また、光反射層２４は、屈折率の異なる複数の絶縁膜が積層された積層構造を有する絶縁層であってもよい。光反射層２４は、屈折率の異なる絶縁膜が１／４波長の光学長で交互に積層された積層構造を有するＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector：分布ブラッグ反射）層であってもよい。ＤＢＲ層は、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、ＡｌＮ、ＳｉＮ、ＡｌＯＮおよびＳｉＯＮを含む群から選択される２種以上の絶縁膜によって形成されていてもよい。
【００２２】
また、光反射層２４は、金属膜および絶縁膜（ＤＢＲ層）の両方を含む積層構造を有していてもよい。この場合、光反射層２４は、基板２の他方表面４側から金属膜および絶縁膜（ＤＢＲ層）を含む積層構造を有していてもよいし、基板２の他方表面４側から絶縁膜（ＤＢＲ層）および金属膜を含む積層構造を有していてもよい。
図２および図３に示されるように、半導体発光素子１は、第２パッド電極１８と第２半導体層９（メサ構造１０の平坦部１２）との間の領域に、第２半導体層９の抵抗値および第２パッド電極１８の抵抗値よりも高い抵抗値を有する高抵抗層３１が選択的に設けられていることを特徴とする。高抵抗層３１は、第２半導体層９における第２パッド電極１８に対向する対向部３２および第２パッド電極１８を通る第１電流経路Ｐ１が、第２パッド電極１８と第２半導体層９との間に形成されるのを許容する許容部３３を備えている。つまり、許容部３３は、電流が第１電流経路Ｐ１を通って第２半導体層９の対向部３２および第２パッド電極１８を通過するのを許容する。
【００２３】
本実施形態では、高抵抗層３１が、第２パッド電極１８と第２半導体層９との間の領域において、第２半導体層９上に配置された絶縁層３４を含む例について説明する。絶縁層３４を含む場合、高抵抗層３１は、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、ＡｌＮ、ＳｉＮ、ＡｌＯＮおよびＳｉＯＮを含む群から選択される１種または複数種の絶縁膜によって形成されていてもよい。高抵抗層３１の厚さは、たとえば１００Å以上１０００Å以下（本実施形態では、５００Å程度）である。
【００２４】
高抵抗層３１は、平面視で第２半導体層９の対向部３２を選択的に露出させるように、第２パッド電極１８の周縁に沿って帯状に延びている。高抵抗層３１の許容部３３は、当該高抵抗層３１における第２半導体層９の対向部３２を選択的に露出させる部分によって形成されている。本実施形態では、高抵抗層３１は、平面視において対向部３２の中央領域３５を取り囲むように第２パッド電極１８の周縁に沿う環状（円環状）に形成されている。そして、高抵抗層３１の許容部３３は、対向部３２の中央領域３５を取り囲む高抵抗層３１の内周側の側壁３６によって形成されている。
【００２５】
したがって、高抵抗層３１の許容部３３は、第２半導体層９の対向部３２の中央領域３５上に形成されている。なお、対向部３２の中央領域３５は、平面視で第２パッド電極１８の周縁から内側に向かって所定の距離だけ間隔を空けたところに位置する領域である。対向部３２の中央領域３５は、第２パッド電極１８の中央部と対向する領域でもある。
高抵抗層３１は、その全域が前述の第２透明電極層１６によって被覆されている。したがって、高抵抗層３１と第２パッド電極１８との間の領域には、第２透明電極層１６が介在している。高抵抗層３１は、平面視において第２パッド電極１８の周縁を横切るように配置されており、第２パッド電極１８と重なる重複部３７と、第２パッド電極１８から露出する露出部３８とを有している。なお、高抵抗層３１は、必ずしも平面視で第２パッド電極１８の周縁を横切っている必要はなく、平面視でその全体が、第２パッド電極１８の周縁により取り囲まれた領域内に配置されていてもよい。
【００２６】
この高抵抗層３１によって、第２パッド電極１８と第２半導体層９との間の領域に、第１電流経路Ｐ１に加えて、第２半導体層９の対向部３２外の部分および第２パッド電極１８を通る第２電流経路Ｐ２が形成されている。したがって、第２パッド電極１８と第２半導体層９との間を流れる電流は、高抵抗層３１によって第２半導体層９の対向部３２の内外に分散させられる。
【００２７】
図４は、参考例に係る半導体発光素子４１を示す縦断面図である。図４は、図２に対応する部分の縦断面図でもある。図４において、図１〜図３に示された構成と同様の構成については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
参考例に係る半導体発光素子４１が、本実施形態に係る半導体発光素子１と異なる点は、高抵抗層３１に代えて、絶縁性の電流阻止層４２が設けられている点である。電流阻止層４２は、第２パッド電極１８の下方の発光層８で光が生成されるのを防止するために設けられており、平面視で第２パッド電極１８の外形よりも大きい外形で第２半導体層９の対向部３２の全域を被覆している。
【００２８】
参考例に係る半導体発光素子４１では、第２半導体層９の対向部３２から第２パッド電極１８に向かって電流ＩＢが流れる際に、電流阻止層４２を大きく迂回することとなる。したがって、第２パッド電極１８と第２半導体層９との間に電流が局所的に集中する領域が形成され、第２パッド電極１８と第２半導体層９との間に電界の分布が密となる領域、つまり、電界が集中する領域が生じる虞がある。そのため、静電破壊によって、半導体発光素子１の耐圧の一つであるＥＳＤ（Electro Static Discharge）耐量の低下を招くという課題がある。
【００２９】
これに対して、本実施形態に係る半導体発光素子１では、第２パッド電極１８の対向部３２と第２半導体層９とを通る第１電流経路Ｐ１が形成されるのを許容する許容部３３を備えた高抵抗層３１が配置されている。これにより、第２パッド電極１８と第２半導体層９との間を流れる電流を、高抵抗層３１によって第２半導体層９の対向部３２の内外に分散させることができる。
【００３０】
したがって、高抵抗層３１を大きく迂回させることなく、第２半導体層９の対向部３２と第２パッド電極１８との間に電流を流すことができるから、第２パッド電極１８と第２半導体層９との間の領域で電流が局所的に集中するのを抑制できる。これにより、第２パッド電極１８と第２半導体層９との間で電界の分布が密となる領域が形成されるのを抑制できるから、電界強度の緩和によって、高抵抗層３１に対する電界集中の発生および第２パッド電極１８に対する電界集中の発生を抑制できる。その結果、耐圧を向上できる半導体発光素子１を提供できる。
【００３１】
つまり、本実施形態では、高抵抗層３１を、電流阻止層４２としてではなく、第２パッド電極１８と第２半導体層９との間の電界強度を緩和するための電界緩和層として機能させているといえる。
参考例に係る半導体発光素子４１の静電破壊の態様を調べた結果が、図５（ａ）、図５（ｂ）および図５（ｃ）に示されている。図５（ａ）〜（ｃ）は、いずれも図４の参考例に係る半導体発光素子４１の静電破壊の一態様を示す顕微鏡画像である。
【００３２】
図５（ａ）〜（ｃ）では、静電破壊が生じた箇所が破線Ｄａ，破線Ｄｂおよび破線Ｄｃによって示されている。図５（ａ）〜（ｃ）から、参考例に係る半導体発光素子４１では、第２パッド電極１８の周縁に沿って静電破壊が生じていることから、第２パッド電極１８の周縁に沿って電界集中が生じていることが理解される。したがって、第２パッド電極１８の周縁に沿う部分の電界強度を緩和し、第２パッド電極１８に対する電界集中を抑制することによって、耐圧を効果的に向上できることが理解される。
【００３３】
そこで、本実施形態に係る半導体発光素子１では、平面視で第２パッド電極１８の周縁に沿って高抵抗層３１を配置し、第２半導体層９の対向部３２の中央領域３５上に高抵抗層３１の許容部３３を形成している。これにより、高抵抗層３１を、第２パッド電極１８と第２半導体層９との間の電界強度を緩和する電界緩和層として良好に機能させることができる。このような高抵抗層３１によって、電界集中による静電破壊が生じやすい第２パッド電極１８の周縁における電界強度を良好に緩和できるから、第２パッド電極１８に対する電界集中の発生を効果的に抑制できる。その結果、耐圧を良好に向上できる半導体発光素子１を提供できる。
【００３４】
さらに、図５（ａ）〜図５（ｃ）を参照して、参考例に係る半導体発光素子４１では、第２パッド電極１８の周縁のうち、とりわけ、平面視で第２パッド電極１８における第１パッド電極１７に対向する対向面１８ａ側で静電破壊が生じているのが理解される。そこで、本実施形態では、少なくとも第２パッド電極１８の対向面１８ａに沿うように当該第２パッド電極１８の対向面１８ａの下方（本実施形態では直下）に高抵抗層３１を配置している。これにより、電界集中による静電破壊が特に生じやすい第２パッド電極１８の対向面１８ａ側の電界強度を効果的に緩和できるから、第２パッド電極１８に対する電界集中の発生を効果的に抑制できる。その結果、耐圧を効果的に向上できる半導体発光素子１を提供できる。
【００３５】
次に、図６Ａ〜図６Ｆを参照して、本実施形態に係る半導体発光素子１の製造方法の一例について説明する。図６Ａ〜図６Ｆは、図１の半導体発光素子１の製造方法の一工程を示す縦断面図である。なお、この半導体発光素子１の製造工程では、複数個の半導体発光素子１が同時に製造されるが、図６Ａ〜図６Ｆでは、１つの半導体発光素子１が形成される領域のみを取り出して示している。
【００３６】
図６Ａを参照して、半導体発光素子１を製造するに当たり、まず、基板２の元となるウエハ５２が準備される。ウエハ５２は、単結晶サファイアウエハであり、基板２の一方表面３および他方表面４と対応する一方表面５３および他方表面５４を有している。次に、エピタキシャル成長法によって、ウエハ５２の一方表面５３側に、ｎ型の第１半導体層７、発光層８およびｐ型の第２半導体層９が順に形成される。これにより、ウエハ５２の一方表面５３側に、当該ウエハ５２の一方表面５３の全域を被覆するエピタキシャル層６が形成される。
【００３７】
次に、図６Ｂを参照して、たとえばマスクを介するエッチングにより、第１半導体層７の一部、発光層８および第２半導体層９の不要な部分が選択的に除去される。これにより、第１半導体層７の一部、発光層８および第２半導体層９を選択的に切り欠いたメサ構造１０と、その外側の外周領域１１とを含むエピタキシャル層６が形成される。
次に、図６Ｃを参照して、たとえばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学気相成長）法により、第２半導体層９の抵抗値よりも高い抵抗値を有する高抵抗材料（本実施形態では絶縁材料）が堆積されて、高抵抗層３１（絶縁層３４）が形成される。次に、たとえばマスクを介するエッチングにより、高抵抗層３１が選択的にパターニングされる。高抵抗層３１は、後の工程において形成される第２パッド電極１８の直下に所定の態様で形成される。なお、高抵抗層３１（絶縁層３４）は、スパッタ法またはリフトオフ法によって所定態様のパターンで形成されてもよい。
【００３８】
より具体的には、高抵抗層３１は、第２半導体層９における第２パッド電極１８に対向する対向部３２を選択的に露出させるように第２パッド電極１８の周縁に沿って形成される。これにより、第２半導体層９の対向部３２と第２パッド電極１８とを通る第１電流経路Ｐ１が形成されるのを許容する許容部３３を備える高抵抗層３１が形成される。
次に、図６Ｄを参照して、たとえばスパッタ法によって、第１透明電極層１５および第２透明電極層１６の元となる透明導電材料が堆積されて、エピタキシャル層６上に透明導電材料層が形成される。次に、たとえばマスクを介するエッチングにより、透明導電材料層が選択的にパターニングされて、第１透明電極層１５が外周領域１１上に形成され、第２透明電極層１６がメサ構造１０上に形成される。
【００３９】
次に、図６Ｅを参照して、たとえばリフトオフ法により、第１パッド電極１７が第１透明電極層１５上に形成され、第２パッド電極１８が第２透明電極層１６上に形成される。より具体的には、第１透明電極層１５を選択的に露出させる開口および第２透明電極層１６を選択的に露出させる開口を有するマスクが、エピタキシャル層６上に形成される。次に、たとえばスパッタ法等によって、第１パッド電極１７および第２パッド電極１８となる導電材料（本実施形態では、ＣｒおよびＡｕ）が開口を埋めるように堆積される。その後、マスクが除去されて、第１電極層１９および第２電極層２０を含む第１パッド電極１７と、第１電極層２１および第２電極層２２を含む第２パッド電極１８とが同時に形成される。
【００４０】
次に、図６Ｆを参照して、たとえばＣＶＤ法によって、第１パッド電極１７および第２パッド電極１８を被覆するように、酸化シリコン（ＳｉＯ２）がエピタキシャル層上に堆積されてパッシベーション膜２３が形成される。次に、たとえばマスクを介するエッチングによってパッシベーション膜２３が選択的に除去される。これにより、メサ構造１０の傾斜部１４を被覆するパッシベーション膜２３が形成される。また、パッシベーション膜２３は、スパッタ法またはリフトオフ法によって所定態様のパターンで形成されてもよい。その後、ウエハ５２が選択的に切断されて、半導体発光素子１の個片が切り出される。このようにして、半導体発光素子１が製造される。
【００４１】
＜第２実施形態＞
図７は、本発明の第２実施形態に係る半導体発光素子６０を示す平面図である。図８は、図７のVIII-VIII線に沿う縦断面図である。図９は、図８のIX-IX線に沿う横断面図である。図７〜図９において、前述の第１実施形態で説明した構成と同様の構成については同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００４２】
図７〜図９に示されるように、本実施形態では、環状の高抵抗層６１に代えて、対向部３２の中央領域３５を露出させるように帯状に延びる円弧状の高抵抗層６１が形成されている。本実施形態に係る高抵抗層６１は、第２パッド電極１８の対向面１８ａに沿うように第２パッド電極１８の対向面１８ａの下方（本実施形態では直下）に配置されている。高抵抗層６１の許容部３３は、高抵抗層６１における中央領域３５側に位置する側壁３６によって形成されている。高抵抗層６１により、前述の第１電流経路Ｐ１と第２電流経路Ｐ２とが形成される。
【００４３】
本実施形態では、高抵抗層６１が、平面視において第２パッド電極１８の周縁を横切るように配置されており、第２パッド電極１８と重なる重複部３７と、第２パッド電極１８から露出する露出部３８とを有している例を示している。しかし、高抵抗層６１は、必ずしも平面視で第２パッド電極１８の周縁を横切っている必要はなく、平面視でその全体が、第２パッド電極１８の周縁により取り囲まれた領域内に配置されていてもよい。
【００４４】
前述の図５（ａ）〜図５（ｃ）を参照して、参考例に係る半導体発光素子４１では、平面視で第２パッド電極１８の対向面１８ａ側で静電破壊が生じている。そこで、本実施形態では、電界集中による静電破壊が特に生じやすい第２パッド電極１８の対向面１８ａの下方（本実施形態では直下）にのみ高抵抗層６１を配置した形態を採用している。このような構成によっても、第２パッド電極１８の対向面１８ａ側の電界強度を良好に緩和できるから、耐圧を良好に向上できる半導体発光素子６０を提供できる。
【００４５】
＜第３実施形態＞
図１０は、本発明の第３実施形態に係る半導体発光素子６２を示す平面図である。図１０において、前述の第１実施形態で説明した構成と同様の構成については同一の参照符号を付して説明を省略する。
図１０に示されるように、本実施形態に係る第２パッド電極１８は、本体部６３と、本体部６３から第１パッド電極１７の周囲に延設された延設部６４とを含む。本体部６３は、本実施形態では平面視円形状の柱状に形成されている。延設部６４は、本体部６３と同一の厚さで形成されており、平面視で本体部６３から第１パッド電極１７の周縁に沿って、第１パッド電極１７を中心とする円弧状に延びるように帯状に延設されている。
【００４６】
本実施形態では、延設部６４は、互いに異なる方向および異なる長さで延設された第１延設部６５および第２延設部６６を含む。第１延設部６５は、円弧方向の一方（本体部６３から時計周りの方向）に第１長さで延びるように延設されている。第２延設部６６は、円弧方向の他方（本体部６３から反時計周りの方向）に第１長さよりも小さい第２長さで延びるように延設されている。
【００４７】
本実施形態に係る高抵抗層３１は、図１０に破線で示されるように、第２半導体層９の対向部３２を選択的に露出させるように、第２パッド電極１８の本体部６３および延設部６４の各周縁に沿って形成されている。なお、本実施形態では、第２半導体層９の対向部３２は、当該第２半導体層９が第２パッド電極１８の本体部６３および延設部６４と対向する部分によって形成されている。
【００４８】
前述の図５（ａ）〜図５（ｃ）を参照して、参考例に係る半導体発光素子４１では、平面視で第２パッド電極１８の対向面１８ａ側で静電破壊が生じている。したがって、第２パッド電極１８の延設部６４の配置、形状および個数を調整して第２パッド電極１８の対向面１８ａの形状を変更しつつ、高抵抗層３１を設けることによって、耐圧が律速される部分を調整できる。これにより、耐圧をさらに向上させることが可能となる半導体発光素子６０を提供できる。
【００４９】
なお、本実施形態では、第２パッド電極１８の本体部６３が、平面視円形状の柱状に形成されている例について説明した。しかし、第２パッド電極１８の本体部６３は、平面視三角形状、平面視四角形状、平面視六角形状等の平面視多角形状の柱状に形成されていてもよいし、平面視で円弧面が第１パッド電極１７側に向いた扇型の柱状に形成されていてもよい。
【００５０】
また、本実施形態では、第２パッド電極１８が、第１延設部６５および第２延設部６６を含む２個の延設部６４を含む例について説明した。しかし、第２パッド電極１８は、１個の延設部６４を含んでいてもよいし、複数個（２個以上）の延設部６４を含んでいてもよい。また、本実施形態では、第２パッド電極１８が、第１パッド電極１７を中心とする円弧状に延びる延設部６４を含む例について説明した。しかし、第２パッド電極１８は、本体部６３から第１パッド電極１７に向けて直線状に延びるように延設された延設部６４を含んでいてもよい。
【００５１】
＜第４実施形態＞
図１１Ａは、本発明の第４実施形態に係る半導体発光素子７１を示す平面図である。図１１Ｂは、図１１Ａの一点鎖線XIBにより取り囲まれた領域の拡大平面図である。図１２は、図１１ＡのXII-XII線に沿う縦断面図である。図１１Ａ、図１１Ｂおよび図１２において、前述の第１実施形態で説明した構成と同様の構成については同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００５２】
図１１Ａ、図１１Ｂおよび図１２を参照して、本実施形態に係る半導体発光素子７１は、前述の第２パッド電極１８側の高抵抗層３１に加えて、第２半導体層９上に、第２透明電極層１６の周縁に沿い、かつ、第２透明電極層１６に被覆されるように、第２半導体層９の抵抗値よりも高い抵抗値を有する第２高抵抗層７２をさらに含む。第２高抵抗層７２は、前述の高抵抗層３１と同一厚さおよび同一材料により形成されている。
【００５３】
第２高抵抗層７２は、第２透明電極層１６の周縁に沿う帯状に形成されている。第２透明電極層１６は、平面視で第１パッド電極１７に対向する対向面１６ａを有しており、第２高抵抗層７２は、少なくとも第２透明電極層１６の対向面１６ａに沿うように、第２透明電極層１６の対向面１６ａの下方（本実施形態では直下）に配置されている。第２高抵抗層７２は、本実施形態では、第２透明電極層１６によって被覆された被覆部７３と、第２透明電極層１６から露出する露出部７４とを含む。なお、第２高抵抗層７２は、その全域が第２透明電極層１６によって被覆されていてもよい。
【００５４】
図１３は、前述の図４に示された参考例に係る半導体発光素子４１の静電破壊の一態様を示す顕微鏡画像である。図１３では、静電破壊が生じた箇所が破線Ｄ１および破線Ｄ２によって示されている。
図１３を参照して、参考例に係る半導体発光素子４１では、第２パッド電極１８の対向面１８ａに沿って静電破壊が生じているのに加えて、第２透明電極層１６の対向面１６ａに沿って静電破壊が生じていることが理解される。したがって、第２パッド電極１８の周縁（対向面１８ａ）に沿う部分に加えて、第２透明電極層１６の周縁（対向面１６ａ）に沿う部分の電界強度を緩和し、第２パッド電極１８および第２透明電極層１６に対する電界集中を抑制することによって、耐圧を効果的に向上できることが理解される。
【００５５】
そこで、本実施形態に係る半導体発光素子７１では、第２半導体層９上に、第２透明電極層１６の周縁に沿い、かつ、第２透明電極層１６に被覆されるように第２高抵抗層７２を配置している。これにより、第２透明電極層１６の周縁における電流密度を低下させることができるから、第２透明電極層１６の周縁における電界強度を低下させることができる。
【００５６】
つまり、第２高抵抗層７２は、第２透明電極層１６の周縁（対向面１６ａ）に沿う部分の電界強度を緩和するための電界緩和層でもある。これにより、第２パッド電極１８の周縁（対向面１８ａ）に沿う部分の電界集中を抑制できると共に、第２透明電極層１６の周縁（対向面１６ａ）に沿う部分の電界集中も抑制できる。その結果、耐圧を効果的に向上できる半導体発光素子７１を提供できる。
【００５７】
第２透明電極層１６に対する電界集中の抑制効果は、第２高抵抗層７２のみによっても達成できる。したがって、第２パッド電極１８側に高抵抗層３１が配置された構成が採用されることが好ましいが、第２透明電極層１６に対する電界集中の抑制に着目して、第２高抵抗層７２のみが第２半導体層９上に配置された構成が採用されてもよい。なお、本実施形態では、第１実施形態に係る高抵抗層３１が採用された例について説明したが、第２実施形態に係る高抵抗層６１が採用されてもよい。また、第２高抵抗層７２と高抵抗層３１とが一体的に形成された構成や、第２高抵抗層７２と高抵抗層６１とが一体的に形成された構成が採用されてもよい。
【００５８】
＜第５実施形態＞
図１４は、本発明の第５実施形態に係る半導体発光素子８１を示す縦断面図である。図１４において、前述の第１実施形態で説明した構成と同様の構成については同一の参照符号を付して説明を省略する。
本実施形態に係る半導体発光素子８１は、基板２の他方表面４が光取り出し面とされた素子である。半導体発光素子８１は、第１透明電極層１５および第２透明電極層１６を被覆するようにエピタキシャル層６上に形成された絶縁性の光反射膜８２を含む。光反射膜８２は、屈折率の異なる複数の絶縁膜が積層された積層構造を有する絶縁層であってもよい。光反射膜８２は、屈折率の異なる絶縁膜が１／４波長の光学長で交互に積層された積層構造を有するＤＢＲ層であってもよい。ＤＢＲ層は、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、ＡｌＮ、ＳｉＮ、ＡｌＯＮおよびＳｉＯＮを含む群から選択される２種以上の絶縁膜によって形成されていてもよい。
【００５９】
光反射膜８２には、第１透明電極層１５の上面を第１パッド領域８３として選択的に露出させる第１パッド開口８４と、第２透明電極層１６の上面を第２パッド領域８５として選択的に露出させる第２パッド開口８６とが形成されている。この光反射膜８２上には、第１透明電極層１５を介して第１半導体層７に電気的に接続される第１パッド電極８７と、第２透明電極層１６を介して第２半導体層９に電気的に接続される第２パッド電極８８とが配置されている。第１パッド電極８７および第２パッド電極８８は、いずれもエピタキシャル層６（発光層８）で生成された光を基板２の他方表面４側に向けて反射する反射膜を兼ねている。
【００６０】
第１パッド電極８７は、光反射膜８２上から第１パッド開口８４に入り込み、当該第１パッド開口８４内で第１透明電極層１５に電気的に接続されている。第１パッド電極８７は、複数の金属膜が積層された積層構造を有していてもよいし、１つの金属膜からなる単層構造を有していてもよい。第１パッド電極８７は、本実施形態では、第１透明電極層１５側からこの順に積層された第１電極層８９および第２電極層９０を含む２層構造を有している。
【００６１】
第１電極層８９は、たとえばアルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）または金（Ａｕ）を含み、光反射膜８２上から第１パッド開口８４に入り込み、当該第１パッド開口８４内で第１透明電極層１５に電気的に接続されている。第２電極層９０は、たとえば金（Ａｕ）を含み、第１電極層８９の上面に接合されている。
一方、第２パッド電極８８は、光反射膜８２上から第２パッド開口８６に入り込み、当該第２パッド開口８６内で第２透明電極層１６に電気的に接続されている。第２パッド電極８８は、複数の金属膜が積層された積層構造を有していてもよいし、１つの金属膜からなる単層構造を有していてもよい。第２パッド電極８８は、本実施形態では、第２透明電極層１６側からこの順に積層された第１電極層９１および第２電極層９２を含む２層構造を有している。
【００６２】
第１電極層９１は、光反射膜８２上から第２パッド開口８６に入り込み、当該第２パッド開口８６内で第２透明電極層１６に電気的に接続されている。第２電極層９２は、第１電極層９１の上面に接合されている。第２パッド電極８８の第１電極層９１および第２電極層９２は、いずれも第１パッド電極８７の第１電極層８９および第２電極層９０と同一材料および同一厚さで形成されている。
【００６３】
前述の高抵抗層３１は、第１実施形態と同様の態様で、第２パッド電極８８と第２半導体層９との間の領域に配置されている。このような構成によっても、前述の第１実施形態において述べた効果と同様の効果を奏することができる。なお、高抵抗層３１に代えて、前述の第２実施形態に係る高抵抗層６１が採用されてもよい。また、第３実施形態に係る第２高抵抗層７２が第２透明電極層１６の周縁（対向面１６ａ）に沿って形成されていてもよい。この場合、高抵抗層３１と第２高抵抗層７２とが一体的に形成されていてもよい。また、本実施形態に係る第２パッド電極８８は、前述の第３実施形態に係る第２パッド電極１８と同様に、本体部６３と延設部６４とを有していてもよい。
【００６４】
＜第６実施形態＞
図１５は、本発明の第６実施形態に係る半導体発光素子１０１を示す縦断面図である。図１５において、前述の第１実施形態で説明した構成と同様の構成については同一の参照符号を付して説明を省略する。
本実施形態に係る半導体発光素子１０１は、基板２の他方表面４が光取り出し面とされた素子である。半導体発光素子１０１は、第１透明電極層１５を被覆する第１ミラーメタル１０２と、第２透明電極層１６を被覆する第２ミラーメタル１０３とを含む。第１ミラーメタル１０２および第２ミラーメタル１０３は、エピタキシャル層６（発光層８）で生成された光を基板２の他方表面４側に向けて反射する導電性の反射膜である。
【００６５】
第１ミラーメタル１０２は、たとえばアルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）または金（Ａｕ）を含み、第１透明電極層１５の平面形状に整合する平面形状で当該第１透明電極層１５の全域を被覆している。第２ミラーメタル１０３は、第１ミラーメタル１０２と同一材料および同一厚さで形成されており、第２透明電極層１６の平面形状に整合する平面形状で当該第２透明電極層１６の全域を被覆している。
【００６６】
半導体発光素子１０１は、さらに第１ミラーメタル１０２および第２ミラーメタル１０３を被覆するようにエピタキシャル層６上に形成された絶縁性の光反射膜１０４を含む。光反射膜１０４は、屈折率の異なる複数の絶縁膜が積層された積層構造を有する絶縁層であってもよい。光反射膜１０４は、屈折率の異なる絶縁膜が１／４波長の光学長で交互に積層された積層構造を有するＤＢＲ層であってもよい。ＤＢＲ層は、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、ＡｌＮ、ＳｉＮ、ＡｌＯＮおよびＳｉＯＮを含む群から選択される２種以上の絶縁膜によって形成されていてもよい。
【００６７】
光反射膜１０４には、第１ミラーメタル１０２の上面を第１パッド領域１０５として選択的に露出させる第１パッド開口１０６と、第２ミラーメタル１０３の上面を第２パッド領域１０７として選択的に露出させる第２パッド開口１０８とが形成されている。この光反射膜１０４上には、第１ミラーメタル１０２および第１透明電極層１５を介して第１半導体層７に電気的に接続される第１パッド電極１０９と、第２ミラーメタル１０３および第２透明電極層１６を介して第２半導体層９に電気的に接続される第２パッド電極１１０とが配置されている。第１パッド電極１０９および第２パッド電極１１０は、いずれもエピタキシャル層６（発光層８）で生成された光を基板２の他方表面４側に向けて反射する反射膜を兼ねている。
【００６８】
第１パッド電極１０９は、光反射膜１０４上から第１パッド開口１０６に入り込み、当該第１パッド開口１０６内で第１ミラーメタル１０２に電気的に接続されている。第１パッド電極１０９は、複数の金属膜が積層された積層構造を有していてもよいし、１つの金属膜からなる単層構造を有していてもよい。第１パッド電極１０９は、本実施形態では、第１ミラーメタル１０２側からこの順に積層された第１電極層１１１および第２電極層１１２を含む２層構造を有している。
【００６９】
第１電極層１１１は、たとえばアルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）または金（Ａｕ）を含み、光反射膜１０４上から第１パッド開口１０６に入り込み、当該第１パッド開口１０６内で第１ミラーメタル１０２に電気的に接続されている。第２電極層１１２は、たとえば金（Ａｕ）を含み、第１電極層１１１の上面に接合されている。
一方、第２パッド電極１１０は、光反射膜１０４上から第２パッド開口１０８に入り込み、当該第２パッド開口１０８内で第２ミラーメタル１０３に電気的に接続されている。第２パッド電極１１０は、複数の金属膜が積層された積層構造を有していてもよいし、１つの金属膜からなる単層構造を有していてもよい。第２パッド電極１１０は、本実施形態では、第２ミラーメタル１０３側からこの順に積層された第１電極層１１３および第２電極層１１４を含む２層構造を有している。
【００７０】
第１電極層１１３は、光反射膜１０４上から第２パッド開口１０８に入り込み、当該第２パッド開口１０８内で第２ミラーメタル１０３に電気的に接続されている。第２電極層１１４は、第１電極層１１３の上面に接合されている。第２パッド電極１１０の第１電極層１１３および第２電極層１１４は、いずれも第１パッド電極１０９の第１電極層１１１および第２電極層１１２と同一材料および同一厚さで形成されている。
【００７１】
前述の高抵抗層３１は、第１実施形態と同様の態様で、第２パッド電極１１０と第２半導体層９との間の領域に配置されている。このような構成によっても、前述の第１実施形態において述べた効果と同様の効果を奏することができる。なお、高抵抗層３１に代えて、前述の第２実施形態に係る高抵抗層６１が採用されてもよい。また、第３実施形態に係る第２高抵抗層７２が第２透明電極層１６の周縁（対向面１６ａ）に沿って形成されていてもよい。この場合、高抵抗層３１と第２高抵抗層７２とが一体的に形成されていてもよい。また、本実施形態に係る第２パッド電極１１０は、前述の第３実施形態に係る第２パッド電極１８と同様に、本体部６３と延設部６４とを有していてもよい。
【００７２】
＜第７実施形態＞
図１６は、本発明の第７実施形態に係る半導体発光素子１２１を示す縦断面図である。図１６において、前述の第１実施形態において述べた構成と同様の構成については同一の参照符号を付して説明を省略する。
図１６を参照して、本実施形態に係る基板２の一方表面３には、その全域に亘って凹凸１２２が形成されており、これによって基板２がＰＳＳ(Patterned Sapphire Substrate)とされている。この凹凸１２２には、規則的に配列された複数個の凸部１２３が含まれる。複数個の凸部１２３は、行列状に配列されていてもよいし、千鳥状に配列されていてもよい。むろん、複数個の凸部１２３は、規則性なく離散的に配列されていてもよい。ＰＳＳとされた基板２によれば、光反射層２４に加えて凹凸１２２によって、エピタキシャル層６（発光層８）で生成された光を当該エピタキシャル層６側に反射させることができるから、輝度を向上させることが可能となる。
【００７３】
このようなＰＳＳとされた基板２は、前述の図６Ａにおいて説明したウエハ５２の準備工程の後、エピタキシャル層６の形成工程に先立って、たとえばマスクを介するエッチングによりウエハ５２の一方表面５３の一部を選択的に除去することによって形成できる。
このような構成によっても、前述の第１実施形態において述べた効果と同様の効果を奏することができる。また、本実施形態に係る半導体発光素子１２１によれば、基板２の他方表面４の全域が光反射層２４によって被覆されていると共に、基板２の一方表面３に凹凸１２２が形成されているから、輝度を効果的に向上させることができる。
【００７４】
なお、本実施形態では、基板２の一方表面３に、当該基板２を利用して凹凸１２２が形成された例について説明したが、凹凸１２２は、基板２と異なる材料によって形成されていてもよい。たとえば、凹凸１２２は、基板２の一方表面３に絶縁膜を成膜した後、当該絶縁膜を凹凸状に選択的にパターニングすることによって形成されたものであってもよい。凹凸１２２に含まれる凹部は、基板２の一方表面３を露出させるように形成されていてもよい。凹凸１２２を形成する絶縁膜は、たとえばＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、ＡｌＮ、ＳｉＮ、ＡｌＯＮおよびＳｉＯＮを含む群から選択される１種以上の絶縁材料種を含んでいてもよい。
【００７５】
基板２の一方表面３に凹凸１２２（凸部１２３）が形成された構成は、第１実施形態の構成に限らず、前述の第２実施形態〜第６実施形態にも適用できる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はさらに他の形態で実施することもできる。
たとえば、前述の第１実施形態では、第２半導体層９上に所定厚さの高抵抗層３１（絶縁層３４）が形成された例について説明した。しかし、図１７に示される形態が採用されてもよい。図１７は、図１の半導体発光素子１の第１変形例を示す断面図である。図１７は、前述の図２に示された拡大断面図に対応する部分の拡大図でもある。図１７において、前述の第１実施形態において述べた構成と同様の構成については同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００７６】
図１７に示されるように、第１変形例に係る半導体発光素子１は、第２半導体層９の表面部に埋め込まれた埋め込み絶縁層１３１を含む高抵抗層３１を備えている。より具体的には、埋め込み絶縁層１３１（高抵抗層３１）は、第２半導体層９の表面部を選択的に掘り下げて形成された溝１３２内に絶縁体１３３が埋め込まれた構成を有している。埋め込み絶縁層１３１の表面は、第２半導体層９の表面と段差なく繋がっている。高抵抗層３１の許容部３３は、溝１３２の中央領域３５側の内壁部１３４によって形成されている。
【００７７】
埋め込み絶縁層１３１を含む高抵抗層３１は、メサ構造１０の形成工程（図６Ｂ参照）の後に、次の工程を実行することにより形成できる。まず、たとえばマスクを介するエッチングにより、第２半導体層９の表面部を選択的に掘り下げて溝１３２を形成する。次に、たとえばＣＶＤ法によって、溝１３２を埋めるように絶縁材料を堆積させて絶縁層を形成する。次に、溝１３２内に絶縁層の一部が残存するように絶縁層をエッチバックする。これにより、埋め込み絶縁層１３１を含む高抵抗層３１が形成される。
【００７８】
このように、埋め込み絶縁層１３１を含む高抵抗層３１が形成される場合であっても、前述の第１実施形態において述べた効果と同様の効果を奏することができる。また、埋め込み絶縁層１３１を含む高抵抗層３１であれば、当該埋め込み絶縁層１３１を被覆する第２透明電極層１６の平坦性を向上させることができるから、第２パッド電極１８と第２半導体層９との間で不所望な電界集中が発生するのを抑制できる。むろん、前述の第２実施形態〜第７実施形態に係る高抵抗層３１，６１が埋め込み絶縁層１３１を含む構成とされてもよい。また、第４実施形態に係る第２高抵抗層７２が埋め込み絶縁層１３１を含む構成とされてもよい。
【００７９】
また、前述の第１実施形態に係る高抵抗層３１（絶縁層３４）に代えて、図１３に示される形態が採用されてもよい。図１８は、図１の半導体発光素子１の第２変形例を示す平面図である。図１８は、前述の図２に示された拡大断面図に対応する部分の拡大図でもある。図１８において、前述の第１実施形態において述べた構成と同様の構成については同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００８０】
図１８に示されるように、第２変形例に係る半導体発光素子１は、第２半導体層９の表面部に形成された欠陥層１３５を含む高抵抗層３１を備えている。欠陥層１３５とは、第２半導体層９の表面部に対して不純物ガス（ここではアルゴンガス）をプラズマ照射することによって、当該第２半導体層９の表面部が高抵抗化された層である。したがって、欠陥層１３５を含む高抵抗層３１は、メサ構造１０の形成工程（図６Ｂ参照）の後に、第２半導体層９の表面部に対して不純物ガス（ここではアルゴンガス）を選択的にプラズマ照射することによって形成できる。高抵抗層３１の許容部３３は、欠陥層１３５の中央領域３５側の側部１３６によって形成されている。
【００８１】
このように、欠陥層１３５を含む高抵抗層３１が形成される場合であっても、前述の第１実施形態において述べた効果と同様の効果を奏することができる。また、欠陥層１３５を含む高抵抗層３１であれば、当該欠陥層１３５を被覆する第２透明電極層１６の平坦性を向上させることができるから、第２パッド電極１８と第２半導体層９との間で不所望な電界集中が発生するのを抑制できる。むろん、前述の第２実施形態〜第７実施形態に係る高抵抗層３１，６１が欠陥層１３５を含む構成とされてもよい。また、第４実施形態に係る第２高抵抗層７２が欠陥層１３５を含む構成とされてもよい。
【００８２】
また、前述の第１実施形態では、第１パッド電極１７および第２パッド電極１８が平面視において基板２の一つの対角線に沿って互いに間隔を空けて配置された例について説明した。しかし、これに代えて、図１９に示される形態が採用されてもよい。図１９は、図１の半導体発光素子１の第３変形例を示す平面図である。図１９において、前述の第１実施形態において述べた構成と同様の構成については同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００８３】
図１９に示されるように、第３変形例に係る半導体発光素子１は、基板２の一つの側面５の長手方向中央部上の領域に形成された外周領域１１と、この外周領域１１を取り囲むように形成された平面視凹状のメサ構造１０とを含むエピタキシャル層６を有している。そして、第１パッド電極１７および第２パッド電極１８は、平面視において基板２の一つの辺が延びる方向に沿って互いに間隔を空けて配置されている。
【００８４】
本変形例では、第１パッド電極１７が、平面視半円形状の柱状とされた例が示されている。しかし、第１パッド電極１７は、平面視円形状の柱状に形成されていてもよいし、平面視三角形状、平面視四角形状、平面視六角形状等の平面視多角形状の柱状に形成されていてもよい。また、本変形例では、第２パッド電極１８が、平面視円形状の柱状とされた例が示されている。しかし、第２パッド電極１８は、平面視三角形状、平面視四角形状、平面視六角形状等の平面視多角形状の柱状に形成されていてもよいし、平面視で円弧面が第１パッド電極１７側に向いた扇型の柱状に形成されていてもよい。
【００８５】
このような構成であっても、前述の第１実施形態において述べた効果と同様の効果を奏することができる。第１パッド電極１７および第２パッド電極１８が平面視において基板２の一つの辺が延びる方向に沿って互いに間隔を空けて配置された構成は、前述の第２実施形態〜第７実施形態にも適用できる。
また、前述の各実施形態において、各半導体部分の導電型が反転された構成が採用されてもよい。つまり、ｐ型の部分がｎ型とされ、ｎ型の部分がｐ型とされてもよい。したがって、基板２の一方表面３上にこの順に積層されたｐ型の第１半導体層７、発光層８およびｎ型の第２半導体層９を含むエピタキシャル層６が形成されてもよい。
【００８６】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。この明細書および図面から抽出される特徴を以下に示す。
Ａ１：基板と、前記基板上に前記基板側からこの順に積層された第１導電型の第１半導体層、発光層および第２導電型の第２半導体層を含む半導体層と、前記第２半導体層上に配置された透明電極層とを含み、前記第２半導体層上には、前記透明電極層の周縁に沿い、かつ、前記透明電極層に被覆されるように、前記第２半導体層の抵抗値よりも高い抵抗値を有する高抵抗層が配置されている、半導体発光素子。
【００８７】
第２半導体層上に配置された透明電極層の周縁には電界が集中し易い傾向がある。そのため、透明電極層の周縁では静電破壊が発生し易く、半導体発光素子の耐圧の低下を招くという課題がある。そこで、Ａ１に記載の半導体発光素子では、第２半導体層上に、透明電極層の周縁に沿い、かつ、透明電極層に被覆されるように、第２半導体層の抵抗値よりも高い抵抗値を有する高抵抗層を配置している。
【００８８】
これにより、透明電極層の周縁における電流密度を低下させることができるから、透明電極層の周縁における電界強度を低下（緩和）させることができる。つまり、この高抵抗層は、透明電極層の周縁における電界強度を緩和するための電界緩和層でもある。これにより、透明電極層の周縁で電界集中が発生するのを抑制できるから、耐圧を向上できる半導体発光素子を提供できる。
【００８９】
Ａ２：前記第１半導体層上に配置された第１パッド電極と、前記透明電極層上に配置された第２パッド電極とをさらに含み、前記透明電極層は、平面視で前記第１パッド電極に対向する対向面を有しており、前記高抵抗層は、少なくとも前記透明電極層の前記対向面に沿うように前記透明電極層の前記対向面の下方に形成されている、Ａ１に記載の半導体発光素子。
【００９０】
Ａ３：前記高抵抗層は、平面視で前記透明電極層の周縁に沿う帯状に形成されている、Ａ１またはＡ２に記載の半導体発光素子。
Ａ４：前記高抵抗層は、平面視で前記透明電極層によって被覆された被覆部と、前記透明電極層から露出する露出部とを含む、Ａ１〜Ａ３のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
【００９１】
Ａ５：前記高抵抗層は、その全域が前記透明電極層によって被覆されている、Ａ１〜Ａ４のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
Ａ６：前記第１半導体層上に配置された第１パッド電極と、前記透明電極層上に配置された第２パッド電極と、前記第２パッド電極と前記第２半導体層との間の領域に選択的に設けられ、前記第２半導体層の抵抗値よりも高い抵抗値を有するパッド側高抵抗層をさらに含み、前記パッド側高抵抗層は、前記第２半導体層における前記第２パッド電極に対向する対向部および前記第２パッド電極を通る電流経路が、前記第２パッド電極と前記第２半導体層の前記対向部との間に形成されるのを許容する許容部を備えている、Ａ１に記載の半導体発光素子。
【００９２】
Ａ７：前記パッド側高抵抗層は、前記高抵抗層と同一の抵抗材料により形成されている、Ａ６に記載の半導体発光素子。
Ｂ１：基板と、前記基板上に前記基板側からこの順に積層された第１導電型の第１半導体層、発光層および第２導電型の第２半導体層を含む半導体層と、前記第１半導体層上に配置された第１パッド電極と、前記第２半導体層上に配置された第２パッド電極と、前記第２パッド電極と前記第２半導体層との間の領域に選択的に設けられ、前記第２パッド電極と前記第２半導体層との間の電界強度を緩和する電界緩和層とを含み、前記電界緩和層は、前記第２半導体層における前記第２パッド電極に対向する対向部および前記第２パッド電極を通る電流経路が、前記第２パッド電極と前記第２半導体層の前記対向部との間に形成されるのを許容する許容部を備えている、半導体発光素子。
【００９３】
Ｂ１に記載の半導体発光素子によれば、第２パッド電極と第２半導体層との間を流れる電流を、電界緩和層によって第２半導体層の対向部の内外に分散させることができる。したがって、電界緩和層を大きく迂回させることなく、第２半導体層の対向部と第２パッド電極との間に電流を流すことができるから、第２パッド電極と第２半導体層との間に電流が局所的に集中する領域が形成されるのを抑制できる。これにより、第２パッド電極と第２半導体層との間で電界の分布が密となる領域が形成されるのを抑制できるから、電界強度の緩和によって、電界緩和層に対する電界集中の発生および第２パッド電極に対する電界集中の発生を抑制できる。その結果、耐圧を向上できる半導体発光素子を提供できる。
【００９４】
Ｂ２：前記電界緩和層の前記許容部は、前記第２半導体層の前記対向部の中央領域に形成されている、Ｂ１に記載の半導体発光素子。
Ｂ３：前記電界緩和層の前記許容部は、前記電界緩和層における前記第２半導体層の前記対向部を選択的に露出させる部分によって形成されている、Ｂ１またはＢ２に記載の半導体発光素子。
【００９５】
Ｂ４：前記電界緩和層は、平面視で前記第２半導体層の前記対向部を選択的に露出させるように、前記第２パッド電極の周縁に沿って配置されている、Ｂ１〜Ｂ３のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
Ｂ５：前記第２パッド電極は、平面視で前記第１パッド電極と対向する対向面を有しており、前記電界緩和層は、平面視で前記第２半導体層の前記対向部を選択的に露出させ、少なくとも前記第２パッド電極の前記対向面に沿うように前記第２パッド電極の前記対向面の下方に配置されている、Ｂ１〜Ｂ４のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
【００９６】
Ｂ６：前記電界緩和層は、平面視において前記第２パッド電極の周縁に沿う環状に形成されている、Ｂ１〜Ｂ５のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
Ｂ７：前記電界緩和層は、平面視において、前記第２パッド電極の周縁を横切るように配置されており、前記第２半導体層と重なる重複部と、前記第２半導体層から露出する露出部とを有している、Ｂ１〜Ｂ６のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
【００９７】
Ｂ８：前記電界緩和層は、前記第２パッド電極と前記第２半導体層との間に配置された絶縁層を含む、Ｂ１〜Ｂ７のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
Ｂ９：前記電界緩和層は、前記第２半導体層の表面部に埋め込まれた埋め込み絶縁層を含む、Ｂ１〜Ｂ７のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
Ｂ１０：前記電界緩和層は、前記第２半導体層の表面部に形成された欠陥層を含む、Ｂ１〜Ｂ７のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
【００９８】
Ｂ１１：前記第２パッド電極および前記第２半導体層の間に配置された透明電極層をさらに含み、前記電界緩和層は、前記透明電極層によって被覆されている、Ｂ１〜Ｂ１０のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
Ｂ１２：前記半導体層は、前記第１半導体層を露出させるように前記第１半導体層の一部、前記発光層および前記第２半導体層を選択的に切り欠いて形成されたメサ構造と、前記メサ構造の外側の領域であり前記第１半導体層が露出する外周領域とを有しており、前記第１パッド電極は、前記外周領域上に配置されており、前記第２パッド電極は、前記メサ構造上に配置されており、前記電界緩和層は、前記第２パッド電極と前記メサ構造との間の領域に選択的に設けられている、Ｂ１〜Ｂ１１のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
【００９９】
Ｂ１３：前記第１パッド電極は、外部接続用の第１外部端子を兼ねており、前記第２パッド電極は、外部接続用の第２外部端子を兼ねている、Ｂ１〜Ｂ１２のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
Ｂ１４：前記基板は、平面視矩形状に形成されており、前記第１パッド電極および前記第２パッド電極は、平面視において前記基板の一つの対角線に沿って互いに間隔を空けて配置されている、Ｂ１〜Ｂ１３のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
【０１００】
Ｂ１５：前記基板は、平面視矩形状に形成されており、前記第１パッド電極および前記第２パッド電極は、平面視において前記基板の一つの辺が延びる方向に沿って互いに間隔を空けて配置されている、Ｂ１〜Ｂ１４のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
Ｂ１６：前記第２パッド電極は、本体部と、前記本体部から前記第１パッド電極の周囲に延設された延設部とを含み、前記電界緩和層は、前記第２半導体層の前記対向部を選択的に露出させるように、前記第２パッド電極の前記本体部および前記延設部の各周縁に沿って形成されている、Ｂ１〜Ｂ１５のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
【０１０１】
Ｂ１７：前記第２パッド電極は、前記延設部を複数含む、Ｂ１６に記載の半導体発光素子。
【符号の説明】
【０１０２】
１，６０，６２，７１，８１，１０１，１２１…半導体発光素子、２…基板、６…エピタキシャル層（半導体層）、７…第１半導体層、８…発光層、９…第２半導体層、１０…メサ構造、１１…外周領域、１６…第２透明電極層（透明電極）、１７…第１パッド電極、１８…第２パッド電極、１８ａ…第２パッド電極の対向面、３１，６１…高抵抗層、３２…第２半導体層の対向部、３３…高抵抗層の許容部、３４…絶縁層（高抵抗層）、３５…対向部の中央領域、３７…高抵抗層の重複部、３８…高抵抗層の露出部、６３…第２パッド電極の本体部、６４…第２パッド電極の延設部、１３１…埋め込み絶縁層（高抵抗層）、１３４…欠陥層（高抵抗層）、Ｐ１…第１電流経路（電流経路）
【図１】
2017208400.tif 000003
【図２】
2017208400.tif 000004
【図３】
2017208400.tif 000005
【図４】
2017208400.tif 000006
【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
2017208400.tif 000009
【図６Ｃ】
2017208400.tif 000010
【図６Ｄ】
2017208400.tif 000011
【図６Ｅ】
2017208400.tif 000012
【図６Ｆ】
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【図７】
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【図８】
2017208400.tif 000015
【図９】
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【図１０】
2017208400.tif 000017
【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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