(57)【要約】【課題】本発明は窒化物半導体発光素子及びその製造方法に関する。【解決手段】本発明の一側面は、ｎ型及びｐ型窒化物半導体層とこれらの間に形成された活性層を備える発光構造物と、上記ｎ型及びｐ型窒化物半導体層とそれぞれ電気的に連結されたｎ型及びｐ型電極及び上記ｎ型窒化物半導体層と上記ｎ型電極の間に形成され、Ｉｎを含む物質からなる第１層及び上記第１層上に形成され透明伝導性酸化物からなる第２層を備えるｎ型オーミックコンタクト層を含む窒化物半導体発光素子を提供する。これにより、高い投光性を有しながらも電気的特性に優れたｎ型電極を備える窒化物半導体発光素子を提供することが出来る。さらに、上記のような優れた光学的・電気的特性を表すための最適化した窒化物半導体発光素子の製造方法を提供することが出来る。【選択図】        図２
2009152530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ型窒化物半導体層及びｐ型窒化物半導体層とこれらの間に形成された活性層を備える発光構造物と、
前記ｎ型窒化物半導体層及びｐ型窒化物半導体層にそれぞれ電気的に連結されたｎ型電極及びｐ型電極と、
前記ｎ型窒化物半導体層と前記ｎ型電極との間に形成され、Ｉｎを含む物質からなる第１層と前記第１層上に形成され透明伝導性酸化物からなる第２層とを備えるｎ型オーミックコンタクト層と、
を含むことを特徴する窒化物半導体発光素子。
【請求項２】
前記第１層は、Ｉｎ合金からなることを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項３】
前記Ｉｎ合金に含まれる元素は、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｍｏ、Ｃｏ及びＭｇで構成されたグループから選択された少なくとも一つの元素であることを特徴とする請求項２に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項４】
前記第２層は、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｚｎ及びＧａで構成されたグループから選択された少なくとも一つの物質を含むことを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項５】
前記第２層は、ＩＴＯ、ＣＩＯ、ＡＺＯ、ＺｎＯ、ＮｉＯ及びＩｎ2Ｏ3で構成されたグループから選択された物質からなることを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項６】
前記第１層の厚さは、１０〜３００Åであることを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項７】
前記第２層の厚さは、５００〜５０００Åであることを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項８】
前記ｎ型オーミックコンタクト層が形成される前記ｎ型窒化物半導体層の面は、Ｇａ−極性面またはＮ−極性面であることを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項９】
ｎ型窒化物半導体層、活性層及びｐ型窒化物半導体層を順次積層して発光構造物を形成する段階と、
前記ｎ型窒化物半導体層の一面にＩｎを含む物質からなる第１層を形成し、前記第１層上に透明伝導性酸化物からなる第２層を形成してｎ型オーミックコンタクト層を形成する段階と、
前記ｎ型オーミックコンタクト層上にｎ型電極を形成する段階と、
前記ｐ型窒化物半導体層に電気的に連結されるようｐ型電極を形成する段階と、
を含むことを特徴とする窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項１０】
前記ｎ型オーミックコンタクト層を形成する段階の後、前記ｎ型オーミックコンタクト層を熱処理する段階をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項１１】
前記ｎ型オーミックコンタクト層を熱処理する段階は、３００〜５００℃の温度条件で行われることを特徴とする請求項１０に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項１２】
前記第１層を形成する段階は、スパッタリングにより行われることを特徴とする請求項９に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物半導体発光素子及びその製造方法に関するもので、さらに詳しくは、高い投光性を有しながらも電気的特性に優れたｎ型電極を備える窒化物半導体発光素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光素子の一つである発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ、ＬＥＤ）は電流が加わると、ｐ型、ｎ型半導体の接合部分で電子と正孔の再結合により、様々な色の光を発生させる半導体装置である。このようなＬＥＤはフィラメントからなる発光素子に比べて長い寿命、低い電源、優れた初期駆動特性、高い振動抵抗及び反復的な電源断続に対する高い公差などの様々な長所を有するため、その需要が増加し続けており、特に最近は、青色系列の単波長領域で発光可能なＩＩＩ族窒化物半導体が脚光を浴びている。
【０００３】
図１は、従来の技術による窒化物半導体発光素子を表した断面図である。図１に示すように、窒化物半導体発光素子１０は、導電性基板１４上に順次形成されたオーミックコンタクト層１７、ｐ型窒化物半導体層１３、活性層１２、ｎ型窒化物半導体層１１を備えて構成され、ｎ型窒化物半導体層１１の上面にはｎ型電極１６が形成される。
【０００４】
図１に示された窒化物半導体発光素子１０は垂直構造発光素子であり、電子と正孔が活性層１２で結合して光が発生し、その光は主にｎ型窒化物半導体層１１を通して外部へ放出される。
【０００５】
この際、ｐ型電極の役割をする導電性基板１４により正孔注入の均一性はある程度保障されるが、ｎ型電極１６はｎ型窒化物半導体層１１の上部に局所的に位置するので、注入された電子はｎ型窒化物半導体層１１による均一な拡散が困難であり、これにより主にｎ型電極１６の下部に電流が集中する現象が発生する。このような場合、活性層１２から発生した光はｎ型電極１６から相当部分が吸収されて発光特性が低下し、また電流の流れる有効面積が減少して電気的特性を低下させることがある。
【０００６】
従って、当技術分野では電流の均一な分布を保持しながらも、生成された光の抽出が容易な方案が要望されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記のような問題点を解決するためのもので、本発明の目的の一つは、高い投光性を有しながらも電気的特性に優れたｎ型電極を備える窒化物半導体発光素子及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成すべく、本発明の一態様は、ｎ型窒化物半導体層及びｐ型窒化物半導体層とこれらの間に形成された活性層を備える発光構造物と、上記ｎ型窒化物半導体層及びｐ型窒化物半導体層にそれぞれ電気的に連結されたｎ型電極及びｐ型電極及び上記ｎ型窒化物半導体層と上記ｎ型電極との間に形成され、Ｉｎを含む物質からなる第１層と上記第１層上に形成され透明伝導性酸化物からなる第２層とを備えるｎ型オーミックコンタクト層とを含む窒化物半導体発光素子を提供する。
【０００９】
上記第１層はＩｎ合金からなってもよい。具体的には、そのＩｎ合金に含まれる元素はＴｉ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｍｏ、Ｃｏ及びＭｇで構成されたグループから選択された少なくとも一つの元素であることが好ましい。
【００１０】
また、上記第２層はＩｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｚｎ及びＧａで構成されたグループから選択された少なくとも一つの物質を含んでもよい。好ましくは、上記第２層はＩＴＯ、ＣＩＯ、ＡＺＯ、ＺｎＯ、ＮｉＯ及びＩｎ2Ｏ3で構成されたグループから選択された物質からなる。
【００１１】
上記第１層の厚さは１０〜３００Åの範囲を有することが好ましい。また、上記第２層の厚さは５００〜５０００Åの範囲を有することが好ましい。
【００１２】
上記ｎ型オーミックコンタクト層が形成される上記ｎ型窒化物半導体層の面はＧａ−極性面またはＮ−極性面であることが好ましい。
【００１３】
本発明の他の態様は、ｎ型窒化物半導体層、活性層及びｐ型窒化物半導体層を順次に積層して発光構造物を形成する段階と、上記ｎ型窒化物半導体層の一面にＩｎを含む物質からなる第１層を形成し、上記第１層上に透明伝導性酸化物からなる第２層を形成してｎ型オーミックコンタクト層を形成する段階と、上記ｎ型オーミックコンタクト層上にｎ型電極を形成する段階と、上記ｐ型窒化物半導体層と電気的に連結されるようｐ型電極を形成する段階とを含む窒化物半導体発光素子の製造方法を提供する。
【００１４】
上記ｎ型オーミックコンタクト層を形成する段階の後、上記ｎ型オーミックコンタクト層を熱処理する段階をさらに含むことが好ましい。特に、優れた電気的・光学的特性のため、上記ｎ型オーミックコンタクト層を熱処理する段階は３００〜５００℃の温度条件で行われることが好ましい。また、上記第１層を形成する段階はスパッタリングにより行われることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、高い投光性を有しながらも電気的特性に優れたｎ型電極を備える窒化物半導体発光素子を提供することが出来る。
【００１６】
さらに、本発明によれば、上記のような優れた光学的・電気的特性を表すための最適化した窒化物半導体発光素子の製造方法を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付の図面を参照に本発明の好ましい実施形態を説明する。但し、本発明の実施形態は様々な形態に変形することができ、本発明の範囲が以下に説明する実施形態により限定されるものではない。また、本実施形態は、当業界において平均的な知識を有する者に対して、本発明をさらに完全に説明するために提供される。従って、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがあり、図面上の同一符号で表される要素は同一要素である。
【００１８】
図２は、本発明の一実施形態による窒化物半導体発光素子を表した断面図である。図２を参照すると、本実施形態による半導体発光素子２０は、導電性基板２４と、導電性基板２４上に順次形成された高反射性オーミックコンタクト層２７と、ｐ型窒化物半導体層２３と、活性層２２と、ｎ型窒化物半導体層２１と、ｎ型オーミックコンタクト層２５と、を備えて構成される。また、ｎ型オーミックコンタクト層２５の上面にはｎ型電極２６が形成される。
【００１９】
本実施形態は、垂直構造の窒化物半導体発光素子に該当し、その製造方法としては公知の工程において、サファイアなどの窒化物単結晶成長用の基板上にｎ型窒化物半導体層２１、活性層２２及びｐ型窒化物半導体層２３を順次成長させた後、支持基板に該当する導電性基板２４をメッキやボンディング工程により形成し、サファイア基板を除去する工程により形成されることが出来る。
【００２０】
以下、半導体発光素子２０を構成する構成要素をさらに詳しく説明する。先ず、発光構造物を成すｎ型窒化物半導体層２１、ｐ型窒化物半導体層２３、活性層２２について説明する。本明細書において、「窒化物半導体」とは、ＡｌxＩｎyＧａ1-x-yＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）で表される２成分系、３成分系または４成分系化合物半導体を意味する。
【００２１】
即ち、上記ｎ型窒化物半導体層２１及びｐ型窒化物半導体層２３は、ＡｌxＩｎyＧａ1-x-yＮ組成式（ここで、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）を有するｎ型不純物及びｐ型不純物がドープされた半導体物質からなることができ、代表的には、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮがある。また、上記ｎ型不純物としてＳｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、ＴｅまたはＣなどが使用されることができ、上記ｐ型不純物としてはＭｇ、ＺｎまたはＢｅなどが代表的である。
【００２２】
活性層２２は、単一または多重量子ウェル構造を有するアンドープされた窒化物半導体層で構成され、電子と正孔の再結合により所定のエネルギーを有する光を放出する。
【００２３】
ｎ型窒化物半導体層２１と、ｐ型窒化物半導体層２３と、活性層２２とは、半導体単結晶の成長工程、特に、窒化物単結晶成長工程として公知された有機金属気相蒸着法（ＭＯＣＶＤ）、分子ビーム成長法（ＭＢＥ）及びハイブリッド気相蒸着法（ＨＶＰＥ）などの方法で成長させることが出来る。
【００２４】
本発明において必須として求められる要素ではないが、高反射性オーミックコンタクト層２７は、好ましくは７０％以上の反射率を有し、ｐ型窒化物半導体層２３とのオーミックコンタクトを形成する。このような高反射性オーミックコンタクト層２７は、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ及びその組合せで構成されたグループから選択された物質からなる少なくとも一つの層で形成されることが出来る。また、高反射性オーミックコンタクト層２７は、Ｎｉ／Ａｇ、Ｚｎ／Ａｇ、Ｎｉ／Ａｌ、Ｚｎ／Ａｌ、Ｐｄ／Ａｇ、Ｐｄ／Ａｌ、Ｉｒ／Ａｇ、Ｉｒ／Ａｕ、Ｐｔ／Ａｇ、Ｐｔ／ＡｌまたはＮｉ／Ａｇ／Ｐｔなどの積層膜で形成されることが好ましい。
【００２５】
導電性基板２４は、垂直構造発光素子の最終構成要素に含まれ、単結晶成長用基板の除去などの工程を行うことによって、相対的に厚さの薄い発光構造物を支持し、導電性接着層によりＰＣＢ基板などとのボンディング領域として提供され、ｐ型電極として機能することが出来る。
【００２６】
導電性基板２４は、メッキやウェーハボンディング方式で上記発光構造物と結合して形成されることができ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｗ、Ｔｉなどの物質からなる。
【００２７】
ｎ型電極２６は、素子の電気的な連結のための電極として機能する。また、ｎ型電極２６は一般にＡｕまたはＡｕを含んだ合金からなる。このようなｎ型電極２６は、通常の金属層成長方法の蒸着法またはスパッタリング工程により形成されることが出来る。
【００２８】
ｎ型オーミックコンタクト層２５は、ｎ型窒化物半導体層２１とｎ型電極２６との間で電気的にオーミックコンタクトを形成し、注入された電子の拡散効率を増加させ電流分布を均一化させることにより、ｎ型電極２６での光吸収を減少させ、発光素子の発光効率を向上させることが出来る。
【００２９】
このために、ｎ型オーミックコンタクト層２５は２つの層を含むように構成され、具体的には、第１層２５ａはインジウム（Ｉｎ）を含む物質からなり、その上に形成される第２層２５ｂは透明伝導性酸化物からなる。
【００３０】
第１層２５ａの場合、Ｉｎを含む物質であれば良く、特にＩｎのみからなるか、合金形態でも採用されることが出来る。
【００３１】
Ｉｎは仕事関数（約４．１２ｅＶ）が相対的に小さい金属で、ｎ型オーミックコンタクト用金属として適し、特に、透明伝導性酸化物との積層構造を成す場合、高い光透過度及び優れた電気的特性を表すことが出来る。この場合、製造工程の側面で、ｎ型窒化物半導体層２１上にＩｎ層を形成することは、電子ビーム蒸着のような工程ではなくスパッタリング工程により行うことが最も適している。これは、Ｉｎが約１５７℃の低い融点を有するため、一般の電子ビーム蒸着法では制御することが難しいからである。
【００３２】
一方、第１層２５ａがＩｎ合金の場合、これに含まれる元素としてはＴｉ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｍｇなどが例として挙げられ、電気抵抗と光透過率を考えて適切に選択されることが出来る。
【００３３】
第２層２５ｂは、高い光透過度を有し電気伝導度が相対的に低い如何なる物質も採用可能で、これに最も符合する物質は透明伝導性酸化物（ＴＣＯ）である。
【００３４】
第２層２５ｂを透明伝導性酸化物で形成することにより、特に垂直構造窒化物半導体発光素子において、高い光透過度を保障することが出来る。
【００３５】
また、第２層２５ｂを成す透明伝導性酸化物は、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｇａなどの元素を含む物質で、例えば、ＩＴＯ、ＣＩＯ、ＺｎＯ、ＮｉＯ、Ｉｎ２Ｏ３などに該当する。
【００３６】
一方、ｎ型オーミックコンタクト層２５に含まれる第１層２５ａと第２層２５ｂは、それぞれの厚さｔ１，ｔ２が電気抵抗と光透過度の調節の側面で適切に調節されることが出来る。
【００３７】
また、第１層２５ａの厚さｔ１は、オーミックコンタクトを形成するために１０〜３００Åの範囲が好ましく、第２層２５ｂの厚さｔ２は、電気伝導度の確保のために５００〜５０００Åの範囲が好ましい。これは熱処理温度などの多様な条件により行った実験を通して得られた結果であり、図４〜図１１を参照して後述する。
【００３８】
図３は、図２の実施形態で変形された実施形態による窒化物半導体発光素子を表した断面図である。図３による窒化物半導体発光素子３０は、図２の場合と同様に導電性基板３４と、導電性基板３４上に順次形成された高反射性オーミックコンタクト層３８と、ｐ型窒化物半導体層３３と、活性層３２と、ｎ型窒化物半導体層３１と、第１層３５ａおよび第２層３５ｂを有するｎ型オーミックコンタクト層３５と、を備えて構成され、ｎ型オーミックコンタクト層３５の上面にはｎ型電極３６が形成される。
【００３９】
さらに、ｎ型窒化物半導体層３１とｎ型オーミックコンタクト層３５との間にはＧａＮ基板３７が形成される。
【００４０】
ＧａＮ基板３７は窒化物単結晶成長用基板として提供され、電気伝導性を帯びているため、発光構造物の成長後に除去される必要なく最終の発光素子３０に残ることが出来る。但し、ＧａＮ基板３７の代わりに窒化物単結晶成長用基板として電気伝導性を有する物質からなる他の基板、例えばＳｉＣ基板なども当技術分野において通常の知識を有している者が容易に採択できる範囲であれば採用可能である。
【００４１】
この違い以外として同一用語で表した他の構成要素については図２の場合と同一なものと理解できるため、それらの説明は省略する。
【００４２】
図４〜図１１は、本発明で採用された上記ｎ型オーミックコンタクト層の最適構造と工程条件を導き出すための実験例をグラフで示したものである。
【００４３】
先ず、図４は本発明で採用されたｎ型オーミックコンタクト層においてＩｎ層（第１層）の厚さによる抵抗の変化を表したグラフで、ＣＴＬＭ２８μｍ  ｓｐａｃｉｎｇで測定されたＩ−Ｖ曲線から得られたものである。この場合、上記抵抗はｎ型窒化物半導体層とＩｎ層のコンタクト抵抗とｎ型窒化物半導体層の抵抗を全て足したものに該当する。
【００４４】
また、実験条件として、第２層には２００ｎｍのＩＴＯを使用し、ｎ型オーミックコンタクト層の熱処理温度は４００℃とした。
【００４５】
図４のグラフを参照すると、Ｉｎ層の厚さが増加するほど抵抗が減少し、厚さが約２００Åになってから抵抗が増加する傾向がみられる。これは、Ｉｎ層の厚さが薄すぎる場合、オーミックコンタクトの形成が容易ではないため抵抗が高くなるものと理解できる。
【００４６】
従って、本実験を通してｎ型オーミックコンタクトを構成する第１層（Ｉｎ層）の適した厚さの範囲は約１００〜２００Åであることが分かる。但し、これに該当しない範囲でもオーミックコンタクト層として使用するにおいて非常に大きい抵抗を有するものではないため、本発明で採用できるＩｎ層の厚さは約１０〜３００Åといえる。
【００４７】
図５及び図６はそれぞれｎ型オーミックコンタクト層の熱処理温度による抵抗及び面抵抗の変化を表したグラフである。実験条件として、第１層のＩｎ層の厚さは２０ｎｍとし、第２層のＩＴＯ層は２００ｎｍとした。
【００４８】
図５のグラフを参照すると、熱処理温度の範囲が３００〜５００℃面の場合に抵抗が最少化することが分かる。一方、図６の面抵抗グラフをみてわかるように、面抵抗の観点からだと３００℃以上の熱処理温度が好ましい。
【００４９】
このような結果をまとめると、ｎ型オーミックコンタクト層の熱処理温度は３００〜５００℃範囲であることが最も好ましいとみられる。
【００５０】
一方、上述のｎ型オーミックコンタクト層を熱処理する工程は一般に公知されたＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌ）工程などと理解できる。
【００５１】
図７はｎ型オーミックコンタクト層の熱処理温度による抵抗の変化を表したもので、ｎ型オーミックコンタクト層が形成されるｎ型窒化物半導体層の面がＧａ−極性面の場合とＮ−極性面の場合とに分けて図示したものである（Ｉｎ層は２０ｎｍ、ＩＴＯ層は２００ｎｍであり、ＣＴＬＭ１２０μｍ  ｓｐａｃｉｎｇで測定されたＩ−Ｖ曲線から得られる）。
【００５２】
図４〜図６の結果はＧａ−極性面の場合で、一般として発光素子の電極配置が水平構造面の場合にｎ型オーミックコンタクト層はｎ型窒化物半導体層のＧａ−極性面に形成される。
【００５３】
図７を参照すると、実験対象となった全ての熱処理温度でＮ−極性面がＧａ−極性面の場合より低い抵抗を表すことが分かる。
【００５４】
このように、Ｉｎ／ＩＴＯ構造のｎ型オーミックコンタクト層は水平構造発光素子だけでなく垂直構造の場合、より優れた電気的特性を表し、特に垂直構造発光素子はｎ型オーミックコンタクト層を通して光が放出されるという点でさらに有利である。
【００５５】
図８〜図１１に図示されたグラフは、透明伝導性酸化物層としてＡＺＯ（Ａｌ−ｄｏｐｅｄ  ＺｎＯ）を使用した場合を表す。
【００５６】
先ず、図８〜図１０はそれぞれｎ型オーミックコンタクト層の熱処理（アニーリング）温度による抵抗、コンタクト抵抗及び面抵抗の変化を表したグラフであって、第２層の透明伝導性酸化物層としてＡＺＯを使用したものである。ここで、コンタクト抵抗はＩｎ層とｎ型窒化物半導体層との抵抗に該当する。実験条件として、以前の実施形態と同様に第１層のＩｎ層の厚さは２０ｎｍとし、第２層のＡＺＯ層は２００ｎｍとし、残りの実験条件も図５及び図６の場合と同一である。
【００５７】
図８〜図１０のグラフを参照すると、ＡＺＯを第２層として使用した場合にもＩＴＯと類似な特性を表した。即ち、４００℃の場合のコンタクト抵抗が約１．６×１０-3Ω・ｃｍ２で、ｎ型オーミックコンタクト層の熱処理温度が３００〜５００℃の場合に最も低い電気抵抗特性を表す。
【００５８】
図１１は、本発明によるＩｎ／ＡＺＯ構造のｎ型オーミックコンタクト層において、発光波長による光透過度の変化を熱処理温度が異なるようにして表したグラフである。
【００５９】
図１１に図示された通り、熱処理前の状態（Ａｓ−Ｄｅｐ．）より熱処理温度が増加するほど光透過度が高くなる傾向を表し、３００℃〜５００℃で最も優れた光透過度を表す。
【００６０】
一方、図４で説明した構造のｎ型オーミックコンタクト層の場合（Ｉｎ層２０ｎｍ、ＩＴＯ層２００ｎｍ）、ＣＴＬＭ２８μｍ  ｓｐａｃｉｎｇで測定されたＩ−Ｖ曲線を分析した結果、１次関数、即ち線形的な特性を表した。即ち、本実施形態で採用されたｎ型オーミックコンタクト層は高い光透過度を有すると共にｎ型窒化物半導体層とオーミックコンタクトを形成することが出来る。
【００６１】
最後に、図１２は本発明の他の実施形態による窒化物半導体発光素子を表した断面図である。本実施形態による窒化物半導体発光素子５０は、サファイア基板５４と、サファイア基板５４上に順次成長されたｎ型窒化物半導体層５１と、活性層５２と、ｐ型窒化物半導体層５３と、ｐ型オーミックコンタクト層５８と、ｎ型窒化物半導体層５１のエッチングされた一部領域に形成され第１層５５ａおよび第２層５５ｂを備えるｎ型オーミックコンタクト層５５と、を備え、さらにｎ型電極５６ａ及びｐ型電極５６ｂを含む。
【００６２】
本実施形態はｎ型電極５６ａ及びｐ型電極５６ｂの配置が水平構造に該当し、垂直構造の場合に比べてｎ型オーミックコンタクト層５５による光透過度の確保機能が多少劣ることもあり得るが、本発明で採用できる発光素子の電極配置構造は垂直構造だけではなく水平構造まで拡張されることが出来る。
【００６３】
垂直構造だけでなく水平構造でもｎ型オーミックコンタクト層５５の適用が可能ということは、上述の通り、ｎ型窒化物半導体層においてｎ型オーミックコンタクト層が形成される面がＮ−極性面（Ｎ−ｐｏｌａｒ  ｓｕｒｆａｃｅ）またはＰ−極性面（Ｐ−ｐｏｌａｒ  ｓｕｒｆａｃｅ）の両方に対してオーミックコンタクトを形成できるということと理解できる。
【００６４】
一方、ｐ型オーミックコンタクト層５８の場合、必須の構成要素ではないが、ｐ型窒化物半導体層５３とのオーミックコンタクトのためにＮｉ／Ａｕ構造などが一般的に採用できる。
【００６５】
このような違い以外として同一用語で表した他の構成要素については図２の場合と同一なものと理解できるため、それらの説明は省略する。
【００６６】
本発明は上述の実施形態及び添付の図面により限定されず、添付の請求範囲により限定する。従って、請求範囲に記載された本発明の技術的思想を外れない範囲内で当技術分野の通常の知識を有する者により様々な形態の置換、変形及び変更ができ、これもまた本発明の範囲に属すると言える。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】従来の技術による半導体発光素子を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態による窒化物半導体発光素子を示す図である。
【図３】図２の実施形態から変形された実施形態による窒化物半導体発光素子を示す図である。
【図４】本発明で採用されたｎ型オーミックコンタクト層においてＩｎ層（第１層）の厚さによる抵抗の変化を表したグラフで、ＣＴＬＭ２８μｍ  ｓｐａｃｉｎｇで測定されたＩ−Ｖ曲線から得られたグラフ図である。
【図５】ｎ型オーミックコンタクト層の熱処理温度による抵抗及び面抵抗の変化を表したグラフ図である。
【図６】ｎ型オーミックコンタクト層の熱処理温度による抵抗及び面抵抗の変化を表したグラフ図である。
【図７】ｎ型オーミックコンタクト層の熱処理温度による抵抗の変化を表したもので、ｎ型オーミックコンタクト層が形成されるｎ型窒化物半導体層の面がＧａ−極性面の場合とＮ−極性面の場合に分けて図示したグラフ図である。
【図８】ｎ型オーミックコンタクト層の熱処理温度による抵抗、コンタクト抵抗及び面抵抗の変化を表したグラフであって、第２層の透明伝導性酸化物層としてＡＺＯを使用したグラフ図である。
【図９】ｎ型オーミックコンタクト層の熱処理温度による抵抗、コンタクト抵抗及び面抵抗の変化を表したグラフであって、第２層の透明伝導性酸化物層としてＡＺＯを使用したグラフ図である。
【図１０】ｎ型オーミックコンタクト層の熱処理温度による抵抗、コンタクト抵抗及び面抵抗の変化を表したグラフであって、第２層の透明伝導性酸化物層としてＡＺＯを使用したグラフ図である。
【図１１】本発明によるＩｎ／ＡＺＯ構造のｎ型オーミックコンタクト層において発光波長による光透過度の変化を熱処理温度が異なるようにして表したグラフ図である。
【図１２】本発明の他の実施形態による窒化物半導体発光素子を表した断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
２１  ｎ型窒化物半導体層
２２  活性層
２３  ｐ型窒化物半導体層
２４  導電性基板
２５  ｎ型オーミックコンタクト層
２６  ｎ型電極
４７  ＧａＮ基板
５４  サファイア基板
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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