半導体発光素子及びその製造方法
【課題】発光層で生じた光を効率良く外部に取り出すことができる半導体発光素子及びその製造方法を提供する。
【解決手段】第１半導体層と第２半導体層と第１及び第２半導体層の間に設けられた発光層とを有し、第２半導体層と発光層が選択的に除去されて第２半導体層の側の第１主面に第１半導体層の一部が露出した積層構造体と、第１主面上の第１半導体層上に設けられた第１金属膜を含む第１領域と、第１半導体層上に設けられ、発光層から放出される光に対する反射率が第１金属膜よりも高く、第１半導体層に対する接触抵抗が第１金属膜よりも高い第２金属膜を含む第２領域と、を有し、第１及び第２半導体層にそれぞれ接続された第１及び第２電極と、第１及び第２電極に覆われていない第１及び第２半導体層上に設けられ、屈折率の異なる誘電体膜が複数積層された誘電体積層膜と、を備えた半導体発光素子を提供する。
【解決手段】第１半導体層と第２半導体層と第１及び第２半導体層の間に設けられた発光層とを有し、第２半導体層と発光層が選択的に除去されて第２半導体層の側の第１主面に第１半導体層の一部が露出した積層構造体と、第１主面上の第１半導体層上に設けられた第１金属膜を含む第１領域と、第１半導体層上に設けられ、発光層から放出される光に対する反射率が第１金属膜よりも高く、第１半導体層に対する接触抵抗が第１金属膜よりも高い第２金属膜を含む第２領域と、を有し、第１及び第２半導体層にそれぞれ接続された第１及び第２電極と、第１及び第２電極に覆われていない第１及び第２半導体層上に設けられ、屈折率の異なる誘電体膜が複数積層された誘電体積層膜と、を備えた半導体発光素子を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（Light Emitting Diode）のような半導体発光素子の中で生じた光は、素子の外に直接取り出されるものもあれば、反射膜や、半導体層と基板界面、基板と外気の界面などの半導体発光素子内部で反射されることを繰り返すことで、素子表面や基板表面、または素子の側面から外に取り出されるものもある。素子内部の一部の光は反射効率の低いｎ側電極などに吸収され、素子の外に取り出された一部の光はマウント材などに吸収され、光取り出し効率を下げる要因となっている。
【０００３】
光取り出し効率を上げるには、素子内部で発光した光を、素子形状の工夫や反射膜などによって、マウント材などの吸収体のない方向に取り出す方法が有効である。一方で、ボールボンディング等によるワイヤボンディングや、フリップチップのためのバンプの形成、ｎ側電極のコンタクト抵抗による電圧降下の低減等の電極設計上の制約から、素子内部における吸収体であるｎ側電極の面積はある程度広くする必要がある。また、反射膜をｐ側電極と両立させている素子の場合、発光領域の設計やｎ側電極との兼ね合い等の電極設計上の制約から、反射膜の面積は自由に広げることはできない。
【０００４】
一方、基板上に高品質な窒化物半導体を形成することにより、結晶欠陥が少ない窒化物半導体からなる半導体素子を提供する技術が開示されている（特許文献１）。結晶欠陥の多い層があると、発光層から放出された光が吸収されて損失が生ずるが、特許文献１に開示されたような技術を用いることにより、発光層から放出される光に対する素子内部での吸収を抑制できる。
【特許文献１】特開２０００−３１５８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、発光層で生じた光を効率良く外部に取り出すことができる半導体発光素子及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、第１半導体層と、第２半導体層と、前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられた発光層と、を有し、前記第２半導体層と前記発光層が選択的に除去されて前記第２半導体層の側の第１主面に前記第１半導体層の一部が露出した積層構造体と、前記積層構造体の前記第１主面上に設けられ、前記第１半導体層の前記一部の上に設けられた第１金属膜を含む第１領域と、前記第１半導体層の前記一部の上に設けられ、前記発光層から放出される光に対する反射率が前記第１金属膜よりも高く、前記第１半導体層に対する接触抵抗が前記第１金属膜よりも高い第２金属膜を含む第２領域と、を有し、前記第１半導体層に接続された第１電極と、前記積層構造体の前記第１主面上に設けられ、前記第２半導体層に接続された第２電極と、前記第１主面上において、前記第１電極及び前記第２電極のいずれにも覆われていない前記第１半導体層及び前記第２半導体層の上に設けられ、屈折率の異なる複数の誘電体膜が積層されてなる誘電体積層膜と、を備えたことを特徴とする半導体発光素子が提供される。
【０００７】
本発明の別の一態様によれば、基板の上に、第１半導体層、発光層及び第２半導体層を積層して形成する工程と、前記第２半導体層と前記発光層の一部を除去して前記第１半導体層を露出させる工程と、前記露出した前記第１半導体層の第１領域に、第１金属膜を形成する工程と、前記露出した前記第１半導体層の前記第１領域に隣接する第２領域と、前記第２半導体層の上と、に前記発光層から放出される光に対する反射率が前記第１金属膜よりも高く前記第１半導体層に対する接触抵抗が前記第１金属膜よりも高い金属膜を形成する工程と、前記第１電極及び前記第２電極から露出した前記第１半導体層及び前記第２半導体層の上に、屈折率の異なる誘電体膜を交互に積層して誘電体積層膜を形成する工程と、を備えたことを特徴とする半導体発光素子の製造方法が提供される。
【０００８】
本発明の別の一態様によれば、基板の上に、第１半導体層、発光層及び第２半導体層を積層して形成する工程と、前記第２半導体層と前記発光層の一部を除去して前記第１半導体層を露出させる工程と、前記第１半導体層及び前記第２半導体層の上に、屈折率の異なる誘電体膜を交互に積層して誘電体積層膜を選択的に形成する工程と、前記誘電体積層膜により覆われていない前記第１半導体層の第１領域に、第１金属膜を形成し、前記第１領域に隣接し前記誘電体多層膜により覆われていない前記第１半導体層の第２領域に、前記発光層から放出される光に対する反射率が前記第１金属膜よりも高く前記第１半導体層に対する接触抵抗が前記第１金属膜よりも高い第２金属膜を形成する工程と、を備えたことを特徴とする半導体発光素子の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、発光層で生じた光を効率良く外部に取り出すことができる半導体発光素子及びその製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
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係数などは、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係数が異なって表される場合もある。
また、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。
【００１１】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式図である。
すなわち、同図（ｂ）は平面図であり、同図（ａ）は同図（ｂ）のＡ−Ａ’線断面図である。
図１（ａ）に表したように、本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子１０１においては、例えばサファイアからなる基板１０の上にｎ型半導体層（第１半導体層）１、発光層３及びｐ型半導体層（第２半導体層）２がこの順に積層された積層構造体１ｓが形成されている。
【００１２】
そして、この積層構造体１ｓの主面１ａの側において、ｐ側電極（第２電極）４とｎ側電極（第１電極）７と誘電体積層膜１１とが設けられている。
【００１３】
ｐ型半導体層２の主面１ａの側の上には、ｐ側電極４が設けられている。なお、ｐ側電極４は、後述するように、高効率反射膜となる第２ｐ側電極膜４ｂと、必ずしも高効率反射特性を必要としない金属からなる第１ｐ側電極膜４ａと、を有することができる。
【００１４】
そして、ｐ型半導体層２の一部はエッチングにより除去され、露出したｎ型半導体層１の主面１ａの側の上には、ｎ側電極７が設けられている。そして、ｎ側電極７は、高効率反射膜となる第２ｎ側電極膜（第２金属膜）７ｂと、オーミックコンタクト領域となる第１ｎ側電極膜（第１金属膜）７ａと、を有している。
【００１５】
そして、ｐ側電極４及びｎ側電極７から露出した、ｐ型半導体層２とｎ型半導体層１と、の上には、誘電体積層膜１１が設けられている。誘電体積層膜１１は、屈折率の異なる２種類以上の誘電体を２層以上積層している。ただし、素子の周辺部では、誘電体積層膜１１が除去されていても良く、また、素子の周辺部では、素子分離工程などにより誘電体積層膜１１が破損されていても良い。
【００１６】
誘電体積層膜１１は、屈折率の異なる２種類以上の誘電体として、第１誘電体層（例えば、ＳｉＯ２）と、第２誘電体層（例えば、ＴｉＯ２）と、の積層膜の組み合わせを５組み、すなわち、合計１０層の誘電体層からなる積層膜を用いることができる。この時、第１誘電体層及び第２誘電体層のそれぞれの膜厚は、それぞれの屈折率をｎとし、発光層３からの発光波長をλとした時、λ／（４ｎ）の厚さに設定される。
すなわち、誘電体積層膜１１は、第１屈折率ｎ１を有する第１誘電体層と、前記第１屈折率ｎ１とは異なる第２屈折率ｎ２を有する第２誘電体層と、を交互に複数積層してなり、前記発光層３の発光波長をλとした時、前記第１誘電体層のそれぞれの厚さは実質的にλ／（４ｎ１）であり、前記第２誘電体層のそれぞれの厚さは実質的にλ／（４ｎ２）である。
【００１７】
これにより、発光層３からの発光光を効率良く反射し、半導体層側に反射することができる。
【００１８】
すなわち、本実施形態に係る半導体発光素子１０１においては、第１半導体層（ｎ型半導体層１）と、第２半導体層（ｐ型半導体層２）と、前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられた発光層３と、を有する積層構造体１ｓと、前記積層構造体１ｓの第１主面１ａ上に設けられ、 前記第１半導体層の上に設けられた第１金属膜（第１ｐ側電極膜７ａ）を含む第１領域８ａと、前記第１半導体層の上に設けられ、前記発光層３から放出される光に対する反射率が前記第１金属膜よりも高く、前記第１半導体層に対する接触抵抗が前記第１金属膜よりも高い第２金属膜（第２ｎ側電極膜７ｂ）を含む第２領域８ｂと、を有し、前記第１半導体層に接続された第１電極（ｎ側電極７）と、前記積層構造体１ｓの前記第１主面１ａ上に設けられ、前記第２半導体層に接続された第２電極（ｐ側電極４）と、前記第１主面１ａ上において、前記第１電極及び前記第２電極から露出した前記第１半導体層及び前記第２半導体層の上に設けられ、屈折率の異なる複数種の誘電体膜が複数積層されてなる誘電体積層膜１１と、を備える。
【００１９】
本実施形態に係る半導体発光素子１０１においては、ｎ側電極７に高効率反射膜となる第２ｎ側電極膜７ｂを設けることにより、発光層３から放出された光を高い効率で反射し、素子の外側に取り出すことができる。つまり、半導体発光素子の光取り出し効率を向上させることができる。
【００２０】
第２ｎ側電極膜７ｂは、銀やアルミニウム単層でも良いし、銀またはアルミニウムとそれら以外の金属とを含む合金層であっても良い。通常の金属単層膜の可視光帯域に対する反射効率は、波長が短くなるほど低下する傾向にあるが、銀及びアルミニウムは３７０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の紫外帯域の光に対しても高い反射効率特性を有する。
そのため、紫外発光の半導体発光素子で、且つ第２ｎ側電極膜７ｂが、銀またはアルミニウム合金の場合、半導体界面側の第２ｎ側電極膜７ｂは、銀またはアルミニウムの成分比が高い方が望ましい。
また、第２ｎ側電極膜７ｂの膜厚は、光に対する反射効率を確保するため、１００ｎｍ以上であることが好ましい。
【００２１】
一方、オーミックコンタクト領域となる第１ｎ側電極膜７ａは、ｎ型半導体層１とのコンタクト抵抗を低減し、素子抵抗を下げて電流を通電させる役割を有する。
【００２２】
オーミック特性を有する領域に形成される第１ｎ側電極膜７ａの材料は、特に限定されるものではなく、ｎ型半導体層１のオーミック電極として用いられる導電性の単層膜または多層膜で構成される。第１ｎ側電極膜７ａの膜厚は、特に限定されるものではなく、５ｎｍから１０００ｎｍの間で選ぶことができる。
【００２３】
誘電体積層膜１１の層構造を発光光に対して高効率反射特性を有するよう設計することにより、ｐ側電極４とｎ側電極７の絶縁性を維持したまま、工程上特別な工夫をすることなく、電極形成面の反射面積を大幅に増やすことができる。つまり、半導体発光素子の光取り出し効率を向上させることができる。
【００２４】
このような構成を有する半導体発光素子１０１によれば、ｎ型半導体層１との間でオーミックコンタクトを確保し、ワイヤボンディングやバンプなどの形成に必要な面積を有するｎ側電極７を得つつ、電極形成面における第１ｎ側電極膜７ａ以外の領域のほとんどを反射領域とした半導体発光素子が得られる。
【００２５】
なお、図１（ｂ）に表した具体例おいては、ｎ側電極７は、四角形状の半導体発光素子の一角を占めるが、ｎ側電極７の形状はこれに限定されない。
また、図１（ｂ）においては、誘電体積層膜１１は省略されている。
【００２６】
次に、基板１０の上に形成される半導体層の積層構造の具体例について説明する。
本実施形態に係る半導体発光素子１０１は、例えば、サファイアからなる基板１０の上に形成された窒化物半導体から構成される。
【００２７】
すなわち、例えば、有機金属気相成長法を用いて、表面がサファイアｃ面からなる基板１０の上に、高炭素濃度の第１ＡｌＮバッファ層(炭素濃度３×１０１８ｃｍ−３〜５×１０２０ｃｍ−３）を３ｎｍ〜２０ｎｍ、高純度第２ＡｌＮバッファ層(炭素濃度１×１０１６ｃｍ−３〜３×１０１８ｃｍ−３)を２μｍ、ノンドープＧａＮバッファ層を３μｍ、Ｓｉドープｎ型ＧａＮコンタクト層(Ｓｉ濃度１×１０１８ｃｍ−３〜５×１０１８ｃｍ−３)を４μｍ、Ｓｉドープｎ型Ａｌ０．１０Ｇａ０．９０Ｎクラッド層（Ｓｉ濃度１×１０１８ｃｍ−３）を０．０２μｍ、Ｓｉドープｎ型Ａｌ０．１１Ｇａ０．８９Ｎバリア層（Ｓｉ濃度１．１〜１．５×１０１９ｃｍ−３）とＧａＩｎＮ発光層（波長３８０ｎｍ）とが交互に３周期積層されてなる多重量子井戸構造の発光層を０．０７５μｍ、多重量子井戸の最終Ａｌ０．１１Ｇａ０．８９Ｎバリア層（Ｓｉ濃度１．１〜１．５×１０１９ｃｍ−３）を０．０１μｍ、Ｓｉドープｎ型Ａｌ０．１１Ｇａ０．８９Ｎ層（Ｓｉ濃度０．８〜１．０×１０１９ｃｍ−３）を０．０１μｍ、ノンドープＡｌ０．１１Ｇａ０．８９Ｎスペーサ層を０．０２μｍ、Ｍｇドープｐ型Ａｌ０．２８Ｇａ０．７２Ｎクラッド層(Ｍｇ濃度１×１０１９ｃｍ−３)を０．０２μｍ、Ｍｇドープｐ型ＧａＮコンタクト層(Ｍｇ濃度１×１０１９ｃｍ−３)を０．１μｍ、高濃度Ｍｇドープｐ型ＧａＮコンタクト層(Ｍｇ濃度２×１０２０ｃｍ−３)を０．０２μｍの厚みで、それぞれ順次積層した構造を採用することができる。
【００２８】
ここで、図１（ａ）に例示したｎ型半導体層１は、上記の高炭素濃度の第１ＡｌＮバッファ層、高純度第２ＡｌＮバッファ層、ノンドープＧａＮバッファ層、Ｓｉドープｎ型ＧａＮコンタクト層、及び、Ｓｉドープｎ型Ａｌ０．１０Ｇａ０．９０Ｎクラッド層を含むことができる。
【００２９】
また、図１（ａ）に例示した発光層３は、上記のＳｉドープｎ型Ａｌ０．１１Ｇａ０．８９Ｎバリア層）とＧａＩｎＮ発光層（波長３８０ｎｍ）とが交互に３周期積層されてなる多重量子井戸構造の発光層、及び、多重量子井戸の最終Ａｌ０．１１Ｇａ０．８９Ｎバリア層を含むことができる。
【００３０】
そして、図１（ａ）に例示したｐ型半導体層２は、上記のＭｇドープｐ型Ａｌ０．２８Ｇａ０．７ａＮクラッド層、Ｍｇドープｐ型ＧａＮコンタクト層、及び、高濃度Ｍｇドープｐ型ＧａＮコンタクト層を含むことができる。
【００３１】
Ｍｇドープｐ型ＧａＮコンタクト層のＭｇ濃度を、１×１０２０ｃｍ−３台と高めに設定することで、ｐ側電極とのオーミック接触特性を向上させることができる。ただし、半導体発光ダイオードの場合、半導体レーザダイオードとは異なり、前記コンタクト層と発光層４との距離が短いため、Ｍｇ拡散による特性の劣化が懸念される。そこで、ｐ側電極４と前記コンタクト層の接触面積が広く、動作時の電流密度が低いことを利用して、電気特性を大きく損ねることなく前記Ｍｇ濃度を１×１０１９ｃｍ−３台に抑えることで、Ｍｇの拡散を防ぐことができ、発光特性を改善させることができる。
【００３２】
高炭素濃度の第１ＡｌＮバッファ層は、基板との結晶型の差異を緩和する働きをし、特に螺旋転位を低減する。
また、高純度第２ＡｌＮバッファ層は、表面が原子レベルで平坦化する。そのため、この上に成長するノンドープＧａＮバッファ層の欠陥が低減されるが、そのためには高純度第２ＡｌＮバッファ層の膜厚は、１μｍよりも厚いことが好ましい。また、歪みによるそり防止のためには、高純度第２ＡｌＮバッファ層の厚みは４μｍ以下であることが望ましい。高純度第２ＡｌＮバッファ層は、ＡｌＮに限定されず、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ(０．８≦ｘ≦１）でも良く、ウェーハのそりを補償することができる。
【００３３】
ノンドープＧａＮバッファ層は、高純度第２ＡｌＮバッファ層上で３次元島状成長をすることにより欠陥低減の役割を果たす。成長表面が平坦化するには、ノンドープＧａＮバッファ層の平均膜厚は、２μｍ以上であることが必要である。再現性とそり低減の観点からノンドープＧａＮバッファ層の総膜厚は、４〜１０μｍが適切である。
【００３４】
これらのバッファ層を採用することで、従来の低温成長ＡｌＮバッファ層と比較して欠陥を約１／１０に低減することができる。この技術によって、ｎ型ＧａＮコンタクト層への高濃度Ｓｉドーピングや、紫外帯域発光でありながらも高効率な半導体発光素子を作ることができる。また、バッファ層における結晶欠陥を低減することにより、バッファ層での光の吸収も抑制できる。
【００３５】
そして、本実施形態の半導体発光素子１０１によれば、ｎ側電極７に、高反射率の第２ｎ側電極膜７ｂを設け、さらに、誘電体積層膜１１を設けることにより、発光層３から放出された光を高い効率で反射し、素子の外部に取り出すことができる。
【００３６】
（比較例）
図２は、比較例の半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
図２に表したように、比較例の半導体発光素子９０においては、ｎ側電極７は単一の金属層で構成されている。そして、誘電体積層膜１１は形成されていない。すなわち、誘電体積層膜１１の代わりに、図示されていない単層の誘電体膜として、例えばＳｉＯ２が４００ｎｍ形成されている。
【００３７】
以下、比較例の半導体発光素子９０の製造方法について説明する。
まず、ｐ側電極４を形成するため、パターニングされたリフトオフ用レジストを半導体層上に形成し、ｐ型コンタクト層上に、真空蒸着装置を用いてｐ側電極４の一部となるＡｇを２００ｎｍの膜厚で形成し、リフトオフ後に３５０℃の窒素雰囲気でシンター処理を行う。
【００３８】
同じくパターニングされたリフトオフ用レジストを半導体層上に形成し、ｎ型コンタクト層上に、ｎ側電極７となるＴｉ／Ｐｔ／Ａｕを５００ｎｍの膜厚で形成する。同じくパターニングされたリフトオフ用レジストを半導体層上に形成し、ｐ側電極４の一部となるＡｇが形成された領域を被覆するように、ｐ側電極４の別の一部となるＰｔ／Ａｕを５００ｎｍの膜厚で形成する。
【００３９】
このようにして、比較例の半導体発光素子９０の電極が構成される。
比較例の半導体発光素子９０では、ｎ側電極７の全面がオーミックコンタクトを得る金属により形成されている。このような金属を用いた場合、ｎ側電極７の反射率は必ずしも十分に高くない。さらに、オーミックコンタクト領域においては、ｎ側電極７とｎ型半導体層１との間で反応（合金化）が生じ易く、これも光の反射率を低下させる要因となる。また、電極が形成された主面側をサブマウント等にマウントする場合、ｐ側電極４が形成されていない主面内の領域に入射した発光光は、マウント材に吸収されてしまう。このため、発光層３から放出された光の取り出し効率の点では改善の余地がある。
【００４０】
これに対して、既に説明したように、本実施形態に係る半導体発光素子１０１によれば、ｎ側電極７の一部を高反射率の第２ｎ側電極膜７ｂで形成し、高反射特性を有する誘電体積層膜１１を採用することにより、電極を形成した半導体層の主面１ａのほぼ全面を反射構造にすることより、光の取り出し効率を向上させることができる。
【００４１】
本実施形態に係る半導体発光素子１０１において、ｐ側電極４とｎ側電極７との間で流れる電流は、両者のうちの最も近い部分において流れる傾向がある。
そこで、図１（ａ）、（ｂ）に表した具体例のように、第２ｎ側電極膜７ｂよりも第１ｎ側電極膜７ａをｐ側電極４により近づけることにより、オーミックコンタクト領域となる第１ｎ側電極膜７ａの面積が小さくても、ｐ側電極４との間で電流をより確実に流すことができる。
【００４２】
このように、第１ｎ側電極膜７ａは、ｎ側電極７のｐ側電極２と対向する部分に設けることができる。
【００４３】
すなわち、通電時に電流が比較的集中する領域であるｐ側電極４に対向したｎ側電極７の一部をコンタクト抵抗の低い第１ｎ側電極膜７ａで形成することによって、必ずしもコンタクト抵抗が低くない高効率反射膜（第２ｎ側電極膜７ｂ）をｎ側電極７に形成することによる電気特性への影響を最小限に抑えることができる。
【００４４】
第２電極４からｎ側電極の第１ｎ側電極膜７ａへの電流経路を考えた際、第２電極４と第１ｎ側電極膜７ａの距離が最も短い領域に電流が集中する傾向にあるため、電界集中を緩和させるには、第２電極４と第１ｎ側電極膜７ａが対向する領域のうち、上記距離の最も短い領域をなるべく長く設計するほうが好ましい。
【００４５】
また、平面視した際、第２電極４と第１ｎ側電極膜７ａが対向する領域の長さは長ければ長いほど、第２電極４と第１ｎ側電極膜７ａへの電流経路が増えるため、電界集中が緩和され、第２電極４の劣化が抑えられる。これらの効果を考慮して、第２ｎ側電極膜７ｂと第１ｎ側電極膜７ａの面積と形状、ｎ側電極７全体の面積と形状を適切に決めることができる。
【００４６】
本実施形態の半導体発光素子１０１によれば、ｎ側電極７の一部を高効率反射膜で構成し、高反射特性を有する誘電体積層膜１１を採用することにより、電極を形成した積層構造体１ｓの主面１ａのほぼ全面を反射構造にすることができ、半導体層内で反射を繰り返している発光光のほとんどを、基板側へ反射させることができるため、マウント材に吸収されることがなくなり、光取り出し効率の向上が見込まれる。通電時に電流が比較的集中する領域であるｐ側電極４に対向したｎ側電極７の一部をコンタクト抵抗の低い電極構造で形成することによって、ｎ側電極７に高効率反射膜を形成することによる電気特性への影響を最小限に抑えることができる。
【００４７】
なお、本実施形態に係る半導体発光素子１０１において、単結晶ＡｌＮバッファ上の結晶を用いれば、ｎ型ＧａＮコンタクト層に高濃度Ｓｉドーピングが可能となり、ｎ側電極７のオーミックコンタクト領域となる第１ｎ側電極膜７ａとのコンタクト抵抗を大幅に減らすことができ、第１ｎ側電極膜７ａにおける電流広がりが抑制され、ｐ側電極に近い領域に電流がより集中するため、ｎ側電極７のオーミックコンタクト面積を減らし、高効率反射膜面積を増やした設計が可能となる上に結晶欠陥低減により通常は効率が低下する４００ｎｍより短波長域でも高い発光効率が実現できる。
【００４８】
また、サファイア基板上での結晶型の差異を緩和するために、非晶質または多結晶のＡｌＮ層を設けた場合には、バッファ層自体が光の吸収体となるため、発光素子としての光の取り出し効率が低下してしまうが、これに対して、サファイア基板１０上に、高炭素濃度単結晶ＡｌＮバッファ層、高純度単結晶ＡｌＮバッファ層を介して、ｐ型の第１半導体層１、発光層３及びｎ型の第２半導体層が形成されることにより、バッファ層は光の吸収体とはなりにくく、結晶欠陥も大幅に減らせることから、結晶内における吸収体を大幅に減らすことができる。この場合、発光した光は結晶内で何度も反射を繰り返すことが可能となり、横方向への光の取り出し効率を上げるとともに、ｎ側電極７の高効率反射領域へ効率良く光を反射させることが可能となる。これらの効果により、発光強度の向上、高いスループット、低コストを実現することができる。
【００４９】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子の変形例を示す模式的平面図である。
図３に表したように、本発明の第１の実施形態に係る変形例の半導体発光素子１０１ａにおいては、ｎ側電極７は、ｐ側電極４に取り囲まれ、４方に延出した部分を有する。
【００５０】
このようなｎ側電極７のうちで、４方に延出した部分と、ｐ側電極４に対向する部分と、を、オーミックコンタクト領域となる第１ｎ側電極膜７ａにより形成する。また、ｎ側電極７の中央部は、高反射率の第２ｎ側電極膜７ｂにより形成する。
【００５１】
このような構成を有する半導体発光素子１０１ａによれば、ｐ側電極４と対向した部分においてオーミックコンタクトを確保し、電流を効率良く素子の全体に亘って均一に流すとともに、ｎ側電極７の中央部において、ワイヤボンディングやバンプのための領域を確保し、この部分において高い反射率で光を反射させることができる。
【００５２】
図４は、本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子の変形例を示す模式的平面図である。
図４に表したように、本発明の第１の実施形態に係る別に変形例の半導体発光素子１０１ｂにおいては、ｎ側電極７のうちのワイヤボンディングやバンプのための領域は、素子の隅部に設けられている。そして、ｎ側電極７は、ｐ側電極４の中に割り込むようにして４方に延出した部分を有する。
【００５３】
このような構成を有するｎ側電極７のうちで、ｐ側電極４の中で延出した部分を第１ｎ側電極膜７ａにより形成し、ワイヤボンディングやバンプのための隅の部分は、第２ｎ側電極膜７ｂにより形成する。
【００５４】
このような構成を有する半導体発光素子１０１ｂによれば、素子の全体に亘り電流を効率良く均一に流すことができるとともに、発光層から放出された光を第２ｎ側電極膜７ｂにおいて高い反射率で反射させ取り出すことができる。
【００５５】
図１、図３及び図４に例示したように、半導体発光素子の外部からｐ側電極４へ注入され、半導体層を通ってｎ側電極７まで流れてきた電流を、半導体発光素子の外部へ取り出すためのｎ側電極領域は、半導体発光素子と外部端子との接触のためにワイヤボンディングやバンプを形成する関係上、広く設計せざるを得ない。ただし、その領域全体でオーミック特性を有する必要はなく、その大半の領域は高効率反射特性を有するｎ側電極７でも良い。
【００５６】
この時、半導体発光素子１０１ｂのように、この領域以外でオーミック特性を有するｎ側電極領域を確保できるようであれば、半導体発光素子の外部へ取り出すための領域全てを高効率反射膜に変えることもできる。
なお、ｎ側電極７においてボンディングに必要なパッドの大きさは、例えば、５０μｍ〜１５０μｍ程度である。
【００５７】
一方、誘電体積層膜１１は、組み合わせた誘電体の屈折率比が大きいほど、また、異なる屈折率を有する層の組み合わせ数（ペア数）が多いほど、反射率が高く、膜厚や波長に対するマージンも広くなる。
【００５８】
図５は、本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子の特性を例示するグラフ図である。
すなわち、同図は、ＧａＮから誘電体積層膜１１へ垂直に入射した発光光の反射率に関するシミュレーション結果を例示しており、同図（ａ）は、反射率の屈折率比依存性を例示しており、同図（ｂ）は、反射率のペア数依存性を例示している。なお、同図（ａ）の横軸は、誘電体積層膜１１における２種類の組み合わせの誘電体の屈折率比を表し、同図（ｂ）の横軸は、誘電体積層膜１１における２種類の組み合わせの誘電体のペア数を表し、同図（ａ）、（ｂ）の縦軸は、反射率を表す。
なお、本シミュレーションにおいては、既に説明した半導体発光素子１０１の誘電体積層膜１１の材料の物性値を用いて、各パラメータを変化させている。
【００５９】
図５（ａ）、（ｂ）に表したように、屈折率比及びペア数のいずれの条件においても、条件を適切に選ぶことにより、反射率は１００％に近い値が得られる。
例えば、図５（ａ）に表したように、反射率が９５％以上とするには、屈折率比は１．４以上が望ましい。
また、図５（ｂ）に表したように、反射率が９５％以上とするには、ペア数は３以上とすることが望ましい。
【００６０】
なお、ＧａＮから誘電体積層膜１１に対する入射角が垂直から傾くほど、反射率は増加し、あるしきい角度で全反射する。
【００６１】
これらの性質から、設計条件を選べば金属反射膜よりも高性能な反射膜として機能する誘電体積層膜１１を採用することにより、光取り出し効率の向上が見込まれる。本実施形態に係る半導体発光素子１０１においては、誘電体積層膜１１の設計反射率は、９９．７％である。
【００６２】
誘電体積層膜１１には、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ハフニウム（Ｈｆ）、セリウム（Ｃｅ）、亜鉛（Ｚｎ）などの酸化物、窒化物又は酸窒化物などを用いることができる。積層する誘電体膜の総膜厚は、絶縁性確保のために５０ｎｍ以上、誘電体膜のクラック抑制のために１０００ｎｍ以下とすることが好ましい。特に、素子動作時の発熱による異種材料間の応力を押さえるため、誘電体積層膜１１の半導体層側の第１層目は、半導体層に近い線膨張係数を持つ材料が好ましい。例えば、半導体層がＧａＮである場合は、誘電体積層膜１１の半導体層側の第１層目は、例えばＳｉＮを用いることが好ましい。
【００６３】
誘電体積層膜１１は、異なる種類の誘電体を積層することにより、内部に掛かる応力を緩和させることができるため、総膜厚が増加しても、単層の場合と比較すると割れやひびなどの破損は起きにくく、且つ半導体層に対する応力も緩和させることができるため、信頼性が向上する。特に、引っ張り応力と圧縮応力を有する誘電体を積層することにより、応力緩和効果は促進される。
【００６４】
以上のように、本実施形態に係る半導体発光素子１０１においては、ｎ側電極７の一部を高反射率の第２ｎ側電極膜７ｂにより形成し、さらに、高反射特性を有する誘電体積層膜１１を採用することにより、電極を形成した半導体層の主面１ａのほぼ全面を反射構造にすることができる。これにより、フリップチップマウントを行った際は、半導体層内で反射を繰り返している発光光のほとんどを、基板側へ反射させることができるため、マウント材に吸収されることがなくなり、光取り出し効率の向上が見込まれる。
【００６５】
本実施形態に係る半導体発光素子１０１は、少なくとも、ｎ型の半導体層とｐ型の半導体層、及びそれらに挟まれた発光層を含む半導体層からなり、半導体層の材料は、特に限定されるものではないが、例えば、ＡｌｘＧａ１−ｘ−ｙＩｎｙＮ（ｘ≧０、ｙ≧０、ｘ＋ｙ≦１）等の窒化ガリウム系化合物半導体が用いられる。これらの半導体層の形成方法は、特に限定されるものではないが、例えば、有機金属気相成長法、分子線エピタキシャル成長法等の技術を用いることができる。
【００６６】
また、本実施形態に係る半導体発光素子において、基板材料は、特に限定されるものではないが、サファイア、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、Ｓｉなどの一般的な基板を用いることができる。基板は最終的に取り除いても良い。
【００６７】
（第２の実施の形態）
図６は、本発明の第２の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
図６に表したように、本発明に係る第２の実施形態に係る半導体発光素子１０２においては、ｎ側電極７の上にｎ側パッド（第１パッド）７５が設けられ、ｐ側電極４は、ｐ側半導体２の上に設けられ、高効率反射膜となる第２ｐ側電極膜（第４金属膜）４ｂと、第２ｐ側電極膜４ｂの上に設けられ、必ずしも高効率反射特性を必要としない金属からなる第１ｐ側電極膜（第３金属膜）４ａと、を有している。その他の構成については、図１に例示した半導体発光素子１０１と同様とすることができるので説明を省略する。
【００６８】
すなわち、ｐ側電極４は、第１ｐ側電極膜４ａと、前記第１ｐ側電極膜４ａと前記第２半導体層２との間に設けられ、前記発光層３から放出される光に対する反射率が前記第１ｐ側電極膜４ａよりも高い、第２ｐ側電極膜４ｂと、を有する。
【００６９】
このように、本実施形態に係る半導体発光素子１０２においては、ｎ側電極７の上にｎ側パッド７５が設けられているので、ボンディングやバンプ形成に必要な電極面積が得られ、また、電気的特性が安定し、さらに、第２ｎ側電極膜７ｂの自然酸化を防ぎ、素子寿命が改善される。
【００７０】
そして、ｐ側電極４の、ｐ型半導体層２の側に、高効率反射膜の第２ｐ側電極膜４ｂが設けられているので反射率がさらに向上する。そして、第２ｐ側電極膜４ｂの上には、高効率反射特性を必要とせず、第２ｐ側電極膜４ｂを外気から遮断することで第２ｐ側電極膜４ｂの酸化や硫化を防ぐことができる第１ｐ側電極膜４ａを設けることで、高い信頼性を得ることができる。
【００７１】
第２ｐ側電極膜４ｂは、銀、アルミニウム、及び、そのいずれかを含む合金の少なくともいずれかを含むことができる。すなわち、第２ｐ側電極膜４ｂは、銀やアルミニウム単層でも良いし、銀またはアルミニウムとそれ以外の金属とを含む合金層であっても良い。
【００７２】
そして、前記第２ｐ側電極膜４ｂは、前記第２ｎ側電極膜７ｂと同じ材料で構成されることができる。
【００７３】
また、第１ｐ側電極膜４ａは、銀及びアルミニウムを含まない金属から構成されており、第２ｐ側電極膜４ｂと電気的に接触している。第１ｐ側電極膜４ａの材料は、特に限定されるものではなく、金属の単層膜や多層膜、金属の合金層、導電性酸化物膜の単層膜や多層膜、これらの組み合わせであっても良い。第１ｐ側電極膜４ａの膜厚は、特に限定されるものではなく、例えば１００ｎｍから１０００ｎｍの間で選ぶことができる。
【００７４】
通常の金属単層膜の可視光帯域に対する反射効率は、４００ｎｍ以下の紫外域では波長が短くなるほど低下する傾向にあるが、銀とアルミニウムは、３７０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の紫外帯域の光に対しても高い反射効率特性を有する。そのため、紫外発光の半導体発光素子で、第２ｐ側電極膜４ｂが銀またはアルミニウム合金の場合、半導体界面側の第２ｐ側電極膜４ｂは、銀及びアルミニウムの少なくともいずれかの成分比が大きいほうが望ましい。第２ｐ側電極膜４ｂの膜厚は、光に対する反射効率を確保するため、１００ｎｍ以上であることが好ましい。
【００７５】
第２ｐ側電極膜４ｂに、銀、アルミニウム、及び、そのいずれかを含む合金の少なくともいずれか用いた際、第２ｐ側電極膜４ｂとｎ側電極７との距離が離れるほど、銀またはアルミニウム、又はそのいずれかの合金からのマイグレーションによる絶縁不良及び耐圧不良のリスクが減少する。素子の中心付近におけるｎ側電極７に対向したｐ側電極４は、露光精度などのプロセス条件が許す限り、ｐ型コンタクト層の端まで形成したほうが光取り出し効率が高くなる。第２ｐ側電極膜４ｂからｎ側電極７の第１ｎ側電極膜７ａへの電流経路を考えた際、第２ｐ側電極膜４ｂと第１ｎ側電極膜７ａの距離が最も短い領域に電流が集中する傾向にあるため、電界集中を緩和させるには、第２ｐ側電極膜４ｂと第１ｎ側電極膜７ａとが対向する領域のうち、上記距離の最も短い領域をなるべく長く設計するほうが好ましい。
【００７６】
また、平面視した際、第２ｐ側電極膜４ｂと第１ｎ側電極膜７ａとが対向する領域の長さは長ければ長いほど、第２ｐ側電極膜４ｂと第１ｎ側電極膜７ａへの電流経路が増えるため、電界集中が緩和され、第２ｐ側電極膜４ｂの劣化が抑えられる。これらの効果を考慮して、第２ｐ側電極膜４ｂの面積と形状、及び、第２ｐ側電極膜４ｂと第１ｎ側電極膜７ａの距離は、適切に決めることができる。
【００７７】
一方、ｎ側電極７のパッドは、第２ｎ側電極膜７ｂを外気から遮断するため、第２ｎ側電極膜７ｂ全体を覆っているほうが好ましい。また、少なくとも一部で第１ｎ側電極膜７ａと電気的に接触している。パッドの膜厚は、特に限定されるものではなく、例えば１００ｎｍから５０００ｎｍの間で選ぶことができる。ｎ側パッド７５を形成することで、ボンディングやバンプ形成に必要な電極面積が得られるほか、第２ｎ側電極膜７ｂの自然酸化を防ぎ、素子寿命を改善することができる。
【００７８】
次に、本実施形態に係る半導体発光素子１０２における半導体層上のｎ側電極７、ｐ側電極４及び誘電体積層膜１１の形成方法の一例について説明する。
図７は、本発明の第２の実施形態に係る半導体発光素子の製造工程を例示する工程順模式的断面図である。
図８は、図７に続く工程順模式的断面図である。
【００７９】
まず、図７（ａ）に表したように、ｐ型半導体層２の一部の領域において、上記のｎ型コンタクト層が表面に露出するまで、マスクを用いたドライエッチングによってｐ型半導体層２と発光層３を取り除く。
【００８０】
次に、図７（ｂ）に表したように、オーミック特性を有するｎ側電極領域、すなわち、第１ｎ側電極膜７ａの形成を行う。すなわち、図示しないパターニングされたリフトオフ用レジストを、露出したｎ型コンタクト層上に形成し、例えば真空蒸着装置を用いてオーミックコンタクト領域となる、例えば、Ｔｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕからなる第１ｎ側電極膜７ａを５００ｎｍの膜厚で形成し、５５０℃の窒素雰囲気でシンター処理を行う。
【００８１】
次に、図７（ｃ）に表したように、ｐ側電極４を形成するため、パターニングされたリフトオフ用レジストをｐ型コンタクト層上に形成し、例えば真空蒸着装置を用いて第２ｐ側電極膜４ｂとなる膜として、例えば、Ａｇを２００ｎｍの膜厚で形成し、リフトオフ後に、３５０℃の窒素雰囲気でシンター処理を行う。
【００８２】
続いて、図８（ａ）に表したように、高効率反射特性を有するｎ側電極領域を形成する。すなわち、オーミック特性を有するｎ側電極領域である第１ｎ側電極膜７ａの、ｐ側電極４とは反対側のｎコンタクト層上の領域が開口されたリフトオフ用レジストを形成する（図示しない）。
【００８３】
ここで、パターンの位置合わせ精度を考慮して、ｐ側電極４に対向する側のオーミック特性を有するｎ側電極である第１ｎ側電極膜７ａの上の一部を開口しても良い。
逆に、オーミック特性を有するｎ側電極、すなわち第１ｎ側電極膜７ａの上に、高効率反射特性を有するｎ側電極、すなわち、第２ｎ側電極膜７ｂが乗り上げないよう、両電極がパターンの位置合わせ精度を考慮した分わずかに離れるように設計しても良い。
また、オーミック特性を有するｎ側電極、すなわち、第１ｎ側電極膜７ａの上の一部、又は、全体を覆うように、高効率反射特性を有するｎ側電極、すなわち、第２ｎ側電極膜７ｂが形成されるように設計しても良い。
【００８４】
そして、真空蒸着装置を用いて、例えば、Ａｌ（厚み０．２〜０．５μｍ程度）／Ｎｉ（厚み１０〜５０ｎｍ程度）／Ａｕ（厚み０．０５〜１μｍ程度）の積層膜を形成し、その後リフトオフして、高効率反射膜となる第２ｎ側電極膜７ｂが形成される。この積層膜において、Ａｌは高効率反射膜として機能する。また、Ａｕは、高効率反射膜が素子作製工程中に自然酸化や薬品処理などによって劣化しないように保護する役割を果たしている。そして、ＡｌとＡｕとの密着性改善や合金化防止のため、間にＮｉを挟んでいる。
【００８５】
次に、図８（ｂ）に表したように、図示しないパターニングされたリフトオフ用レジストを半導体層上に形成し、Ａｇが形成された領域に、第１ｐ側電極膜４ａとして、例えば、Ｐｔ／Ａｕの積層膜を５００ｎｍの膜厚で形成し、ｐ側電極４を形成する。
【００８６】
さらに、図８（ｃ）に表したように、同じく図示しないパターニングされたリフトオフ用レジストを半導体層上に形成し、高効率反射特性を有するｎ側電極７の第２ｎ側電極膜７ｂとオーミック特性を有するｎ側電極７の第１ｎ側電極膜７ａとを覆うように、例えば、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕの積層膜を５００ｎｍの厚さで形成し、ｎ側パッド７５を形成する。
【００８７】
そして、例えば真空蒸着装置を用いて、例えば、ＳｉＯ２とＴｉＯ２の積層膜の組み合わせを５組み、すなわち、合計１０層の誘電体積層膜、を半導体上に形成する。ＳｉＯ２膜及びＴｉＯ２膜のそれぞれの膜厚は、それぞれの屈折率をｎとし、発光層３からの発光波長をλとした時、λ／（４ｎ）の厚さに設定される。
さらに、その上に、図示しないパターニングされたレジストを形成し、フッ化アンモン処理で、ｐ側電極４とｎ側電極７とが露出するように誘電体積層膜を除去し、図６に例示した誘電体積層膜１１が形成される。
【００８８】
次いで、劈開若しくはダイヤモンドブレード等により切断し、個別のＬＥＤ素子とすることで、本実施形態に係る本実施形態に係る半導体発光素子１０２が作製される。
【００８９】
第１及び第２の本実施形態に係る半導体発光素子１０１、１０２においては、ｎ側電極７を構成するオーミック特性を有する第１ｎ側電極膜７ａの領域が広いほど、オーミックコンタクト領域が増えるため動作電圧は減少する傾向にある。ただし、動作時の電流経路はｐ側電極４に対向した領域のｎ側電極、すなわち第１ｎ側電極膜７ａに集中する傾向にあるため、第１ｎ側電極膜７ａの領域がある程度広くなると、減少率が飽和する。
【００９０】
一方、ｎ側電極７を構成するオーミック特性を有する第１ｎ側電極膜７ａの領域が狭いほど、高効率反射特性を有するｎ側電極、すなわち第２ｎ側電極膜７ｂの領域を広く設計できるため、光取り出し効率の向上が見込まれる。
【００９１】
また、オーミック特性を有する第１ｎ側電極膜７ａの領域が狭いほど、半導体発光素子内で反射されている光が吸収される確率が下がるため、光取り出し効率の向上が見込まれる。
【００９２】
これらを考慮して、オーミック特性を有するｎ側電極の第１ｎ側電極膜７ａと、高効率反射特性を有するｎ側電極の第２ｎ側電極膜７ｂと、の面積比及び形状を適宜決めることができる。
【００９３】
すなわち、本実施形態に係る半導体発光素子１０２においては、通電時に電流が比較的集中する領域であるｐ側電極４の第２ｐ側電極膜４ｂに対向したｎ側電極７の一部をコンタクト抵抗の低い第２ｐ側電極膜で形成することによって、必ずしもコンタクト抵抗が低くない高効率反射膜をｎ側電極７に形成することによる電気特性への影響を最小限に抑えることができる。
【００９４】
第２ｐ側電極膜４ｂからｎ側電極の第１ｎ側電極膜７ａへの電流経路を考えた際、第２ｐ側電極膜４ｂと第１ｎ側電極膜７ａの距離が最も短い領域に電流が集中する傾向にあるため、電界集中を緩和させるには、第２ｐ側電極膜４ｂと第１ｎ側電極膜７ａが対向する領域のうち、上記距離の最も短い領域をなるべく長く設計するほうが好ましい。
【００９５】
また、平面視した際、第２ｐ側電極膜４ｂと第１ｎ側電極膜７ａが対向する領域の長さは長ければ長いほど、第２ｐ側電極膜４ｂと第１ｎ側電極膜７ａへの電流経路が増えるため、電界集中が緩和され、第２ｐ側電極膜４ｂの劣化が抑えられる。これらの効果を考慮して、第２ｎ側電極膜７ｂと第１ｎ側電極膜７ａの面積と形状、ｎ側電極７全体の面積と形状を自由に決めることができる。
【００９６】
（第３の実施の形態）
図９は、本発明の第３の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
図９に表したように、本発明の第３の実施形態に係る半導体発光素子１０３ａにおいては、ｎ型半導体層１と、第２ｎ側電極膜７ｂと、の間に、ｎ側透明電極（透明電極）７ｔが設けられている。これ以外は、第１及び第２の実施形態に係る半導体発光素子と同様とすることができるので説明を省略する。なお、同図においては、図１に例示した基板１０、積層構造体１ｓ及びｐ側電極４は省略されている。
【００９７】
ｎ側透明電極７ｔは、ニッケル、酸化インジウムスズ、酸化亜鉛の少なくとも１つを含み、ｎ型コンタクト層及び第２ｎ側電極膜７ｂと電気的に接触している。透明電極とは、透過させる発光波長よりも大きなバンドギャップを持つ物質か、透過させる発光波長における吸収係数の逆数よりも膜厚を十分薄くした金属膜を指す。
【００９８】
ｎ側透明電極７ｔは、半導体発光素子内で反射された発光層３からの光を透過させて、第２ｎ側電極膜７ｂで反射させる役割と、ｎ型半導体層１と良好な電気特性で接触する役割と、第１ｎ側電極膜７ａで用いられる銀やアルミニウムがｎ型半導体層１と反応又はｎ型半導体層１内に拡散することを防ぐ役割と、をしているため、第２ｎ側電極膜７ｂと実質的に同じ形状であることが好ましい。ｎ側透明電極７ｔの膜厚は、特に限定されるものではなく、例えば１ｎｍから５００ｎｍの間で選ぶことができる。
【００９９】
このような構成を有する本実施形態に係る半導体発光素子１０３ａは、ｎ側電極７において透明電極を設けることにより、反射特性と電気特性を両立させ、且つ高い信頼性を得ることができる。
【０１００】
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
図１０に表したように、本発明の第３の実施形態に係る別の半導体発光素子１０３ｂにおいては、ｐ型半導体層２とｐ側電極４との間に、ｐ側透明電極（透明電極）４ｔが設けられている。これ以外は、第１及び第２の実施形態に係る半導体発光素子と同様とすることができるので説明を省略する。なお、同図においては、図１に例示した基板１０及びｎ側電極７は省略されている。
【０１０１】
図１０に例示した具体例では、ｐ側電極４が第２ｐ側電極膜４ｂを有する場合であり、この場合、ｐ型半導体層２と第２ｐ側電極膜４ｂとの間に、ｐ側透明電極４ｔが設けられる。
また、図１０に例示した具体例では、ｐ側透明電極４ｔは、ｐ側電極４（第２ｐ側電極膜４ｂ）の全面に渡って設けられているが、本発明はこれに限らず、ｐ側電極４（第２ｐ側電極膜４ｂ）の少なくとも一部と、ｐ型半導体層２と、の間に、ｐ側透明電極７ｔを設けることができる。
【０１０２】
ｐ側透明電極４ｔは、ニッケル、酸化インジウムスズ、酸化亜鉛の少なくとも１つを含み、ｐ型コンタクト層とｐ側電極４（第２ｐ側電極膜４ｂ）と電気的に接触している。
【０１０３】
ｐ側透明電極４ｔは、発光層３からの光を透過させて、ｐ側電極４（第２ｐ側電極膜４ｂ）で反射させる役割と、ｐ型半導体層２と良好な電気特性で接触する役割と、第２ｐ側電極膜４ｂで用いられる銀やアルミニウムがｐ型半導体層２と反応又はｐ型半導体層２内に拡散することを防ぐ役割と、をしているため、ｐ側電極４（第２ｐ側電極膜４ｂ）と実質的に同じ形状であることが好ましい。ｐ側透明電極４ｔの膜厚は、特に限定されるものではなく、例えば１ｎｍから５００ｎｍの間で選ぶことができる。
【０１０４】
このような構成を有する本実施形態に係る半導体発光素子１０３ｂは、ｐ側電極４において透明電極を設けることにより、反射特性と電気特性を両立させ、且つ高い信頼性を得ることができる。
【０１０５】
なお、本実施形態に係る半導体発光素子において、ｎ側電極７とｐ側電極４の両方に透明電極を設けても良い。これにより、さらに光出力が高く、電気特性の安定した信頼性の高い半導体発光素子が実現できる。
【０１０６】
すなわち、本実施形態に係る半導体発光素子は、ｎ型半導体層１とｎ側電極７との間、及び、ｐ型半導体層２とｐ側電極４との間の少なくともいずれかの、少なくとも一部に設けられた透明電極をさらに備えることができる。
【０１０７】
そして、既に説明した半導体発光素子１０１、１０１ａ、１０１ｂ、１０２、のいずれかにおいて、この透明電極（ｎ側透明電極７ｔ及びｐ側透明電極４ｔの少なくともいずれか）を設けることができる。
【０１０８】
（第４の実施の形態）
図１１は、本発明の第４の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
図１１に表したように、本発明の第４の実施形態に係る半導体発光装置１０４においては、発光層３を挟む半導体層、すなわち、積層構造体１ｓが斜面であるテーパ形状部１ｔを有し、それに伴い、誘電体積層膜１１がテーパ形状部１ｔを斜めに被覆している。すなわち、積層構造体１ｓは、第１及び第２半導体層１、２の層面に対して傾斜したテーパ形状部１ｔを有している。
これ以外は、第１の実施形態に係る半導体発光素子１０１と同様とすることができるので説明を省略する。
【０１０９】
ｎ型半導体層１、発光層３及びｐ型半導体層２の積層構造体１ｓにおいて、同じ主面１ａの側にｎ側電極７とｐ側電極４とを設けるために、ｐ型半導体層２及び発光層３と、ｎ型半導体層１との間には段差が設けられる。この時、この段差部分にも誘電体積層膜１１が設けられるが、誘電体積層膜１１の厚さは、この段差部分で薄くなり、これにより誘電体積層膜１１の反射特性が影響を受ける。
【０１１０】
この時、本実施形態に係る半導体発光素子１０４においては、段差部分をテーパ形状とすることで、この影響を可及的に抑制し、高い反射率を維持できる。
【０１１１】
すなわち、発光層３を挟む半導体層断面に入射した発光光は、半導体層断面に垂直方向に形成された誘電体積層膜１１の膜厚の影響を受けるため、上記の段差部分で設計膜厚よりも薄い方向にずれた誘電体積層膜１１の影響を受けることになる。
【０１１２】
この時、段差部分をテーパ形状とすることで、この影響を抑制し、高い反射率を維持できる。テーパの角度は小さいほど、すなわちテーパ形状部１ｔの斜面が緩いほど、半導体層断面における誘電体積層膜は設計どおりに機能する。
【０１１３】
図１２は、本発明の第４の実施形態に係る半導体発光素子の特性を例示するグラフ図である。
すなわち、同図は、テーパの角度と誘電体積層膜１１の反射率の関係の計算結果を例示しており、横軸はテーパの角度を表し、縦軸は誘電体積層膜１１の反射率を表す。ここで、テーパの角度は、積層構造体１ｓの主面１ａとテーパ形状部１ｔの面とのなす角度であり、テーパの角度が小さいほど、テーパ形状部１ｔの傾斜が緩やかな斜面となり、テーパの角度が９０度の時は、ｎ型半導体層１及びｐ型半導体層２の段差部は階段状の側面を有する。そして、同図は、第１の実施形態に係る半導体発光素子１０１で説明した設計条件を用いた計算結果を例示している。
【０１１４】
図１２に表したように、テーパの角度が約４０度以下の場合は、高い反射特性を示しているが、テーパの角度が４０度よりも大きくなると、誘電体積層膜１１の膜厚が薄すぎるため、設計どおりの高い反射特性を示さなくなる。
なお、このテーパの角度に対する高い反射特性のマージンは、積層する２種類の誘電体の屈折率比が大きいほど広くなる。
【０１１５】
また、テーパ形状部１ｔを設けることで、発光層３を挟む半導体層断面における誘電体積層膜１１の段切れを防ぐことができる。
【０１１６】
テーパ形状部１ｔのテーパの角度は、半導体発光素子の素子面積や発光特性、加工精度などに基づいて適切に定めることができる。
【０１１７】
（第５の実施形態）
図１３は、本発明の第５の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
図１４は、本発明の第５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工程順模式的断面図である。
図１５は、図１４に続く工程順模式的断面図である。
図１６は、図１５に続く工程順模式的断面図である。
【０１１８】
図１３に表したように、本発明の第５の実施形態に係る半導体発光素子１０５においては、第２ｐ側電極膜４ｂから露出したｐ型半導体層２（ｐ型コンタクト層）の上に、第１ｐ側電極膜４ａが接触しており、これらの電極と接触している以外のｐ型コンタクト層上の領域に、誘電体膜１１ａが設けられている。そして、第２ｐ側電極膜４ｂを覆い、誘電体膜１１ａの一部と接して、第１ｐ側電極膜４ａが設けられている。そして、誘電体膜１１ａを覆い、第１ｐ側電極膜４ａ、第１ｎ側電極膜７ａ及び第２ｎ側電極膜７ｂの一部を露出するように、既に説明した誘電体積層膜１１が設けられている。
【０１１９】
すなわち、半導体発光素子１０５は、誘電体積層膜１１と、ｎ側電極７及びｐ側電極４から露出したｎ型半導体層１及びｐ型半導体層２の少なくとも一部と、の間に設けられた誘電体膜１１ａをさらに備える。
【０１２０】
そして、前記誘電体膜１１ａは、誘電体積層膜１１に覆われていない突出部を有し、この突出部の上に、ｎ側電極７及びｐ側電極４の少なくともいずれかの一部が設けられている。本具体例においては、この突出部の上に、ｐ側電極４の一部である第１ｐ側電極膜４ａが設けられ、突出部は第１ｐ側電極膜４ａにより被覆されている。
これ以外は、第２の実施形態に係る半導体発光素子１０２と同様とすることができるので説明を省略する。
【０１２１】
本実施形態に係る半導体発光素子１０５においては、第１ｐ側電極膜４ａは、第２ｐ側電極膜４ｂと、第２ｐ側電極膜４ｂ及び誘電体膜１１ａの間に露出したｐ型コンタクト層と、誘電体膜１１ａの一部と、を被覆している。
【０１２２】
これにより、第２ｐ側電極膜４ｂが第１ｐ側電極膜４ａで覆われることで、外気や誘電体膜１１ａから隔離されるため、水分やイオン不純物に晒されにくくなり、第２ｐ側電極膜４ｂのマイグレーションや酸化、硫化反応を抑えることができる。
【０１２３】
また、ｎ側電極７に対向する側の第２ｐ側電極膜４ｂ端部のすぐ横に第１ｐ側電極膜４ａが形成され、第２ｐ側電極膜４ｂのすぐ横に電流経路ができるため、第２ｐ側電極膜４ｂへの電流集中が緩和される。
【０１２４】
同時に、第２ｐ側電極膜４ｂ端部に対向する誘電体膜１１ａ端部付近に、ｐ型半導体層２と第１ｐ側電極膜４ａで挟まれた領域ができるため、誘電体膜１１ａを挟んでｐ型半導体層２と第１ｐ側電極膜４ａとの間に弱い電界がかかる。その結果、第２ｐ側電極膜４ｂから誘電体膜１１ａにかけて、電界が徐々に弱くなる構造を作ることができるため、この領域における電界集中を緩和することができる。
【０１２５】
さらに、製造工程に特別な工夫は必要なく、従来と同じ工程、工程数で形成できる。これらの効果により、半導体発光素子のリーク電流低減、絶縁特性向上、耐圧特性向上、発光強度の向上、寿命の増大、高いスループット、低コストを実現することができる。
【０１２６】
第１ｐ側電極膜４ａとｐ型半導体層２の最上層となるｐ型コンタクト層の間の電気特性は、第２ｐ側電極膜４ｂとｐ型コンタクト層の間よりもオーミック性が悪く、コンタクト抵抗が大きいほうが好ましい。これによって、第２ｐ側電極膜４ｂ直下に位置する発光層３に効率良く電流を注入することができ、第２ｐ側電極膜４ｂ直下から発光した光を高効率に基板側へ反射させることができるため、光取り出し効率を向上させることができる。
【０１２７】
既に説明したように、第１ｐ側電極膜４ａは、第２ｐ側電極膜４ｂと、第２ｐ側電極膜４ｂ及び誘電体膜１１ａの間に露出したｐ型コンタクト層と、誘電体膜１１ａの一部と、を被覆しているが、特に、ｎ側電極７に対向する側の誘電体膜１１ａは全域に渡って被覆していることが好ましい。
そして、第１ｐ側電極膜４ａが誘電体膜１１ａ上を被覆する長さは、製造工程上のパターン合わせ精度、反射膜として機能する第２ｐ側電極膜４ｂの面積確保を考慮して、０．５μｍから１０μｍの間が好ましい。
【０１２８】
以下、本実施形態に係る半導体発光素子１０５の製造方法の具体例について説明する。 まず、図１４（ａ）に表したように、ｐ型半導体層２の一部の領域において、ｎ型コンタクト層が表面に露出するまで、マスクを用いたドライエッチングによってｐ型半導体層２と発光層３を取り除く。
【０１２９】
次に、図１４（ｂ）に示すように、熱ＣＶＤ装置を用いて、誘電体膜１１ａとなるＳｉＯ２を１００ｎｍの膜厚で半導体上に形成する。
【０１３０】
次に、図１４（ｃ）に表したように、オーミック特性を有するｎ側電極領域、すなわち、第１ｎ側電極膜７ａの形成を行う。すなわち、図示しないパターニングされたリフトオフ用レジストを半導体層上に形成し、露出したｎ型コンタクト層上のＳｉＯ２膜の一部をフッ化アンモン処理で取り除く。ＳｉＯ２膜が取り除かれた領域に、真空蒸着装置を用いてオーミックコンタクト領域となる、例えば、Ｔｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕからなる第１ｎ側電極膜７ａを５００ｎｍの膜厚で形成し、５５０℃の窒素雰囲気でシンター処理を行う。
【０１３１】
続いて、ｐ側電極４を形成するため、図示しないパターニングされたリフトオフ用レジストを半導体層上に形成し、ｐ型コンタクト層上のＳｉＯ２膜の一部をフッ化アンモン処理で取り除く。
【０１３２】
その際、後述する第２ｐ側電極膜４ｂのＡｇと、誘電体膜１１ａのＳｉＯ２膜との間に、ｐ型コンタクト層が露出するよう、フッ化アンモンの処理時間を調整する。具体的な一例では、エッチングレートが４００ｎｍ／ｍｉｎの場合、Ａｇを形成する領域のＳｉＯ２膜を取り除くための時間と、上記領域のすぐ脇に位置するｐ型コンタクト層を１μｍ幅で露出させるオーバーエッチングの時間の合計は、３分程度となる。
ＳｉＯ２膜が取り除かれた領域に、真空蒸着装置を用いて第２ｐ側電極膜４ｂとして、例えば、Ａｇを２００ｎｍの膜厚で形成し、リフトオフ後に３５０℃の窒素雰囲気でシンター処理を行う。
【０１３３】
次に、図１５（ａ）に表したように、高効率反射特性を有するｎ側電極領域を形成する。すなわち、オーミック特性を有するｎ側電極領域である第１ｎ側電極膜７ａの、ｐ側電極４とは反対側のｎ型コンタクト層上の領域が開口されたリフトオフ用レジストを形成する。ｎ型コンタクト層上のＳｉＯ２膜の一部をフッ化アンモン処理で取り除き、真空蒸着装置を用いて、例えば、Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕを形成し、その後リフトオフして、高効率反射膜となる第２ｎ側電極膜７ｂが形成される。
【０１３４】
次に、図１５（ｂ）に表したように、図示しないパターニングされたリフトオフ用レジストを半導体層上に形成し、Ａｇが形成された領域全体と、Ａｇのすぐ横にある表面に露出されたｐ型コンタクト層の領域全体と、誘電体膜１１ａのＳｉＯ２膜の一部を被覆するように、第１ｐ側電極膜４ａとして、例えば、Ｐｔ／Ａｕを５００ｎｍの膜厚で形成し、ｐ側電極４を形成する。
【０１３５】
さらに、図１５（ｃ）に表したように、図示しない同じくパターニングされたリフトオフ用レジストを半導体層上に形成し、高効率反射特性を有するｎ側電極７の第２ｎ側電極膜７ｂと、オーミック特性を有するｎ側電極７の第１ｎ側電極膜７ａと、を覆うように、例えば、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕを５００ｎｍで形成し、ｎ側パッド７５を形成する。
【０１３６】
そして、図１６に表したように、真空蒸着装置を用いて、誘電体積層膜１１となるＳｉＯ２とＴｉＯ２の組み合わせを５ペア、合計１０層を半導体上に形成する。それぞれの膜厚は、それぞれの屈折率をｎ、発光層３からの発光波長をλとして、λ／（４ｎ）と表される。その上にパターニングされたレジストを形成し、フッ化アンモン処理でｐ側電極４とｎ側電極７が露出するように誘電体を除去し、誘電体積層膜１１を形成する。誘電体積層膜１１は、ｐ側電極４とｎ側電極７が露出するようにリフトオフ法で形成しても良い。
このようにして、本実施形態に係る半導体発光素子１０５が作製できる。
【０１３７】
本実施形態に係る半導体発光素子１０５においては、第１ｎ側電極膜７ａ及び第２ｐ側電極膜４ｂを形成する前に誘電体膜１１ａを半導体層上に形成できる構成なので、電極形成工程で電極と半導体層の界面に付着するコンタミネーションを大幅に減らすことができるため、信頼性や歩留り、電気特性、光学特性を向上させることができる。
【０１３８】
なお、半導体発光素子１０５において、第１ｐ側電極膜４ａのｐ型コンタクト層に接触する側は、第２ｐ側電極膜４ｂの保護膜や発光光に対する反射膜として機能するように、耐環境性が高く且つ比較的反射率の高い白金（Ｐｔ）やロジウム（Ｒｈ）を用いることが好ましい。
【０１３９】
第１ｐ側電極膜４ａが誘電体膜１１ａを被覆する長さが大きい場合は、誘電体膜１１ａを介した電界の緩和構造を得る上で有利であるが、ｎ側電極７とショートする危険が高くなる。一方、短い場合は、ｎ側電極７とショートする危険は低くなる。
【０１４０】
誘電体膜１１ａによる、誘電体積層膜１１の反射率への影響はほとんどなく、誘電体積層膜１１において異なる屈折率の誘電体が複数ペア積層されていれば、設計反射率は十分高められる。本実施形態に係る半導体発光素子１０５において、誘電体膜１１ａと誘電体積層膜１１とが重ね合わさった領域の設計反射率は、例えば９９．５％である。
【０１４１】
なお、第２ｎ側電極膜７ｂは、ＳｉＯ２膜を除去せずに誘電体膜１１ａの上に形成しても良い。
【０１４２】
（第６の実施形態）
図１７は、本発明の第６の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
図１８は、本発明の第６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工程順模式的断面図である。
図１９は、図１８に続く工程順模式的断面図である。
【０１４３】
図１７に表したように、本発明の第６の実施形態に係る半導体発光素子１０６の構造は、第２の実施形態に係る半導体発光素子１０２の構成と同様である。ただし、本実施形態に係る半導体発光素子１０６においては、前記第２ｐ側電極膜４ｂは、前記第２ｎ側電極膜７ｂと同じ材料で構成されている。
【０１４４】
この場合、ｐ側電極４の高効率反射特性の第２ｐ側電極膜４ｂと、高効率反射特性の第２ｎ側電極膜７ｂと、は同時に形成することができる。
【０１４５】
以下、本実施形態に係る半導体発光素子１０６の製造方法について説明する。
まず、図１８（ａ）に表したように、ｐ型半導体層２の一部の領域において、ｎ型コンタクト層が表面に露出するまで、マスクを用いたドライエッチングによってｐ型半導体層２と発光層３を取り除く。
【０１４６】
次に、図１８（ｂ）に表したように、オーミック特性を有するｎ側電極領域の第１ｎ側電極膜７ａを形成するため、図示しないパターニングされたリフトオフ用レジストを半導体層上に形成し、ｎ型コンタクト層上に、例えば、Ｔｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕからなる第１ｎ側電極膜７ａを５００ｎｍの膜厚で形成し、５５０℃の窒素雰囲気でシンター処理を行う。
【０１４７】
続いて、ｐ側電極４と高効率反射特性を有するｎ側電極領域を同時に形成する。
すなわち、オーミック特性を有するｎ側電極領域である第１ｎ側電極膜７ａに対し、ｐコンタクト層とは反対側のｎコンタクト層上の領域とｐ型コンタクト層の一部が開口されたリフトオフ用レジストを形成する。
【０１４８】
ここで、パターンの位置合わせ精度を考慮して、ｐコンタクト層に対向する側のオーミック特性を有するｎ側電極（第１ｎ側電極膜７ａ）の上の一部が開口しても良い。
逆に、オーミック特性を有するｎ側電極（第１ｎ側電極膜７ａ）の上に、高効率反射特性を有するｎ側電極（第２ｎ側電極膜７ｂ）が乗り上げないよう、両電極がパターンの位置合わせ精度を考慮した分わずかに離れるように設計しても良い。
【０１４９】
また、オーミック特性を有するｎ側電極（第１ｎ側電極膜７ａ）の上の一部、又は、全体を覆うように、高効率反射特性を有するｎ側電極（第２ｎ側電極膜７ｂ）が形成されるように設計しても良い。
【０１５０】
そして、図１８（ｃ）に表したように、真空蒸着装置を用いて、例えば、Ａｇからなる第２ｐ側電極膜４ｂ及び第２ｎ側電極膜７ｂを２００ｎｍの膜厚で同時に形成し、３５０℃の窒素雰囲気でシンター処理を行う。
【０１５１】
さらに、図１９（ａ）に表したように、同じくパターニングされたリフトオフ用レジストを半導体層上に形成し、第２ｐ側電極膜４ｂのＡｇが形成された領域に、例えば、Ｐｔ／Ａｕを５００ｎｍの膜厚で形成し、ｐ側電極４を形成する。
【０１５２】
次に、図１９（ｂ）に表したように、同じくパターニングされたリフトオフ用レジストを半導体層上に形成し、高効率反射特性を有する第２ｎ側電極膜７ｂとオーミック特性を有する第１ｎ側電極膜７ａの一部を覆うように、例えば、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕを５００ｎｍで形成し、ｎ側パッド７５を形成する。
【０１５３】
そして、図１９（ｃ）に表したように、真空蒸着装置を用いて、ＳｉＯ２とＴｉＯ２の組み合わせを５ペア、合計１０層を半導体上に形成する。それぞれの膜厚は、それぞれの屈折率をｎ、発光層３からの発光波長をλとして、λ／（４ｎ）と表される。その上に、図示しないパターニングされたレジストを形成し、フッ化アンモン処理でｐ側電極４とｎ側電極７が露出するように誘電体を除去し、誘電体積層膜１１を形成する。誘電体積層膜１１は、ｐ側電極４とｎ側電極７が露出するようにリフトオフ法で形成しても良い。
このようにして、本実施形態に係る半導体発光素子１０６が作製できる。
【０１５４】
本実施形態に係る半導体発光素子１０６においては、ｐ側電極４の高効率反射特性の第２ｐ側電極膜４ｂと、高効率反射特性の第２ｎ側電極膜７ｂと、が同じ材料で構成され、そして、同時に形成されることを可能にしている。
これにより、工程数を減らすことができ、発光層で生じた光を効率良く外部に取り出すことができ、高いスループット、低コストの半導体発光素子及びその製造方法を提供することができる。
【０１５５】
（第７の実施形態）
図２０は、本発明の第７の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
図２１は、本発明の第７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工程順模式的断面図である。
図２２は、図２１に続く工程順模式的断面図である。
【０１５６】
図２０に表したように、本発明の第７の実施形態に係る半導体発光素子１０７は、第３の実施形態に係る半導体装置１０３ｂの具体例である。すなわち、半導体発光素子１０６は、第２の実施形態に係る半導体発光素子１０２において、ｐ側電極４とｐ型半導体層２との間にｐ側透明電極４ｔが設けられたものである。これ以外は、半導体発光素子１０２と同様なので説明を省略する。また、ｐ側透明電極４ｔの構成、及び、その効果については、第３の実施形態に関して説明したので説明を省略する。
【０１５７】
また、半導体発光素子１０７においては、第２ｐ側電極膜４ｂと、高効率反射特性の第２ｎ側電極膜７ｂとが同時に形成されるものである。
【０１５８】
以下、本実施形態に係る半導体発光素子１０７の製造方法について説明する。
まず、図２１（ａ）に示したように、ｐ型半導体層２の一部の領域において、ｎ型コンタクト層が表面に露出するまで、マスクを用いてドライエッチングによってｐ型半導体層２と発光層３を取り除く。
【０１５９】
次に、図２１（ｂ）に表したように、オーミック特性を有するｎ側電極領域の第１ｎ側電極膜７ａを形成するため、図示しないパターニングされたリフトオフ用レジストを半導体層上に形成し、ｎ型コンタクト層上に、例えば、Ｔｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕからなる第１ｎ側電極膜７ａを５００ｎｍの膜厚で形成し、５５０℃の窒素雰囲気でシンター処理を行う。
【０１６０】
図２１（ｃ）に表したように、ｐ側電極４のｐ側透明電極４ｔを形成するため、図示しないパターニングされたリフトオフ用レジストを半導体層上に形成し、ｐ型コンタクト層上に、真空蒸着装置を用いて、ｐ側透明電極４ｔとなる、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を１００ｎｍの膜厚で形成する。
【０１６１】
ｐ側電極４及びｎ側電極７の高効率反射領域（第２ｐ側電極膜４ｂ及び第２ｎ側電極膜７ｂ）、を同時に形成するため、オーミック特性を有するｎ側電極領域である第１ｎ側電極膜７ａに対し、ｐコンタクト層上の透明電極４ｔとは反対側のｎコンタクト層上の領域と透明電極４ｔ上が開口されたリフトオフ用レジストを形成する。
【０１６２】
ここで、パターンの位置合わせ精度を考慮して、ｐコンタクト層に対向する側のオーミック特性を有するｎ側電極（第１ｎ側電極膜７ａ）の上の一部が開口しても良い。
逆に、オーミック特性を有するｎ側電極（第１ｎ側電極膜７ａ）の上に高効率反射特性を有するｎ側電極（第２ｎ側電極膜７ｂ）が乗り上げないよう、両電極がパターンの位置合わせ精度を考慮した分わずかに離れるように設計しても良い。
また、オーミック特性を有するｎ側電極（第１ｎ側電極膜７ａ）の上の一部又は全体を覆うように、高効率反射特性を有するｎ側電極（第２ｎ側電極膜７ｂ）が形成されるように設計しても良い。
【０１６３】
そして、図２２（ａ）に表したように、真空蒸着装置を用いて第２ｐ側電極膜４ｂ及び第２ｎ側電極膜７ｂとして、例えば、Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕを３００ｎｍの膜厚で形成する。
【０１６４】
次に、図２２（ｂ）に表したように、同じくパターニングされたリフトオフ用レジストを半導体層上に形成し、第２ｐ側電極膜４ｂとｎ側電極７の高効率反射領域全体とオーミック特性を有するｎ側電極７の一部を覆うように、例えば、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕを５００ｎｍの膜厚で形成し、第１ｐ側電極膜４ａとｎ側電極７のｎ側パッド７５を形成する。
【０１６５】
そして、図２２（ｃ）に表したように、真空蒸着装置を用いて、ＳｉＯ２とＴｉＯ２の組み合わせを５ペア、合計１０層を半導体上に形成する。それぞれの膜厚は、それぞれの屈折率をｎ、発光層３からの発光波長をλとして、λ／（４ｎ）と表される。その上にパターニングされたレジストを形成し、フッ化アンモン処理でｐ側電極４とｎ側電極７が露出するように誘電体を除去し、誘電体積層膜１１を形成する。誘電体積層膜１１は、ｐ側電極４とｎ側電極７が露出するようにリフトオフ法で形成しても良い。
このようにして、本実施形態に係る半導体発光素子１０７が作製できる。
【０１６６】
本実施形態に係る半導体発光素子１０７においては、ｐ側電極４及びｎ側電極７の高効率反射膜（第２ｐ側電極膜４ｂ及び第２ｎ側電極膜７ｂ）が同時形成されることができる。また、ｐ側電極４の第１ｐ側電極膜４ａと、ｎ側電極７のｎ側パッド７５と、を同時形成することができる。
これにより、工程数を減らすことができ、発光層で生じた光を効率良く外部に取り出すことができ、高いスループット、低コストの半導体発光素子及びその製造方法を提供することができる。
【０１６７】
（第８の実施形態）
図２３は、本発明の第８の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
図２４は、本発明の第８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工程順模式的断面図である。
図２５は、図２４に続く工程順模式的断面図である。
【０１６８】
図２３に表したように、本発明の第８の実施形態に係る半導体発光素子１０８においては、第２の実施形態に係る半導体発光素子１０２において、第１ｎ側電極膜７ａとｎ側パッド７５とが兼用される。これ以外は、半導体発光素子１０２と同様とすることができるので説明を省略する。
【０１６９】
本実施形態に係る半導体発光素子１０８においては、第２ｐ側電極膜４ｂと高効率反射特性の第２ｎ側電極膜７ｂとが同時に形成され、また、第１ｐ側電極膜４ａと第１ｎ側電極膜７ａとｎ側パッド７５とが同時に形成されることができる。
【０１７０】
以下、本実施形態に係る半導体発光素子１０８の製造方法について説明する。
まず、図２４（ａ）に示したように、ｐ型半導体層２の一部の領域において、ｎ型コンタクト層が表面に露出するまで、マスクを用いてドライエッチングによってｐ型半導体層２と発光層３を取り除く。
【０１７１】
次に、図２４（ｂ）に表したように、ｐ側電極４とｎ側電極７の高効率反射領域を同時に形成するため、ｎ型コンタクト層とｐ型コンタクト層の一部が開口されたリフトオフ用レジストを形成し、真空蒸着装置を用いて第２ｐ側電極膜４ｂ及び第２ｎ側電極膜７ｂとして、例えば、Ａｇを２００ｎｍの膜厚で同時に形成し、３５０℃の窒素雰囲気でシンター処理を行う。
【０１７２】
さらに、図２４（ｃ）に表したように、ｐ側電極４の第１ｐ側電極膜４ａ及びオーミック特性を有するｎ側電極７の第１ｎ側電極膜７ａ兼ｎ側電極７のｎ側パッド７５を同時に形成するため、高効率反射特性を有するｎ側電極領域である第２ｎ側電極膜７ｂに対し、ｐコンタクト層と対向する側のｎコンタクト層上の領域、第２ｎ側電極膜７ｂ全体及び第２ｐ側電極膜４ｂ上が開口されたリフトオフ用レジストを形成する。真空蒸着装置を用いて第１ｐ側電極膜４ａと第１ｎ側電極膜７ａ兼ｎ側パッド７５として、例えば、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕを５００ｎｍの膜厚で形成する。
【０１７３】
そして、図２５に表したように、真空蒸着装置を用いて、ＳｉＯ２とＴｉＯ２の組み合わせを５ペア、合計１０層を半導体上に形成する。それぞれの膜厚は、それぞれの屈折率をｎ、発光層３からの発光波長をλとして、λ／（４ｎ）と表される。その上にパターニングされたレジストを形成し、フッ化アンモン処理でｐ側電極４とｎ側電極７が露出するように誘電体を除去し、誘電体積層膜１１を形成する。誘電体積層膜１１は、ｐ側電極４とｎ側電極７が露出するようにリフトオフ法で形成しても良い。
このようにして、本実施形態に係る半導体発光素子１０８が作製できる。
【０１７４】
本実施形態に係る半導体発光素子１０８においては、ｐ側電極４と、ｎ側電極７の高効率反射膜（第２ｎ側電極膜７ｂ）と、を同時に形成できる。また、ｐ側電極４の第１ｐ側電極膜４ａと、ｎ側電極７の第１ｎ側電極膜７ａ兼ｎ側パッド７５と、を同時形成できる。
【０１７５】
これにより、工程数を減らすことができ、発光層で生じた光を効率良く外部に取り出すことができ、高いスループット、低コストの半導体発光素子及びその製造方法を提供することができる。
【０１７６】
（第９の実施形態）
図２６は、本発明の第９の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
図２６に表したように、本発明の第９の実施形態に係る半導体発光素子１０９においては、第１の実施形態に係る半導体発光素子１０１において、ｐ側電極４の上にｐ側パッド４５が設けられている。そして、ｎ側電極７にｎ側パッド７５が設けられている。これら以外は、第１の実施形態に係る半導体発光素子１０１と同様とすることができるので説明を省略する。
【０１７７】
すなわち、半導体発光素子１０９においては、ｐ側電極４の上の一部または全部を被覆するように、ｐ側パッド４５が設けられている。ｐ側パッド４５には、例えば、厚さ２０００ｎｍのＡｕの膜を用いることができる。
これにより、ボンダビリティが向上する。さらに、半導体発光素子の放熱性が改善できる。
【０１７８】
なお、このｐ側パッド４５は、金バンプとして使用することもできるし、Ａｕの代わりにＡｕＳｎバンプを形成することもできる。
【０１７９】
また、ｐ側パッド４５は、ｐ側電極４の上の一部または全部の他、誘電体積層膜１１の少なくとも一部を覆うように設けても良い。また、ｐ側パッド４５は、ｎ側電極７の上に設けられるｎ側パッド７４５と同時に形成することもできる。
【０１８０】
また、ワイヤボンディングのボンダビリティ向上、ボールボンダによる金バンプ形成時のダイシェア強度向上、フリップチップマウント等のためにｐ側電極４にｐ側パッド４５を別途設けた場合、ｐ側パッド４５の膜厚は、特に限定されるものではなく、例えば１００ｎｍから１００００ｎｍの間で選ぶことができる。
【０１８１】
このように、本実施形態に係る半導体発光素子１０９においては、ｐ側パッド４５（及びｎ側パッド７５）を設けることで、製造工程におけるボンダビリティを向上し、放熱性を向上した、発光層で生じた光を効率良く外部に取り出す半導体発光素子を提供することができる。
【０１８２】
（第１０の実施形態）
図２７は、本発明の第１０の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
図２７に表したように、本発明の第１０の実施形態に係る半導体発光素子１１０においては、第１の実施形態に係る半導体発光素子１０１において、ｐ側電極４が、既に説明した第１ｐ側電極膜４ａ及び第２ｐ側電極膜４ｂを有し、さらに、第１ｐ側電極膜４ａと第２ｐ側電極膜４ｂとの間に設けられ、第１ｐ側電極膜４ａを構成する材料が第２ｐ側電極膜４ｂに拡散することを抑制する第３ｐ側電極膜（第５金属膜）４ｃを有している。これ以外は、第１の実施形態に係る半導体発光素子１０１と同様とすることができるので説明を省略する。
【０１８３】
第３ｐ側電極膜４ｃは、第２ｐ側電極膜４ｂと第１ｐ側電極膜４ａの間に設けられ、第１ｐ側電極膜４ａが第２ｐ側電極膜４ｂへ拡散または反応するのを防ぐ機能と有する。第３ｐ側電極膜４ｃには、銀と反応しない、または銀に積極的に拡散しない材料を用いることができる。
【０１８４】
第３ｐ側電極膜４ｃには、拡散防止層として使用可能な高融点金属、例えば、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）などの単層膜または積層膜を用いることができる。
【０１８５】
第３ｐ側電極膜４ｃには、第２ｐ側電極膜４ｂに多少拡散しても問題がないように、仕事関数が高く、ｐ−ＧａＮコンタクト層とオーミック性が得られ易い金属として、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、ロジウム（Ｒｈ）、タングステン（Ｗ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）を用いることが、さらに好ましい。
【０１８６】
第３ｐ側電極膜４ｃの膜厚は、単層膜の場合は膜状態を保てる５ｎｍから２００ｎｍの範囲であることが好ましい。積層膜の場合は、特に限定されるものではなく、例えば、１０ｎｍから１００００ｎｍの間で選ぶことができる。
【０１８７】
このように、本実施形態に係る半導体発光素子１１０によれば、第３ｐ側電極膜４ｃによって、第１ｐ側電極膜４ａと第２ｐ側電極膜４ｂとの間の拡散や反応を抑制することができ、電気特性と信頼性がさらに高く、発光層で生じた光を効率良く外部に取り出す半導体発光素子を提供することができる。
【０１８８】
（第１１の実施形態）
図２８は、本発明の第１１の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
図２８に表したように、本発明の第１１の実施形態に係る半導体発光素子１１１においては、第４の実施形態に係る半導体発光素子１０４において、ｎ型半導体層１もテーパ形状部１ｒを有している。そして、それに伴い、誘電体積層膜１１は、積層構造体１ｓのテーパ形状部１ｔ、及び、ｎ型半導体層１のテーパ形状部１ｒを斜めに被覆している。これ以外は、半導体発光素子１０４と同様とすることができるので説明を省略する。
【０１８９】
本実施形態に係る半導体発光素子１１１においては、発光層３で発光した光は、屈折率差の大きい半導体層−基板界面と、電極が形成された主面１ａと、で反射を繰り返し、半導体層に閉じ込められ易い。一部の光は、素子端面から取り出されるが、サファイア基板上に作製した正方形または長方形の半導体発光素子は、４辺全てが劈開面ではないため、ブレーキングによって素子化されることにより素子端面形状の再現性が悪く、素子ごとの光取り出し効率、延いては光出力にばらつきが生じる。
【０１９０】
この時、本実施形態に係る半導体発光素子１１１によれば、半導体層の素子端面側をウェットエッチングまたはドライエッチングで形成することによって、素子端面側における光の経路の再現性が良くなる。さらに、半導体層の素子端面側を誘電体積層膜１１で覆うことによって発光光を基板側に反射させることで、効率良く光を取り出すことができる。
【０１９１】
このように、本実施形態に係る半導体発光素子１１１によれば、発光層で生じた光をさらに安定して効率良く外部に取り出す半導体発光素子を提供することができる。
【０１９２】
（第１２の実施形態）
図２９は、本発明の第１２の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
図３０は、本発明の第１２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工程順模式的断面図である。
図３１は、図３０に続く工程順模式的断面図である。
【０１９３】
図２９に表したように、本発明の第１２の実施形態に係る半導体発光素子１１２においては、第１の実施形態に係る半導体発光素子１０１において、第５の実施形態で説明した誘電体膜１１ａが設けられ、さらに、第２の実施形態で説明したｎ側パッド７５、及び、第９の実施形態で説明したｐ側パッド４５、がさらに設けられている。ただし、誘電体膜１１ａ、誘電体積層膜１１、ｎ側パッド７５及びｐ側パッド４５の形状に工夫がされ、後述するように、製造がより簡単になり、また、プロセス整合性が高い。
【０１９４】
すなわち、半導体発光素子１１２は、誘電体積層膜１１と、ｎ側電極７及びｐ側電極４から露出したｎ型半導体層１及びｐ型半導体層２の少なくとも一部と、の間に設けられた誘電体膜１１ａをさらに備える。
【０１９５】
そして、前記誘電体膜１１ａの一部は、前記誘電体積層膜１１に覆われていない突出部を有し、突出部の上に、前記第１及び第２電極の少なくともいずれかと接続された導電膜の少なくとも一部、が設けられる。本具体例においては、突出部の上に、ｎ側電極７と接続されているｎ側パッド７５と、ｐ側電極４と接続されているｐ側パッド４５と、が設けられ、突出部は、ｎ側電極７と接続されているｎ側パッド７５と、ｐ側電極４と接続されているｐ側パッド４５と、により被覆されている。
これ以外は、半導体発光素子１０１と同様とすることができるので説明を省略する。
【０１９６】
ｎ側パッド７５及びｐ側パッド４５には、青色光や近紫外領域の光に対して反射率が高いＲｕ、Ｐｔ、Ｐｄよりなる群から選ばれた少なくとも１つを含むことができる。これにより、特に青色光や近紫外領域の光に対して反射率を高めた半導体発光素子が実現できる。ただし、本発明は、これに限らず、ｎ側パッド７５及びｐ側パッド４５には、任意の導電材料を用いることができる。また、導電膜の積層膜を用いることもできる。
【０１９７】
本実施形態に係る半導体発光素子１１２は、例えば以下のようにして製造される。
まず、図３０（ａ）に表したように、ｐ型半導体層２の一部の領域において、ｎ型コンタクト層が表面に露出するまで、マスクを用いたドライエッチングによってｐ型半導体層２と発光層３を取り除く。
【０１９８】
次に、図３０（ｂ）に示すように、熱ＣＶＤ装置を用いて、誘電体膜１１ａとなるＳｉＯ２を１００ｎｍの膜厚で半導体上に形成する。このように、熱ＣＶＤ法を用いることで、積層構造体１ｓの段差の形状に追従した誘電体膜１１ａを設けることが容易となる。
【０１９９】
次に、図３０（ｃ）に表したように、誘電体膜１１ａとなるＳｉＯ２の上に、所定形状の誘電体積層膜１１を形成する。この時、誘電体積層膜１１の材料及びその形成方法には、既に説明した方法を用いることができる。
【０２００】
次に、図３１（ａ）に表したように、誘電体膜１１ａとなるＳｉＯ２をフッ化アンモン処理で部分的に取り除き、同様にＳｉＯ２を取り除いた領域のｐ型半導体層２の上に第２ｐ側電極膜４ｂを所定形状で形成し、ＳｉＯ２を取り除いた領域のｎ型半導体層１の一部の上に第１ｎ側電極膜７ａを所定形状で形成する。第２ｐ側電極膜４ｂ及び第１ｎ側電極膜７ａの材料及びその形成方法には、既に説明した方法を用いることができる。
【０２０１】
そして、図３１（ｂ）に表したように、ＳｉＯ２を取り除いた領域のｎ型半導体層１の一部の上に第２ｎ側電極膜７ｂを所定形状で形成する。第２ｎ側電極膜７ｂの材料及びその形成方法には、既に説明した方法を用いることができる。
【０２０２】
そして、図３１（ｃ）に表したように、ｐ側電極４から露出しているｐ型半導体層２、誘電体膜１１ａ、及び、誘電体積層膜１１の上に、ｐ側パッド４５となるＲｕ膜を、第１ｎ側電極膜７ａ及び第２ｎ側電極膜７ｂから露出しているｎ型半導体層１、誘電体膜１１ａ、及び、誘電体積層膜１１の上に、ｎ側パッド７５となるＲｕ膜を形成する。この時、リフトオフ法によって、形成したＲｕ膜をｐ側パッド４５及びｎ側パッド７５の形状に加工することができる。なお、ｐ側パッド４５及びｎ側パッド７５となる膜には、Ｒｕの他ＰｔやＰｄ等の金属を用いることができ、また、それ以外の導電膜も用いることができる。
このようにして、本実施形態に係る半導体発光素子１１２を形成することができる。
【０２０３】
本実施形態に係る半導体発光素子１１２は、ｎ側パッド７５及びｐ側パッド４５がさらに設けられているので、製造工程におけるボンダビリティを向上し、放熱性を向上した、発光層で生じた光を効率良く外部に取り出す半導体発光素子を提供することができる。また、例えばＲｕ膜からなるｐ側パッド４５及びｎ側パッド７５の形成を一度に行うことができ工程省略ができる。
【０２０４】
さらに、誘電体積層膜１１を、ｎ側電極７（第１ｎ側電極膜７ａ及び第２ｎ側電極膜７ｂ）及びｐ側電極４よりも前に加工するので、プロセス整合性が高く、製造が容易である。
【０２０５】
すなわち、前記誘電体積層膜１１の形成を、例えばリフトオフ法によって行い、その後に、誘電体膜１１ａを例えばウエットエッチング法またはドライエッチング法によって加工する。そして、露出した第１及び第２半導体層に、それぞれ、ｎ側電極７及びｐ側電極４を例えばリフトオフ法によって形成する。これにより、プロセス整合性が向上し、加工マージンが拡大する。
【０２０６】
（第１３の実施形態）
図３２は、本発明の第１３の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
図３３は、本発明の第１３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工程順模式的断面図である。
図３４は、図３３に続く工程順模式的断面図である。
【０２０７】
図３２に表したように、本発明の第１３の実施形態に係る半導体発光素子１１３においては、第１の実施形態に係る半導体発光素子１０１において、第５の実施形態で説明した誘電体膜１１ａが設けられ、さらに、第４の実施形態で説明した積層構造体１ｓのテーパ形状部１ｔが設けられている。ただし、誘電体膜１１ａ、誘電体積層膜１１、第１及び第２ｎ側電極膜７ａ、７ｂ、及び、第１及び第２ｐ側電極膜４ａ、４ｂの形状に工夫がされ、後述するように、製造がより簡単になっている。
【０２０８】
すなわち、半導体発光素子１１３は、誘電体積層膜１１と、ｎ側電極７及びｐ側電極４から露出したｎ型半導体層１及びｐ型半導体層２の少なくとも一部と、の間に設けられた誘電体膜１１ａをさらに備える。
【０２０９】
そして、前記誘電体膜１１ａは、前記誘電体積層膜１１により覆われていない突出部を有し、この突出部の上に、ｎ側電極７及びｐ側電極４の少なくともいずれかの少なくとも一部が設けられる。本具体例においては、突出部の上に、ｐ側電極４の一部である第１ｐ側電極膜４ａが設けられ、突出部は、ｐ側電極４の一部である第１ｐ側電極膜４ａにより被覆されている。
これ以外は、半導体発光素子１０１と同様とすることができるので説明を省略する。
【０２１０】
本実施形態に係る半導体発光素子１１３は、例えば以下のようにして製造される。
まず、図３３（ａ）に表したように、ｐ型半導体層２の一部の領域において、ｎ型コンタクト層が表面に露出するまで、マスクを用いたドライエッチングによってｐ型半導体層２と発光層３を取り除く。
【０２１１】
次に、図３３（ｂ）に示すように、熱ＣＶＤ装置を用いて、誘電体膜１１ａとなるＳｉＯ２を１００ｎｍの膜厚で半導体上に形成する。このように、熱ＣＶＤ法を用いることで、積層構造体１ｓのテーパ形状部１ｔの形状に追従した誘電体膜１１ａを設けることが容易となる。
【０２１２】
次に、図３３（ｃ）に表したように、誘電体膜１１ａとなるＳｉＯ２の上に、所定形状の誘電体積層膜１１を形成する。この時、誘電体積層膜１１としては、ＴｉＯ／（ＳｉＯ／ＴｉＯ）４の積層膜を用いることができる。なお、この積層膜の成膜には、既に説明したように、真空蒸着法を用いることができ、また、その形状の加工には、リフトオフ法を用いることができる。
【０２１３】
なお、誘電体積層膜１１となるＴｉＯ／（ＳｉＯ／ＴｉＯ）４の積層膜において、それぞれの膜厚は、それぞれの屈折率をｎ、発光層３からの発光波長をλとして、λ／（４ｎ）と表される。
【０２１４】
次に、図３４（ａ）に表したように、誘電体膜１１ａとなるＳｉＯ２をフッ化アンモン処理で部分的に取り除き、ＳｉＯ２を取り除いた領域のｐ型半導体層２の上に第２ｐ側電極膜４ｂを所定形状で形成し、ＳｉＯ２を取り除いた領域のｎ型半導体層１の一部の上に第１ｎ側電極膜７ａを所定形状で形成する。第２ｐ側電極膜４ｂ及び第１ｎ側電極膜７ａの材料には既に説明した材料を用い、その形成方法には既に説明したリフトオフ法を用いることができる。
【０２１５】
そして、図３４（ｂ）に表したように、ＳｉＯ２を取り除いた領域のｎ型半導体層１の一部の上に第２ｎ側電極膜７ｂを所定形状で形成する。第２ｎ側電極膜７ｂの材料には既に説明した材料を用い、その形成方法には既に説明したリフトオフ法を用いることができる。
【０２１６】
そして、図３４（ｃ）に表したように、第２ｐ側電極膜４ｂの全面を覆い、第２ｐ側電極膜４ｂから露出しているｐ型半導体層２を覆うように、第１ｐ側電極膜４ａを形成する。第１ｐ側電極膜４ａの材料には既に説明した材料を用い、その形成方法には既に説明したリフトオフ法を用いることができる。
このようにして、本実施形態に係る半導体発光素子１１３を形成することができる。
【０２１７】
本実施形態に係る半導体発光素子１１３は、積層構造体１ｓがテーパ形状部１ｔを有しているので反射特性がさらに高い。
【０２１８】
さらに、誘電体積層膜１１を、ｎ側電極７（第１ｎ側電極膜７ａ及び第２ｎ側電極膜７ｂ）及びｐ側電極４よりも前に加工するので、プロセス整合性が高く、製造が容易である。
【０２１９】
すなわち、前記誘電体積層膜１１の形成を、例えばリフトオフ法によって行い、その後に、誘電体膜１１ａを例えばウエットエッチング法またはドライエッチング法によって加工する。そして、露出した第１及び第２半導体層に、それぞれ、ｎ側電極７及びｐ側電極４を例えばリフトオフ法によって形成する。これにより、プロセス整合性が向上し、加工マージンが拡大する。
【０２２０】
このように、本実施形態に係る半導体発光素子１１３によって、発光層で生じた光をより効率良く外部に取り出し、製造が容易な半導体発光素子及びその製造方法を提供することができる。
【０２２１】
なお、本実施形態に係る半導体発光素子１１３において、図３４（ｃ）に例示した工程の後に、第１２の実施形態で説明したｐ側パッド４５及びｎ側パッド７５を設けても良い。この場合は、前記誘電体膜１１ａは、前記誘電体積層膜１１により覆われていない突出部を有し、この突出部の上に、前記第１及び第２電極の少なくともいずれかと接続された導電膜の少なくとも一部、が設けられる構造となる。
【０２２２】
（第１４の実施形態）
図３５は、本発明の第１４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フローチャート図である。
図３５に表したように、本発明の第１４の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法においては、まず、基板１０の上に、第１半導体層（ｎ型半導体層１）、発光層３及び第２半導体層（ｐ型半導体層２）を積層して形成する（ステップＳ１１０）。これには、例えば、第１の実施形態に関して説明した方法を用いることができる。
【０２２３】
そして、前記第２半導体層と前記発光層の一部を除去して前記第１半導体層を露出させる（ステップＳ１２０）。これには、例えば、第２の実施形態に関して説明した方法を用いることができる。
【０２２４】
そして、前記露出した前記第１半導体層の第１領域に、第１金属膜（第１ｎ側電極膜７ａ）を形成する（ステップＳ１３０）。これには、例えば、第２の実施形態に関して説明した方法を用いることができる。
【０２２５】
そして、前記露出した前記第１半導体層の前記第１領域に隣接する第２領域と、前記第２半導体層の上と、に前記発光層３から放出される光に対する反射率が前記第１金属膜よりも高く前記第１半導体層に対する接触抵抗が前記第１金属膜よりも高い金属膜（第２ｎ側電極膜７ｂ及び第２ｐ側電極膜４ｂ）を形成する（ステップＳ１４０）。これには、例えば、第６の実施形態に関して説明した方法を用いることができる。
【０２２６】
そして、前記第１電極及び前記第２電極から露出した前記第１半導体層及び前記第２半導体層の上に、屈折率の異なる複数種の誘電体膜を交互に積層された誘電体積層膜１１を形成する。（ステップＳ１５０）。これには、例えば、第２の実施形態に関して説明した方法を用いることができる。
【０２２７】
本実施形態に係る半導体発光素子の製造方法によれば、ｐ側電極４の高効率反射特性の第２ｐ側電極膜４ｂと、高効率反射特性の第２ｎ側電極膜７ｂと、が同じ材料で構成され、そして、同時に形成されることを可能にしている。
これにより、工程数を減らすことができ、発光層で生じた光を効率良く外部に取り出すことができ、高いスループット、低コストの半導体発光素子の製造方法を提供することができる。
【０２２８】
なお、上記のステップＳ１１０〜Ｓ１５０は、技術的に可能な限り、入れ替えが可能であり、また、同時に実施することができる。
【０２２９】
（第１５の実施形態）
図３６は、本発明の第１５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フローチャート図である。
図３６に表したように、本発明の第１５の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法においては、まず、基板１０の上に、第１半導体層（ｎ型半導体層１）、発光層３及び第２半導体層（ｐ型半導体層２）を積層して形成する（ステップＳ２１０）。これには、例えば、第１の実施形態に関して説明した方法を用いることができる。
【０２３０】
そして、前記第２半導体層と前記発光層の一部を除去して前記第１半導体層を露出させる（ステップＳ２２０）。これには、例えば、第２の実施形態に関して説明した方法を用いることができる。
【０２３１】
前記第１半導体層及び前記第２半導体層の上に、屈折率の異なる複数種の誘電体膜を交互に積層された誘電体積層膜１１を形成する（ステップＳ２３０）。これには、例えば、第２の実施形態に関して説明した方法を用いることができる。
【０２３２】
前記誘電体積層膜から露出した前記第１半導体層の第１領域に、第１金属膜（第１ｎ側電極膜７ａ）を形成し、前記誘電体積層膜１１から露出した前記第１半導体層の前記第１領域に隣接する第２領域に、前記発光層から放出される光に対する反射率が前記第１金属膜よりも高く前記第１半導体層に対する接触抵抗が前記第１金属膜よりも高い第２金属膜（第２ｎ側電極膜７ｂ）を形成する（ステップＳ２４０）。これには、例えば、第２の実施形態に関して説明した方法を用いることができる。
【０２３３】
このように、本実施形態に係る半導体発光素子の製造方法においては、第１金属膜（第１ｎ側電極膜７ａ）及び第２金属膜（第２ｎ側電極膜７ｂ）の前に、誘電体積層膜１１を設ける。すなわち、第１２及び第１３の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法における工程の順番である。
【０２３４】
発明者の実験によると、誘電体積層膜１１を真空蒸着装置で常温成膜した場合、ウェットエッチングによるエッチングレートが非常に早く、膜の加工性が低い。また、成膜中または成膜後に高温熱処理をすると、酸化ジルコニウムや酸化チタンなどはウェットエッチングによるエッチングレートが非常に小さくなり、膜の加工が困難となる。このため、例えばリフトオフ法によって誘電体積層膜１１を加工することができる。
【０２３５】
この時、第１金属膜（第１ｎ側電極膜７ａ）及び第２金属膜（第２ｎ側電極膜７ｂ）の前に、誘電体積層膜１１を設けることにより、プロセス整合性が高まり、製造のマージンが広がる。
【０２３６】
このように、本実施形態に係る半導体発光素子の製造方法によって、プロセス整合性が高く作り易い、発光層で生じた光を効率良く外部に取り出すことができる半導体発光素子の製造方法を提供することができる。
【０２３７】
図３７は、本発明の第１５の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法の変形例を示すフローチャート図である。
図３７に表したように、本発明の第１５の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法の変形例では、前記第１半導体層の露出工程（ステップＳ２２０）から、前記誘電体積層膜１１の形成工程（ステップＳ２３０）の間に、前記第１半導体層及び前記第２半導体層の上に、前記誘電体積層膜１１よりも、前記第１半導体層及び前記第２半導体層の段差に対しての被覆性が高い誘電体膜１１ａを形成する（ステップＳ２２５）。
【０２３８】
この誘電体膜１１ａには、第１３の実施形態で説明したように、熱ＣＶＤ法で形成された例えばＳｉＯ２膜を用いることができる。
【０２３９】
すなわち、前記誘電体膜１１ａの形成は、化学気相成長法により実施されることができる。
【０２４０】
これにより、前記第１半導体層及び前記第２半導体層の段差に対して被覆性の高い誘電体膜１１ａを形成することができる。
【０２４１】
そして、第１３の実施形態に関して説明したように、誘電体膜１１ａの形成の後に、前記誘電体積層膜１１の形成を、例えばリフトオフ法によって行い、その後に、誘電体膜１１ａを例えばウエットエッチング法またはドライエッチング法によって加工する。そして、露出した第１及び第２半導体層に、それぞれ、ｎ側電極７及びｐ側電極４を形成する。
【０２４２】
本実施形態に係る半導体発光素子の製造方法では、第５の実施形態でも説明したように、第１ｎ側電極膜７ａ及び第２ｐ側電極膜４ｂを形成する前に、誘電体膜１１ａを半導体層上に形成する構成なので、電極形成工程で電極と半導体層の界面に付着するコンタミネーションを大幅に減らすことができるため、信頼性や歩留り、電気特性、光学特性を向上させることができる。
【０２４３】
本実施形態に係る変形例の半導体発光素子の製造方法によれば、さらにプロセス整合性が高く信頼性や歩留り、電気特性、光学特性の高い半導体発光素子の製造方法が提供できる。
【０２４４】
（第１６の実施形態）
図３８は、本発明の第１６の実施形態に係る半導体発光装置の構造を例示する模式的断面図である。
本発明の第１６の実施形態に係る半導体発光装置２０１は、上記の各実施形態に係る半導体発光素子のいずれかと、蛍光体と、を組み合わせた白色ＬＥＤである。なお、以下では、第１の実施形態に係る半導体発光素子１０１と、蛍光体と、を組み合わせた場合として説明する。
【０２４５】
すなわち、本実施形態に係る半導体発光装置２０１は、上記のいずれかの半導体発光素子と、前記半導体素子で発光された光が照射される蛍光体層と、を備える。
【０２４６】
図３８に表したように、本実施形態に係る半導体発光装置２０１においては、セラミック等からなる容器２２の内面に反射膜２３が設けられており、反射膜２３は容器２２の内側面と底面に分離して設けられている。反射膜２３は、例えばアルミニウム等からなるものである。このうち容器２２の底部に設けられた反射膜２３の上に、図１に例示した半導体発光素子１０１がサブマウント２４を介して設置されている。
【０２４７】
半導体発光素子１０１にはボールボンダによって金バンプ２５が形成され、サブマウント２４に固定されている。金バンプ２５を用いずに、直接サブマウント２４へ固定しても良い。
【０２４８】
これら半導体発光素子１０１、サブマウント２４及び反射膜２３の固定には、接着剤による接着や半田等を用いることが可能である。
【０２４９】
サブマウント２４の半導体発光素子側の表面には、半導体発光素子１０１のｐ側電極４とｎ側電極７とが絶縁されるようにパターニングされた電極が形成されており、それぞれ容器２２側に設けられた図示しない電極に対してボンディングワイヤ２６により接続されている。この接続は、内側面の反射膜２３と、底面の反射膜２３と、の間の部分において行われている。
【０２５０】
また、半導体発光素子１０１やボンディングワイヤ２６を覆うように赤色蛍光体を含む第１蛍光体層２１１が設けられており、この第１蛍光体層２１１の上には青色、緑色或いは黄色の蛍光体を含む第２蛍光体層２１２が形成されている。この蛍光体層の上にはシリコン樹脂からなる蓋部２７が設けられている。
【０２５１】
第１蛍光体層２１１は、樹脂及びこの樹脂中に分散された赤色蛍光体を含む。
赤色蛍光体としては、例えばＹ2Ｏ3、ＹＶＯ4、Ｙ2（Ｐ,Ｖ）Ｏ4等を母材として用いることができ、これに３価のＥｕ（Ｅｕ3+）を付活物質として含ませる。すなわち、Ｙ2Ｏ3:Ｅｕ3+、ＹＶＯ4:Ｅｕ3+等を赤色蛍光体として用いることができる。Ｅｕ3+の濃度は、モル濃度で１％〜１０％とすることができる。赤色蛍光体の母材としては、Ｙ2Ｏ3、ＹＶＯ4の他に、ＬａＯＳやＹ2（Ｐ, Ｖ）Ｏ4等を用いることができる。また、Ｅｕ3+の他にＭｎ4+等を利用することもできる。特に、ＹＶＯ4母体に、３価のＥｕと共に少量のＢｉを添加することにより、３８０ｎｍの吸収が増大するので、さらに発光効率を高くすることができる。また、樹脂としては、例えば、シリコン樹脂等を用いることができる。
【０２５２】
また、第２蛍光体層２１２は、樹脂、並びに、この樹脂中に分散された青色、緑色及び黄色の少なくともいずれかの蛍光体、を含む。例えば、青色蛍光体と緑色蛍光体を組み合わせた蛍光体を用いても良く、また、青色蛍光体と黄色蛍光体とを組み合わせた蛍光体を用いても良く、青色蛍光体、緑色蛍光体及び黄色蛍光体を組み合わせた蛍光体を用いても良い。
【０２５３】
青色蛍光体としては、例えば（Ｓｒ，Ｃａ）10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ2+やＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27:Ｅｕ2+等を用いることができる。
緑色蛍光体としては、例えば３価のＴｂを発光中心とするＹ2ＳｉＯ5:Ｃｅ3+，Ｔｂ3+を用いることができる。この場合、ＣｅイオンからＴｂイオンへエネルギーが伝達されることにより励起効率が向上する。緑色蛍光体としては、例えば、Ｓｒ4Ａｌ14Ｏ25:Ｅｕ2+等を用いることができる。
黄色蛍光体としては、例えばＹ3Ａｌ5:Ｃｅ3+等を用いることができる。
また、樹脂として、例えば、シリコン樹脂等を用いることができる。
特に、３価のＴｂは、視感度が最大となる５５０ｎｍ付近に鋭い発光を示すので、３価のＥｕの鋭い赤色発光と組み合わせると発光効率が著しく向上する。
【０２５４】
本実施形態に係る半導体発光装置２０１によれば、半導体発光素子１０１から発生した３８０ｎｍの紫外光は、半導体発光素子１０１の基板１０側に放出され、反射膜２３における反射をも利用することにより、各蛍光体層に含まれる上記蛍光体を効率良く励起することができる。
【０２５５】
例えば、第１蛍光体層２１１に含まれる３価のＥｕ等を発光中心とする上記蛍光体は、６２０ｎｍ付近の波長分布の狭い光に変換され、赤色可視光を効率良く得ることが可能である。
また、第２蛍光体層２１２に含まれる青色、緑色、黄色の蛍光体が、効率良く励起され、青色、緑色、黄色の可視光を効率良く得ることができる。
これらの混色として、白色光やその他様々な色の光を、高効率でかつ演色性良く得ることが可能である。
【０２５６】
次に、本実施形態に係る半導体発光装置２０１の製造方法について説明する。
なお、半導体発光素子１０１を作製する工程は、既に説明した方法を用いることができるので、以下では、半導体発光素子１０１が出来上がった後の工程について説明する。
【０２５７】
まず、容器２２の内面に反射膜２３となる金属膜を、例えばスパッタリング法により形成し、この金属膜をパターニングして容器２２の内側面と底面にそれぞれ反射膜２３を残す。
【０２５８】
次に、半導体発光素子１０１にボールボンダによって金バンプ２５を形成し、ｐ側電極４用とｎ側電極７用にパターニングされた電極を持つサブマウント２４上に固定し、このサブマウント２４を容器２２の底面の反射膜２３上に設置して固定する。これらの固定には接着剤による接着や半田等を用いることが可能である。また、ボールボンダによる金バンプ２５を用いずに半導体発光素子１００をサブマウント２４上に直接固定することもできる。
【０２５９】
次に、サブマウント２４上の図示しないｎ側電極及びｐ側電極をそれぞれ容器２２側に設けられた図示しない電極に対してボンディングワイヤ２６により接続する。
【０２６０】
さらに、半導体発光素子１０１やボンディングワイヤ２６を覆うように赤色蛍光体を含む第１蛍光体層２１１を形成し、この第１蛍光体層２１１上に青色、緑色或いは黄色の蛍光体を含む第２蛍光体層２１２を形成する。
【０２６１】
蛍光体層のそれぞれの形成方法は、各蛍光体を樹脂原料混合液に分散させたものを滴下し、さらに熱処理を行うことにより熱重合させて樹脂を硬化させる。なお、各蛍光体を含有する樹脂原料混合液を滴下してしばらく放置した後に硬化させることにより、各蛍光体の微粒子が沈降し、第１、第２蛍光体層２１１、２１２の下層に各蛍光体の微粒子を偏在させることができ、各蛍光体の発光効率を適宜制御することが可能である。その後、蛍光体層上に蓋部２７を設け、本実施形態に係る半導体発光装置２０１、すなわち、白色ＬＥＤが作製される。
【０２６２】
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や、導電型などを制御するために添加される各種のドーパントのいずれか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。
【０２６３】
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、半導体発光素子を構成する半導体多層膜、金属膜、誘電体膜など各要素の形状、サイズ、材質、配置関係などに関して、また製造方法に関しては、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。
【０２６４】
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及びその製造方法を基にして、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及びその製造方法も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【０２６５】
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。
【図面の簡単な説明】
【０２６６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式図である。
【図２】比較例の半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子の変形例を示す模式的平面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子の変形例を示す模式的平面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子の特性を例示するグラフ図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る半導体発光素子の製造工程を例示する工程順模式的断面図である。
【図８】図７に続く工程順模式的断面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る半導体発光素子の特性を例示するグラフ図である。
【図１３】本発明の第５の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
【図１４】本発明の第５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工程順模式的断面図である。
【図１５】図１４に続く工程順模式的断面図である。
【図１６】図１５に続く工程順模式的断面図である。
【図１７】本発明の第６の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
【図１８】本発明の第６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工程順模式的断面図である。
【図１９】図１８に続く工程順模式的断面図である。
【図２０】本発明の第７の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
【図２１】本発明の第７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工程順模式的断面図である。
【図２２】図２１に続く工程順模式的断面図である。
【図２３】本発明の第８の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
【図２４】本発明の第８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工程順模式的断面図である。
【図２５】図２４に続く工程順模式的断面図である。
【図２６】本発明の第９の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
【図２７】本発明の第１０の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
【図２８】本発明の第１１の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
【図２９】本発明の第１２の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
【図３０】本発明の第１２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工程順模式的断面図である。
【図３１】図３０に続く工程順模式的断面図である。
【図３２】本発明の第１３の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
【図３３】本発明の第１３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工程順模式的断面図である。
【図３４】図３３に続く工程順模式的断面図である。
【図３５】本発明の第１４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フローチャート図である。
【図３６】本発明の第１５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フローチャート図である。
【図３７】本発明の第１５の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法の変形例を示すフローチャート図である。
【図３８】本発明の第１６の実施形態に係る半導体発光装置の構造を例示する模式的断面図である。
【符号の説明】
【０２６７】
１ ｎ型半導体層（第１半導体層）
１ａ 第１主面
１ｂ 第２主面
１ｓ 積層構造体
１ｔ、１ｒ テーパ形状部
２ ｐ型半導体層（第２半導体層）
３ 発光層
４ ｐ側電極（第２電極）
４ａ 第１ｐ側電極膜（第３金属膜）
４ｂ 第２ｐ側電極膜（第４金属膜）
４ｃ 第３ｐ側電極膜（第５金属膜）
４ｔ ｐ側透明電極（透明電極）
７ ｎ側電極（第１電極）
７ａ 第１ｎ側電極膜（第１金属膜）
７ｂ 第２ｎ側電極膜（第２金属膜）
７ｔ ｎ側透明電極（透明電極）
８ａ 第１領域
８ｂ 第２領域
１０ 基板
１１ 誘電体積層膜
１１ａ 誘電体膜
２２ 容器
２３ 反射膜
２４ サブマウント
２５ 金バンプ
２６ ボンディングワイヤ
２７ 蓋部
４５ ｐ側パッド
７５ ｎ側パッド
９０、１０１、１０１ａ、１０１ｂ、１０２、１０３ａ、１０３ｂ、１０４〜１１３ 半導体発光素子
２０１ 半導体発光装置
２１１、２１２ 蛍光体層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（Light Emitting Diode）のような半導体発光素子の中で生じた光は、素子の外に直接取り出されるものもあれば、反射膜や、半導体層と基板界面、基板と外気の界面などの半導体発光素子内部で反射されることを繰り返すことで、素子表面や基板表面、または素子の側面から外に取り出されるものもある。素子内部の一部の光は反射効率の低いｎ側電極などに吸収され、素子の外に取り出された一部の光はマウント材などに吸収され、光取り出し効率を下げる要因となっている。
【０００３】
光取り出し効率を上げるには、素子内部で発光した光を、素子形状の工夫や反射膜などによって、マウント材などの吸収体のない方向に取り出す方法が有効である。一方で、ボールボンディング等によるワイヤボンディングや、フリップチップのためのバンプの形成、ｎ側電極のコンタクト抵抗による電圧降下の低減等の電極設計上の制約から、素子内部における吸収体であるｎ側電極の面積はある程度広くする必要がある。また、反射膜をｐ側電極と両立させている素子の場合、発光領域の設計やｎ側電極との兼ね合い等の電極設計上の制約から、反射膜の面積は自由に広げることはできない。
【０００４】
一方、基板上に高品質な窒化物半導体を形成することにより、結晶欠陥が少ない窒化物半導体からなる半導体素子を提供する技術が開示されている（特許文献１）。結晶欠陥の多い層があると、発光層から放出された光が吸収されて損失が生ずるが、特許文献１に開示されたような技術を用いることにより、発光層から放出される光に対する素子内部での吸収を抑制できる。
【特許文献１】特開２０００−３１５８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、発光層で生じた光を効率良く外部に取り出すことができる半導体発光素子及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、第１半導体層と、第２半導体層と、前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられた発光層と、を有し、前記第２半導体層と前記発光層が選択的に除去されて前記第２半導体層の側の第１主面に前記第１半導体層の一部が露出した積層構造体と、前記積層構造体の前記第１主面上に設けられ、前記第１半導体層の前記一部の上に設けられた第１金属膜を含む第１領域と、前記第１半導体層の前記一部の上に設けられ、前記発光層から放出される光に対する反射率が前記第１金属膜よりも高く、前記第１半導体層に対する接触抵抗が前記第１金属膜よりも高い第２金属膜を含む第２領域と、を有し、前記第１半導体層に接続された第１電極と、前記積層構造体の前記第１主面上に設けられ、前記第２半導体層に接続された第２電極と、前記第１主面上において、前記第１電極及び前記第２電極のいずれにも覆われていない前記第１半導体層及び前記第２半導体層の上に設けられ、屈折率の異なる複数の誘電体膜が積層されてなる誘電体積層膜と、を備えたことを特徴とする半導体発光素子が提供される。
【０００７】
本発明の別の一態様によれば、基板の上に、第１半導体層、発光層及び第２半導体層を積層して形成する工程と、前記第２半導体層と前記発光層の一部を除去して前記第１半導体層を露出させる工程と、前記露出した前記第１半導体層の第１領域に、第１金属膜を形成する工程と、前記露出した前記第１半導体層の前記第１領域に隣接する第２領域と、前記第２半導体層の上と、に前記発光層から放出される光に対する反射率が前記第１金属膜よりも高く前記第１半導体層に対する接触抵抗が前記第１金属膜よりも高い金属膜を形成する工程と、前記第１電極及び前記第２電極から露出した前記第１半導体層及び前記第２半導体層の上に、屈折率の異なる誘電体膜を交互に積層して誘電体積層膜を形成する工程と、を備えたことを特徴とする半導体発光素子の製造方法が提供される。
【０００８】
本発明の別の一態様によれば、基板の上に、第１半導体層、発光層及び第２半導体層を積層して形成する工程と、前記第２半導体層と前記発光層の一部を除去して前記第１半導体層を露出させる工程と、前記第１半導体層及び前記第２半導体層の上に、屈折率の異なる誘電体膜を交互に積層して誘電体積層膜を選択的に形成する工程と、前記誘電体積層膜により覆われていない前記第１半導体層の第１領域に、第１金属膜を形成し、前記第１領域に隣接し前記誘電体多層膜により覆われていない前記第１半導体層の第２領域に、前記発光層から放出される光に対する反射率が前記第１金属膜よりも高く前記第１半導体層に対する接触抵抗が前記第１金属膜よりも高い第２金属膜を形成する工程と、を備えたことを特徴とする半導体発光素子の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、発光層で生じた光を効率良く外部に取り出すことができる半導体発光素子及びその製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
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係数などは、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係数が異なって表される場合もある。
また、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。
【００１１】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式図である。
すなわち、同図（ｂ）は平面図であり、同図（ａ）は同図（ｂ）のＡ−Ａ’線断面図である。
図１（ａ）に表したように、本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子１０１においては、例えばサファイアからなる基板１０の上にｎ型半導体層（第１半導体層）１、発光層３及びｐ型半導体層（第２半導体層）２がこの順に積層された積層構造体１ｓが形成されている。
【００１２】
そして、この積層構造体１ｓの主面１ａの側において、ｐ側電極（第２電極）４とｎ側電極（第１電極）７と誘電体積層膜１１とが設けられている。
【００１３】
ｐ型半導体層２の主面１ａの側の上には、ｐ側電極４が設けられている。なお、ｐ側電極４は、後述するように、高効率反射膜となる第２ｐ側電極膜４ｂと、必ずしも高効率反射特性を必要としない金属からなる第１ｐ側電極膜４ａと、を有することができる。
【００１４】
そして、ｐ型半導体層２の一部はエッチングにより除去され、露出したｎ型半導体層１の主面１ａの側の上には、ｎ側電極７が設けられている。そして、ｎ側電極７は、高効率反射膜となる第２ｎ側電極膜（第２金属膜）７ｂと、オーミックコンタクト領域となる第１ｎ側電極膜（第１金属膜）７ａと、を有している。
【００１５】
そして、ｐ側電極４及びｎ側電極７から露出した、ｐ型半導体層２とｎ型半導体層１と、の上には、誘電体積層膜１１が設けられている。誘電体積層膜１１は、屈折率の異なる２種類以上の誘電体を２層以上積層している。ただし、素子の周辺部では、誘電体積層膜１１が除去されていても良く、また、素子の周辺部では、素子分離工程などにより誘電体積層膜１１が破損されていても良い。
【００１６】
誘電体積層膜１１は、屈折率の異なる２種類以上の誘電体として、第１誘電体層（例えば、ＳｉＯ２）と、第２誘電体層（例えば、ＴｉＯ２）と、の積層膜の組み合わせを５組み、すなわち、合計１０層の誘電体層からなる積層膜を用いることができる。この時、第１誘電体層及び第２誘電体層のそれぞれの膜厚は、それぞれの屈折率をｎとし、発光層３からの発光波長をλとした時、λ／（４ｎ）の厚さに設定される。
すなわち、誘電体積層膜１１は、第１屈折率ｎ１を有する第１誘電体層と、前記第１屈折率ｎ１とは異なる第２屈折率ｎ２を有する第２誘電体層と、を交互に複数積層してなり、前記発光層３の発光波長をλとした時、前記第１誘電体層のそれぞれの厚さは実質的にλ／（４ｎ１）であり、前記第２誘電体層のそれぞれの厚さは実質的にλ／（４ｎ２）である。
【００１７】
これにより、発光層３からの発光光を効率良く反射し、半導体層側に反射することができる。
【００１８】
すなわち、本実施形態に係る半導体発光素子１０１においては、第１半導体層（ｎ型半導体層１）と、第２半導体層（ｐ型半導体層２）と、前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられた発光層３と、を有する積層構造体１ｓと、前記積層構造体１ｓの第１主面１ａ上に設けられ、 前記第１半導体層の上に設けられた第１金属膜（第１ｐ側電極膜７ａ）を含む第１領域８ａと、前記第１半導体層の上に設けられ、前記発光層３から放出される光に対する反射率が前記第１金属膜よりも高く、前記第１半導体層に対する接触抵抗が前記第１金属膜よりも高い第２金属膜（第２ｎ側電極膜７ｂ）を含む第２領域８ｂと、を有し、前記第１半導体層に接続された第１電極（ｎ側電極７）と、前記積層構造体１ｓの前記第１主面１ａ上に設けられ、前記第２半導体層に接続された第２電極（ｐ側電極４）と、前記第１主面１ａ上において、前記第１電極及び前記第２電極から露出した前記第１半導体層及び前記第２半導体層の上に設けられ、屈折率の異なる複数種の誘電体膜が複数積層されてなる誘電体積層膜１１と、を備える。
【００１９】
本実施形態に係る半導体発光素子１０１においては、ｎ側電極７に高効率反射膜となる第２ｎ側電極膜７ｂを設けることにより、発光層３から放出された光を高い効率で反射し、素子の外側に取り出すことができる。つまり、半導体発光素子の光取り出し効率を向上させることができる。
【００２０】
第２ｎ側電極膜７ｂは、銀やアルミニウム単層でも良いし、銀またはアルミニウムとそれら以外の金属とを含む合金層であっても良い。通常の金属単層膜の可視光帯域に対する反射効率は、波長が短くなるほど低下する傾向にあるが、銀及びアルミニウムは３７０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の紫外帯域の光に対しても高い反射効率特性を有する。
そのため、紫外発光の半導体発光素子で、且つ第２ｎ側電極膜７ｂが、銀またはアルミニウム合金の場合、半導体界面側の第２ｎ側電極膜７ｂは、銀またはアルミニウムの成分比が高い方が望ましい。
また、第２ｎ側電極膜７ｂの膜厚は、光に対する反射効率を確保するため、１００ｎｍ以上であることが好ましい。
【００２１】
一方、オーミックコンタクト領域となる第１ｎ側電極膜７ａは、ｎ型半導体層１とのコンタクト抵抗を低減し、素子抵抗を下げて電流を通電させる役割を有する。
【００２２】
オーミック特性を有する領域に形成される第１ｎ側電極膜７ａの材料は、特に限定されるものではなく、ｎ型半導体層１のオーミック電極として用いられる導電性の単層膜または多層膜で構成される。第１ｎ側電極膜７ａの膜厚は、特に限定されるものではなく、５ｎｍから１０００ｎｍの間で選ぶことができる。
【００２３】
誘電体積層膜１１の層構造を発光光に対して高効率反射特性を有するよう設計することにより、ｐ側電極４とｎ側電極７の絶縁性を維持したまま、工程上特別な工夫をすることなく、電極形成面の反射面積を大幅に増やすことができる。つまり、半導体発光素子の光取り出し効率を向上させることができる。
【００２４】
このような構成を有する半導体発光素子１０１によれば、ｎ型半導体層１との間でオーミックコンタクトを確保し、ワイヤボンディングやバンプなどの形成に必要な面積を有するｎ側電極７を得つつ、電極形成面における第１ｎ側電極膜７ａ以外の領域のほとんどを反射領域とした半導体発光素子が得られる。
【００２５】
なお、図１（ｂ）に表した具体例おいては、ｎ側電極７は、四角形状の半導体発光素子の一角を占めるが、ｎ側電極７の形状はこれに限定されない。
また、図１（ｂ）においては、誘電体積層膜１１は省略されている。
【００２６】
次に、基板１０の上に形成される半導体層の積層構造の具体例について説明する。
本実施形態に係る半導体発光素子１０１は、例えば、サファイアからなる基板１０の上に形成された窒化物半導体から構成される。
【００２７】
すなわち、例えば、有機金属気相成長法を用いて、表面がサファイアｃ面からなる基板１０の上に、高炭素濃度の第１ＡｌＮバッファ層(炭素濃度３×１０１８ｃｍ−３〜５×１０２０ｃｍ−３）を３ｎｍ〜２０ｎｍ、高純度第２ＡｌＮバッファ層(炭素濃度１×１０１６ｃｍ−３〜３×１０１８ｃｍ−３)を２μｍ、ノンドープＧａＮバッファ層を３μｍ、Ｓｉドープｎ型ＧａＮコンタクト層(Ｓｉ濃度１×１０１８ｃｍ−３〜５×１０１８ｃｍ−３)を４μｍ、Ｓｉドープｎ型Ａｌ０．１０Ｇａ０．９０Ｎクラッド層（Ｓｉ濃度１×１０１８ｃｍ−３）を０．０２μｍ、Ｓｉドープｎ型Ａｌ０．１１Ｇａ０．８９Ｎバリア層（Ｓｉ濃度１．１〜１．５×１０１９ｃｍ−３）とＧａＩｎＮ発光層（波長３８０ｎｍ）とが交互に３周期積層されてなる多重量子井戸構造の発光層を０．０７５μｍ、多重量子井戸の最終Ａｌ０．１１Ｇａ０．８９Ｎバリア層（Ｓｉ濃度１．１〜１．５×１０１９ｃｍ−３）を０．０１μｍ、Ｓｉドープｎ型Ａｌ０．１１Ｇａ０．８９Ｎ層（Ｓｉ濃度０．８〜１．０×１０１９ｃｍ−３）を０．０１μｍ、ノンドープＡｌ０．１１Ｇａ０．８９Ｎスペーサ層を０．０２μｍ、Ｍｇドープｐ型Ａｌ０．２８Ｇａ０．７２Ｎクラッド層(Ｍｇ濃度１×１０１９ｃｍ−３)を０．０２μｍ、Ｍｇドープｐ型ＧａＮコンタクト層(Ｍｇ濃度１×１０１９ｃｍ−３)を０．１μｍ、高濃度Ｍｇドープｐ型ＧａＮコンタクト層(Ｍｇ濃度２×１０２０ｃｍ−３)を０．０２μｍの厚みで、それぞれ順次積層した構造を採用することができる。
【００２８】
ここで、図１（ａ）に例示したｎ型半導体層１は、上記の高炭素濃度の第１ＡｌＮバッファ層、高純度第２ＡｌＮバッファ層、ノンドープＧａＮバッファ層、Ｓｉドープｎ型ＧａＮコンタクト層、及び、Ｓｉドープｎ型Ａｌ０．１０Ｇａ０．９０Ｎクラッド層を含むことができる。
【００２９】
また、図１（ａ）に例示した発光層３は、上記のＳｉドープｎ型Ａｌ０．１１Ｇａ０．８９Ｎバリア層）とＧａＩｎＮ発光層（波長３８０ｎｍ）とが交互に３周期積層されてなる多重量子井戸構造の発光層、及び、多重量子井戸の最終Ａｌ０．１１Ｇａ０．８９Ｎバリア層を含むことができる。
【００３０】
そして、図１（ａ）に例示したｐ型半導体層２は、上記のＭｇドープｐ型Ａｌ０．２８Ｇａ０．７ａＮクラッド層、Ｍｇドープｐ型ＧａＮコンタクト層、及び、高濃度Ｍｇドープｐ型ＧａＮコンタクト層を含むことができる。
【００３１】
Ｍｇドープｐ型ＧａＮコンタクト層のＭｇ濃度を、１×１０２０ｃｍ−３台と高めに設定することで、ｐ側電極とのオーミック接触特性を向上させることができる。ただし、半導体発光ダイオードの場合、半導体レーザダイオードとは異なり、前記コンタクト層と発光層４との距離が短いため、Ｍｇ拡散による特性の劣化が懸念される。そこで、ｐ側電極４と前記コンタクト層の接触面積が広く、動作時の電流密度が低いことを利用して、電気特性を大きく損ねることなく前記Ｍｇ濃度を１×１０１９ｃｍ−３台に抑えることで、Ｍｇの拡散を防ぐことができ、発光特性を改善させることができる。
【００３２】
高炭素濃度の第１ＡｌＮバッファ層は、基板との結晶型の差異を緩和する働きをし、特に螺旋転位を低減する。
また、高純度第２ＡｌＮバッファ層は、表面が原子レベルで平坦化する。そのため、この上に成長するノンドープＧａＮバッファ層の欠陥が低減されるが、そのためには高純度第２ＡｌＮバッファ層の膜厚は、１μｍよりも厚いことが好ましい。また、歪みによるそり防止のためには、高純度第２ＡｌＮバッファ層の厚みは４μｍ以下であることが望ましい。高純度第２ＡｌＮバッファ層は、ＡｌＮに限定されず、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ(０．８≦ｘ≦１）でも良く、ウェーハのそりを補償することができる。
【００３３】
ノンドープＧａＮバッファ層は、高純度第２ＡｌＮバッファ層上で３次元島状成長をすることにより欠陥低減の役割を果たす。成長表面が平坦化するには、ノンドープＧａＮバッファ層の平均膜厚は、２μｍ以上であることが必要である。再現性とそり低減の観点からノンドープＧａＮバッファ層の総膜厚は、４〜１０μｍが適切である。
【００３４】
これらのバッファ層を採用することで、従来の低温成長ＡｌＮバッファ層と比較して欠陥を約１／１０に低減することができる。この技術によって、ｎ型ＧａＮコンタクト層への高濃度Ｓｉドーピングや、紫外帯域発光でありながらも高効率な半導体発光素子を作ることができる。また、バッファ層における結晶欠陥を低減することにより、バッファ層での光の吸収も抑制できる。
【００３５】
そして、本実施形態の半導体発光素子１０１によれば、ｎ側電極７に、高反射率の第２ｎ側電極膜７ｂを設け、さらに、誘電体積層膜１１を設けることにより、発光層３から放出された光を高い効率で反射し、素子の外部に取り出すことができる。
【００３６】
（比較例）
図２は、比較例の半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
図２に表したように、比較例の半導体発光素子９０においては、ｎ側電極７は単一の金属層で構成されている。そして、誘電体積層膜１１は形成されていない。すなわち、誘電体積層膜１１の代わりに、図示されていない単層の誘電体膜として、例えばＳｉＯ２が４００ｎｍ形成されている。
【００３７】
以下、比較例の半導体発光素子９０の製造方法について説明する。
まず、ｐ側電極４を形成するため、パターニングされたリフトオフ用レジストを半導体層上に形成し、ｐ型コンタクト層上に、真空蒸着装置を用いてｐ側電極４の一部となるＡｇを２００ｎｍの膜厚で形成し、リフトオフ後に３５０℃の窒素雰囲気でシンター処理を行う。
【００３８】
同じくパターニングされたリフトオフ用レジストを半導体層上に形成し、ｎ型コンタクト層上に、ｎ側電極７となるＴｉ／Ｐｔ／Ａｕを５００ｎｍの膜厚で形成する。同じくパターニングされたリフトオフ用レジストを半導体層上に形成し、ｐ側電極４の一部となるＡｇが形成された領域を被覆するように、ｐ側電極４の別の一部となるＰｔ／Ａｕを５００ｎｍの膜厚で形成する。
【００３９】
このようにして、比較例の半導体発光素子９０の電極が構成される。
比較例の半導体発光素子９０では、ｎ側電極７の全面がオーミックコンタクトを得る金属により形成されている。このような金属を用いた場合、ｎ側電極７の反射率は必ずしも十分に高くない。さらに、オーミックコンタクト領域においては、ｎ側電極７とｎ型半導体層１との間で反応（合金化）が生じ易く、これも光の反射率を低下させる要因となる。また、電極が形成された主面側をサブマウント等にマウントする場合、ｐ側電極４が形成されていない主面内の領域に入射した発光光は、マウント材に吸収されてしまう。このため、発光層３から放出された光の取り出し効率の点では改善の余地がある。
【００４０】
これに対して、既に説明したように、本実施形態に係る半導体発光素子１０１によれば、ｎ側電極７の一部を高反射率の第２ｎ側電極膜７ｂで形成し、高反射特性を有する誘電体積層膜１１を採用することにより、電極を形成した半導体層の主面１ａのほぼ全面を反射構造にすることより、光の取り出し効率を向上させることができる。
【００４１】
本実施形態に係る半導体発光素子１０１において、ｐ側電極４とｎ側電極７との間で流れる電流は、両者のうちの最も近い部分において流れる傾向がある。
そこで、図１（ａ）、（ｂ）に表した具体例のように、第２ｎ側電極膜７ｂよりも第１ｎ側電極膜７ａをｐ側電極４により近づけることにより、オーミックコンタクト領域となる第１ｎ側電極膜７ａの面積が小さくても、ｐ側電極４との間で電流をより確実に流すことができる。
【００４２】
このように、第１ｎ側電極膜７ａは、ｎ側電極７のｐ側電極２と対向する部分に設けることができる。
【００４３】
すなわち、通電時に電流が比較的集中する領域であるｐ側電極４に対向したｎ側電極７の一部をコンタクト抵抗の低い第１ｎ側電極膜７ａで形成することによって、必ずしもコンタクト抵抗が低くない高効率反射膜（第２ｎ側電極膜７ｂ）をｎ側電極７に形成することによる電気特性への影響を最小限に抑えることができる。
【００４４】
第２電極４からｎ側電極の第１ｎ側電極膜７ａへの電流経路を考えた際、第２電極４と第１ｎ側電極膜７ａの距離が最も短い領域に電流が集中する傾向にあるため、電界集中を緩和させるには、第２電極４と第１ｎ側電極膜７ａが対向する領域のうち、上記距離の最も短い領域をなるべく長く設計するほうが好ましい。
【００４５】
また、平面視した際、第２電極４と第１ｎ側電極膜７ａが対向する領域の長さは長ければ長いほど、第２電極４と第１ｎ側電極膜７ａへの電流経路が増えるため、電界集中が緩和され、第２電極４の劣化が抑えられる。これらの効果を考慮して、第２ｎ側電極膜７ｂと第１ｎ側電極膜７ａの面積と形状、ｎ側電極７全体の面積と形状を適切に決めることができる。
【００４６】
本実施形態の半導体発光素子１０１によれば、ｎ側電極７の一部を高効率反射膜で構成し、高反射特性を有する誘電体積層膜１１を採用することにより、電極を形成した積層構造体１ｓの主面１ａのほぼ全面を反射構造にすることができ、半導体層内で反射を繰り返している発光光のほとんどを、基板側へ反射させることができるため、マウント材に吸収されることがなくなり、光取り出し効率の向上が見込まれる。通電時に電流が比較的集中する領域であるｐ側電極４に対向したｎ側電極７の一部をコンタクト抵抗の低い電極構造で形成することによって、ｎ側電極７に高効率反射膜を形成することによる電気特性への影響を最小限に抑えることができる。
【００４７】
なお、本実施形態に係る半導体発光素子１０１において、単結晶ＡｌＮバッファ上の結晶を用いれば、ｎ型ＧａＮコンタクト層に高濃度Ｓｉドーピングが可能となり、ｎ側電極７のオーミックコンタクト領域となる第１ｎ側電極膜７ａとのコンタクト抵抗を大幅に減らすことができ、第１ｎ側電極膜７ａにおける電流広がりが抑制され、ｐ側電極に近い領域に電流がより集中するため、ｎ側電極７のオーミックコンタクト面積を減らし、高効率反射膜面積を増やした設計が可能となる上に結晶欠陥低減により通常は効率が低下する４００ｎｍより短波長域でも高い発光効率が実現できる。
【００４８】
また、サファイア基板上での結晶型の差異を緩和するために、非晶質または多結晶のＡｌＮ層を設けた場合には、バッファ層自体が光の吸収体となるため、発光素子としての光の取り出し効率が低下してしまうが、これに対して、サファイア基板１０上に、高炭素濃度単結晶ＡｌＮバッファ層、高純度単結晶ＡｌＮバッファ層を介して、ｐ型の第１半導体層１、発光層３及びｎ型の第２半導体層が形成されることにより、バッファ層は光の吸収体とはなりにくく、結晶欠陥も大幅に減らせることから、結晶内における吸収体を大幅に減らすことができる。この場合、発光した光は結晶内で何度も反射を繰り返すことが可能となり、横方向への光の取り出し効率を上げるとともに、ｎ側電極７の高効率反射領域へ効率良く光を反射させることが可能となる。これらの効果により、発光強度の向上、高いスループット、低コストを実現することができる。
【００４９】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子の変形例を示す模式的平面図である。
図３に表したように、本発明の第１の実施形態に係る変形例の半導体発光素子１０１ａにおいては、ｎ側電極７は、ｐ側電極４に取り囲まれ、４方に延出した部分を有する。
【００５０】
このようなｎ側電極７のうちで、４方に延出した部分と、ｐ側電極４に対向する部分と、を、オーミックコンタクト領域となる第１ｎ側電極膜７ａにより形成する。また、ｎ側電極７の中央部は、高反射率の第２ｎ側電極膜７ｂにより形成する。
【００５１】
このような構成を有する半導体発光素子１０１ａによれば、ｐ側電極４と対向した部分においてオーミックコンタクトを確保し、電流を効率良く素子の全体に亘って均一に流すとともに、ｎ側電極７の中央部において、ワイヤボンディングやバンプのための領域を確保し、この部分において高い反射率で光を反射させることができる。
【００５２】
図４は、本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子の変形例を示す模式的平面図である。
図４に表したように、本発明の第１の実施形態に係る別に変形例の半導体発光素子１０１ｂにおいては、ｎ側電極７のうちのワイヤボンディングやバンプのための領域は、素子の隅部に設けられている。そして、ｎ側電極７は、ｐ側電極４の中に割り込むようにして４方に延出した部分を有する。
【００５３】
このような構成を有するｎ側電極７のうちで、ｐ側電極４の中で延出した部分を第１ｎ側電極膜７ａにより形成し、ワイヤボンディングやバンプのための隅の部分は、第２ｎ側電極膜７ｂにより形成する。
【００５４】
このような構成を有する半導体発光素子１０１ｂによれば、素子の全体に亘り電流を効率良く均一に流すことができるとともに、発光層から放出された光を第２ｎ側電極膜７ｂにおいて高い反射率で反射させ取り出すことができる。
【００５５】
図１、図３及び図４に例示したように、半導体発光素子の外部からｐ側電極４へ注入され、半導体層を通ってｎ側電極７まで流れてきた電流を、半導体発光素子の外部へ取り出すためのｎ側電極領域は、半導体発光素子と外部端子との接触のためにワイヤボンディングやバンプを形成する関係上、広く設計せざるを得ない。ただし、その領域全体でオーミック特性を有する必要はなく、その大半の領域は高効率反射特性を有するｎ側電極７でも良い。
【００５６】
この時、半導体発光素子１０１ｂのように、この領域以外でオーミック特性を有するｎ側電極領域を確保できるようであれば、半導体発光素子の外部へ取り出すための領域全てを高効率反射膜に変えることもできる。
なお、ｎ側電極７においてボンディングに必要なパッドの大きさは、例えば、５０μｍ〜１５０μｍ程度である。
【００５７】
一方、誘電体積層膜１１は、組み合わせた誘電体の屈折率比が大きいほど、また、異なる屈折率を有する層の組み合わせ数（ペア数）が多いほど、反射率が高く、膜厚や波長に対するマージンも広くなる。
【００５８】
図５は、本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子の特性を例示するグラフ図である。
すなわち、同図は、ＧａＮから誘電体積層膜１１へ垂直に入射した発光光の反射率に関するシミュレーション結果を例示しており、同図（ａ）は、反射率の屈折率比依存性を例示しており、同図（ｂ）は、反射率のペア数依存性を例示している。なお、同図（ａ）の横軸は、誘電体積層膜１１における２種類の組み合わせの誘電体の屈折率比を表し、同図（ｂ）の横軸は、誘電体積層膜１１における２種類の組み合わせの誘電体のペア数を表し、同図（ａ）、（ｂ）の縦軸は、反射率を表す。
なお、本シミュレーションにおいては、既に説明した半導体発光素子１０１の誘電体積層膜１１の材料の物性値を用いて、各パラメータを変化させている。
【００５９】
図５（ａ）、（ｂ）に表したように、屈折率比及びペア数のいずれの条件においても、条件を適切に選ぶことにより、反射率は１００％に近い値が得られる。
例えば、図５（ａ）に表したように、反射率が９５％以上とするには、屈折率比は１．４以上が望ましい。
また、図５（ｂ）に表したように、反射率が９５％以上とするには、ペア数は３以上とすることが望ましい。
【００６０】
なお、ＧａＮから誘電体積層膜１１に対する入射角が垂直から傾くほど、反射率は増加し、あるしきい角度で全反射する。
【００６１】
これらの性質から、設計条件を選べば金属反射膜よりも高性能な反射膜として機能する誘電体積層膜１１を採用することにより、光取り出し効率の向上が見込まれる。本実施形態に係る半導体発光素子１０１においては、誘電体積層膜１１の設計反射率は、９９．７％である。
【００６２】
誘電体積層膜１１には、シリコン（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ハフニウム（Ｈｆ）、セリウム（Ｃｅ）、亜鉛（Ｚｎ）などの酸化物、窒化物又は酸窒化物などを用いることができる。積層する誘電体膜の総膜厚は、絶縁性確保のために５０ｎｍ以上、誘電体膜のクラック抑制のために１０００ｎｍ以下とすることが好ましい。特に、素子動作時の発熱による異種材料間の応力を押さえるため、誘電体積層膜１１の半導体層側の第１層目は、半導体層に近い線膨張係数を持つ材料が好ましい。例えば、半導体層がＧａＮである場合は、誘電体積層膜１１の半導体層側の第１層目は、例えばＳｉＮを用いることが好ましい。
【００６３】
誘電体積層膜１１は、異なる種類の誘電体を積層することにより、内部に掛かる応力を緩和させることができるため、総膜厚が増加しても、単層の場合と比較すると割れやひびなどの破損は起きにくく、且つ半導体層に対する応力も緩和させることができるため、信頼性が向上する。特に、引っ張り応力と圧縮応力を有する誘電体を積層することにより、応力緩和効果は促進される。
【００６４】
以上のように、本実施形態に係る半導体発光素子１０１においては、ｎ側電極７の一部を高反射率の第２ｎ側電極膜７ｂにより形成し、さらに、高反射特性を有する誘電体積層膜１１を採用することにより、電極を形成した半導体層の主面１ａのほぼ全面を反射構造にすることができる。これにより、フリップチップマウントを行った際は、半導体層内で反射を繰り返している発光光のほとんどを、基板側へ反射させることができるため、マウント材に吸収されることがなくなり、光取り出し効率の向上が見込まれる。
【００６５】
本実施形態に係る半導体発光素子１０１は、少なくとも、ｎ型の半導体層とｐ型の半導体層、及びそれらに挟まれた発光層を含む半導体層からなり、半導体層の材料は、特に限定されるものではないが、例えば、ＡｌｘＧａ１−ｘ−ｙＩｎｙＮ（ｘ≧０、ｙ≧０、ｘ＋ｙ≦１）等の窒化ガリウム系化合物半導体が用いられる。これらの半導体層の形成方法は、特に限定されるものではないが、例えば、有機金属気相成長法、分子線エピタキシャル成長法等の技術を用いることができる。
【００６６】
また、本実施形態に係る半導体発光素子において、基板材料は、特に限定されるものではないが、サファイア、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、Ｓｉなどの一般的な基板を用いることができる。基板は最終的に取り除いても良い。
【００６７】
（第２の実施の形態）
図６は、本発明の第２の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
図６に表したように、本発明に係る第２の実施形態に係る半導体発光素子１０２においては、ｎ側電極７の上にｎ側パッド（第１パッド）７５が設けられ、ｐ側電極４は、ｐ側半導体２の上に設けられ、高効率反射膜となる第２ｐ側電極膜（第４金属膜）４ｂと、第２ｐ側電極膜４ｂの上に設けられ、必ずしも高効率反射特性を必要としない金属からなる第１ｐ側電極膜（第３金属膜）４ａと、を有している。その他の構成については、図１に例示した半導体発光素子１０１と同様とすることができるので説明を省略する。
【００６８】
すなわち、ｐ側電極４は、第１ｐ側電極膜４ａと、前記第１ｐ側電極膜４ａと前記第２半導体層２との間に設けられ、前記発光層３から放出される光に対する反射率が前記第１ｐ側電極膜４ａよりも高い、第２ｐ側電極膜４ｂと、を有する。
【００６９】
このように、本実施形態に係る半導体発光素子１０２においては、ｎ側電極７の上にｎ側パッド７５が設けられているので、ボンディングやバンプ形成に必要な電極面積が得られ、また、電気的特性が安定し、さらに、第２ｎ側電極膜７ｂの自然酸化を防ぎ、素子寿命が改善される。
【００７０】
そして、ｐ側電極４の、ｐ型半導体層２の側に、高効率反射膜の第２ｐ側電極膜４ｂが設けられているので反射率がさらに向上する。そして、第２ｐ側電極膜４ｂの上には、高効率反射特性を必要とせず、第２ｐ側電極膜４ｂを外気から遮断することで第２ｐ側電極膜４ｂの酸化や硫化を防ぐことができる第１ｐ側電極膜４ａを設けることで、高い信頼性を得ることができる。
【００７１】
第２ｐ側電極膜４ｂは、銀、アルミニウム、及び、そのいずれかを含む合金の少なくともいずれかを含むことができる。すなわち、第２ｐ側電極膜４ｂは、銀やアルミニウム単層でも良いし、銀またはアルミニウムとそれ以外の金属とを含む合金層であっても良い。
【００７２】
そして、前記第２ｐ側電極膜４ｂは、前記第２ｎ側電極膜７ｂと同じ材料で構成されることができる。
【００７３】
また、第１ｐ側電極膜４ａは、銀及びアルミニウムを含まない金属から構成されており、第２ｐ側電極膜４ｂと電気的に接触している。第１ｐ側電極膜４ａの材料は、特に限定されるものではなく、金属の単層膜や多層膜、金属の合金層、導電性酸化物膜の単層膜や多層膜、これらの組み合わせであっても良い。第１ｐ側電極膜４ａの膜厚は、特に限定されるものではなく、例えば１００ｎｍから１０００ｎｍの間で選ぶことができる。
【００７４】
通常の金属単層膜の可視光帯域に対する反射効率は、４００ｎｍ以下の紫外域では波長が短くなるほど低下する傾向にあるが、銀とアルミニウムは、３７０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の紫外帯域の光に対しても高い反射効率特性を有する。そのため、紫外発光の半導体発光素子で、第２ｐ側電極膜４ｂが銀またはアルミニウム合金の場合、半導体界面側の第２ｐ側電極膜４ｂは、銀及びアルミニウムの少なくともいずれかの成分比が大きいほうが望ましい。第２ｐ側電極膜４ｂの膜厚は、光に対する反射効率を確保するため、１００ｎｍ以上であることが好ましい。
【００７５】
第２ｐ側電極膜４ｂに、銀、アルミニウム、及び、そのいずれかを含む合金の少なくともいずれか用いた際、第２ｐ側電極膜４ｂとｎ側電極７との距離が離れるほど、銀またはアルミニウム、又はそのいずれかの合金からのマイグレーションによる絶縁不良及び耐圧不良のリスクが減少する。素子の中心付近におけるｎ側電極７に対向したｐ側電極４は、露光精度などのプロセス条件が許す限り、ｐ型コンタクト層の端まで形成したほうが光取り出し効率が高くなる。第２ｐ側電極膜４ｂからｎ側電極７の第１ｎ側電極膜７ａへの電流経路を考えた際、第２ｐ側電極膜４ｂと第１ｎ側電極膜７ａの距離が最も短い領域に電流が集中する傾向にあるため、電界集中を緩和させるには、第２ｐ側電極膜４ｂと第１ｎ側電極膜７ａとが対向する領域のうち、上記距離の最も短い領域をなるべく長く設計するほうが好ましい。
【００７６】
また、平面視した際、第２ｐ側電極膜４ｂと第１ｎ側電極膜７ａとが対向する領域の長さは長ければ長いほど、第２ｐ側電極膜４ｂと第１ｎ側電極膜７ａへの電流経路が増えるため、電界集中が緩和され、第２ｐ側電極膜４ｂの劣化が抑えられる。これらの効果を考慮して、第２ｐ側電極膜４ｂの面積と形状、及び、第２ｐ側電極膜４ｂと第１ｎ側電極膜７ａの距離は、適切に決めることができる。
【００７７】
一方、ｎ側電極７のパッドは、第２ｎ側電極膜７ｂを外気から遮断するため、第２ｎ側電極膜７ｂ全体を覆っているほうが好ましい。また、少なくとも一部で第１ｎ側電極膜７ａと電気的に接触している。パッドの膜厚は、特に限定されるものではなく、例えば１００ｎｍから５０００ｎｍの間で選ぶことができる。ｎ側パッド７５を形成することで、ボンディングやバンプ形成に必要な電極面積が得られるほか、第２ｎ側電極膜７ｂの自然酸化を防ぎ、素子寿命を改善することができる。
【００７８】
次に、本実施形態に係る半導体発光素子１０２における半導体層上のｎ側電極７、ｐ側電極４及び誘電体積層膜１１の形成方法の一例について説明する。
図７は、本発明の第２の実施形態に係る半導体発光素子の製造工程を例示する工程順模式的断面図である。
図８は、図７に続く工程順模式的断面図である。
【００７９】
まず、図７（ａ）に表したように、ｐ型半導体層２の一部の領域において、上記のｎ型コンタクト層が表面に露出するまで、マスクを用いたドライエッチングによってｐ型半導体層２と発光層３を取り除く。
【００８０】
次に、図７（ｂ）に表したように、オーミック特性を有するｎ側電極領域、すなわち、第１ｎ側電極膜７ａの形成を行う。すなわち、図示しないパターニングされたリフトオフ用レジストを、露出したｎ型コンタクト層上に形成し、例えば真空蒸着装置を用いてオーミックコンタクト領域となる、例えば、Ｔｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕからなる第１ｎ側電極膜７ａを５００ｎｍの膜厚で形成し、５５０℃の窒素雰囲気でシンター処理を行う。
【００８１】
次に、図７（ｃ）に表したように、ｐ側電極４を形成するため、パターニングされたリフトオフ用レジストをｐ型コンタクト層上に形成し、例えば真空蒸着装置を用いて第２ｐ側電極膜４ｂとなる膜として、例えば、Ａｇを２００ｎｍの膜厚で形成し、リフトオフ後に、３５０℃の窒素雰囲気でシンター処理を行う。
【００８２】
続いて、図８（ａ）に表したように、高効率反射特性を有するｎ側電極領域を形成する。すなわち、オーミック特性を有するｎ側電極領域である第１ｎ側電極膜７ａの、ｐ側電極４とは反対側のｎコンタクト層上の領域が開口されたリフトオフ用レジストを形成する（図示しない）。
【００８３】
ここで、パターンの位置合わせ精度を考慮して、ｐ側電極４に対向する側のオーミック特性を有するｎ側電極である第１ｎ側電極膜７ａの上の一部を開口しても良い。
逆に、オーミック特性を有するｎ側電極、すなわち第１ｎ側電極膜７ａの上に、高効率反射特性を有するｎ側電極、すなわち、第２ｎ側電極膜７ｂが乗り上げないよう、両電極がパターンの位置合わせ精度を考慮した分わずかに離れるように設計しても良い。
また、オーミック特性を有するｎ側電極、すなわち、第１ｎ側電極膜７ａの上の一部、又は、全体を覆うように、高効率反射特性を有するｎ側電極、すなわち、第２ｎ側電極膜７ｂが形成されるように設計しても良い。
【００８４】
そして、真空蒸着装置を用いて、例えば、Ａｌ（厚み０．２〜０．５μｍ程度）／Ｎｉ（厚み１０〜５０ｎｍ程度）／Ａｕ（厚み０．０５〜１μｍ程度）の積層膜を形成し、その後リフトオフして、高効率反射膜となる第２ｎ側電極膜７ｂが形成される。この積層膜において、Ａｌは高効率反射膜として機能する。また、Ａｕは、高効率反射膜が素子作製工程中に自然酸化や薬品処理などによって劣化しないように保護する役割を果たしている。そして、ＡｌとＡｕとの密着性改善や合金化防止のため、間にＮｉを挟んでいる。
【００８５】
次に、図８（ｂ）に表したように、図示しないパターニングされたリフトオフ用レジストを半導体層上に形成し、Ａｇが形成された領域に、第１ｐ側電極膜４ａとして、例えば、Ｐｔ／Ａｕの積層膜を５００ｎｍの膜厚で形成し、ｐ側電極４を形成する。
【００８６】
さらに、図８（ｃ）に表したように、同じく図示しないパターニングされたリフトオフ用レジストを半導体層上に形成し、高効率反射特性を有するｎ側電極７の第２ｎ側電極膜７ｂとオーミック特性を有するｎ側電極７の第１ｎ側電極膜７ａとを覆うように、例えば、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕの積層膜を５００ｎｍの厚さで形成し、ｎ側パッド７５を形成する。
【００８７】
そして、例えば真空蒸着装置を用いて、例えば、ＳｉＯ２とＴｉＯ２の積層膜の組み合わせを５組み、すなわち、合計１０層の誘電体積層膜、を半導体上に形成する。ＳｉＯ２膜及びＴｉＯ２膜のそれぞれの膜厚は、それぞれの屈折率をｎとし、発光層３からの発光波長をλとした時、λ／（４ｎ）の厚さに設定される。
さらに、その上に、図示しないパターニングされたレジストを形成し、フッ化アンモン処理で、ｐ側電極４とｎ側電極７とが露出するように誘電体積層膜を除去し、図６に例示した誘電体積層膜１１が形成される。
【００８８】
次いで、劈開若しくはダイヤモンドブレード等により切断し、個別のＬＥＤ素子とすることで、本実施形態に係る本実施形態に係る半導体発光素子１０２が作製される。
【００８９】
第１及び第２の本実施形態に係る半導体発光素子１０１、１０２においては、ｎ側電極７を構成するオーミック特性を有する第１ｎ側電極膜７ａの領域が広いほど、オーミックコンタクト領域が増えるため動作電圧は減少する傾向にある。ただし、動作時の電流経路はｐ側電極４に対向した領域のｎ側電極、すなわち第１ｎ側電極膜７ａに集中する傾向にあるため、第１ｎ側電極膜７ａの領域がある程度広くなると、減少率が飽和する。
【００９０】
一方、ｎ側電極７を構成するオーミック特性を有する第１ｎ側電極膜７ａの領域が狭いほど、高効率反射特性を有するｎ側電極、すなわち第２ｎ側電極膜７ｂの領域を広く設計できるため、光取り出し効率の向上が見込まれる。
【００９１】
また、オーミック特性を有する第１ｎ側電極膜７ａの領域が狭いほど、半導体発光素子内で反射されている光が吸収される確率が下がるため、光取り出し効率の向上が見込まれる。
【００９２】
これらを考慮して、オーミック特性を有するｎ側電極の第１ｎ側電極膜７ａと、高効率反射特性を有するｎ側電極の第２ｎ側電極膜７ｂと、の面積比及び形状を適宜決めることができる。
【００９３】
すなわち、本実施形態に係る半導体発光素子１０２においては、通電時に電流が比較的集中する領域であるｐ側電極４の第２ｐ側電極膜４ｂに対向したｎ側電極７の一部をコンタクト抵抗の低い第２ｐ側電極膜で形成することによって、必ずしもコンタクト抵抗が低くない高効率反射膜をｎ側電極７に形成することによる電気特性への影響を最小限に抑えることができる。
【００９４】
第２ｐ側電極膜４ｂからｎ側電極の第１ｎ側電極膜７ａへの電流経路を考えた際、第２ｐ側電極膜４ｂと第１ｎ側電極膜７ａの距離が最も短い領域に電流が集中する傾向にあるため、電界集中を緩和させるには、第２ｐ側電極膜４ｂと第１ｎ側電極膜７ａが対向する領域のうち、上記距離の最も短い領域をなるべく長く設計するほうが好ましい。
【００９５】
また、平面視した際、第２ｐ側電極膜４ｂと第１ｎ側電極膜７ａが対向する領域の長さは長ければ長いほど、第２ｐ側電極膜４ｂと第１ｎ側電極膜７ａへの電流経路が増えるため、電界集中が緩和され、第２ｐ側電極膜４ｂの劣化が抑えられる。これらの効果を考慮して、第２ｎ側電極膜７ｂと第１ｎ側電極膜７ａの面積と形状、ｎ側電極７全体の面積と形状を自由に決めることができる。
【００９６】
（第３の実施の形態）
図９は、本発明の第３の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
図９に表したように、本発明の第３の実施形態に係る半導体発光素子１０３ａにおいては、ｎ型半導体層１と、第２ｎ側電極膜７ｂと、の間に、ｎ側透明電極（透明電極）７ｔが設けられている。これ以外は、第１及び第２の実施形態に係る半導体発光素子と同様とすることができるので説明を省略する。なお、同図においては、図１に例示した基板１０、積層構造体１ｓ及びｐ側電極４は省略されている。
【００９７】
ｎ側透明電極７ｔは、ニッケル、酸化インジウムスズ、酸化亜鉛の少なくとも１つを含み、ｎ型コンタクト層及び第２ｎ側電極膜７ｂと電気的に接触している。透明電極とは、透過させる発光波長よりも大きなバンドギャップを持つ物質か、透過させる発光波長における吸収係数の逆数よりも膜厚を十分薄くした金属膜を指す。
【００９８】
ｎ側透明電極７ｔは、半導体発光素子内で反射された発光層３からの光を透過させて、第２ｎ側電極膜７ｂで反射させる役割と、ｎ型半導体層１と良好な電気特性で接触する役割と、第１ｎ側電極膜７ａで用いられる銀やアルミニウムがｎ型半導体層１と反応又はｎ型半導体層１内に拡散することを防ぐ役割と、をしているため、第２ｎ側電極膜７ｂと実質的に同じ形状であることが好ましい。ｎ側透明電極７ｔの膜厚は、特に限定されるものではなく、例えば１ｎｍから５００ｎｍの間で選ぶことができる。
【００９９】
このような構成を有する本実施形態に係る半導体発光素子１０３ａは、ｎ側電極７において透明電極を設けることにより、反射特性と電気特性を両立させ、且つ高い信頼性を得ることができる。
【０１００】
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
図１０に表したように、本発明の第３の実施形態に係る別の半導体発光素子１０３ｂにおいては、ｐ型半導体層２とｐ側電極４との間に、ｐ側透明電極（透明電極）４ｔが設けられている。これ以外は、第１及び第２の実施形態に係る半導体発光素子と同様とすることができるので説明を省略する。なお、同図においては、図１に例示した基板１０及びｎ側電極７は省略されている。
【０１０１】
図１０に例示した具体例では、ｐ側電極４が第２ｐ側電極膜４ｂを有する場合であり、この場合、ｐ型半導体層２と第２ｐ側電極膜４ｂとの間に、ｐ側透明電極４ｔが設けられる。
また、図１０に例示した具体例では、ｐ側透明電極４ｔは、ｐ側電極４（第２ｐ側電極膜４ｂ）の全面に渡って設けられているが、本発明はこれに限らず、ｐ側電極４（第２ｐ側電極膜４ｂ）の少なくとも一部と、ｐ型半導体層２と、の間に、ｐ側透明電極７ｔを設けることができる。
【０１０２】
ｐ側透明電極４ｔは、ニッケル、酸化インジウムスズ、酸化亜鉛の少なくとも１つを含み、ｐ型コンタクト層とｐ側電極４（第２ｐ側電極膜４ｂ）と電気的に接触している。
【０１０３】
ｐ側透明電極４ｔは、発光層３からの光を透過させて、ｐ側電極４（第２ｐ側電極膜４ｂ）で反射させる役割と、ｐ型半導体層２と良好な電気特性で接触する役割と、第２ｐ側電極膜４ｂで用いられる銀やアルミニウムがｐ型半導体層２と反応又はｐ型半導体層２内に拡散することを防ぐ役割と、をしているため、ｐ側電極４（第２ｐ側電極膜４ｂ）と実質的に同じ形状であることが好ましい。ｐ側透明電極４ｔの膜厚は、特に限定されるものではなく、例えば１ｎｍから５００ｎｍの間で選ぶことができる。
【０１０４】
このような構成を有する本実施形態に係る半導体発光素子１０３ｂは、ｐ側電極４において透明電極を設けることにより、反射特性と電気特性を両立させ、且つ高い信頼性を得ることができる。
【０１０５】
なお、本実施形態に係る半導体発光素子において、ｎ側電極７とｐ側電極４の両方に透明電極を設けても良い。これにより、さらに光出力が高く、電気特性の安定した信頼性の高い半導体発光素子が実現できる。
【０１０６】
すなわち、本実施形態に係る半導体発光素子は、ｎ型半導体層１とｎ側電極７との間、及び、ｐ型半導体層２とｐ側電極４との間の少なくともいずれかの、少なくとも一部に設けられた透明電極をさらに備えることができる。
【０１０７】
そして、既に説明した半導体発光素子１０１、１０１ａ、１０１ｂ、１０２、のいずれかにおいて、この透明電極（ｎ側透明電極７ｔ及びｐ側透明電極４ｔの少なくともいずれか）を設けることができる。
【０１０８】
（第４の実施の形態）
図１１は、本発明の第４の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
図１１に表したように、本発明の第４の実施形態に係る半導体発光装置１０４においては、発光層３を挟む半導体層、すなわち、積層構造体１ｓが斜面であるテーパ形状部１ｔを有し、それに伴い、誘電体積層膜１１がテーパ形状部１ｔを斜めに被覆している。すなわち、積層構造体１ｓは、第１及び第２半導体層１、２の層面に対して傾斜したテーパ形状部１ｔを有している。
これ以外は、第１の実施形態に係る半導体発光素子１０１と同様とすることができるので説明を省略する。
【０１０９】
ｎ型半導体層１、発光層３及びｐ型半導体層２の積層構造体１ｓにおいて、同じ主面１ａの側にｎ側電極７とｐ側電極４とを設けるために、ｐ型半導体層２及び発光層３と、ｎ型半導体層１との間には段差が設けられる。この時、この段差部分にも誘電体積層膜１１が設けられるが、誘電体積層膜１１の厚さは、この段差部分で薄くなり、これにより誘電体積層膜１１の反射特性が影響を受ける。
【０１１０】
この時、本実施形態に係る半導体発光素子１０４においては、段差部分をテーパ形状とすることで、この影響を可及的に抑制し、高い反射率を維持できる。
【０１１１】
すなわち、発光層３を挟む半導体層断面に入射した発光光は、半導体層断面に垂直方向に形成された誘電体積層膜１１の膜厚の影響を受けるため、上記の段差部分で設計膜厚よりも薄い方向にずれた誘電体積層膜１１の影響を受けることになる。
【０１１２】
この時、段差部分をテーパ形状とすることで、この影響を抑制し、高い反射率を維持できる。テーパの角度は小さいほど、すなわちテーパ形状部１ｔの斜面が緩いほど、半導体層断面における誘電体積層膜は設計どおりに機能する。
【０１１３】
図１２は、本発明の第４の実施形態に係る半導体発光素子の特性を例示するグラフ図である。
すなわち、同図は、テーパの角度と誘電体積層膜１１の反射率の関係の計算結果を例示しており、横軸はテーパの角度を表し、縦軸は誘電体積層膜１１の反射率を表す。ここで、テーパの角度は、積層構造体１ｓの主面１ａとテーパ形状部１ｔの面とのなす角度であり、テーパの角度が小さいほど、テーパ形状部１ｔの傾斜が緩やかな斜面となり、テーパの角度が９０度の時は、ｎ型半導体層１及びｐ型半導体層２の段差部は階段状の側面を有する。そして、同図は、第１の実施形態に係る半導体発光素子１０１で説明した設計条件を用いた計算結果を例示している。
【０１１４】
図１２に表したように、テーパの角度が約４０度以下の場合は、高い反射特性を示しているが、テーパの角度が４０度よりも大きくなると、誘電体積層膜１１の膜厚が薄すぎるため、設計どおりの高い反射特性を示さなくなる。
なお、このテーパの角度に対する高い反射特性のマージンは、積層する２種類の誘電体の屈折率比が大きいほど広くなる。
【０１１５】
また、テーパ形状部１ｔを設けることで、発光層３を挟む半導体層断面における誘電体積層膜１１の段切れを防ぐことができる。
【０１１６】
テーパ形状部１ｔのテーパの角度は、半導体発光素子の素子面積や発光特性、加工精度などに基づいて適切に定めることができる。
【０１１７】
（第５の実施形態）
図１３は、本発明の第５の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
図１４は、本発明の第５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工程順模式的断面図である。
図１５は、図１４に続く工程順模式的断面図である。
図１６は、図１５に続く工程順模式的断面図である。
【０１１８】
図１３に表したように、本発明の第５の実施形態に係る半導体発光素子１０５においては、第２ｐ側電極膜４ｂから露出したｐ型半導体層２（ｐ型コンタクト層）の上に、第１ｐ側電極膜４ａが接触しており、これらの電極と接触している以外のｐ型コンタクト層上の領域に、誘電体膜１１ａが設けられている。そして、第２ｐ側電極膜４ｂを覆い、誘電体膜１１ａの一部と接して、第１ｐ側電極膜４ａが設けられている。そして、誘電体膜１１ａを覆い、第１ｐ側電極膜４ａ、第１ｎ側電極膜７ａ及び第２ｎ側電極膜７ｂの一部を露出するように、既に説明した誘電体積層膜１１が設けられている。
【０１１９】
すなわち、半導体発光素子１０５は、誘電体積層膜１１と、ｎ側電極７及びｐ側電極４から露出したｎ型半導体層１及びｐ型半導体層２の少なくとも一部と、の間に設けられた誘電体膜１１ａをさらに備える。
【０１２０】
そして、前記誘電体膜１１ａは、誘電体積層膜１１に覆われていない突出部を有し、この突出部の上に、ｎ側電極７及びｐ側電極４の少なくともいずれかの一部が設けられている。本具体例においては、この突出部の上に、ｐ側電極４の一部である第１ｐ側電極膜４ａが設けられ、突出部は第１ｐ側電極膜４ａにより被覆されている。
これ以外は、第２の実施形態に係る半導体発光素子１０２と同様とすることができるので説明を省略する。
【０１２１】
本実施形態に係る半導体発光素子１０５においては、第１ｐ側電極膜４ａは、第２ｐ側電極膜４ｂと、第２ｐ側電極膜４ｂ及び誘電体膜１１ａの間に露出したｐ型コンタクト層と、誘電体膜１１ａの一部と、を被覆している。
【０１２２】
これにより、第２ｐ側電極膜４ｂが第１ｐ側電極膜４ａで覆われることで、外気や誘電体膜１１ａから隔離されるため、水分やイオン不純物に晒されにくくなり、第２ｐ側電極膜４ｂのマイグレーションや酸化、硫化反応を抑えることができる。
【０１２３】
また、ｎ側電極７に対向する側の第２ｐ側電極膜４ｂ端部のすぐ横に第１ｐ側電極膜４ａが形成され、第２ｐ側電極膜４ｂのすぐ横に電流経路ができるため、第２ｐ側電極膜４ｂへの電流集中が緩和される。
【０１２４】
同時に、第２ｐ側電極膜４ｂ端部に対向する誘電体膜１１ａ端部付近に、ｐ型半導体層２と第１ｐ側電極膜４ａで挟まれた領域ができるため、誘電体膜１１ａを挟んでｐ型半導体層２と第１ｐ側電極膜４ａとの間に弱い電界がかかる。その結果、第２ｐ側電極膜４ｂから誘電体膜１１ａにかけて、電界が徐々に弱くなる構造を作ることができるため、この領域における電界集中を緩和することができる。
【０１２５】
さらに、製造工程に特別な工夫は必要なく、従来と同じ工程、工程数で形成できる。これらの効果により、半導体発光素子のリーク電流低減、絶縁特性向上、耐圧特性向上、発光強度の向上、寿命の増大、高いスループット、低コストを実現することができる。
【０１２６】
第１ｐ側電極膜４ａとｐ型半導体層２の最上層となるｐ型コンタクト層の間の電気特性は、第２ｐ側電極膜４ｂとｐ型コンタクト層の間よりもオーミック性が悪く、コンタクト抵抗が大きいほうが好ましい。これによって、第２ｐ側電極膜４ｂ直下に位置する発光層３に効率良く電流を注入することができ、第２ｐ側電極膜４ｂ直下から発光した光を高効率に基板側へ反射させることができるため、光取り出し効率を向上させることができる。
【０１２７】
既に説明したように、第１ｐ側電極膜４ａは、第２ｐ側電極膜４ｂと、第２ｐ側電極膜４ｂ及び誘電体膜１１ａの間に露出したｐ型コンタクト層と、誘電体膜１１ａの一部と、を被覆しているが、特に、ｎ側電極７に対向する側の誘電体膜１１ａは全域に渡って被覆していることが好ましい。
そして、第１ｐ側電極膜４ａが誘電体膜１１ａ上を被覆する長さは、製造工程上のパターン合わせ精度、反射膜として機能する第２ｐ側電極膜４ｂの面積確保を考慮して、０．５μｍから１０μｍの間が好ましい。
【０１２８】
以下、本実施形態に係る半導体発光素子１０５の製造方法の具体例について説明する。 まず、図１４（ａ）に表したように、ｐ型半導体層２の一部の領域において、ｎ型コンタクト層が表面に露出するまで、マスクを用いたドライエッチングによってｐ型半導体層２と発光層３を取り除く。
【０１２９】
次に、図１４（ｂ）に示すように、熱ＣＶＤ装置を用いて、誘電体膜１１ａとなるＳｉＯ２を１００ｎｍの膜厚で半導体上に形成する。
【０１３０】
次に、図１４（ｃ）に表したように、オーミック特性を有するｎ側電極領域、すなわち、第１ｎ側電極膜７ａの形成を行う。すなわち、図示しないパターニングされたリフトオフ用レジストを半導体層上に形成し、露出したｎ型コンタクト層上のＳｉＯ２膜の一部をフッ化アンモン処理で取り除く。ＳｉＯ２膜が取り除かれた領域に、真空蒸着装置を用いてオーミックコンタクト領域となる、例えば、Ｔｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕからなる第１ｎ側電極膜７ａを５００ｎｍの膜厚で形成し、５５０℃の窒素雰囲気でシンター処理を行う。
【０１３１】
続いて、ｐ側電極４を形成するため、図示しないパターニングされたリフトオフ用レジストを半導体層上に形成し、ｐ型コンタクト層上のＳｉＯ２膜の一部をフッ化アンモン処理で取り除く。
【０１３２】
その際、後述する第２ｐ側電極膜４ｂのＡｇと、誘電体膜１１ａのＳｉＯ２膜との間に、ｐ型コンタクト層が露出するよう、フッ化アンモンの処理時間を調整する。具体的な一例では、エッチングレートが４００ｎｍ／ｍｉｎの場合、Ａｇを形成する領域のＳｉＯ２膜を取り除くための時間と、上記領域のすぐ脇に位置するｐ型コンタクト層を１μｍ幅で露出させるオーバーエッチングの時間の合計は、３分程度となる。
ＳｉＯ２膜が取り除かれた領域に、真空蒸着装置を用いて第２ｐ側電極膜４ｂとして、例えば、Ａｇを２００ｎｍの膜厚で形成し、リフトオフ後に３５０℃の窒素雰囲気でシンター処理を行う。
【０１３３】
次に、図１５（ａ）に表したように、高効率反射特性を有するｎ側電極領域を形成する。すなわち、オーミック特性を有するｎ側電極領域である第１ｎ側電極膜７ａの、ｐ側電極４とは反対側のｎ型コンタクト層上の領域が開口されたリフトオフ用レジストを形成する。ｎ型コンタクト層上のＳｉＯ２膜の一部をフッ化アンモン処理で取り除き、真空蒸着装置を用いて、例えば、Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕを形成し、その後リフトオフして、高効率反射膜となる第２ｎ側電極膜７ｂが形成される。
【０１３４】
次に、図１５（ｂ）に表したように、図示しないパターニングされたリフトオフ用レジストを半導体層上に形成し、Ａｇが形成された領域全体と、Ａｇのすぐ横にある表面に露出されたｐ型コンタクト層の領域全体と、誘電体膜１１ａのＳｉＯ２膜の一部を被覆するように、第１ｐ側電極膜４ａとして、例えば、Ｐｔ／Ａｕを５００ｎｍの膜厚で形成し、ｐ側電極４を形成する。
【０１３５】
さらに、図１５（ｃ）に表したように、図示しない同じくパターニングされたリフトオフ用レジストを半導体層上に形成し、高効率反射特性を有するｎ側電極７の第２ｎ側電極膜７ｂと、オーミック特性を有するｎ側電極７の第１ｎ側電極膜７ａと、を覆うように、例えば、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕを５００ｎｍで形成し、ｎ側パッド７５を形成する。
【０１３６】
そして、図１６に表したように、真空蒸着装置を用いて、誘電体積層膜１１となるＳｉＯ２とＴｉＯ２の組み合わせを５ペア、合計１０層を半導体上に形成する。それぞれの膜厚は、それぞれの屈折率をｎ、発光層３からの発光波長をλとして、λ／（４ｎ）と表される。その上にパターニングされたレジストを形成し、フッ化アンモン処理でｐ側電極４とｎ側電極７が露出するように誘電体を除去し、誘電体積層膜１１を形成する。誘電体積層膜１１は、ｐ側電極４とｎ側電極７が露出するようにリフトオフ法で形成しても良い。
このようにして、本実施形態に係る半導体発光素子１０５が作製できる。
【０１３７】
本実施形態に係る半導体発光素子１０５においては、第１ｎ側電極膜７ａ及び第２ｐ側電極膜４ｂを形成する前に誘電体膜１１ａを半導体層上に形成できる構成なので、電極形成工程で電極と半導体層の界面に付着するコンタミネーションを大幅に減らすことができるため、信頼性や歩留り、電気特性、光学特性を向上させることができる。
【０１３８】
なお、半導体発光素子１０５において、第１ｐ側電極膜４ａのｐ型コンタクト層に接触する側は、第２ｐ側電極膜４ｂの保護膜や発光光に対する反射膜として機能するように、耐環境性が高く且つ比較的反射率の高い白金（Ｐｔ）やロジウム（Ｒｈ）を用いることが好ましい。
【０１３９】
第１ｐ側電極膜４ａが誘電体膜１１ａを被覆する長さが大きい場合は、誘電体膜１１ａを介した電界の緩和構造を得る上で有利であるが、ｎ側電極７とショートする危険が高くなる。一方、短い場合は、ｎ側電極７とショートする危険は低くなる。
【０１４０】
誘電体膜１１ａによる、誘電体積層膜１１の反射率への影響はほとんどなく、誘電体積層膜１１において異なる屈折率の誘電体が複数ペア積層されていれば、設計反射率は十分高められる。本実施形態に係る半導体発光素子１０５において、誘電体膜１１ａと誘電体積層膜１１とが重ね合わさった領域の設計反射率は、例えば９９．５％である。
【０１４１】
なお、第２ｎ側電極膜７ｂは、ＳｉＯ２膜を除去せずに誘電体膜１１ａの上に形成しても良い。
【０１４２】
（第６の実施形態）
図１７は、本発明の第６の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
図１８は、本発明の第６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工程順模式的断面図である。
図１９は、図１８に続く工程順模式的断面図である。
【０１４３】
図１７に表したように、本発明の第６の実施形態に係る半導体発光素子１０６の構造は、第２の実施形態に係る半導体発光素子１０２の構成と同様である。ただし、本実施形態に係る半導体発光素子１０６においては、前記第２ｐ側電極膜４ｂは、前記第２ｎ側電極膜７ｂと同じ材料で構成されている。
【０１４４】
この場合、ｐ側電極４の高効率反射特性の第２ｐ側電極膜４ｂと、高効率反射特性の第２ｎ側電極膜７ｂと、は同時に形成することができる。
【０１４５】
以下、本実施形態に係る半導体発光素子１０６の製造方法について説明する。
まず、図１８（ａ）に表したように、ｐ型半導体層２の一部の領域において、ｎ型コンタクト層が表面に露出するまで、マスクを用いたドライエッチングによってｐ型半導体層２と発光層３を取り除く。
【０１４６】
次に、図１８（ｂ）に表したように、オーミック特性を有するｎ側電極領域の第１ｎ側電極膜７ａを形成するため、図示しないパターニングされたリフトオフ用レジストを半導体層上に形成し、ｎ型コンタクト層上に、例えば、Ｔｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕからなる第１ｎ側電極膜７ａを５００ｎｍの膜厚で形成し、５５０℃の窒素雰囲気でシンター処理を行う。
【０１４７】
続いて、ｐ側電極４と高効率反射特性を有するｎ側電極領域を同時に形成する。
すなわち、オーミック特性を有するｎ側電極領域である第１ｎ側電極膜７ａに対し、ｐコンタクト層とは反対側のｎコンタクト層上の領域とｐ型コンタクト層の一部が開口されたリフトオフ用レジストを形成する。
【０１４８】
ここで、パターンの位置合わせ精度を考慮して、ｐコンタクト層に対向する側のオーミック特性を有するｎ側電極（第１ｎ側電極膜７ａ）の上の一部が開口しても良い。
逆に、オーミック特性を有するｎ側電極（第１ｎ側電極膜７ａ）の上に、高効率反射特性を有するｎ側電極（第２ｎ側電極膜７ｂ）が乗り上げないよう、両電極がパターンの位置合わせ精度を考慮した分わずかに離れるように設計しても良い。
【０１４９】
また、オーミック特性を有するｎ側電極（第１ｎ側電極膜７ａ）の上の一部、又は、全体を覆うように、高効率反射特性を有するｎ側電極（第２ｎ側電極膜７ｂ）が形成されるように設計しても良い。
【０１５０】
そして、図１８（ｃ）に表したように、真空蒸着装置を用いて、例えば、Ａｇからなる第２ｐ側電極膜４ｂ及び第２ｎ側電極膜７ｂを２００ｎｍの膜厚で同時に形成し、３５０℃の窒素雰囲気でシンター処理を行う。
【０１５１】
さらに、図１９（ａ）に表したように、同じくパターニングされたリフトオフ用レジストを半導体層上に形成し、第２ｐ側電極膜４ｂのＡｇが形成された領域に、例えば、Ｐｔ／Ａｕを５００ｎｍの膜厚で形成し、ｐ側電極４を形成する。
【０１５２】
次に、図１９（ｂ）に表したように、同じくパターニングされたリフトオフ用レジストを半導体層上に形成し、高効率反射特性を有する第２ｎ側電極膜７ｂとオーミック特性を有する第１ｎ側電極膜７ａの一部を覆うように、例えば、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕを５００ｎｍで形成し、ｎ側パッド７５を形成する。
【０１５３】
そして、図１９（ｃ）に表したように、真空蒸着装置を用いて、ＳｉＯ２とＴｉＯ２の組み合わせを５ペア、合計１０層を半導体上に形成する。それぞれの膜厚は、それぞれの屈折率をｎ、発光層３からの発光波長をλとして、λ／（４ｎ）と表される。その上に、図示しないパターニングされたレジストを形成し、フッ化アンモン処理でｐ側電極４とｎ側電極７が露出するように誘電体を除去し、誘電体積層膜１１を形成する。誘電体積層膜１１は、ｐ側電極４とｎ側電極７が露出するようにリフトオフ法で形成しても良い。
このようにして、本実施形態に係る半導体発光素子１０６が作製できる。
【０１５４】
本実施形態に係る半導体発光素子１０６においては、ｐ側電極４の高効率反射特性の第２ｐ側電極膜４ｂと、高効率反射特性の第２ｎ側電極膜７ｂと、が同じ材料で構成され、そして、同時に形成されることを可能にしている。
これにより、工程数を減らすことができ、発光層で生じた光を効率良く外部に取り出すことができ、高いスループット、低コストの半導体発光素子及びその製造方法を提供することができる。
【０１５５】
（第７の実施形態）
図２０は、本発明の第７の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
図２１は、本発明の第７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工程順模式的断面図である。
図２２は、図２１に続く工程順模式的断面図である。
【０１５６】
図２０に表したように、本発明の第７の実施形態に係る半導体発光素子１０７は、第３の実施形態に係る半導体装置１０３ｂの具体例である。すなわち、半導体発光素子１０６は、第２の実施形態に係る半導体発光素子１０２において、ｐ側電極４とｐ型半導体層２との間にｐ側透明電極４ｔが設けられたものである。これ以外は、半導体発光素子１０２と同様なので説明を省略する。また、ｐ側透明電極４ｔの構成、及び、その効果については、第３の実施形態に関して説明したので説明を省略する。
【０１５７】
また、半導体発光素子１０７においては、第２ｐ側電極膜４ｂと、高効率反射特性の第２ｎ側電極膜７ｂとが同時に形成されるものである。
【０１５８】
以下、本実施形態に係る半導体発光素子１０７の製造方法について説明する。
まず、図２１（ａ）に示したように、ｐ型半導体層２の一部の領域において、ｎ型コンタクト層が表面に露出するまで、マスクを用いてドライエッチングによってｐ型半導体層２と発光層３を取り除く。
【０１５９】
次に、図２１（ｂ）に表したように、オーミック特性を有するｎ側電極領域の第１ｎ側電極膜７ａを形成するため、図示しないパターニングされたリフトオフ用レジストを半導体層上に形成し、ｎ型コンタクト層上に、例えば、Ｔｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕからなる第１ｎ側電極膜７ａを５００ｎｍの膜厚で形成し、５５０℃の窒素雰囲気でシンター処理を行う。
【０１６０】
図２１（ｃ）に表したように、ｐ側電極４のｐ側透明電極４ｔを形成するため、図示しないパターニングされたリフトオフ用レジストを半導体層上に形成し、ｐ型コンタクト層上に、真空蒸着装置を用いて、ｐ側透明電極４ｔとなる、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を１００ｎｍの膜厚で形成する。
【０１６１】
ｐ側電極４及びｎ側電極７の高効率反射領域（第２ｐ側電極膜４ｂ及び第２ｎ側電極膜７ｂ）、を同時に形成するため、オーミック特性を有するｎ側電極領域である第１ｎ側電極膜７ａに対し、ｐコンタクト層上の透明電極４ｔとは反対側のｎコンタクト層上の領域と透明電極４ｔ上が開口されたリフトオフ用レジストを形成する。
【０１６２】
ここで、パターンの位置合わせ精度を考慮して、ｐコンタクト層に対向する側のオーミック特性を有するｎ側電極（第１ｎ側電極膜７ａ）の上の一部が開口しても良い。
逆に、オーミック特性を有するｎ側電極（第１ｎ側電極膜７ａ）の上に高効率反射特性を有するｎ側電極（第２ｎ側電極膜７ｂ）が乗り上げないよう、両電極がパターンの位置合わせ精度を考慮した分わずかに離れるように設計しても良い。
また、オーミック特性を有するｎ側電極（第１ｎ側電極膜７ａ）の上の一部又は全体を覆うように、高効率反射特性を有するｎ側電極（第２ｎ側電極膜７ｂ）が形成されるように設計しても良い。
【０１６３】
そして、図２２（ａ）に表したように、真空蒸着装置を用いて第２ｐ側電極膜４ｂ及び第２ｎ側電極膜７ｂとして、例えば、Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕを３００ｎｍの膜厚で形成する。
【０１６４】
次に、図２２（ｂ）に表したように、同じくパターニングされたリフトオフ用レジストを半導体層上に形成し、第２ｐ側電極膜４ｂとｎ側電極７の高効率反射領域全体とオーミック特性を有するｎ側電極７の一部を覆うように、例えば、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕを５００ｎｍの膜厚で形成し、第１ｐ側電極膜４ａとｎ側電極７のｎ側パッド７５を形成する。
【０１６５】
そして、図２２（ｃ）に表したように、真空蒸着装置を用いて、ＳｉＯ２とＴｉＯ２の組み合わせを５ペア、合計１０層を半導体上に形成する。それぞれの膜厚は、それぞれの屈折率をｎ、発光層３からの発光波長をλとして、λ／（４ｎ）と表される。その上にパターニングされたレジストを形成し、フッ化アンモン処理でｐ側電極４とｎ側電極７が露出するように誘電体を除去し、誘電体積層膜１１を形成する。誘電体積層膜１１は、ｐ側電極４とｎ側電極７が露出するようにリフトオフ法で形成しても良い。
このようにして、本実施形態に係る半導体発光素子１０７が作製できる。
【０１６６】
本実施形態に係る半導体発光素子１０７においては、ｐ側電極４及びｎ側電極７の高効率反射膜（第２ｐ側電極膜４ｂ及び第２ｎ側電極膜７ｂ）が同時形成されることができる。また、ｐ側電極４の第１ｐ側電極膜４ａと、ｎ側電極７のｎ側パッド７５と、を同時形成することができる。
これにより、工程数を減らすことができ、発光層で生じた光を効率良く外部に取り出すことができ、高いスループット、低コストの半導体発光素子及びその製造方法を提供することができる。
【０１６７】
（第８の実施形態）
図２３は、本発明の第８の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
図２４は、本発明の第８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工程順模式的断面図である。
図２５は、図２４に続く工程順模式的断面図である。
【０１６８】
図２３に表したように、本発明の第８の実施形態に係る半導体発光素子１０８においては、第２の実施形態に係る半導体発光素子１０２において、第１ｎ側電極膜７ａとｎ側パッド７５とが兼用される。これ以外は、半導体発光素子１０２と同様とすることができるので説明を省略する。
【０１６９】
本実施形態に係る半導体発光素子１０８においては、第２ｐ側電極膜４ｂと高効率反射特性の第２ｎ側電極膜７ｂとが同時に形成され、また、第１ｐ側電極膜４ａと第１ｎ側電極膜７ａとｎ側パッド７５とが同時に形成されることができる。
【０１７０】
以下、本実施形態に係る半導体発光素子１０８の製造方法について説明する。
まず、図２４（ａ）に示したように、ｐ型半導体層２の一部の領域において、ｎ型コンタクト層が表面に露出するまで、マスクを用いてドライエッチングによってｐ型半導体層２と発光層３を取り除く。
【０１７１】
次に、図２４（ｂ）に表したように、ｐ側電極４とｎ側電極７の高効率反射領域を同時に形成するため、ｎ型コンタクト層とｐ型コンタクト層の一部が開口されたリフトオフ用レジストを形成し、真空蒸着装置を用いて第２ｐ側電極膜４ｂ及び第２ｎ側電極膜７ｂとして、例えば、Ａｇを２００ｎｍの膜厚で同時に形成し、３５０℃の窒素雰囲気でシンター処理を行う。
【０１７２】
さらに、図２４（ｃ）に表したように、ｐ側電極４の第１ｐ側電極膜４ａ及びオーミック特性を有するｎ側電極７の第１ｎ側電極膜７ａ兼ｎ側電極７のｎ側パッド７５を同時に形成するため、高効率反射特性を有するｎ側電極領域である第２ｎ側電極膜７ｂに対し、ｐコンタクト層と対向する側のｎコンタクト層上の領域、第２ｎ側電極膜７ｂ全体及び第２ｐ側電極膜４ｂ上が開口されたリフトオフ用レジストを形成する。真空蒸着装置を用いて第１ｐ側電極膜４ａと第１ｎ側電極膜７ａ兼ｎ側パッド７５として、例えば、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕを５００ｎｍの膜厚で形成する。
【０１７３】
そして、図２５に表したように、真空蒸着装置を用いて、ＳｉＯ２とＴｉＯ２の組み合わせを５ペア、合計１０層を半導体上に形成する。それぞれの膜厚は、それぞれの屈折率をｎ、発光層３からの発光波長をλとして、λ／（４ｎ）と表される。その上にパターニングされたレジストを形成し、フッ化アンモン処理でｐ側電極４とｎ側電極７が露出するように誘電体を除去し、誘電体積層膜１１を形成する。誘電体積層膜１１は、ｐ側電極４とｎ側電極７が露出するようにリフトオフ法で形成しても良い。
このようにして、本実施形態に係る半導体発光素子１０８が作製できる。
【０１７４】
本実施形態に係る半導体発光素子１０８においては、ｐ側電極４と、ｎ側電極７の高効率反射膜（第２ｎ側電極膜７ｂ）と、を同時に形成できる。また、ｐ側電極４の第１ｐ側電極膜４ａと、ｎ側電極７の第１ｎ側電極膜７ａ兼ｎ側パッド７５と、を同時形成できる。
【０１７５】
これにより、工程数を減らすことができ、発光層で生じた光を効率良く外部に取り出すことができ、高いスループット、低コストの半導体発光素子及びその製造方法を提供することができる。
【０１７６】
（第９の実施形態）
図２６は、本発明の第９の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
図２６に表したように、本発明の第９の実施形態に係る半導体発光素子１０９においては、第１の実施形態に係る半導体発光素子１０１において、ｐ側電極４の上にｐ側パッド４５が設けられている。そして、ｎ側電極７にｎ側パッド７５が設けられている。これら以外は、第１の実施形態に係る半導体発光素子１０１と同様とすることができるので説明を省略する。
【０１７７】
すなわち、半導体発光素子１０９においては、ｐ側電極４の上の一部または全部を被覆するように、ｐ側パッド４５が設けられている。ｐ側パッド４５には、例えば、厚さ２０００ｎｍのＡｕの膜を用いることができる。
これにより、ボンダビリティが向上する。さらに、半導体発光素子の放熱性が改善できる。
【０１７８】
なお、このｐ側パッド４５は、金バンプとして使用することもできるし、Ａｕの代わりにＡｕＳｎバンプを形成することもできる。
【０１７９】
また、ｐ側パッド４５は、ｐ側電極４の上の一部または全部の他、誘電体積層膜１１の少なくとも一部を覆うように設けても良い。また、ｐ側パッド４５は、ｎ側電極７の上に設けられるｎ側パッド７４５と同時に形成することもできる。
【０１８０】
また、ワイヤボンディングのボンダビリティ向上、ボールボンダによる金バンプ形成時のダイシェア強度向上、フリップチップマウント等のためにｐ側電極４にｐ側パッド４５を別途設けた場合、ｐ側パッド４５の膜厚は、特に限定されるものではなく、例えば１００ｎｍから１００００ｎｍの間で選ぶことができる。
【０１８１】
このように、本実施形態に係る半導体発光素子１０９においては、ｐ側パッド４５（及びｎ側パッド７５）を設けることで、製造工程におけるボンダビリティを向上し、放熱性を向上した、発光層で生じた光を効率良く外部に取り出す半導体発光素子を提供することができる。
【０１８２】
（第１０の実施形態）
図２７は、本発明の第１０の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
図２７に表したように、本発明の第１０の実施形態に係る半導体発光素子１１０においては、第１の実施形態に係る半導体発光素子１０１において、ｐ側電極４が、既に説明した第１ｐ側電極膜４ａ及び第２ｐ側電極膜４ｂを有し、さらに、第１ｐ側電極膜４ａと第２ｐ側電極膜４ｂとの間に設けられ、第１ｐ側電極膜４ａを構成する材料が第２ｐ側電極膜４ｂに拡散することを抑制する第３ｐ側電極膜（第５金属膜）４ｃを有している。これ以外は、第１の実施形態に係る半導体発光素子１０１と同様とすることができるので説明を省略する。
【０１８３】
第３ｐ側電極膜４ｃは、第２ｐ側電極膜４ｂと第１ｐ側電極膜４ａの間に設けられ、第１ｐ側電極膜４ａが第２ｐ側電極膜４ｂへ拡散または反応するのを防ぐ機能と有する。第３ｐ側電極膜４ｃには、銀と反応しない、または銀に積極的に拡散しない材料を用いることができる。
【０１８４】
第３ｐ側電極膜４ｃには、拡散防止層として使用可能な高融点金属、例えば、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）などの単層膜または積層膜を用いることができる。
【０１８５】
第３ｐ側電極膜４ｃには、第２ｐ側電極膜４ｂに多少拡散しても問題がないように、仕事関数が高く、ｐ−ＧａＮコンタクト層とオーミック性が得られ易い金属として、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、ロジウム（Ｒｈ）、タングステン（Ｗ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）を用いることが、さらに好ましい。
【０１８６】
第３ｐ側電極膜４ｃの膜厚は、単層膜の場合は膜状態を保てる５ｎｍから２００ｎｍの範囲であることが好ましい。積層膜の場合は、特に限定されるものではなく、例えば、１０ｎｍから１００００ｎｍの間で選ぶことができる。
【０１８７】
このように、本実施形態に係る半導体発光素子１１０によれば、第３ｐ側電極膜４ｃによって、第１ｐ側電極膜４ａと第２ｐ側電極膜４ｂとの間の拡散や反応を抑制することができ、電気特性と信頼性がさらに高く、発光層で生じた光を効率良く外部に取り出す半導体発光素子を提供することができる。
【０１８８】
（第１１の実施形態）
図２８は、本発明の第１１の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
図２８に表したように、本発明の第１１の実施形態に係る半導体発光素子１１１においては、第４の実施形態に係る半導体発光素子１０４において、ｎ型半導体層１もテーパ形状部１ｒを有している。そして、それに伴い、誘電体積層膜１１は、積層構造体１ｓのテーパ形状部１ｔ、及び、ｎ型半導体層１のテーパ形状部１ｒを斜めに被覆している。これ以外は、半導体発光素子１０４と同様とすることができるので説明を省略する。
【０１８９】
本実施形態に係る半導体発光素子１１１においては、発光層３で発光した光は、屈折率差の大きい半導体層−基板界面と、電極が形成された主面１ａと、で反射を繰り返し、半導体層に閉じ込められ易い。一部の光は、素子端面から取り出されるが、サファイア基板上に作製した正方形または長方形の半導体発光素子は、４辺全てが劈開面ではないため、ブレーキングによって素子化されることにより素子端面形状の再現性が悪く、素子ごとの光取り出し効率、延いては光出力にばらつきが生じる。
【０１９０】
この時、本実施形態に係る半導体発光素子１１１によれば、半導体層の素子端面側をウェットエッチングまたはドライエッチングで形成することによって、素子端面側における光の経路の再現性が良くなる。さらに、半導体層の素子端面側を誘電体積層膜１１で覆うことによって発光光を基板側に反射させることで、効率良く光を取り出すことができる。
【０１９１】
このように、本実施形態に係る半導体発光素子１１１によれば、発光層で生じた光をさらに安定して効率良く外部に取り出す半導体発光素子を提供することができる。
【０１９２】
（第１２の実施形態）
図２９は、本発明の第１２の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
図３０は、本発明の第１２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工程順模式的断面図である。
図３１は、図３０に続く工程順模式的断面図である。
【０１９３】
図２９に表したように、本発明の第１２の実施形態に係る半導体発光素子１１２においては、第１の実施形態に係る半導体発光素子１０１において、第５の実施形態で説明した誘電体膜１１ａが設けられ、さらに、第２の実施形態で説明したｎ側パッド７５、及び、第９の実施形態で説明したｐ側パッド４５、がさらに設けられている。ただし、誘電体膜１１ａ、誘電体積層膜１１、ｎ側パッド７５及びｐ側パッド４５の形状に工夫がされ、後述するように、製造がより簡単になり、また、プロセス整合性が高い。
【０１９４】
すなわち、半導体発光素子１１２は、誘電体積層膜１１と、ｎ側電極７及びｐ側電極４から露出したｎ型半導体層１及びｐ型半導体層２の少なくとも一部と、の間に設けられた誘電体膜１１ａをさらに備える。
【０１９５】
そして、前記誘電体膜１１ａの一部は、前記誘電体積層膜１１に覆われていない突出部を有し、突出部の上に、前記第１及び第２電極の少なくともいずれかと接続された導電膜の少なくとも一部、が設けられる。本具体例においては、突出部の上に、ｎ側電極７と接続されているｎ側パッド７５と、ｐ側電極４と接続されているｐ側パッド４５と、が設けられ、突出部は、ｎ側電極７と接続されているｎ側パッド７５と、ｐ側電極４と接続されているｐ側パッド４５と、により被覆されている。
これ以外は、半導体発光素子１０１と同様とすることができるので説明を省略する。
【０１９６】
ｎ側パッド７５及びｐ側パッド４５には、青色光や近紫外領域の光に対して反射率が高いＲｕ、Ｐｔ、Ｐｄよりなる群から選ばれた少なくとも１つを含むことができる。これにより、特に青色光や近紫外領域の光に対して反射率を高めた半導体発光素子が実現できる。ただし、本発明は、これに限らず、ｎ側パッド７５及びｐ側パッド４５には、任意の導電材料を用いることができる。また、導電膜の積層膜を用いることもできる。
【０１９７】
本実施形態に係る半導体発光素子１１２は、例えば以下のようにして製造される。
まず、図３０（ａ）に表したように、ｐ型半導体層２の一部の領域において、ｎ型コンタクト層が表面に露出するまで、マスクを用いたドライエッチングによってｐ型半導体層２と発光層３を取り除く。
【０１９８】
次に、図３０（ｂ）に示すように、熱ＣＶＤ装置を用いて、誘電体膜１１ａとなるＳｉＯ２を１００ｎｍの膜厚で半導体上に形成する。このように、熱ＣＶＤ法を用いることで、積層構造体１ｓの段差の形状に追従した誘電体膜１１ａを設けることが容易となる。
【０１９９】
次に、図３０（ｃ）に表したように、誘電体膜１１ａとなるＳｉＯ２の上に、所定形状の誘電体積層膜１１を形成する。この時、誘電体積層膜１１の材料及びその形成方法には、既に説明した方法を用いることができる。
【０２００】
次に、図３１（ａ）に表したように、誘電体膜１１ａとなるＳｉＯ２をフッ化アンモン処理で部分的に取り除き、同様にＳｉＯ２を取り除いた領域のｐ型半導体層２の上に第２ｐ側電極膜４ｂを所定形状で形成し、ＳｉＯ２を取り除いた領域のｎ型半導体層１の一部の上に第１ｎ側電極膜７ａを所定形状で形成する。第２ｐ側電極膜４ｂ及び第１ｎ側電極膜７ａの材料及びその形成方法には、既に説明した方法を用いることができる。
【０２０１】
そして、図３１（ｂ）に表したように、ＳｉＯ２を取り除いた領域のｎ型半導体層１の一部の上に第２ｎ側電極膜７ｂを所定形状で形成する。第２ｎ側電極膜７ｂの材料及びその形成方法には、既に説明した方法を用いることができる。
【０２０２】
そして、図３１（ｃ）に表したように、ｐ側電極４から露出しているｐ型半導体層２、誘電体膜１１ａ、及び、誘電体積層膜１１の上に、ｐ側パッド４５となるＲｕ膜を、第１ｎ側電極膜７ａ及び第２ｎ側電極膜７ｂから露出しているｎ型半導体層１、誘電体膜１１ａ、及び、誘電体積層膜１１の上に、ｎ側パッド７５となるＲｕ膜を形成する。この時、リフトオフ法によって、形成したＲｕ膜をｐ側パッド４５及びｎ側パッド７５の形状に加工することができる。なお、ｐ側パッド４５及びｎ側パッド７５となる膜には、Ｒｕの他ＰｔやＰｄ等の金属を用いることができ、また、それ以外の導電膜も用いることができる。
このようにして、本実施形態に係る半導体発光素子１１２を形成することができる。
【０２０３】
本実施形態に係る半導体発光素子１１２は、ｎ側パッド７５及びｐ側パッド４５がさらに設けられているので、製造工程におけるボンダビリティを向上し、放熱性を向上した、発光層で生じた光を効率良く外部に取り出す半導体発光素子を提供することができる。また、例えばＲｕ膜からなるｐ側パッド４５及びｎ側パッド７５の形成を一度に行うことができ工程省略ができる。
【０２０４】
さらに、誘電体積層膜１１を、ｎ側電極７（第１ｎ側電極膜７ａ及び第２ｎ側電極膜７ｂ）及びｐ側電極４よりも前に加工するので、プロセス整合性が高く、製造が容易である。
【０２０５】
すなわち、前記誘電体積層膜１１の形成を、例えばリフトオフ法によって行い、その後に、誘電体膜１１ａを例えばウエットエッチング法またはドライエッチング法によって加工する。そして、露出した第１及び第２半導体層に、それぞれ、ｎ側電極７及びｐ側電極４を例えばリフトオフ法によって形成する。これにより、プロセス整合性が向上し、加工マージンが拡大する。
【０２０６】
（第１３の実施形態）
図３２は、本発明の第１３の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
図３３は、本発明の第１３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工程順模式的断面図である。
図３４は、図３３に続く工程順模式的断面図である。
【０２０７】
図３２に表したように、本発明の第１３の実施形態に係る半導体発光素子１１３においては、第１の実施形態に係る半導体発光素子１０１において、第５の実施形態で説明した誘電体膜１１ａが設けられ、さらに、第４の実施形態で説明した積層構造体１ｓのテーパ形状部１ｔが設けられている。ただし、誘電体膜１１ａ、誘電体積層膜１１、第１及び第２ｎ側電極膜７ａ、７ｂ、及び、第１及び第２ｐ側電極膜４ａ、４ｂの形状に工夫がされ、後述するように、製造がより簡単になっている。
【０２０８】
すなわち、半導体発光素子１１３は、誘電体積層膜１１と、ｎ側電極７及びｐ側電極４から露出したｎ型半導体層１及びｐ型半導体層２の少なくとも一部と、の間に設けられた誘電体膜１１ａをさらに備える。
【０２０９】
そして、前記誘電体膜１１ａは、前記誘電体積層膜１１により覆われていない突出部を有し、この突出部の上に、ｎ側電極７及びｐ側電極４の少なくともいずれかの少なくとも一部が設けられる。本具体例においては、突出部の上に、ｐ側電極４の一部である第１ｐ側電極膜４ａが設けられ、突出部は、ｐ側電極４の一部である第１ｐ側電極膜４ａにより被覆されている。
これ以外は、半導体発光素子１０１と同様とすることができるので説明を省略する。
【０２１０】
本実施形態に係る半導体発光素子１１３は、例えば以下のようにして製造される。
まず、図３３（ａ）に表したように、ｐ型半導体層２の一部の領域において、ｎ型コンタクト層が表面に露出するまで、マスクを用いたドライエッチングによってｐ型半導体層２と発光層３を取り除く。
【０２１１】
次に、図３３（ｂ）に示すように、熱ＣＶＤ装置を用いて、誘電体膜１１ａとなるＳｉＯ２を１００ｎｍの膜厚で半導体上に形成する。このように、熱ＣＶＤ法を用いることで、積層構造体１ｓのテーパ形状部１ｔの形状に追従した誘電体膜１１ａを設けることが容易となる。
【０２１２】
次に、図３３（ｃ）に表したように、誘電体膜１１ａとなるＳｉＯ２の上に、所定形状の誘電体積層膜１１を形成する。この時、誘電体積層膜１１としては、ＴｉＯ／（ＳｉＯ／ＴｉＯ）４の積層膜を用いることができる。なお、この積層膜の成膜には、既に説明したように、真空蒸着法を用いることができ、また、その形状の加工には、リフトオフ法を用いることができる。
【０２１３】
なお、誘電体積層膜１１となるＴｉＯ／（ＳｉＯ／ＴｉＯ）４の積層膜において、それぞれの膜厚は、それぞれの屈折率をｎ、発光層３からの発光波長をλとして、λ／（４ｎ）と表される。
【０２１４】
次に、図３４（ａ）に表したように、誘電体膜１１ａとなるＳｉＯ２をフッ化アンモン処理で部分的に取り除き、ＳｉＯ２を取り除いた領域のｐ型半導体層２の上に第２ｐ側電極膜４ｂを所定形状で形成し、ＳｉＯ２を取り除いた領域のｎ型半導体層１の一部の上に第１ｎ側電極膜７ａを所定形状で形成する。第２ｐ側電極膜４ｂ及び第１ｎ側電極膜７ａの材料には既に説明した材料を用い、その形成方法には既に説明したリフトオフ法を用いることができる。
【０２１５】
そして、図３４（ｂ）に表したように、ＳｉＯ２を取り除いた領域のｎ型半導体層１の一部の上に第２ｎ側電極膜７ｂを所定形状で形成する。第２ｎ側電極膜７ｂの材料には既に説明した材料を用い、その形成方法には既に説明したリフトオフ法を用いることができる。
【０２１６】
そして、図３４（ｃ）に表したように、第２ｐ側電極膜４ｂの全面を覆い、第２ｐ側電極膜４ｂから露出しているｐ型半導体層２を覆うように、第１ｐ側電極膜４ａを形成する。第１ｐ側電極膜４ａの材料には既に説明した材料を用い、その形成方法には既に説明したリフトオフ法を用いることができる。
このようにして、本実施形態に係る半導体発光素子１１３を形成することができる。
【０２１７】
本実施形態に係る半導体発光素子１１３は、積層構造体１ｓがテーパ形状部１ｔを有しているので反射特性がさらに高い。
【０２１８】
さらに、誘電体積層膜１１を、ｎ側電極７（第１ｎ側電極膜７ａ及び第２ｎ側電極膜７ｂ）及びｐ側電極４よりも前に加工するので、プロセス整合性が高く、製造が容易である。
【０２１９】
すなわち、前記誘電体積層膜１１の形成を、例えばリフトオフ法によって行い、その後に、誘電体膜１１ａを例えばウエットエッチング法またはドライエッチング法によって加工する。そして、露出した第１及び第２半導体層に、それぞれ、ｎ側電極７及びｐ側電極４を例えばリフトオフ法によって形成する。これにより、プロセス整合性が向上し、加工マージンが拡大する。
【０２２０】
このように、本実施形態に係る半導体発光素子１１３によって、発光層で生じた光をより効率良く外部に取り出し、製造が容易な半導体発光素子及びその製造方法を提供することができる。
【０２２１】
なお、本実施形態に係る半導体発光素子１１３において、図３４（ｃ）に例示した工程の後に、第１２の実施形態で説明したｐ側パッド４５及びｎ側パッド７５を設けても良い。この場合は、前記誘電体膜１１ａは、前記誘電体積層膜１１により覆われていない突出部を有し、この突出部の上に、前記第１及び第２電極の少なくともいずれかと接続された導電膜の少なくとも一部、が設けられる構造となる。
【０２２２】
（第１４の実施形態）
図３５は、本発明の第１４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フローチャート図である。
図３５に表したように、本発明の第１４の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法においては、まず、基板１０の上に、第１半導体層（ｎ型半導体層１）、発光層３及び第２半導体層（ｐ型半導体層２）を積層して形成する（ステップＳ１１０）。これには、例えば、第１の実施形態に関して説明した方法を用いることができる。
【０２２３】
そして、前記第２半導体層と前記発光層の一部を除去して前記第１半導体層を露出させる（ステップＳ１２０）。これには、例えば、第２の実施形態に関して説明した方法を用いることができる。
【０２２４】
そして、前記露出した前記第１半導体層の第１領域に、第１金属膜（第１ｎ側電極膜７ａ）を形成する（ステップＳ１３０）。これには、例えば、第２の実施形態に関して説明した方法を用いることができる。
【０２２５】
そして、前記露出した前記第１半導体層の前記第１領域に隣接する第２領域と、前記第２半導体層の上と、に前記発光層３から放出される光に対する反射率が前記第１金属膜よりも高く前記第１半導体層に対する接触抵抗が前記第１金属膜よりも高い金属膜（第２ｎ側電極膜７ｂ及び第２ｐ側電極膜４ｂ）を形成する（ステップＳ１４０）。これには、例えば、第６の実施形態に関して説明した方法を用いることができる。
【０２２６】
そして、前記第１電極及び前記第２電極から露出した前記第１半導体層及び前記第２半導体層の上に、屈折率の異なる複数種の誘電体膜を交互に積層された誘電体積層膜１１を形成する。（ステップＳ１５０）。これには、例えば、第２の実施形態に関して説明した方法を用いることができる。
【０２２７】
本実施形態に係る半導体発光素子の製造方法によれば、ｐ側電極４の高効率反射特性の第２ｐ側電極膜４ｂと、高効率反射特性の第２ｎ側電極膜７ｂと、が同じ材料で構成され、そして、同時に形成されることを可能にしている。
これにより、工程数を減らすことができ、発光層で生じた光を効率良く外部に取り出すことができ、高いスループット、低コストの半導体発光素子の製造方法を提供することができる。
【０２２８】
なお、上記のステップＳ１１０〜Ｓ１５０は、技術的に可能な限り、入れ替えが可能であり、また、同時に実施することができる。
【０２２９】
（第１５の実施形態）
図３６は、本発明の第１５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フローチャート図である。
図３６に表したように、本発明の第１５の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法においては、まず、基板１０の上に、第１半導体層（ｎ型半導体層１）、発光層３及び第２半導体層（ｐ型半導体層２）を積層して形成する（ステップＳ２１０）。これには、例えば、第１の実施形態に関して説明した方法を用いることができる。
【０２３０】
そして、前記第２半導体層と前記発光層の一部を除去して前記第１半導体層を露出させる（ステップＳ２２０）。これには、例えば、第２の実施形態に関して説明した方法を用いることができる。
【０２３１】
前記第１半導体層及び前記第２半導体層の上に、屈折率の異なる複数種の誘電体膜を交互に積層された誘電体積層膜１１を形成する（ステップＳ２３０）。これには、例えば、第２の実施形態に関して説明した方法を用いることができる。
【０２３２】
前記誘電体積層膜から露出した前記第１半導体層の第１領域に、第１金属膜（第１ｎ側電極膜７ａ）を形成し、前記誘電体積層膜１１から露出した前記第１半導体層の前記第１領域に隣接する第２領域に、前記発光層から放出される光に対する反射率が前記第１金属膜よりも高く前記第１半導体層に対する接触抵抗が前記第１金属膜よりも高い第２金属膜（第２ｎ側電極膜７ｂ）を形成する（ステップＳ２４０）。これには、例えば、第２の実施形態に関して説明した方法を用いることができる。
【０２３３】
このように、本実施形態に係る半導体発光素子の製造方法においては、第１金属膜（第１ｎ側電極膜７ａ）及び第２金属膜（第２ｎ側電極膜７ｂ）の前に、誘電体積層膜１１を設ける。すなわち、第１２及び第１３の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法における工程の順番である。
【０２３４】
発明者の実験によると、誘電体積層膜１１を真空蒸着装置で常温成膜した場合、ウェットエッチングによるエッチングレートが非常に早く、膜の加工性が低い。また、成膜中または成膜後に高温熱処理をすると、酸化ジルコニウムや酸化チタンなどはウェットエッチングによるエッチングレートが非常に小さくなり、膜の加工が困難となる。このため、例えばリフトオフ法によって誘電体積層膜１１を加工することができる。
【０２３５】
この時、第１金属膜（第１ｎ側電極膜７ａ）及び第２金属膜（第２ｎ側電極膜７ｂ）の前に、誘電体積層膜１１を設けることにより、プロセス整合性が高まり、製造のマージンが広がる。
【０２３６】
このように、本実施形態に係る半導体発光素子の製造方法によって、プロセス整合性が高く作り易い、発光層で生じた光を効率良く外部に取り出すことができる半導体発光素子の製造方法を提供することができる。
【０２３７】
図３７は、本発明の第１５の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法の変形例を示すフローチャート図である。
図３７に表したように、本発明の第１５の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法の変形例では、前記第１半導体層の露出工程（ステップＳ２２０）から、前記誘電体積層膜１１の形成工程（ステップＳ２３０）の間に、前記第１半導体層及び前記第２半導体層の上に、前記誘電体積層膜１１よりも、前記第１半導体層及び前記第２半導体層の段差に対しての被覆性が高い誘電体膜１１ａを形成する（ステップＳ２２５）。
【０２３８】
この誘電体膜１１ａには、第１３の実施形態で説明したように、熱ＣＶＤ法で形成された例えばＳｉＯ２膜を用いることができる。
【０２３９】
すなわち、前記誘電体膜１１ａの形成は、化学気相成長法により実施されることができる。
【０２４０】
これにより、前記第１半導体層及び前記第２半導体層の段差に対して被覆性の高い誘電体膜１１ａを形成することができる。
【０２４１】
そして、第１３の実施形態に関して説明したように、誘電体膜１１ａの形成の後に、前記誘電体積層膜１１の形成を、例えばリフトオフ法によって行い、その後に、誘電体膜１１ａを例えばウエットエッチング法またはドライエッチング法によって加工する。そして、露出した第１及び第２半導体層に、それぞれ、ｎ側電極７及びｐ側電極４を形成する。
【０２４２】
本実施形態に係る半導体発光素子の製造方法では、第５の実施形態でも説明したように、第１ｎ側電極膜７ａ及び第２ｐ側電極膜４ｂを形成する前に、誘電体膜１１ａを半導体層上に形成する構成なので、電極形成工程で電極と半導体層の界面に付着するコンタミネーションを大幅に減らすことができるため、信頼性や歩留り、電気特性、光学特性を向上させることができる。
【０２４３】
本実施形態に係る変形例の半導体発光素子の製造方法によれば、さらにプロセス整合性が高く信頼性や歩留り、電気特性、光学特性の高い半導体発光素子の製造方法が提供できる。
【０２４４】
（第１６の実施形態）
図３８は、本発明の第１６の実施形態に係る半導体発光装置の構造を例示する模式的断面図である。
本発明の第１６の実施形態に係る半導体発光装置２０１は、上記の各実施形態に係る半導体発光素子のいずれかと、蛍光体と、を組み合わせた白色ＬＥＤである。なお、以下では、第１の実施形態に係る半導体発光素子１０１と、蛍光体と、を組み合わせた場合として説明する。
【０２４５】
すなわち、本実施形態に係る半導体発光装置２０１は、上記のいずれかの半導体発光素子と、前記半導体素子で発光された光が照射される蛍光体層と、を備える。
【０２４６】
図３８に表したように、本実施形態に係る半導体発光装置２０１においては、セラミック等からなる容器２２の内面に反射膜２３が設けられており、反射膜２３は容器２２の内側面と底面に分離して設けられている。反射膜２３は、例えばアルミニウム等からなるものである。このうち容器２２の底部に設けられた反射膜２３の上に、図１に例示した半導体発光素子１０１がサブマウント２４を介して設置されている。
【０２４７】
半導体発光素子１０１にはボールボンダによって金バンプ２５が形成され、サブマウント２４に固定されている。金バンプ２５を用いずに、直接サブマウント２４へ固定しても良い。
【０２４８】
これら半導体発光素子１０１、サブマウント２４及び反射膜２３の固定には、接着剤による接着や半田等を用いることが可能である。
【０２４９】
サブマウント２４の半導体発光素子側の表面には、半導体発光素子１０１のｐ側電極４とｎ側電極７とが絶縁されるようにパターニングされた電極が形成されており、それぞれ容器２２側に設けられた図示しない電極に対してボンディングワイヤ２６により接続されている。この接続は、内側面の反射膜２３と、底面の反射膜２３と、の間の部分において行われている。
【０２５０】
また、半導体発光素子１０１やボンディングワイヤ２６を覆うように赤色蛍光体を含む第１蛍光体層２１１が設けられており、この第１蛍光体層２１１の上には青色、緑色或いは黄色の蛍光体を含む第２蛍光体層２１２が形成されている。この蛍光体層の上にはシリコン樹脂からなる蓋部２７が設けられている。
【０２５１】
第１蛍光体層２１１は、樹脂及びこの樹脂中に分散された赤色蛍光体を含む。
赤色蛍光体としては、例えばＹ2Ｏ3、ＹＶＯ4、Ｙ2（Ｐ,Ｖ）Ｏ4等を母材として用いることができ、これに３価のＥｕ（Ｅｕ3+）を付活物質として含ませる。すなわち、Ｙ2Ｏ3:Ｅｕ3+、ＹＶＯ4:Ｅｕ3+等を赤色蛍光体として用いることができる。Ｅｕ3+の濃度は、モル濃度で１％〜１０％とすることができる。赤色蛍光体の母材としては、Ｙ2Ｏ3、ＹＶＯ4の他に、ＬａＯＳやＹ2（Ｐ, Ｖ）Ｏ4等を用いることができる。また、Ｅｕ3+の他にＭｎ4+等を利用することもできる。特に、ＹＶＯ4母体に、３価のＥｕと共に少量のＢｉを添加することにより、３８０ｎｍの吸収が増大するので、さらに発光効率を高くすることができる。また、樹脂としては、例えば、シリコン樹脂等を用いることができる。
【０２５２】
また、第２蛍光体層２１２は、樹脂、並びに、この樹脂中に分散された青色、緑色及び黄色の少なくともいずれかの蛍光体、を含む。例えば、青色蛍光体と緑色蛍光体を組み合わせた蛍光体を用いても良く、また、青色蛍光体と黄色蛍光体とを組み合わせた蛍光体を用いても良く、青色蛍光体、緑色蛍光体及び黄色蛍光体を組み合わせた蛍光体を用いても良い。
【０２５３】
青色蛍光体としては、例えば（Ｓｒ，Ｃａ）10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ2+やＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27:Ｅｕ2+等を用いることができる。
緑色蛍光体としては、例えば３価のＴｂを発光中心とするＹ2ＳｉＯ5:Ｃｅ3+，Ｔｂ3+を用いることができる。この場合、ＣｅイオンからＴｂイオンへエネルギーが伝達されることにより励起効率が向上する。緑色蛍光体としては、例えば、Ｓｒ4Ａｌ14Ｏ25:Ｅｕ2+等を用いることができる。
黄色蛍光体としては、例えばＹ3Ａｌ5:Ｃｅ3+等を用いることができる。
また、樹脂として、例えば、シリコン樹脂等を用いることができる。
特に、３価のＴｂは、視感度が最大となる５５０ｎｍ付近に鋭い発光を示すので、３価のＥｕの鋭い赤色発光と組み合わせると発光効率が著しく向上する。
【０２５４】
本実施形態に係る半導体発光装置２０１によれば、半導体発光素子１０１から発生した３８０ｎｍの紫外光は、半導体発光素子１０１の基板１０側に放出され、反射膜２３における反射をも利用することにより、各蛍光体層に含まれる上記蛍光体を効率良く励起することができる。
【０２５５】
例えば、第１蛍光体層２１１に含まれる３価のＥｕ等を発光中心とする上記蛍光体は、６２０ｎｍ付近の波長分布の狭い光に変換され、赤色可視光を効率良く得ることが可能である。
また、第２蛍光体層２１２に含まれる青色、緑色、黄色の蛍光体が、効率良く励起され、青色、緑色、黄色の可視光を効率良く得ることができる。
これらの混色として、白色光やその他様々な色の光を、高効率でかつ演色性良く得ることが可能である。
【０２５６】
次に、本実施形態に係る半導体発光装置２０１の製造方法について説明する。
なお、半導体発光素子１０１を作製する工程は、既に説明した方法を用いることができるので、以下では、半導体発光素子１０１が出来上がった後の工程について説明する。
【０２５７】
まず、容器２２の内面に反射膜２３となる金属膜を、例えばスパッタリング法により形成し、この金属膜をパターニングして容器２２の内側面と底面にそれぞれ反射膜２３を残す。
【０２５８】
次に、半導体発光素子１０１にボールボンダによって金バンプ２５を形成し、ｐ側電極４用とｎ側電極７用にパターニングされた電極を持つサブマウント２４上に固定し、このサブマウント２４を容器２２の底面の反射膜２３上に設置して固定する。これらの固定には接着剤による接着や半田等を用いることが可能である。また、ボールボンダによる金バンプ２５を用いずに半導体発光素子１００をサブマウント２４上に直接固定することもできる。
【０２５９】
次に、サブマウント２４上の図示しないｎ側電極及びｐ側電極をそれぞれ容器２２側に設けられた図示しない電極に対してボンディングワイヤ２６により接続する。
【０２６０】
さらに、半導体発光素子１０１やボンディングワイヤ２６を覆うように赤色蛍光体を含む第１蛍光体層２１１を形成し、この第１蛍光体層２１１上に青色、緑色或いは黄色の蛍光体を含む第２蛍光体層２１２を形成する。
【０２６１】
蛍光体層のそれぞれの形成方法は、各蛍光体を樹脂原料混合液に分散させたものを滴下し、さらに熱処理を行うことにより熱重合させて樹脂を硬化させる。なお、各蛍光体を含有する樹脂原料混合液を滴下してしばらく放置した後に硬化させることにより、各蛍光体の微粒子が沈降し、第１、第２蛍光体層２１１、２１２の下層に各蛍光体の微粒子を偏在させることができ、各蛍光体の発光効率を適宜制御することが可能である。その後、蛍光体層上に蓋部２７を設け、本実施形態に係る半導体発光装置２０１、すなわち、白色ＬＥＤが作製される。
【０２６２】
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や、導電型などを制御するために添加される各種のドーパントのいずれか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。
【０２６３】
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、半導体発光素子を構成する半導体多層膜、金属膜、誘電体膜など各要素の形状、サイズ、材質、配置関係などに関して、また製造方法に関しては、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。
【０２６４】
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及びその製造方法を基にして、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及びその製造方法も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【０２６５】
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。
【図面の簡単な説明】
【０２６６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式図である。
【図２】比較例の半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子の変形例を示す模式的平面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子の変形例を示す模式的平面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子の特性を例示するグラフ図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る半導体発光素子の製造工程を例示する工程順模式的断面図である。
【図８】図７に続く工程順模式的断面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る半導体発光素子の特性を例示するグラフ図である。
【図１３】本発明の第５の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
【図１４】本発明の第５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工程順模式的断面図である。
【図１５】図１４に続く工程順模式的断面図である。
【図１６】図１５に続く工程順模式的断面図である。
【図１７】本発明の第６の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
【図１８】本発明の第６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工程順模式的断面図である。
【図１９】図１８に続く工程順模式的断面図である。
【図２０】本発明の第７の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
【図２１】本発明の第７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工程順模式的断面図である。
【図２２】図２１に続く工程順模式的断面図である。
【図２３】本発明の第８の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
【図２４】本発明の第８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工程順模式的断面図である。
【図２５】図２４に続く工程順模式的断面図である。
【図２６】本発明の第９の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
【図２７】本発明の第１０の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
【図２８】本発明の第１１の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
【図２９】本発明の第１２の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
【図３０】本発明の第１２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工程順模式的断面図である。
【図３１】図３０に続く工程順模式的断面図である。
【図３２】本発明の第１３の実施形態に係る半導体発光素子の構造を例示する模式的断面図である。
【図３３】本発明の第１３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工程順模式的断面図である。
【図３４】図３３に続く工程順模式的断面図である。
【図３５】本発明の第１４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フローチャート図である。
【図３６】本発明の第１５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フローチャート図である。
【図３７】本発明の第１５の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法の変形例を示すフローチャート図である。
【図３８】本発明の第１６の実施形態に係る半導体発光装置の構造を例示する模式的断面図である。
【符号の説明】
【０２６７】
１ ｎ型半導体層（第１半導体層）
１ａ 第１主面
１ｂ 第２主面
１ｓ 積層構造体
１ｔ、１ｒ テーパ形状部
２ ｐ型半導体層（第２半導体層）
３ 発光層
４ ｐ側電極（第２電極）
４ａ 第１ｐ側電極膜（第３金属膜）
４ｂ 第２ｐ側電極膜（第４金属膜）
４ｃ 第３ｐ側電極膜（第５金属膜）
４ｔ ｐ側透明電極（透明電極）
７ ｎ側電極（第１電極）
７ａ 第１ｎ側電極膜（第１金属膜）
７ｂ 第２ｎ側電極膜（第２金属膜）
７ｔ ｎ側透明電極（透明電極）
８ａ 第１領域
８ｂ 第２領域
１０ 基板
１１ 誘電体積層膜
１１ａ 誘電体膜
２２ 容器
２３ 反射膜
２４ サブマウント
２５ 金バンプ
２６ ボンディングワイヤ
２７ 蓋部
４５ ｐ側パッド
７５ ｎ側パッド
９０、１０１、１０１ａ、１０１ｂ、１０２、１０３ａ、１０３ｂ、１０４〜１１３ 半導体発光素子
２０１ 半導体発光装置
２１１、２１２ 蛍光体層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１半導体層と、第２半導体層と、前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられた発光層と、を有し、前記第２半導体層と前記発光層が選択的に除去されて前記第２半導体層の側の第１主面に前記第１半導体層の一部が露出した積層構造体と、
前記積層構造体の前記第１主面上に設けられ、
前記第１半導体層の前記一部の上に設けられた第１金属膜を含む第１領域と、
前記第１半導体層の前記一部の上に設けられ、前記発光層から放出される光に対する反射率が前記第１金属膜よりも高く、前記第１半導体層に対する接触抵抗が前記第１金属膜よりも高い第２金属膜を含む第２領域と、
を有し、前記第１半導体層に接続された第１電極と、
前記積層構造体の前記第１主面上に設けられ、前記第２半導体層に接続された第２電極と、
前記第１主面上において、前記第１電極及び前記第２電極のいずれにも覆われていない前記第１半導体層及び前記第２半導体層の上に設けられ、屈折率の異なる複数の誘電体膜が積層されてなる誘電体積層膜と、
を備えたことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
前記第１領域は、前記第１電極のうちの前記第２電極と対向する部分であることを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記第２電極は、
第３金属膜と、
前記第３金属膜と前記第２半導体層との間に設けられ、前記光に対する反射率が前記第３金属膜よりも高い第４金属膜と、
を有することを特徴とする請求項１または２に記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記第４金属膜は、前記第２金属膜と同じ材料で構成されたことを特徴とする請求項３記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記第２電極は、前記第３金属膜と前記第４金属膜との間に設けられ、前記第３金属膜に含まれる材料が前記第４金属膜に拡散することを抑制する第５金属膜をさらに有することを特徴とする請求項３または４に記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記第１半導体層と前記第１電極との間、及び前記第２半導体層と前記第２電極との間、の少なくともいずれかの、少なくとも一部に設けられた透明電極をさらに備えたことを特徴とする請求項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半導体層と前記発光層が選択的に除去された部分の側面は、前記第１及び第２半導体層の層面に対して傾斜したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項８】
前記誘電体積層膜は、第１屈折率ｎ１を有する第１誘電体層と、前記第１屈折率ｎ１とは異なる第２屈折率ｎ２を有する第２誘電体層と、を交互に積層してなり、
前記発光層の発光波長をλとしたとき、前記第１誘電体層のそれぞれの厚さは実質的にλ／（４ｎ１）であり、前記第２誘電体層のそれぞれの厚さは実質的にλ／（４ｎ２）であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項９】
前記誘電体積層膜と、前記積層構造体と、の間に設けられた誘電体膜をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１０】
前記誘電体膜は、前記誘電体積層膜に覆われていない突出部を有し、前記突出部の上に、前記第１及び第２電極のいずれか、または、前記第１及び第２電極のいずれかと接続された導電膜、が設けられたことを特徴とする請求項９記載の半導体発光素子。
【請求項１１】
前記積層構造体は、前記第１主面に対向する第２主面の側に設けられたサファイアからなる基板をさらに有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１２】
前記積層構造体は、前記基板と前記第１半導体層との間に設けられた単結晶の窒化アルミニウム層をさらに有することを特徴とする請求項１１記載の半導体発光素子。
【請求項１３】
前記窒化アルミニウム層の前記基板の側には、炭素の濃度が相対的に高い部分が設けられていることを特徴とする請求項１２記載の半導体発光素子。
【請求項１４】
基板の上に、第１半導体層、発光層及び第２半導体層を積層して形成する工程と、
前記第２半導体層と前記発光層の一部を除去して前記第１半導体層を露出させる工程と、
前記露出した前記第１半導体層の第１領域に、第１金属膜を形成する工程と、
前記露出した前記第１半導体層の前記第１領域に隣接する第２領域と、前記第２半導体層の上と、に前記発光層から放出される光に対する反射率が前記第１金属膜よりも高く前記第１半導体層に対する接触抵抗が前記第１金属膜よりも高い金属膜を形成する工程と、
前記第１電極及び前記第２電極から露出した前記第１半導体層及び前記第２半導体層の上に、屈折率の異なる誘電体膜を交互に積層して誘電体積層膜を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
【請求項１５】
基板の上に、第１半導体層、発光層及び第２半導体層を積層して形成する工程と、
前記第２半導体層と前記発光層の一部を除去して前記第１半導体層を露出させる工程と、
前記第１半導体層及び前記第２半導体層の上に、屈折率の異なる誘電体膜を交互に積層して誘電体積層膜を選択的に形成する工程と、
前記誘電体積層膜により覆われていない前記第１半導体層の第１領域に、第１金属膜を形成し、前記第１領域に隣接し前記誘電体多層膜により覆われていない前記第１半導体層の第２領域に、前記発光層から放出される光に対する反射率が前記第１金属膜よりも高く前記第１半導体層に対する接触抵抗が前記第１金属膜よりも高い第２金属膜を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
【請求項１６】
前記第１半導体層を露出させる工程と、前記誘電体積層膜を選択的に形成する工程と、の間に、
前記第１半導体層及び前記第２半導体層の上に、段差に対する被覆性が前記誘電体積層膜よりも高い誘電体膜を形成する工程をさらに備えたことを特徴とする請求項１５記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項１７】
前記誘電体膜を、化学気相成長法により形成することを特徴とする請求項１６記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項１】
第１半導体層と、第２半導体層と、前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられた発光層と、を有し、前記第２半導体層と前記発光層が選択的に除去されて前記第２半導体層の側の第１主面に前記第１半導体層の一部が露出した積層構造体と、
前記積層構造体の前記第１主面上に設けられ、
前記第１半導体層の前記一部の上に設けられた第１金属膜を含む第１領域と、
前記第１半導体層の前記一部の上に設けられ、前記発光層から放出される光に対する反射率が前記第１金属膜よりも高く、前記第１半導体層に対する接触抵抗が前記第１金属膜よりも高い第２金属膜を含む第２領域と、
を有し、前記第１半導体層に接続された第１電極と、
前記積層構造体の前記第１主面上に設けられ、前記第２半導体層に接続された第２電極と、
前記第１主面上において、前記第１電極及び前記第２電極のいずれにも覆われていない前記第１半導体層及び前記第２半導体層の上に設けられ、屈折率の異なる複数の誘電体膜が積層されてなる誘電体積層膜と、
を備えたことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
前記第１領域は、前記第１電極のうちの前記第２電極と対向する部分であることを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記第２電極は、
第３金属膜と、
前記第３金属膜と前記第２半導体層との間に設けられ、前記光に対する反射率が前記第３金属膜よりも高い第４金属膜と、
を有することを特徴とする請求項１または２に記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記第４金属膜は、前記第２金属膜と同じ材料で構成されたことを特徴とする請求項３記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記第２電極は、前記第３金属膜と前記第４金属膜との間に設けられ、前記第３金属膜に含まれる材料が前記第４金属膜に拡散することを抑制する第５金属膜をさらに有することを特徴とする請求項３または４に記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記第１半導体層と前記第１電極との間、及び前記第２半導体層と前記第２電極との間、の少なくともいずれかの、少なくとも一部に設けられた透明電極をさらに備えたことを特徴とする請求項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半導体層と前記発光層が選択的に除去された部分の側面は、前記第１及び第２半導体層の層面に対して傾斜したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項８】
前記誘電体積層膜は、第１屈折率ｎ１を有する第１誘電体層と、前記第１屈折率ｎ１とは異なる第２屈折率ｎ２を有する第２誘電体層と、を交互に積層してなり、
前記発光層の発光波長をλとしたとき、前記第１誘電体層のそれぞれの厚さは実質的にλ／（４ｎ１）であり、前記第２誘電体層のそれぞれの厚さは実質的にλ／（４ｎ２）であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項９】
前記誘電体積層膜と、前記積層構造体と、の間に設けられた誘電体膜をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１０】
前記誘電体膜は、前記誘電体積層膜に覆われていない突出部を有し、前記突出部の上に、前記第１及び第２電極のいずれか、または、前記第１及び第２電極のいずれかと接続された導電膜、が設けられたことを特徴とする請求項９記載の半導体発光素子。
【請求項１１】
前記積層構造体は、前記第１主面に対向する第２主面の側に設けられたサファイアからなる基板をさらに有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１２】
前記積層構造体は、前記基板と前記第１半導体層との間に設けられた単結晶の窒化アルミニウム層をさらに有することを特徴とする請求項１１記載の半導体発光素子。
【請求項１３】
前記窒化アルミニウム層の前記基板の側には、炭素の濃度が相対的に高い部分が設けられていることを特徴とする請求項１２記載の半導体発光素子。
【請求項１４】
基板の上に、第１半導体層、発光層及び第２半導体層を積層して形成する工程と、
前記第２半導体層と前記発光層の一部を除去して前記第１半導体層を露出させる工程と、
前記露出した前記第１半導体層の第１領域に、第１金属膜を形成する工程と、
前記露出した前記第１半導体層の前記第１領域に隣接する第２領域と、前記第２半導体層の上と、に前記発光層から放出される光に対する反射率が前記第１金属膜よりも高く前記第１半導体層に対する接触抵抗が前記第１金属膜よりも高い金属膜を形成する工程と、
前記第１電極及び前記第２電極から露出した前記第１半導体層及び前記第２半導体層の上に、屈折率の異なる誘電体膜を交互に積層して誘電体積層膜を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
【請求項１５】
基板の上に、第１半導体層、発光層及び第２半導体層を積層して形成する工程と、
前記第２半導体層と前記発光層の一部を除去して前記第１半導体層を露出させる工程と、
前記第１半導体層及び前記第２半導体層の上に、屈折率の異なる誘電体膜を交互に積層して誘電体積層膜を選択的に形成する工程と、
前記誘電体積層膜により覆われていない前記第１半導体層の第１領域に、第１金属膜を形成し、前記第１領域に隣接し前記誘電体多層膜により覆われていない前記第１半導体層の第２領域に、前記発光層から放出される光に対する反射率が前記第１金属膜よりも高く前記第１半導体層に対する接触抵抗が前記第１金属膜よりも高い第２金属膜を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
【請求項１６】
前記第１半導体層を露出させる工程と、前記誘電体積層膜を選択的に形成する工程と、の間に、
前記第１半導体層及び前記第２半導体層の上に、段差に対する被覆性が前記誘電体積層膜よりも高い誘電体膜を形成する工程をさらに備えたことを特徴とする請求項１５記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項１７】
前記誘電体膜を、化学気相成長法により形成することを特徴とする請求項１６記載の半導体発光素子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【公開番号】特開２０１０−５６３２２（Ｐ２０１０−５６３２２Ａ）
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２０１４３（Ｐ２００８−２２０１４３）
【出願日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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