特許 6837593 半導体発光素子および半導体発光素子の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6837593

(24)【登録日】2021年2月12日

(45)【発行日】2021年3月3日

(54)【発明の名称】半導体発光素子および半導体発光素子の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/40 20100101AFI20210222BHJP

   H01L 33/32 20100101ALI20210222BHJP

   H01L 21/28 20060101ALI20210222BHJP

【ＦＩ】

   H01L33/40

   H01L33/32

   H01L21/28 301B

   H01L21/28 301R

【請求項の数】6

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2020-135287(P2020-135287)

(22)【出願日】2020年8月7日

【審査請求日】2020年8月18日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000226242

【氏名又は名称】日機装株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(72)【発明者】

【氏名】稲津 哲彦

(72)【発明者】

【氏名】丹羽 紀隆

【審査官】 高椋 健司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２２７８２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０５８５３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０２０−０６４９６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０７１２３５９４（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ３３／００−３３／６４

Ｈ０１Ｓ ５／００−５／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ｎ型ＡｌＧａＮ系半導体材料から構成されるｎ型半導体層と、
前記ｎ型半導体層上に設けられ、ＡｌＧａＮ系半導体材料から構成される活性層と、
前記活性層上に設けられるｐ型半導体層と、
前記ｐ型半導体層の上面と接触する厚さが１０ｎｍ以下のＲｈ層と、前記Ｒｈ層の上面と接触する厚さが２０ｎｍ以上のＡｌ層とを含むｐ側コンタクト電極と、を備え、
前記ｐ側コンタクト電極の前記ｐ型半導体層側から入射する波長２８０ｎｍの紫外光に対する反射率は、７０％以上であることを特徴とする半導体発光素子。

【請求項2】

前記ｐ側コンタクト電極の前記Ｒｈ層および前記Ａｌ層の形成面積は、前記ｐ型半導体層の上面の面積の８０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子。

【請求項3】

前記ｐ側コンタクト電極は、前記Ａｌ層上に設けられる厚さが１０ｎｍ以上のＴｉ層をさらに含む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ｐ側コンタクト電極上に設けられるｐ側パッド開口を有し、前記ｐ側パッド開口とは異なる箇所において前記ｐ側コンタクト電極を被覆し、酸化物の誘電体材料を含む保護層と、
前記保護層上に設けられ、前記ｐ側パッド開口において前記ｐ側コンタクト電極と接続するｐ側パッド電極と、をさらに備えることを特徴する請求項３に記載の半導体発光素子。

【請求項5】

ｎ型ＡｌＧａＮ系半導体材料から構成されるｎ型半導体層上にＡｌＧａＮ系半導体材料から構成される活性層を形成する工程と、
前記活性層上にｐ型半導体層を形成する工程と、
前記ｐ型半導体層の上面と接触する厚さが１０ｎｍ以下のＲｈ層と、前記Ｒｈ層の上面と接触する厚さが２０ｎｍ以上のＡｌ層とを含むｐ側コンタクト電極を形成する工程と、
前記ｐ側コンタクト電極をアニールする工程と、を備えることを特徴とする半導体発光素子の製造方法。

【請求項6】

前記ｐ側コンタクト電極のアニール温度は、５００℃以上６５０℃以下であることを特徴とする請求項５に記載の半導体発光素子の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体発光素子および半導体発光素子の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体発光素子は、基板上に積層されるｎ型半導体層、活性層およびｐ型半導体層を有し、ｐ型半導体層上にｐ側電極が設けられる。ＧａＮやＡｌＧａＮなどの窒化物半導体を用いる発光素子において、発光波長に対して高い反射効率を有するＲｈやＰｔなどがｐ側電極の材料として選択される（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７−３０００６３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

光取り出し効率のさらなる向上のため、ｐ型半導体層に対するｐ側電極のコンタクト抵抗を低減しつつ、ｐ側電極の紫外光反射率をより高めることが好ましい。

【0005】

本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、半導体発光素子の光取り出し効率を向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のある態様の半導体発光素子は、ｎ型ＡｌＧａＮ系半導体材料から構成されるｎ型半導体層と、ｎ型半導体層上に設けられ、ＡｌＧａＮ系半導体材料から構成される活性層と、活性層上に設けられるｐ型半導体層と、ｐ型半導体層の上面と接触する厚さが１０ｎｍ以下のＲｈ層と、Ｒｈ層の上面と接触する厚さが２０ｎｍ以上のＡｌ層とを含むｐ側コンタクト電極と、を備える。

【0007】

この態様によると、ｐ側コンタクト電極のｐ型半導体層と接触する部分にＲｈを用いることで、コンタクト抵抗を好適に低減できる。さらに、厚さが１０ｎｍ以下のＲｈ層と厚さが２０ｎｍ以上のＡｌ層を組み合わせることで、紫外光に対する反射率をＲｈのみを用いる場合よりも高めることができる。これにより、光取り出し効率のより高い半導体発光素子を実現できる。

【0008】

ｐ側コンタクト電極のｐ型半導体層側から入射する波長２８０ｎｍの紫外光に対する反射率は、７０％以上であってもよい。

【0009】

ｐ側コンタクト電極のＲｈ層およびＡｌ層の形成面積は、ｐ型半導体層の上面の面積の８０％以上であってもよい。

【0010】

ｐ側コンタクト電極は、Ａｌ層上に設けられる厚さが１０ｎｍ以上のＴｉ層をさらに有してもよい。

【0011】

ｐ側コンタクト電極上に設けられるｐ側パッド開口を有し、ｐ側パッド開口とは異なる箇所においてｐ側コンタクト電極を被覆し、酸化物の誘電体材料を含む保護層と、保護層上に設けられ、ｐ側パッド開口においてｐ側コンタクト電極と接続するｐ側パッド電極と、をさらに備えてもよい。

【0012】

本発明の別の態様は、半導体発光素子の製造方法である。この方法は、ｎ型ＡｌＧａＮ系半導体材料から構成されるｎ型半導体層上にＡｌＧａＮ系半導体材料から構成される活性層を形成する工程と、活性層上にｐ型半導体層を形成する工程と、ｐ型半導体層の上面と接触する厚さが１０ｎｍ以下のＲｈ層と、Ｒｈ層の上面と接触する厚さが２０ｎｍ以上のＡｌ層とを含むｐ側コンタクト電極を形成する工程と、ｐ側コンタクト電極をアニールする工程と、を備える。

【0013】

この態様によると、ｐ側コンタクト電極のｐ型半導体層と接触する部分にＲｈを用いることで、コンタクト抵抗を好適に低減できる。さらに、厚さが１０ｎｍ以下のＲｈ層と厚さが２０ｎｍ以上のＡｌ層を組み合わせるとともに、ｐ側コンタクト電極をアニールすることで、紫外光に対する反射率をＲｈのみを用いる場合よりも高めることができる。これにより、光取り出し効率のより高い半導体発光素子を実現できる。

【0014】

ｐ側コンタクト電極のアニール温度は、５００℃以上６５０℃以下であってもよい。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、半導体発光素子の光取り出し効率を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】実施の形態に係る半導体発光素子の構成を概略的に示す断面図である。

【図2】実施の形態に係る半導体発光素子の構成を概略的に示す上面図である。

【図3】ｐ側コンタクト電極の反射率を示すグラフである。

【図4】反射電極の機能を概略的に示す図である。

【図5】半導体発光素子の製造工程を概略的に示す図である。

【図6】半導体発光素子の製造工程を概略的に示す図である。

【図7】半導体発光素子の製造工程を概略的に示す図である。

【図8】半導体発光素子の製造工程を概略的に示す図である。

【図9】半導体発光素子の製造工程を概略的に示す図である。

【図10】半導体発光素子の製造工程を概略的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、説明の理解を助けるため、各図面における各構成要素の寸法比は、必ずしも実際の発光素子の寸法比と一致しない。

【0018】

本実施の形態は、中心波長λが約３６０ｎｍ以下となる「深紫外光」を発するように構成される半導体発光素子であり、いわゆるＤＵＶ−ＬＥＤ（Deep UltraViolet-Light Emitting Diode）チップである。このような波長の深紫外光を出力するため、バンドギャップが約３．４ｅＶ以上となる窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）系半導体材料が用いられる。本実施の形態では、特に、中心波長λが約２４０ｎｍ〜３２０ｎｍの深紫外光を発する場合について示す。

【0019】

本明細書において、「ＡｌＧａＮ系半導体材料」とは、少なくとも窒化アルミニウム（ＡｌＮ）および窒化ガリウム（ＧａＮ）を含む半導体材料のことをいい、窒化インジウム（ＩｎＮ）などの他の材料を含有する半導体材料を含むものとする。したがって、本明細書にいう「ＡｌＧａＮ系半導体材料」は、例えば、Ｉｎ_{１−ｘ−ｙ}Ａｌ_ｘＧａ_ｙＮ（０＜ｘ＋ｙ≦１、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１）の組成で表すことができ、ＡｌＧａＮまたはＩｎＡｌＧａＮを含む。本明細書の「ＡｌＧａＮ系半導体材料」は、例えば、ＡｌＮおよびＧａＮのそれぞれのモル分率が１％以上であり、好ましくは５％以上、１０％以上または２０％以上である。

【0020】

また、ＡｌＮを含まない材料を区別するために「ＧａＮ系半導体材料」ということがある。「ＧａＮ系半導体材料」には、ＧａＮやＩｎＧａＮが含まれる。同様に、ＧａＮを含まない材料を区別するために「ＡｌＮ系半導体材料」ということがある。「ＡｌＮ系半導体材料」には、ＡｌＮやＩｎＡｌＮが含まれる。

【0021】

図１は、実施の形態に係る半導体発光素子１０の構成を概略的に示す断面図である。半導体発光素子１０は、基板２０と、ベース層２２と、ｎ型半導体層２４と、活性層２６と、ｐ型半導体層２８と、ｐ側コンタクト電極３０と、ｎ側コンタクト電極３２と、保護層３４と、ｐ側パッド電極３６ｐと、ｎ側パッド電極３６ｎとを備える。

【0022】

図１において、矢印Ａで示される方向を「上下方向」または「厚み方向」ということがある。また、基板２０から見て、基板２０から離れる方向を上側、基板２０に向かう方向を下側ということがある。

【0023】

基板２０は、第１主面２０ａと、第１主面２０ａとは反対側の第２主面２０ｂとを有する。第１主面２０ａは、ベース層２２からｐ型半導体層２８までの各層を成長させるための結晶成長面である。基板２０は、半導体発光素子１０が発する深紫外光に対して透光性を有する材料から構成され、例えば、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）から構成される。第１主面２０ａには、深さおよびピッチがサブミクロン（１μｍ以下）である微細な凹凸パターン（不図示）が形成されてもよい。このような基板２０は、パターン化サファイア基板（ＰＳＳ；Patterned Sapphire Substrate）とも呼ばれる。第２主面２０ｂは、活性層２６が発する深紫外光を外部に取り出すための光取り出し面である。基板２０は、ＡｌＮから構成されてもよいし、ＡｌＧａＮから構成されてもよい。基板２０の第１主面２０ａは、パターン化されていない平坦面で構成されてもよい。

【0024】

ベース層２２は、基板２０の第１主面２０ａの上に設けられる。ベース層２２は、ｎ型半導体層２４を形成するための下地層（テンプレート層）である。ベース層２２は、例えば、アンドープのＡｌＮ層であり、具体的には高温成長させたＡｌＮ（ＨＴ−ＡｌＮ；High Temperature-AlN）層である。ベース層２２は、ＡｌＮ層上に形成されるアンドープのＡｌＧａＮ層を含んでもよい。基板２０がＡｌＮ基板またはＡｌＧａＮ基板である場合、ベース層２２は、アンドープのＡｌＧａＮ層のみで構成されてもよい。つまり、ベース層２２は、アンドープのＡｌＮ層およびＡｌＧａＮ層の少なくとも一方を含む。

【0025】

ｎ型半導体層２４は、ベース層２２の上に設けられる。ｎ型半導体層２４は、ｎ型のＡｌＧａＮ系半導体材料層であり、例えば、ｎ型の不純物としてＳｉがドープされるＡｌＧａＮ層である。ｎ型半導体層２４は、活性層２６が発する深紫外光を透過するように組成比が選択され、例えば、ＡｌＮのモル分率が２５％以上、好ましくは、４０％以上または５０％以上となるように形成される。ｎ型半導体層２４は、活性層２６が発する深紫外光の波長よりも大きいバンドギャップを有し、例えば、バンドギャップが４．３ｅＶ以上となるように形成される。ｎ型半導体層２４は、ＡｌＮのモル分率が８０％以下、つまり、バンドギャップが５．５ｅＶ以下となるように形成されることが好ましく、ＡｌＮのモル分率が７０％以下（つまり、バンドギャップが５．２ｅＶ以下）となるように形成されることがより望ましい。ｎ型半導体層２４は、１μｍ〜３μｍ程度の厚さを有し、例えば、２μｍ程度の厚さを有する。

【0026】

ｎ型半導体層２４は、不純物であるＳｉの濃度が１×１０^１８／ｃｍ^３以上５×１０^１９／ｃｍ^３以下となるように形成される。ｎ型半導体層２４は、Ｓｉ濃度が５×１０^１８／ｃｍ^３以上３×１０^１９／ｃｍ^３以下となるように形成されることが好ましく、７×１０^１８／ｃｍ^３以上２×１０^１９／ｃｍ^３以下となるように形成されることが好ましい。ある実施例において、ｎ型半導体層２４のＳｉ濃度は、１×１０^１９／ｃｍ^３前後であり、８×１０^１８／ｃｍ^３以上１．５×１０^１９／ｃｍ^３以下の範囲である。

【0027】

ｎ型半導体層２４は、第１上面２４ａと、第２上面２４ｂとを有する。第１上面２４ａは、活性層２６が形成される部分であり、第２上面２４ｂは、活性層２６が形成されない部分である。第１上面２４ａおよび第２上面２４ｂは、互いに高さが異なり、基板２０から第１上面２４ａまでの高さは、基板２０から第２上面２４ｂまでの高さよりも大きい。ここで、第１上面２４ａが位置する領域を「第１領域Ｗ１」と定義し、第２上面２４ｂが位置する領域を「第２領域Ｗ２」と定義する。第２領域Ｗ２は、第１領域Ｗ１に隣接している。

【0028】

活性層２６は、ｎ型半導体層２４の第１上面２４ａの上に設けられる。活性層２６は、ＡｌＧａＮ系半導体材料で構成され、ｎ型半導体層２４とｐ型半導体層２８の間に挟まれてダブルへテロ構造を形成する。活性層２６は、波長３５５ｎｍ以下の深紫外光を出力するためにバンドギャップが３．４ｅＶ以上となるように構成され、例えば、波長３２０ｎｍ以下の深紫外光を出力できるようにＡｌＮ組成比が選択される。

【0029】

活性層２６は、例えば、単層または多層の量子井戸構造を有し、アンドープのＡｌＧａＮ系半導体材料で形成される障壁層と、アンドープのＡｌＧａＮ系半導体材料で形成される井戸層の積層体で構成される。活性層２６は、例えば、ｎ型半導体層２４と直接接触する第１障壁層と、第１障壁層の上に設けられる第１井戸層とを含む。第１障壁層と第１井戸層の間に、井戸層および障壁層の一以上のペアが追加的に設けられてもよい。障壁層および井戸層は、１ｎｍ〜２０ｎｍ程度の厚さを有し、例えば、２ｎｍ〜１０ｎｍ程度の厚さを有する。

【0030】

活性層２６は、ｐ型半導体層２８と直接接触する電子ブロック層をさらに含んでもよい。電子ブロック層は、アンドープのＡｌＧａＮ系半導体材料層であり、例えば、ＡｌＮのモル分率が４０％以上、好ましくは、５０％以上となるように形成される。電子ブロック層は、ＡｌＮのモル分率が８０％以上となるように形成されてもよく、実質的にＧａＮを含まないＡｌＮ系半導体材料で形成されてもよい。電子ブロック層は、１ｎｍ〜１０ｎｍ程度の厚さを有し、例えば、２ｎｍ〜５ｎｍ程度の厚さを有する。

【0031】

ｐ型半導体層２８は、活性層２６の上に形成される。ｐ型半導体層２８は、ｐ型のＡｌＧａＮ系半導体材料層またはｐ型のＧａＮ系半導体材料層であり、例えば、ｐ型の不純物としてマグネシウム（Ｍｇ）がドープされるＡｌＧａＮ層またはＧａＮ層である。ｐ型半導体層２８は、ｐ型第１クラッド層２８ａと、ｐ型第２クラッド層２８ｂと、ｐ型コンタクト層２８ｃとを有する。ｐ型第１クラッド層２８ａ、ｐ型第２クラッド層２８ｂおよびｐ型コンタクト層２８ｃは、それぞれＡｌＮ比率が異なるように構成される。

【0032】

ｐ型第１クラッド層２８ａは、相対的に高ＡｌＮ比率のｐ型ＡｌＧａＮ層であり、活性層２６が発する深紫外光を透過するように組成比が選択される。ｐ型第１クラッド層２８ａは、例えば、ＡｌＮのモル分率が４０％以上、好ましくは、５０％以上または６０％以上となるように形成される。ｐ型第１クラッド層２８ａのＡｌＮ比率は、例えば、ｎ型半導体層２４のＡｌＮ比率と同程度、または、ｎ型半導体層２４のＡｌＮ比率よりも大きい。ｐ型第１クラッド層２８ａのＡｌＮ比率は、７０％以上または８０％以上であってもよい。ｐ型第１クラッド層２８ａは、１０ｎｍ〜１００ｎｍ程度の厚さを有し、例えば、１５ｎｍ〜７０ｎｍ程度の厚さを有する。

【0033】

ｐ型第２クラッド層２８ｂは、ＡｌＮ比率が中程度のｐ型ＡｌＧａＮ層であり、ｐ型第１クラッド層２８ａよりもＡｌＮ比率が低く、ｐ型コンタクト層２８ｃよりもＡｌＮ比率が高い。ｐ型第２クラッド層２８ｂは、例えば、ＡｌＮのモル分率が２５％以上、好ましくは、４０％以上または５０％以上となるように形成される。ｐ型第２クラッド層２８ｂのＡｌＮ比率は、例えば、ｎ型半導体層２４のＡｌＮ比率の±１０％程度となるように形成される。第２クラッド層３１は、５ｎｍ〜２５０ｎｍ程度の厚さを有し、例えば、１０ｎｍ〜１５０ｎｍ程度の厚さを有する。なお、ｐ型第２クラッド層２８ｂが設けられなくてもよい。

【0034】

ｐ型コンタクト層２８ｃは、相対的に低ＡｌＮ比率のｐ型ＡｌＧａＮ層またはｐ型ＧａＮ層である。ｐ型コンタクト層２８ｃは、ｐ側コンタクト電極３０と良好なオーミック接触を得るためにＡｌＮ比率が２０％以下となるよう構成され、好ましくは、ＡｌＮ比率が１０％以下、５％以下または０％となるように形成される。つまり、ｐ型コンタクト層２８ｃは、実質的にＡｌＮを含まないｐ型ＧａＮ系半導体材料で形成されうる。その結果、ｐ型コンタクト層２８ｃは、活性層２６が発する深紫外光を吸収しうる。ｐ型コンタクト層２８ｃは、活性層２６が発する深紫外光の吸収量を小さくするために薄く形成されることが好ましい。第２クラッド層３１は、５ｎｍ〜３０ｎｍ程度の厚さを有し、例えば、１０ｎｍ〜２０ｎｍ程度の厚さを有する。

【0035】

ｐ側コンタクト電極３０は、ｐ型半導体層２８の上に設けられる。ｐ側コンタクト電極３０は、ｐ型半導体層２８（具体的にはｐ型コンタクト層２８ｃ）とオーミック接触可能であり、活性層２６が発する深紫外光に対する反射率が高い材料で構成される。ｐ側コンタクト電極３０は、ロジウム（Ｒｈ）層３０ａと、アルミニウム（Ａｌ）層３０ｂと、チタン（Ｔｉ）層３０ｃと、窒化チタン（ＴｉＮ）層３０ｄとを含む。

【0036】

Ｒｈ層３０ａは、ｐ型半導体層２８の上面に直接接触するように設けられる。Ｒｈ層３０ａは、ｐ側コンタクト電極３０の紫外光反射率を高めるために厚みを小さくすることが好ましい。Ｒｈ層３０ａの厚さは、１０ｎｍ以下とすることが好ましく、５ｎｍ以下とすることがより好ましい。Ａｌ層３０ｂは、Ｒｈ層３０ａの上面に直接接触するように設けられる。Ａｌ層３０ｂは、ｐ側コンタクト電極３０の紫外光反射率を高めるために厚みを大きくすることが好ましい。Ａｌ層３０ｂの厚さは、２０ｎｍ以上とすることが好ましく、１００ｎｍ以上とすることがより好ましい。

【0037】

Ｔｉ層３０ｃは、Ａｌ層３０ｂの上面に直接接触するように設けられる。Ｔｉ層３０ｃは、Ａｌ層３０ｂの酸化を防ぐために設けられる。Ｔｉ層３０ｃの厚さは、１０ｎｍ以上とすることが好ましく、２５ｎｍ以上とすることが好ましい。Ｔｉ層３０ｃの厚さを１０ｎｍ以上とすることで、半導体発光素子１０の使用に伴うＡｌ層３０ｂの酸化を好適に防止し、ｐ側コンタクト電極３０の反射率および平坦性の低下を防止できる。Ｔｉ層３０ｃの厚さは、例えば、１０ｎｍ〜５０ｎｍ程度である。

【0038】

ＴｉＮ層３０ｄは、Ｔｉ層３０ｃの上に設けられる。ＴｉＮ層３０ｄは、導電性を有するＴｉＮで構成される。ＴｉＮ層３０ｄの導電率は、１×１０^−５Ω・ｍ以下であり、例えば４×１０^−７Ω・ｍ程度である。ＴｉＮ層３０ｄの厚さは、５ｎｍ以上であり、例えば１０ｎｍ〜１００ｎｍ程度である。ＴｉＮ層３０ｄを設けることで、ｐ側コンタクト電極３０と保護層３４の接着性を高めることができる。なお、ＴｉＮ層３０ｄは、必須ではなく、ＴｉＮ層３０ｄが設けられなくてもよい。

【0039】

ｐ側コンタクト電極３０は、Ｒｈ層３０ａの厚さを１０ｎｍ以下とし、Ａｌ層３０ｂの厚さを２０ｎｍ以上とすることで、１×１０^−２Ω・ｃｍ^２以下（例えば１×１０^−４Ω・ｃｍ^２以下）のコンタクト抵抗と、波長２８０ｎｍの紫外光に対して７０％以上（例えば７１％〜８１％程度）の反射率を得ることができる。なお、本明細書において、ｐ型半導体層２８側から入射する波長２８０ｎｍの紫外光に対するｐ側コンタクト電極３０の反射率を「第１反射率Ｒ１」ともいう。

【0040】

ｐ側コンタクト電極３０は、第１領域Ｗ１の内側に形成される。ここで、ｐ側コンタクト電極３０が形成される領域を「第３領域Ｗ３」と定義する。ｐ側コンタクト電極３０は、第３領域Ｗ３の全体にわたってｐ型半導体層２８とオーミック接触し、第３領域Ｗ３の全体にわたって深紫外光に対して高反射率となるように構成される。ｐ側コンタクト電極３０を構成する各層３０ａ〜３０ｄは、第３領域Ｗ３の全体にわたって厚さが均一となるように構成されることが好ましい。これにより、ｐ側コンタクト電極３０は、第３領域Ｗ３の全体において、活性層２６からの紫外光を反射させて基板２０の第２主面２０ｂに向かわせる高効率の反射電極として機能するとともに、低抵抗のコンタクト電極として機能できる。なお、ｐ側コンタクト電極３０には、紫外光反射率の低下の要因となりうる金（Ａｕ）が含まれないことが好ましい。

【0041】

ｎ側コンタクト電極３２は、ｎ型半導体層２４の第２上面２４ｂの上に設けられる。ｎ側コンタクト電極３２は、活性層２６が設けられる第１領域Ｗ１とは異なる第２領域Ｗ２に設けられる。ｎ側コンタクト電極３２は、ｎ型半導体層２４とオーミック接触が可能であり、かつ、活性層２６が発する深紫外光に対する反射率が高い材料で構成される。ｎ側コンタクト電極３２は、第１Ｔｉ層３２ａと、Ａｌ層３２ｂと、第２Ｔｉ層３２ｃと、ＴｉＮ層３２ｄとを有する。

【0042】

第１Ｔｉ層３２ａは、ｎ型半導体層２４の第２上面２４ｂに直接接触するように設けられる。第１Ｔｉ層３２ａの厚さは１ｎｍ〜１０ｎｍ程度であり、５ｎｍ以下であることが好ましく、１ｎｍ〜２ｎｍであることがより好ましい。第１Ｔｉ層３２ａの厚さを小さくすることで、ｎ型半導体層２４から見たときのｎ側コンタクト電極３２の紫外光反射率を高めることができる。Ａｌ層３２ｂは、第１Ｔｉ層３２ａの上面に直接接触するように設けられる。Ａｌ層３２ｂは、ｎ側コンタクト電極３２の紫外光反射率を高めるために厚みを大きくすることが好ましい。Ａｌ層３２ｂの厚さは、１００ｎｍ以上とすることが好ましく、２００ｎｍ以上とすることがより好ましい。Ａｌ層３２ｂの厚さは、例えば２００ｎｍ〜６００ｎｍ程度である。

【0043】

第２Ｔｉ層３２ｃは、Ａｌ層３２ｂの上面に直接接触するように設けられる。第２Ｔｉ層３２ｃは、Ａｌ層３２ｂの酸化を防ぐために設けられる。第２Ｔｉ層３２ｃの厚さは、１０ｎｍ以上とすることが好ましく、２５ｎｍ以上とすることが好ましい。Ｔｉ層３０ｃの厚さは、例えば、２５ｎｍ〜５０ｎｍ程度である。

【0044】

ＴｉＮ層３２ｄは、第２Ｔｉ層３２ｃの上に設けられる。ＴｉＮ層３２ｄは、導電性を有するＴｉＮで構成される。ＴｉＮ層３２ｄの導電率は、１×１０^−５Ω・ｍ以下であり、例えば４×１０^−７Ω・ｍ程度である。ＴｉＮ層３２ｄの厚さは、５ｎｍ以上であり、例えば１０ｎｍ〜１００ｎｍ程度である。ＴｉＮ層３２ｄを設けることで、ｎ側コンタクト電極３２と保護層３４の接着性を高めることができる。なお、ＴｉＮ層３２ｄは、必須ではなく、ＴｉＮ層３２ｄが設けられなくてもよい。

【0045】

ｎ側コンタクト電極３２は、第１Ｔｉ層３２ａの厚さを１０ｎｍ以下とし、Ａｌ層３２ｂの厚さを１００ｎｍ以上とすることで、１×１０^−２Ω・ｃｍ^２以下（例えば１×１０^−３Ω・ｃｍ^２以下）のコンタクト抵抗と、波長２８０ｎｍの紫外光に対して８０％以上（例えば８５％〜９０％程度）の反射率を得ることができる。なお、本明細書において、ｎ型半導体層２４側から入射する波長２８０ｎｍの紫外光に対するｎ側コンタクト電極３２の反射率を「第２反射率Ｒ２」ともいう。

【0046】

ｎ側コンタクト電極３２は、第２領域Ｗ２の内側に形成される。ここで、ｎ側コンタクト電極３２が形成される領域を「第４領域Ｗ４」と定義する。ｎ側コンタクト電極３２を構成する各層３２ａ〜３２ｄは、第４領域Ｗ４の全体にわたって厚さが均一となるように構成されることが好ましい。これにより、ｎ側コンタクト電極３２は、第４領域Ｗ４の全体において、活性層２６からの紫外光を反射させて基板２０の第２主面２０ｂに向かわせる高効率の反射電極として機能するとともに、低抵抗のコンタクト電極として機能できる。なお、ｎ側コンタクト電極３２には、紫外光反射率の低下の要因となりうる金（Ａｕ）が含まれないことが好ましい。

【0047】

保護層３４は、活性層２６およびｐ型半導体層２８の側面（メサ面４０ともいう）を被覆するように設けられる。保護層３４は、ｐ側コンタクト電極３０の上のｐ側パッド開口３８ｐとは異なる箇所においてｐ側コンタクト電極３０の上面および側面を被覆する。保護層３４は、ｎ側コンタクト電極３２の上のｎ側パッド開口３８ｎとは異なる箇所においてｎ側コンタクト電極３２の上面および側面を被覆する。

【0048】

保護層３４は、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）または酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）などの酸化物の誘電体材料で構成される。保護層３４は、窒化シリコン（ＳｉＮ）や窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの窒化物の誘電体材料で構成されてもよいし、酸化物層と酸化物層の積層構造で構成されてもよい。保護層３４は、ｐ側コンタクト電極３０またはｎ側コンタクト電極３２と直接接触する部分が酸化物層で構成されてもよく、少なくとも酸化物の誘電体材料を含んでもよい。保護層３４の厚さは、例えば１００ｎｍ以上であり、例えば５００ｎｍ〜２０００ｎｍ程度である。保護層３４の厚みを大きくすることで、ｎ型半導体層２４の上に形成される各層の表面を好適に被覆して保護できる。保護層３４は、活性層２６やｐ型半導体層２８よりも低屈折率の材料で構成される。保護層３４は、活性層２６やｐ型半導体層２８と直接接触する部分が酸化物層で構成されてもよい。ＳｉＯ_２やＡｌ_２Ｏ_３などの酸化物は、ＳｉＮやＡｌＮなどの窒化物よりも低い屈折率を有する。保護層３４が酸化物層を含むことで、活性層２６またはｐ型半導体層２８に対する保護層３４の屈折率差を大きくし、活性層２６またはｐ型半導体層２８と保護層３４の界面において紫外光を効率的に全反射させることができる。

【0049】

活性層２６およびｐ型半導体層２８の側面（メサ面４０）は、図１において基板２０に対して垂直となるように示されているが、メサ面４０は、基板２０に対して所定の傾斜角で傾斜していてもよい。メサ面４０の傾斜角は、１５度以上５０度以下であり、例えば２０度以上４０度以下である。メサ面４０の傾斜角θは、活性層２６の屈折率ｎを用いて、θ＜｛π／２＋sin^-1（１／ｎ）｝／２となることが好ましい。メサ面４０の傾斜角θをこのような値に設定することで、基板２０の第２主面２０ｂにて紫外光が全反射されることを防止し、基板２０の外部に紫外光が出射されなくなることを防止できる。

【0050】

ｐ側パッド電極３６ｐおよびｎ側パッド電極３６ｎは、半導体発光素子１０をパッケージ基板などに実装する際にボンディング接合される部分である。ｐ側パッド電極３６ｐは、保護層３４の上に設けられ、ｐ側パッド開口３８ｐにおいてｐ側コンタクト電極３０と電気的に接続する。ｎ側パッド電極３６ｎは、保護層３４の上に設けられ、ｎ側パッド開口３８ｎにおいてｎ側コンタクト電極３２と電気的に接続される。

【0051】

ｐ側パッド電極３６ｐおよびｎ側パッド電極３６ｎは、耐腐食性の観点からＡｕを含むように構成され、例えば、Ｎｉ／Ａｕ、Ｔｉ／ＡｕまたはＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの積層構造で構成される。ｐ側パッド電極３６ｐおよびｎ側パッド電極３６ｎが金錫（ＡｕＳｎ）で接合される場合、金属接合材となるＡｕＳｎ層をｐ側パッド電極３６ｐおよびｎ側パッド電極３６ｎが含んでもよい。

【0052】

図２は、実施の形態に係る半導体発光素子１０の構成を概略的に示す上面図である。上述の図１は、図２のＢ−Ｂ線断面を示す。半導体発光素子１０の外形は、基板２０の外周により規定され、長方形または正方形である。図２の平面視において半導体発光素子１０が占める領域Ｗの面積Ｓ０（全体面積ともいう）は、基板２０の第１主面２０ａまたは第２主面２０ｂの面積と同じである。第１領域Ｗ１は、活性層２６およびｐ型半導体層２８が形成される領域である。第１領域Ｗ１の面積は、全体面積Ｓ０の５５％〜６５％程度である。第２領域Ｗ２は、活性層２６およびｐ型半導体層２８が形成されていない領域であり、第１領域Ｗ１を除く領域である。第２領域Ｗ２の面積は、全体面積Ｓ０の３５％〜４５％程度である。

【0053】

第３領域Ｗ３は、ｐ側コンタクト電極３０が形成される領域であり、第１領域Ｗ１よりもわずかに小さい領域である。ｐ側コンタクト電極３０が占める第３領域Ｗ３の面積（第１面積Ｓ１ともいう）は、全体面積Ｓ０の４５％〜５０％程度であり、第１領域Ｗ１（つまり、ｐ型半導体層２８の上面）の面積の８０％以上または９０％以上である。ｎ側コンタクト電極３２が占める第４領域Ｗ４は、ｎ側コンタクト電極３２が形成される領域であり、第２領域Ｗ２よりも小さい領域である。第４領域Ｗ４の面積（第２面積Ｓ２ともいう）は、全体面積Ｓ０の２５％〜３０％程度である。したがって、ｐ側コンタクト電極３０が占める第１面積Ｓ１（４５％〜５０％）は、ｎ側コンタクト電極３２が占める第２面積Ｓ２（２５％〜３０％）よりも大きい（つまり、Ｓ１＞Ｓ２）。例えば、第１面積Ｓ１は、第２面積Ｓ２の１．５倍以上となるよう構成される。また、ｐ側コンタクト電極３０およびｎ側コンタクト電極３２が占める面積、つまり、第１面積Ｓ１と第２面積Ｓ２の和（Ｓ１＋Ｓ２）は、全体面積Ｓ０の７０％〜８０％となる。

【0054】

図２に示す例において、ｐ側コンタクト電極３０が形成される第３領域Ｗ３およびｎ側コンタクト電極３２が形成される第４領域Ｗ４は、四隅を曲線で面取りした長方形である。なお、第３領域Ｗ３および第４領域Ｗ４の形状は、四隅を曲線で面取りした長方形に限られず、任意の形状を有してもよい。例えば、第３領域Ｗ３および第４領域Ｗ４が櫛歯状に形成され、それぞれの櫛歯が互いに間挿されるように構成されてもよい。

【0055】

本実施の形態によれば、半導体発光素子１０の全体面積Ｓ０に対し、ｐ側コンタクト電極３０およびｎ側コンタクト電極３２の反射電極としての反射効率を６０％以上にすることができる。本明細書において、素子全体の反射効率Ｒｔは、Ｒｔ＝（Ｓ１／Ｓ０）×Ｒ１＋（Ｓ２／Ｓ０）×Ｒ２と定義することができる。すでに上述しているが、基板２０の主面の全体面積をＳ０とし、ｐ型半導体層２８上のｐ側コンタクト電極３０の形成面積（第１面積）をＳ１とし、ｎ型半導体層２４上のｎ側コンタクト電極３２の形成面積（第２面積）をＳ２とし、ｐ型半導体層２８側から入射する波長２８０ｎｍの紫外光に対するｐ側コンタクト電極３０の反射率（第１反射率）をＲ１とし、ｎ型半導体層２４側から入射する波長２８０ｎｍの紫外光に対するｎ側コンタクト電極３２の反射率（第２反射率）をＲ２としている。

【0056】

ある実施例によれば、ｐ側コンタクト電極３０が厚さ５ｎｍ／１００ｎｍ／２５ｎｍ／２５ｎｍのＲｈ／Ａｌ／Ｔｉ／ＴｉＮで構成され、ｎ側コンタクト電極３２が厚さ２ｎｍ／６００ｎｍ／２５ｎｍ／２５ｎｍのＴｉ／Ａｌ／Ｔｉ／ＴｉＮで構成される。本実施例において、第１反射率Ｒ１は約８１％であり、第２反射率Ｒ２は約８９％である。したがって、第１反射率Ｒ１および第２反射率Ｒ２はいずれも８０％以上であり、第１反射率Ｒ１は、第２反射率Ｒ２以下である（つまり、Ｒ１≦Ｒ２）。本実施例において、第１面積Ｓ１を４６％以上とし、第２面積Ｓ２を２６％以上とすることで、素子全体の反射効率Ｒｔは６０％以上となる。例えば、第１面積Ｓ１を４７％とし、第２面積Ｓ２を２７％とした場合には、素子全体の反射効率Ｒｔは６２％となる。

【0057】

図３は、ｐ側コンタクト電極３０の反射率を示すグラフである。図３は、Ｒｈ層３０ａの厚みを（ａ）５ｎｍ、（ｂ）１０ｎｍ、（ｃ）２０ｎｍ、または、（ｄ）１００ｎｍとした場合のｐ側コンタクト電極３０の波長２８０ｎｍの紫外光に対する反射率を示す。（ａ）〜（ｃ）は、１００ｎｍ厚のＡｌ層３０ｂを積層した場合の反射率を示し、（ｄ）はＡｌ層３０ｂを積層していないＲｈ層単体の反射率を示す。図３では、ｐ側コンタクト電極３０に対するアニール処理前の反射率と、アニール処理後の反射率とを示している。図３の例では、窒素雰囲気中で６００℃のアニール温度で１分間のアニール処理をｐ側コンタクト電極３０に施している。

【0058】

図３に示されるように、アニール処理前の条件では、Ｒｈ層３０ａの厚さが小さいほど紫外光反射率が高い傾向にあるが、（ａ）〜（ｄ）のいずれの条件であっても、反射率は７０％未満である。アニール処理前では、Ｒｈ層単体の反射率６６％とそれほど変わらない。アニール処理後の条件では、Ｒｈ層３０ａの厚さによって反射率が大きく変化する。特に、Ｒｈ層３０ａの厚さが１０ｎｍ以下である（ａ）および（ｂ）の条件では、反射率が７０％以上となり、（ａ）の条件で８１％、（ｂ）の条件で７３％の反射率が得られる。（ａ）および（ｂ）の反射率は、（ｄ）のＲｈ層単体の反射率６６％に比べて５％以上高い。これは、アニール処理によってＲｈ層３０ａとＡｌ層３０ｂの材料が混ざり合うことでＲｈ層単体に比べて紫外光反射率が向上したことが原因と推定される。一方、Ｒｈ層３０ａの厚さが２０ｎｍである（ｃ）の条件では、アニール処理によって反射率が低下し、５０％未満となっている。これは、アニール処理によってＲｈ層３０ａとＡｌ層３０ｂの界面が乱れて高さの大きい凹凸が形成されることが原因と推定される。

【0059】

図３から、Ｒｈ層３０ａの厚さを１０ｎｍ以下としてｐ側コンタクト電極３０にアニール処理を施すことによって、ｐ側コンタクト電極３０の波長２８０ｎｍの紫外光に対する反射率を７０％以上にできることが分かる。特に、Ｒｈ層３０ａの厚さを５ｎｍ以下としてｐ側コンタクト電極３０にアニール処理を施すことによって、ｐ側コンタクト電極３０の波長２８０ｎｍの紫外光に対する反射率を８０％以上にできる。

【0060】

図４は、反射電極の機能を概略的に示す図であり、基板２０の第２主面２０ｂに向けて出射される紫外光の光線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を例示している。第１光線Ｌ１は、ｐ側コンタクト電極３０にて反射されてから基板２０の第２主面２０ｂに向かう場合を示している。ｐ側コンタクト電極３０の第１面積Ｓ１および第１反射率Ｒ１を大きくすることで、第１光線Ｌ１のようにｐ側コンタクト電極３０にて反射されてから外部に出射される紫外光の強度を高めることができる。第２光線Ｌ２は、ｎ側コンタクト電極３２にて反射されてから基板２０の第２主面２０ｂに向かう場合を示している。ｎ側コンタクト電極３２の第２面積Ｓ２および第２反射率Ｒ２を大きくすることで、第２光線Ｌ２のようにｎ側コンタクト電極３２にて反射されてから外部に出射される紫外光の強度を高めることができる。第３光線Ｌ３は、活性層２６またはｐ型半導体層２８のメサ面４０で反射されてから基板２０の第２主面２０ｂに向かう場合を示している。低屈折率の保護層３４を設けることでメサ面４０で全反射される紫外光の割合を高めることができ、第３光線Ｌ３のようにメサ面４０で反射されてから外部に出射される紫外光の強度を高めることができる。

【0061】

図示する光線Ｌ１〜Ｌ３は、ｐ側コンタクト電極３０、ｎ側コンタクト電極３２またはメサ面４０にて１回だけ反射される場合を示しているが、半導体発光素子１０の内部で複数回の反射を繰り返してから外部に出射される紫外光も存在する。また、ｐ側コンタクト電極３０およびｎ側コンタクト電極３２の双方で反射してから外部に出射される紫外光も存在する。本実施の形態によれば、素子全体の反射効率Ｒｔを定義し、反射効率Ｒｔが６０％以上となるように半導体発光素子１０を構成することで、基板２０の第２主面２０ｂから出射される紫外光の強度を好適に高めることができる。このようにして、本実施の形態によれば、半導体発光素子１０の光取り出し効率を高めることができる。

【0062】

また、本実施の形態では、ｎ側コンタクト電極３２が占める第２面積Ｓ２よりもｐ側コンタクト電極３０が占める第１面積Ｓ１を大きくすることで、活性層２６が設けられる第１領域Ｗ１の面積を大きくできる。活性層２６が占める第１領域Ｗ１の面積割合を大きくすることで、基板２０の単位面積あたりの発光効率を高めることができ、半導体発光素子１０の光取り出し効率を高めることができる。

【0063】

本実施の形態では、ｐ型コンタクト層２８ｃの厚みを小さくすることで、ｐ型コンタクト層２８ｃによる紫外光の吸収量を低減できる。つまり、第１光線Ｌ１で示されるように、ｐ型コンタクト層２８ｃを往復で透過してｐ側コンタクト電極３０にて反射される紫外光の減衰量を小さくできる。これにより、半導体発光素子１０の光取り出し効率を高めることができる。

【0064】

つづいて、半導体発光素子１０の製造方法について説明する。図５〜図１０は、半導体発光素子１０の製造工程を概略的に示す図である。図５において、まず、基板２０の第１主面２０ａの上にベース層２２、ｎ型半導体層２４、活性層２６、ｐ型半導体層２８（ｐ型第１クラッド層２８ａ、ｐ型第２クラッド層２８ｂおよびｐ型コンタクト層２８ｃ）を順に形成する。

【0065】

基板２０は、例えばパターン化サファイア基板である。ベース層２２は、例えばＨＴ−ＡｌＮ層と、アンドープのＡｌＧａＮ層とを含む。ｎ型半導体層２４、活性層２６およびｐ型半導体層２８は、ＡｌＧａＮ系半導体材料、ＡｌＮ系半導体材料またはＧａＮ系半導体材料から構成される半導体層であり、有機金属化学気相成長（ＭＯＶＰＥ；Metal Organic Vapor Phase Epitaxy）法や、分子線エピタキシ（ＭＢＥ；Molecular Beam Epitaxy）法などの周知のエピタキシャル成長法を用いて形成できる。

【0066】

次に、ｐ型半導体層２８上の第１領域Ｗ１にマスク５０を形成する。マスク５０は、活性層２６およびｐ型半導体層２８の側面（メサ面４０）を形成するためのエッチングマスクである。マスク５０は、公知のリソグラフィ技術を用いて形成できる。マスク５０は、マスク５０の側面が傾斜するように形成されてもよい。マスク５０の側面の傾斜角は、後続するエッチング工程において所定の傾斜角θで傾斜するメサ面４０が形成されるように設定される。

【0067】

次に、図６に示すように、マスク５０の上からｐ型半導体層２８および活性層２６をエッチングし、マスク５０と重ならない第２領域Ｗ２にあるｎ型半導体層２４を露出させる。このエッチング工程により、メサ面４０が形成され、ｎ型半導体層２４の第２上面２４ｂが形成される。図６のエッチング工程では、塩素系のエッチングガスを用いた反応性イオンエッチングを用いることができ、誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ；Inductively Coupled Plasma）エッチングを用いることができる。例えば、エッチングガスとして塩素（Ｃｌ_２）、三塩化ホウ素（ＢＣｌ_３）、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ_４）などの塩素（Ｃｌ）を含む反応性ガスを用いることができる。なお、反応性ガスと不活性ガスを組み合わせてドライエッチングしてもよく、塩素系ガスにアルゴン（Ａｒ）などの希ガスを混合させてもよい。メサ面４０および第２上面２４ｂの形成後、マスク５０が除去される。

【0068】

次に、図７に示すように、第３領域Ｗ３に開口４２を有するマスク５２を形成し、ｐ型半導体層２８の上の第３領域Ｗ３にｐ側コンタクト電極３０を形成する。マスク５２は、例えば、公知のフォトリソグラフィ技術を用いて形成できる。ｐ側コンタクト電極３０は、Ｒｈ層３０ａ、Ａｌ層３０ｂ、Ｔｉ層３０ｃおよびＴｉＮ層３０ｄを順に積層することで形成できる。ｐ側コンタクト電極３０を構成する各層３０ａ〜３０ｄは、スパッタリング法で形成できる。ｐ側コンタクト電極３０は、メサ面４０の形成直後にｐ型半導体層２８の上に形成することが好ましい。言い換えれば、ｐ側コンタクト電極３０は、ｎ側コンタクト電極３２の形成前に形成されることが好ましい。これにより、ｐ型半導体層２８とｐ側コンタクト電極３０の間で良好なオーミック接触を実現できる。

【0069】

つづいて、マスク５２を除去した後に、ｐ側コンタクト電極３０にアニール処理を施す。ｐ側コンタクト電極３０のアニール処理は、Ａｌの融点（約６６０℃）未満の温度で実行され、例えば５００℃以上６５０℃以下、好ましくは５５０℃以上６２５℃以下の温度で実行される。ｐ側コンタクト電極３０にアニール処理をすることで、ｐ側コンタクト電極３０のコンタクト抵抗を１×１０^−２Ω・ｃｍ^２以下（例えば１×１０^−４Ω・ｃｍ^２以下）とし、波長２８０ｎｍの紫外光に対する反射率を７０％以上（例えば７１％〜８１％程度）とすることができる。

【0070】

次に、図８に示すように、第４領域Ｗ４に開口４４を有するマスク５４を形成し、ｎ型半導体層２４の第２上面２４ｂの上の第４領域Ｗ４にｎ側コンタクト電極３２を形成する。マスク５４は、例えば、公知のフォトリソグラフィ技術を用いて形成できる。ｎ側コンタクト電極３２は、第１Ｔｉ層３２ａ、Ａｌ層３２ｂ、第２Ｔｉ層３２ｃおよびＴｉＮ層３２ｄを順に積層することで形成できる。ｎ側コンタクト電極３２を構成する各層３２ａ〜３２ｄは、スパッタリング法で形成できる。

【0071】

つづいて、マスク５４を除去した後に、ｎ側コンタクト電極３２にアニール処理を施す。ｎ側コンタクト電極３２のアニール処理は、Ａｌの融点（約６６０℃）未満の温度で実行され、例えば５００℃以上６５０℃以下、好ましくは５５０℃以上６２５℃以下の温度で実行される。アニール処理をすることで、ｎ側コンタクト電極３２のコンタクト抵抗を１×１０^−２Ω・ｃｍ^２以下にできる。また、アニール温度を５６０℃以上６５０℃以下とすることで、アニール処理後のｎ側コンタクト電極３２の平坦性を高め、紫外光反射率を８０％以上（例えば９０％程度）にできる。

【0072】

次に、図９に示すように、保護層３４を形成する。保護層３４は、素子構造の上面の全体を被覆するように形成される。保護層３４は、ｐ側コンタクト電極３０およびｎ側コンタクト電極３２のそれぞれの上面および側面を被覆するとともに、活性層２６およびｐ型半導体層２８のメサ面４０を含む露出面を被覆するように設けられる。保護層３４は、ｎ型半導体層２４の第２上面２４ｂの少なくとも一部を被覆するように設けられる。

【0073】

次に、図１０に示すように、開口４６ｐ，４６ｎを有するマスク５６を形成し、マスク５６が設けられていない箇所の保護層３４を除去する。マスク５６は、例えば、公知のフォトリソグラフィ技術を用いて形成できる。マスク５６の開口４６ｐ，４６ｎは、それぞれｐ側コンタクト電極３０およびｎ側コンタクト電極３２の上に位置する。保護層３４は、六フッ化エタン（Ｃ_２Ｆ_６）などのＣＦ系のエッチングガスを用いてドライエッチングできる。このエッチング工程により、ｐ側コンタクト電極３０が露出するｐ側パッド開口３８ｐと、ｎ側コンタクト電極３２が露出するｎ側パッド開口３８ｎとが形成される。

【0074】

図１０のドライエッチング工程にて、ｐ側コンタクト電極３０のＴｉＮ層３０ｄおよびｎ側コンタクト電極３２のＴｉＮ層３２ｄがエッチングストップ層として機能する。ＴｉＮは、保護層３４を除去するためのフッ素系のエッチングガスとの反応性が低く、エッチングによる副生成物が発生しにくい。そのため、保護層３４のエッチング工程において、ｐ側コンタクト電極３０およびｎ側コンタクト電極３２へのダメージを防止できる。その結果、ｐ側パッド開口３８ｐにおけるｐ側コンタクト電極３０の露出面およびｎ側パッド開口３８ｎにおけるｎ側コンタクト電極３２の露出面を高品質に維持できる。

【0075】

つづいて、ｐ側パッド開口３８ｐを塞ぐようにｐ側パッド電極３６ｐを形成し、ｎ側パッド開口３８ｎを塞ぐようにｎ側パッド電極３６ｎを形成する。ｐ側パッド電極３６ｐおよびｎ側パッド電極３６ｎは、例えば、Ｎｉ層またはＴｉ層を堆積し、その上にＡｕ層を堆積することで形成できる。Ａｕ層の上にさらに別の金属層が設けられてもよく、例えばＳｎ層、ＡｕＳｎ層、または、Ｓｎ／Ａｕの積層構造を形成してもよい。ｐ側パッド電極３６ｐおよびｎ側パッド電極３６ｎは、マスク５６を利用して形成されてもよいし、マスク５６とは別のレジストマスクを利用して形成されてもよい。ｐ側パッド電極３６ｐおよびｎ側パッド電極３６ｎの形成後、マスク５６または別のレジストマスクが除去される。

【0076】

以上の工程により、図１に示す半導体発光素子１０ができあがる。本実施の形態によれば、ｐ側コンタクト電極３０およびｎ側コンタクト電極３２のそれぞれについて、好適なコンタクト抵抗および紫外光反射率を両立することができ、光取り出し効率を向上させることができる。本実施の形態によれば、厚さが１０ｎｍ以下のＲｈ層３０ａと厚さが２０ｎｍ以上のＡｌ層３０ｂを組み合わせたｐ側コンタクト電極３０を用いることで、ｐ側コンタクト電極３０をＲｈ層のみとする場合に比べて反射率を好適に高めることができる。特に、Ｒｈ層３０ａの厚さを５ｎｍ以下とすることで、ｐ側コンタクト電極３０の反射率を８０％以上にすることができ、Ｒｈ層単体でｐ側コンタクト電極３０を構成する場合に比べて、光取り出し効率を約８％向上させることができる。

【0077】

以上、本発明を実施例にもとづいて説明した。本発明は上述の実施の形態に限定されず、種々の設計変更が可能であり、様々な変形例が可能であること、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは、当業者に理解されるところである。

【符号の説明】

【0078】

１０…半導体発光素子、２０…基板、２４…ｎ型半導体層、２６…活性層、２８…ｐ型半導体層、３０…ｐ側コンタクト電極、３２…ｎ側コンタクト電極。

【要約】

【課題】半導体発光素子の光取り出し効率を向上させる。
【解決手段】半導体発光素子１０は、ｎ型ＡｌＧａＮ系半導体材料から構成されるｎ型半導体層２４と、ｎ型半導体層２４上に設けられ、ＡｌＧａＮ系半導体材料から構成される活性層２６と、活性層２６上に設けられるｐ型半導体層２８と、ｐ型半導体層２８の上面と接触する厚さが１０ｎｍ以下のＲｈ層３０ａと、Ｒｈ層３０ａの上面と接触する厚さが２０ｎｍ以上のＡｌ層３０ｂとを含むｐ側コンタクト電極３０と、を備える。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】