(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022165750
(43)【公開日】2022-11-01
(54)【発明の名称】半導体発光素子
(51)【国際特許分類】
H01L 33/38 20100101AFI20221025BHJP
H01L 33/32 20100101ALI20221025BHJP
H01L 21/3205 20060101ALI20221025BHJP
H01L 21/28 20060101ALI20221025BHJP
H01L 21/316 20060101ALN20221025BHJP
【ＦＩ】
H01L33/38
H01L33/32
H01L21/88 R
H01L21/28 301B
H01L21/316 X
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021071234
(22)【出願日】2021-04-20
(71)【出願人】
【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
【テーマコード（参考）】
4M104
5F033
5F058
5F241
【Ｆターム（参考）】
4M104AA04
4M104AA07
4M104BB04
4M104BB05
4M104BB13
4M104BB14
4M104CC01
4M104DD34
4M104DD37
4M104DD78
4M104FF06
4M104FF13
4M104HH05
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4M104HH20
5F033GG02
5F033GG04
5F033HH07
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5F033JJ17
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5F241CA93
5F241CB11
5F241CB15
(57)【要約】
【課題】深紫外光を出力する半導体発光素子の信頼性を向上させる。
【解決手段】半導体発光素子１０は、ｎ型半導体層１６と接触するｎ側コンタクト電極２２と、ｐ型半導体層２０と接触するｐ側コンタクト電極２４と、ｎ側コンタクト電極２２の上面２２ａおよび側面２２ｂと接触するｎ側第１電極２６と、ｐ側コンタクト電極２４の上面２４ａおよび側面２４ｂと接触するｐ側第１電極２８と、ｎ側第１電極２６およびｐ側第１電極２８を被覆する第１絶縁層３０と、第１絶縁層３０上に設けられ、ｎ側第１電極２６と接続するｎ側第２電極３２と、第１絶縁層３０上に設けられ、ｐ側第１電極２８と接続するｐ側第２電極３４と、ｎ側第２電極３２およびｐ側第２電極３４を被覆する第２絶縁層３６と、第２絶縁層３６上に設けられ、ｎ側第２電極３２と接続するｎ側パッド電極３８と、第２絶縁層３６上に設けられ、ｐ側第２電極３４と接触するｐ側パッド電極４０とを備える。
【選択図】図１
【解決手段】半導体発光素子１０は、ｎ型半導体層１６と接触するｎ側コンタクト電極２２と、ｐ型半導体層２０と接触するｐ側コンタクト電極２４と、ｎ側コンタクト電極２２の上面２２ａおよび側面２２ｂと接触するｎ側第１電極２６と、ｐ側コンタクト電極２４の上面２４ａおよび側面２４ｂと接触するｐ側第１電極２８と、ｎ側第１電極２６およびｐ側第１電極２８を被覆する第１絶縁層３０と、第１絶縁層３０上に設けられ、ｎ側第１電極２６と接続するｎ側第２電極３２と、第１絶縁層３０上に設けられ、ｐ側第１電極２８と接続するｐ側第２電極３４と、ｎ側第２電極３２およびｐ側第２電極３４を被覆する第２絶縁層３６と、第２絶縁層３６上に設けられ、ｎ側第２電極３２と接続するｎ側パッド電極３８と、第２絶縁層３６上に設けられ、ｐ側第２電極３４と接触するｐ側パッド電極４０とを備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ｎ型半導体層と、
前記ｎ型半導体層上に設けられ、波長３６０ｎｍ以下の深紫外光を発する活性層と、
前記活性層上に設けられるｐ型半導体層と、
前記ｎ型半導体層の上面と接触するｎ側コンタクト電極と、
前記ｐ型半導体層の上面と接触するｐ側コンタクト電極と、
前記ｎ側コンタクト電極の上面および側面と接触するｎ側第１電極と、
前記ｐ側コンタクト電極の上面および側面と接触するｐ側第１電極と、
前記ｎ側第１電極上に設けられるｎ側第１開口を有し、前記ｐ側第１電極上に設けられるｐ側第１開口を有し、前記ｎ側第１開口を除いて前記ｎ側第１電極を被覆し、前記ｐ側第１開口を除いて前記ｐ側第１電極を被覆し、前記ｎ型半導体層、前記活性層、前記ｐ型半導体層、前記ｎ側第１電極および前記ｐ側第１電極と接触する第１絶縁層と、
前記第１絶縁層上に設けられ、前記ｎ側第１開口において前記ｎ側第１電極と接触するｎ側第２電極と、
前記第１絶縁層上に設けられ、前記ｐ側第１開口において前記ｐ側第１電極と接触するｐ側第２電極と、
前記ｎ側第２電極上に設けられるｎ側第２開口を有し、前記ｐ側第２電極上に設けられるｐ側第２開口を有し、前記ｎ側第２開口を除いて前記ｎ側第２電極を被覆し、前記ｐ側第２開口を除いて前記ｐ側第２電極を被覆し、前記第１絶縁層、前記ｎ側第２電極および前記ｐ側第２電極と接触する第２絶縁層と、
前記第２絶縁層上に設けられ、前記ｎ側第２開口において前記ｎ側第２電極と接触するｎ側パッド電極と、
前記第２絶縁層上に設けられ、前記ｐ側第２開口において前記ｐ側第２電極と接触するｐ側パッド電極と、を備える半導体発光素子。
前記ｎ型半導体層上に設けられ、波長３６０ｎｍ以下の深紫外光を発する活性層と、
前記活性層上に設けられるｐ型半導体層と、
前記ｎ型半導体層の上面と接触するｎ側コンタクト電極と、
前記ｐ型半導体層の上面と接触するｐ側コンタクト電極と、
前記ｎ側コンタクト電極の上面および側面と接触するｎ側第１電極と、
前記ｐ側コンタクト電極の上面および側面と接触するｐ側第１電極と、
前記ｎ側第１電極上に設けられるｎ側第１開口を有し、前記ｐ側第１電極上に設けられるｐ側第１開口を有し、前記ｎ側第１開口を除いて前記ｎ側第１電極を被覆し、前記ｐ側第１開口を除いて前記ｐ側第１電極を被覆し、前記ｎ型半導体層、前記活性層、前記ｐ型半導体層、前記ｎ側第１電極および前記ｐ側第１電極と接触する第１絶縁層と、
前記第１絶縁層上に設けられ、前記ｎ側第１開口において前記ｎ側第１電極と接触するｎ側第２電極と、
前記第１絶縁層上に設けられ、前記ｐ側第１開口において前記ｐ側第１電極と接触するｐ側第２電極と、
前記ｎ側第２電極上に設けられるｎ側第２開口を有し、前記ｐ側第２電極上に設けられるｐ側第２開口を有し、前記ｎ側第２開口を除いて前記ｎ側第２電極を被覆し、前記ｐ側第２開口を除いて前記ｐ側第２電極を被覆し、前記第１絶縁層、前記ｎ側第２電極および前記ｐ側第２電極と接触する第２絶縁層と、
前記第２絶縁層上に設けられ、前記ｎ側第２開口において前記ｎ側第２電極と接触するｎ側パッド電極と、
前記第２絶縁層上に設けられ、前記ｐ側第２開口において前記ｐ側第２電極と接触するｐ側パッド電極と、を備える半導体発光素子。
【請求項2】
前記第１絶縁層および前記第２絶縁層のそれぞれは、単一の誘電体材料から構成され、
前記ｎ側第１電極、前記ｐ側第１電極、前記ｎ側第２電極および前記ｐ側第２電極のそれぞれは、異なる金属材料から構成される複数の金属層が積層された金属多層膜である、請求項１に記載の半導体発光素子。
前記ｎ側第１電極、前記ｐ側第１電極、前記ｎ側第２電極および前記ｐ側第２電極のそれぞれは、異なる金属材料から構成される複数の金属層が積層された金属多層膜である、請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項3】
前記金属多層膜は、第１金属材料から構成される複数の第１金属層と、第２金属材料から構成され、前記複数の第１金属層と交互に積層される複数の第２金属層とを含み、
前記複数の第２金属層のうちの最上層は、前記複数の第１金属層よりも上に設けられ、
前記複数の第１金属層の厚さのばらつきは、１０％未満であり、
前記最上層を除く前記複数の第２金属層の厚さのばらつきは、１０％未満であり、
前記最上層の厚さは、前記最上層を除く前記複数の第２金属層の厚さよりも１０％以上大きい、請求項２に記載の半導体発光素子。
前記複数の第２金属層のうちの最上層は、前記複数の第１金属層よりも上に設けられ、
前記複数の第１金属層の厚さのばらつきは、１０％未満であり、
前記最上層を除く前記複数の第２金属層の厚さのばらつきは、１０％未満であり、
前記最上層の厚さは、前記最上層を除く前記複数の第２金属層の厚さよりも１０％以上大きい、請求項２に記載の半導体発光素子。
【請求項4】
前記金属多層膜は、前記複数の第１金属層および前記複数の第２金属層よりも下に設けられ、前記第１金属材料および前記第２金属材料よりも前記深紫外光に対する反射率が高い第３金属材料から構成される第３金属層をさらに含む、請求項３に記載の半導体発光素子。
【請求項5】
前記金属多層膜は、前記複数の第１金属層および前記複数の第２金属層よりも上に設けられ、前記第１金属材料および前記第２金属材料よりも導電性の高い第４金属材料から構成される第４金属層をさらに含む、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絶縁層の厚さは、前記ｎ側第１電極および前記ｐ側第１電極の厚さ以上であり、前記第２絶縁層の厚さは、前記ｎ側第２電極および前記ｐ側第２電極の厚さ以上である、請求項１から５のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項7】
前記ｎ側第２電極は、前記活性層の側面の上を被覆する、請求項１から６のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項8】
前記ｐ側第２電極は、前記活性層の側面の上を被覆する、請求項１から６のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体発光素子は、ｎ型半導体層、活性層およびｐ型半導体層を有し、ｎ型半導体層上にｎ側コンタクト電極が設けられ、ｐ型半導体層上にｐ側コンタクト電極が設けられる。ｐ側コンタクト電極を酸化インジウム系の透明電極とし、ｐ型半導体層およびｐ側コンタクト電極を被覆する誘電体多層膜を設け、誘電体多層膜上にｐ側コンタクト電極と接続する第１ｐ電極を設けることにより、光取り出し効率を高める構成が提案されている（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２０１９－１４９４８０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
波長３６０ｎｍ以下の深紫外光を出力する発光素子の場合、深紫外光が透明電極に吸収されてしまうため、透明電極および誘電体多層膜を用いた光取り出し効率の向上は期待しにくい。また、透明電極はシート抵抗が低く、電流を横方向に拡散させる機能が乏しいため、ｐ型半導体層に注入される電流が局所的に集中しやすい。高出力を得るために注入電流量を増やすと、局所的に過度な電流が流れやすくなり、素子寿命の低下につながる。
【0005】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、深紫外光を出力する半導体発光素子の信頼性を向上させる技術を提供することにある。
【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型半導体層と、ｎ型半導体層上に設けられ、波長３６０ｎｍ以下の深紫外光を発する活性層と、活性層上に設けられるｐ型半導体層と、ｎ型半導体層の上面と接触するｎ側コンタクト電極と、ｐ型半導体層の上面と接触するｐ側コンタクト電極と、ｎ側コンタクト電極の上面および側面と接触するｎ側第１電極と、ｐ側コンタクト電極の上面および側面と接触するｐ側第１電極と、ｎ側第１電極上に設けられるｎ側第１開口を有し、ｐ側第１電極上に設けられるｐ側第１開口を有し、ｎ側第１開口を除いてｎ側第１電極を被覆し、ｐ側第１開口を除いてｐ側第１電極を被覆し、ｎ型半導体層、活性層、ｐ型半導体層、ｎ側第１電極およびｐ側第１電極と接触する第１絶縁層と、第１絶縁層上に設けられ、ｎ側第１開口においてｎ側第１電極と接触するｎ側第２電極と、第１絶縁層上に設けられ、ｐ側第１開口においてｐ側第１電極と接触するｐ側第２電極と、ｎ側第２電極上に設けられるｎ側第２開口を有し、ｐ側第２電極上に設けられるｐ側第２開口を有し、ｎ側第２開口を除いてｎ側第２電極を被覆し、ｐ側第２開口を除いてｐ側第２電極を被覆し、第１絶縁層、ｎ側第２電極およびｐ側第２電極と接触する第２絶縁層と、第２絶縁層上に設けられ、ｎ側第２開口においてｎ側第２電極と接触するｎ側パッド電極と、第２絶縁層上に設けられ、ｐ側第２開口においてｐ側第２電極と接触するｐ側パッド電極と、を備える。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、深紫外光を出力する半導体発光素子の信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】第１の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】金属多層膜の構成を示す断面図である。
【図3】半導体発光素子の製造工程を概略的に示す図である。
【図4】半導体発光素子の製造工程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。
【図11】第２の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。
【発明を実施するための形態】
【0009】
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。
【0010】
本実施の形態に係る半導体発光素子は、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、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。
【0011】
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、Ｉｎ１－ｘ－ｙＡｌｘＧａｙＮ（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。
【0012】
（第１の実施の形態）
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１２と、ベース層１４と、ｎ型半導体層１６と、活性層１８と、ｐ型半導体層２０と、ｎ側コンタクト電極２２と、ｐ側コンタクト電極２４と、ｎ側第１電極２６と、ｐ側第１電極２８と、第１絶縁層３０と、ｎ側第２電極３２と、ｐ側第２電極３４と、第２絶縁層３６と、ｎ側パッド電極３８と、ｐ側パッド電極４０とを備える。
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１２と、ベース層１４と、ｎ型半導体層１６と、活性層１８と、ｐ型半導体層２０と、ｎ側コンタクト電極２２と、ｐ側コンタクト電極２４と、ｎ側第１電極２６と、ｐ側第１電極２８と、第１絶縁層３０と、ｎ側第２電極３２と、ｐ側第２電極３４と、第２絶縁層３６と、ｎ側パッド電極３８と、ｐ側パッド電極４０とを備える。
【0013】
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１２から見て、基板１２から離れる方向を上側、基板１２に向かう方向を下側ということがある。
【0014】
基板１２は、第１主面１２ａと、第１主面１２ａとは反対側の第２主面１２ｂとを有する。第１主面１２ａは、ベース層１４からｐ型半導体層２０までの各層を成長させるための結晶成長面である。基板１２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（Ａｌ２Ｏ３）から構成される。第２主面１２ｂは、活性層１８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１２は、ＡｌＮから構成されてもよいし、ＡｌＧａＮから構成されてもよい。
【0015】
ベース層１４は、基板１２の第１主面１２ａの上に設けられる。ベース層１４は、ｎ型半導体層１６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１４は、アンドープのＡｌＧａＮ系半導体材料から構成され、例えば、アンドープのＡｌＮ層と、ＡｌＮ層上に設けられるアンドープのＡｌＧａＮ層とを含む。基板１２がＡｌＮ基板またはＡｌＧａＮ基板である場合、ベース層１４は、アンドープのＡｌＧａＮ層のみで構成されてもよい。
【0016】
ｎ型半導体層１６は、ベース層１４の上に設けられる。ｎ型半導体層１６は、ｎ型のＡｌＧａＮ系半導体材料から構成され、ｎ型の不純物として例えばＳｉがドープされる。ｎ型半導体層１６は、例えば、ＡｌＮ組成が２５％以上、４０％以上または５０％以上となるｎ型ＡｌＧａＮから構成される。ｎ型半導体層１６は、例えば、ＡｌＮ組成が８０％以下または７０％以下となるｎ型ＡｌＧａＮから構成される。ｎ型半導体層１６は、例えば、１μｍ以上３μｍ以下の厚さを有する。
【0017】
活性層１８は、ｎ型半導体層１６の上に設けられる。活性層１８は、単層または多層の量子井戸構造を有し、アンドープのＡｌＧａＮ系半導体材料から構成される井戸層と、アンドープのＡｌＧａＮ系半導体材料から構成される障壁層とを含む。活性層１８は、複数の井戸層と複数の障壁層が交互に積層された多重量子井戸構造を有してもよい。活性層１８は、量子井戸構造上に設けられる電子ブロック層をさらに有してもよい。
【0018】
ｐ型半導体層２０は、活性層１８の上に設けられる。ｐ型半導体層２０は、ｐ型のＡｌＧａＮ系半導体材料から構成され、ｐ型の不純物としてマグネシウム（Ｍｇ）がドープされる。ｐ型半導体層２０は、５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の厚さを有する。ｐ型半導体層２０は、ＡｌＮ組成が互いに異なる複数のｐ型ＡｌＧａＮ系半導体層を有してもよい。ｐ型半導体層２０は、例えば、ＡｌＮ組成が４０％以上となる第１ｐ型半導体層と、第１ｐ型半導体層上に設けられ、ＡｌＮ組成が２０％以下となる第２ｐ型半導体層とを有してもよい。第２ｐ型半導体層は、ＡｌＮ組成が０％となるｐ型ＧａＮから構成されるｐ型ＧａＮ層であってもよい。
【0019】
ｎ側コンタクト電極２２は、ｎ型半導体層１６の上面１６ａに設けられ、ｎ型半導体層１６の上面１６ａと接触する。ｎ側コンタクト電極２２は、ｎ型半導体層１６とオーミック接触する。ｎ側コンタクト電極２２は、例えば、ｎ型半導体層１６に接触するＴｉ層と、Ｔｉ層上に設けられるＡｌ層とを有する。ｎ側コンタクト電極２２は、Ａｌ層上に設けられるＴｉ層、Ｎｉ層、Ｒｈ層、Ａｕ層などをさらに含んでもよく、例えば、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕの積層構造を有してもよい。
【0020】
ｐ側コンタクト電極２４は、ｐ型半導体層２０の上面２０ａに設けられ、ｐ型半導体層２０の上面２０ａと接触する。ｐ側コンタクト電極２４は、ｐ型半導体層２０とオーミック接触する。ｐ側コンタクト電極２４は、例えば、ｐ型半導体層２０に接触するＮｉ層と、Ｎｉ層上に設けられるＡｕ層とを有する。ｐ側コンタクト電極２４は、ｐ型半導体層２０に接触するＲｈ層またはＣｒ層と、Ｒｈ層上またはＣｒ層上に設けられるＡｌ層とを有してもよい。ｐ側コンタクト電極２４は、Ｒｈ／ＡｌまたはＣｒ／Ａｌの積層構造を有してもよい。ｐ側コンタクト電極２４は、Ａｌ層上に設けられるＴｉ層、Ｎｉ層、Ｒｈ層、Ａｕ層などをさらに含んでもよく、Ｒｈ／Ａｌ／Ｔｉ／ＡｕまたはＣｒ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕの積層構造を有してもよい。
【0021】
ｎ側第１電極２６は、ｎ側コンタクト電極２２の上面２２ａおよび側面２２ｂと接触し、ｎ側コンタクト電極２２を被覆する。ｎ側第１電極２６は、ｎ型半導体層１６の上面１６ａと接触する。ｎ側第１電極２６は、異なる金属材料から構成される複数の金属層が積層された金属多層膜である。ｎ側第１電極２６の厚さは、５００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下であり、例えば、７００ｎｍ以上１２００ｎｍ以下である。
【0022】
ｐ側第１電極２８は、ｐ側コンタクト電極２４の上面２４ａおよび側面２４ｂと接触し、ｐ側コンタクト電極２４を被覆する。ｐ側第１電極２８は、ｐ型半導体層２０の上面２０ａと接触する。ｐ側第１電極２８は、ｎ側第１電極２６と同様に構成される金属多層膜である。ｐ側第１電極２８の厚さは、ｎ側第１電極２６の厚さと同じであり、５００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下であり、例えば、７００ｎｍ以上１２００ｎｍ以下である。
【0023】
第１絶縁層３０は、ｎ側第１電極２６上に設けられるｎ側第１開口３０ｎを有し、ｐ側第１電極２８上に設けられるｐ側第１開口３０ｐを有し、ｎ側第１開口３０ｎを除いてｎ側第１電極２６を被覆し、ｐ側第１開口３０ｐを除いてｐ側第１電極２８を被覆する。ｎ側第１開口３０ｎは、ｎ側第１電極２６の上面積よりも小さな開口面積を有し、ｐ側第１開口３０ｐは、ｐ側第１電極２８の上面積よりも小さな開口面積を有する。第１絶縁層３０は、ｎ側第１電極２６の上面および側面と接触し、ｐ側第１電極２８の上面および側面と接触する。第１絶縁層３０は、ｎ型半導体層１６の上面１６ａ、活性層１８の側面１８ｂ、ｐ型半導体層２０の上面２０ａおよび側面２０ｂと接触する。第１絶縁層３０は、ｎ型半導体層１６の側面１６ｂと接触してもよいし、ベース層１４の側面１４ｂと接触してもよいし、基板１２の第１主面１２ａと接触してもよい。
【0024】
第１絶縁層３０は、深紫外光に対して透明な誘電体材料から構成される。第１絶縁層３０は、単一の誘電体材料から構成され、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）または酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）から構成される。第１絶縁層３０の厚さは、ｎ側第１電極２６およびｐ側第１電極２８の厚さ以上であることが好ましい。第１絶縁層３０の厚さは、５００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下であり、例えば、７００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下である。
【0025】
ｎ側第２電極３２は、ｎ側第１開口３０ｎを塞ぐように第１絶縁層３０上に設けられ、ｎ側第１開口３０ｎにおいてｎ側第１電極２６と接触する。ｎ側第２電極３２は、ｎ側第１電極２６の形成範囲よりも広い範囲に設けられる。ｎ側第２電極３２は、活性層１８の側面１８ｂの上を被覆するように設けられ、活性層１８と重なるように設けられる。ｎ側第２電極３２は、ｐ側第１電極２８と重なるように設けられてもよい。この場合、第１絶縁層３０によってｎ側第２電極３２とｐ側第１電極２８の間が電気的に絶縁される。
【0026】
ｎ側第２電極３２は、異なる金属材料から構成される複数の金属層が積層された金属多層膜である。ｎ側第２電極３２の厚さは、５００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下であり、例えば、７００ｎｍ以上１２００ｎｍ以下である。ｎ側第２電極３２の厚さは、ｎ側第１電極２６およびｐ側第１電極２８の厚さと同じであってもよいし、ｎ側第１電極２６およびｐ側第１電極２８の厚さより大きくてもよい。ｎ側第２電極３２の厚さは、第１絶縁層３０の厚さと同じであってもよいし、第１絶縁層３０の厚さより大きくてもよい。
【0027】
ｐ側第２電極３４は、ｐ側第１開口３０ｐを塞ぐように第１絶縁層３０上に設けられ、ｐ側第１開口３０ｐにおいてｐ側第１電極２８と接触する。ｐ側第２電極３４は、ｐ側第１電極２８の形成範囲よりも狭い範囲に設けられる。ｐ側第２電極３４は、ｎ側第２電極３２と同様に構成される金属多層膜である。ｐ側第２電極３４の厚さは、ｎ側第２電極３２の厚さと同じであり、５００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下であり、例えば、７００ｎｍ以上１２００ｎｍ以下である。
【0028】
第２絶縁層３６は、ｎ側第２電極３２上に設けられるｎ側第２開口３６ｎを有し、ｐ側第２電極３４上に設けられるｐ側第２開口３６ｐを有し、ｎ側第２開口３６ｎを除いてｎ側第２電極３２を被覆し、ｐ側第２開口３６ｐを除いてｐ側第２電極３４を被覆する。ｎ側第２開口３６ｎは、ｎ側第２電極３２の上面積よりも小さな開口面積を有し、ｐ側第２開口３６ｐは、ｐ側第２電極３４の上面積よりも小さな開口面積を有する。ｎ側第２開口３６ｎは、ｎ側第１電極２６と重なる位置に設けられる。ｐ側第２開口３６ｐは、活性層１８と重なる位置に設けられる。第２絶縁層３６は、第１絶縁層３０、ｎ側第２電極３２およびｐ側第２電極３４と接触する。第２絶縁層３６は、基板１２の第１主面１２ａ、ベース層１４の側面１４ｂおよびｎ型半導体層１６の側面１６ｂにおいて、第１絶縁層３０を被覆するように積層される。なお、第１絶縁層３０が基板１２の第１主面１２ａまたはｎ型半導体層１６の側面１６ｂを被覆しない場合、第２絶縁層３６は、基板１２の第１主面１２ａまたはｎ型半導体層１６の側面１６ｂと直接接触するように被覆してもよい。
【0029】
第２絶縁層３６は、単一の誘電体材料から構成され、第１絶縁層３０と同じ材料から構成され、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）または酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）から構成される。第２絶縁層３６の厚さは、ｎ側第２電極３２およびｐ側第２電極３４の厚さ以上であることが好ましい。第２絶縁層３６の厚さは、５００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下であり、例えば、８００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下である。
【0030】
ｎ側パッド電極３８は、ｎ側第２開口３６ｎを塞ぐように第２絶縁層３６上に設けられ、ｎ側第２開口３６ｎにおいてｎ側第２電極３２と接触する。ｎ側パッド電極３８は、例えば、ｎ側コンタクト電極２２および活性層１８と重なる位置に設けられる。ｎ側パッド電極３８は、異なる金属材料から構成される複数の金属層が積層された金属多層膜である。ｎ側パッド電極３８の厚さは、１μｍ以上１０μｍ以下であり、例えば、２μｍ以上５μｍ以下である。ｎ側パッド電極３８の厚さは、第２絶縁層３６の厚さよりも大きい。
【0031】
ｐ側パッド電極４０は、ｐ側第２開口３６ｐを塞ぐように第２絶縁層３６上に設けられ、ｐ側第２開口３６ｐにおいてｐ側第２電極３４と接触する。ｐ側パッド電極４０は、例えば、ｎ側コンタクト電極２２および活性層１８と重なる位置に設けられる。ｐ側パッド電極４０は、ｎ側パッド電極３８と同様に構成される金属多層膜である。ｐ側パッド電極４０の厚さは、ｎ側パッド電極３８ｎの厚さと同じであり、１μｍ以上１０μｍ以下であり、例えば、２μｍ以上５μｍ以下である。
【0032】
図２は、金属多層膜５０の構成を示す断面図である。金属多層膜５０は、ｎ側第１電極２６、ｐ側第１電極２８、ｎ側第２電極３２およびｐ側第２電極３４のそれぞれに用いることができる。金属多層膜５０は、複数の第１金属層５２と、複数の第２金属層５４ａ，５４ｂと、第３金属層５６と、第４金属層５８とを含む。
【0033】
複数の第１金属層５２は、第１金属材料から構成され、例えばＴｉから構成されるＴｉ層またはＣｒから構成されるＣｒ層である。複数の第２金属層５４ａ，５４ｂは、第１金属材料とは異なる第２金属材料から構成され、例えばＲｈから構成されるＲｈ層、Ｔａから構成されるＴａ層またはＮｉから構成されるＮｉ層である。第２金属材料の導電性は、第１金属材料の導電性よりも高い。複数の第２金属層５４ａ，５４ｂは、複数の第１金属層５２と交互に積層される。図２の例では、四つの第１金属層５２と四つの第２金属層５４ａ，５４ｂが交互に積層される。なお、第１金属層５２および第２金属層５４ａ，５４ｂのそれぞれの数は、３以下でもよいし、５以上でもよい。
【0034】
複数の第１金属層５２のそれぞれの厚さｔ１は、実質的に同じであり、厚さのばらつきが１０％未満となるように構成される。複数の第１金属層５２のそれぞれの厚さｔ１は、５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、例えば、８０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である。
【0035】
複数の第２金属層５４ａ，５４ｂのそれぞれの厚さｔ２ａ，ｔ２ｂは、最上層の第２金属層５４ｂを除いて実質的に同じである。つまり、最上層を除く複数の第２金属層５４ａの厚さｔ２ａは、実質的に同じであり、厚さのばらつきが１０％未満となるように構成される。最上層を除く複数の第２金属層５４ａの厚さｔ２ａは、第１金属層５２の厚さｔ１よりも小さく、４０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であり、例えば、６０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下である。
【0036】
最上層の第２金属層５４ｂは、複数の第１金属層５２の上に設けられる。つまり、最上層の第２金属層５４ｂの上には第１金属層５２が存在しない。最上層の第２金属層５４ｂの厚さｔ２ｂは、最上層を除く複数の第２金属層５４ａの厚さｔ２ａよりも大きく、５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、例えば、８０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。最上層の第２金属層５４ｂの厚さｔ２ｂは、第１金属層５２の厚さｔ１と同じでもよいし、第１金属層５２の厚さｔ１より小さくてもよいし、第１金属層５２の厚さｔ１より大きくてもよい。
【0037】
第３金属層５６は、複数の第１金属層５２および複数の第２金属層５４ａ，５４ｂの交互積層構造よりも下に設けられる。第３金属層５６は、金属多層膜５０の最下層であってもよく、金属多層膜５０の下側に設けられる下部層６０と接触する層であってもよい。第３金属層５６は、第１金属材料および第２金属材料よりも深紫外光に対する反射率が高い第３金属材料から構成され、例えば、Ａｌから構成されるＡｌ層である。第３金属層５６の厚さは、５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、例えば、８０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である。
【0038】
第４金属層５８は、複数の第１金属層５２および複数の第２金属層５４ａ，５４ｂの交互積層構造よりも上に設けられる。第４金属層５８は、金属多層膜５０の最上層であってもよく、金属多層膜５０の上側に設けられる上部層６２と接触する層であってもよい。第４金属層５８は、第１金属材料および第２金属材料よりも導電性の高い第４金属材料から構成され、例えば、Ａｕから構成されるＡｕ層である。第４金属層５８の厚さは、１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、例えば、１５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。
【0039】
金属多層膜５０は、第１金属層５２、第２金属層５４ａ，５４ｂ、第３金属層５６および第４金属層５８の全てを含まなくてもよく、これらのうち一部の金属層のみを含んでもよい。例えば、金属多層膜５０は、第４金属層５８を含まない構成であってもよい。金属多層膜５０は、第１金属層５２、第２金属層５４ａ，５４ｂ、第３金属層５６および第４金属層５８とは異なる追加の金属層をさらに含んでもよい。例えば、金属多層膜５０は、第４金属層５８と上部層６２の間の密着性を高めるための接着層をさらに含んでもよく、当該接着層として例えばＴｉ層が用いられてもよい。
【0040】
金属多層膜５０によれば、複数の第１金属層５２および複数の第２金属層５４ａ，５４ｂを交互に積層することにより、金属多層膜５０の厚みを増やすことができ、単一の金属材料を厚く形成する場合に比べて剥離しにくい構造を実現できる。金属多層膜５０の厚みを増やすことにより、ｎ側コンタクト電極２２およびｐ側コンタクト電極２４に向かう高電流を分散させることができ、局所的な電流集中を抑制できる。また、複数の第１金属層５２の厚さｔ１を実質的に同じにし、最上層を除く複数の第２金属層５４ａの厚さｔ２ａを実質的に同じにすることにより、各層の剥離を抑制できる。
【0041】
最上層の第２金属層５４ｂの厚さｔ２ｂを大きくすることにより、金属多層膜５０の品質を向上できる。金属多層膜５０は、金属多層膜５０の形成後に上部層６２（例えば第１絶縁層３０または第２絶縁層３６）を形成する際に加熱されうる。金属多層膜５０が第４金属層５８を含む場合、最上層の第２金属層５４ｂと第４金属層５８の界面にて金属材料同士が混ざり合い、最上層の第２金属層５４ｂに第４金属材料（例えばＡｕ）が混入することが考えられる。この場合、最上層の第２金属層５４ｂの厚さｔ２ｂを相対的に大きくすることにより、第１金属層５２、第２金属層５４ａおよび第３金属層５６への第４金属材料の拡散を抑制できる。金属多層膜５０が第４金属層５８を含まない場合、最上層の第２金属層５４ｂに第１金属材料が混入することにより、最上層の第２金属層５４ｂの上面の状態が変化し、上部層６２との密着性が低下する影響を抑制できる。
【0042】
深紫外光に対する反射率が高い第３金属材料から構成される第３金属層５６を設けることにより、金属多層膜５０を反射電極として用いることができる。金属多層膜５０をｎ側第１電極２６またはｐ側第１電極２８に用いる場合、ｎ型半導体層１６またはｐ型半導体層２０が下部層６０となる。下部層６０から第３金属層５６に入射する深紫外光を高反射率で反射させることにより、金属多層膜５０にて深紫外光が吸収されて損失となる割合を低減し、光取り出し効率を高めることができる。また、金属多層膜５０をｎ側第２電極３２またはｐ側第２電極３４に用いる場合、第１絶縁層３０が下部層６０となる。第１絶縁層３０は深紫外光に対して透明な誘電体材料から構成されるため、第１絶縁層３０を透過してｎ側第２電極３２またはｐ側第２電極３４に入射する深紫外光を高反射率で反射させることにより、光取り出し効率を高めることができる。
【0043】
ｎ側第１電極２６がｎ側コンタクト電極２２の上面２２ａおよび側面２２ｂを被覆することにより、ｎ側コンタクト電極２２の全体に均一に電流を流すことができ、ｎ側コンタクト電極２２にて局所的に電流が集中することを抑制できる。同様に、ｐ側第１電極２８がｐ側コンタクト電極２４の上面２４ａおよび側面２４ｂを被覆することにより、ｐ側コンタクト電極２４の全体に均一に電流を流すことができ、ｐ側コンタクト電極２４にて局所的に電流が集中することを抑制できる。また、ｎ側第１電極２６およびｐ側第１電極２８として金属多層膜５０を用いることにより電流を分散させる効果をより高めることができる。その結果、電流集中による素子寿命の低下を抑制し、半導体発光素子１０の信頼性を向上できる。
【0044】
半導体発光素子１０によれば、ｎ側第１電極２６がｎ側コンタクト電極２２の上面２２ａおよび側面２２ｂを被覆することにより、ｎ側第１電極２６がｎ側コンタクト電極２２の上面２２ａのみに設けられる場合に比べて、第１絶縁層３０の被覆性を向上できる。第１絶縁層３０がｎ側第１電極２６のみに接触することにより、第１絶縁層３０がｎ側コンタクト電極２２およびｎ側第１電極２６の双方に接触する場合に比べて、第１絶縁層３０の被覆性を向上できる。同様に、ｐ側第１電極２８がｐ側コンタクト電極２４の上面２４ａおよび側面２４ｂを被覆することにより、ｐ側第１電極２８がｐ側コンタクト電極２４の上面２４ａのみに設けられる場合に比べて、第１絶縁層３０の被覆性を向上できる。
【0045】
第１絶縁層３０と第２絶縁層３６の間にｎ側第２電極３２およびｐ側第２電極３４を設けることにより、ｎ側第２電極３２およびｐ側第２電極３４を設けることができない場合に比べて電流を分散させる効果をより高めることができる。また、ｎ側第２電極３２およびｐ側第２電極３４として金属多層膜５０を用いることにより電流を分散させる効果をより高めることができる。
【0046】
ｎ側第２電極３２が活性層１８の側面１８ｂの上を被覆することにより、活性層１８の側面１８ｂから出射して第１絶縁層３０を透過する深紫外光をｎ側第２電極３２によって反射させることができ、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。さらに、ｎ側第２電極３２の形成範囲をより大きくすることができ、ｎ側コンタクト電極２２に注入される電流を分散させる効果をより高めることができる。その結果、電流集中による素子寿命の低下を抑制し、半導体発光素子１０の信頼性を向上できる。
【0047】
第１絶縁層３０の上にｎ側第２電極３２およびｐ側第２電極３４を設け、ｎ側第２電極３２およびｐ側第２電極３４の上に第２絶縁層３６を設けることにより、半導体発光素子１０の封止性を高めることができる。言い換えれば、第１絶縁層３０および第２絶縁層３６を組み合わせた誘電体材料による二重構造によって封止性を高めることができ、第１絶縁層３０および第２絶縁層３６の間に金属層を挟むことにより封止性をより高めることができる。これにより、半導体発光素子１０の耐湿性を高めることができ、半導体発光素子１０の信頼性を向上できる。
【0048】
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３～図１０は、半導体発光素子１０の製造工程を概略的に示す。まず、図３において、基板１２の第１主面１２ａの上にベース層１４、ｎ型半導体層１６、活性層１８およびｐ型半導体層２０を順に形成する。ベース層１４、ｎ型半導体層１６、活性層１８およびｐ型半導体層２０は、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。
【0049】
つづいて、図３に示すように、例えば公知のリソグラフィ技術を用いて、ｐ型半導体層２０の上にマスク７１を形成する。マスク７１の形成後、マスク７１と重ならない領域にあるｐ型半導体層２０および活性層１８をドライエッチングなどにより除去し、マスク７１と重ならない領域にあるｎ型半導体層１６の上面１６ａを露出させる。このエッチング工程により、ｐ型半導体層２０の側面２０ｂおよび活性層１８の側面１８ｂが形成される。その後、マスク７１が除去される。
【0050】
次に、図４に示すように、ｎ型半導体層１６の上面１６ａにｎ側コンタクト電極２２を形成し、ｎ側コンタクト電極２２の形成後にアニール処理を実行する。また、ｐ型半導体層２０の上面２０ａにｐ側コンタクト電極２４を形成し、ｐ側コンタクト電極２４の形成後にアニール処理を実行する。ｎ側コンタクト電極２２およびｐ側コンタクト電極２４は、スパッタリング法やＥＢ蒸着法などを用いて形成できる。ｎ側コンタクト電極２２およびｐ側コンタクト電極２４の形成順序は問わず、ｎ側コンタクト電極２２の形成後にｐ側コンタクト電極２４を形成してもよいし、ｐ側コンタクト電極２４の形成後にｎ側コンタクト電極２２を形成してもよい。
【0051】
つづいて、図４に示すように、ｎ側コンタクト電極２２の上面２２ａおよび側面２２ｂを被覆するようにｎ側第１電極２６を形成し、ｐ側コンタクト電極２４の上面２４ａおよび側面２４ｂを被覆するようにｐ側第１電極２８を形成する。ｎ側第１電極２６およびｐ側第１電極２８は、同時に形成されてもよいし、別々に形成されてもよい。ｎ側第１電極２６およびｐ側第１電極２８は、スパッタリング法やＥＢ蒸着法などを用いて形成できる。
【0052】
次に、図５に示すように、例えば公知のリソグラフィ技術を用いて、ｎ型半導体層１６の上面１６ａにマスク７２を形成する。マスク７２は、活性層１８、ｐ型半導体層２０、ｎ側第１電極２６およびｐ側第１電極２８を被覆するように形成される。マスク７２の形成後、マスク７２と重ならない領域にあるｎ型半導体層１６およびベース層１４をドライエッチングなどにより除去し、マスク７２と重ならない領域にある基板１２の第１主面１２ａを露出させる。このエッチング工程により、ｎ型半導体層１６の側面１６ｂおよびベース層１４の側面１４ｂが形成される。その後、マスク７２が除去される。
【0053】
次に、図６に示すように、素子上部の全体を被覆するように第１絶縁層３０を形成する。第１絶縁層３０は、基板１２の第１主面１２ａ、ベース層１４の側面１４ｂ、ｎ型半導体層１６の上面１６ａおよび側面１６ｂ、ｎ側第１電極２６の上面および側面、ならびに、ｐ側第１電極２８の上面および側面と接触して被覆するように設けられる。第１絶縁層３０は、化学気相成長（ＣＶＤ）法などの周知の技術を用いて形成できる。
【0054】
次に、図７に示すように、第１絶縁層３０をドライエッチングなどにより部分的に除去し、ｎ側第１開口３０ｎおよびｐ側第１開口３０ｐを形成する。ｎ側第１開口３０ｎおよびｐ側第１開口３０ｐは、第１絶縁層３０を貫通するように設けられ、ｎ側第１開口３０ｎにおいてｎ側第１電極２６の上面が露出し、ｐ側第１開口３０ｐにおいてｐ側第１電極２８の上面が露出する。
【0055】
つづいて、図７に示すように、ｎ側第１開口３０ｎを塞ぐように第１絶縁層３０上にｎ側第２電極３２を形成し、ｐ側第１開口３０ｐを塞ぐように第１絶縁層３０上にｐ側第２電極３４を形成する。ｎ側第２電極３２およびｐ側第２電極３４は、同時に形成されてもよいし、別々に形成されてもよい。ｎ側第２電極３２およびｐ側第２電極３４は、スパッタリング法やＥＢ蒸着法などを用いて形成できる。
【0056】
次に、図８に示すように、素子上部の全体を被覆するように第２絶縁層３６を形成する。第２絶縁層３６は、第１絶縁層３０、ｎ側第２電極３２およびｐ側第２電極３４と接触して被覆するように設けられる。第２絶縁層３６は、化学気相成長（ＣＶＤ）法などの周知の技術を用いて形成できる。
【0057】
次に、図９に示すように、第２絶縁層３６をドライエッチングなどにより部分的に除去し、ｎ側第２開口３６ｎおよびｐ側第２開口３６ｐを形成する。ｎ側第２開口３６ｎおよびｐ側第２開口３６ｐは、第２絶縁層３６を貫通するように設けられ、ｎ側第２開口３６ｎにおいてｎ側第２電極３２の上面が露出し、ｐ側第２開口３６ｐにおいてｐ側第２電極３４の上面が露出する。
【0058】
つづいて、図９に示すように、ｎ側第２開口３６ｎを塞ぐように第２絶縁層３６上にｎ側パッド電極３８を形成し、ｐ側第２開口３６ｐを塞ぐように第２絶縁層３６上にｐ側パッド電極４０を形成する。ｎ側パッド電極３８およびｐ側パッド電極４０は、同時に形成されてもよいし、別々に形成されてもよい。ｎ側パッド電極３８およびｐ側パッド電極４０は、スパッタリング法やＥＢ蒸着法などを用いて形成できる。
【0059】
次に、図１０に示すように、例えば公知のリソグラフィ技術を用いて、第２絶縁層３６、ｎ側パッド電極３８およびｐ側パッド電極４０の上にマスク７３を形成する。マスク７３は、ｎ型半導体層１６の形成範囲よりも広い範囲にわたって形成され、ｎ型半導体層１６の側面１６ｂよりも外側に位置する外周部７４のみを除いて形成される。マスク７３の形成後、マスク７３と重ならない領域、つまり、外周部７４にある第２絶縁層３６および第１絶縁層３０をドライエッチングなどにより除去し、外周部７４にある基板１２の第１主面１２ａを露出させる。その後、マスク７３を除去し、第１絶縁層３０および第２絶縁層３６が除去された外周部７４において基板１２を切断して個片化することにより、半導体発光素子１０ができあがる。
【0060】
（第２の実施の形態）
図１１は、第２の実施の形態に係る半導体発光素子１１０の構成を概略的に示す断面図である。半導体発光素子１１０は、ｎ側第２電極１３２およびｐ側第２電極１３４の形成範囲が第１の実施の形態と相違する点を除いて、第１の実施の形態に係る半導体発光素子１０と同様に構成される。以下、第１の実施の形態との相違点を中心に説明し、共通点については説明を適宜省略する。
図１１は、第２の実施の形態に係る半導体発光素子１１０の構成を概略的に示す断面図である。半導体発光素子１１０は、ｎ側第２電極１３２およびｐ側第２電極１３４の形成範囲が第１の実施の形態と相違する点を除いて、第１の実施の形態に係る半導体発光素子１０と同様に構成される。以下、第１の実施の形態との相違点を中心に説明し、共通点については説明を適宜省略する。
【0061】
半導体発光素子１１０は、基板１２と、ベース層１４と、ｎ型半導体層１６と、活性層１８と、ｐ型半導体層２０と、ｎ側コンタクト電極２２と、ｐ側コンタクト電極２４と、ｎ側第１電極２６と、ｐ側第１電極２８と、第１絶縁層３０と、ｎ側第２電極１３２と、ｐ側第２電極１３４と、第２絶縁層３６と、ｎ側パッド電極３８と、ｐ側パッド電極４０とを備える。
【0062】
ｎ側第２電極１３２は、第１の実施の形態と同様、ｎ側第１開口３０ｎを塞ぐように第１絶縁層３０上に設けられ、ｎ側第１開口３０ｎにおいてｎ側第１電極２６と接触する。ｎ側第２電極１３２は、ｎ側第１電極２６の形成範囲よりも広い範囲に設けられる。ｎ側第２電極１３２は、活性層１８の側面１８ｂの上を被覆せず、活性層１８と重ならないように設けられる。
【0063】
ｐ側第２電極１３４は、第１の実施の形態と同様、ｐ側第１開口３０ｐを塞ぐように第１絶縁層３０上に設けられ、ｐ側第１開口３０ｐにおいてｐ側第１電極２８と接触する。ｐ側第２電極１３４は、ｐ側第１電極２８の形成範囲よりも広い範囲に設けられる。ｐ側第２電極１３４は、活性層１８の側面１８ｂの上を被覆するように設けられる。
【0064】
ｎ側第２電極１３２およびｐ側第２電極１３４は、図２の金属多層膜５０で構成される。ｎ側第２電極１３２およびｐ側第２電極１３４の厚さは、５００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下であり、例えば、７００ｎｍ以上１２００ｎｍ以下である。ｎ側第２電極１３２およびｐ側第２電極１３４の厚さは、第１絶縁層３０の厚さと同じであってもよいし、第１絶縁層３０の厚さより大きくてもよい。
【0065】
本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の作用効果を実現できる。また、ｐ側第２電極１３４が活性層１８の側面１８ｂの上を被覆することにより、活性層１８の側面１８ｂから出射して第１絶縁層３０を透過する深紫外光をｐ側第２電極１３４よって反射させることができ、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。さらに、ｐ側第２電極１３４の形成範囲をより大きくすることができ、ｐ側コンタクト電極２４に注入される電流を分散させる効果をより高めることができる。その結果、電流集中による素子寿命の低下を抑制し、半導体発光素子１１０の信頼性を向上できる。
【0066】
以上、本発明を実施の形態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。
【0067】
以下、本発明のいくつかの態様について説明する。
【0068】
本発明の第１の態様は、ｎ型半導体層と、前記ｎ型半導体層上に設けられ、波長３６０ｎｍ以下の深紫外光を発する活性層と、前記活性層上に設けられるｐ型半導体層と、前記ｎ型半導体層の上面と接触するｎ側コンタクト電極と、前記ｐ型半導体層の上面と接触するｐ側コンタクト電極と、前記ｎ側コンタクト電極の上面および側面と接触するｎ側第１電極と、前記ｐ側コンタクト電極の上面および側面と接触するｐ側第１電極と、前記ｎ側第１電極上に設けられるｎ側第１開口を有し、前記ｐ側第１電極上に設けられるｐ側第１開口を有し、前記ｎ側第１開口を除いて前記ｎ側第１電極を被覆し、前記ｐ側第１開口を除いて前記ｐ側第１電極を被覆し、前記ｎ型半導体層、前記活性層、前記ｐ型半導体層、前記ｎ側第１電極および前記ｐ側第１電極と接触する第１絶縁層と、前記第１絶縁層上に設けられ、前記ｎ側第１開口において前記ｎ側第１電極と接触するｎ側第２電極と、前記第１絶縁層上に設けられ、前記ｐ側第１開口において前記ｐ側第１電極と接触するｐ側第２電極と、前記ｎ側第２電極上に設けられるｎ側第２開口を有し、前記ｐ側第２電極上に設けられるｐ側第２開口を有し、前記ｎ側第２開口を除いて前記ｎ側第２電極を被覆し、前記ｐ側第２開口を除いて前記ｐ側第２電極を被覆し、前記第１絶縁層、前記ｎ側第２電極および前記ｐ側第２電極と接触する第２絶縁層と、前記第２絶縁層上に設けられ、前記ｎ側第２開口において前記ｎ側第２電極と接触するｎ側パッド電極と、前記第２絶縁層上に設けられ、前記ｐ側第２開口において前記ｐ側第２電極と接触するｐ側パッド電極と、を備える半導体発光素子である。第１の態様によれば、ｎ側コンタクト電極の上面および側面と接触するｎ側第１電極を設けることにより、ｎ側コンタクト電極の全体に均一に電流を流すことができ、第１絶縁層による被覆性を高めることができる。同様に、ｐ側コンタクト電極の上面および側面と接触するｐ側第１電極を設けることにより、ｐ側コンタクト電極の全体に均一に電流を流すことができ、第１絶縁層による被覆性を高めることができる。
【0069】
本発明の第２の態様は、前記第１絶縁層および前記第２絶縁層のそれぞれは、単一の誘電体材料から構成され、前記ｎ側第１電極、前記ｐ側第１電極、前記ｎ側第２電極および前記ｐ側第２電極のそれぞれは、異なる金属材料から構成される複数の金属層が積層された金属多層膜である、第１の態様に記載の半導体発光素子である。ｎ側第１電極、ｐ側第１電極、ｎ側第２電極およびｐ側第２電極を金属多層膜で構成することにより、これらの電極の厚さを大きくして電流を分散させる機能を高めることができる。また、金属多層膜とすることにより、単一の金属材料を厚く設ける場合に比べて電極の剥離を抑制できる。一方、第１絶縁層および第２絶縁層を単一の誘電体材料から構成することにより、製造工程を簡略化できる。
【0070】
本発明の第３の態様は、前記金属多層膜は、第１金属材料から構成される複数の第１金属層と、第２金属材料から構成され、前記複数の第１金属層と交互に積層される複数の第２金属層とを含み、前記複数の第２金属層のうちの最上層は、前記複数の第１金属層よりも上に設けられ、前記複数の第１金属層の厚さのばらつきは、１０％未満であり、前記最上層を除く前記複数の第２金属層の厚さのばらつきは、１０％未満であり、前記最上層の厚さは、前記最上層を除く前記複数の第２金属層の厚さよりも１０％以上大きい、第２の態様に記載の半導体発光素子である。第３の態様によれば、複数の第１金属層の厚さを実質的に同じにし、最上層を除く複数の第２金属層の厚さを実質的に同じにすることにより、各層の剥離を抑制できる。また、最上層の第２金属層の厚さを大きくすることにより、最上層の第２金属層の上面近傍に第１金属材料が混ざることを防止でき、金属多層膜の品質を向上できる。
【0071】
本発明の第４の態様は、前記金属多層膜は、前記複数の第１金属層および前記複数の第２金属層よりも下に設けられ、前記第１金属材料および前記第２金属材料よりも前記深紫外光に対する反射率が高い第３金属材料から構成される第３金属層をさらに含む、第３の態様に記載の半導体発光素子である。第４の態様によれば、金属多層膜の下部に深紫外光の反射率が高い第３金属層を設けることにより、金属多層膜を反射電極とすることができ、半導体発光素子の光取り出し効率を高めることができる。
【0072】
本発明の第５の態様は、前記金属多層膜は、前記複数の第１金属層および前記複数の第２金属層よりも上に設けられ、前記第１金属材料および前記第２金属材料よりも導電性の高い第４金属材料から構成される第４金属層をさらに含む、第３または第４の態様に記載の半導体発光素子である。第５の態様によれば、金属多層膜の上部に導電性の高い第４金属層を設けることにより、金属多層膜の上部で電流を横方向に拡散させることができ、金属多層膜にて電流を分散させる効果を高めることができる。
【0073】
本発明の第６の態様は、前記第１絶縁層の厚さは、前記ｎ側第１電極および前記ｐ側第１電極の厚さ以上であり、前記第２絶縁層の厚さは、前記ｎ側第２電極および前記ｐ側第２電極の厚さ以上である、第１から第５のいずれか一つの態様に記載の半導体発光素子である。第６の態様によれば、絶縁層によって被覆される電極の厚さ以上の厚さを有するように絶縁層を設けることにより、絶縁層による被覆性を高めることができ、半導体発光素子の耐湿性向上およびリーク低減を実現できる。
【0074】
本発明の第７の態様は、前記ｎ側第２電極は、前記活性層の側面の上を被覆する、第１から第６のいずれか一つの態様に記載の半導体発光素子である。ｎ側第２電極が活性層の側面の上を被覆するように設けることにより、活性層の側面から出射する深紫外光をｎ側第２電極にて反射させることができ、光取り出し効率を高めることができる。また、ｎ側第２電極が活性層の側面の上を被覆するように設けることにより、ｎ側第２電極の形成範囲を広くすることができ、ｎ側第２電極にて電流を分散させる効果を高めることができる。
【0075】
本発明の第８の態様は、前記ｐ側第２電極は、前記活性層の側面の上を被覆する、第１から第６のいずれか一つの態様に記載の半導体発光素子である。ｐ側第２電極が活性層の側面の上を被覆するように設けることにより、活性層の側面から出射する深紫外光をｐ側第２電極にて反射させることができ、光取り出し効率を高めることができる。また、ｐ側第２電極が活性層の側面の上を被覆するように設けることにより、ｐ側第２電極の形成範囲を広くすることができ、ｐ側第２電極にて電流を分散させる効果を高めることができる。
【符号の説明】
【0076】
１０…半導体発光素子、１６…ｎ型半導体層、１６ａ…上面、１８…活性層、１８ｂ…側面、２０…ｐ型半導体層、２２…ｎ側コンタクト電極、２２ａ…上面、２２ｂ…側面、２４…ｐ側コンタクト電極、２４ａ…上面、２４ｂ…側面、２６…ｎ側第１電極、２８…ｐ側第１電極、３０…第１絶縁層、３０ｎ…ｎ側第１開口、３０ｐ…ｐ側第１開口、３２，１３２…ｎ側第２電極、３４，１３４…ｐ側第２電極、３６…第２絶縁層、３６ｎ…ｎ側第２開口、３６ｐ…ｐ側第２開口、３８…ｎ側パッド電極、４０…ｐ側パッド電極、５０…金属多層膜、５２…第１金属層、５４ａ，５４ｂ…第２金属層、５６…第３金属層、５８…第４金属層。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】