特開 2023-20627 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】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023020627

(43)【公開日】2023-02-09

(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 33/32 20100101AFI20230202BHJP

   H01L 33/40 20100101ALI20230202BHJP

   H01L 21/28 20060101ALI20230202BHJP

   H01L 21/285 20060101ALI20230202BHJP

【ＦＩ】

H01L33/32

H01L33/40

H01L21/28 301R

H01L21/28 301B

H01L21/285 P

H01L21/285 S

【審査請求】有

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021126105

(22)【出願日】2021-07-30

(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】丹羽 紀隆

(72)【発明者】

【氏名】稲津 哲彦

(72)【発明者】

【氏名】相田 晴久

【テーマコード（参考）】

4M104

5F241

【Ｆターム（参考）】

4M104AA04

4M104AA09

4M104BB04

4M104BB14

4M104BB30

4M104CC01

4M104DD37

4M104DD78

4M104DD79

4M104EE09

4M104EE14

4M104EE16

4M104FF13

4M104GG04

4M104HH20

5F241AA43

5F241CA05

5F241CA13

5F241CA40

5F241CA57

5F241CA65

5F241CA66

5F241CA73

5F241CA74

5F241CA83

5F241CA92

5F241CB11

5F241CB15

(57)【要約】

【課題】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２８ａと接触するＲｈ層を含むｐ側コンタクト電極３０と、ｐ側コンタクト電極３０の上面３０ａおよび側面３０ｂと接触し、順に積層されるＴｉ層、Ｒｈ層およびＴｉＮ層を含むｐ側電極被覆層３２と、ｐ側電極被覆層３２上に設けられる接続開口を有し、接続開口とは異なる箇所においてｐ側電極被覆層３２を被覆する誘電体被覆層と、接続開口においてｐ側電極被覆層３２と接続するｐ側電流拡散層４０と、を備える。
【選択図】図１

【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Ｒｈ層を含むｐ側コンタクト電極と、
前記ｐ側コンタクト電極の上面および側面と接触し、順に積層されるＴｉ層、Ｒｈ層およびＴｉＮ層を含むｐ側電極被覆層と、
前記ｐ側電極被覆層上に設けられる接続開口を有し、前記接続開口とは異なる箇所において前記ｐ側電極被覆層を被覆する誘電体被覆層と、
前記接続開口において前記ｐ側電極被覆層と接続するｐ側電流拡散層と、を備える半導体発光素子。

【請求項2】

前記ｐ側コンタクト電極に含まれる前記Ｒｈ層の膜密度は、前記ｐ側電極被覆層に含まれる前記Ｒｈ層の膜密度よりも大きい、請求項１に記載の半導体発光素子。

【請求項3】

前記ｐ側電流拡散層は、順に積層されるＴｉＮ層、Ｔｉ層、Ｒｈ層およびＴｉＮ層を含み、前記ｐ側電流拡散層に含まれる前記Ｒｈ層の膜密度は、前記ｐ側電極被覆層に含まれる前記Ｒｈ層の膜密度よりも大きい、請求項１または２に記載の半導体発光素子。

【請求項4】

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Ｒｈ層を含むｐ側コンタクト電極を形成する工程と、
前記ｐ側コンタクト電極の上面および側面と接触し、順に積層されるＴｉ層、Ｒｈ層およびＴｉＮ層を含むｐ側電極被覆層を形成する工程と、
前記ｐ側電極被覆層の上面および側面を被覆する誘電体被覆層を形成する工程と、
前記ｐ側電極被覆層上の前記誘電体被覆層を除去し、前記ｐ側電極被覆層が露出する接続開口を形成する工程と、
前記接続開口において前記ｐ側電極被覆層と接続するｐ側電流拡散層を形成する工程と、を備え、
前記ｐ側コンタクト電極に含まれる前記Ｒｈ層は、蒸着法により形成され、
前記ｐ側電極被覆層に含まれる前記Ｒｈ層は、スパッタリング法により形成される、半導体発光素子の製造方法。

【請求項5】

前記ｐ側電極被覆層の形成前に前記ｐ側コンタクト電極を５００℃以上６５０℃以下の温度にてアニールする工程と、
前記誘電体被覆層の形成後に前記ｐ側電極被覆層を５００℃以上６５０℃以下の温度にてアニールする工程と、をさらに備える、請求項４に記載の半導体発光素子の製造方法。

【請求項6】

前記ｐ側電流拡散層は、順に積層されるＴｉＮ層、Ｔｉ層、Ｒｈ層およびＴｉＮ層を含み、前記ｐ側電流拡散層に含まれるＲｈ層は、スパッタリング法により形成され、
前記ｐ側電流拡散層を２００℃以上４００℃以下の温度にて加熱する工程をさらに備える、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型半導体層を有する。ｐ型半導体層上にはｐ側コンタクト電極が設けられ、ｐ側コンタクト電極上には誘電体層が設けられる。深紫外光を出力する発光素子において、発光波長に対して高反射率を有するロジウム（Ｒｈ）がｐ側コンタクト電極に用いられることがある（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】特許６８３９３２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

Ｒｈは、誘電体材料との接着性が低いため、誘電体層の剥離によって素子信頼性が低下する可能性がある。また、ｐ側コンタクト電極上の誘電体層を除去して接続開口を形成する際に、接続開口にて露出するｐ側コンタクト電極に当該誘電体層の除去に伴うダメージが生じ、ｐ側コンタクト電極の反射特性が低下する可能性がある。

【0005】

本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、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Ｒｈ層を含むｐ側コンタクト電極と、ｐ側コンタクト電極の上面および側面と接触し、順に積層されるＴｉ層、Ｒｈ層およびＴｉＮ層を含むｐ側電極被覆層と、ｐ側電極被覆層上に設けられる接続開口を有し、接続開口とは異なる箇所においてｐ側電極被覆層を被覆する誘電体被覆層と、接続開口においてｐ側電極被覆層と接続するｐ側電流拡散層と、を備える。

【0007】

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Ｒｈ層を含むｐ側コンタクト電極を形成する工程と、ｐ側コンタクト電極の上面および側面と接触し、順に積層されるＴｉ層、Ｒｈ層およびＴｉＮ層を含むｐ側電極被覆層を形成する工程と、ｐ側電極被覆層の上面および側面を被覆する誘電体被覆層を形成する工程と、ｐ側電極被覆層上の誘電体被覆層を除去し、ｐ側電極被覆層が露出する接続開口を形成する工程と、接続開口においてｐ側電極被覆層と接続するｐ側電流拡散層を形成する工程と、を備える。ｐ側コンタクト電極に含まれるＲｈ層は、蒸着法により形成され、ｐ側電極被覆層に含まれるＲｈ層は、スパッタリング法により形成される。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、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】

【0009】

【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】ｐ側電極被覆層およびｐ側電流拡散層の構成を概略的に示す断面図である。

【図3】ｎ側コンタクト電極およびｎ側電流拡散層の構成を概略的に示す断面図である。

【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】半導体発光素子の製造工程を概略的に示す図である。

【図12】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】

【0010】

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。

【0011】

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。

【0012】

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。

【0013】

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。

【0014】

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、ｐ側電極被覆層３２と、第１誘電体被覆層３４と、第２誘電体被覆層３６と、ｎ側コンタクト電極３８と、ｐ側電流拡散層４０と、ｎ側電流拡散層４２と、誘電体保護層４４と、ｐ側パッド電極４６と、ｎ側パッド電極４８とを備える。

【0015】

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。

【0016】

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が形成される。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は、第１主面２０ａがパターン化されていない平坦面によって構成される通常の基板であってもよい。

【0017】

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層のみから構成されてもよい。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。

【0018】

ｎ型半導体層２４は、ベース層２２の上面２２ａに設けられる。ｎ型半導体層２４は、ｎ型のＡｌＧａＮ系半導体材料から構成され、例えば、ｎ型の不純物としてＳｉがドープされる。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％以上となるように構成される。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以上となるように構成される。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以下となるように構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）となるように構成されることがより望ましい。ｎ型半導体層２４は、１μｍ以上３μｍ以下の厚さを有し、例えば、２μｍ程度の厚さを有する。

【0019】

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以下となるように構成される。ｎ型半導体層２４は、Ｓｉ濃度が５×１０^１８／ｃｍ^３以上３×１０^１９／ｃｍ^３以下となるように構成されることが好ましく、７×１０^１８／ｃｍ^３以上２×１０^１９／ｃｍ^３以下となるように構成されることがより好ましい。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、具体的には８×１０^１８／ｃｍ^３以上１．５×１０^１９／ｃｍ^３以下の範囲である。

【0020】

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。

【0021】

活性層２６は、ｎ型半導体層２４の第１上面２４ａに設けられる。活性層２６は、ＡｌＧａＮ系半導体材料から構成され、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。

【0022】

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系半導体材料から構成される障壁層と、アンドープのＡｌＧａＮ系半導体材料から構成される井戸層とを含む。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障壁層上に設けられる第１井戸層とを含む。第１井戸層とｐ型半導体層２８の間に、障壁層および井戸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のそれぞれは、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下の厚さを有し、例えば、２ｎｍ以上１０ｎｍ以下の厚さを有する。

【0023】

活性層２６とｐ型半導体層２８の間には、電子ブロック層がさらに設けられてもよい。電子ブロック層は、アンドープのＡｌＧａＮ系半導体材料から構成され、例えば、ＡｌＮのモル分率が４０％以上、好ましくは、５０％以上となるように構成される。電子ブロック層は、ＡｌＮのモル分率が８０％以上となるように構成されてもよく、ＧａＮを含有しないＡｌＮ系半導体材料から構成されてもよい。電子ブロック層は、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の厚さを有し、例えば、２ｎｍ以上５ｎｍ以下の厚さを有する。

【0024】

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、例えば、２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の厚さを有する。

【0025】

ｐ型半導体層２８は、複数層によって構成されてもよい。ｐ型半導体層２８は、例えば、ｐ型クラッド層とｐ型コンタクト層を有してもよい。ｐ型クラッド層は、ｐ型コンタクト層と比較してＡｌＮ比率の高いｐ型ＡｌＧａＮ層であり、活性層２６と直接接触するように設けられる。ｐ型コンタクト層は、ｐ型クラッド層と比較してＡｌＮ比率の低いｐ型ＡｌＧａＮ層またはｐ型ＧａＮ層である。ｐ型コンタクト層は、ｐ型クラッド層の上に設けられ、ｐ側コンタクト電極３０と直接接触するように設けられる。ｐ型クラッド層は、ｐ型第１クラッド層と、ｐ側第２クラッド層とを有してもよい。

【0026】

ｐ型第１クラッド層は、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る。ｐ型第１クラッド層は、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％以上となるように構成される。ｐ型第１クラッド層の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型クラッド層のＡｌＮ比率は、７０％以上または８０％以上であってもよい。ｐ型第１クラッド層は、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の厚さを有し、例えば、１５ｎｍ以上７０ｎｍ以下の厚さを有する。

【0027】

ｐ型第２クラッド層は、ｐ型第１クラッド層上に設けられる。ｐ型第２クラッド層は、ＡｌＮ比率が中程度のｐ型ＡｌＧａＮ層であり、ｐ型第１クラッド層よりもＡｌＮ比率が低く、ｐ型コンタクト層よりもＡｌＮ比率が高い。ｐ型第２クラッド層は、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。ｐ型第２クラッド層は、５ｎｍ以上２５０ｎｍ以下の厚さを有し、例えば、１０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下の厚さを有する。なお、ｐ型第２クラッド層が設けられなくてもよく、ｐ型クラッド層がｐ型第１クラッド層のみで構成されてもよい。

【0028】

ｐ型コンタクト層は、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。ｐ型コンタクト層は、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下の厚さを有し、例えば、１０ｎｍ以上２０ｎｍ以下の厚さを有する。

【0029】

ｐ側コンタクト電極３０は、ｐ型半導体層２８の上面２８ａに設けられる。ｐ側コンタクト電極３０は、ｐ型半導体層２８（例えば、ｐ型コンタクト層）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、ｐ型半導体層２８の上面２８ａと直接接触するＲｈ層を含む。ｐ側コンタクト電極３０は、例えばＲｈ層のみからなる。ｐ側コンタクト電極３０に含まれるＲｈ層の厚さは、５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、例えば７０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である。ｐ側コンタクト電極３０に含まれるＲｈ層の膜密度は、１２ｇ／ｃｍ^３以上であり、例えば１２．２ｇ／ｃｍ^３以上１２．５ｇ／ｃｍ^３以下である。ｐ側コンタクト電極３０に含まれるＲｈ層の膜密度を大きくすることにより、反射電極としての機能を高めることができる。Ｒｈ層の膜密度を１２ｇ／ｃｍ^３以上とすることにより、波長２８０ｎｍの紫外光に対して６５％以上の反射率が得られる。

【0030】

ｐ側電極被覆層３２は、ｐ側コンタクト電極３０の上面３０ａおよび側面３０ｂと直接接触し、ｐ側コンタクト電極３０の全体を被覆するように設けられる。ｐ側電極被覆層３２は、順に積層されるＴｉ層、Ｒｈ層およびＴｉＮ層を含む。ｐ側電極被覆層３２の構成の詳細は、図２を参照しながら別途後述する。

【0031】

第１誘電体被覆層３４は、ｐ側電極被覆層３２の上面３２ａに設けられる第１接続開口３４ｐを有し、第１接続開口３４ｐとは異なる箇所においてｐ側電極被覆層３２を被覆する。第１誘電体被覆層３４は、ｐ側電極被覆層３２の上面３２ａおよび側面３２ｂと直接接触し、ｐ型半導体層２８の上面２８ａと直接接触するように設けられる。第１誘電体被覆層３４は、ｐ型半導体層２８の側面２８ｂおよび活性層２６の側面２６ａとは接触しない。

【0032】

第１誘電体被覆層３４は、第１酸化物材料から構成され、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）または酸化ハフニウム（ＨｆＯ_２）から構成される。第１誘電体被覆層３４は、好ましくはＳｉＯ_２から構成される。第１誘電体被覆層３４の厚さは、５０ｎｍ以上であり、例えば１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。

【0033】

第２誘電体被覆層３６は、ｐ側電極被覆層３２の上面３２ａに設けられる第２接続開口３６ｐを有し、第２接続開口３６ｐとは異なる箇所において第１誘電体被覆層３４を被覆する。第２接続開口３６ｐは、第１接続開口３４ｐと連通する位置に設けられる。第２接続開口３６ｐの形成範囲は、第１接続開口３４ｐの形成範囲よりも大きい。例えば、第２接続開口３６ｐの外周は、第１接続開口３４ｐの外側に位置する。第２誘電体被覆層３６は、ｎ型半導体層２４の第２上面２４ｂに設けられるコンタクト開口３６ｎを有し、コンタクト開口３６ｎとは異なる箇所においてｎ型半導体層２４の第２上面２４ｂを被覆する。第２誘電体被覆層３６は、第１誘電体被覆層３４と直接接触し、ｐ型半導体層２８の側面２８ｂおよび活性層２６の側面２６ｂと直接接触し、ｎ型半導体層２４の第２上面２４ｂと直接接触するように設けられる。

【0034】

第２誘電体被覆層３６は、第１誘電体被覆層３４とは異なる第２酸化材料から構成され、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３またはＨｆＯ_２から構成される。第２誘電体被覆層３６は、好ましくはＡｌ_２Ｏ_３から構成される。第２誘電体被覆層３６の厚さは、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、例えば２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。

【0035】

ｎ側コンタクト電極３８は、ｎ型半導体層２４の第２上面２４ｂに設けられる。ｎ側コンタクト電極３８は、コンタクト開口３６ｎを塞ぐように設けられ、コンタクト開口３６ｎの外側において第２誘電体被覆層３６の上に重なる。ｎ側コンタクト電極３８は、順に積層される第１Ｔｉ層、Ａｌ層、第２Ｔｉ層およびＴｉＮ層を含む。ｎ側コンタクト電極３８の構成の詳細は、図３を参照しながら別途後述する。

【0036】

ｐ側電流拡散層４０は、ｐ側電極被覆層３２の上面３２ａに設けられ、接続開口（第１接続開口３４ｐおよび第２接続開口３６ｐ）においてｐ側電極被覆層３２と接続する。ｐ側電流拡散層４０は、第１接続開口３４ｐおよび第２接続開口３６ｐを塞ぐように設けられ、第１接続開口３４ｐの外側において第１誘電体被覆層３４の上に重なり、第２接続開口３６ｐの外側において第２誘電体被覆層３６の上に重なる。ｐ側電流拡散層４０は、順に積層されるＴｉＮ層、Ｔｉ層、Ｒｈ層およびＴｉＮ層を含む。ｐ側電流拡散層４０の構成の詳細は、図２を参照しながら別途後述する。

【0037】

ｎ側電流拡散層４２は、ｎ側コンタクト電極３８の上面３８ａおよび側面３８ｂを被覆するように設けられる。ｎ側電流拡散層４２は、ｎ側コンタクト電極３８の外側において第２誘電体被覆層３６の上に重なる。ｎ側電流拡散層４２は、ｐ側電流拡散層４０と同様の構成を有し、順に積層されるＴｉＮ層、Ｔｉ層、Ｒｈ層およびＴｉＮ層を含む。ｎ側電流拡散層４２の構成の詳細は、図３を参照しながら別途後述する。

【0038】

誘電体保護層４４は、ｐ側電流拡散層４０の上に設けられるｐ側パッド開口４４ｐと、ｎ側電流拡散層４２の上に設けられるｎ側パッド開口４４ｎとを有する。誘電体保護層４４は、ｐ側パッド開口４４ｐとは異なる箇所においてｐ側電流拡散層４０を被覆し、ｎ側パッド開口４４ｎとは異なる箇所においてｎ側電流拡散層４２を被覆する。誘電体保護層４４は、ベース層２２の上面２２ａ、ｎ型半導体層２４の側面２４ｃ、第２誘電体被覆層３６、ｐ側電流拡散層４０およびｎ側電流拡散層４２と直接接触するように設けられる。

【0039】

誘電体保護層４４は、第２誘電体被覆層３６とは異なる第３酸化物材料から構成され、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）または酸化ハフニウム（ＨｆＯ_２）から構成される。誘電体保護層４４は、好ましくはＳｉＯ_２から構成される。誘電体保護層４４の厚さは、３００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下であり、例えば、６００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である。

【0040】

ｐ側パッド電極４６は、ｐ側電流拡散層４０の上に設けられ、ｐ側パッド開口４４ｐにおいてｐ側電流拡散層４０と接続する。ｐ側パッド電極４６は、ｐ側パッド開口４４ｐを塞ぐように設けられ、ｐ側パッド開口４４ｐの外側において誘電体保護層４４の上に重なる。ｐ側パッド電極４６は、ｐ側電流拡散層４０およびｐ側電極被覆層３２を介してｐ側コンタクト電極３０と電気的に接続される。

【0041】

ｎ側パッド電極４８は、ｎ側電流拡散層４２の上に設けられ、ｎ側パッド開口４４ｎにおいてｎ側電流拡散層４２と接続する。ｎ側パッド電極４８は、ｎ側パッド開口４４ｎを塞ぐように設けられ、ｎ側パッド開口４４ｎの外側において誘電体保護層４４の上に重なる。ｎ側パッド電極４８は、ｎ側電流拡散層４２を介してｎ側コンタクト電極３８と電気的に接続される。

【0042】

ｐ側パッド電極４６およびｎ側パッド電極４８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接合される部分である。ｐ側パッド電極４６およびｎ側パッド電極４８は、例えば、Ｎｉ／Ａｕ、Ｔｉ／ＡｕまたはＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの積層構造を含む。ｐ側パッド電極４６およびｎ側パッド電極４８のそれぞれの厚さは、１００ｎｍ以上であり、例えば２００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である。

【0043】

図２は、ｐ側電極被覆層３２およびｐ側電流拡散層４０の構成を概略的に示す。ｐ側電極被覆層３２は、Ｔｉ層５０と、Ｒｈ層５２と、ＴｉＮ層５４とを含む。ｐ側電流拡散層４０は、第１ＴｉＮ層５６と、多層金属膜５８と、第２ＴｉＮ層６０とを含む。ｐ側電流拡散層４０は、Ｔｉ層６２と、Ａｕ層６４とをさらに含んでもよい。

【0044】

ｐ側電極被覆層３２のＴｉ層５０は、ｐ側コンタクト電極３０の上面３０ａおよび側面３０ｂと直接接触する。Ｔｉ層５０の厚さは、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下であり、例えば、５ｎｍ以上２５ｎｍ以下である。Ｔｉ層５０は、ｐ側コンタクト電極３０のＲｈ層とｐ側電極被覆層３２のＲｈ層５２の間の接着性を高める。

【0045】

ｐ側電極被覆層３２のＲｈ層５２は、Ｔｉ層５０上に設けられ、Ｔｉ層５０と直接接触する。Ｒｈ層５２の厚さは、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、例えば、１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。Ｒｈ層５２の膜密度は、ｐ側コンタクト電極３０に含まれるＲｈ層の膜密度よりも低い。Ｒｈ層５２の膜密度は、１２ｇ／ｃｍ^３未満であり、例えば、１１．５ｇ／ｃｍ^３以上１１．８ｇ／ｃｍ^３以下である。

【0046】

ｐ側電極被覆層３２のＴｉＮ層５４は、Ｒｈ層５２上に設けられ、Ｒｈ層５２と直接接触する。ＴｉＮ層５４は、導電性を有する窒化チタンから構成される。ＴｉＮ層５４の厚さは、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、例えば、１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。

【0047】

ｐ側電流拡散層４０の第１ＴｉＮ層５６は、ｐ側電極被覆層３２と直接接触する。ｐ側電流拡散層４０の多層金属膜５８は、第１ＴｉＮ層５６上に設けられる。ｐ側電流拡散層４０の第２ＴｉＮ６０層は、多層金属膜５８上に設けられる。第１ＴｉＮ層５６および第２ＴｉＮ層６０は、導電性を有するＴｉＮから構成される。第１ＴｉＮ層５６および第２ＴｉＮ層６０のそれぞれの厚さは、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、例えば、５０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である。

【0048】

ｐ側電流拡散層４０の多層金属膜５８は、Ｔｉ層５８ａおよびＲｈ層５８ｂを含む。多層金属膜５８は、交互に積層される複数のＴｉ層５８ａおよび複数のＲｈ層５８ｂを有してもよい。Ｔｉ層５８ａおよびＲｈ層５８ｂのそれぞれの厚さは、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、例えば、２０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である。ｐ側電流拡散層４０に含まれるＲｈ層５８ｂの膜密度は、ｐ側電極被覆層３２に含まれるＲｈ層５２の膜密度よりも高い。ｐ側電流拡散層４０に含まれるＲｈ層５８ｂの膜密度は、１２ｇ／ｃｍ^３以上であり、例えば１２．２ｇ／ｃｍ^３以上１２．５ｇ／ｃｍ^３以下である。

【0049】

ｐ側電流拡散層４０のＴｉ層６２は、第２ＴｉＮ層６０の上に設けられる。Ｔｉ層６２の厚さは、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下であり、例えば、５ｎｍ以上２５ｎｍ以下である。ｐ側電流拡散層４０のＡｕ層６４は、Ｔｉ層６２の上に設けられる。Ａｕ層６４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。

【0050】

図３は、ｎ側コンタクト電極３８およびｎ側電流拡散層４２の構成を概略的に示す。ｎ側コンタクト電極３８は、第１Ｔｉ層６６と、Ａｌ層６８と、第２Ｔｉ層７０と、ＴｉＮ層７２とを含む。ｎ側電流拡散層４２は、第１ＴｉＮ層７４と、多層金属膜７６と、第２ＴｉＮ層７８とを含む。ｎ側電流拡散層４２は、Ｔｉ層８０と、Ａｕ層８２とをさらに含んでもよい。

【0051】

ｎ側コンタクト電極３８の第１Ｔｉ層６６は、ｎ型半導体層２４の第２上面２４ｂと直接接触する。第１Ｔｉ層６６の厚さは、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であり、好ましくは５ｎｍ以下または２ｎｍ以下である。ｎ側コンタクト電極３８のＡｌ層６８は、第１Ｔｉ層６６上に設けられ、第１Ｔｉ層６６と直接接触する。Ａｌ層６８の厚さは、２００ｎｍ以上であり、例えば３００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である。ｎ側コンタクト電極３８の第２Ｔｉ層７０は、Ａｌ層６８上に設けられ、Ａｌ層６８と直接接触する。第２Ｔｉ層７０の厚さは、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下であり、例えば、５ｎｍ以上２５ｎｍ以下である。ｎ側コンタクト電極３８のＴｉＮ層７２は、第２Ｔｉ層７０上に設けられ、第２Ｔｉ層７０と直接接触する。ＴｉＮ層７２は、導電性を有するＴｉＮから構成される。ＴｉＮ層７２の厚さは、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、例えば、１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。

【0052】

ｎ側電流拡散層４２の第１ＴｉＮ層７４は、ｎ側コンタクト電極３８の上面３８ａおよび側面３８ｂと直接接触する。ｎ側電流拡散層４２の多層金属膜７６は、第１ＴｉＮ層７４上に設けられる。ｎ側電流拡散層４２の第２ＴｉＮ層７８は、多層金属膜７６上に設けられる。第１ＴｉＮ層７４および第２ＴｉＮ層７８は、導電性を有するＴｉＮから構成される。第１ＴｉＮ層７４および第２ＴｉＮ層７８のそれぞれの厚さは、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、例えば、５０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である。

【0053】

ｎ側電流拡散層４２の多層金属膜７６は、ｐ側電流拡散層４０の多層金属膜５８と同様、Ｔｉ層７６ａとＲｈ層７６ｂから構成される。多層金属膜７６は、交互に積層される複数のＴｉ層７６ａおよび複数のＲｈ層７６ｂを有してもよい。多層金属膜７６に含まれるＴｉ層７６ａおよびＲｈ層７６ｂのそれぞれの厚さは、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、例えば、２０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である。ｎ側電流拡散層４２に含まれるＲｈ層７６ｂの膜密度は、ｐ側電流拡散層４０に含まれるＲｈ層５８ｂの膜密度と同等である。ｎ側電流拡散層４２に含まれるＲｈ層７６ｂの膜密度は、１２ｇ／ｃｍ^３以上であり、例えば１２．２ｇ／ｃｍ^３以上１２．５ｇ／ｃｍ^３以下である。

【0054】

ｎ側電流拡散層４２のＴｉ層８０は、第２ＴｉＮ７８層上に設けられる。Ｔｉ層８０の厚さは、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下であり、例えば、５ｎｍ以上２５ｎｍ以下である。ｎ側電流拡散層４２のＡｕ層８２は、Ｔｉ層８０の上に設けられる。Ａｕ層８２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。

【0055】

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４～図１２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。まず、図４において、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を順に形成する。

【0056】

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。

【0057】

つづいて、図４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２８の上面２８ａにｐ側コンタクト電極３０を形成する。ｐ側コンタクト電極３０は、ｐ型半導体層２８の上面２８ａと直接接触するＲｈ層を含む。ｐ側コンタクト電極３０のＲｈ層は、蒸着法により１００℃以下の温度で形成される。蒸着法によりＲｈ層を形成することにより、スパッタリング法を用いる場合に比べて、ｐ型半導体層２８の上面２８ａに対するダメージを抑制でき、ｐ側コンタクト電極３０のコンタクト抵抗を向上できる。

【0058】

ｐ側コンタクト電極３０の形成後、ｐ側コンタクト電極３０をアニールする。ｐ側コンタクト電極３０は、例えば、ＲＴＡ（Rapid Thermal Annealing）法を用いて、５００℃以上６５０℃以下の温度にてアニールされる。ｐ側コンタクト電極３０のアニール処理により、ｐ側コンタクト電極３０のコンタクト抵抗が低下するとともに、ｐ側コンタクト電極３０に含まれるＲｈ層の膜密度が１２ｇ／ｃｍ^３以上に増加する。蒸着法により１００℃以下の温度で形成されるＲｈ層の膜密度は、１２ｇ／ｃｍ^３未満であり、例えば１１．６ｇ／ｃｍ^３以上１１．９ｇ／ｃｍ^３以下である。Ｒｈ層の膜密度が１２ｇ／ｃｍ^３未満の場合、波長２８０ｎｍの紫外光に対する反射率は６５％未満となり、６０％～６１％程度となる。一方、アニール処理後のＲｈ層は、例えば１２．２ｇ／ｃｍ^３以上１２．５ｇ／ｃｍ^３以下の膜密度を有し、波長２８０ｎｍの紫外光に対して６５％以上の反射率、例えば６６％～６７％程度の反射率を有する。

【0059】

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、ｐ側コンタクト電極３０の全体を被覆するようにｐ側電極被覆層３２を形成する。ｐ側電極被覆層３２は、ｐ側コンタクト電極３０の上面３０ａおよび側面３０ｂと接触し、順に積層されるＴｉ層５０、Ｒｈ層５２およびＴｉＮ層５４（図２参照）を含む。ｐ側電極被覆層３２を構成するＴｉ層５０、Ｒｈ層５２およびＴｉＮ層５４は、スパッタリング法により形成され、例えば、アルゴン（Ａｒ）ガスを用いるスパッタリング法により１００℃以下の温度で形成される。ｐ側電極被覆層３２をスパッタリング法を用いて形成することにより、ｐ側コンタクト電極３０に対するｐ側電極被覆層３２の接着性を高めることができる。スパッタリング法により１００℃以下の温度で形成されるＲｈ層の膜密度は、１２ｇ／ｃｍ^３未満であり、例えば１１．６ｇ／ｃｍ^３以上１１．９ｇ／ｃｍ^３以下である。

【0060】

つづいて、図５に示すように、ｐ型半導体層２８の上面２８ａを被覆し、ｐ側電極被覆層３２の上面３２ａおよび側面３２ｂを被覆するように第１誘電体被覆層３４を形成する。第１誘電体被覆層３４は、例えばＳｉＯ２から構成され、プラズマ励起化学気相成長（ＰＥＣＶＤ；Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）法により形成できる。

【0061】

次に、図６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１誘電体被覆層３４の上にマスク８４を形成する。マスク８４は、ｐ側コンタクト電極３０およびｐ側電極被覆層３２の形成範囲よりも広い範囲にわたって設けられる。マスク８４の形成後、マスク８４と重ならない領域にある第１誘電体被覆層３４、ｐ型半導体層２８および活性層２６をドライエッチングなどにより除去し、ｎ型半導体層２４の第２上面２４ｂを露出させる。このエッチング工程により、ｐ型半導体層２８の側面２８ｂ、活性層２６の側面２６ｂおよびｎ型半導体層２４の第２上面２４ｂが形成される。その後、マスク８４が除去される。

【0062】

次に、図７に示すように、第２誘電体被覆層３６が形成される。第２誘電体被覆層３６は、ｎ型半導体層２４の第２上面２４ｂ、活性層２６の側面２６ｂ、ｐ型半導体層２８の側面２８ｂおよび第１誘電体被覆層３４と直接接触し、これらを被覆するように設けられる。第２誘電体被覆層３６は、例えばＡｌ_２Ｏ_３から構成され、原子堆積（ＡＬＤ；Atomic Layer Deposition）法により形成できる。

【0063】

次に、図８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誘電体被覆層３６をドライエッチングなどにより部分的に除去し、第２接続開口３６ｐおよびコンタクト開口３６ｎを形成する。第２接続開口３６ｐおよびコンタクト開口３６ｎは、第２誘電体被覆層３６を貫通するように形成され、第２接続開口３６ｐにおいて第１誘電体被覆層３４が露出し、コンタクト開口３６ｎにおいてｎ型半導体層２４の第２上面２４ｂが露出する。

【0064】

つづいて、図８に示すように、例えば公知のリソグラフィ技術を用いて、コンタクト開口３６ｎを塞ぐようにｎ型半導体層２４の第２上面２４ｂにｎ側コンタクト電極３８を形成する。ｎ側コンタクト電極３８は、ｎ型半導体層２４の第２上面２４ｂと接触し、順に積層される第１Ｔｉ層６６、Ａｌ層６８、第２Ｔｉ層７０およびＴｉＮ層７２（図３参照）を含む。ｎ側コンタクト電極３８を構成する第１Ｔｉ層６６、Ａｌ層６８、第２Ｔｉ層７０およびＴｉＮ層７２は、スパッタリング法により形成される。

【0065】

ｎ側コンタクト電極３８の形成後、ｎ側コンタクト電極３８をアニールする。ｎ側コンタクト電極３８は、例えば、ＲＴＡ法を用いて、５００℃以上６５０℃以下の温度にてアニールされる。ｎ側コンタクト電極３８のアニール処理により、ｎ側コンタクト電極３８のコンタクト抵抗が低下する。

【0066】

ｎ側コンタクト電極３８のアニール処理では、ｐ側電極被覆層３２も同時に５００℃以上６５０℃以下の温度にてアニールされる。したがって、ｐ側電極被覆層３２は、誘電体被覆層（第１誘電体被覆層３４および第２誘電体被覆層３６）の形成後に５００℃以上６５０℃以下の温度にてアニールされる。ｐ側電極被覆層３２に含まれるＲｈ層５２の膜密度は、アニール処理によってわずかに低下し、１１．５ｇ／ｃｍ^３以上１１．８ｇ／ｃｍ^３以下となる。スパッタリング法により１００℃以下の温度で形成したＲｈ層を５００℃以上６５０℃以下の温度でアニールすると、アニール処理後のＲｈ層の膜密度は１２ｇ／ｃｍ^３未満となる。

【0067】

次に、図９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１誘電体被覆層３４をドライエッチングなどにより部分的に除去し、第１接続開口３４ｐを形成する。第１接続開口３４ｐは、第１誘電体被覆層３４を貫通するように形成され、第１接続開口３４ｐにおいてｐ側電極被覆層３２の上面３２ａが露出する。

【0068】

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、接続開口（第１接続開口３４ｐおよび第２接続開口３６ｐ）においてｐ側電極被覆層３２と接続するｐ側電流拡散層４０を形成し、ｎ側コンタクト電極３８の上面３８ａおよび側面３８ｂを被覆するようにｎ側電流拡散層４２を形成する。ｐ側電流拡散層４０およびｎ側電流拡散層４２は、スパッタリング法を用いて同時に形成できる。図２および図３に示されるように、まず、第１ＴｉＮ層５６，７４を形成し、第１ＴｉＮ層５６，７４上にＴｉ層５８ａ，７６ａとＲｈ層５８ｂ、７６ｂを含む多層金属膜５８，７６を形成し、多層金属膜５８，７６上に第２ＴｉＮ層６０，７８を形成する。第２ＴｉＮ層６０，７８上にさらにＴｉ層６２，８０およびＡｕ層６４，８２を形成してもよい。スパッタリング法により１００℃以下の温度で形成されるＲｈ層の膜密度は、１２ｇ／ｃｍ^３未満であり、例えば１１．６ｇ／ｃｍ^３以上１１．９ｇ／ｃｍ^３以下である。なお、ｐ側電流拡散層４０およびｎ側電流拡散層４２を別々に形成してもよい。

【0069】

次に、図１１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誘電体被覆層３６、ｐ側電流拡散層４０およびｎ側電流拡散層４２の上にマスク８６を形成する。マスク８６の形成後、マスク８６と重ならない領域にある第２誘電体被覆層３６およびｎ型半導体層２４をドライエッチングなどにより除去し、ベース層２２の上面２２ａを露出させる。このエッチング工程により、ｎ型半導体層２４の側面２４ｃが形成される。その後、マスク８６が除去される。

【0070】

次に、図１２に示すように、誘電体保護層４４が形成される。誘電体保護層４４は、ベース層２２の上面２２ａ、ｎ型半導体層２４の側面２４ｃ、第２誘電体被覆層３６、ｐ側電流拡散層４０およびｎ側電流拡散層４２と直接接触し、これらを被覆するように設けられる。誘電体保護層４４は、例えばＳｉＯ２から構成され、ＰＥＣＶＤ法により形成できる。誘電体保護層４４は、２００℃以上４００℃以下の温度にて形成される。

【0071】

誘電体保護層４４を形成する工程では、ｐ側電流拡散層４０およびｎ側電流拡散層４２が２００℃以上４００℃以下の温度にて加熱される。ｐ側電流拡散層４０およびｎ側電流拡散層４２に含まれるＲｈ層５８ｂ，７６ｂの膜密度は、２００℃以上４００℃以下の温度にて加熱されることにより、１２ｇ／ｃｍ^３以上に増加する。スパッタリング法により１００℃以下の温度で形成されるＲｈ層の膜密度は、１２ｇ／ｃｍ^３未満であり、例えば１１．６ｇ／ｃｍ^３以上１１．９ｇ／ｃｍ^３以下である。一方、２００℃以上４００℃以下の温度にて加熱した後のＲｈ層の膜密度は、例えば１２．２ｇ／ｃｍ^３以上１２．５ｇ／ｃｍ^３以下となる。

【0072】

次に、図１に示すように、誘電体保護層４４をドライエッチングなどにより部分的に除去し、ｐ側パッド開口４４ｐおよびｎ側パッド開口４４ｎを形成する。ｐ側パッド開口４４ｐおよびｎ側パッド開口４４ｎは、誘電体保護層４４を貫通するように形成され、ｐ側パッド開口４４ｐにおいてｐ側電流拡散層４０が露出し、ｎ側パッド開口４４ｎにおいてｎ側電流拡散層４２が露出する。つづいて、ｐ側パッド開口４４ｐを塞ぐように、ｐ側パッド開口４４ｐにおいてｐ側電流拡散層４０と接続するｐ側パッド電極４６を形成し、ｎ側パッド開口４４ｎを塞ぐように、ｎ側パッド開口４４ｎにおいてｎ側電流拡散層４２と接続するｎ側パッド電極４８を形成する。ｐ側パッド電極４６およびｎ側パッド電極４８は、同時に形成できるが、別々に形成されてもよい。

【0073】

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。

【0074】

本実施の形態によれば、Ｒｈ層を含むｐ側コンタクト電極３０の上面３０ａおよび側面３０ｂをｐ側電極被覆層３２によって被覆し、ｐ側電極被覆層３２の上面３２ａおよび側面３２ｂと接触するように第１誘電体被覆層３４を形成することにより、ｐ側コンタクト電極３０に対する第１誘電体被覆層３４の接着性を向上できる。

【0075】

本実施の形態によれば、第１誘電体被覆層３４に第１接続開口３４ｐを形成する際、ｐ側電極被覆層３２に含まれるＲｈ層をエッチングストップ層として用いることができる。これにより、ｐ側コンタクト電極３０に含まれるＲｈ層へのダメージを防ぎ、ｐ側コンタクト電極３０の反射特性の低下を防止できる。

【0076】

本実施の形態によれば、ｐ側電極被覆層３２がＴｉ／Ｒｈ／ＴｉＮの積層構造を有することにより、ｐ側電極被覆層３２においても電流を分散させることができる。言い換えれば、ｐ側コンタクト電極３０に向かう高電流をｐ側電極被覆層３２およびｐ側電流拡散層４０の双方において分散させることができ、局所的な電流集中を抑制できる。

【0077】

本実施の形態によれば、ｐ側コンタクト電極３０に含まれるＲｈ層の膜密度は、ｐ側電極被覆層３２に含まれるＲｈ層５２の膜密度よりも大きいため、ｐ側コンタクト電極３０に含まれるＲｈ層を緻密にして紫外光に対する反射率を高めることができる。これにより、ｐ側コンタクト電極３０を高効率の反射電極として機能させることができる。

【0078】

本実施の形態によれば、ｐ側電流拡散層４０がＲｈ層５８ｂを含むことにより、誘電体被覆層（第１誘電体被覆層３４および第２誘電体被覆層３６）が除去される接続開口（第１接続開口３４ｐおよび第２接続開口３６ｐ）における封止性を高めることができ、半導体発光素子１０の耐湿性を向上できる。同様に、ｎ側電流拡散層４２がＲｈ層７６ｂを含むことにより、ｎ側コンタクト電極３８の封止性を高めることができ、ｎ側コンタクト電極３８に含まれるＡｌ層６８の劣化を抑制できる。また、ｐ側電流拡散層４０およびｎ側電流拡散層４２に含まれるＲｈ層５８ｂ，７６ｂの膜密度は、ｐ側電極被覆層３２に含まれるＲｈ層５２の膜密度よりも大きいため、ｐ側電流拡散層４０およびｎ側電流拡散層４２に含まれるＲｈ層５８ｂ，７６ｂを緻密にして封止性をより高めることができる。

【0079】

本実施の形態によれば、ｐ側コンタクト電極３０に含まれるＲｈ層を蒸着法により形成することにより、スパッタリング法に比べて、Ｒｈ層の形成時におけるｐ型半導体層２８の上面２８ａのダメージを抑制し、ｐ側コンタクト電極３０のコンタクト抵抗をより低くできる。一方、ｐ側電極被覆層３２に含まれるＲｈ層５２をスパッタリング法により形成することにより、蒸着法に比べて、ｐ側コンタクト電極３０に対する接着性を高めることができ、ｐ側電極被覆層３２の剥離を抑制できる。

【0080】

本実施の形態によれば、ｐ側コンタクト電極３０を５００℃以上６５０℃以下の温度にてアニールすることにより、アニール処理前に比べて、ｐ側コンタクト電極３０のコンタクト抵抗を低下させるとともに、ｐ側コンタクト電極３０に含まれるＲｈ層の膜密度を向上できる。また、第１誘電体被覆層３４の形成後にｐ側電極被覆層３２を５００℃以上６５０℃以下の温度にてアニールすることにより、アニール処理前に比べて、ｐ側電極被覆層３２の接着性を向上できる。これにより、ｐ側電極被覆層３２や第１誘電体被覆層３４の剥離を抑制できる。

【0081】

本実施の形態によれば、ｐ側電流拡散層４０およびｎ側電流拡散層４２を２００℃以上４００℃以下の温度にて加熱することにより、加熱処理前に比べて、ｐ側電流拡散層４０およびｎ側電流拡散層４２に含まれるＲｈ層５８ｂ、７６ｂの膜密度を高めることができる。これにより、ｐ側電流拡散層４０およびｎ側電流拡散層４２の封止性を向上できる。

【0082】

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。

【0083】

以下、本発明のいくつかの態様について説明する。

【0084】

本発明の第１の態様は、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Ｒｈ層を含むｐ側コンタクト電極と、前記ｐ側コンタクト電極の上面および側面と接触し、順に積層されるＴｉ層、Ｒｈ層およびＴｉＮ層を含むｐ側電極被覆層と、前記ｐ側電極被覆層上に設けられる接続開口を有し、前記接続開口とは異なる箇所において前記ｐ側電極被覆層を被覆する誘電体被覆層と、前記接続開口において前記ｐ側電極被覆層と接続するｐ側電流拡散層と、を備える半導体発光素子である。第１の態様によれば、Ｒｈ層を含むｐ側コンタクト電極の上面および側面をｐ側電極被覆層によって被覆し、ｐ側電極被覆層を被覆するように誘電体被覆層を形成することにより、ｐ側コンタクト電極に対する誘電体被覆層の接着性を向上できる。

【0085】

本発明の第２の態様は、前記ｐ側コンタクト電極に含まれる前記Ｒｈ層の膜密度は、前記ｐ側電極被覆層に含まれる前記Ｒｈ層の膜密度よりも大きい、第１の態様に記載の半導体発光素子である。第２の態様によれば、ｐ側コンタクト電極に含まれるＲｈ層を緻密にして紫外光に対する反射率を高めることができ、ｐ側コンタクト電極を高効率の反射電極として機能させることができる。

【0086】

本発明の第３の態様は、前記ｐ側電流拡散層は、順に積層されるＴｉＮ層、Ｔｉ層、Ｒｈ層およびＴｉＮ層を含み、前記ｐ側電流拡散層に含まれる前記Ｒｈ層の膜密度は、前記ｐ側電極被覆層に含まれる前記Ｒｈ層の膜密度よりも大きい、第１または第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、ｐ側電流拡散層がＲｈ層を含むことにより、誘電体被覆層が除去される接続開口における封止性を高めることができ、半導体発光素子の耐湿性を向上できる。さらに、ｐ側電流拡散層に含まれるＲｈ層を緻密にして封止性をより高めることができる。

【0087】

本発明の第４の態様は、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、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Ｒｈ層を含むｐ側コンタクト電極を形成する工程と、前記ｐ側コンタクト電極の上面および側面と接触し、順に積層されるＴｉ層、Ｒｈ層およびＴｉＮ層を含むｐ側電極被覆層を形成する工程と、前記ｐ側電極被覆層の上面および側面を被覆する誘電体被覆層を形成する工程と、前記ｐ側電極被覆層上の前記誘電体被覆層を除去し、前記ｐ側電極被覆層が露出する接続開口を形成する工程と、前記接続開口において前記ｐ側電極被覆層と接続するｐ側電流拡散層を形成する工程と、を備え、前記ｐ側コンタクト電極に含まれる前記Ｒｈ層は、蒸着法により形成され、前記ｐ側電極被覆層に含まれる前記Ｒｈ層は、スパッタリング法により形成される、半導体発光素子の製造方法である。第４の態様によれば、ｐ側コンタクト電極に含まれるＲｈ層を蒸着法により形成することにより、スパッタリング法に比べて、Ｒｈ層の形成時におけるｐ型半導体層の上面のダメージを抑制し、ｐ側コンタクト電極のコンタクト抵抗をより低くできる。一方、ｐ側電極被覆層に含まれるＲｈ層をスパッタリング法により形成することにより、蒸着法に比べて、ｐ側コンタクト電極に対する接着性を高めることができ、ｐ側電極被覆層の剥離を抑制できる。

【0088】

本発明の第５の態様は、前記ｐ側電極被覆層の形成前に前記ｐ側コンタクト電極を５００℃以上６５０℃以下の温度にてアニールする工程と、前記誘電体被覆層の形成後に前記ｐ側電極被覆層を５００℃以上６５０℃以下の温度にてアニールする工程と、をさらに備える、第４の態様に記載の半導体発光素子の製造方法である。第５の態様によれば、ｐ側コンタクト電極を５００℃以上６５０℃以下の温度にてアニールすることにより、アニール処理前に比べて、ｐ側コンタクト電極のコンタクト抵抗を低下させるとともに、ｐ側コンタクト電極の膜密度を向上できる。また、第１誘電体被覆層の形成後にｐ側電極被覆層を５００℃以上６５０℃以下の温度にてアニールすることにより、アニール処理前に比べて、ｐ側電極被覆層の接着性を向上できる。

【0089】

本発明の第６の態様は、前記ｐ側電流拡散層は、順に積層されるＴｉＮ層、Ｔｉ層、Ｒｈ層およびＴｉＮ層を含み、前記ｐ側電流拡散層に含まれるＲｈ層は、スパッタリング法により形成され、前記ｐ側電流拡散層を２００℃以上４００℃以下の温度にて加熱する工程をさらに備える、第５の態様に記載の半導体発光素子の製造方法である。第７の態様によれば、ｐ側電流拡散層を２００℃以上４００℃以下の温度にて加熱することにより、加熱処理前に比べて、ｐ側電流拡散層に含まれるＲｈ層の膜密度を高めることができる。これにより、ｐ側電流拡散層の封止性を向上できる。

【符号の説明】

【0090】

１０…半導体発光素子、２４…ｎ型半導体層、２６…活性層、２８…ｐ型半導体層、２８ａ…上面、２８ｂ…側面、３０…ｐ側コンタクト電極、３０ａ…上面、３０ｂ…側面、３２…ｐ側電極被覆層、３２ａ…上面、３２ｂ…側面、３４…第１誘電体被覆層、３４ｐ…第１接続開口、３６…第２誘電体被覆層、３６ｐ…第２接続開口、３６ｎ…コンタクト開口、３８…ｎ側コンタクト電極、３８ａ…上面、３８ｂ…側面、４０…ｐ側電流拡散層、４２…ｎ側電流拡散層、４４…誘電体保護層、４４ｐ…ｐ側パッド開口、４４ｎ…ｎ側パッド開口、４６…ｐ側パッド電極、４８…ｎ側パッド電極。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】