特開 2023-44001 発光素子及び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】P2023044001

(43)【公開日】2023-03-30

(54)【発明の名称】発光素子及び発光素子の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/44 20100101AFI20230323BHJP

   H01L 33/54 20100101ALI20230323BHJP

【ＦＩ】

H01L33/44

H01L33/54

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021151797

(22)【出願日】2021-09-17

(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】110002583

【氏名又は名称】弁理士法人平田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】木津 紀幸

【テーマコード（参考）】

5F142

5F241

【Ｆターム（参考）】

5F142AA63

5F142AA72

5F142AA84

5F142BA02

5F142CA11

5F142CG03

5F142CG06

5F142CG26

5F142CG32

5F142FA14

5F142FA18

5F142FA42

5F142FA46

5F142GA31

5F241AA44

5F241CA05

5F241CA13

5F241CA40

5F241CA74

(57)【要約】

【課題】半導体発光素子本体の劣化を抑制することができる発光素子及び発光素子の製造方法を提供する。
【解決手段】発光素子１は、半導体発光素子本体２と、半導体発光素子本体２の表面を平坦化する内側被覆部３と、内側被覆部３を覆う、無機材料からなる外側被覆部４とを備える。発光素子１の製造方法は、半導体発光素子本体２を製造する工程と、半導体発光素子本体２の表面を平坦化するよう、半導体発光素子本体２の表面を内側被覆部３にて覆う工程と、内側被覆部３を無機材料からなる外側被覆部４にて覆う工程とを有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体発光素子本体と、
前記半導体発光素子本体の表面を平坦化する内側被覆部と、
前記内側被覆部を覆う、無機材料からなる外側被覆部と、
を備える発光素子。

【請求項2】

前記半導体発光素子本体は、
第１導電型を有する第１半導体層と、
前記第１半導体層上に形成された発光層と、
前記発光層上に形成されるとともに、前記第１導電型とは反対の第２導電型を有する第２半導体層と、
前記第１半導体層上に接続された第１コンタクト電極と、
前記第２半導体層上に接続された第２コンタクト電極と、を有し、
前記内側被覆部は、前記第１コンタクト電極と前記発光層と前記第２半導体層と前記第２コンタクト電極との表面を覆っている、
請求項１に記載の発光素子。

【請求項3】

前記第１コンタクト電極上に接続された第１パッド電極と、
前記第２コンタクト電極上に接続された第２パッド電極と、を更に備え、
前記内側被覆部には、前記内側被覆部を前記内側被覆部の厚み方向に貫通するとともに、一端が前記第１コンタクト電極に向かって開口したコンタクトホールが形成されており、
前記コンタクトホール内には、前記第１コンタクト電極と前記第１パッド電極とを電気的に接続するホール内導体が配されている、
請求項２に記載の発光素子。

【請求項4】

前記厚み方向に直交する前記ホール内導体の断面の面積は、前記厚み方向に直交する前記第１コンタクト電極の面積の５％以上９５％以下の大きさである、
請求項３に記載の発光素子。

【請求項5】

前記第２コンタクト電極の上面と前記内側被覆部の下面との間の前記厚み方向の長さをＨとしたとき、前記内側被覆部の厚みＴ１は、０．８Ｈ≦Ｔ１≦１．２Ｈを満たす、
請求項３又は４に記載の発光素子。

【請求項6】

前記ホール内導体は、前記第１コンタクト電極側の反対側ほど前記厚み方向に直交する断面の面積が大きくなる、
請求項３乃至５のいずれか１項に記載の発光素子。

【請求項7】

前記厚み方向における前記ホール内導体の長さは、前記第１コンタクト電極の厚みよりも長い、
請求項３乃至６のいずれか１項に記載の発光素子。

【請求項8】

前記内側被覆部は、フォトレジストからなる、
請求項３乃至７のいずれか１項に記載の発光素子。

【請求項9】

前記内側被覆部は、有機高分子材料からなる、
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の発光素子。

【請求項10】

半導体発光素子本体を製造する工程と、
前記半導体発光素子本体の表面を平坦化するよう、前記半導体発光素子本体の前記表面を内側被覆部にて覆う工程と、
前記内側被覆部を無機材料からなる外側被覆部にて覆う工程と、
を有する発光素子の製造方法。

【請求項11】

前記内側被覆部は、有機高分子材料からなり、
前記半導体発光素子本体を前記内側被覆部にて覆う工程においては、前記内側被覆部を構成する前記有機高分子材料を前記半導体発光素子本体の前記表面に塗布して硬化させることにより、前記内側被覆部を形成する、
請求項１０に記載の発光素子の製造方法。

【請求項12】

前記半導体発光素子本体を製造する工程においては、第１導電型を有する第１半導体層を形成し、前記第１半導体層上に発光層を形成し、前記発光層上に前記第１導電型とは反対の第２導電型を有する第２半導体層を形成し、前記第１半導体層上に第１コンタクト電極を接続し、前記第２半導体層上に第２コンタクト電極を接続し、
前記半導体発光素子本体の前記表面を前記内側被覆部にて覆う工程においては、前記第１コンタクト電極と前記発光層と前記第２半導体層と前記第２コンタクト電極との表面を前記内側被覆部にて覆い、
前記内側被覆部に、前記第１コンタクト電極に開口するコンタクトホールを形成する工程と、
前記コンタクトホール内に、前記第１コンタクト電極に電気的に接続されたホール内導体を、蒸着により形成する工程と、を更に備える
請求項１１に記載の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、発光素子及び発光素子の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ｎ型半導体層、発光層、ｐ型半導体層、ｎ型コンタクト電極及びｐ型コンタクト電極を備える半導体発光素子本体を、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）等からなる絶縁層で直接的に被覆した半導体発光素子が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－１０６４０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の半導体発光素子においては、半導体発光素子の最表面を構成している絶縁層が直接的に半導体発光素子本体を覆っている。そのため、半導体発光素子本体の表面の段差部及び角部等を起点として絶縁層にクラックが生じると、クラックを通って水分が半導体発光素子本体近傍に到達し、半導体発光素子本体が劣化するおそれがある。

【0005】

本発明は、前述の事情に鑑みてなされたものであり、半導体発光素子本体の劣化を抑制することができる発光素子及び発光素子の製造方法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】

本発明は、前記の目的を達成するため、半導体発光素子本体と、前記半導体発光素子本体の表面を平坦化する内側被覆部と、前記内側被覆部を覆う、無機材料からなる外側被覆部と、を備える発光素子を提供する。

【0007】

また、本発明は、前記の目的を達成するため、半導体発光素子本体を製造する工程と、前記半導体発光素子本体の表面を平坦化するよう、前記半導体発光素子本体の前記表面を内側被覆部にて覆う工程と、前記内側被覆部を無機材料からなる外側被覆部にて覆う工程と、を有する発光素子の製造方法を提供する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、半導体発光素子本体の劣化を抑制することができる発光素子及び発光素子の製造方法を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態における、発光素子の平面図である。

【図2】図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。

【図3】実施の形態における、素子本体形成工程後の半導体発光素子本体の断面図である。

【図4】実施の形態における、第１被覆工程後の半導体発光素子本体及び有機高分子材料の断面図である。

【図5】実施の形態における、露光現像工程後の半導体発光素子本体及び内側被覆部の断面図である。

【図6】実施の形態における、第２被覆工程後の半導体発光素子本体、内側被覆部及び外側被覆部の断面図である。

【図7】実施の形態における、除去工程後の半導体発光素子本体、内側被覆部及び外側被覆部の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

［実施の形態］
本発明の実施の形態について、図１乃至図７を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。

【0011】

（発光素子１）
図１は、発光素子１の平面図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。

【0012】

本形態の発光素子１は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）又は半導体レーザ（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）を構成するものとすることができる。本形態において、発光素子１は、深紫外光を発する深紫外ＬＥＤを構成するものであり、例えば殺菌（例えば空気浄化、浄水等）、医療（例えば光線治療、計測・分析等）、ＵＶキュアリング等の分野において用いることができる。本形態の発光素子１は、半導体発光素子本体２（以後、単に「素子本体２」ということもある。）と内側被覆部３と外側被覆部４と第１パッド電極５及び第２パッド電極６とを備える。

【0013】

（素子本体２）
図２に示すごとく、素子本体２においては、基板２１と、バッファ層２２と、第１導電型を有する第１半導体層２３と、発光層２４と、第２導電型を有する第２半導体層２５とが積層されている。本形態において、第１導電型はｎ型であり、第１半導体層２３はｎ型半導体からなる層である。また、第２導電型はｐ型であり、第２半導体層２５はｐ型半導体からなる層である。さらに、素子本体２は、第１半導体層２３に接続された第１コンタクト電極２６と、第２半導体層２５に接続された第２コンタクト電極２７とを備える。

【0014】

以後、素子本体２を構成する複数の半導体層の積層方向を上下方向Ｚといい、上下方向Ｚの一方側であって、基板２１に対して各半導体層が積層された側を上側、その反対側を下側という。なお、上下の表現は便宜的なものであり、例えば発光素子１の使用時における、鉛直方向に対する発光素子１の姿勢を限定するものではない。

【0015】

基板２１は、発光層２４が発する光（本形態においては深紫外光）を透過する性質を有する基板であり、例えばサファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）基板とすることができる。また、基板２１として、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基板又は窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）基板等を用いてもよい。

【0016】

バッファ層２２、第１半導体層２３、発光層２４及び第２半導体層２５を構成する半導体としては、例えば、Ａｌ_ｘＧａ_ｙＩｎ_{１－ｘ－ｙ}Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）にて表される２～４元系のＩＩＩ族窒化物半導体を用いることができる。なお、深紫外ＬＥＤにおいては、インジウムを含まないＡｌ_ｚＧａ_１－ｚＮ系（０≦ｚ≦１）が用いられることが多い。

【0017】

バッファ層２２は、基板２１上に形成されている。バッファ層２２は、アンドープのＡｌ_ａＧａ_１－ａＮ（０≦ａ≦１）からなる。一例として、バッファ層２２は、基板２１上に形成された窒化アルミニウム（すなわちａ＝１）からなるＡｌＮ層と、ＡｌＮ層上に形成されたアンドープの窒化アルミニウムガリウム（すなわち０＜ａ＜１）からなるＡｌＧａＮ層とを有する。なお、これに限られず、バッファ層２２は単層とすることも可能である。また、基板２１が窒化アルミニウム基板又は窒化アルミニウムガリウム基板である場合、バッファ層２２は必ずしも設けなくてもよい。

【0018】

第１半導体層２３は、バッファ層２２上に形成されている。第１半導体層２３は、ｎ型不純物がドープされたＡｌ_ｂＧａ_１－ｂＮ（０≦ｂ≦１）からなる。第１半導体層２３は、単層構造でも複数層構造でもよい。上下方向に平行な断面視（例えば図２）において、第１半導体層２３の幅は、バッファ層２２の幅よりも小さく、上側から見たときに第１半導体層２３の外形は、バッファ層の外形の内側に収まる。

【0019】

発光層２４は、第１半導体層２３の上面の一部に形成されており、発光層２４上に第２半導体層２５が形成されている。ここで、第２半導体層２５上に形成される第２コンタクト電極２７は、図１に示すごとく櫛状に形成されており、発光層２４及び第２半導体層２５は、第２コンタクト電極２７と上下方向Ｚに重なる位置に、第２コンタクト電極２７と同様な櫛状に形成されている。第２コンタクト電極２７の形状については後述する。

【0020】

発光層２４は、Ａｌ_ｃＧａ_１－ｃＮ（０≦ｃ≦１）からなり、例えば井戸層を１つ有する単一量子井戸構造、又は井戸層を複数有する多重量子井戸構造とすることができる。発光層２４においては、第１半導体層２３から供給される電子と、第２半導体層２５から供給される正孔とが再結合し、発光する。発光層２４は、波長３６５ｎｍ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以上となるよう構成されている。特に本形態において、発光層２４は、中心波長が２００ｎｍ以上３６５ｎｍ以下の深紫外光を発生することができるよう構成されている。

【0021】

第２半導体層２５は、発光層２４上に形成されている。第２半導体層２５は、ｐ型不純物がドープされたＡｌ_ｄＧａ_１－ｄＮ（０≦ｄ≦１）からなる。第２半導体層２５は、単層構造でも複数層構造でもよい。

【0022】

本形態において、第１半導体層２３の側面２３１、発光層２４の側面２４１及び第２半導体層２５の側面２５１は、第１半導体層２３、発光層２４及び第２半導体層２５が上側に向かうほど幅狭となるよう傾斜している。すなわち、本形態の素子本体２において、第１半導体層２３、発光層２４及び第２半導体層２５は、メサ構造となるよう形成されている。

【0023】

第１半導体層２３の上面における発光層２４から露出した露出上面２３２には、第１コンタクト電極２６が形成されており、第２半導体層２５の上面には、第２コンタクト電極２７が形成されている。第１コンタクト電極２６は、第１半導体層２３にオーミック接触しており、第２コンタクト電極２７は、第２半導体層２５にオーミック接触している。

【0024】

図１に示すごとく、第１コンタクト電極２６は、上下方向Ｚに直交する方向に延在する第１基部２６１と、第１基部２６１の複数箇所から第２コンタクト電極２７側に突出する第１突出部２６２とを有する。第２コンタクト電極２７は、第１基部２６１と略平行に形成された第２基部２７１と、第２基部２７１の複数箇所から第１コンタクト電極２６側に突出する第２突出部２７２とを有する。上側から見たとき、隣り合う第１突出部２６２の間に、複数の第２突出部２７２が１つずつ挿入されており、これにより第１コンタクト電極２６と第２コンタクト電極２７とが互いに噛み合った形となっている。以後、上下方向Ｚに直交する方向であって第１基部２６１及び第２基部２７１のそれぞれが延在する方向を横方向Ｘといい、上下方向Ｚ及び横方向Ｘの双方に直交する方向を縦方向Ｙという。縦方向Ｙは、第１突出部２６２及び第２突出部２７２のそれぞれが延在する方向である。

【0025】

なお、素子本体２は、前述した構成のものに限られず、一般的な素子本体２の構成を採用することが可能である。

【0026】

（内側被覆部３）
内側被覆部３は、素子本体２の表面を覆うことで、素子本体２の表面形状に存在する段差及び角部を埋めて平坦化する。内側被覆部３は、電気的絶縁性を有する有機高分子材料から構成することができる。本形態において、内側被覆部３は、フォトレジストからなる。フォトレジストとしては、ポジ型及びネガ型のいずれかを採用することが可能である。

【0027】

本形態において、内側被覆部３は、第１半導体層２３の上面と、第１コンタクト電極２６、発光層２４、第２半導体層２５、及び第２コンタクト電極２７のそれぞれの表面とを覆っている。特に、内側被覆部３は、第１半導体層２３の上面と発光層２４及び第１コンタクト電極２６との間に形成される段差、第２半導体層２５と第２コンタクト電極２７との間に形成される段差、及び、第１コンタクト電極２６、発光層２４、第２半導体層２５、及び第２コンタクト電極２７のそれぞれに形成され得る角部を覆っている。そして、内側被覆部３の外面３１（すなわち外側被覆部４に接する面）は、内側被覆部３の内面３２（すなわち第１コンタクト電極２６、発光層２４、第２半導体層２５、及び第２コンタクト電極２７と接する面）よりも平坦となるよう構成されている。内側被覆部３の外面３１は、上下方向Ｚに直交する上面３１１と、上下方向Ｚに平行な側面３１２とを備える。上面３１１と側面３１２との間の角部３１３は、角が丸まった曲面状に形成されている。なお、内側被覆部３の外面３１の側面３１２は、例えば下側程、外方へ向かうように傾斜等していてもよい。

【0028】

ここで、図２に示すごとく、第２コンタクト電極２７の上面２７３と内側被覆部３の下面３３との間の上下方向Ｚの長さをＨとしたとき、内側被覆部３の厚みＴ１は、０．８Ｈ≦Ｔ１≦１．２Ｈを満たしている。すなわち、内側被覆部３の上面３１１は、第２コンタクト電極２７の上面２７３と略面一に形成されている。内側被覆部３の上面３１１は、第２コンタクト電極２７の上面２７３と面一に形成されることが好ましい。ここで、内側被覆部３の上面３１１と第２コンタクト電極２７の上面２７３とを面一になるよう設計したものの、製造公差等により内側被覆部３の上面３１１と第２コンタクト電極２７の上面２７３との位置が僅かにずれたような場合も、内側被覆部３の上面３１１と第２コンタクト電極２７の上面２７３とは面一であるとする。そして、第２コンタクト電極２７の上面２７３は、第２パッド電極６との導通を図るべく、内側被覆部３から露出している。

【0029】

内側被覆部３には、内側被覆部３を上下方向Ｚに貫通した複数のコンタクトホール３４が形成されている。複数のコンタクトホール３４は、第１コンタクト電極２６と上下方向Ｚに重なる位置に形成されており、下端が第１コンタクト電極２６に向かって開口している。複数のコンタクトホール３４は、互いに同等の形状を有し、等間隔に形成されている。図１に示すごとく、第１コンタクト電極２６の第１基部２６１に開口する複数のコンタクトホール３４は、横方向Ｘに等間隔に設けられており、第２コンタクト電極２７の第１突出部２６２に開口する複数のコンタクトホール３４は、縦方向Ｙに等間隔に形成されている。等間隔とは、厳密な等間隔に限られず、例えば、隣り合うコンタクトホール３４間の間隔のうちの最大値と最小値との差が当該最大値の１０％以下となるような、略等間隔も含む。

【0030】

図２に示すごとく、コンタクトホール３４は、上下方向Ｚに長尺に形成されている。本形態において、コンタクトホール３４の上下方向Ｚの長さ（本形態においては後述のホール内導体５１の長さＬと同等である。）は、第１コンタクト電極２６の厚みＴ２よりも長い。コンタクトホール３４は、上側の位置ほど内径が大きくなるテーパ状（本形態においては円錐台形状）に形成されている。

【0031】

本形態において、内側被覆部３は単層構造であるが、複数層構造であってもよい。また、内側被覆部３は、フォトレジストから構成したが、例えばフォトレジスト以外の有機材料等から構成することも可能である。

【0032】

（外側被覆部４）
外側被覆部４は、バッファ層２２から上側に形成されており、内側被覆部３を覆っている。外側被覆部４は、電気的絶縁性を有するとともに、水分を通し難い無機材料からなる。本形態において、外側被覆部４は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）からなる。

【0033】

外側被覆部４は、バッファ層２２の上面、第１半導体層２３の側面２３１、及び内側被覆部３を少なくとも覆っている。外側被覆部４には、内側に第１パッド電極５が形成された第１開口部４１と、内側に第２パッド電極６が形成された第２開口部４２とが形成されている。第１開口部４１は、第１コンタクト電極２６と上下方向Ｚに対向する位置に形成されており、第２開口部４２は、第２コンタクト電極２７と上下方向Ｚに対向する位置に形成されている。

【0034】

本形態において、外側被覆部４は１層からなるが、複数層からなる構成であってもよい。

【0035】

（第１パッド電極５及び第２パッド電極６）
第１パッド電極５は、第１コンタクト電極２６と電気的に接続されており、第２パッド電極６は、第２コンタクト電極２７と電気的に接続されている。上側から見たとき、第１パッド電極５は、発光素子１の縦方向Ｙの中心位置よりも第１コンタクト電極２６の第１基部２６１側に形成されており、第２パッド電極６は、前記中心位置よりも第２コンタクト電極２７の第２基部２７１側の領域に形成されている。

【0036】

第１パッド電極５は、コンタクトホール３４内に充填されるよう形成されたホール内導体５１と、外側被覆部４の第１開口部４１内に埋設された第１埋設部５２と、外側被覆部４から上側に露出した第１露出部５３とを一体的に備える。

【0037】

ホール内導体５１は、各コンタクトホール３４内に充填されている。そのため、ホール内導体５１の形状は、当該ホール内導体５１が配されたコンタクトホール３４の内側領域と同等の形状となる。ホール内導体５１は、上下方向Ｚに長尺に形成されている。ホール内導体５１の上下方向Ｚの長さＬは、第１コンタクト電極２６の厚みＴ２よりも長く、第１コンタクト電極２６の厚みＴ２よりも３倍以上長いことが好ましい。また、ホール内導体５１は、コンタクトホール３４の内側領域の形状と同様に、上下方向Ｚに直交する断面の面積が、上側の部位ほど大きくなるテーパ状（本形態においては円錐台形状）に形成されている。上下方向Ｚに直交するホール内導体５１の断面の面積は、上下方向Ｚに直交する第１コンタクト電極２６の面積の１００％未満であることが好ましく、上下方向Ｚに直交する第１コンタクト電極２６の面積の５％以上９５％以下であることがより好ましい。第１コンタクト電極２６の面積は、第１コンタクト電極２６の上面の面積である。なお、本形態のように、ホール内導体５１が複数形成されている場合において、上下方向Ｚに直交するホール内導体５１の断面の面積とは、上下方向Ｚに直交するすべてのホール内導体５１の断面の面積の合計を意味するものとする。また、本形態のように、各ホール内導体５１がテーパ状に形成されているような場合は、上下方向Ｚの各位置において、ホール内導体５１の断面の面積が、上下方向Ｚに直交する第１コンタクト電極２６の面積の１００％未満であることが好ましく、５％以上９５％以下であることがより好ましい。ホール内導体５１の下端部は、第１コンタクト電極２６と電気的に接続されている。

【0038】

第１埋設部５２は、第１開口部４１内に充填されるよう形成されており、その下端部が各ホール内導体５１の上端部に接続されている。図示は省略するが、第１埋設部５２は、第１露出部５３の下側の領域であって、第１コンタクト電極２６と上下方向Ｚに対向する櫛状の領域に形成されている。

【0039】

第１露出部５３は、上側から見たときの形状が横方向Ｘに長尺な略長方形状となるよう形成されており、その下端部が第１埋設部５２に接続されている。

【0040】

第２パッド電極６は、外側被覆部４の第２開口部４２に埋設された第２埋設部６１と、外側被覆部４から上側に露出した第２露出部６２とを一体に備える。

【0041】

第２埋設部６１は、第２開口部４２内に充填されるよう形成されており、その下端部が第２コンタクト電極２７の上面２７３に接続されている。図示は省略するが、第２埋設部６１は、第２露出部６２の下側の領域であって、第２コンタクト電極２７と上下方向Ｚに対向する櫛状の領域に形成されている。

【0042】

第２露出部６２は、上側から見たときの形状が横方向Ｘに長尺な略長方形状となるよう形成されており、その下端部が第２埋設部６１に接続されている。第１露出部５３と第２露出部６２とは、縦方向Ｙに間隔をあけて並んでいる。

【0043】

第１パッド電極５と第２パッド電極６とのそれぞれは、それぞれ単一部材にて構成した例を示したが、複数の部材を上下方向Ｚ等に接続して構成してもよい。

【0044】

第１パッド電極５の第１露出部５３及び第２パッド電極６の第２露出部６２は、例えば図示しないサブマウントの電極に実装される。例えば、発光素子１は、基板２１がサブマウントと反対側に位置する姿勢で、サブマウントの電極に、金（Ａｕ）バンプ等を介してフリップチップ実装される。この場合、発光素子１から発される光は、主に素子本体２の基板２１からサブマウントと反対側に取り出される。

【0045】

（発光素子１の製造方法）
次に、本形態の発光素子１の製造方法の一例につき説明する。
発光素子１の製造方法は、素子本体形成工程、第１被覆工程、露光現像工程、第２被覆工程、除去工程、パッド電極形成工程を有する。図３は、素子本体形成工程後の素子本体２の断面図である。図４は、第１被覆工程後の素子本体２及び有機高分子材料３０の断面図である。図５は、露光現像工程後の素子本体２及び内側被覆部３の断面図である。図６は、第２被覆工程後の素子本体２、内側被覆部３及び外側被覆部４の断面図である。図７は、除去工程後の素子本体２、内側被覆部３及び外側被覆部４の断面図である。

【0046】

素子本体形成工程においては、基板２１上にバッファ層２２、第１半導体層２３、発光層２４及び第２半導体層２５を、有機金属化学気相成長法（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＭＯＣＶＤ）、分子線エピタキシ法（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ：ＭＢＥ）、ハライド気相エピタキシ法（Ｈｙｄｒｉｄｅ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ：ＨＶＰＥ）等の周知のエピタキシャル成長法を用いて形成する。各層をエピタキシャル成長させるための成長温度、成長圧力、及び成長時間等の製造条件については、各層の構成に応じた一般的な条件とすることができる。

【0047】

基板２１上にバッファ層２２、第１半導体層２３、発光層２４及び第２半導体層２５を形成した後、第２半導体層２５の上面の所定箇所に図示しないマスクを形成する。そして、マスクに上下方向Ｚに重ならない位置に形成された第２半導体層２５及び発光層２４を、エッチングにより除去する。これにより、第１半導体層２３に、発光層２４から露出した露出上面２３２が形成される。露出上面２３２を形成した後、マスクを除去する。

【0048】

次いで、第１半導体層２３の露出上面２３２上に第１コンタクト電極２６を形成し、第２半導体層２５上に第２コンタクト電極２７を形成する。第１コンタクト電極２６及び第２コンタクト電極２７は、例えば、電子ビーム蒸着法やスパッタリング法などの周知の方法により形成することができる。素子本体形成工程後の素子本体２の断面図を、図３に示している。

【0049】

次いで、図４に示すごとく、第１被覆工程を行う。第１被覆工程においては、内側被覆部３を構成する液状の有機高分子材料３０を、素子本体２におけるバッファ層２２の上側の部位を覆うよう塗布する。塗布方法は、スプレーコート、スピンコートなど、種々の方法を採用することが可能である。第１被覆工程においては、第２コンタクト電極２７の上面２７３が、内側被覆部３から上側に露出するようにする。なお、第１被覆工程後の状態において、第２コンタクト電極２７の上面２７３が内側被覆部３に覆われていてもよいが、この場合は、後の露光現像工程において第２コンタクト電極２７の上側に形成された有機高分子材料３０を除去し、第２コンタクト電極２７の上面２７３を露出させる。

【0050】

次いで、露光現像工程を行う。露光現像工程においては、有機高分子材料３０に露光及び現像を行い、内側被覆部３を所定形状に形成する。露光現像工程では、有機高分子材料３０から、第１半導体層２３の上側に位置していない部位と、コンタクトホール３４となる部位とを除去する。有機高分子材料３０がネガ型のフォトレジストである場合は、有機高分子材料３０における露光現像工程において除去される箇所以外の箇所を上側から露光し、現像する。これにより、有機高分子材料３０における露光された箇所が現像後に残り、内側被覆部３となる。露光時の光の拡散により、現像後のコンタクトホール３４は、下側程内径が小さくなるよう形成される。また、有機高分子材料３０がポジ型のフォトレジストである場合は、有機高分子材料３０における露光現像工程において除去される箇所を上側から露光し、現像する。これにより、有機高分子材料３０における露光された箇所以外の箇所が現像後に残り、内側被覆部３となる。露光時、有機高分子材料３０におけるコンタクトホール３４となる部位は、上側の部位ほど強く光が当たるため、現像後のコンタクトホール３４は、下側程内径が小さくなるよう形成される。露光現像工程後の状態を、図５に示している。

【0051】

次いで、図６に示すごとく、第２被覆工程を行う。第２被覆工程においては、例えば化学気相成長（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などの周知の技術を用いて、バッファ層２２から上側の領域に外側被覆部４を形成する。外側被覆部４は、第２被覆工程直前の状態（すなわち図５に示す状態）において露出しているバッファ層２２、第１半導体層２３の表面、内側被覆部３の表面及び第２コンタクト電極２７の上面２７３に形成される。

【0052】

次いで、図７に示すごとく、除去工程を行う。除去工程においては、外側被覆部４における第２コンタクト電極２７の上側の部位を除去して第１開口部４１を形成し、外側被覆部４におけるコンタクトホール３４内に形成された部位を除去し、かつ、外側被覆部４における内側被覆部３の上側における第２開口部４２となる箇所を除去して第２開口部４２を形成する。

【0053】

次いで、パッド電極形成工程を行う。パッド電極形成工程においては、図示は省略するが、外側被覆部４の上面における、第１パッド電極５及び第２パッド電極６を形成する箇所以外の箇所にマスクを形成する。そして、蒸着により、第１パッド電極５及び第２パッド電極６を形成する。このとき、コンタクトホール３４、第１開口部４１、第２開口部４２、及び図示しないマスクに形成された空間に、下側から順に第１パッド電極５及び第２パッド電極６が堆積されて、図２に示すごとく、第１パッド電極５及び第２パッド電極６が形成される。
以上のように、本形態の発光素子１を製造することができる。

【0054】

（実施の形態の作用及び効果）
本形態の発光素子１は、素子本体２と、素子本体２の表面を平坦化する内側被覆部３と、内側被覆部３を覆う無機材料からなる外側被覆部４とを有する。このように、比較的クラックが入りやすい無機材料からなる外側被覆部４によって、段差及び角部がある素子本体２の表面を直接覆うのではなく、内側被覆部３によって平坦化された素子本体２を外側被覆部４にて覆うことにより、外側被覆部４にクラックが生じることを抑制することができる。外側被覆部４にクラックが生じると、例えばクラックを通して水分が通過し、素子本体２の劣化を招くおそれがあるところ、本形態の構成によれば、発光素子１の防水性を向上させることができ、その結果素子本体２の劣化を抑制することができる。

【0055】

また、内側被覆部３は、第１コンタクト電極２６と発光層２４と第２半導体層２５と第２コンタクト電極２７との表面を覆っている。これらは、段差又は角が形成されやすいため、本形態の構成によれば、外側被覆部４にクラックが生じることを一層抑制することができる。

【0056】

また、内側被覆部３には、内側被覆部３を内側被覆部３の厚み方向（すなわち上下方向Ｚ）に貫通するとともに、一端が第１コンタクト電極２６に向かって開口したコンタクトホール３４が形成されている。そして、コンタクトホール３４内には、第１コンタクト電極２６と第１パッド電極５とを電気的に接続するホール内導体５１が配されている。それゆえ、コンタクトホール３４内のホール内導体５１を介して、第１コンタクト電極２６と第１パッド電極５とを電気的に接続させることができる。これにより、第１コンタクト電極２６を内側被覆部３の外部に引き出すために、第１コンタクト電極２６の厚みを大きくし、第１コンタクト電極２６の上面の位置を第２コンタクト電極２７の上面２７３の位置と揃える必要がない。それゆえ、第１コンタクト電極２６の材料費削減、軽量化及び製造時間の削減の少なくとも１つが実現される。

【0057】

また、上下方向Ｚに直交するホール内導体５１の断面の面積は、上下方向Ｚに直交する第１コンタクト電極２６の面積の５％以上９５％以下の大きさである。上下方向Ｚに直交するホール内導体５１の断面の面積を上下方向Ｚに直交する第１コンタクト電極２６の面積の９５％以下とすることにより、ホール内導体５１の材料費削減、軽量化、及び製造時間の削減の少なくとも１つを実現することができる。また、上下方向Ｚに直交するホール内導体５１の断面の面積を上下方向Ｚに直交する第１コンタクト電極２６の面積の５％以上とすることにより、ホール内導体５１の電気抵抗率が過度に高くなることを抑制することができる。

【0058】

また、第２コンタクト電極２７の上面２７３と内側被覆部３の下面３３との間の上下方向Ｚの長さをＨとしたとき、内側被覆部３の厚みＴ１は、０．８Ｈ≦Ｔ１≦１．２Ｈを満たす。内側被覆部３の厚みＴ１を０．８Ｈ以上とすることにより、第１コンタクト電極２６、発光層２４、第２半導体層２５、第２コンタクト電極２７の大部分を内側被覆部３にて被覆することができる。また、内側被覆部３の厚みＴ１を１．２Ｈ以下とすることにより、内側被覆部３の材料費削減、軽量化を図ることができる。

【0059】

また、ホール内導体５１は、第１コンタクト電極２６側の反対側（すなわち上側）ほど、上下方向Ｚに直交する断面の面積が大きくなる。すなわち、ホール内導体５１は、第１パッド電極５の第１埋設部５２と接続される側が大きくなるため、ホール内導体５１が折れることが抑制される。

【0060】

また、上下方向Ｚのホール内導体５１の長さＬは、第１コンタクト電極２６の厚みＴ２（すなわち第１コンタクト電極２６の上下方向の寸法）よりも長い。そのため、第１コンタクト電極２６を厚肉に形成しなくとも、第１コンタクト電極２６と第１パッド電極５との電気的接続が可能となり、第１コンタクト電極２６の材料費削減、軽量化及び製造時間の削減の少なくとも１つをより実現しやすい。

【0061】

また、内側被覆部３は、フォトレジストからなる。それゆえ、コンタクトホール３４を容易に形成することができる。

【0062】

また、内側被覆部３は、有機高分子材料からなる。有機高分子材料は、無機材料等と比べてクラックが生じ難いため、素子本体２の表面の段差又は角を起点として、内側被覆部３にクラックが生じることを抑制することができる。

【0063】

また、発光素子１の製造方法における、素子本体２を内側被覆部３にて覆う工程においては、内側被覆部３を構成する有機高分子材料３０を素子本体２の表面に塗布して硬化させることにより、内側被覆部３を形成する。このように、内側被覆部３を塗布方法により形成することにより、内側被覆部３によって素子本体２の表面を平坦化しやすい。

【0064】

また、発光素子１の製造方法は、コンタクトホール３４内に、第１コンタクト電極２６に電気的に接続されたホール内導体５１を蒸着により形成する工程を備える。それゆえ、内側被覆部３に埋設された第１コンタクト電極２６を内側被覆部３の外部に電気的に引き出す構成を、コンタクトホール３４内へのホール内導体５１の蒸着により、容易に実現することができる。

【0065】

以上のごとく、本形態によれば、素子本体の劣化を抑制することができる発光素子及び発光素子の製造方法を提供することができる。

【0066】

（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。

【0067】

［１］本発明の第１の実施態様は、半導体発光素子本体（２）と、前記半導体発光素子本体（２）の表面を平坦化する内側被覆部（３）と、前記内側被覆部（３）を覆う、無機材料からなる外側被覆部（４）と、を備える発光素子（１）である。
これにより、半導体発光素子本体の劣化を抑制することができる。

【0068】

［２］本発明の第２の実施態様は、第１の実施態様において、前記半導体発光素子本体（２）が、第１導電型を有する第１半導体層（２３）と、前記第１半導体層（２３）上に形成された発光層（２４）と、前記発光層（２４）上に形成されるとともに、前記第１導電型とは反対の第２導電型を有する第２半導体層（２５）と、前記第１半導体層（２３）上に接続された第１コンタクト電極（２６）と、前記第２半導体層（２５）上に接続された第２コンタクト電極（２７）と、を有し、前記内側被覆部（３）が、前記第１コンタクト電極（２６）と前記発光層（２４）と前記第２半導体層（２５）と前記第２コンタクト電極（２７）との表面を覆っていることである。
これにより、外側被覆部にクラックが生じることを抑制することができる。

【0069】

［３］本発明の第３の実施態様は、第２の実施態様において、前記第１コンタクト電極（２６）上に接続された第１パッド電極（５）と、前記第２コンタクト電極（２７）上に接続された第２パッド電極（６）と、を更に備え、前記内側被覆部（３）に、前記内側被覆部（３）を前記内側被覆部（３）の厚み方向（Ｚ）に貫通するとともに、一端が前記第１コンタクト電極（２６）に向かって開口したコンタクトホール（３４）が形成されており、前記コンタクトホール（３４）内に、前記第１コンタクト電極（２６）と前記第１パッド電極（５）とを電気的に接続するホール内導体（５１）が配されていることである。
これにより、第１コンタクト電極の材料費削減、軽量化及び製造時間の削減の少なくとも１つが実現される。

【0070】

［４］本発明の第４の実施態様は、第３の実施態様において、前記厚み方向（Ｚ）に直交する前記ホール内導体（５１）の断面の面積が、前記厚み方向（Ｚ）に直交する前記第１コンタクト電極（２６）の面積の５％以上９５％以下の大きさであることである。
これにより、ホール内導体の材料費削減、軽量化、及び製造時間の削減の少なくとも１つを実現することができるとともに、ホール内導体の電気抵抗率が過度に高くなることを抑制することができる。

【0071】

［５］本発明の第５の実施態様は、第３又は第４の実施態様において、前記第２コンタクト電極（２７）の上面（２７３）と前記内側被覆部（３）の下面との間の前記厚み方向（Ｚ）の長さをＨとしたとき、前記内側被覆部（３）の厚みＴ１が、０．８Ｈ≦Ｔ１≦１．２Ｈを満たすことである。
これにより、第１コンタクト電極、発光層、第２半導体層、及び第２コンタクト電極の大部分を内側被覆部３にて被覆することができるとともに、内側被覆部３の材料費削減、軽量化を図ることができる。

【0072】

［６］本発明の第６の実施態様は、第３乃至第５のいずれか１つの実施態様において、前記ホール内導体（５１）が、前記第１コンタクト電極（２６）側の反対側ほど前記厚み方向（Ｚ）に直交する断面の面積が大きくなることである。
これにより、ホール内導体が折れることが抑制される。

【0073】

［７］本発明の第７の実施態様は、第３乃至第６のいずれか１つの実施態様において、前記厚み方向（Ｚ）における前記ホール内導体（５１）の長さ（Ｌ）が、前記第１コンタクト電極（２６）の厚み（Ｔ２）よりも長いことである。
これにより、第１コンタクト電極の材料費削減、軽量化及び製造時間の削減の少なくとも１つをより実現しやすい。

【0074】

［８］本発明の第８の実施態様は、第３乃至第７のいずれか１つの実施態様において、前記内側被覆部（３）が、フォトレジストからなることである。
これにより、コンタクトホールを容易に形成することができる。

【0075】

［９］本発明の第９の実施態様は、第１乃至第８のいずれか１つの実施態様において、前記内側被覆部（３）が、有機高分子材料（３０）からなることである。
これにより、内側被覆部にクラックが生じることを抑制することができる。

【0076】

［１０］本発明の第１０の実施態様は、半導体発光素子本体（２）を製造する工程と、前記半導体発光素子本体（２）の表面を平坦化するよう、前記半導体発光素子本体（２）の前記表面を内側被覆部（３）にて覆う工程と、前記内側被覆部（３）を無機材料からなる外側被覆部（４）にて覆う工程と、を有する発光素子（１）の製造方法である。
これにより、半導体発光素子本体の劣化が抑制された発光素子を製造することが可能となる。

【0077】

［１１］本発明の第１１の実施態様は、第１０の実施態様において、前記内側被覆部（３）が、有機高分子材料（３０）からなり、前記半導体発光素子本体（２）を前記内側被覆部（３）にて覆う工程において、前記内側被覆部（３）を構成する前記有機高分子材料（３０）を前記半導体発光素子本体（２）の前記表面に塗布して硬化させることにより、前記内側被覆部（３）を形成することである。
これにより、内側被覆部によって半導体発光素子本体の表面を平坦化しやすい。

【0078】

［１２］本発明の第１２の実施態様は、第１１の実施態様において、前記半導体発光素子本体（２）を製造する工程にて、第１導電型を有する第１半導体層（２３）を形成し、前記第１半導体層（２３）上に発光層（２４）を形成し、前記発光層（２４）上に前記第１導電型とは反対の第２導電型を有する第２半導体層（２５）を形成し、前記第１半導体層（２３）上に第１コンタクト電極（２６）を接続し、前記第２半導体層（２５）上に第２コンタクト電極（２７）を接続し、前記半導体発光素子本体（２）の前記表面を前記内側被覆部（３）にて覆う工程において、前記第１コンタクト電極（２６）と前記発光層（２４）と前記第２半導体層（２５）と前記第２コンタクト電極（２７）との表面を前記内側被覆部（３）にて覆い、さらに、前記内側被覆部（３）に、前記第１コンタクト電極（２６）に開口するコンタクトホール（３４）を形成する工程と、前記コンタクトホール（３４）内に、前記第１コンタクト電極（２６）に電気的に接続されたホール内導体（５１）を、蒸着により形成する工程と、を備えることである。
これにより、内側被覆部に埋設された第１コンタクト電極を内側被覆部外に電気的に引き出す構成を、コンタクトホール内へのホール内導体の蒸着により、容易に実現することができる。

【0079】

（付記）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、前述した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。

【符号の説明】

【0080】

１…発光素子
２…半導体発光素子本体
２１…基板
２３…第１半導体層
２４…発光層
２５…第２半導体層
２６…第１コンタクト電極
２７…第２コンタクト電極
２７３…第２コンタクト電極の上面
３…内側被覆部
３０…有機高分子材料
３４…コンタクトホール
４…外側被覆部
５…第１パッド電極
５１…ホール内導体
６…第２パッド電極
Ｈ…第２コンタクト電極の上面と内側被覆部の下面との間の長さ
Ｌ…ホール内導体の長さ
Ｔ１…内側被覆部の厚み
Ｔ２…第１コンタクト電極の厚み
Ｚ…内側被覆部の厚み方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】