特開 2025-20955 発光素子

(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】P2025020955

(43)【公開日】2025-02-13

(54)【発明の名称】発光素子

(51)【国際特許分類】

   H10H 20/814 20250101AFI20250205BHJP

   H10H 20/831 20250101ALI20250205BHJP

   H10H 20/824 20250101ALI20250205BHJP

【ＦＩ】

H01L33/10

H01L33/38

H01L33/30

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023124605

(22)【出願日】2023-07-31

(71)【出願人】

【識別番号】000226057

【氏名又は名称】日亜化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004026

【氏名又は名称】弁理士法人ｉＸ

(72)【発明者】

【氏名】藤本 拡二

【テーマコード（参考）】

5F241

【Ｆターム（参考）】

5F241AA03

5F241CA04

5F241CA12

5F241CA35

5F241CA37

5F241CA62

5F241CA74

5F241CA93

5F241CB11

5F241CB15

(57)【要約】

【課題】光取り出し効率を向上できる発光素子を提供する。
【解決手段】発光素子１００は、第１貫通孔１０ｈを有する導電部材１０と、第１貫通孔１０ｈの内部に配置された反射層２０と、導電部材１０及び反射層２０の上に配置され、平面視において第１貫通孔１０ｈと重ならない位置に配置された第２貫通孔３０ｈを有する絶縁層３０と、絶縁層３０の上に配置されｐ型半導体層４１、発光層４２、及びｎ型半導体層４３を有する半導体構造体４０と、ｎ型半導体層４３の上に配置されたｎ電極５０と、導電部材１０と電気的に接続されたｐ電極６０と、を備える。発光層４２が発する光のピーク波長における反射層２０の反射率は、発光層４２が発する光のピーク波長における導電部材１０の反射率よりも高い。導電部材１０の一部は、第２貫通孔３０ｈにおいてｐ型半導体層４１と接する。平面視において、反射層２０の少なくとも一部は、発光層４２と重なる。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１貫通孔を有する導電部材と、
前記第１貫通孔の内部に配置された反射層と、
前記導電部材及び前記反射層の上に配置され、平面視において前記第１貫通孔と重ならない位置に配置された第２貫通孔を有する絶縁層と、
前記絶縁層の上に配置されたｐ型半導体層と、前記ｐ型半導体層の上に配置された発光層と、前記発光層の上に部分的に配置されたｎ型半導体層と、を有する半導体構造体と、
前記ｎ型半導体層の上に配置され、前記ｎ型半導体層と電気的に接続されたｎ電極と、
前記導電部材と電気的に接続されたｐ電極と、
を備え、
前記発光層が発する光のピーク波長における前記反射層の反射率は、前記発光層が発する光のピーク波長における前記導電部材の反射率よりも高く、
前記導電部材の一部は、前記第２貫通孔において前記ｐ型半導体層と接し、
平面視において、前記反射層の少なくとも一部は、前記発光層と重なる位置に配置される、発光素子。

【請求項2】

平面視において、前記反射層は、前記ｎ電極と重なる第１反射部分と、前記ｎ電極と重ならない第２反射部分と、を有する、請求項１に記載の発光素子。

【請求項3】

平面視において、前記ｎ電極は、パッド部分と、前記パッド部分から延びる延伸部分と、を有し、
平面視において、前記ｎ型半導体層は、前記パッド部分と重なる第１半導体部分と、前記延伸部分と重なる第２半導体部分と、を有し、
平面視において、前記第１反射部分は、前記パッド部分及び前記延伸部分と重なる、請求項２に記載の発光素子。

【請求項4】

平面視において、前記導電部材は、前記半導体構造体と重なる第１領域と、前記半導体構造体と重ならない第２領域と、を有し、
前記ｐ電極は、前記第２領域に配置され、
平面視において、前記ｎ電極から前記ｐ電極に向かうにつれて、単位面積当たりにおける前記導電部材の面積に対する前記反射層の面積の割合が低下する、請求項１～３のいずれか１つに記載の発光素子。

【請求項5】

前記反射層は、誘電体多層膜である、請求項１～３のいずれか１つに記載の発光素子。

【請求項6】

基板と、前記基板と前記導電部材との間に位置する接合部材と、前記接合部材と前記導電部材との間に位置する反射金属層と、をさらに備えた、請求項１～３のいずれか１つに記載の発光素子。

【請求項7】

前記導電部材は、金を含む第１導電層と、前記第１導電層の上に配置された酸化インジウム錫を含む第２導電層と、を有し、
前記第１導電層は、前記ｐ電極と電気的に接続され、
前記第２導電層は、前記ｐ型半導体層と電気的に接続される、請求項１～３のいずれか１つに記載の発光素子。

【請求項8】

前記ｐ型半導体層は、ＧａＰを含み、
前記ｎ型半導体層は、ＧａＡｓを含み、
前記発光層は、ＡｌＧａＩｎＰを含む、請求項１～３のいずれか１つに記載の発光素子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

実施形態は、発光素子に関する。

【背景技術】

【0002】

発光素子において、発光層を含む半導体構造体の下方に導電部材を設け、発光層から発された光を導電部材により上方に反射させる構造が知られている（例えば、特許文献１）。しかし、このような構造では、発光層から発された光の一部が導電部材により吸収され、光取り出し効率が低下する場合がある。発光素子において、光取り出し効率の向上が求められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－１３８００７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

実施形態は、光取り出し効率を向上できる発光素子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】

【0005】

本発明の一実施形態に係る発光素子は、導電部材と、反射層と、絶縁層と、半導体構造体と、ｎ電極と、ｐ電極と、を備える。前記導電部材は、第１貫通孔を有する。前記反射層は、前記第１貫通孔の内部に配置される。前記絶縁層は、前記導電部材及び前記反射層の上に配置される。前記絶縁層は、第２貫通孔を有する。前記第２貫通孔は、平面視において前記第１貫通孔と重ならない位置に配置される。前記半導体構造体は、ｐ型半導体層と、発光層と、ｎ型半導体層と、を有する。前記ｐ型半導体層は、前記絶縁層の上に配置される。前記発光層と、前記ｐ型半導体層の上に配置される。前記ｎ型半導体層は、前記発光層の上に部分的に配置される。前記ｎ電極は、前記ｎ型半導体層の上に配置される。前記ｎ電極は、前記ｎ型半導体層と接続される。前記ｐ電極は、前記導電部材と接続される。前記発光層が発する光のピーク波長における前記反射層の反射率は、前記発光層が発する光のピーク波長における前記導電部材の反射率よりも高い。前記導電部材の一部は、前記第２貫通孔において前記ｐ型半導体層と接する。平面視において、前記反射層の少なくとも一部は、前記発光層と重なる位置に配置される。

【発明の効果】

【0006】

本発明の一実施形態によれば、光取り出し効率を向上できる発光素子を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施形態に係る発光素子を模式的に示す平面図である。

【図2】実施形態に係る発光素子の導電部材及び反射層の配置を模式的に示す平面図である。

【図3】実施形態に係る発光素子を模式的に示す断面図である。

【図4】実施形態に係る発光素子の一部を模式的に示す拡大断面図である。

【図5】実施形態の第１変形例に係る発光素子の導電部材及び反射層の配置を模式的に示す平面図である。

【図6】実施形態の第１変形例に係る発光素子を模式的に示す断面図である。

【図7】実施形態の第２変形例に係る発光素子の導電部材及び反射層の配置を模式的に示す平面図である。

【図8】実施形態の第３変形例に係る発光素子の導電部材及び反射層の配置を模式的に示す平面図である。

【図9】実施形態の第４変形例に係る発光素子の導電部材及び反射層の配置を模式的に示す平面図である。

【図10】実施形態の第５変形例に係る発光素子の導電部材及び反射層の配置を模式的に示す平面図である。

【図11】実施形態の第５変形例に係る発光素子を模式的に示す断面図である。

【図12】実施形態に係る発光素子の製造方法を模式的に示す断面図である。

【図13】実施形態に係る発光素子の製造方法を模式的に示す断面図である。

【図14】実施形態に係る発光素子の製造方法を模式的に示す断面図である。

【図15】実施形態に係る発光素子の製造方法を模式的に示す断面図である。

【図16】実施形態に係る発光素子の製造方法を模式的に示す断面図である。

【図17】実施形態に係る発光素子の製造方法を模式的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下に、本発明の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。
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率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。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率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既に説明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。

【0009】

また、以下では、説明をわかりやすくするために、ＸＹＺ直交座標系を用いて、各部分の配置および構成を説明する。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、相互に直交している。またＸ軸が延びる方向を「Ｘ方向」とし、Ｙ軸が延びる方向を「Ｙ方向」とし、Ｚ軸が延びる方向を「Ｚ方向」とする。また、説明をわかりやすくするために、Ｚ方向のうち矢印の方向を上方、その逆方向を下方とするが、これらの方向は、重力方向とは無関係である。また、Ｚ方向に沿う向きで見ることを「平面視」とする。

【0010】

＜発光素子＞
図１は、実施形態に係る発光素子を模式的に示す平面図である。
図２は、実施形態に係る発光素子の導電部材及び反射層の配置を模式的に示す平面図である。
図３は、実施形態に係る発光素子を模式的に示す断面図である。
図４は、実施形態に係る発光素子の一部を模式的に示す拡大断面図である。
図３は、図１に示したＩＩＩ－ＩＩＩ線による断面図である。
図４は、図３に示した領域Ｒ１の拡大図である。

【0011】

図１～図４に表したように、実施形態に係る発光素子１００は、導電部材１０と、反射層２０と、絶縁層３０と、半導体構造体４０と、ｎ電極５０と、ｐ電極６０と、を備えている。

【0012】

（導電部材）
導電部材１０は、絶縁層３０の下に配置されている。導電部材１０は、第１導電層１１と、第２導電層１２と、を有する。第２導電層１２は、第１導電層１１の上に配置されている。第２導電層１２は、第１導電層１１の上面に接し、第１導電層１１の上面を覆っている。第２導電層１２の一部は、第１導電層１１と絶縁層３０との間に配置されている。第２導電層１２の他の一部は、第１導電層１１とｐ型半導体層４１との間に配置されている。第２導電層１２は、ｐ型半導体層４１と接している。第２導電層１２は、ｐ型半導体層４１と電気的に接続されている。導電部材１０の平面視における形状は、例えば、矩形である。導電部材１０の後述する第２貫通孔３０ｈの内部に配置される部分を除いた部分の上面及び下面は、Ｘ－Ｙ平面に概ね平行な面である。

【0013】

第２導電層１２は、第１導電層１１の少なくとも一部の上に配置されていればよい。つまり、第２導電層１２は、第１導電層１１の一部の上には配置されていなくてもよい。第１導電層１１とｐ電極６０との間には、第２導電層１２が配置されていない。第１導電層１１は、ｐ電極６０と接している。第１導電層１１は、ｐ電極６０と電気的に接続されている。

【0014】

導電部材１０は、第１貫通孔１０ｈを有する。第１貫通孔１０ｈは、Ｚ方向において、導電部材１０を貫通する。第１貫通孔１０ｈの平面視における形状は、円形である。第１貫通孔１０ｈの平面視における形状が円形である場合、第１貫通孔１０ｈの直径は、１０μｍ以上２０μｍ以下である。

【0015】

また、導電部材１０は、第１領域１０ａと、第２領域１０ｂと、を有する。第１領域１０ａは、平面視において、半導体構造体４０と重なる。第２領域１０ｂは、平面視において、半導体構造体４０と重ならない。ｐ電極６０は、第２領域１０ｂに配置されている。つまり、ｐ電極６０は、平面視において、半導体構造体４０と重ならない位置に配置されている。ｐ電極６０は、第１領域１０ａに配置されていてもよい。つまり、ｐ電極６０は、平面視において、半導体構造体４０と重なる位置に配置されていてもよい。

【0016】

また、導電部材１０の第１領域１０ａは、複数の第１部分１６を有する。第１部分１６は、平面視において、第２貫通孔３０ｈと重なる。第１部分１６の一部は、第２貫通孔３０ｈの内部に位置する。第１部分１６の平面視における形状は、円形である。第１部分１６の平面視における形状は、例えば、多角形などであってもよい。第１部分１６の平面視における形状が円形である場合、第１部分１６の直径は、１０μｍ以上２０μｍ以下である。複数の第１部分１６の平面視における面積は、それぞれ同じである。複数の第１部分１６の平面視における面積は、それぞれ同じでなくてもよい。

【0017】

導電部材１０の第１領域１０ａは、平面視において、第２貫通孔３０ｈと重なる位置のみに配置されている。導電部材１０の第１領域１０ａを、第２貫通孔３０ｈと重なる位置のみに配置することで、導電部材１０による光吸収を低減し光取り出し効率を向上することができる。

【0018】

また、導電部材１０の第１領域１０ａは、平面視において、ｎ電極５０及びｎ型半導体層４３と重ならない位置のみに配置されている。導電部材１０の第１領域１０ａを、ｎ電極５０及びｎ型半導体層４３と重ならない位置のみに配置することで、導電部材１０による光吸収を低減し光取り出し効率を向上することができる。

【0019】

導電部材１０は、金属などの導電性の材料を含む。第１導電層１１には、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、ロジウム、ルテニウムなどを用いることができる。第１導電層１１は、例えば、金を含む。第１導電層１１の厚さは、例えば、３００ｎｍ以上４００ｎｍ以下である。第２導電層１２には、例えば、酸化インジウム錫、インジウム亜鉛酸化物、ガリウム亜鉛酸化物、アルミニウム亜鉛酸化物などを用いることができる。第２導電層１２は、例えば、酸化インジウム錫を含む。第２導電層１２の厚さは、例えば、１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。

【0020】

（反射層）
反射層２０は、第１貫通孔１０ｈの内部に配置されている。反射層２０は、導電部材１０に接している。反射層２０は、平面視において、第１貫通孔１０ｈが配置されている領域それぞれに配置されている。

【0021】

反射層２０は、例えば、誘電体多層膜である。反射層２０は、例えば、二酸化ケイ素からなる層と、酸化ニオブからなる層と、を有する誘電体多層膜である。反射層２０は、例えば、酸化チタンなどを含んでもよい。反射層２０の厚さは、例えば、５００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である。

【0022】

発光層４２が発する光のピーク波長における反射層２０の反射率は、発光層４２が発する光のピーク波長における導電部材１０の反射率よりも高い。発光層４２が発する光のピーク波長における反射層２０の反射率は、例えば、７０％以上、好ましくは８０％以上である。発光層４２が発する光のピーク波長における導電部材１０の反射率は、例えば、６０％以上、好ましくは７０％以上である。反射率の値は、例えば、絶対反射率測定装置により測定される。絶対反射率測定装置としては、例えば、「島津製作所製 絶対反射率測定システム」を用いることができる。

【0023】

また、反射層２０の少なくとも一部は、平面視において、発光層４２と重なる位置に配置される。反射層２０の一部は、平面視において、発光層４２と重ならない位置に配置されていてもよい。

【0024】

発光層４２と重なる位置に反射層２０を配置することで、発光層４２から発され、反射層２０に向かう光を、反射層２０によりｐ型半導体層４１側に反射させることができる。これにより、反射層２０を配置しない場合と比べて、光取り出し効率を向上させることができる。

【0025】

また、反射層２０は、第１反射部分２１と、第２反射部分２２と、を有する。第１反射部分２１は、平面視において、ｎ電極５０と重なる。第２反射部分２２は、平面視において、ｎ電極５０と重ならない。

【0026】

平面視においてｎ電極５０と重なる位置では、ｎ電極５０によって発光層４２からの光が遮断されやすい。反射層２０が平面視においてｎ電極５０と重なる第１反射部分２１と、平面視においてｎ電極５０と重ならない第２反射部分２２と、を有することで、発光層４２からの光が遮断されやすい部分だけでなく、発光層４２からの光が遮断されにくい部分でも、光取り出し効率を向上させることができる。

【0027】

（絶縁層）
導電部材１０及び反射層２０の上には、絶縁層３０が配置されている。絶縁層３０は、導電部材１０及び反射層２０に接している。絶縁層３０の厚さは、例えば、１００μｍ以上３００μｍ以下である。絶縁層３０の上面及び下面は、Ｘ－Ｙ平面に概ね平行な面である。絶縁層３０は、第２貫通孔３０ｈを有する。第２貫通孔３０ｈは、Ｚ方向において、絶縁層３０を貫通する。第２貫通孔３０ｈは、平面視において、第１貫通孔１０ｈと重ならない位置に配置されている。第２貫通孔３０ｈは、反射層２０と重ならない位置に配置されている。第２貫通孔３０ｈの内部には、導電部材１０の一部が配置されている。

【0028】

第２貫通孔３０ｈの数は、１つとしてよいし、２つ以上としてもよい。複数の第２貫通孔３０ｈが、Ｘ方向及びＹ方向に行列状に配置されている。これに限らず、例えば、複数の第２貫通孔３０ｈが、千鳥状に配置されていてもよい。

【0029】

絶縁層３０は、絶縁性の材料を含む。絶縁層３０は、例えば、二酸化ケイ素を含む。絶縁層３０は、例えば、窒化ケイ素及び酸窒化ケイ素の少なくともいずれかを含んでもよい。

【0030】

（半導体構造体）
絶縁層３０の上には、半導体構造体４０が配置されている。半導体構造体４０は、絶縁層３０に接している。半導体構造体４０は、ｐ型半導体層４１と、発光層４２と、ｎ型半導体層４３と、を有する。ｎ型半導体層４３は、第１層４３１と、第１層４３１上に部分的に配置された第２層４３２とを含む。ｐ型半導体層４１は、絶縁層３０の上に配置されている。ｐ型半導体層４１は、絶縁層３０に接している。発光層４２は、ｐ型半導体層４１の上に配置されている。発光層４２は、ｐ型半導体層４１及びｎ型半導体層４３の第１層４３１に接している。導電部材１０の一部は、第２貫通孔３０ｈにおいて、ｐ型半導体層４１と接している。言い換えれば、導電部材１０のうち、第２貫通孔３０ｈの内部に配置された部分は、ｐ型半導体層４１と接している。ｐ型半導体層４１、発光層４２、及びｎ型半導体層４３の上面及び下面は、それぞれ、Ｘ－Ｙ平面に概ね平行な面である。

【0031】

半導体構造体４０は、例えば、赤色の光を発する。この場合、ｐ型半導体層４１は、例えば、ＧａＰ（ガリウムリン）を含む。発光層４２は、例えば、ＡｌＧａＩｎＰ（アルミニウムインジウムガリウムリン）とＧａＩｎＰ（ガリウムインジウムリン）とを含む。ｎ型半導体層４３の第１層４３１は、例えば、ＡｌＧａＩｎＰを含む。ｎ型半導体層４３の第２層４３２は、例えば、ＧａＡｓ（ガリウムヒ素）を含む。ｐ型半導体層４１、発光層４２、及びｎ型半導体層４３は、これに限定されず、赤色の光を発する他の半導体層の組み合わせであってもよい。発光層４２が発する光のピーク波長は、例えば、６２０ｎｍ以上７００ｎｍ以下である。

【0032】

第２層４３２のバンドギャップエネルギーは、第１層４３１のバンドギャップエネルギーよりも小さいため、第２層４３２は第１層４３１よりも発光層４２が発する光を吸収しやすい。第２層４３２を第１層４３１上に部分的に配置することで、第２層４３２による光吸収を低減することができる。第２層４３２による光吸収を考慮して、第２層４３２の厚さは、第１層４３１の厚さよりも薄くすることが好ましい。第１層４３１の厚さは、例えば、２μｍ以上４μｍ以下であり、第２層４３２の厚さは、例えば、０．０５μｍ以上０．５μｍ以下である。

【0033】

（ｎ電極）
ｎ型半導体層４３の上には、ｎ電極５０が配置されている。ｎ電極５０は、ｎ型半導体層４３と接している。ｎ電極５０は、ｎ型半導体層４３と電気的に接続されている。ｎ電極５０の上面及び下面は、Ｘ－Ｙ平面に概ね平行な面である。

【0034】

また、ｎ電極５０は、パッド部分５１と、延伸部分５２と、を有する。パッド部分５１の平面視における形状は、例えば、円形である。延伸部分５２は、平面視において、パッド部分５１から延びている。ｎ型半導体層４３の第２層４３２は、第１半導体部分４３ａと、第２半導体部分４３ｂと、を有する。第１半導体部分４３ａは、平面視において、パッド部分５１と重なる。第２半導体部分４３ｂは、平面視において、延伸部分５２と重なる。反射層２０の第１反射部分２１は、平面視において、パッド部分５１及び延伸部分５２と重なる。

【0035】

平面視において、発光層４２とｎ電極５０のパッド部分５１及び延伸部分５２とが重なる領域では、ｎ電極５０のパッド部分５１及び延伸部分５２によって発光層４２からの光が遮断されやすい。平面視において、パッド部分５１及び延伸部分５２のそれぞれと重なるように第１反射部分２１を配置することで、パッド部分５１及び延伸部分５２と重なる発光層４２における発光を低減させつつ反射領域を増加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。

【0036】

ｎ電極５０は、金属などの導電性の材料を含む。ｎ電極５０には、例えば、金、銀、プラチナ、チタン、ニッケル、ゲルマニウム、ロジウム、ルテニウムを用いることができる。

【0037】

（p電極）
導電部材１０のうち、絶縁層３０、半導体構造体４０、及びｎ電極５０が配置されていない部分の上には、ｐ電極６０が配置されている。ｐ電極６０は、導電部材１０と接している。ｐ電極６０は、導電部材１０と電気的に接続されている。ｐ電極６０の上面及び下面は、Ｘ－Ｙ平面に概ね平行な面である。

【0038】

ｐ電極６０は、金属などの導電性の材料を含む。ｐ電極６０は、例えば、金、銀、プラチナ、チタン、ニッケル、ゲルマニウム、ロジウム、ルテニウムを用いることができる。

【0039】

ｎ電極５０とｐ電極６０との間に電圧が印加されることで、発光層４２が発光する。これにより、発光素子１００を発光させることができる。

【0040】

また、発光素子１００は、基板７０と、接合部材７２と、反射金属層７４と、をさらに備えている。発光素子１００は、基板７０、接合部材７２、及び反射金属層７４を、それぞれ、必要に応じて備えることができ、省略可能である。

【0041】

基板７０の平面視における形状は、例えば、矩形である。基板７０は、例えば、ケイ素及び窒化アルミニウムの少なくともいずれかを含む。基板７０は、例えば、サファイア含む基板であってもよい。基板７０の平面視における形状が矩形である場合、１辺の長さは、例えば２００μｍ以上１０００μｍ以下である。基板７０の上面及び下面は、Ｘ－Ｙ平面に概ね平行な面である。基板７０の厚さは、例えば、１００μｍ以上５００μｍ以下である。

【0042】

基板７０の上には、接合部材７２が配置されている。接合部材７２は、Ｚ方向において、基板７０と導電部材１０との間に位置する。接合部材７２は、基板７０に接している。接合部材７２の平面視における形状は、例えば、矩形である。接合部材７２の上面及び下面は、Ｘ－Ｙ平面に概ね平行な面である。接合部材７２は、基板７０と反射金属層７４とを接合している。

【0043】

接合部材７２には、例えば、ＡｕＳｎ、ＮｉＳｎ、ＡｇＳｎなどを主成分とするはんだ材料を用いることができる。

【0044】

接合部材７２の上には、反射金属層７４が配置されている。反射金属層７４の上には、導電部材１０及び反射層２０が配置されている。反射金属層７４の一部は、Ｚ方向において、接合部材７２と導電部材１０との間に位置する。反射金属層７４の他の一部は、Ｚ方向において、接合部材７２と反射層２０との間に位置する。反射金属層７４は、接合部材７２に接している。反射金属層７４の一部は、導電部材１０に接している。反射金属層７４の他の一部は、反射層２０に接している。反射金属層７４の平面視における形状は、例えば、矩形である。反射金属層７４の上面及び下面は、Ｘ－Ｙ平面に概ね平行な面である。

【0045】

発光層４２が発する光のピーク波長における反射金属層７４の反射率は、例えば、発光層４２が発する光のピーク波長における導電部材１０の反射率よりも高い。発光層４２が発する光のピーク波長における反射金属層７４の反射率は、例えば、６０％以上、好ましくは７０％以上である。反射金属層７４には、例えば、アルミニウム、金、プラチナ、銀、銅、ロジウム、ルテニウムなどを用いることができる。

【0046】

以下、実施形態の変形例について、説明する。
図５、図７～図１０は、実施形態の第１～第５変形例に係る発光素子の導電部材及び反射層の配置を模式的に示す平面図である。
図６は、実施形態の第１変形例に係る発光素子を模式的に示す断面図である。
図１１は、実施形態の第５変形例に係る発光素子を模式的に示す断面図である。
図１１は、図１０に示したＸＩ－ＸＩ線による断面図である。

【0047】

図５～図１１に表したように、第１～第５変形例では、導電部材１０の第１領域１０ａは、上述の第１部分１６に加えて、第２部分１７を有する。第２部分１７は、平面視において、第２貫通孔３０ｈと重ならない。第２部分１７は、Ｘ方向及びＹ方向において隣り合う第１部分１６どうしを接続している。言い換えれば、第１～第５変形例では、導電部材１０の第１領域１０ａは、平面視において、Ｘ方向及びＹ方向に延びる格子状に配置されている。格子状に配置された第１領域１０ａの各格子の交点は、平面視において、第２貫通孔３０ｈと重なっている。

【0048】

導電部材１０の第１領域１０ａを、第２貫通孔３０ｈと重なる位置に加えて、第２貫通孔３０ｈと重ならない位置にも配置することで、半導体構造体４０に対してより広い範囲に電流を拡散しやすくなるので、半導体構造体４０における電流密度分布をより均一に近づけることができる。

【0049】

また、図５、図８、及び図９に表したように、第１変形例、第３変形例、及び第４変形例の各変形例では、導電部材１０の第１領域１０ａは、平面視において、ｎ電極５０及びｎ型半導体層４３の第２層４３２と重ならない位置のみに配置されている。これに対し、図７及び図１０に表したように、第２変形例及び第５変形例では、導電部材１０の第１領域１０ａは、平面視において、ｎ電極５０及びｎ型半導体層４３の第２層４３２と重ならない位置に加えて、ｎ電極５０及びｎ型半導体層４３の第２層４３２と重なる位置にも配置されている。

【0050】

導電部材１０の第１領域１０ａを、ｎ電極５０及びｎ型半導体層４３の第２層４３２と重ならない位置に加えて、ｎ電極５０及びｎ型半導体層４３の第２層４３２と重なる位置にも配置することで、ｐ型半導体層４１と導電部材１０とが導通する領域を増加させ、半導体構造体４０に対してより広い範囲に電流を拡散しやすくなる。これにより、半導体構造体４０における電流密度分布をより均一に近づけることができる。

【0051】

また、図５、図７、及び図１０に表したように、第１変形例、第２変形例、及び第５変形例の各変形例では、第１部分１６の平面視における面積は、それぞれ同じであり、第２部分１７の平面視における幅は、それぞれ同じである。

【0052】

第１部分１６の平面視における面積をそれぞれ同じにし、第２部分１７の平面視における幅をそれぞれ同じにすることで、半導体構造体４０における電流密度分布の偏りを低減することができる。

【0053】

これに対し、図８に表したように、第３変形例では、第１部分１６の平面視における面積は、それぞれ同じであり、第２部分１７の平面視における幅の一部を異ならせている。より具体的には、第３変形例では、平面視において、ｎ電極５０の近くに位置する第２部分１７の幅は、ｐ電極６０の近くに位置する第２部分１７の平面視における幅よりも小さくなっている。これにより、第３変形例では、平面視において、ｎ電極５０からｐ電極６０に向かうにつれて、単位面積当たりにおける導電部材１０の面積に対する反射層２０の面積の割合が低下している。第２部分１７の幅は、例えば、１０μｍ以上２０μｍ以下である。

【0054】

また、図９に表したように、第４変形例では、第２部分１７の平面視における幅は、それぞれ同じであり、第１部分１６の平面視における面積の一部を異ならせている。より具体的には、第４変形例では、平面視において、ｎ電極５０からｐ電極６０に向かうにつれて、第１部分１６の平面視における面積は、大きくなっている。これにより、第４変形例では、平面視において、ｎ電極５０からｐ電極６０に向かうにつれて、単位面積当たりにおける導電部材１０の面積に対する反射層２０の面積の割合が低下している。

【0055】

また、図１０及び図１１に表したように、第５変形例では、導電部材１０の第１領域１０ａは、上述の第１部分１６及び第２部分１７に加えて、第３部分１８を有する。第３部分１８は、第１貫通孔１０ｈを有さない。第５変形例では、ｎ電極５０に近い位置に第１部分１６及び第２部分１７が配置され、ｐ電極６０に近い位置に第３部分１８が配置されている。つまり、第５変形例では、ｎ電極５０に近い位置のみに反射層２０が配置され、ｐ電極６０に近い位置には反射層２０が配置されていない。これにより、第５変形例では、平面視において、ｎ電極５０からｐ電極６０に向かうにつれて、単位面積当たりにおける導電部材１０の面積に対する反射層２０の面積の割合が低下している。

【0056】

このように、平面視において、ｎ電極５０からｐ電極６０に向かうにつれて、単位面積当たりにおける導電部材１０の面積に対する反射層２０の面積の割合が低下するようにすることで、ｎ電極５０に近い位置では、反射層２０により光取り出し効率を向上させつつ、ｎ電極５０から離れた位置では、電流をより拡散させやすくすることができる。

【0057】

＜発光素子の製造方法＞
図１２～図１７は、実施形態に係る発光素子の製造方法を模式的に示す断面図である。
図１２～図１５の工程は、例えば、上下の向きを図３とは逆にした状態で行われる。図１６及び図１７の工程は、例えば、上下の向きを図３と同じにした状態で行われる。各工程における上下の向きは、これに限定されない。

【0058】

実施形態に係る発光素子の製造方法では、まず、図１２に表したように、積層体４８を準備し、積層体４８に絶縁層３０を形成する工程を行う。

【0059】

積層体４８は、第１基材４６と、第１基材４６上に位置する第２基材４７と、第２基材４７上に位置するｎ型半導体層４３と、ｎ型半導体層４３上に位置する発光層４２と、発光層４２上に位置するｐ型半導体層４１とを有する。第１基材４６は、例えば、ＧａＡｓ（ガリウムヒ素）を含む基板である。第２基材４７は、例えば、ＧａＩｎＰ（ガリウムインジウムリン）を含む半導体層である。

【0060】

積層体４８を準備した後、積層体４８のｐ型半導体層４１に、第２貫通孔３０ｈを有する絶縁層３０を形成する。第２貫通孔３０ｈを有する絶縁層３０は、例えば、ｐ型半導体層４１上に絶縁層３０を形成し、絶縁層３０の一部に第２貫通孔３０ｈを形成することで形成することができる。

【0061】

実施形態に係る発光素子の製造方法では、次に、図１３に表したように、絶縁層３０に、第２導電層１２を形成する工程を行う。第２導電層１２の一部は、ｐ型半導体層４１と接するように第２貫通孔３０ｈの内部に形成される。

【0062】

実施形態に係る発光素子の製造方法では、次に、図１４に表したように、第２導電層１２に、第１導電層１１を形成する工程を行う。そして、第１導電層１１の一部及び第２導電層１２の一部を除去して、絶縁層３０が露出する第１貫通孔１０ｈを形成する工程を行う。また、反射層２０を絶縁層３０と接するように第１貫通孔１０ｈの内部に形成する工程を行う。

【0063】

実施形態に係る発光素子の製造方法では、次に、図１５に表したように、第１導電層１１及び反射層２０に、反射金属層７４を形成する工程を行う。また、反射金属層７４に接合部材７２を形成する工程を行う。また、接合部材７２により、反射金属層７４と基板７０とを接合する工程を行う。

【0064】

実施形態に係る発光素子の製造方法では、次に、図１６に表したように、第１基材４６及び第２基材４７を除去するとともに、ｎ型半導体層４３の一部、発光層４２の一部、ｐ型半導体層４１の一部、及び絶縁層３０の一部を除去する工程を行う。この工程を行うことにより、第１層４３１と第２層４３２とを含むｎ型半導体層４３、発光層４２、及びｐ型半導体層４１を含む半導体構造体４０を形成する。

【0065】

実施形態に係る発光素子の製造方法では、次に、図１７に表したように、ｎ型半導体層４３に、ｎ電極５０を形成する工程を行う。また、第２導電層１２の一部を除去して、第１導電層１１にｐ電極６０を形成する工程を行う。以上により、発光素子１００が製造される。

【0066】

第１導電層１１、第２導電層１２、反射層２０、絶縁層３０、ｎ電極５０、ｐ電極６０、及び反射金属層７４は、例えば、スパッタリング法または蒸着法により形成することができる。絶縁層３０、第１導電層１１、及び第２導電層１２の除去には、例えば、ドライエッチングまたはウェットエッチングを用いることができる。第１基材４６及び第２基材４７の除去には、ウェットエッチングを用いることができる。ｐ型半導体層４１、発光層４２、ｎ型半導体層４３の除去には、例えば、ドライエッチングまたはウェットエッチングを用いることができる。

【0067】

実施形態は、以下の構成を含んでもよい。

【0068】

（構成１）
第１貫通孔を有する導電部材と、
前記第１貫通孔の内部に配置された反射層と、
前記導電部材及び前記反射層の上に配置され、平面視において前記第１貫通孔と重ならない位置に配置された第２貫通孔を有する絶縁層と、
前記絶縁層の上に配置されたｐ型半導体層と、前記ｐ型半導体層の上に配置された発光層と、前記発光層の上に部分的に配置されたｎ型半導体層と、を有する半導体構造体と、
前記ｎ型半導体層の上に配置され、前記ｎ型半導体層と電気的に接続されたｎ電極と、
前記導電部材と電気的に接続されたｐ電極と、
を備え、
前記発光層が発する光のピーク波長における前記反射層の反射率は、前記発光層が発する光のピーク波長における前記導電部材の反射率よりも高く、
前記導電部材の一部は、前記第２貫通孔において前記ｐ型半導体層と接し、
平面視において、前記反射層の少なくとも一部は、前記発光層と重なる位置に配置される、発光素子。

【0069】

（構成２）
平面視において、前記反射層は、前記ｎ電極と重なる第１反射部分と、前記ｎ電極と重ならない第２反射部分と、を有する、構成１に記載の発光素子。

【0070】

（構成３）
平面視において、前記ｎ電極は、パッド部分と、前記パッド部分から延びる延伸部分と、を有し、
平面視において、前記ｎ型半導体層は、前記パッド部分と重なる第１半導体部分と、前記延伸部分と重なる第２半導体部分と、を有し、
平面視において、前記第１反射部分は、前記パッド部分及び前記延伸部分と重なる、構成２に記載の発光素子。

【0071】

（構成４）
平面視において、前記導電部材は、前記半導体構造体と重なる第１領域と、前記半導体構造体と重ならない第２領域と、を有し、
前記ｐ電極は、前記第２領域に配置され、
平面視において、前記ｎ電極から前記ｐ電極に向かうにつれて、単位面積当たりにおける前記導電部材の面積に対する前記反射層の面積の割合が低下する、構成１～３のいずれか１つに記載の発光素子。

【0072】

（構成５）
前記反射層は、誘電体多層膜である、構成１～４のいずれか１つに記載の発光素子。

【0073】

（構成６）
基板と、前記基板と前記導電部材との間に位置する接合部材と、前記接合部材と前記導電部材との間に位置する反射金属層と、をさらに備えた、構成１～５のいずれか１つに記載の発光素子。

【0074】

（構成７）
前記導電部材は、金を含む第１導電層と、前記第１導電層の上に配置された酸化インジウム錫を含む第２導電層と、を有し、
前記第１導電層は、前記ｐ電極と電気的に接続され、
前記第２導電層は、前記ｐ型半導体層と電気的に接続される、構成１～６のいずれか１つに記載の発光素子。

【0075】

（構成８）
前記ｐ型半導体層は、ＧａＰを含み、
前記ｎ型半導体層は、ＧａＡｓを含み、
前記発光層は、ＡｌＧａＩｎＰを含む、構成１～７のいずれか１つに記載の発光素子。

【0076】

以上のように、実施形態によれば、光取り出し効率を向上できる発光素子が提供される。

【0077】

前述の各実施形態は、本発明を具現化した例であり、本発明はこれらの実施形態には限定されない。例えば、前述の各実施形態において、いくつかの構成要素又は工程を追加、削除又は変更したものも本発明に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

【産業上の利用可能性】

【0078】

本発明は、例えば、照明装置及び表示装置の光源、車載向けの光源等に利用することができる。

【符号の説明】

【0079】

１０：導電部材
１０ａ：第１領域
１０ｂ：第２領域
１０ｈ：第１貫通孔
１１：第１導電層
１２：第２導電層
１６：第１部分
１７：第２部分
１８：第３部分
２０：反射層
２１：第１反射部分
２２：第２反射部分
３０：絶縁層
３０ｈ：第２貫通孔
４０：半導体構造体
４１：ｐ型半導体層
４２：発光層
４３：ｎ型半導体層
４３ａ：第１半導体部分
４３ｂ：第２半導体部分
４３１：第１層
４３２：第２層
４６：第１基材
４７：第２基材
４８：積層体
５０：ｎ電極
５１：パッド部分
５２：延伸部分
６０：ｐ電極
７０：基板
７２：接合部材
７４：反射金属層
１００：発光素子
Ｒ１：領域

【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】