特許 7361814 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】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-05

(45)【発行日】2023-10-16

(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 33/54 20100101AFI20231006BHJP

   H01L 33/44 20100101ALI20231006BHJP

   H01L 33/46 20100101ALI20231006BHJP

【ＦＩ】

H01L33/54

H01L33/44

H01L33/46

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022017911

(22)【出願日】2022-02-08

(65)【公開番号】P2023115603

(43)【公開日】2023-08-21

【審査請求日】2022-08-26

(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】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

【審査官】佐藤 美紗子

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３５０７８８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／００５８０２０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ３３／００－３３／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１導電型の第１半導体層、前記第１半導体層上に形成された発光層、及び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導電型の第２半導体層を有する積層構造体を備える発光素子本体と、
前記発光素子本体の表面を平坦化する、有機材料からなる有機被覆部と、
前記有機被覆部を覆う、無機材料からなる無機被覆部と、を備え、
前記発光素子本体は、前記積層構造体と前記有機被覆部との間に、前記発光層から発される光を反射する反射部を有する
発光素子。

【請求項2】

前記発光素子本体は、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、
前記反射部は、導体であり、かつ、前記第１コンタクト電極及び前記第２コンタクト電極から離れて形成されており、
前記発光素子本体は、前記反射部と前記積層構造体との間に、無機材料からなる絶縁部を有する、
請求項１に記載の発光素子。

【請求項3】

前記第１半導体層、前記発光層、及び前記第２半導体層の積層方向から見たときにおいて、前記反射部と前記第１コンタクト電極との最短距離をＬ１、前記反射部と前記第２コンタクト電極との最短距離をＬ２、前記第１コンタクト電極と前記第２コンタクト電極との最短距離をＬ３としたとき、前記Ｌ１及び前記Ｌ２のそれぞれは、０．０５×Ｌ３以上０．４５×Ｌ３以下を満たす、
請求項２に記載の発光素子。

【請求項4】

前記発光素子本体は、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、
前記反射部は、前記第１コンタクト電極及び第２コンタクト電極の少なくとも一方と同じ材料からなる、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発光素子。

【請求項5】

前記反射部は、前記有機被覆部及び前記無機被覆部の双方と前記積層構造体との間に形成されている、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発光素子。

【請求項6】

前記積層構造体のうち、少なくとも前記発光層及び前記第２半導体層は、メサ構造となるよう形成されており、
前記反射部は、前記発光層の側面及び第２半導体層の側面に沿った傾斜部を有する、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の発光素子。

【請求項7】

前記発光層は、紫外光を発する、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の発光素子。

【請求項8】

第１導電型の第１半導体層、前記第１半導体層上に位置する発光層、及び前記発光層上に位置するとともに前記第１導電型とは反対の第２導電型の第２半導体層を有する積層構造体を製造する工程と、
前記積層構造体の表面に沿って反射部を形成する工程と、
前記積層構造体及び前記反射部を、有機材料からなる有機被覆部にて覆って平坦化する工程と、
前記有機被覆部を、無機材料からなる無機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9】

前記第１半導体層の表面に第１コンタクト電極を蒸着により形成し、前記第２半導体層の表面に第２コンタクト電極を蒸着により形成する工程をさらに備え、
前記反射部は、前記第１コンタクト電極及び前記第２コンタクト電極の少なくとも一方と同時に蒸着により形成される、
請求項８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発光素子本体を、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）等の無機材料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】

【文献】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、無機材料からなる絶縁層が直接的に発光素子本体を覆っている。そのため、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おそれがある。そうなると、クラックを通って水分が発光素子本体近傍に到達し、発光素子本体が劣化するおそれがある。

【0005】

そこで、発光素子本体を、比較的クラックの生じ難い有機材料からなる有機被覆部にて覆うことを検討する。この場合において、特に工夫しなければ、有機被覆部が発光層から発される光を吸収し、半導体発光素子の発光出力が低下するおそれがある。

【0006】

本発明は、前述の事情に鑑みてなされたものであり、発光素子本体の劣化を抑制するとともに発光出力の低下を抑制することが可能な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】

【0007】

本発明は、前記の目的を達成するため、第１導電型の第１半導体層、前記第１半導体層上に形成された発光層、及び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導電型の第２半導体層を有する積層構造体を備える発光素子本体と、前記発光素子本体の表面を平坦化する、有機材料からなる有機被覆部と、前記有機被覆部を覆う、無機材料からなる無機被覆部と、を備え、前記発光素子本体は、前記積層構造体と前記有機被覆部との間に、前記発光層から発される光を反射する反射部を有する発光素子を提供する。

【0008】

また、本発明は、前記の目的を達成するため、第１導電型の第１半導体層、前記第１半導体層上に位置する発光層、及び前記発光層上に位置するとともに前記第１導電型とは反対の第２導電型の第２半導体層を有する積層構造体を製造する工程と、前記積層構造体の表面に沿って反射部を形成する工程と、前記積層構造体及び前記反射部を、有機材料からなる有機被覆部にて覆って平坦化する工程と、前記有機被覆部を、無機材料からなる無機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】

【0009】

本発明によれば、導体発光素子本体の劣化を抑制するとともに発光出力の低下を抑制することが可能な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】

【0010】

【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線矢視断面図である。

【図3】実施の形態における、第１コンタクト電極、第２コンタクト電極、及び反射部のそれぞれの形成領域を模式的に示した図である。

【図4】実施の形態における、積層構造体形成工程及び第１蒸着工程後に得られる第１中間体の断面図である。

【図5】実施の形態における、絶縁部形成工程後に得られる第２中間体の断面図である。

【図6】実施の形態における、第２蒸着工程後に得られる発光素子本体の断面図である。

【図7】実施の形態における、有機被覆部形成工程において、発光素子本体に液状の有機高分子材料が塗布された状態を示す断面図である。

【図8】実施の形態における、有機被覆部形成工程後に得られる第３中間体を示す断面図である。

【図9】実施の形態における、無機被覆部形成工程の途中段階の状態を示す断面図である。

【図10】実施の形態における、無機被覆部形成工程後の第４中間体の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

［実施の形態］
本発明の実施の形態について、図１乃至図１０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。

【0012】

（発光素子１）
図１は、本形態における発光素子１の平面図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線矢視断面図である。

【0013】

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）を構成するものである。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、発光素子本体２（以後、単に「素子本体２」ということもある。）と有機被覆部３と無機被覆部４と第１パッド電極５と第２パッド電極６とを備える。

【0014】

（素子本体２）
図２に示すごとく、素子本体２は、積層構造体２１と第１コンタクト電極２２と第２コンタクト電極２３と絶縁部２４と反射部２５とを備える。積層構造体２１は、基板２１１と、バッファ層２１２と、第１導電型を有する第１半導体層２１３と、発光層２１４と、第２導電型を有する第２半導体層２１５とをこの順に有する。本形態において、第１導電型はｎ型であり、第１半導体層２１３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２１５はｐ型半導体からなる層である。第１コンタクト電極２２は、第１半導体層２１３に接続されており、第２コンタクト電極２３は、第２半導体層２１５に接続されている。

【0015】

以後、積層構造体２１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２１１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。

【0016】

基板２１１は、発光層２１４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２１１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。

【0017】

バッファ層２１２、第１半導体層２１３、発光層２１４及び第２半導体層２１５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。

【0018】

バッファ層２１２は、基板２１１上に形成されている。バッファ層２１２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２１２は、基板２１１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２１２は単層とすることも可能である。また、基板２１１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２１２は必ずしも設けなくてもよい。

【0019】

第１半導体層２１３は、バッファ層２１２上に形成されている。第１半導体層２１３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２１３は、単層構造でも複数層構造でもよい。上側から見たとき、第１半導体層２１３は、バッファ層２１２よりも一回り小さく、第１半導体層２１３の外形は、バッファ層２１２の外形の内側に収まるよう形成されている。

【0020】

発光層２１４は、第１半導体層２１３の上面の一部に形成されており、発光層２１４上に第２半導体層２１５が形成されている。ここで、第２半導体層２１５上に形成される第２コンタクト電極２３は、図１に示すごとく櫛状に形成されており、発光層２１４及び第２半導体層２１５は、第２コンタクト電極２３と上下方向Ｚに重なる位置に、第２コンタクト電極２３と同様な櫛状に形成されている。第２コンタクト電極２３の形状については後述する。なお、図１においては、上側から見たときの第１コンタクト電極２２、第２コンタクト電極２３、及び有機被覆部３の輪郭位置を破線にて示している。

【0021】

発光層２１４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２１４においては、第１半導体層２１３から供給される電子と、第２半導体層２１５から供給される正孔とが再結合し、発光する。発光層２１４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２１４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。また、発光層２１４が発する光の中心波長は、２８０ｎｍ以下とすることもできる。

【0022】

第２半導体層２１５は、発光層２１４上に形成されている。第２半導体層２１５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２１５は、単層構造でも複数層構造でもよい。

【0023】

本形態において、第１半導体層２１３の側面２１３ａ、発光層２１４の側面２１４ａ及び第２半導体層２１５の側面２１５ａは、第１半導体層２１３、発光層２１４及び第２半導体層２１５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、第１半導体層２１３、発光層２１４及び第２半導体層２１５は、メサ構造となるよう形成されている。

【0024】

第１半導体層２１３の上面における発光層２１４から露出した露出上面２１３ｂには、第１コンタクト電極２２が形成されており、第２半導体層２１５の上面には、第２コンタクト電極２３が形成されている。第１コンタクト電極２２は、第１半導体層２１３にオーミック接触しており、第２コンタクト電極２３は、第２半導体層２１５にオーミック接触している。第１コンタクト電極２２及び第２コンタクト電極２３のうち、少なくとも第２コンタクト電極２３は、発光層２１４が発する光を反射可能な金属からなる。第２コンタクト電極２３は、発光層２１４が発する光の中心波長における反射率が５０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましい。第２コンタクト電極２３は、発光層２１４が発する紫外光の反射率を高めるべく、ロジウム（Ｒｈ）又はアルミニウム（Ａｌ）を含有していることが好ましい。なお、第１コンタクト電極２２も、第２コンタクト電極２３と同様に、発光層２１４が発する光を反射する金属にて構成することが、基板２１１面から取り出される光を増やす観点から好ましい。

【0025】

図１に示すごとく、第１コンタクト電極２２は、上下方向Ｚに直交する方向に延在する第１基部２２１と、第１基部２２１の複数箇所から第２コンタクト電極２３側に突出する第１突出部２２２とを有する。第２コンタクト電極２３は、第１基部２２１と略平行に形成された第２基部２３１と、第２基部２３１の複数箇所から第１コンタクト電極２２側に突出する第２突出部２３２とを有する。上側から見たとき、隣り合う第１突出部２２２の間に、複数の第２突出部２３２が１つずつ挿入されている。以後、上下方向Ｚに直交する方向であって第１基部２２１及び第２基部２３１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２２２及び第２突出部２３２のそれぞれが延在する方向である。

【0026】

図２に示すごとく、絶縁部２４は、積層構造体２１と反射部２５との間に位置し、薄膜状に形成されている。絶縁部２４は、積層構造体２１と反射部２５とが導通することを防ぐ役割を有する。絶縁部２４は、積層構造体２１の表面のうち、バッファ層２１２の上面から上側に位置する面を覆っている。また、絶縁部２４は、上側から見たときの第１コンタクト電極２２及び第２コンタクト電極２３の形成領域には形成されていない。

【0027】

絶縁部２４は、電気的絶縁性を有する無機材料からなる。絶縁部２４は、例えば、発光層２１４から発される光の透過率が５０％以上である。絶縁部２４は、例えば二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）等からなる。本形態において、絶縁部２４は、単層からなるが、複数層からなっていてもよい。

【0028】

反射部２５は、絶縁部２４における積層構造体２１に接する側と反対側の面に形成されている。反射部２５は、発光層２１４から発された光であって、積層構造体２１中において上側に向かう光を下側に向けて反射する役割を有する。積層構造体２１中において上側に向かう光は、例えば、発光層２１４から直接的に上側に向かって発される光や、積層構造体２１の各層の表面において反射されて上側に向かう光等がある。

【0029】

反射部２５は、発光層２１４が発する光を反射可能な導体、具体的には金属からなる。反射部２５は、発光層２１４が発する光の中心波長における反射率が５０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましい。反射部２５は、発光層２１４が発する紫外光の反射率を高めるべく、ロジウム（Ｒｈ）又はアルミニウム（Ａｌ）を含有していることが好ましい。本形態において、反射部２５は、第２コンタクト電極２３と同一の金属からなる。

【0030】

反射部２５は、バッファ層２１２の上面と、第１半導体層２１３の側面２１３ａ及び上面と、発光層２１４の側面２１４ａと、第２半導体層２１５の側面２１５ａのそれぞれに、絶縁部２４を介して対向するよう形成されている。反射部２５における、第１半導体層２１３の側面２１３ａ、発光層２１４の側面２１４ａ、及び第２半導体層２１５の側面２１５ａのそれぞれに対向する部位は、これらの面に沿うよう上下方向Ｚに対して傾斜した傾斜部２５１である。また、反射部２５は、有機被覆部３及び無機被覆部４の双方と、絶縁部２４との間に形成されており、有機被覆部３及び無機被覆部４の双方に接している。なお、これに限られず、例えば反射部２５は、有機被覆部３に接するが無機被覆部４には接さないよう構成されてもよい。

【0031】

図３は、上側から見たときの、第１コンタクト電極２２、第２コンタクト電極２３、及び反射部２５のそれぞれの形成領域を模式的に示した図である。反射部２５は、第１コンタクト電極２２及び第２コンタクト電極２３から離れて形成されている。上側から見たとき、反射部２５は、第１コンタクト電極２２及び第２コンタクト電極２３の全体を取り囲むよう形成された包囲部２５２と、第１コンタクト電極２２と第２コンタクト電極２３との間を蛇行するよう形成された蛇行部２５３とを有する。

【0032】

図３に示すごとく、上側から見たときにおいて、反射部２５と第１コンタクト電極２２との最短距離をＬ１、反射部２５と第２コンタクト電極２３との最短距離をＬ２、第１コンタクト電極２２と第２コンタクト電極２３との最短距離をＬ３とする。このとき、最短距離Ｌ１及びＬ２のそれぞれは、０．０５×Ｌ３以上０．４５×Ｌ３以下を満たす。本形態において、上側から見たとき、反射部２５と第１コンタクト電極２２との間隔は一定となっている。同様に、上側から見たとき、反射部２５と第２コンタクト電極２３との間隔は一定となっている。そして、上側から見たとき、反射部２５における第１コンタクト電極２２に臨む側の端縁の各部は、第１コンタクト電極２２との間の最短距離が０．０５×Ｌ３以上０．４５×Ｌ３以下を満たしている。同様に、上側から見たとき、反射部２５における第２コンタクト電極２３に臨む側の端縁の各部は、第２コンタクト電極２３との間の最短距離が０．０５×Ｌ３以上０．４５×Ｌ３以下を満たしている。

【0033】

図２に示すごとく、反射部２５は、絶縁部２４に沿って屈曲するとともに全体において一定の厚みを有する板状に形成されている。本形態において、反射部２５の厚みは、第２コンタクト電極２３の厚みと同等である。反射部２５の厚みと第２コンタクト電極２３との厚みとが同等であるとは、例えば、反射部２５の厚みと第２コンタクト電極２３の厚みとの差の絶対値が、反射部２５の厚みと第２コンタクト電極２３の厚みとのうち大きい方の１０％以下となるような場合も含む。詳細は後述するが、本形態において反射部２５は第２コンタクト電極２３と同時に蒸着により形成されるため、反射部２５と第２コンタクト電極２３とは互いに厚みが同等となる。

【0034】

（有機被覆部３）
図２に示すごとく、有機被覆部３は、素子本体２を覆い、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。有機被覆部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、有機被覆部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。

【0035】

本形態において、有機被覆部３は、素子本体２における第１半導体層２１３の上側に形成されており、バッファ層２１２における第１半導体層２１３と重ならない部位の上側には形成されていない。発光層２１４、第２半導体層２１５、第１コンタクト電極２２及び第２コンタクト電極２３は、有機被覆部３の内側に配されている。また、発光層２１４、第２半導体層２１５、第１コンタクト電極２２及び第２コンタクト電極２３の周囲に形成された絶縁部２４及び反射部２５も、有機被覆部３の内側に配されている。反射部２５における、第１コンタクト電極２２側の端縁２５４及び第２コンタクト電極２３側の端縁２５５も、有機被覆部３にて覆われている。

【0036】

有機被覆部３の外面３１（すなわち無機被覆部４に接する面）は、有機被覆部３の内面３２（すなわち無機被覆部４と接さない面）よりも平坦となるよう構成されている。有機被覆部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に形成された側面３１２とを備える。外面３１における上面３１１と側面３１２との間の角部３１３は、曲面状（すなわちアール状）に形成されている。なお、有機被覆部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。

【0037】

ここで、図２に示すごとく、第２コンタクト電極２３の上面２３３と有機被覆部３の下端面３３との間の上下方向Ｚの長さをＨとしたとき、有機被覆部３の厚みＴ１は、０．８Ｈ≦Ｔ１≦１．２Ｈを満たしている。すなわち、有機被覆部３の上面３１１は、第２コンタクト電極２３の上面２３３と略面一に形成されている。有機被覆部３の上面３１１は、第２コンタクト電極２３の上面２３３と面一に形成されることが好ましい。ここで、有機被覆部３の上面３１１と第２コンタクト電極２３の上面２３３とを面一になるよう設計したものの、製造公差等により有機被覆部３の上面３１１と第２コンタクト電極２３の上面２３３との位置が僅かにずれたような場合も、有機被覆部３の上面３１１と第２コンタクト電極２３の上面２３３とは面一であるとする。そして、第２コンタクト電極２３の上面２３３は、第２パッド電極６との導通を図るべく、有機被覆部３から露出している。

【0038】

有機被覆部３には、有機被覆部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２２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２２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２２の第１基部２２１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２３の第１突出部２２２に開口する複数のコンタクトホール３４は、縦方向Ｙに等間隔に設けられている。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。なお、図１においては、コンタクトホール３４の下端部の輪郭位置を破線で表している。

【0039】

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２２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。

【0040】

本形態において、有機被覆部３は単層構造であるが、複数層構造であってもよい。また、有機被覆部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から構成することも可能である。

【0041】

（無機被覆部４）
図２に示すごとく、無機被覆部４は、有機被覆部３を外周側及び上側から覆っている。さらに、無機被覆部４は、有機被覆部３からはみ出した反射部２５を、絶縁部２４と反対側から覆っている。無機被覆部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、無機被覆部４は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）からなる。無機被覆部４は、絶縁部２４と同じ材料にて構成することも可能である。

【0042】

無機被覆部４には、内側に第１パッド電極５が配された第１開口部４１と、内側に第２パッド電極６が配された第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２２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２３と上下方向Ｚに対向する位置に形成されている。本形態において、無機被覆部４は単層からなるが、複数層からなる構成であってもよい。

【0043】

（第１パッド電極５及び第２パッド電極６）
図２に示すごとく、第１パッド電極５は、第１コンタクト電極２２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２３と電気的に接続されている。図１に示すごとく、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２２の第１基部２２１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２３の第２基部２３１側の領域に形成されている。

【0044】

図２に示すごとく、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、無機被覆部４の第１開口部４１内に埋設された第１埋設部５２と、無機被覆部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。

【0045】

ホール内導体５１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。すなわち、ホール内導体５１は、上下方向Ｚに長尺に形成されている。また、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２２の厚みＴ２よりも長く、第１コンタクト電極２２の厚みＴ２よりも３倍以上長いことが好ましい。

【0046】

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２２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２２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２２の面積は、第１コンタクト電極２２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２２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２２と電気的に接続されている。

【0047】

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コンタクト電極２２と上下方向Ｚに対向する櫛状の領域に形成されている。

【0048】

図１に示すごとく、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いる。図２に示すごとく、第１露出部５３の下端部が第１埋設部５２に接続されている。

【0049】

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

【0050】

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２３の上面２３３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コンタクト電極２３と上下方向Ｚに対向する櫛状の領域に形成されている。

【0051】

図１に示すごとく、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。図２に示すごとく、第２露出部６２の下端部が第２埋設部６１に接続されている。

【0052】

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。

【0053】

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２１１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２１１からサブマウントと反対側に取り出される。

【0054】

（発光素子１の製造方法）
次に、図４乃至図１０を参照しつつ、本形態の発光素子１の製造方法の一例につき説明する。

【0055】

発光素子１の製造方法は、積層構造体形成工程、第１蒸着工程と、絶縁部形成工程と、第２蒸着工程と、有機被覆部形成工程と、無機被覆部形成工程と、第３蒸着工程とを有する。

【0056】

図４は、積層構造体形成工程及び第１蒸着工程後に得られる第１中間体１１の断面図である。積層構造体形成工程は、積層構造体２１を形成する工程である。積層構造体形成工程においては、まず、基板２１１上にバッファ層２１２、第１半導体層２１３、発光層２１４及び第２半導体層２１５が順次エピタキシャル成長される。エピタキシャル成長法としては、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ることができる。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。

【0057】

次いで、第２半導体層２１５の上面の所定箇所に、図示しないマスクが形成される。そして、マスクと上下方向Ｚに重ならない位置に形成された第２半導体層２１５及び発光層２１４が、エッチングにより除去される。これにより、第１半導体層２１３に、発光層２１４から上側に露出した露出上面２１３ｂが形成される。露出上面２１３ｂを形成した後、マスクを除去することで、積層構造体２１が得られる。

【0058】

次いで、第１蒸着工程が行われる。第１蒸着工程においては、蒸着により、第１半導体層２１３の露出上面２１３ｂ上に第１コンタクト電極２２が形成される。例えば、バッファ層２１２上面から上側に位置する積層構造体２１の表面であって、第１コンタクト電極２２が形成される面以外の面にマスクが形成され、蒸着により第１コンタクト電極２２が形成された後、マスクが除去される。蒸着としては、電子ビーム蒸着法やスパッタリング法等を採用可能であり、これについては第２蒸着工程及び第３蒸着工程においても同様である。第１蒸着工程により、図４に示す第１中間体１１が得られる。

【0059】

次いで、絶縁部形成工程が行われる。図５は、絶縁部形成工程後に得られる第２中間体１２の断面図である。絶縁部形成工程においては、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、第１中間体１１の表面のうちバッファ層２１２の上面から上側の面が、二酸化ケイ素又はアルミナ等の無機材料からなる薄膜にて覆われる。そして、形成された無機材料からなる薄膜のうち、第２コンタクト電極２３が配される部位、及び第１コンタクト電極２２の表面に形成された部位が除去されることで絶縁部２４が形成され、図５に示す第２中間体１２が得られる。

【0060】

次いで、第２蒸着工程が行われる。図６は、第２蒸着工程後に得られる素子本体２の断面図である。第２蒸着工程においては、蒸着により、第２コンタクト電極２３と反射部２５とが同時に形成される。例えば、第２蒸着工程においては、第２中間体１２の、第２コンタクト電極２３及び反射部２５が形成される箇所以外がマスクで覆われ、蒸着により第２コンタクト電極２３及び反射部２５が同時形成され、その後マスクが除去される。このように、第２コンタクト電極２３と反射部２５とは、フォトリソグラフィ技術によって同時に形成され、第２コンタクト電極２３と反射部２５との厚みが互いに同じになる。第２蒸着工程により、図６に示す素子本体２が得られる。

【0061】

次いで、有機被覆部形成工程が行われる。図７は、有機被覆部形成工程において、素子本体２に液状の有機高分子材料３０が塗布された状態を示す断面図である。図８は、有機被覆部形成工程後に得られる第３中間体１３を示す断面図である。有機被覆部形成工程においては、図７に示すごとく、有機被覆部の原料となる液状の有機高分子材料３０が、素子本体２の上に塗布される。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。有機高分子材料３０の塗布の際は、第２コンタクト電極２３の上面２３３が、有機高分子材料３０から上側に露出される。なお、有機高分子材料３０を塗布した直後の状態において、第２コンタクト電極２３の上面２３３が有機高分子材料３０に覆われていてもよいが、この場合は、第２コンタクト電極２３の上側に形成された有機高分子材料３０を後に除去される。

【0062】

有機高分子材料３０の塗布後、有機高分子材料３０に露光及び現像が行われ、図８に示すごとく所定形状の有機被覆部３が形成される。このとき、有機高分子材料３０から、外周部と、コンタクトホール３４となる部位とが除去される。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の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、有機被覆部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の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、有機被覆部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。有機被覆部形成工程によって、図８に示す第３中間体１３が得られる。

【0063】

次いで、無機被覆部形成工程が行われる。図９は、無機被覆部形成工程の途中段階の状態を示す断面図である。図１０は、無機被覆部形成工程後の第４中間体１４の断面図である。図９に示すごとく、無機被覆部形成工程においては、例えば、化学気相成長法等の周知の技術を用いて、第３中間体１３を上側から覆うよう無機被覆部４が形成される。無機被覆部４は、一旦、コンタクトホール３４内にも形成される。

【0064】

そして、図１０に示すごとく、無機被覆部４におけるコンタクトホール３４内の部位が除去され、第１パッド電極の第１埋設部（図２の符号５２参照）が形成される部位が除去されて第１開口部４１が形成される。また、無機被覆部４における第２パッド電極の第２埋設部（図２の符号６１参照）が形成される部位が除去されて第２開口部４２が形成される。無機被覆部４における第１開口部４１及び第２開口部４２の形成は、例えばフォトリソグラフィ技術を用いて実現可能である。無機被覆部形成工程にて、図１０に示す第４中間体１４が得られる。

【0065】

次いで、第３蒸着工程が行われる。第３蒸着工程においては、図示は省略するが、無機被覆部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し、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。第１パッド電極５及び第２パッド電極６の形成後、マスクが除去される。
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。

【0066】

（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有機被覆部３と、有機被覆部３を覆う無機被覆部４とを備える。これにより、有機被覆部３及び無機被覆部４にクラックが生じ難い。すなわち、有機材料からなる有機被覆部３は、比較的クラックが生じ難く、また、無機被覆部４は、表面が平坦な有機被覆部３を覆っているため、有機被覆部３及び無機被覆部４にクラックが生じ難い。これらにクラックが生じると、クラックを通って水分が素子本体２に到達し、素子本体２を劣化させるおそれがあるが、本形態によれば素子本体２の劣化を抑制することができる。

【0067】

さらに、素子本体２は、積層構造体２１と有機被覆部３との間に、発光層２１４から発される光を反射する反射部２５を有する。それゆえ、発光層２１４から発される光が有機被覆部３にて吸収されることを抑制できる結果、発光素子１の発光出力が向上する。

【0068】

また、反射部２５は、導体であり、かつ、第１コンタクト電極２２及び第２コンタクト電極２３から離れるよう形成されており、素子本体２は、反射部２５と積層構造体２１との間に、無機材料からなる絶縁部２４を有する。それゆえ、発光素子１を発光させるべく発光素子１に電圧を印加した際、反射部２５に電流が流れることを抑制できる結果、発光素子１の発光出力の低下を抑制できる。

【0069】

また、上下方向Ｚから見たときにおいて、反射部２５と第１コンタクト電極２２との最短距離をＬ１、反射部２５と第２コンタクト電極２３との最短距離をＬ２、第１コンタクト電極２２と第２コンタクト電極２３との最短距離をＬ３としたとき、Ｌ１及びＬ２のそれぞれは、０．０５×Ｌ３以上０．４５×Ｌ３以下を満たす。Ｌ１及びＬ２のそれぞれが０．０５×Ｌ３以上を満たすことにより、反射部２５と第１コンタクト電極２２及び第２コンタクト電極２３との間が導通することを抑制しやすい。また、Ｌ１及びＬ２のそれぞれが０．４５×Ｌ３以下を満たすことで、反射部２５と第１コンタクト電極２２及び第２コンタクト電極２３との間から有機被覆部３へ漏れる光の量を抑制しやすい。

【0070】

また、反射部２５は、第１コンタクト電極２２及び第２コンタクト電極２３の少なくとも一方と同じ材料からなる。それゆえ、反射部２５を形成するために、第１コンタクト電極２２及び第２コンタクト電極２３の材料以外の材料を新たに準備する必要がない。

【0071】

また、反射部２５は、有機被覆部３及び無機被覆部４の双方と積層構造体２１との間に形成されている。それゆえ、反射部２５が広い範囲に形成され、発光層２１４から発された光が有機被覆部３に漏れることを一層抑制することができる。

【0072】

また、積層構造体２１のうち、少なくとも発光層２１４及び第２半導体層２１５は、メサ構造となるよう形成されており、反射部２５は、発光層２１４の側面２１４ａ及び第２半導体層２１５の側面２１５ａに沿った傾斜部２５１を有する。それゆえ、素子本体２内を上側に向かう光は、傾斜部２５１にて反射されて下側に向かいやすくなり、発光層２１４から下側から取り出される光を増やすことができる。

【0073】

また、発光層２１４は、紫外光を発する。このような場合、発光層２１４が発する紫外光が有機被覆部３に到達すると、紫外光が有機被覆部３に吸収されるとともに有機被覆部３が劣化する。本形態においては、反射部２５を備えるため、有機被覆部３へ紫外光が到達することを抑制できる結果、有機被覆部３による紫外光の吸収を抑制できるとともに、有機被覆部３の劣化を抑制できる。

【0074】

また、本形態の発光素子１の製造方法において、反射部２５は、第１コンタクト電極２２及び第２コンタクト電極２３の少なくとも一方と同時に蒸着により形成される。それゆえ、発光素子１の生産性を向上させることができる。

【0075】

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とともに発光出力の低下を抑制することが可能な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。

【0076】

（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。

【0077】

［１］本発明の第１の実施態様は、第１導電型の第１半導体層（２１３）、前記第１半導体層（２１３）上に形成された発光層（２１４）、及び前記発光層（２１４）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導電型の第２半導体層（２１５）を有する積層構造体（２１）を備える発光素子本体（２）と、前記発光素子本体（２）の表面を平坦化する、有機材料からなる有機被覆部（３）と、前記有機被覆部（３）を覆う、無機材料からなる無機被覆部（４）と、を備え、前記発光素子本体（２）は、前記積層構造体（２１）と前記有機被覆部（３）との間に、前記発光層（２１４）から発される光を反射する反射部（２５）を有する発光素子（１）である。
これにより、発光素子本体の劣化を抑制するとともに発光素子の発光出力の低下を抑制することができる。

【0078】

［２］本発明の第２の実施態様は、第１の実施態様において、前記発光素子本体（２）が、前記第１半導体層（２１３）上に接続された第１コンタクト電極（２２）と、前記第２半導体層（２１５）上に接続された第２コンタクト電極（２３）と、を有し、前記反射部（２５）が、導体であり、かつ、前記第１コンタクト電極（２２）及び前記第２コンタクト電極（２３）から離れて形成されており、前記発光素子本体（２）が、前記反射部（２５）と前記積層構造体（２１）との間に、無機材料からなる絶縁部（２４）を有するであることである。
これにより、発光素子の発光出力の低下を抑制することができる。

【0079】

［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半導体層（２１３）、前記発光層（２１４）、及び前記第２半導体層（２１５）の積層方向（Ｚ）から見たときにおいて、前記反射部（２５）と前記第１コンタクト電極（２２）との最短距離をＬ１、前記反射部（２５）と前記第２コンタクト電極（２３）との最短距離をＬ２、前記第１コンタクト電極（２２）と前記第２コンタクト電極（２３）との最短距離をＬ３としたとき、前記Ｌ１及び前記Ｌ２のそれぞれが、０．０５×Ｌ３以上０．４５×Ｌ３以下を満たすことである。
これにより、反射部と、第１コンタクト電極及び第２コンタクト電極との間が導通することを抑制するとともに、発光層から発された光が有機被覆部へ漏れることを抑制することができる。

【0080】

［４］本発明の第４の実施態様は、第１乃至第３のいずれか１つの実施態様において、前記発光素子本体（２）が、前記第１半導体層（２１３）上に接続された第１コンタクト電極（２２）と、前記第２半導体層（２１５）上に接続された第２コンタクト電極（２３）と、を有し、前記反射部（２５）が、前記第１コンタクト電極（２２）及び第２コンタクト電極（２３）の少なくとも一方と同じ材料からなることである。
これにより、反射部を形成するために、第１コンタクト電極及び第２コンタクト電極の材料以外の材料を新たに準備する必要がない。

【0081】

［５］本発明の第５の実施態様は、第１乃至第４のいずれか１つの実施態様において、前記反射部（２５）が、前記有機被覆部（３）及び前記無機被覆部（４）の双方と前記積層構造体（２１）との間に形成されていることである。
これにより、反射部が広い範囲に形成され、発光層から発された光が有機被覆部に漏れることを一層抑制することができる。

【0082】

［６］本発明の第６の実施態様は、第１乃至第５のいずれか１つの実施態様において、前記積層構造体（２１）のうち、少なくとも前記発光層（２１４）及び前記第２半導体層（２１５）が、メサ構造となるよう形成されており、前記反射部（２５）が、前記発光層（２１４）の側面（２１４ａ）及び第２半導体層（２１５）の側面（２１５ａ）に沿った傾斜部（２５１）を有することである。
これにより、発光素子本体内の光は、傾斜部にて反射されることで、特定の一方向に集光されやすくなる。

【0083】

［７］本発明の第７の実施態様は、第１乃至第６のいずれか１つの実施態様において、前記発光層（２１４）が、紫外光を発することである。
これにより、有機被覆部による紫外光の吸収を抑制できるとともに、有機被覆部の劣化を抑制できる。

【0084】

［８］本発明の第８の実施態様は、第１導電型の第１半導体層（２１３）、前記第１半導体層（２１３）上に位置する発光層（２１４）、及び前記発光層（２１４）上に位置するとともに前記第１導電型とは反対の第２導電型の第２半導体層（２１５）を有する積層構造体（２１）を製造する工程と、前記積層構造体（２１）の表面に沿って反射部（２５）を形成する工程と、前記積層構造体（２１）及び前記反射部（２５）を、有機材料からなる有機被覆部（３）にて覆って平坦化する工程と、前記有機被覆部（３）を、無機材料からなる無機被覆部（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、発光素子本体が劣化し難く、かつ、発光出力を向上させやすい発光素子を製造することが可能となる。

【0085】

［９］本発明の第９の実施態様は、第８の実施態様において、前記第１半導体層（２１３）の表面に第１コンタクト電極（２２）を蒸着により形成し、前記第２半導体層（２１５）の表面に第２コンタクト電極（２３）を蒸着により形成する工程をさらに備え、前記反射部（２５）が、前記第１コンタクト電極（２２）及び前記第２コンタクト電極（２３）の少なくとも一方と同時に蒸着により形成されることである。
これにより、発光素子の生産性を向上させることができる。

【0086】

（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】

【0087】

１…発光素子
２…発光素子本体
２１…積層構造体
２１３…第１半導体層
２１４…発光層
２１４ａ…側面
２１５…第２半導体層
２１５ａ…側面
２２…第１コンタクト電極
２３…第２コンタクト電極
２４…絶縁部
２５…反射部
２５１…傾斜部
３…有機被覆部
４…無機被覆部
Ｚ…積層方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】