特許 7469150 発光素子

(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】2024-04-08

(45)【発行日】2024-04-16

(54)【発明の名称】発光素子

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/04 20100101AFI20240409BHJP

   H01L 33/32 20100101ALI20240409BHJP

   H01L 33/10 20100101ALI20240409BHJP

   H01S 5/343 20060101ALI20240409BHJP

   H01S 5/042 20060101ALI20240409BHJP

   H01L 21/205 20060101ALI20240409BHJP

【ＦＩ】

H01L33/04

H01L33/32

H01L33/10

H01S5/343 610

H01S5/042 614

H01L21/205

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020105433

(22)【出願日】2020-06-18

(65)【公開番号】P2021197532

(43)【公開日】2021-12-27

【審査請求日】2023-04-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000241463

【氏名又は名称】豊田合成株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(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】齋藤 義樹

(72)【発明者】

【氏名】永田 賢吾

(72)【発明者】

【氏名】片岡 恵太

(72)【発明者】

【氏名】成田 哲生

(72)【発明者】

【氏名】近藤 嘉代

【審査官】高椋 健司

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１５６４８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０８５０１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１５－００２９１６３（ＫＲ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／１２７６６０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－１１２３１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１１５４９７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０３０９７８０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－２４１３９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１８８３２４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１０－５１２０１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５３２２６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０６５１０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０４４６４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０７７３４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１４２５０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／１６２１８０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ３３／００－３３／６４

Ｈ０１Ｓ ５／００－ ５／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ｎ型のＡｌＧａＮからなるｎ型コンタクト層と、
前記ｎ型コンタクト層の上の、深紫外光を発する発光層と、
前記発光層の上の、二次元ホールガスを含むＡｌＧａＮからなる電流拡散層と、
前記電流拡散層の上面の一部に接続された、ｐ型のＧａＮ又はＡｌ組成が３５％以下のｐ型のＡｌＧａＮからなるｐ型コンタクト層と、
前記ｎ型コンタクト層に接続されたｎ電極と、
前記ｐ型コンタクト層に接続されたｐ電極と、
を備え、
前記電流拡散層の前記上面の前記ｐ型コンタクト層が接触する領域の面積が、前記上面の全領域の面積の４０％以上、８０％以下の範囲内にある、発光素子。

【請求項2】

前記電流拡散層が、Ａｌ組成が５０％以上、７０％以下の範囲内にあるｐ型のＡｌＧａＮからなる第１のＡｌＧａＮ層と、前記第１のＡｌＧａＮ層の上に直接設けられた、Ａｌ組成が３０％以上、５０％以下の範囲内にあるｐ型又はi型のＡｌＧａＮからなる第２のＡｌＧａＮ層とを有し、
前記第２のＡｌＧａＮ層が、前記第１のＡｌＧａＮ層との界面近傍に前記二次元ホールガスを有する、
請求項１に記載の発光素子。

【請求項3】

前記電流拡散層の上面の、前記ｐ型コンタクト層が接続された領域以外の領域の少なくとも一部が、絶縁材料からなるパッシベーション膜に覆われた、
請求項１又は２に記載の発光素子。

【請求項4】

前記電流拡散層の上面の、前記ｐ型コンタクト層が接続された領域以外の領域の上方に光反射層が設けられた、
請求項１～３のいずれか１項に記載の発光素子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発光素子に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ｐ側の電極を接続するコンタクト層の材料にｐ型のＧａＮを用いた発光素子が知られている（特許文献１参照）。特許文献１によれば、ｐ側の電極を接続するコンタクト層にｐ型ＧａＮ層又はｐ型ＡｌＧａＮ層を用いることができるが、電極ｐ側の電極とのコンタクト性を高めるため、ｐ型ＧａＮ層を用いることが好ましいとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９ー１１０１９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、ＧａＮやＡｌ組成の低いＡｌＧａＮは深紫外光を吸収するため、深紫外発光素子においてＧａＮやＡｌ組成の低いＡｌＧａＮからなるコンタクト層を用いると、光取り出し効率が大きく低減してしまう。このため、特許文献１に記載の発光素子の構造を用いて、光取り出し効率に優れた深紫外発光素子を得ることはできない。

【0005】

本発明の目的は、深紫外光を発する発光素子であって、ｐ側の電極とコンタクト層のコンタクト抵抗が低く、かつコンタクト層による光の吸収を抑えた発光素子を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様は、上記目的を達成するために、下記［１］～［５］の発光素子を提供する。

【0007】

［１］ｎ型のＡｌＧａＮからなるｎ型コンタクト層と、前記ｎ型コンタクト層の上の、深紫外光を発する発光層と、前記発光層の上の、二次元ホールガスを含むＡｌＧａＮからなる電流拡散層と、前記電流拡散層の上面の一部に接続された、ｐ型のＧａＮ又はＡｌ組成が３５％以下のｐ型のＡｌＧａＮからなるｐ型コンタクト層と、前記ｎ型コンタクト層に接続されたｎ電極と、前記ｐ型コンタクト層に接続されたｐ電極と、を備えた、発光素子。
［２］前記電流拡散層が、Ａｌ組成が５０％以上、７０％以下の範囲内にあるｐ型のＡｌＧａＮからなる第１のＡｌＧａＮ層と、前記第１のＡｌＧａＮ層の上に直接設けられた、Ａｌ組成が３０％以上、５０％以下の範囲内にあるｐ型又はi型のＡｌＧａＮからなる第２のＡｌＧａＮ層とを有し、
前記第２のＡｌＧａＮ層が、前記第１のＡｌＧａＮ層との界面近傍に前記二次元ホールガスを有する、上記［１］に記載の発光素子。
［３］前記電流拡散層の前記上面の前記ｐ型コンタクト層が接触する領域の面積が、前記上面の全領域の面積の４０％以上、８０％以下の範囲内にある、上記［１］又は［２］に記載の発光素子。
［４］前記電流拡散層の上面の、前記ｐ型コンタクト層が接続された領域以外の領域の少なくとも一部が、絶縁材料からなるパッシベーション膜に覆われた、上記［１］～［３］のいずれか１項に記載の発光素子。
［５］前記電流拡散層の上面の、前記ｐ型コンタクト層が接続された領域以外の領域の上方に光反射層が設けられた、上記［１］～［４］のいずれか１項に記載の発光素子。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、深紫外光を発する発光素子であって、ｐ側の電極とコンタクト層のコンタクト抵抗が低く、かつコンタクト層による光の吸収を抑えた発光素子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本発明の実施の形態に係る発光素子の垂直断面図である。

【図2】図２は、本発明の実施の形態に係る発光素子の変形例の垂直断面図である。

【図3】図３は、本発明の実施の形態に係る発光素子を光源として有する発光装置の垂直断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（発光素子の構成）
図１は、本発明の実施の形態に係る発光素子１の垂直断面図である。発光素子１は、フリップチップ実装型の深紫外発光ダイオード（ＬＥＤ）である。ここで、深紫外とは、２００～３００ｎｍの波長域をいうものとする。

【0011】

発光素子１は、基板１０と、基板１０上のバッファ層１１と、バッファ層１１上のｎ型コンタクト層１２と、ｎ型コンタクト層１２上の発光層１３と、発光層１３上の電子ブロック層２０と、電子ブロック層２０上の電流拡散層１４と、電流拡散層１４の上面１４３の一部に接続されたｐ型コンタクト層１５と、ｐ型コンタクト層１５に接続されたｐ電極１６と、ｎ型コンタクト層１２に接続されたｎ電極１７と、を備える。

【0012】

なお、発光素子１の構成における「上」とは、図１に示されるような向きに発光素子１を置いたときの「上」であり、基板１０からｐ電極１６に向かう方向を意味するものとする。

【0013】

基板１０は、サファイアからなる成長基板である。基板１０の厚さは、例えば、９００μｍである。基板１０の材料として、サファイア以外にも、ＡｌＮ、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＺｎＯなどを用いることができる。

【0014】

バッファ層１１は、例えば、核層、低温バッファ層、高温バッファ層の３層を順に積層した構造を有する。核層は、低温で成長させたノンドープのＡｌＮからなり、結晶成長の核となる層である。核層の厚さは、例えば、１０ｎｍである。低温バッファ層は、核層よりも高温で成長させたノンドープのＡｌＮからなる層である。低温バッファ層の厚さは、例えば、０．３μｍである。高温バッファ層は、低温バッファ層よりも高温で成長させたノンドープのＡｌＮからなる層である。高温バッファ層の厚さは、例えば、２．７μｍである。このようなバッファ層１１を設けることで、ＡｌＮの貫通転位の密度低減を図っている。なお、バッファ層１１を構成するＡｌＮはｎ型であってもよい。

【0015】

発光層１３はＡｌＧａＮからなり、好ましくは多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有する。発光層１３のＡｌ組成（ＭＱＷ構造を有する場合は井戸層のＡｌ組成）は、深紫外領域（２００～３００ｎｍ）内の所望の発光波長に応じて設定され、例えば、発光波長が２７０～２９０ｎｍである場合には、およそ３５～４５％に設定される。ここで、上記のＡｌ組成のパーセンテージは、Ｇａの含有量とＡｌの含有量の合計値に対するＡｌの含有量の割合である。

【0016】

例えば、発光層１３は、井戸層が２層のＭＱＷ構造、すなわち、第１障壁層、第１井戸層、第２障壁層、第２井戸層、第３障壁層の順に積層された構造を有する。第１井戸層及び第２井戸層は、ｎ型のＡｌＧａＮからなる。第１障壁層、第２障壁層、及び第３障壁層は、第１井戸層及び第２井戸層よりもＡｌ組成の高いｎ型のＡｌＧａＮ（Ａｌ組成が１００％のもの、すなわちＡｌＮを含む）からなる。

【0017】

一例としては、第１井戸層及び第２井戸層のＡｌ組成、厚さ、ドーパントとしてのＳｉの濃度は、それぞれ４０％、２．４ｎｍ、９×１０^１８／ｃｍ^３である。また、第１障壁層及び第２障壁層のＡｌ組成、厚さ、ドーパントとしてのＳｉの濃度は、それぞれ５５％、１９ｎｍ、９×１０^１８／ｃｍ^３である。また、第３障壁層のＡｌ組成、厚さ、ドーパントとしてのＳｉの濃度は、５５％、４ｎｍ、５×１０^１８／ｃｍ^３である。

【0018】

ｎ型コンタクト層１２は、ｎ型のＡｌＧａＮからなる。ｎ型コンタクト層１２のＡｌ組成の下限値は、発光層１３から発せられる光の吸収を抑えることのできる範囲の下限値として設定される。例えば、ｎ型コンタクト層１２及びｎ型コンタクト層１６のＡｌ組成が５０％以上であれば、波長２７０～２９０ｎｍの深紫外光、及びそれより長い波長を有する光の吸収を抑えることができ、５５％以上であればより効果的に吸収を抑えることができる。

【0019】

また、ｎ型コンタクト層１２のＡｌ組成の上限値は、Ａｌ組成の増加に伴う電気抵抗の増加を抑えることのできる範囲の上限値として設定される。ＡｌＧａＮの電気抵抗は、Ａｌ組成を増加させていったときに、７０％まではほとんど一定であるが、７０％を超えると増加し始める。このため、ｎ型コンタクト層１２のＡｌ組成は７０％以下に設定されることが好ましい。

【0020】

このため、ｎ型コンタクト層１２のＡｌ組成は、好ましい一例として、５０％以上、７０％以下の範囲内にある。この場合、理想的には、ｎ型コンタクト層１２は、Ａｌ_ｘＧａ_１－ｘＮ（０．５≦ｘ≦０．７）で表される組成を有する。

【0021】

また、ｎ型コンタクト層１２は、フェルミ準位と伝導帯が縮退する（重なる）濃度のＳｉを含むことが好ましい。フェルミ準位と伝導帯が縮退した半導体は、金属のように振る舞い、電気抵抗が低減する。

【0022】

非特許文献“A. Wolos et al., “Properties of metal-insulator transition and electron spin relaxation in GaN:Si”, PHYSICAL REVIEW B 83, 165206 (2011)”によれば、Ｓｉをドーパントとして含むＧａＮにおいて、Ｓｉ濃度が１．６×１０^１８ｃｍ^－３以上であるときにフェルミ準位と伝導帯が縮退するとされている。ＡｌＧａＮはＧａＮとほぼ同等の挙動を示すと考えられることから、ｎ型コンタクト層１２及びｎ型コンタクト層１６もＳｉ濃度がおよそ１．６×１０^１８ｃｍ^－３以上であるときにフェルミ準位と伝導帯が縮退すると考えられる。

【0023】

一方で、Ｓｉをドーパントとするｎ型ＡｌＧａＮにおいては、Ｓｉ濃度を増加させると、ある濃度までは一般的な半導体と同様に電気抵抗が低減するが、ある濃度を超えると反対に電気抵抗が増加し始める。このため、ｎ型コンタクト層１２及びｎ型コンタクト層１６に含まれるＳｉの濃度は、Ｓｉ濃度の増加に伴う電気抵抗の増加を抑えるため、４．０×１０^１９ｃｍ^－３以下に設定されることが好ましい。

【0024】

Ｓｉをドーパントとするｎ型ＡｌＧａＮにおける、Ｓｉ濃度の増加に伴う電気抵抗の増加は、Ｓｉ濃度がある濃度を超えたときにＩＩＩ族空孔とＳｉとの複合欠陥が発生することによると考えられる。ＩＩＩ族空孔とＳｉとの複合欠陥の詳細については未だ明らかになっていないが、一説によると、ＡｌＧａＮの成長過程において生じるＩＩＩ族空孔にＳｉが入らずに他の位置に留まった場合に、Ｓｉがドナーとして振る舞う（電子を放出する）ことができず、その状態に応じて１～３個の正孔が放出され、それによって電気抵抗が増加していると言われている。

【0025】

ｎ型コンタクト層１２の厚さは、例えば、０．３～３μｍである。

【0026】

電子ブロック層２０は、発光層１３の第３障壁層よりもＡｌ組成の高いｐ型のＡｌＧａＮからなる。電子ブロック層２０によって、電流拡散層１４側への電子の拡散を抑制することができる。電子ブロック層２０のＡｌ組成、厚さ、ドーパントとしてのＭｇ濃度は、例えば、それぞれ８０％以上、２５ｎｍ、１×１０^１８～１×１０^２０ｃｍ^－３である。

【0027】

電流拡散層１４は、二次元ホールガス１４４を含むＡｌＧａＮからなる。電流拡散層１４は、ｐ型の第１のＡｌＧａＮ層１４１と、第１のＡｌＧａＮ層１４１上に直接設けられたｐ型又はｉ型の第２のＡｌＧａＮ層１４２とを有し、第２のＡｌＧａＮ層１４２が、第１のＡｌＧａＮ層１４１との界面近傍に二次元ホールガス１４４を有する。

【0028】

第１のＡｌＧａＮ層１４１のＡｌ組成は、第２のＡｌＧａＮ層１４２のＡｌ組成よりも高い。また、発光層１３から発せられる深紫外光の吸収を抑えるため、第１のＡｌＧａＮ層１４１と第２のＡｌＧａＮ層１４２のＡｌ組成は３０％以上であることが好ましい。

【0029】

例えば、第１のＡｌＧａＮ層１４１のＡｌ組成は５０％以上、７０％以下の範囲内にあり、第２のＡｌＧａＮ層１４２のＡｌ組成は３０％以上、５０％以下の範囲内にある。この場合、理想的には、第１のＡｌＧａＮ層１４１は、Ａｌ_ｘＧａ_１－ｘＮ（０．５≦ｘ≦０．７）で表される組成を有し、第２のＡｌＧａＮ層１４２は、Ａｌ_ｘＧａ_１－ｘＮ（０．３≦ｘ≦０．５）で表される組成を有する。なお、第２のＡｌＧａＮ層１４２の厚さが大きい（例えばおよそ５０ｎｍ以上）場合は、発光層１３から発せられる深紫外光の第２のＡｌＧａＮ層１４２による吸収を考慮する必要があるため、第２のＡｌＧａＮ層１４２のＡｌ組成を４０％以上とすることが好ましい。

【0030】

第２のＡｌＧａＮ層１４２を第２のＡｌＧａＮ層１４２よりもバンドギャップエネルギーが大きく、５×１０^１７ｃｍ^－３以上の濃度でＭｇがドープされた第１のＡｌＧａＮ層１４１に積層することにより、第２のＡｌＧａＮ層１４２の第１のＡｌＧａＮ層１４１との界面近傍のエネルギーバンドが湾曲した領域において、フェルミ準位と価電子帯が縮退し、二次元ホールガス１４４が生じる。

【0031】

電流拡散層１４が二次元ホールガス１４４を含むことにより、二次元ホールガス１４４中をホールが高移動度で移動するため、電流が電流拡散層１４の面内方向に効果的に拡散する。ここで、二次元ホールガスは、断面ＳＣＭ（Scanning Capacitance Microscopy）観察により高濃度ｐ型領域として観察することができる。すなわち、第２のＡｌＧａＮ層１４２の第１のＡｌＧａＮ層１４１との界面近傍に高濃度ｐ型領域が観察されれば、二次元ホールガスが生成されていると判定することができる。

【0032】

第１のＡｌＧａＮ層１４１の厚さは、例えば、５～５０ｎｍである。また、第２のＡｌＧａＮ層１４２の厚さは、例えば、５～１００ｎｍである。

【0033】

ｐ型コンタクト層１５は、ｐ型のＧａＮ又はＡｌ組成が３５％以下のｐ型のＡｌＧａＮからなり、理想的には、ＧａＮ又はＡｌ_ｘＧａ_１－ｘＮ（ｘ≦０．３５）で表される組成を有する。このため、ｐ型コンタクト層１５とｐ電極１６とのコンタクト抵抗を低く抑えることができる。

【0034】

一方で、ＧａＮ及びＡｌ組成が３５％以下のＡｌＧａＮは深紫外光の吸収率が高いため、発光層１３から発せられてｐ型コンタクト層１５に向かう光はｐ型コンタクト層１５に強く吸収されてしまう。例えば、ｐ型コンタクト層１５のＡｌ組成が３５％である場合、厚さが２０ｎｍであるときの２８０ｎｍの波長を有する光の透過率はおよそ９０％であり、厚さが十分に大きいときはおよそ２９０ｎｍ以下の波長を有する光をほぼ吸収する。また、ｐ型コンタクト層１５のＡｌ組成が３０％である場合、厚さが２０ｎｍであるときの２８０ｎｍの波長を有する光の透過率はおよそ８０％であり、厚さが十分に大きいときはおよそ３１０ｎｍ以下の波長を有する光をほぼ吸収する。

【0035】

そこで、発光素子１においては、ｐ型コンタクト層１５を電流拡散層１４の上面１４３の一部の領域上にのみ形成することにより、発光層１３から発せられた深紫外光のｐ型コンタクト層１５による吸収を低く抑えている。このｐ型コンタクト層１５による紫外光の吸収をより効果的に抑えるためには、上面１４３のｐ型コンタクト層１５が接触する領域の面積が、上面１４３の全領域の面積の８０％以下であることが好ましく、５０％以下であることがより好ましい。

【0036】

なお、表面に凹凸パターンを有するｐｓｓ基板（Patterned Sapphire Substrate）を基板１０として使用する場合、発光素子１内を往復する光が多くなるため、ｐ型コンタクト層１５による光の吸収を抑える本発明の効果の恩恵が特に大きい。

【0037】

ｐ型コンタクト層１５は、上面１４３の一部のみで電流拡散層１４と接続されているが、二次元ホールガス１４４を含む電流拡散層１４が面内方向に効率よく電流を拡散させるため、発光層１３の面内の発光強度の均一性を確保することができる。発光層１３の面内の発光強度の均一性をより高めるためには、上面１４３のｐ型コンタクト層１５が接触する領域の面積が、上面１４３の全領域の面積の４０％以上であることが好ましい。

【0038】

ｐ型コンタクト層１５の厚さは、例えば、４～３０ｎｍである。

【0039】

ｐ電極１６は、例えば、Ｎｉ／Ａｕからなる。ｎ電極１７は、例えば、Ｔｉ／Ａｌ／Ｎｉ、Ｖ／Ａｌ／Ｎｉ、Ｖ／Ａｌ／Ｒｕなどからなる。

【0040】

また、図１に示される様に、電流拡散層１４の上面１４３の、ｐ型コンタクト層１５が接続された領域以外の領域の少なくとも一部、より好ましくは全部が、ＳｉＯ_２、ＳｉＮなどの絶縁材料からなるパッシベーション膜１８に覆われていることが好ましい。パッシベーション膜１８を用いることにより、電流拡散層１４の上面１４３を流れる表面リーク電流の発生を抑えて、二次元ホールガス１４４に効率的に電流を流すことができる。

【0041】

また、電流拡散層１４の上面１４３の、ｐ型コンタクト層１５が接続された領域以外の領域の上方に光反射層１９が設けられていることが好ましい。光反射層１９は、アルミニウム、ロジウム、ルテニウムなどの深紫外光に対する反射率の高い材料からなる。光反射層１９を用いて発光層１３から発せられた光を反射することにより、発光素子１の光取出効率を向上させることができる。光反射層１９は、例えば、図１に示されるように、パッシベーション膜１８の内部に埋め込むことができる。

【0042】

なお、発光素子１の電流拡散層１４やｐ型コンタクト層１５などの特徴的な構成はＶＣＳＥＬ型などの縦型のレーザーダイオードなどのＬＥＤ以外の発光素子に適用することもできる。

【0043】

（発光素子の製造方法）
以下に、本発明の実施の形態に係る発光素子１の製造方法の一例について説明する。気相成長法による発光素子１の各層の形成においては、Ｇａ原料ガス、Ａｌ原料ガス、Ｎ原料ガスとしては、例えば、それぞれトリメチルガリウム、トリメチルアルミニウム、アンモニアを用いる。また、ｎ型ドーパントであるＳｉの原料ガス、ｐ型ドーパントであるＭｇの原料ガスとしては、例えば、それぞれシランガス、ビス（シクロペンタジエニル）マグネシウムガスを用いる。また、キャリアガスとしては、例えば、水素ガスや窒素ガスを用いる。

【0044】

まず、基板１０を用意し、その上にバッファ層１１を形成する。バッファ層１１の形成においては、まず、ＡｌＮからなる核層を形成する。例えば、ＭＯＣＶＤにより８８０℃の成長温度で核層を形成する。また、スパッタ法により核層を形成してもよい。次に、核層上に、ＭＯＣＶＤ法によってＡｌＮからなる低温バッファ層、高温バッファ層を順に形成する。低温バッファ層の成長条件は、例えば、成長温度が１０９０℃、成長圧力が５０ｍｂａｒである。また、高温バッファ層の成長条件は、例えば、成長温度が１２７０℃、成長圧力が５０ｍｂａｒである。

【0045】

次に、バッファ層１１上に、ＭＯＣＶＤ法によってＳｉを含むＡｌＧａＮからなるｎ型コンタクト層１２を形成する。ｎ型コンタクト層１２の成長条件は、例えば、成長温度が９８０℃、成長圧力が５０ｍｂａｒである。

【0046】

次に、ｎ型コンタクト層１２上に、ＭＯＣＶＤ法によって発光層１３を形成する。発光層１３の形成は、第１障壁層、第１井戸層、第２障壁層、第２井戸層、第３障壁層の順に積層して行う。発光層１３の成長条件は、例えば、成長温度が９７５℃、成長圧力が４００ｍｂａｒである。

【0047】

次に、発光層１３上に、ＭＯＣＶＤ法によって電子ブロック層２０を形成する。電子ブロック層２０の成長条件は、例えば、成長温度が１０００℃、成長圧力が５０ｍｂａｒである。

【0048】

次に、電子ブロック層２０上に、ＭＯＣＶＤ法によって電流拡散層１４を構成する第１のＡｌＧａＮ層１４１と第２のＡｌＧａＮ層１４２を形成する。第１のＡｌＧａＮ層１４１の成長条件は、例えば、成長温度が９５０～１０００℃（典型例としては９８０℃）、成長圧力が５０ｍｂａｒである。第２のＡｌＧａＮ層１４２の成長条件は、例えば、成長温度が９５０～１０００℃（典型例としては９８０℃）、成長圧力が５０ｍｂａｒである。

【0049】

次に、電流拡散層１４上に、ＭＯＣＶＤ法によってｐ型コンタクト層１５を形成する。ｎ型コンタクト層１６の成長条件は、例えば、成長温度が１０００～１１００℃（典型例としては１０５０℃）、成長圧力が５０ｍｂａｒである。

【0050】

次に、ｐ型コンタクト層１５表面の所定領域に二段階のドライエッチングを施し、ｎ電極１７を接続するためのｎ型コンタクト層１２に達する深さの溝の形成と、電流拡散層１４上のｐ型コンタクト層１５のパターニングを実施する。

【0051】

次に、ｐ型コンタクト層１５上にｐ電極１６、溝の底面に露出するｎ型コンタクト層１２上にｎ電極１７を形成する。ｐ電極１６及びｎ電極１７は、スパッタや蒸着などによって形成する。

【0052】

（変形例）
図２は、本発明の実施の形態に係る発光素子１の変形例である発光素子２の垂直断面図である。発光素子２は、ｐ型コンタクト層１５の平面形状において発光素子１と異なる。

【0053】

発光素子２のｐ型コンタクト層１５は、環状の平面形状を有する。また、電流拡散層１４の上面１４３の、環状のｐ型コンタクト層１５が接続された領域の内側の領域は、パッシベーション膜１８に覆われ、パッシベーション膜１８の上には光反射層１９が設けられている。

【0054】

発光素子２の例に示されるように、本実施の形態に係る発光素子のｐ型コンタクト層１５の平面形状は、発光素子の用途などに応じて、例えば、円状、環状、メッシュ状などに、適宜変更することができる。

【0055】

（適用例）
図３は、本発明の実施の形態に係る発光素子１を光源として有する発光装置３の垂直断面図である。発光装置３は、ビルドアップ構造と呼ばれる多層配線構造を有する発光装置であり、発光素子１を光源として有する発光装置の一つの例である。

【0056】

発光装置３においては、複数の発光素子１のｐ電極１６が、接合電極３１を介してｐパッド電極３３に接続され、複数の発光素子１のｎ電極１７が、接合電極３２を介してｎパッド電極３４に接続される。そして、ｐパッド電極３３とｎパッド電極３４の間に電圧を印加することにより、複数の発光素子１が発光する。

【0057】

また、発光装置３においては、接合電極３１、３２は絶縁層３５、３６の内部に配線され、光反射層１９は、発光素子１を覆う絶縁層３５の中に埋め込まれている。

【0058】

（実施の形態の効果）
上記の本発明の実施の形態によれば、深紫外光の吸収率が高いｐ型コンタクト層の面積を小さくし、かつ拡散層により電流を面内方向に効率的に拡散させることにより、ｐ側の電極とコンタクト層のコンタクト抵抗が低く、かつコンタクト層による光の吸収を抑えた発光素子を提供することができる。

【0059】

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。また、発明の主旨を逸脱しない範囲内において上記実施の形態の構成要素を任意に組み合わせることができる。

【0060】

また、上記に記載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。

【符号の説明】

【0061】

１、２ 発光素子
１０ 基板
１１ バッファ層
１２ ｎ型コンタクト層
１３ 発光層
１４ 電流拡散層
１４１ 第１のＡｌＧａＮ層
１４２ 第２のＡｌＧａＮ層
１４３ 上面
１４４ 二次元ホールガス
１５ ｐ型コンタクト層
１６ ｐ電極
１７ ｎ電極
１８ パッシベーション膜
１９ 光反射層

【図1】

【図2】

【図3】