(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】2024-08-26
(45)【発行日】2024-09-03
(54)【発明の名称】発光素子
(51)【国際特許分類】
H01L 33/32 20100101AFI20240827BHJP
【ＦＩ】
H01L33/32
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2021140365
(22)【出願日】2021-08-30
(65)【公開番号】P2023034227
(43)【公開日】2023-03-13
【審査請求日】2023-08-28
(73)【特許権者】
【識別番号】000241463
【氏名又は名称】豊田合成株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000648
【氏名又は名称】弁理士法人あいち国際特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100165962
【弁理士】
【氏名又は名称】一色 昭則
(74)【代理人】
【識別番号】100206357
【弁理士】
【氏名又は名称】角谷 智広
(72)【発明者】
【氏名】水谷 浩一
【審査官】高椋 健司
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１６－５２６８０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１６１３１１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－０８９７５４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－０８１１１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第１０６２２５１８（ＵＳ，Ｂ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ３３／００－３３／６４
ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板と、前記基板上に位置するｎ層と、前記ｎ層上に位置する発光層と、前記発光層上に位置するｐ層と、前記ｐ層表面から前記ｎ層に達する孔と、前記孔の底面に露出する前記ｎ層と接続するｎ電極と、を有したIII族窒化物半導体からなる紫外発光の発光素子において、前記ｎ層は、Ａｌ組成比が７０％以上のｎ－ＡｌＧａＮからなり、
前記ｎ層と前記ｎ電極との間に、前記ｎ層よりもＡｌ組成比の小さなｎ－ＡｌＧａＮからなるコンタクト層をさらに有し、
前記コンタクト層は、前記ｎ層と前記ｎ電極の双方に接触し、
前記ｎ電極と前記コンタクト層との接触面積をＳ１、前記コンタクト層と前記ｎ層との接触面積をＳ２として、Ｓ１／Ｓ２は１．０２～５である、
ことを特徴とする発光素子。
【請求項2】
基板と、前記基板上に位置するｎ層と、前記ｎ層上に位置する発光層と、前記発光層上に位置するｐ層と、前記ｐ層表面から前記ｎ層に達する孔と、前記孔の底面に露出する前記ｎ層と接続するｎ電極と、を有したIII族窒化物半導体からなる紫外発光の発光素子において、前記ｎ層は、Ａｌ組成比が７０％以上のｎ－ＡｌＧａＮからなり、
前記ｎ層と前記ｎ電極との間に、前記ｎ層よりもＡｌ組成比の小さなｎ－ＡｌＧａＮからなるコンタクト層をさらに有し、
前記コンタクト層は、前記ｎ層と前記ｎ電極の双方に接触し、
前記ｎ電極と前記コンタクト層との接触面積は、前記コンタクト層と前記ｎ層との接触面積よりも広く、
前記コンタクト層の上面のうち前記孔の上部に当たる領域の上面は、前記ｐ層下面よりも上方に位置している、
ことを特徴とする発光素子。
【請求項3】
基板と、前記基板上に位置するｎ層と、前記ｎ層上に位置する発光層と、前記発光層上に位置するｐ層と、前記ｐ層表面から前記ｎ層に達する孔と、前記孔の底面に露出する前記ｎ層と接続するｎ電極と、を有したIII族窒化物半導体からなる紫外発光の発光素子において、前記ｎ層は、Ａｌ組成比が７０％以上のｎ－ＡｌＧａＮからなり、
前記ｎ層と前記ｎ電極との間に、前記ｎ層よりもＡｌ組成比の小さなｎ－ＡｌＧａＮからなるコンタクト層をさらに有し、
前記コンタクト層は、前記ｎ層と前記ｎ電極の双方に接触し、
前記ｎ電極と前記コンタクト層との接触面積は、前記コンタクト層と前記ｎ層との接触面積よりも広く、
前記コンタクト層は、前記ｐ層の上部または前記孔の側面から前記孔の底面にわたって形成されている、
ことを特徴とする発光素子。
【請求項4】
前記コンタクト層の上面のうち前記孔の上部に当たる領域の上面は、前記ｐ層下面よりも上方に位置している、ことを特徴とする請求項３に記載の発光素子。
【請求項5】
前記ｎ電極と前記コンタクト層との接触面積をＳ１、前記コンタクト層と前記ｎ層との接触面積をＳ２として、Ｓ１／Ｓ２は１．０２～５である、ことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項6】
前記コンタクト層は、ｎ－ＧａＮからなる、ことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか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、III族窒化物半導体からなる紫外発光の発光素子に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、紫外線ＬＥＤを殺菌や消毒に使用することが注目されており、紫外線ＬＥＤの高効率化に向けた研究、開発が盛んに行われている。
【0003】
従来の紫外線ＬＥＤは、サファイア基板上にＡｌＮ、ｎ－ＡｌＧａＮ、発光層、ｐ－ＡｌＧａＮ、ｐ－ＧａＮを順に積層し、ｐ－ＧａＮ表面側から一部領域をエッチングしてｎ－ＡｌＧａＮを露出させ、その露出させたｎ－ＡｌＧａＮ上にｎ電極を形成している。
【0004】
特許文献１には、ｎ－ＡｌｘＧａ１－ｘＮ（０．７≦ｘ≦１．０）とn電極の間に、ｎ－ＡｌｙＧａ１－ｙＮ（０≦ｙ≦０．５）からなる中間層を設けることにより、ｎ－ＡｌｘＧａ１－ｘＮとｎ電極のコンタクト抵抗を低減することが記載されている。特許文献２にも同様の技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１０－１６１３１１号公報
【文献】特開２０１２－８９７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、ｎ－ＡｌＧａＮのＡｌ組成比が高い場合、特許文献１、２の方法でもｎ－ＡｌＧａＮとｎ電極のコンタクト抵抗を十分に低減することはできず、ｎ電極の面積を広くする必要があった。そのため、ｎ層を露出させるためのエッチング面積を広くする必要があり、発光面積が狭くなってしまい、高効率な素子が実現できなかった。
【0007】
そこで本発明は、III族窒化物半導体からなる紫外発光の発光素子において、ｎ層とｎ電極との間の抵抗を低減することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、基板と、基板上に位置するｎ層と、ｎ層上に位置する発光層と、発光層上に位置するｐ層と、ｐ層表面からｎ層に達する孔と、孔の底面に露出するｎ層と接続するｎ電極と、を有したIII族窒化物半導体からなる紫外発光の発光素子において、ｎ層は、Ａｌ組成比が７０％以上のｎ－ＡｌＧａＮからなり、ｎ層とｎ電極との間に、ｎ層よりもＡｌ組成比の小さなｎ－ＡｌＧａＮからなるコンタクト層をさらに有し、コンタクト層は、ｎ層とｎ電極の双方に接触し、ｎ電極とコンタクト層との接触面積をＳ１、コンタクト層とｎ層との接触面積をＳ２として、Ｓ１／Ｓ２は１．０２～５である、ことを特徴とする発光素子である。
また、本発明は、基板と、基板上に位置するｎ層と、ｎ層上に位置する発光層と、発光層上に位置するｐ層と、ｐ層表面からｎ層に達する孔と、孔の底面に露出するｎ層と接続するｎ電極と、を有したIII族窒化物半導体からなる紫外発光の発光素子において、ｎ層は、Ａｌ組成比が７０％以上のｎ－ＡｌＧａＮからなり、ｎ層とｎ電極との間に、ｎ層よりもＡｌ組成比の小さなｎ－ＡｌＧａＮからなるコンタクト層をさらに有し、コンタクト層は、ｎ層とｎ電極の双方に接触し、ｎ電極とコンタクト層との接触面積は、コンタクト層とｎ層との接触面積よりも広く、コンタクト層の上面のうち孔の上部に当たる領域の上面は、ｐ層下面よりも上方に位置している、ことを特徴とする発光素子である。
また、本発明は、基板と、基板上に位置するｎ層と、ｎ層上に位置する発光層と、発光層上に位置するｐ層と、ｐ層表面からｎ層に達する孔と、孔の底面に露出するｎ層と接続するｎ電極と、を有したIII族窒化物半導体からなる紫外発光の発光素子において、ｎ層は、Ａｌ組成比が７０％以上のｎ－ＡｌＧａＮからなり、ｎ層とｎ電極との間に、ｎ層よりもＡｌ組成比の小さなｎ－ＡｌＧａＮからなるコンタクト層をさらに有し、コンタクト層は、ｎ層とｎ電極の双方に接触し、ｎ電極とコンタクト層との接触面積は、コンタクト層とｎ層との接触面積よりも広く、コンタクト層は、ｐ層の上部または孔の側面から孔の底面にわたって形成されている、ことを特徴とする発光素子である。
また、本発明は、基板と、基板上に位置するｎ層と、ｎ層上に位置する発光層と、発光層上に位置するｐ層と、ｐ層表面からｎ層に達する孔と、孔の底面に露出するｎ層と接続するｎ電極と、を有したIII族窒化物半導体からなる紫外発光の発光素子において、ｎ層は、Ａｌ組成比が７０％以上のｎ－ＡｌＧａＮからなり、ｎ層とｎ電極との間に、ｎ層よりもＡｌ組成比の小さなｎ－ＡｌＧａＮからなるコンタクト層をさらに有し、コンタクト層は、ｎ層とｎ電極の双方に接触し、ｎ電極とコンタクト層との接触面積は、コンタクト層とｎ層との接触面積よりも広く、コンタクト層の上面のうち孔の上部に当たる領域の上面は、ｐ層下面よりも上方に位置している、ことを特徴とする発光素子である。
また、本発明は、基板と、基板上に位置するｎ層と、ｎ層上に位置する発光層と、発光層上に位置するｐ層と、ｐ層表面からｎ層に達する孔と、孔の底面に露出するｎ層と接続するｎ電極と、を有したIII族窒化物半導体からなる紫外発光の発光素子において、ｎ層は、Ａｌ組成比が７０％以上のｎ－ＡｌＧａＮからなり、ｎ層とｎ電極との間に、ｎ層よりもＡｌ組成比の小さなｎ－ＡｌＧａＮからなるコンタクト層をさらに有し、コンタクト層は、ｎ層とｎ電極の双方に接触し、ｎ電極とコンタクト層との接触面積は、コンタクト層とｎ層との接触面積よりも広く、コンタクト層は、ｐ層の上部または孔の側面から孔の底面にわたって形成されている、ことを特徴とする発光素子である。
【0009】
本発明において、ｎ電極とコンタクト層との接触面積をＳ１、コンタクト層とｎ層との接触面積をＳ２として、Ｓ１／Ｓ２は１．０２～５であってもよい。
【0010】
本発明において、コンタクト層の上面のうち孔の上部に当たる領域の上面は、ｐ層下面よりも上方に位置していてもよい。
【0011】
本発明において、コンタクト層は、ｐ層の上部または前記孔の側面から孔の底面にわたって形成されていてもよい。
【0012】
本発明において、コンタクト層は、ｎ－ＧａＮであってもよい。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、ＡｌＧａＮからなるｎ層とｎ電極との間の抵抗を十分に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の具体的な実施例について、図を参照に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【実施例1】
【0016】
図１は、実施例１の紫外発光の発光素子の構成を示した図である。発光波長は、たとえば２００～２８０ｎｍである。図１のように、実施例１の発光素子は、基板１０と、バッファ層１５と、ｎ層１１と、発光層１２と、ｐ層１３と、コンタクト層１４と、透明電極１６と、ｎ電極１７と、ｐ電極１８と、反射絶縁膜１９と、ｎ側接合電極２０と、ｐ側接合電極２１と、を有している。
【0017】
（基板１０の構成）
基板１０は、ｃ面を主面とするサファイアからなる基板である。サファイア以外にも、発光波長に対して透過率が高く、III族窒化物半導体を成長させることができる材料であれば任意の材料を用いてよい。実施例１の発光素子では、基板１０裏面側から光が取り出される。
基板１０は、ｃ面を主面とするサファイアからなる基板である。サファイア以外にも、発光波長に対して透過率が高く、III族窒化物半導体を成長させることができる材料であれば任意の材料を用いてよい。実施例１の発光素子では、基板１０裏面側から光が取り出される。
【0018】
（バッファ層１５の構成）
バッファ層１５は、基板１０上に位置している。バッファ層１５は、ＡｌＮからなる。バッファ層１５を設けることにより、半導体層の平坦性、結晶性を改善している。
バッファ層１５は、基板１０上に位置している。バッファ層１５は、ＡｌＮからなる。バッファ層１５を設けることにより、半導体層の平坦性、結晶性を改善している。
【0019】
（ｎ層１１の構成）
ｎ層１１は、バッファ層１５上に位置している。ｎ層１１は、Ａｌ組成比が７０％以上のｎ―ＡｌＧａＮからなる。ｎ型不純物はＳｉである。ここでIII族窒化物半導体のＡｌ組成比は、III族金属に対するＡｌのモル比（％）である。つまり、III族窒化物半導体を一般式ＡｌxＧａyＩｎｚＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で表したとき、Ａｌ組成比はｘ×１００（％）である。ｎ層１１は複数の層で構成されていてもよい。その場合、ｎ層１１の最上層のＡｌ組成比が７０％以上であればよい。より好ましいｎ層１１のＡｌ組成比は７５～９０％、さらに好ましくは８０～８５％である。
ｎ層１１は、バッファ層１５上に位置している。ｎ層１１は、Ａｌ組成比が７０％以上のｎ―ＡｌＧａＮからなる。ｎ型不純物はＳｉである。ここでIII族窒化物半導体のＡｌ組成比は、III族金属に対するＡｌのモル比（％）である。つまり、III族窒化物半導体を一般式ＡｌxＧａyＩｎｚＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で表したとき、Ａｌ組成比はｘ×１００（％）である。ｎ層１１は複数の層で構成されていてもよい。その場合、ｎ層１１の最上層のＡｌ組成比が７０％以上であればよい。より好ましいｎ層１１のＡｌ組成比は７５～９０％、さらに好ましくは８０～８５％である。
【0020】
（発光層１２の構成）
発光層１２は、ｎ層１１上に位置している。発光層１２は、井戸層と障壁層が交互に繰り返し積層されたＭＱＷ構造である。繰り返し数はたとえば２～５である。井戸層はＡｌＧａＮからなり、そのＡｌ組成比は所望の発光波長に応じて設定される。障壁層は、井戸層よりもＡｌ組成比の大きなＡｌＧａＮである。井戸層よりもバンドギャップエネルギーの大きなＡｌＧａＩｎＮでもよい。また、発光層１２はＳＱＷ構造でもよい。
発光層１２は、ｎ層１１上に位置している。発光層１２は、井戸層と障壁層が交互に繰り返し積層されたＭＱＷ構造である。繰り返し数はたとえば２～５である。井戸層はＡｌＧａＮからなり、そのＡｌ組成比は所望の発光波長に応じて設定される。障壁層は、井戸層よりもＡｌ組成比の大きなＡｌＧａＮである。井戸層よりもバンドギャップエネルギーの大きなＡｌＧａＩｎＮでもよい。また、発光層１２はＳＱＷ構造でもよい。
【0021】
（ｐ層１３の構成）
ｐ層１３は、発光層１２上に位置している。ｐ層１３は、発光層１２の側から順に、ｐ－ＡｌＧａＮ、ｐ－ＧａＮが積層された構造である。ｐ型不純物はＭｇである。透明電極１６と接する最上層をｐ－ＧａＮとすることで、透明電極１６とｐ層１３とのコンタクトを低減している。
ｐ層１３は、発光層１２上に位置している。ｐ層１３は、発光層１２の側から順に、ｐ－ＡｌＧａＮ、ｐ－ＧａＮが積層された構造である。ｐ型不純物はＭｇである。透明電極１６と接する最上層をｐ－ＧａＮとすることで、透明電極１６とｐ層１３とのコンタクトを低減している。
【0022】
ｐ層１３表面の一部領域には、ｎ層１１に達する深さの孔２２が複数形成されている。孔２２の底面にはｎ層１１が露出している。孔２２は周期的に配列されており、たとえばハニカム状や正三角格子状に配列されている。孔２２の平面視における形状は、円や正六角形などである。なお、孔２２は１つでもよいしメサ状としてもよい。孔２２の側面は垂直でも傾斜していてもよい。
【0023】
（透明電極１６の構成）
透明電極１６は、ｐ層１３上に位置している。透明電極１６は、ＩＴＯからなる。ＩＴＯ以外にも、ＩＺＯなどの透明導電性材料を用いることができる。また、透明電極でなくともよく、Ｎｉ／Ａｕなどの電極材料を用いてもよい。ここで「／」は積層を意味し、Ａ／ＢはＡ、Ｂの順に積層された構造であることを意味する。以下材料の説明において同様である。
透明電極１６は、ｐ層１３上に位置している。透明電極１６は、ＩＴＯからなる。ＩＴＯ以外にも、ＩＺＯなどの透明導電性材料を用いることができる。また、透明電極でなくともよく、Ｎｉ／Ａｕなどの電極材料を用いてもよい。ここで「／」は積層を意味し、Ａ／ＢはＡ、Ｂの順に積層された構造であることを意味する。以下材料の説明において同様である。
【0024】
（ｐ電極１８の構成）
ｐ電極１８は、透明電極１６上に位置している。ｐ電極１８は、たとえばＮｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ａｌなどである。
ｐ電極１８は、透明電極１６上に位置している。ｐ電極１８は、たとえばＮｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ａｌなどである。
【0025】
（反射絶縁膜１９の構成）
反射絶縁膜１９は、ｐ電極１８上、透明電極１６上、ｐ層１３上、孔２２の側面および底面にわたって連続的に膜状に設けられている。反射絶縁膜１９は、素子表面を保護し、発光層１２から放射される光を反射させて光取り出しを向上させるものである。反射絶縁膜１９は、ＳｉＯ２からなる。ＳｉＯ２以外にも、ＳｉＮ、ＳｉＯ２／Ａｌ／ＳｉＯ２などを用いることができ、ＤＢＲとしてもよい。ＤＢＲは、高屈折率層と低屈折率層を所定の厚さで交互に積層させた構造であり、厚さを適切に設定することで所望の波長における反射率を高めた構造である。たとえば、高屈折率層はＨｆＯ２、低屈折率層はＳｉＯ２である。この反射絶縁膜１９で発光層１２から放射される紫外線を基板１０側へ反射させることにより、光取り出しを改善している。
反射絶縁膜１９は、ｐ電極１８上、透明電極１６上、ｐ層１３上、孔２２の側面および底面にわたって連続的に膜状に設けられている。反射絶縁膜１９は、素子表面を保護し、発光層１２から放射される光を反射させて光取り出しを向上させるものである。反射絶縁膜１９は、ＳｉＯ２からなる。ＳｉＯ２以外にも、ＳｉＮ、ＳｉＯ２／Ａｌ／ＳｉＯ２などを用いることができ、ＤＢＲとしてもよい。ＤＢＲは、高屈折率層と低屈折率層を所定の厚さで交互に積層させた構造であり、厚さを適切に設定することで所望の波長における反射率を高めた構造である。たとえば、高屈折率層はＨｆＯ２、低屈折率層はＳｉＯ２である。この反射絶縁膜１９で発光層１２から放射される紫外線を基板１０側へ反射させることにより、光取り出しを改善している。
【0026】
反射絶縁膜１９のうち、孔２２底面上部に当たる領域には、複数の孔２３が設けられている。孔２３は、反射絶縁膜１９を貫通している。また、孔２３は周期的に配列されており、たとえばハニカム状や正三角格子状に配列されている。孔２３の平面視における形状は、円や正六角形などである。孔２３の側面は垂直でも傾斜していてもよい。
【0027】
（コンタクト層１４の構成）
コンタクト層１４は、反射絶縁膜１９上に孔２２の底面、側面、上面（ｐ層１３上部の領域であって側面近傍の領域）に沿って設けられている。側面や上面には設けられていなくともよいが、ｎ電極１７とコンタクト層１４との接触面積を増加させるため設けることが好ましい。また、コンタクト層１４は、孔２３の底面や側面に沿って、あるいは孔２３を埋めるようにして設けられており、コンタクト層１４とｎ層１１は、複数の孔２３を介して接している。
コンタクト層１４は、反射絶縁膜１９上に孔２２の底面、側面、上面（ｐ層１３上部の領域であって側面近傍の領域）に沿って設けられている。側面や上面には設けられていなくともよいが、ｎ電極１７とコンタクト層１４との接触面積を増加させるため設けることが好ましい。また、コンタクト層１４は、孔２３の底面や側面に沿って、あるいは孔２３を埋めるようにして設けられており、コンタクト層１４とｎ層１１は、複数の孔２３を介して接している。
【0028】
コンタクト層１４は、Ｓｉドープのｎ－ＧａＮからなる。コンタクト層１４は、ｎ－ＧａＮに限らず、ｎ層１１よりもＡｌ組成比の小さなｎ－ＡｌＧａＮでもよい。ただし、ｎ電極１７とｎ層１１との抵抗を十分に低減するためになるべくＡｌ組成比を小さくすることが好ましく、より好ましくはＡｌ組成比が１０％以下、さらに好ましくはＡｌ組成比が０％、つまりｎ－ＧａＮである。また、コンタクト層１４はＡｌ組成比の異なる複数の層で構成してもよい。
【0029】
コンタクト層１４のｎ型不純物濃度は、たとえば１×１０１８～１×１０２１／ｃｍ３である。この範囲であれば、ｎ電極１７とｎ層１１との抵抗を十分に低減することができる。
【0030】
コンタクト層１４の厚さは、たとえば１ｎｍ～１０μｍである。コンタクト層１４の厚さは均一である必要はなく、平均膜厚がこの範囲であればよい。この範囲とすることで、ｎ電極１７とｎ層１１との間の抵抗を十分に低減することができる。より好ましい厚さは１０ｎｍ～１μｍ、さらに好ましくは２０～５００ｎｍである。
【0031】
コンタクト層１４の下面はｎ層１１に接触し、上面はｎ電極１７に接触している。コンタクト層１４は反射絶縁膜１９上に設けられ、孔２３の領域以外はｎ電極１７と接していない。一方、ｎ電極１７はコンタクト層１４上面のほぼ全面に設けられている。そのため、ｎ電極１７とコンタクト層１４との接触面積は、コンタクト層１４とｎ層１１との接触面積よりも広くなっている。
【0032】
コンタクト層１４の上面のうち、孔２３の上部に当たる領域の上面は、ｐ層１３下面よりも上方に位置していることが好ましい。ｎ側接合電極２０とｐ側接合電極２１の高さを揃えることが容易となり、実施例１の発光素子をサブマウントに実装した際のサブマウントとの接合強度を高めることができる。
【0033】
実施例１では、上記のようにコンタクト層１４が設けられているため、ｎ電極１７とｎ層１１の間の抵抗を低減することができる。ｎ電極１７とｎ層１１との間の抵抗は、ｎ電極１７とコンタクト層１４とのコンタクト抵抗と、コンタクト層１４自体の抵抗と、コンタクト層１４とｎ層１１とのコンタクト抵抗の和となる。ここで、ｎ電極１７とコンタクト層１４とのコンタクト抵抗については、コンタクト層１４の材料としてｎ－Ｇａｎを用い、ｎ電極１７とコンタクト層１４との接触面積を広く取ることで十分に低減することができる。また、コンタクト層１４自体の抵抗については、材料にｎ－Ｇａｎを用いているため低減できている。また、コンタクト層１４とｎ層１１とのコンタクト抵抗については、ともにIII族窒化物半導体材料であるため低減できている。したがって、実施例１の発光素子では、ｎ電極１７とｎ層１１との間の抵抗について、ｎ電極１７とｎ層１１とを直接接触させる場合よりも低減することができる。その結果、発光素子の順方向電圧Ｖｆを低減することができ、素子の信頼性も向上させることができる。
【0034】
また、コンタクト層１４とｎ層１１とのコンタクト抵抗が小さいため、コンタクト層１４とｎ層１１との接触面積を小さくすることができる。そのため、ｎ層１１を露出させるための孔２２の面積を小さくすることができ、孔２２の形成による発光層１２の面積の減少を小さくすることができる。したがって、従来の発光素子よりも発光面積を大きくすることができ、出力の向上を図ることができる。
【0035】
ｎ電極１７とコンタクト層１４との接触面積をＳ１、コンタクト層１４とｎ層１１との接触面積をＳ２として、Ｓ１／Ｓ２は１．０２～５とすることが好ましい。ｎ電極１７とｎ層１１の間の抵抗をより低減し、出力をより向上させるためである。より好ましくは１．０５～３である。
【0036】
（ｎ電極１７の構成）
ｎ電極１７は、コンタクト層１４上に位置している。ｎ電極１７は、たとえば、Ｔｉ／Ａｌ、Ｖ、Ｖ／Ａｕ、Ｖ／Ａｌ、Ｖ／Ｔｉ／Ａｌ、Ｖ／Ｔｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ａｌ、などを用いることができる。ｎ電極１７は絶縁膜２６に覆われている。また、絶縁膜２６の所定領域には孔２４、２５が設けられている。孔２４、２５は絶縁膜２６を貫通しており、その底面にはｐ電極１８、ｎ電極１７がそれぞれ露出している。
ｎ電極１７は、コンタクト層１４上に位置している。ｎ電極１７は、たとえば、Ｔｉ／Ａｌ、Ｖ、Ｖ／Ａｕ、Ｖ／Ａｌ、Ｖ／Ｔｉ／Ａｌ、Ｖ／Ｔｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ａｌ、などを用いることができる。ｎ電極１７は絶縁膜２６に覆われている。また、絶縁膜２６の所定領域には孔２４、２５が設けられている。孔２４、２５は絶縁膜２６を貫通しており、その底面にはｐ電極１８、ｎ電極１７がそれぞれ露出している。
【0037】
（接合電極の構成）
ｎ側接合電極２０は、絶縁膜２６上に設けられており、孔２５を介してｎ電極１７と接している。ｐ側接合電極２１は、絶縁膜２６上に設けられており、孔２４を介してｐ電極１８と接している。ｎ側接合電極２０、ｐ側接合電極２１は、たとえばＡｕからなる。
ｎ側接合電極２０は、絶縁膜２６上に設けられており、孔２５を介してｎ電極１７と接している。ｐ側接合電極２１は、絶縁膜２６上に設けられており、孔２４を介してｐ電極１８と接している。ｎ側接合電極２０、ｐ側接合電極２１は、たとえばＡｕからなる。
【0038】
以上、実施例１の発光素子では、ｎ電極１７とｎ層１１の間にコンタクト層１４を設け、コンタクト層１４とｎ電極１７との接触面積を、コンタクト層１４とｎ層１１との接触面積よりも広くしている。そのため、ｎ電極１７とｎ層１１との間の抵抗を低減することができる。また、発光層１２の面積の減少を小さくすることができ、出力の向上を図ることができる。
【0039】
次に、実施例１の発光素子の製造方法について、図を参照に説明する。
【0040】
まず、サファイアからなる基板１０上に、ＭＯＣＶＤ法によって、ＡｌＮからなるバッファ層１５、ｎ－ＡｌＧａＮからなるｎ層１１、発光層１２、ｐ－ＡｌＧａＮ／ｐ－ＧａＮからなるｐ層１３を順に積層する（図２（ａ）参照）。
【0041】
次に、ｐ層１３上の所定の領域に、スパッタによってＩＴＯからなる透明電極１６を形成する（図２（ｂ）参照）。
【0042】
次に、ｐ層１３の所定領域をｎ層１１が露出するまでドライエッチングし、孔２２を形成する（図２（ｃ）参照）。
【0043】
次に、熱処理を行い、透明電極１６を結晶化して低抵抗化するとともに、ｐ層１３のＭｇ活性化を行う。
【0044】
次に、反射絶縁膜１９をＣＶＤ法によって素子上面全面に形成する。そして、反射絶縁膜１９の所定領域をエッチングして孔２３を形成する（図３（ａ）参照）。
【0045】
次に、反射絶縁膜１９上の所定領域にｎ－ＧａＮからなるコンタクト層１４を形成し、孔２３を介してコンタクト層１４とｎ層１１を接触させる（図３（ｂ）参照）。成膜にはスパッタ、ＭＢＥ、ＰＳＤ、ＭＯＣＶＤなどを用いる。Ｈ２によるｐ層１３の不活性化を防止する点からスパッタで成膜することが好ましい。また、パターニングにはドライエッチングを用いる。
【0046】
次に、コンタクト層１４上に、蒸着、スパッタなどの方法を用いてｎ電極１７を形成する（図３（ｃ）参照）。
【0047】
次に、反射絶縁膜１９の所定領域をエッチングして開口し、その開口に露出する透明電極１６上に蒸着、スパッタなどの方法を用いてｐ電極１８を形成する（図４（ａ）参照）。
【0048】
次に、熱処理を行い、ｐ電極１８と透明電極１６、およびｎ電極１７とコンタクト層１４のコンタクトを改善する。
【0049】
次に、素子上面全体を覆うようにして絶縁膜２６を形成する。そして、絶縁膜２６の所定領域をエッチングして孔２４、２５を形成する。次に、絶縁膜２６上の所定領域にｐ側接合電極２１、ｎ側接合電極２０を形成する（図４（ａ）参照）。
【0050】
次に、基板１０裏面を研磨して薄くし、レーザー、ブレーキングによって個々の素子に分割する。以上によって実施例１の発光素子が製造される。
【0051】
（製造方法の変形例）
実施例１の発光素子は、次のようにして作製してもよい。
実施例１の発光素子は、次のようにして作製してもよい。
【0052】
まず、実施例１と同様にして、基板１０上に、バッファ層１５、ｎ層１１、発光層１２、ｐ層１３を順に積層する。
【0053】
次に、ｐ層１３の所定領域をｎ層１１が露出するまでドライエッチングし、孔２２を形成する。
【0054】
次に、反射絶縁膜１９をＣＶＤ法によって素子上面全面に形成する。そして、反射絶縁膜１９の所定領域をエッチングして孔２３を形成する。
【0055】
次に、実施例１と同様にして、反射絶縁膜１９上の所定領域にコンタクト層１４を形成する。
【0056】
次に、コンタクト層１４上に、ｎ電極１７を形成する。
【0057】
次に、反射絶縁膜１９のうちｐ層１３上部の領域をエッチングして開口する。そして、その開口に露出するｐ層１３上に透明電極１６を形成する。
【0058】
次に、透明電極１６上にｐ電極１８を形成する。
【0059】
次に、熱処理を行う。実施例１では、透明電極１６の低抵抗化と、電極のコンタクト改善とで２回の熱処理が必要であったが、変形例では１回の熱処理で済ますことができる。
【0060】
次に、実施例１と同様にして、絶縁膜２６、孔２４、２５を形成し、ｐ側接合電極２１、ｎ側接合電極２０を形成し、素子分割する。
【産業上の利用可能性】
【0061】
本発明の発光素子は、殺菌、消毒などに用いることができる。
【符号の説明】
【0062】
１０：基板
１１：ｎ層
１２：発光層
１３：ｐ層
１４：コンタクト層
１５：バッファ層
１６：透明電極
１７：ｎ電極
１８：ｐ電極
１９：反射絶縁膜
２０：ｎ側接合電極
２１：ｐ側接合電極
２２～２５：孔
１１：ｎ層
１２：発光層
１３：ｐ層
１４：コンタクト層
１５：バッファ層
１６：透明電極
１７：ｎ電極
１８：ｐ電極
１９：反射絶縁膜
２０：ｎ側接合電極
２１：ｐ側接合電極
２２～２５：孔
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
