JP2015005551A - 発光素子 - Google Patents
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Abstract
Description
そして、十分な電流拡散が行われない発光素子は、電流が発光素子の一部に集中するため、特に電極直下が発光しやすくなり、EL(Eelectro-luminescence)発光分布が一様にならず、光出力が稼げなくなる。
また、特許文献2には、透明導電層を設け、パッド電極中に透明電極層を還元する物質を含む還元電極を設け、かつ、還元電極層下部にブロック層を設けることが記載されている。
すなわち、特許文献1に記載されている方法では、電極直下に絶縁物が挿入されているため、電流を電極直下に流さないことには効果があるが、SiO2の成膜とパターン形成のためのフォトリソグラフィー工程、エッチング工程と多くの工程を必要とする。
また、ブロック層としてSiO2を形成する場合、半導体によるブロック層より、ブロック層自体の材料費は安価である。しかしながら、半導体層とオーミック金属層の界面に合金層を形成していないため、いわゆる接着の状態であり、物理的な力に対しては剥離しやすい。その結果、電極剥離を発生させやすいため、好ましい方法ではない。
剥離を回避するためには、パッド電極部の膜厚そのものは維持するか、又は、厚くする必要があり、コストアップ要因となる。本質的には、パッド電極部と半導体の接触部においては合金層を有することが、電極剥離を防ぐ上で好適である。
剥離の点では、透明導電層とパッド金属部とが合金層を形成する特許文献2は、特許文献1より好ましい構造になっているが、透明導電層の成膜、還元電極層の成膜とフォトリソグラフィー工程、電極パターン形成と、特許文献2は特許文献1より多くの工程を必要とする。
また、ブロック層をエピタキシャル層で設けることは、SiO2膜や透明導電膜を設けるよりも、非常に大きなコストアップ要因となるため、安価なチップを作製する上では好ましい方法ではない。
このような窓層を形成することで、発光部からの光が発光素子の外部により出やすくなるので、より高輝度の発光素子とすることができる。
このように、第一半導体層と前記窓層との間に組成調整層を有することで、第一半導体層と窓層の格子定数が異なる場合に、第一半導体層上に結晶性の良好な窓層をエピタキシャル成長させることができる。
このような構成にすることで、発光部の第一半導体層側に反射層を設けることができるので、さらに高輝度な発光素子が実現できる。
このように、第二半導体層がAlGaInP系の化合物半導体、AlGaInN系の化合物半導体、又はAlGaAs系の化合物半導体からなる場合に、上記のようなドーパント金属を好適に用いることができる。
このようなパッド電極部の厚さとすることで、ワイヤーボンディング時の衝撃を吸収できる厚さを確保することができる。
また、上記のようなパッド電極部と細線電極部の境界部の電極の幅とすることで、パッド電極部と細線電極部とを低い抵抗で電気的に接続することができる。
このように、発光部の活性層、第一半導体層、及び、第二半導体層として、上記のような材料を好適に用いることができる。
前述のように、モバイル機器へLEDを採用する場合に、電極直下の電流の集中を回避することが望まれている。
電極直下の電流の集中を回避するための様々な技術が提案されているが、多くの追加工程を必要とし、電極を形成するためのコストが大きくなり、従来の技術では、発光出力を維持しつつ、チップコストを低減することが難しかった。
その結果、第二半導体層の導電型に応じてパッド電極部及び細線電極部に含まれるドーパント金属を変えることで、パッド電極部直下に流れる電流を抑制する一方で、細線電極部直下に電流を流すようにすることができ、さらにパッド電極部と第二半導体層との界面に合金層を形成できるので、発光出力を維持しつつ、チップコストを低減でき、さらに電極剥離の発生を抑制できることを見出し、本発明をなすに至った。
図1は、本発明の第一の実施形態の発光素子を製造するために用いられるエピタキシャルウェーハの断面図である。
図2は、本発明の第一の実施形態の発光素子の概略断面図である。
図3は、本発明の第一の実施形態の発光素子の上面図(第二半導体層側から見た平面図)である。
図4は、本発明の第一の実施形態の発光素子の下面図(窓層側から見た平面図)である。
図1に示すように、エピタキシャルウェーハ100は、出発基板101上に緩衝層102、エッチング阻止層103を形成し、その後、第二導電型の第二半導体層104、活性層105、第一導電型の第一半導体層106を積層して発光部120を形成する。
例えば、出発基板101がGaAsの場合、発光部の材料は(AlxGa1−x)yIn1−yP(0≦x≦1、0、35≦y≦0.65)、AlzGa1−zAs(0≦z≦1)、あるいは、(AlxGa1−x)yIn1−yN(0≦x≦1、0≦y≦1)を選択することができる。
また、出発基板101がGeやZnOの場合、緩衝層102は格子不整が調整される効果が含まれた層となる。
また、活性層105はキャリア閉じ込め効果を出すため、第一半導体層106及び第二半導体層104より小さいバンドギャップを有する組成に調整される。
出発基板101がGaAsの場合、窓層108は、成長中に基板に不純物を拡散させない材料であれば、どのような材料でも選択可能であるが、活性層105より発した光に対して透明であるGaPAs、GaP、AlGaAs、AlAs、GaPN等が選択可能である。
また、窓層108はその膜厚が厚いほど光取り出し効果が高まるため、厚い方が好ましい。1μm程度の厚さでも光取り出し効果の高まりは期待できるが、後工程のため、10μm以上の厚さで窓層を設けることが好適である。
また、窓層108と第二半導体層106との間で格子定数が著しく異なる場合、組成調整層107を設けたほうが表面ラフネスを抑制するためには効果的であるが、組成調整層107はなくてもよい。
すなわち、低濃度ドーピング層と高濃度ドーピング層との界面で電流が横方向に分散し、高濃度ドーピング層で電流が低抵抗で流れることで、薄膜であっても効果的な電流分散を実現することができる。
前述の低濃度ドーピング層及び高濃度ドーピング層の対を複数組み合わせると、電流分散の効果を一層高めることができる。
電流分散の効果は、ドーピング濃度差による効果であり、低濃度ドーピング層はエピタキシャル層形成時に50nm以上の膜厚を有していればよい。
低濃度ドーピング層が3×1017/cm3より高く、高濃度ドーピング層が6×1017/cm3未満であっても、低濃度ドーピング層及び高濃度ドーピング層の対を2組以上設ければ、膜厚が厚くなるためにコストアップの要因になるものの、同様の効果が得られる。
第一半導体層106のドーピング濃度が一様であり、かつ、窓層108の領域のドーピング濃度が1×1017/cm3未満になると、電流分散が阻害され、活性層からの発光が均一にならない場合がある。
なお、窓層108の領域のドーピング濃度が1×1017/cm3未満である場合には、電流分散を均一にするためには、第二半導体層104の場合と同様に、第一半導体層106は、低濃度と高濃度の二種類のドーピング領域を有することが好ましい。
その後出発基板101及び緩衝層102を除去する。例えば、出発基板101がGaAsの場合、アンモニアと過酸化水素水の混合液で除去する。
エッチング阻止層103を例えば、AlInP層とした場合、前述の混合液を用いればエッチングの選択性により、エッチング阻止層103でエッチングが停止する。
出発基板101及び緩衝層102を除去後、エッチング阻止層103を除去し、第二半導体層104を露出させる。
エッチング阻止層103の除去は、例えば、SPM(硫酸過水)液等を用いると選択的な除去が可能である。
従って、0.1μm2以上の断面積を設けておくことが好ましい。例えば、本実施形態では、第二導電型がn型である場合、第二半導体層104上にTi層100nm、AuGe合金層50nm、Au層100nmを蒸着法で積層する。
Au層はAg、Al、Pt、Cuとしてもよく、Ti層は無くてもかまわないし、Niに代えても良い。また、積層順番は、本実施形態で提示した順序に限らない。また、膜厚は本例示にとらわれるものではなく、断面積0.1μm2以上の範囲内で自由に選択可能であるため、細線電極301の幅が広くなれば本例示より薄くすることが可能であり、狭くなれば本例示より厚くすることが可能であることは言うまでもない。
例えば、スパッタ法やMOVPE(有機金属気相成長)法、MBE(分子線エピタキシー)法など蒸着法以外の他の方法で形成する場合、Geのみとしても良い。これはS、Se,Siに対しても同様である。
第二導電型がp型である場合、先の例のAuGe合金層をAuZnなどの合金層に置き換えればよい。また、第二導電型がp型であっても積層順序は先の例にとらわれず、種々の順序が選択可能である。
パッド電極部303はAl、Ag、Au、Pt、Cu、Ti、Niの1種類以上を含む金属で形成する。
第二導電型がp型の場合、パッド電極部303には、S、Se、Si、Geのいずれか1種類以上の金属(すなわち、第二半導体層104に対してn型ドーパントとなる金属)を含ませるか、あるいは、Be、Zn、Mg、C、S、Se、Si、Geのいずれの金属も含まない(すなわち、第二半導体層104に対してp型ドーパントとなる金属もn型ドーパントとなる金属も含まない)構造で形成する。
第二導電型がn型の場合、パッド電極部303には、Be、Zn、Mg、Cいずれか1種類以上の金属(すなわち、第二半導体層104に対してp型ドーパントとなる金属)を含ませるか、あるいはBe、Zn、Mg、C、S、Se、Si、Geのうち、いずれかの金属も含まない(すなわち、第二半導体層104に対してp型ドーパントとなる金属もn型ドーパントとなる金属も含まない)構造で形成する。
また、本例示ではTi層の上はAu層単独の層としているが、AlとAuが積層された構造や、AgとAuが積層された構造など種々の構造の組み合わせが選択可能である。
さらに、本例示ではパッド電極部303の厚さを1000nmとしたが、ワイヤーボンディング時の衝撃を吸収できる厚さを設けておけば良いため、本例示の厚さに限らず、薄くてもかまわない。厚さが厚いほど、ワイヤーボンディング時の衝撃吸収力が高まるが、コストアップ要因になるため、過剰に厚くすることは好ましい設計ではなく、3000nm程度の厚さで抑えることが好ましい。
また、パッド電極部303の厚さが、細線電極部301より200nm以上厚いことが好ましい。このように、パッド電極部303の厚さを、細線電極部301より200nm以上厚くすることで、ワイヤーボンディング時の衝撃を吸収できる厚さを確保することができる。
また、パッド電極部303と前記細線電極部の境界部の電極(重なり領域302)の幅が5μm以上であることが好ましい。このように、パッド電極部と細線電極部の境界部の電極の幅を5μm以上とすることで、パッド電極部と細線電極部とを低い抵抗で電気的に接続することができる。
ワイヤーボンディング時の電極部の剥離現象は層間の界面で発生するが、熱処理により電極部の金属と半導体層との間で、合金層を介して連続的に組成が変化する層が形成され、原理的に界面が存在しないため、ワイヤーボンディング時に電極部が半導体層から剥離することを抑制することができる。
図5は本発明の第二の実施形態の発光素子を製造するために用いられるエピタキシャルウェーハの断面図である。
図6は本発明の第二の実施形態の発光素子の製造工程を示す工程断面図である。
図7は本発明の第二の実施形態の発光素子の概略断面図である。
図8は本発明の第二の実施形態の発光素子の上面図(第二半導体層側から見た平面図)である。
図5に示すように、エピタキシャルウェーハ500は、出発基板501上に緩衝層502、エッチング阻止層503を形成し、その後、第二導電型の第二半導体層504、活性層505、第一導電型の第一半導体層506を積層して発光部520を形成する。
例えば、出発基板501がGaAsの場合、発光部の材料は(AlxGa1−x)yIn1−yP(0≦x≦1、0、35≦y≦0.65)、AlzGa1−zAs(0≦z≦1)、あるいは、(AlxGa1−x)yIn1−yN(0≦x≦1、0≦y≦1)を選択することができる。
また、出発基板501がGeやZnOの場合、緩衝層502は格子不整が調整される効果が含まれた層となる。
また、活性層505はキャリア閉じ込め効果を出すため、第一半導体層506及び第二半導体層504より小さいバンドギャップを有する組成に調整される。
さらに、発光部520上にコンタクト層507を形成すると、上部に形成する金属電極との接触抵抗が低減されるため好適であるが、必ずしも設けなくともよい。
コンタクト層507を設ける場合、電極とのオーミックを形成するため3×1018/cm3以上のドーピング濃度を持たせて設けることが好ましいが、特に6×1018/cm3以上のドーピング濃度を有することが好適である。
低濃度ドーピング層と高濃度ドーピング層の界面で電流が横方向に分散し、高濃度ドーピング層で電流が低抵抗で流れることで、薄膜でも効果的な電流分散を実現する。
前述の低濃度ドーピング層及び高濃度ドーピング層の対を複数組み合わせると、電流分散の効果を一層高めることができる。
また、電流分散の効果が顕著であるのは、低濃度ドーピング層のドーピング濃度が3×1017/cm3以下の領域であり、かつ、高濃度ドーピング層のドーピング濃度が6×1017/cm3以上の領域である。
電流分散の効果は、ドーピング濃度差による効果であり、低濃度ドーピング層はエピタキシャル層形成時に50nm以上の膜厚を有していればよい。
低濃度ドーピング層が3×1017/cm3より高く、高濃度ドーピング層が6×1017/cm3未満であっても、低濃度ドーピング層及び高濃度ドーピング層の対を2組以上設ければ、膜厚が厚くなるためにコストアップの要因になるものの、同様の効果が得られる。
なお、ドライエッチングでパターン形成を行う場合は、上記の全ての材料の選択が可能である。
本実施形態では酸化シリコン膜の場合を例示するが、上記の他の材料を選択しても同様の効果が得られる。
この後、誘電体601及び開口部602に形成された界面電極603を被覆するように第一接合金属層604を形成し、発光基板610とする。
第一接合金属層604は、Al、Ag、Au、Pt、Cu、Ti、Niのいずれか1種類以上を含む金属で形成するが、上記の金属を複数組み合わせた積層構造としてもよく、単一の層としてもよい。
なお、支持基板620は、電気抵抗が低く、平坦な基板であればどのような材料も選択可能であり、発光波長に対して不透明なSi、Ge、GaAs、InPの半導体から選択可能である。
また、第二接合金属層621は、Al、Ag、Au、Pt、Cu、Ti、Niのいずれか1種類以上を含む金属で形成するが、上記の金属を複数組み合わせた積層構造としてもよく、単一の層としてもよい。
接合に際しては、1000N以上の圧力をかけ、150℃以上の熱を加えることで第一接合金属層604と第二接合金属層621が接合し、発光基板610と台座基板630は接合される。
出発基板501及び緩衝層502を除去後、エッチング阻止層503を除去し、第二半導体層504を露出させる。エッチング阻止層503の除去は、例えばSPM(硫酸過水)液等を用いると選択的な除去が可能である。
第二導電型(第二半導体層504の導電型)がp型の場合、細線電極部701にBe、Zn、Mg、Cのいずれか1種類以上の金属(すなわち、第二半導体層504に対してp型ドーパントとなる金属)を含む。
第二導電型がn型の場合、細線電極部701にS、Se、Si、Geのいずれか1種類以上の金属(すなわち、第二半導体層504に対してn型ドーパントとなる金属)を含む。
従って、0.1μm2以上の断面積を設けておくことが好ましい。例えば、本実施形態では、第二導電型がn型である場合、第二半導体層504上にTi層100nm、AuGe合金層50nm、Au層100nmを蒸着法で積層する。
Au層はAg、Al、Pt、Cuとしてもよく、Ti層は無くてもかまわないし、Niに代えても良い。また、積層順番は、本実施形態で提示した順序に限らない。また、膜厚は本例示にとらわれるものではなく、断面積0.1μm2以上の範囲内で自由に選択可能であるため、細線電極701の幅が広くなれば本例示より薄くすることが可能であり、狭くなれば本例示より厚くすることが可能であることは言うまでもない。
第二導電型がp型の場合、パッド電極部703には、S、Se、Si、Geのいずれか1種類以上の金属(すなわち、第二半導体層504に対してn型ドーパントとなる金属)を含ませるか、あるいはBe、Zn、Mg、C、S、Se、Si、Geのいずれの金属も含まない(すなわち、第二半導体層504に対してドーパントとなる金属を含まない)構造で形成する。第二導電型がn型の場合、パッド電極部703には、Be、Zn、Mg、Cのいずれか1種類以上の金属(すなわち、第二半導体層504に対してp型ドーパントとなる金属)を含ませるか、あるいはBe、Zn、Mg、C、S、Se、Si、Geのいずれの金属も含まない構造で形成する。
また、本例示ではTi層の上はAu層単独の層としているが、AlとAuが積層された構造や、AgとAuが積層された構造など種々の構造の組み合わせが選択可能である。
さらに、本例示ではパッド電極部703の厚さを1000nmとしたが、ワイヤーボンディング時の衝撃を吸収できる厚さを設けておけば良いため、本例示の厚さに限らず、薄くてもかまわない。厚さが厚いほど、ワイヤーボンディング時の衝撃吸収力が高まるが、コストアップ要因になるため、過剰に厚くすることは好ましい設計ではなく、3000nm程度の厚さで抑えることが好ましい。
第二導電型がn型であり、パッド電極部703がBe、Zn、Mg、Cなどのドーパント金属を含む場合、領域702は、細線電極部701に含まれるドーパント金属S、Se、Si、Geのいずれか一種類以上の金属と、パッド電極部703に含まれるS、Se、Si、Geのいずれか一種類以上の金属の両者が含まれる領域となる。
オーミック接触を実現するためには、一定以上の濃度のドーパント金属が必要であるため、p型ドーパントとn型ドーパントで補償された領域702と半導体層の接触抵抗は、熱処理を施しても細線電極部701と半導体層の接触抵抗より高抵抗になる。
図2に示す構造の第一実施形態の発光素子121を、パッド電極部303のパッド直径を70μm〜100μmの範囲で変えて作製した。
図7に示す構造の第二実施形態の発光素子521を、パッド電極部703のパッド直径を70μm〜100μmの範囲で変えて作製した。
実施例1と同様にして発光素子を作製した。ただし、比較例1では、図9に示すように、細線電極部201とパッド電極部203は同種のドーパント金属を有する構造とした。
すなわち、第二導電型がp型の場合、細線電極部201とパッド電極部203はAl、Ag、Au、Pt、Cu、Ti、Niのいずれか1種類以上を含む金属からなる1層以上の構造で講成され、Be、Zn、Mg、Cのいずれか1種類以上の金属を含むようにした。
第二導電型がn型の場合、細線電極部201とパッド電極部203はAl、Ag、Au、Pt、Cu、Ti、Niのいずれか1種類以上を含む金属からなる1層以上の構造で講成され、S、Se、Si、Geのいずれか1種類以上の金属を含むようにした。
比較例1のメリットは、実施例1と同様にフォトリソグラフィー工程数が少なくできることが挙げられる。
細線電極部201とパッド電極部203を分けて形成する方がパッド電極部を厚く出来るため、最良であるが、細線電極部201とパッド電極部203を同時に形成することで一回のフォトリソグラフィーだけで形成することも可能である。
実施例1と同様にして発光素子を作製した。ただし、比較例2では、図10(a)に示すように、ブロック層の機能(電流をブロックする機能)を有する層(エピ層あるいはSiO2等の堆積層)を形成した後に、フォトリソグラフィー工程及びエッチング工程により、パッド電極部203に相当する領域のみにブロック層210を残し、その後、図10(b)に示すように、比較例1と同様に、細線電極部201及びパッド電極部203を形成した。
比較例2では、ブロック層を形成するための材料費と、ブロック層210のパターン形成するためのフォトリソグラフィー工程のコストとエッチングコストが必要である。
実施例1と同様にして発光素子を作製した。ただし、比較例3では、図11(a)に示すように、第二半導体層104上に透明電極膜211を積層し、透明導電膜211を還元する層(以下、還元層と称する)212を積層後、フォトリソグラフィー工程及びエッチング工程により、パッド電極部203’領域に相当するパターンを有する還元層212を形成し、その後、図11(b)に示すように、比較例2と同様に細線電極部201’及びパッド電極部203’を形成した。
比較例1と比べて、比較例3は、透明導電膜211の積層工程、還元層212の積層工程、パターン形成のためのフォトリソグラフィー工程、及び、エッチング工程が必要となり、製造コストは実施例1より明らかに高くなっている。
従って、比較例2、比較例3を用いた場合、実施例1より材料費及び製造コストが高くなることが避けられない。
なお、細線電極部の幅は全ての例において5μm幅とし、チップサイズを矩形で一辺が250μmとした。
図13からわかるように、比較例1は実施例1に比較して大きく発光出力を落とし、パッド電極部の面積を減じても実施例1の発光出力と同レベルになることはない。一方、比較例2、比較例3においては、実施例1の場合とほぼ同程度の出力となっている。
また、パッド径が100μm以上の大きさに関しても、同様の傾向が維持されると推定される。
実施例2と同様にして、発光素子を作製した。ただし、比較例4においては、図12に示すように細線電極部801、パッド電極部803、背骨電極部804の電極材料を同じにして、いずれの電極も第二半導体層504とオーミック接触するようにした。
なお、図12において、界面電極813は、図7の界面電極603に対応している。
図14からわかるように、実施例2と比較例4の発光出力(PO)の比較において、実施例2は、比較例4と比べて、内部量子効率の変化は伴ってはいないため、大きな差異は見られない。
一方、実施例2と比較例4のVF値の比較において、実施例2の方が比較例4より10%以上低くなっている。
VF値の低下した原因は、実施例2において、発光に寄与する領域、言い換えると電流が流れる領域が比較例4と比べて増加したため、電流密度が低下し、VF値が低下したと考えることができる。
その結果、図14の発光効率変化率曲線に示すように、10%以上外部量子効率が比較例4と比べて改善している。
103…エッチング阻止層、 104…第二半導体層、 105…活性層、
106…第一半導体層、 107…組成調整層、 108…窓層、
120…発光部、 121…発光素子、
201、201’…細線電極部、 203、203’…パッド電極部、
210…ブロック層、 211…透明導電膜、 212…還元層
301…細線電極部、 302…重なり領域、 303…パッド電極部、
401…ドット電極、
500…エピタキシャルウェーハ、 501…出発基板、 502…緩衝層、
503…エッチング阻止層、 504…第二半導体層、 505…活性層、
506…第一半導体層、 507…コンタクト層、 520…発光部、
521…発光素子、
601…誘電体層、 602…開口部、 603…界面電極、 610…発光基板、
620…支持基板、 621…第二接合金属層、 630…台座基板界面電極、
701…細線電極部、 702…重なり領域、 703…パッド電極部、
704…背骨電極部、 705…裏面金属電極、
801…細線電極部、 803…パッド電極部、 804…背骨電極部。
そして、十分な電流拡散が行われない発光素子は、電流が発光素子の一部に集中するため、特に電極直下が発光しやすくなり、EL(Electro−luminescence)発光分布が一様にならず、光出力が稼げなくなる。
ワイヤーボンディング時の電極部の剥離現象は層間の界面で発生するが、熱処理により電極部の金属と半導体層との間で、合金層を介して連続的に組成が変化する層が形成され、原理的に界面が存在しないため、ワイヤーボンディング時に電極部が半導体層から剥離することを抑制することができる。
第二導電型がn型であり、パッド電極部703がBe、Zn、Mg、Cなどのドーパント金属を含む場合、領域702は、細線電極部701に含まれるドーパント金属S、Se、Si、Geのいずれか一種類以上の金属と、パッド電極部703に含まれるBe、Zn、Mg、Cのいずれか一種類以上の金属の両者が含まれる領域となる。
オーミック接触を実現するためには、一定以上の濃度のドーパント金属が必要であるため、p型ドーパントとn型ドーパントで補償された領域702と半導体層の接触抵抗は、熱処理を施しても細線電極部701と半導体層の接触抵抗より高抵抗になる。
実施例1と同様にして発光素子を作製した。ただし、比較例1では、図9に示すように、細線電極部201とパッド電極部203は同種のドーパント金属を有する構造とした。
すなわち、第二導電型がp型の場合、細線電極部201とパッド電極部203はAl、Ag、Au、Pt、Cu、Ti、Niのいずれか1種類以上を含む金属からなる1層以上の構造で構成され、Be、Zn、Mg、Cのいずれか1種類以上の金属を含むようにした。
第二導電型がn型の場合、細線電極部201とパッド電極部203はAl、Ag、Au、Pt、Cu、Ti、Niのいずれか1種類以上を含む金属からなる1層以上の構造で構成され、S、Se、Si、Geのいずれか1種類以上の金属を含むようにした。
比較例1のメリットは、実施例1と同様にフォトリソグラフィー工程数が少なくできることが挙げられる。
細線電極部201とパッド電極部203を分けて形成する方がパッド電極部を厚く出来るため、最良であるが、細線電極部201とパッド電極部203を同時に形成することで一回のフォトリソグラフィーだけで形成することも可能である。
Claims (9)
- 少なくとも第一導電型を有する第一半導体層と活性層と第二導電型を有する第二半導体層がこの順序で形成された発光部と、前記第二半導体層と接するパッド電極部と前記第二半導体層と接するとともに前記パッド電極部に接続される細線電極部とを有する第一電極部と、第一半導体層側に設けられた第二電極部と、を有する発光素子であって、
前記第二半導体層がn型の場合、
前記パッド電極部がAl、Ag、Au、Pt、Cu、Ti、Niのいずれか1種類以上の金属を含む1層以上の層構造からなり、前記パッド電極部が前記第二半導体層に対してp型ドーパントとなる金属もn型ドーパントとなる金属も含まないか、又は、前記第二半導体層に対してp型ドーパントとなる1種類以上の金属を含み、
前記細線電極部がAl、Ag、Au、Pt、Cu、Ti、Niのいずれか1種類以上の金属を含む1層以上の層構造からなり、前記細線電極部が前記第二半導体層に対してn型ドーパントとなる1種類以上の金属を含み、
前記第二半導体層がp型の場合、
前記パッド電極部が、Al、Ag、Au、Pt、Cu、Ti、Niのいずれか1種類以上の金属を含む1層以上の層構造からなり、前記パッド電極部が前記第二半導体層に対してp型ドーパントとなる金属もn型ドーパントとなる金属も含まないか、又は、前記第二半導体層に対してn型ドーパントとなる1種類以上の金属を含み、
前記細線電極部がAl、Ag、Au、Pt、Cu、Ti、Niのいずれか1種類以上の金属を含む1層以上の層構造からなり、前記細線電極部が前記第二半導体層に対してp型ドーパントとなる1種類以上の金属を含むことを特徴とする発光素子。 - 前記第一半導体層の前記活性層と反対側に、厚さが10μm以上の窓層が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の発光素子。
- 前記第一半導体層と前記窓層との間に、組成調整層を有することを特徴とする請求項2に記載の発光素子。
- 下面に前記第二電極を有する支持基板と、
前記支持基板上に設けられ、反射層として機能する接合金属層と、
前記接合金属層と前記第一半導体層との間に設けられる誘電体層と、
前記誘電体層の一部を貫通し、前記接合金属層及び前記第一半導体層と接する界面電極と
をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の発光素子。 - 前記第二半導体層は、AlGaInP系の化合物半導体、AlGaInN系の化合物半導体、又はAlGaAs系の化合物半導体からなり、
前記第二半導体層に対してp型ドーパントとなる金属は、Be、Zn、Mg、Cのいずれかであり、
前記第二半導体層に対してn型ドーパントとなる金属は、S、Se、Si、Geのいずれかであることを特徴とする請求項1乃至請求項4に記載の発光素子。 - 前記パッド電極部の厚さが、前記細線電極部より200nm以上厚く、
前記パッド電極部と前記細線電極部の境界部の電極の幅が5μm以上であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の発光素子。 - 前記活性層が(AlxGa1−x)yIn1−yP(0≦x≦1、0.35≦y≦0.65)からなり、
前記第一半導体層及び第二半導体層が(AlxGa1−x)yIn1−yP(0≦x≦1、0.35≦y≦0.65)からなることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の発光素子。 - 前記活性層が(AlxGa1−x)yIn1−yN(0≦x≦1、0≦y≦1)からなり、
前記第一半導体層及び第二半導体層が(AlxGa1−x)yIn1−yN(0≦x≦1、0≦y≦1)からなることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の発光素子。 - 前記活性層が(AlxGa1−x)As(0≦x≦1)からなり、
前記第一半導体層及び第二半導体層が(AlxGa1−x)As(0≦x≦1)又は(AlxGa1−x)yIn1−yP(0≦x≦1、0.35≦y≦0.65)からなることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の発光素子。
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