JP2015029150A - 半導体発光素子 - Google Patents

Abstract

【課題】高効率の半導体発光素子を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、順次積層された、第１電極、第１半導体層、発光層、第２半導体層、第３半導体層及び第２電極を含む半導体発光素子が提供される。第１〜第３半導体層及び発光層は、窒化物半導体を含む。第１半導体層は第１導電形である。第２半導体層は第２導電形である。第３半導体層は、第２半導体層の一部の上に設けられる。第３半導体層の第２導電形の不純物濃度は、第２半導体層よりも低い。第２電極は、パッド部と細線部とを含む。パッド部は、第３半導体層の上に設けられる。細線部は、パッド部から延出し、積層方向に対して垂直な平面に沿って延在する部分を有し、第２半導体層に接する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、半導体発光素子に関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）などの半導体発光素子が開発されている。半導体発光素子において、効率の向上が求められている。例えば、遮光性のパッドと重なる位置での発光を抑制するために、電流経路を制御する絶縁層を設ける構成がある。

特開２０１１−１８７８７２号公報

本発明の実施形態は、高効率の半導体発光素子を提供する。

本発明の実施形態によれば、第１電極と、第１半導体層と、発光層と、第２半導体層と、第３半導体層と、第２電極と、を含む半導体発光素子が提供される。前記第１半導体層は、前記第１電極の上に設けられ窒化物半導体を含みｐ形である。前記発光層は、前記第１半導体層の上に設けられ、窒化物半導体を含む。前記第２半導体層は、前記発光層の上に設けられ、窒化物半導体を含み、ｎ形である。前記第３半導体層は、前記第２半導体層の一部の上に設けられ、窒化物半導体を含む。前記第３半導体層は、前記第２半導体層のｎ形の不純物の濃度よりも低く１×１０^１７／ｃｍ^３以下の不純物の濃度を有する。前記第２電極は、パッド部と、細線部と、を含む。前記パッド部は、前記第３半導体層の上に設けられ前記第２半導体層から離間し遮光性である。前記細線部は、前記パッド部から延出する。前記細線部は、前記第１半導体層から前記第２半導体層に向かう積層方向に対して垂直な平面に沿って延在し前記第２半導体層に接する遮光性の細線と、前記細線と前記パッド部との間に設けられ、前記細線と前記パッド部とを接続し、前記第３半導体層の側面に沿う接続部と、を含む。

第１の実施形態に係る半導体発光素子を示す模式的斜視図である。 第１の実施形態に係る半導体発光素子を示す模式的断面図である。 第１の実施形態に係る半導体発光素子を示す模式的断面図である。 図４（ａ）及び図４（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子を示す模式的平面図である。 第１の実施形態に係る半導体発光素子を示す模式的断面図である。 第１の実施形態に係る半導体発光素子を示す模式的断面図である。 第１の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を示すフローチャート図である。 図８（ａ）〜図８（ｃ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子を示す模式図である。 第２の実施形態に係る半導体発光素子を示す模式的断面図である。 第２の実施形態に係る半導体発光素子を示す模式的断面図である。 第２の実施形態に係る半導体発光素子を示す模式的平面図である。 第２の実施形態に係る別の半導体発光素子を示す模式的断面図である。 図１３（ａ）〜図１３（ｃ）は、第２の実施形態に係る別の半導体発光素子を示す模式的平面図である。 図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、半導体発光素子の特性を示す模式的平面図である。 半導体発光素子の特性を示すグラフ図である。 図１６（ａ）〜図１６（ｃ）は、第２の実施形態に係る別の半導体発光素子を示す模式的平面図である。 第２の実施形態に係る別の半導体発光素子を示す模式的断面図である。 第２の実施形態に係る別の半導体発光素子を示す模式的断面図である。 第２の実施形態に係る別の半導体発光素子を示す模式的断面図である。 図２０（ａ）〜図２０（ｈ）は、第２の実施形態に係る半導体発光素子の構成及び特性を示す模式的平面図である。 図２１（ａ）〜図２１（ｇ）は、実施形態に係る半導体発光素子を示す模式的断面図である。

以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、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。また、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。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述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。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式的斜視図である。 図２及び図３は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。図２は、図１のＡ１−Ａ２線断面図である。図３は、図１のＡ３−Ａ４線断面図である。
図４（ａ）及び図４（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式的平面図である。図４（ａ）は、後述する第２電極８０の平面パターンを例示している。図４（ｂ）は、後述する第３半導体層６０の平面パターンを例示している。

図１、図２、図３、図４（ａ）及び図４（ｂ）に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子１１０は、第１電極４０と、第１半導体層１０と、発光層３０と、第２半導体層２０と、第３半導体層６０と、第２電極８０と、を含む。

第１半導体層１０は、第１電極４０の上に設けられる。第１半導体層１０は、窒化物半導体を含み、第１導電形である。発光層３０は、第１半導体層１０の上に設けられ、窒化物半導体を含む。第２半導体層２０は、発光層３０の上に設けられ、窒化物半導体を含み、第２導電形である。

例えば、第１導電形はｐ形であり、第２導電形はｎ形である。実施形態において、第１導電形がｎ形であり、第２導電形がｐ形でも良い。以下では、第１導電形がｐ形であり、第２導電形がｎ形であるとして説明する。

第３半導体層６０は、第２半導体層２０の一部の上に設けられる。第３半導体層６０における第２導電形の不純物の濃度は、第２半導体層２０における第２導電形の不純物の濃度よりも低い。第３半導体層６０は、窒化物半導体を含む。

このように、半導体発光素子１１０において、第１半導体層１０、発光層３０、第２半導体層２０及び第３半導体層６０を含む積層半導体層１５が設けられる。

第１導電形（ｐ形）の不純物として、例えば、Ｍｇ、Ｚｎ及びＣの少なくともいずれかが用いられる。第２導電形（ｎ形）の不純物として、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｅ及びＳｎの少なくともいずれかが用いられる。

第２半導体層２０は、第２導電形の不純物として、例えば、Ｓｉを含む。第３半導体層６０におけるＳｉの濃度は、第２半導体層２０におけるＳｉの濃度よりも低い。

第１半導体層１０は、ｐ形の不純物（Ｍｇ、Ｚｎ及びＣの少なくともいずれか）を含む例えばＧａＮ層を含む。第１半導体層１０における、ｐ形不純物の濃度は、例えば、１×１０^１８ｃｍ^−３以上５×１０^２１ｃｍ^−３以下であるである。第１半導体層１０は、例えば、ｐ側コンタクト層を含む。

第２半導体層２０は、ｎ形の不純物（Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｅ及びＳｎの少なくともいずれか）を含む例えばＧａＮ層を含む。第２半導体層２０における、ｐ形不純物の濃度は、例えば、１×１０^１７ｃｍ^−３以上２×１０^１９ｃｍ^−３以下であるである。第２半導体層２０は、例えば、ｎ側コンタクト層を含む。

第３半導体層６０は、例えば、ｎ形の不純物（Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｅ及びＳｎなど）がドープされない窒化物半導体層（例えば、ＧａＮ層、ＡｌＮ層、及び、ＡｌＧａＮ層の少なくともいずれか）を含む。第３半導体層６０における、ｐ形またはｎ形の不純物の濃度は、例えば、１×１０^１７ｃｍ^−３以下である。第３半導体層６０における、ｐ形またはｎ形の不純物の濃度は、さらに好ましくは、１×１０^１６ｃｍ^−３以下の（例えばノンドープ）である。

第３半導体層６０における第２導電形の不純物の濃度は、第２半導体層２０における第２導電形の不純物の濃度の０．５倍以下である。

積層半導体層１５及び発光層３０の例については後述する。

第１半導体層１０から第２半導体層２０に向かう積層方向をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向とＸ軸方向とに対して垂直な方向をＹ軸方向とする。

例えば、半導体発光素子１１０をＺ軸方向に沿ってみたときの形状（平面形状）は、矩形（例えば長方形）である。半導体発光素子１１０の平面形状の１つの辺は、例えばＸ軸方向に沿う。半導体発光素子１１０の平面形状の別の辺は、例えばＹ軸方向に沿う。但し、実施形態において、Ｘ軸方向と半導体発光素子１１０の辺の方向との関係は、任意である。

第２電極８０は、パッド部８１と、細線部８２と、を含む。パッド部８１は、第３半導体層６０の上に設けられる。細線部８２は、パッド部８１から延出し、第２半導体層２０に接する。細線部８２は、細線８２ａと、接続部８２ｂと、を含む。細線８２ａは、Ｘ−Ｙ平面に沿って延在する。細線８２ａは、第２半導体層２０に接する。接続部８２ｂは、細線８２ａとパッド部８１との間に設けられ、細線８２ａとパッド部８１とを互いに接続する。接続部８２ｂは、少なくとも第３半導体層６０の側面に沿う。このように、細線部８２は、第１半導体層１０から第２半導体層２０に向かう積層方向（Ｚ軸方向）に対して垂直な平面（Ｘ−Ｙ平面）に沿って延在する部分（細線８２ａ）を有する。

第３半導体層６０は、上面６０ｕと下面６０ｌとを有する。第３半導体層６０の下面６０ｌは、第２半導体層２０に対向する。上面６０ｕは、下面６０ｌとは反対側の面である。第３半導体層６０の上面６０ｕは、第２電極８０に覆われている部分６０ｐと、第２電極８０に覆われていない部分６０ｑと、を有する。この例では、第３半導体層６０は、凹凸６５を有する。凹凸６５は、第３半導体層６０の上面６０ｕのうちで少なくとも第２電極８０に覆われていない部分６０ｑに設けられる。

第１電極４０は、第１半導体層１０の下面１０ｌに設けられる。この例では、半導体発光素子１１０は、支持基板７０と、第１中間導電層７１と、第２中間導電層７２と、をさらに含む。支持基板７０は、導電性である。支持基板７０には、例えば、導電性のシリコン基板などが用いられる。支持基板７０の上に、第１電極４０が設けられる。すなわち、支持基板７０と第１半導体層１０との間に第１電極４０が配置される。第１中間導電層７１は、支持基板７０と第１電極４０との間に設けられる。第２中間導電層７２は、支持基板７０と第１中間導電層７１との間に設けられる。

例えば、第１中間導電層７１は、第１電極４０の表面（下面１０ｌ）上に形成される。第２中間導電層７２は、支持基板７０の表面に形成される。第１中間導電層７１と第２中間導電層７２とを互いに対向させて、第１中間導電層７１と第２中間導電層７２とを接合することで、支持基板７０は第１電極４０と接合される。

第１中間導電層７１は、例えば接着金属層である。第１中間導電層７１には、例えばＴｉまたはＴｉ合金が用いられる。第２中間導電層７２は、接合用金属層である。第２中間導電層７２には、例えば、ＡｎＳｎ合金などが用いられる。

第２電極８０及び第１電極４０には、金属（合金を含む）が用いられる。第２電極８０の細線部８２の材料は、パッド部８１の少なくとも一部と同じ材料である。これにより、良好な電気特性が得られ、また、製造も簡単になる。

半導体発光素子１１０は、例えば、Thin Film形の半導体発光素子である。後述するように、半導体発光素子１１０においては、成長用基板の上に、第３半導体層６０、第２半導体層２０、発光層３０及び第１半導体層１０が、順次、結晶成長された後に、積層半導体層１５に支持基板が接合され、その後、成長用基板が除去される。積層半導体層１５への支持基板の接合は、例えば、接合用金属層などを介して、または直接、行われる。

なお、本明細書において、「接合」は、直接的に固定される状態の他に、間に別の要素を挿入した状態で固定される状態も含む。また、「上に設けられる」は、直接的に接して配置される場合の他に、間に別の要素が挿入されて配置される場合も含む。また、「対向」は、直接的に面する状態の他に、間に別の要素が挿入されて間接的に面する状態も含む。また、「積層」とは、互いに接して重ねられる状態の他に、間に他の層が挿入されて重ねられる状態も含む。

半導体発光素子１１０において、第２電極８０と第１電極４０との間に電圧が印加され、第１半導体層１０と第２半導体層２０とを介して発光層３０に電流が供給され、発光層３０から光が放出される。発光のピークの波長は、例えば、３７０ナノメートル（ｎｍ）以上７００ｎｍ以下である。光は、主に、半導体発光素子１１０の上面から外部に出射する。

第２半導体層２０の上側部分には、例えば、ｎ側コンタクト層が設けられ、このｎ側コンタクト層と細線８２ａとが接する。細線８２ａは、第２半導体層２０（具体的にはｎ側コンタクト層）とオーミック接触している。

一方、第３半導体層６０における不純物濃度は低い。第３半導体層６０の電気抵抗は、第２半導体層２０の電気抵抗の２倍以上である。このため、第３半導体層６０の上面６０ｕに設けられるパッド部８１と第３半導体層６０との間の電気抵抗は、細線８２ａと第２半導体層２０との間の電気抵抗よりも高い。

このため、第２電極８０と第１電極４０との間に電圧を印加したときに、第２電極８０のうちの細線部８２（細線８２ａ）と第２半導体層２０との間に電流が流れ、第２電極８０のうちのパッド部８１と第３半導体層６０との間には実質的には電流は流れない。このため、パッド部８１の直下及びその近傍での発光が抑制される。細線部８２（細線８２ａ）の下側及びその近傍において発光する。

パッド部８１には、電気的な接続性の観点から、金属（合金を含む）が用いられる。もし、パッド部８１の直下及びその近傍で発光する場合には、その光は、パッド部８１により遮られ、素子の外部に直接に出射せず、損失が生じる。

これに対して、実施形態においては、パッド部８１は、不純物濃度の低い第３半導体層６０の上に設けられるため、パッド部８１の直下及びその近傍での発光が抑制される。そして、細線部８２（細線８２ａ）から第２半導体層２０へ電流が注入され、パッド部８１以外の部分での発光が促進される。

細線部８２は、Ｘ−Ｙ平面内に延在しており、Ｘ−Ｙ平面内に電流を広げる機能を有する。半導体層を流れる電流はある程度拡散するため、細線部８２から注入された電流は、細線部８２の直下だけでなく細線部８２の直下以外の部分の半導体層にも流れる。このため、発光層３０において比較的均一な電流が流れる。このように、半導体層を流れる電流が拡散するため、細線部８２の幅（細線部８２の延在方向に対して垂直方向の長さ）は、比較的狭く設定することができる。細線部８２の直下で発光した光は、各層の界面または第１電極４０などで反射して方向を変え、比較的反射の回数が少ない状態で、素子の上面から出射できる。このため、光が取り出されるまでに生じる吸収に起因する損失の程度は、低い。

一方、ボンディングなどの電気的な接続性の観点から、パッド部８１のサイズ（幅）は比較的大きく設定される。このため、もしパッド部８１の直下で発光する場合は、その光が、各層の界面または第１電極４０などで反射して方向を変えて素子の上面から出射するためには、反射の回数が多くなり、損失が大きい。このため、パッド部８１の直下における発光をできる限り抑制することが望まれる。

実施形態においては、パッド部８１が、不純物濃度の低い第３半導体層６０の上に設けられるため、パッド部８１の直下及びその近傍での発光が抑制されるため、損失が抑制できる。これにより、高い効率が得られる。

本実施形態において、第３半導体層６０のＸ−Ｙ平面における面積は、第２半導体層２０のＸ−Ｙ平面における面積の２％以上１０％以下であることが好ましい。第３半導体層６０のＸ−Ｙ平面における面積がこの範囲であると、第２電極８０の細線部８２の面積が確保され、発光が促進される。第３半導体層６０のＸ−Ｙ平面における面積が大きすぎると光取り出しが妨げられ、少なすぎると電流の注入が不足する恐れがある。

実施形態において、第２電極８０のＸ−Ｙ平面の面積Ｓ１に対するパッド部８１のＸ−Ｙ平面の面積Ｓ２の比（Ｓ２／Ｓ１）は、２０％以上６５６％以下である。である。パッド部８１の面積がこのように大きいときに、本実施形態による効率向上の効果が得易い。

細線部８２の延在方向に直交する方向（例えばＹ軸方向）に沿った細線部８２ａの幅は、パッド部８１のその方向（Ｙ軸方向に沿った幅）の６％以上１５％以下であることが好ましい。この範囲であると、第２電極８０の細線部８２から電流を十分に注入しつつ、光取り出しの効率を高めることができる。

なお、パッド部８１からの電流の注入を抑制するために、第３半導体層６０を設けずに、第２半導体層２０の一部の上に、例えばＳｉＯ_２などの絶縁層を設ける構成が考えられる。しかし、このような絶縁層は、熱伝導率が窒化物半導体よりも低いため、熱が蓄積し易い。また、窒化物半導体とは異なる材料の絶縁層を設けることで、絶縁層と窒化物半導体との密着性が低く、信頼性が低下することがある。また、それらの間の熱膨張係数の差に起因して、クラックなどの欠陥が生じ、信頼性が低下し易くなる。さらに、ＳｉＯ_２などの絶縁層と第２電極８０に用いられる金属（例えばＡｌなど）との密着性は低い。工程数も増える。

これに対して、実施形態においては、パッド部８１からの電流の注入を抑制するために、熱伝導性の良好な窒化物半導体の第３半導体層６０を用いる。これにより、熱が蓄積し難い。また、他の半導体層と類似の材料の第３半導体層６０を用いることで、高い密着性が得られ、また、熱膨張係数の差が生じず、クラックなどの欠陥が抑制され、信頼性が高い。窒化物半導体の第３半導体層６０と第２電極８０に用いられる金属（例えばＡｌなど）との密着性は高い。第２半導体層２０の成長の前に成長される第３半導体層６０を用いるため、工程が増えることがない。

第３半導体層６０の導電率を制御することで、パッド部８１から半導体層に注入される電流と、細線部８２から半導体層に注入される電流と、の比を、任意の割合にすることができる。このように、パッド部８１の下に絶縁層ではなく、第３半導体層３０を設けることで、パッド部８１の周辺における電流密度を適切な状態に調整でき、発光分布をより所望の状態に近づけることができる。これにより、効率がさらに高まる。

例えば、第３半導体層６０を設けない場合におけるパッド部８１の近傍における集中的な発光強度は、他の部分の１．５倍程度である。このとき、第３半導体層６０における電流密度を、第２半導体層２０における電流密度の１／１．５程度にすると電流が均一化できる。このために、例えば、第３半導体層６０の抵抗を、第２半導体層２０の抵抗の１．５倍にする。

第３半導体層６０の抵抗は、第３半導体層６０の厚さと第３半導体層６０における導電率（例えば不純物濃度に基づく値）と、に基づく。第２半導体層３０の抵抗は、第３半導体層３０の厚さと第３半導体層３０における導電率（例えば不純物濃度に基づく値）と、に基づく。第３半導体層６０の導電率は、厚さを考慮して定める。

さらに、第２半導体層２０がｎ形である場合、第２電極８０から電子が第２半導体層に注入される。電子の注入効率は高い。このため、もし、第３半導体層６０を設けずにパッド部８１も第２半導体層２０に接触させる場合には、パッド部８１及びその近傍から電子が第２半導体層２０に注入され、細線部８２からの電子の注入が抑制される。すなわち、パッド部８１の近傍だけで局所的に電流が注入されてしまい、細線部８２からは電流が注入されない状態となる。このため、光を取り出し難い、パッド部８１及びその近傍において局所的に発光し、他の部分での発光が低くなってしまう。すなわち、面内発光分布は不均一であり、光取り出し効率が低下する。

これに対して、実施形態においては、第２半導体層２０がｎ形である場合においても、パッド部８１が高抵抗の第３半導体層６０の上に設けられ、パッド部８１及びその近傍からの第２半導体層２０への注入が抑制されるため、面内発光分布が均一になり、高い光取り出し効率が得られる。その結果、効率が高い。

このように、第１導電形がｐ側であり第２導電形がｎ形である場合に、実施形態による高い光取り出し効率の向上が、より効果的となる。

図４（ｂ）に表したように、第３半導体層６０は、第２半導体層２０の一部の上に設けられている。例えば、第３半導体層６０に、第３半導体層６０を貫通するトレンチ６０ｔが設けられる。トレンチ６０ｔは、第２半導体層２０に到達している。トレンチ６０ｔにおいて第２半導体層２０が露出している。

図４（ａ）に表したように、トレンチ６０ｔに埋め込まれるように、第２電極８０の細線部８２の細線８２ａが設けられている。

実施形態において、細線部８２は、Ｘ−Ｙ平面内に電流を広げる機能を有する。このため、細線部８２は、複数設けられることが好ましい。細線部８２の平面形状（Ｘ−Ｙ平面に投影したときの形状）は、閉じた形状でも良く、開いた形状でも良い。

図２及び図３に例示したように、この例では、細線８２ａは、第２半導体層２０に埋め込まれている。このように、細線部８２の少なくとも一部は、第２半導体層２０に埋め込まれても良い。細線部８２（細線８２ａ）の少なくとも一部が、第２半導体層２０に埋め込まれると、細線部８２の底面と第２半導体層２０との接触に加えて、細線部８２の側面と第２半導体層２０とが接触する。このため、細線部８２と第２半導体層２０との間の電気抵抗をより低減できる。

第２電極８０及び第１電極４０は、発光層３０から放出される光に対して反射性であることが好ましい。これにより、光取り出し効率が向上できる。

例えば、第２電極８０は、Ａｌを含むことが好ましい。Ａｌは、ｎ形の窒化物半導体に対してのオーミック接触性が良好である。第２電極８０が、Ａｌ、または、Ａｌを含む合金を含むことで、高い反射性と高い電気特性とが得られる。

第１電極４０は、Ａｇを含むことが好ましい。Ａｇは、ｐ形の窒化物半導体に対してのオーミック接触性が良好である。第１電極４０が、Ａｇ、または、Ａｇを含む合金を含むことで、高い反射性と高い電気特性とが得られる。

例えば、凹凸６５の深さは、発光層３０から放出される光のピーク波長の０．８倍以上である。例えば、凹凸６５の深さは、光のピーク波長の５倍以下である。凹凸６５により、発光層３０から放出される光を素子の外に効率良く取り出すことができる。

図２に例示したように、パッド部８１から、細線部８２が、第３半導体層６０の側面６０ｓに沿って延出し、第２半導体層２０の上に延在する。すなわち、第３半導体層６０の上に設けられるパッド部８１と、第２半導体層２０に接する細線８２ａとは、その間の接続部８２ｂにより接続される。このとき、接続部８２ｂにおいて断線しないように、第３半導体層６０の側面６０ｓは、順テーパであることが好ましい。

例えば、第３半導体層６０の側面６０ｓのうちで第２電極８０が設けられている部分と、Ｘ−Ｙ平面と、の間の角度θは、２０度以上８５度以下であることが好ましい。

第３半導体層６０の側面６０ｓのテーパの角度θは、第３半導体層６０の加工の際のエッチング条件等により調整される。第３半導体層６０の加工条件には、積層半導体層１５を加工して素子を分断する加工の条件と同様の条件を用いることができる。これにより、加工の安定性が向上する。このときは、第３半導体層６０の側面６０ｓのテーパの角度θは、積層半導体層１５の側面のテーパの角度と実質的に一致する。例えば、第３半導体層６０の側面６０ｓのうちで第２電極８０が設けられている部分と、Ｘ−Ｙ平面と、の間の角度θは、第２半導体層２０の側面と、Ｘ−Ｙ平面との間の角度θ１と同じであることが好ましい。

図５は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。 図５は、積層半導体層１５が結晶成長されるときの状態を例示している。すなわち、図５は、半導体発光素子１１０の製造工程の１つの段階の状態を例示している。

図５に表したように、成長用基板５の上に、積層半導体膜１５ｆがエピタキシャル成長される。積層半導体膜１５ｆは、積層半導体層１５となる。積層半導体膜１５ｆの成長方法には、例えば、有機金属気相堆積（Metal-Organic Chemical Vapor Deposition：ＭＯＣＶＤ）法、または、有機金属気相成長（Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy）法などを用いることができる。成長用基板５と積層半導体膜１５ｆが、積層体１６に含まれる。

成長用基板５には、例えばシリコン（Ｓｉ）が用いられる。実施形態はこれに限らず、例えば、成長用基板５には、Ｓｉ、ＳｉＯ_２、石英、サファイア、ＧａＮ、ＳｉＣ及びＧａＡｓのいずれかが用いられる。このとき、成長用基板５の面方位は任意である。以下では、成長用基板５としてＳｉ基板を用いる例について説明する。

成長用基板５の上に第３半導体膜６０ｆが形成される。第３半導体膜６０ｆは、第３半導体層６０の少なくとも一部となる。第３半導体膜６０ｆの上に、第２半導体膜２０ｆが設けられる。第２半導体膜２０ｆは、第２半導体層２０となる。第２半導体膜２０ｆの上に発光膜３０ｆが設けられる。発光膜３０ｆは、発光層３０となる。発光膜３０ｆの上に第１半導体膜１０ｆが設けられる。第１半導体膜１０ｆは、第１半導体層１０となる。

この例では、第３半導体膜６０ｆとして、例えば、ＡｌＮ層６２ａと、ＡｌＧａＮ層６３ａと、積層中間層６４と、が設けられる。ＡｌＮ層６２ａは、成長用基板５の上に形成される。

ＡｌＮ層６２ａは、低温成長または高温成長により形成される。
低温成長の場合は、ＡｌＮ層６２ａの形成温度は、例えば、４００℃以上５００℃以下である。低温成長の場合のＡｌＮ層６２ａの厚さは、例えば、３０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
高温成長の場合は、ＡｌＮ層６２ａの形成温度は、例えば、７００℃以上１２００℃以下である。高温成長の場合のＡｌＮ層６２ａの厚さは、例えば、１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。
ＡｌＮ層６２ａとして、低温成長のＡｌＮ層と、高温成長のＡｌＮ層と、の積層膜を用いても良い。

ＡｌＧａＮ層６３ａは、ＡｌＮ層６２ａの上に形成される。ＡｌＧａＮ層６３ａの形成温度は、例えば、８００℃以上１２００℃以下である。ＡｌＧａＮ層６３ａの厚さは、例えば、３００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下である。ＡｌＧａＮ層６３ａにおけるＡｌ組成比は、０．１５以上１未満である。ＡｌＧａＮ層６３ａは、Ａｌ組成比の異なる複数の層の積層膜を含んでも良い。ＡｌＧａＮ層６３ａは、組成比の連続的な変化を有しても良い。

積層中間層６４は、ＡｌＧａＮ層６３ａの上に形成される。積層中間層６４は、複数の第１層６１と、複数の第２層６２と、を含む。複数の第１層６１と、複数の第２層６２と、は、交互に積層される。この例では、第１層６１と第２層６２との間に第３層６３が設けられている。第１層６１の上に第２層６２が設けられ、第２層６２の上に第３層６３が設けられ、第３層６３の上に別の第１層６１が設けられる。

第２層６２におけるＡｌ組成比は、第１層６１におけるＡｌ組成比よりも高い。第１層６１には、例えばＧａＮが用いられる。第２層６２には、例えばＡｌ_ｘ１Ｇａ_１−ｘ１Ｎ（０＜ｘ１≦１）が用いられる。第３層６３には、Ａｌ_ｘ２Ｇａ_１−ｘ２Ｎ（０＜ｘ２＜ｘ１）が用いられる。

第１層６１の厚さは、例えば１５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であり、第２層６２の厚さは、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、第３層６３の厚さは、２０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。このとき、積層数（第１層６１の数、または、第２層６２の数）は、１以上５以下である。

積層中間層６４の全体の厚さは、例えば、２００ｎｍ以上７５００ｎｍ以下である。第１層６１の形成温度は、例えば、８００℃以上１１００℃以下であり、第２層６２の形成温度は、例えば、５００℃以上８００℃以下であり、第３層６３の形成温度は、７００℃以上１２００℃以下である。

この例では、ＡｌＧａＮ層６３ａの上に第１層６１が設けられている。また、最後の第３層６３の上に、第２半導体膜２０ｆが設けられている。

最も上の第３層６３（ＡｌＧａＮ層）は、例えば、第２半導体膜２０ｆ（第２半導体層２０）に接する。ただし、実施形態において、最も上の第３層６３と第２半導体膜２０ｆ（第２半導体層２０）との間に、別の層が設けられても良い。例えば、半導体発光素子１１０は、最も上の第３層６３と第２半導体膜２０ｆ（第２半導体層２０）との間に設けられた積層膜をさらに含んでも良い。この積層膜は、例えば、交互に積層された、複数の高バンドギャップエネルギー層と、複数の低バンドギャップエネルギー層と、を含む。高バンドギャップエネルギー層は、例えばＧａＮ層である。低バンドギャップエネルギー層は、例えばＩｎＧａＮ層である。この積層膜により、例えば良好な結晶性が得られる。この積層膜は、例えば、第３半導体膜６０ｆ（第３半導体層６０）の一部と見なしても良い。

積層中間層６４のうちで最も上の層は、第３層６３（ＡｌＧａＮ層）ではなく、他の層でも良い。例えば、積層中間層６４の最も上に、第１層６１（例えばＧａＮ層）が配置されても良い。また、積層中間層６４の最も上に、第２層６２（例えばＡｌＮ層）が配置されても良い。

半導体発光素子１１０において、第３半導体層６０は、例えば、積層中間層６４の少なくとも一部を含む。第３半導体層６０は、第１層６１を含む。第３半導体層６０は、例えば、第３層６３をさらに含む。第３半導体層６０は、例えば、第２層６２を含む。第３半導体層６０は、ＡｌＧａＮ層６２ａ及びＡｌＮ層６３ａをさらに含んでも良い。

このように、第３半導体層６０は、ＧａＮ層（例えば第１層６１）を含むことができる。このＧａＮ層における第２導電形の不純物の濃度は、１×１０^１７／ｃｍ^３以下である。

第３半導体層６０は、Ａｌ_ｘ１ＧａＮ_１−ｘ１Ｎ層（０＜ｘ１≦１）、すなわち、第２層６２及び第３層６３の少なくともいずれか、を含むことができる。

すなわち、第３半導体層６０は、窒化物半導体積層膜を含むことができる。この窒化物半導体積層膜は、Ａｌ_ｚ１Ｇａ_１−ｚ１Ｎ層（０＜ｚ１＜１）と、Ａｌ_ｚ１Ｇａ_１−ｚ１Ｎ層の上に設けられたＡｌ_ｚ２Ｇａ_１−ｚ２Ｎ層（ｚ１＜ｚ２≦１）と、Ａｌ_ｚ２Ｇａ_１−ｚ２Ｎ層の上に設けられたＡｌ_ｚ３Ｇａ_１−ｚ３Ｎ層（０≦ｚ３＜ｘ１）と、を含むことができる。Ａｌ_ｚ１Ｇａ_１−ｚ１Ｎ層は、例えば、第３層６３であり、Ａｌ_ｚ２Ｇａ_１−ｚ２Ｎ層は、例えば第２層６２であり、Ａｌ_ｚ３Ｇａ_１−ｚ３Ｎ層（０≦ｚ３＜ｘ１）は、例えば第１層６１である。
この窒化物半導体積層膜は、積層方向（Ｚ軸方向）に複数積層されてもよい。

図６は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。 図６は、発光層３０の構成の１つの例を示している。
図６に表したように、発光層３０は、複数の障壁層３１と、複数の障壁層３１どうしの間に設けられた井戸層３２と、を含む。例えば、複数の障壁層３１と、複数の井戸層３２と、がＺ軸方向に沿って交互に積層される。

井戸層３２は、Ｉｎ_ｘ０Ｇａ_１−ｘ０Ｎ（０＜ｘ０＜１）を含む。障壁層３１は、ＧａＮを含む。すなわち、井戸層３２はＩｎを含み、障壁層３１はＩｎを実質的に含まない。障壁層３１におけるバンドギャップエネルギーは、井戸層３２におけるバンドギャップエネルギーよりも大きい。

発光層３０は、単一量子井戸（ＳＱＷ：Single Quantum Well）構成を有することができる。このとき、発光層３０は、２つの障壁層３１と、その障壁層３１の間に設けられた井戸層３２と、を含む。または、発光層３０は、多重量子井戸（ＭＱＷ:Multi Quantum Well）構成を有することができる。このとき、発光層３０は、３つ以上の障壁層３１と、障壁層３１どうしのそれぞれの間に設けられた井戸層３２と、を含む。

すなわち、発光層３０は、例えば、（ｎ＋１）個の障壁層３１と、ｎ個の井戸層３２と、を含む（ｎは、２以上の整数）。第（ｉ＋１）障壁層ＢＬ（ｉ＋１）は、第ｉ障壁層ＢＬｉと第１半導体層１０との間に配置される（ｉは、１以上（ｎ−１）以下の整数）。第（ｉ＋１）井戸層ＷＬ（ｉ＋１）は、第ｉ井戸層ＷＬｉと第１半導体層１０との間に配置される。第１障壁層ＢＬ１は、第２半導体層２０と第１井戸層ＷＬ１との間に設けられる。第ｎ井戸層ＷＬｎは、第ｎ障壁層ＢＬｎと第（ｎ＋１）障壁層ＢＬ（ｎ＋１）との間に設けられる。第（ｎ＋１）障壁層ＢＬ（ｎ＋１）は、第ｎ井戸層ＷＬｎと第１半導体層１０との間に設けられる。

以下では、半導体発光素子１１０の製造方法の１つの例について説明する。
図７は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を例示するフローチャート図である。
図７に表したように、積層体１６を準備する（ステップＳ１１０）。積層体１６は、成長用基板５と、積層半導体膜１５ｆと、を含む。積層半導体膜１５ｆは、第１導電形の第１半導体膜１０ｆと、成長用基板５と第１半導体膜１０ｆとの間に設けられた第２導電形の第２半導体膜２０ｆと、第１半導体膜１０ｆと第２半導体膜２０ｆとの間に設けられた発光膜３０ｆと、成長用基板５と第２半導体膜２０ｆとの間に設けられ第２導電形の不純物濃度が第２半導体膜２０ｆよりも低い第３半導体膜６０ｆと、を含む。

本製造方法は、積層体１６を形成する工程（すなわち、成長用基板５の上に積層半導体膜１５ｆを成長させる工程）を含んでも良い。

図７に表したように、第１電極４０を形成する（ステップＳ１２０)。例えば、加工体の上面の全体に、第１電極４０となるＡｇ膜を形成する。Ａｇ膜の厚さは、例えば、１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下である。さらに、Ａｇ膜の上に、第１中間導電層７１となるＴｉ膜を形成する。このＴｉ膜の厚さは、例えば５ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。第１中間導電層７１は、バリアメタルとして機能する。

図７に表したように、第１電極４０に導電性の支持基板７０を接合する（ステップＳ１３０）。例えば、支持基板７０として、主面に第２中間導電層７２（例えばＡｕＳｎ層）が設けられたシリコン基板を準備する。第１中間導電層７１と第２中間導電層７２とを互いに対向させて、第１電極４０と支持基板７０とを配置する。そして、第１中間導電層７１と第２中間導電層７２とを接触させて加熱し、第１電極４０と支持基板７０とを接合する。

図７に表したように、成長用基板５を除去する（ステップＳ１４０）。この除去は、例えば、研削及びエッチングの少なくともいずれかの処理により行われる。

図７に表したように、第３半導体膜６０ｆの一部を除去する（ステップＳ１５０）。例えば、第３半導体膜６０ｆに、第３半導体膜６０ｆを貫通するトレンチ（トレンチ６０ｔ）を形成する。

図７に表したように、第３半導体膜６０ｆの表面に凹凸６５を形成する。この凹凸６５の形成は、例えば、ＫＯＨなどを用いたウエット処理、または、任意のドライエッチング処理などを用いることができる。

図７に表したように、第２電極８０を形成する（ステップＳ１７０）。例えば、加工体の上に所定の形状のレジストを形成した後に、導電膜を形成し、レジストを除去することで所定の形状の導電膜が形成される。この導電膜の一部は、トレンチ６０ｔを介して第２半導体膜２０ｆ（第２半導体層２０）と接する。これにより、第２電極８０の細線部８２とパッド部８１とが形成される。
これにより、半導体発光素子１１０が得られる。

なお、上記のステップＳ１１０〜Ｓ１７０の順番は、技術的に可能な範囲で入れ替えることができる。ステップＳ１１０〜Ｓ１７０の少なくとも２つは、技術的に可能な範囲で同時に実施しても良い。

本実施形態に係る半導体発光素子の製造方法によれば、高効率の半導体発光素子の製造方法が提供できる。

上記の成長用基板５の除去（ステップＳ１４０）の際に、成長用基板５の上に形成した第３半導体膜６０ｆの一部が残され、一部が除去される。例えば、第３半導体膜６０ｆのうちのＡｌＧａＮ層６２ａ及びＡｌＮ層６３ａが除去され、積層中間層６４の少なくとも一部が残る。例えば、残った積層中間層６４の一部が、第３半導体層６０となる。

凹凸６５は、例えば、残った積層中間層６４の少なくとも一部に形成される。凹凸６５の一部が、第２半導体層２０に到達しても良い。

図８（ａ）〜図８（ｃ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式図である。
図８（ａ）及び図８（ｂ）は、成長用基板５の上に積層半導体膜１５ｆを形成し、その後、成長用基板５を除去した後に、第１半導体層１０の表面から半導体層に含まれる元素をＳＩＭＳ（Secondary Ion Mass Spectrometry）により分析した結果を表している。これらの図の横軸は、Ｚ軸方向（深さ方向）の位置である。図８（ａ）の縦軸は、Ａｌ（Ａｌイオン）の濃度Ｃ（Ａｌ）である。図８（ｂ）の縦軸は、Ｓｉの濃度Ｃ（Ｓｉ）である。図８（ｃ）は、図８（ａ）及び図８（ｂ）の横軸に対応する半導体層を模式的に例示している。

図８（ａ）に表したように、第１半導体層１０の一部において、Ａｌの濃度が高い。このＡｌの濃度が高い部分は、電子オーバーフロー抑制層に対応する。発光層３０及び第２半導体層２０においては、Ａｌ濃度は低い。第３半導体層６０においては、第３層６３及び第２層６２において、Ａｌ濃度が高い。第１層６１においては、Ａｌ濃度は低い。

図８（ａ）に例示したように、第１層６１、第２層６２及び第３層６３において、Ａｌの濃度は連続的に変化しても良い。また、不連続的に変化しても良い。第１層６１、第２層６２及び第３層６３どうしの境界が不明確な場合があるが、Ａｌの濃度の高い部分と、低い部分と、中間の部分と、が存在することで、第１層６１、第２層６２及び第３層６３の存在が確認できる。

図８（ｂ）に例示したように、第１半導体層１０においては、Ｓｉの濃度は低く、第２半導体層２０において、Ｓｉの濃度が高い。この例では、発光層３０において、Ｓｉが観測されている。発光層３０におけるＳｉの濃度は、第２半導体層２０におけるＳｉの濃度よりも低い。

この例では、第３半導体層６０のうちの第２半導体層２０の側の一部（第３層６３）において、高い濃度のＳｉが検出されている（図８（ｂ）の部分ＰＡ）。この部分において、Ｓｉの濃度の揺らぎが発生している。部分ＰＡを除くと、第３半導体層６０におけるＳｉの濃度は、第２半導体層２０におけるＳｉの濃度よりも低い。このように、第３半導体層６０のうちで第２導電形の不純物濃度が第２半導体層２０における第２導電形の不純物濃度が低い部分と、第２半導体層２０との間に、局所的に第２導電形の不純物濃度が第２半導体層２０よりも高い部分（Ｓｉの濃度の揺らぎが発生している部分ＰＡ）が設けられていても良い。この場合は、第２導電形の不純物濃度が第２半導体層２０における第２導電形の不純物濃度よりも低い部分を第３半導体層６０と見なすことができる。

第３半導体層６０の第１層６１（ＧａＮ層）におけるＳｉ（第２導電形の不純物）の濃度は、１×１０^１７／ｃｍ^３以下である。

（第２の実施形態）
図９及び図１０は、第２の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。図９は、図１のＡ１−Ａ２線断面に相当する断面図である。図１０は、図１のＡ３−Ａ４線断面に相当する断面図である。
図１１は、第２の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式的平面図である。図１１は、後述する高抵抗部４５の平面パターンを例示している。

図９〜図１１に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子１２０は、第１半導体層１０、発光層３０、第２半導体層２０、第３半導体層６０、第２電極８０及び第１電極４０に加え、高抵抗部４５をさらに含む。第１半導体層１０、発光層３０、第２半導体層２０、第３半導体層６０、第２電極８０及び第１電極４０の構成は、半導体発光素子１１０と同様なので説明を省略する。半導体発光素子１２０における細線８２ａのパターンは、図４（ａ）に例示した通りである。

高抵抗部４５は、第１電極４０と第１半導体層１０との間に設けられる。高抵抗部４５は、積層方向（Ｚ軸方向）に対して垂直な平面（Ｘ−Ｙ平面）に投影したときに、細線８２ａと重なる。

高抵抗部４５は、Ｘ−Ｙ平面に投影したときに、細線８２ａと重なる部分４５ｐを有する。この例では、高抵抗部４５は、Ｘ−Ｙ平面に投影したときに、パッド部８１と重なる部分４５ｑも有する。ただし、後述するように、パッド部８１と重なる部分４５ｑは設けられなくても良い。

高抵抗部４５の抵抗は、第１半導体層１０の抵抗よりも高い。または、高抵抗部４５と第１半導体層１０との接触抵抗は、第１電極４０と第１半導体層１０との間の接触抵抗よりも高い。または、高抵抗部４５と第１電極４０との接触抵抗は、第１半導体層１０と第１電極４０との接触抵抗よりも高い。

例えば、高抵抗部４５の導電率は、第１半導体層１０の導電率よりも低い。例えば、第１電極４０と第１半導体層１０との間に高抵抗部４５が設けられていない部分における、第１電極４０と第１半導体層１０との間の電気抵抗は、第１電極４０と第１半導体層１０との間に高抵抗部４５が設けられている部分における、第１電極４０と第１半導体層１０との間の電気抵抗よりも低い。

例えば、高抵抗部４５は、絶縁性である。高抵抗部４５は、金属酸化物、金属窒化物及び金属酸窒化物の少なくともいずれかを含むことができる。

例えば、第１電極４０としてＡｇを用い第１半導体層１０としてｐ形のＧａＮを用いる場合、高抵抗部４５として、ＳｉＯ_２を用いると、高抵抗部４５と第１半導体層１０との接触抵抗は、第１電極４０と第１半導体層１０との間の接触抵抗よりも高くなる。

この例では、高抵抗部４５は、第１電極４０に埋め込まれているが、高抵抗部４５は、第１半導体層１０に埋め込まれても良い。

高抵抗部４５は、第１電極４０から第１半導体層１０に流れる電流経路を制御する。高抵抗部４５は、Ｘ−Ｙ平面に投影したときに、細線８２ａと重なる部分を有しているため、細線８２ａと重なる部分の発光層３０への電流を抑制し、この部分での発光を抑制する。これにより、光を遮蔽する細線８２ａの直下での発光が抑制されるため、発光効率がより向上する。

図１２は、第２の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。図１２は、図１のＡ１−Ａ２線断面に相当する断面図である。
図１３（ａ）〜図１３（ｃ）は、第２の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的平面図である。図１３（ａ）は、第２電極８０の平面パターンを例示している。図１３（ｂ）は、第３半導体層６０の平面パターンを例示している。図１３（ｃ）は、高抵抗部４５の平面パターンを例示している。

図１２、及び、図１３（ａ）〜図１３（ｃ）に表したように、半導体発光素子１２１は、半導体発光素子１２０と、高抵抗部４５のパターンの点で異なる。これ以外の構成は、半導体発光素子１２０と同様なので説明を省略する。

半導体発光素子１２１においては、パッド部８１と重なる部分４５ｑは設けられていない。すなわち、高抵抗部４５は、Ｘ−Ｙ平面に投影したときに、パッド部８１の少なくとも一部と重ならない。この場合も、高抵抗部４５は、Ｘ−Ｙ平面に投影したときに、細線８２ａと重なる部分４５ｐを有する。

パッド部８１の直下においては、第３半導体層６０により電流の注入が抑制されているため、パッド部８１の直下においては、高抵抗部４５を設けなくても十分に発光が抑制される。このため、高抵抗部４５のうちのパッド部８１と重なる部分４５ｑは、省略できる。

高抵抗部４５として例えばＳｉＯ_２などを用いた場合には、高抵抗部４５は光吸収体として作用する。このため、高抵抗部４５の面積を小さくすることで、光吸収がより抑えられる。

一方、Ｘ−Ｙ平面内に電流を広げるために細線８２ａが設けられ、細線８２ａから電流（例えば電子流）が半導体層に注入される。細線８２ａは光を遮蔽（減衰）するため、細線８２ａの直下では、できるだけ発光しないようにすることがより好ましい。半導体発光素子１２０及び１２１においては、高抵抗部４５を設けることで、細線８２ａの直下における発光を抑制し、より高い効率が得られる。さらに、高抵抗部４５をパッド部８１と重ならない形状とした半導体発光素子１２１においては、高抵抗部４５における光吸収が抑制され、半導体発光素子１２０よりもさらに高い効率が得られる。

図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、半導体発光素子の特性を例示する模式的平面図である。
図１４（ａ）は、本実施形態に係る半導体発光素子１２１の発光特性を例示している。図１４（ｂ）は、参考例の半導体発光素子１１９の特性を例示している。半導体発光素子１１９においては、第３半導体層６０が設けられず、第２電極８０のパッド部８１及び細線部８２が、第２半導体層２０に接している。さらに、半導体層１１９においては、高抵抗部４５が設けられていない。これらの図において、明るい部分は発光の輝度が高いことを示し、暗い部分は発光の輝度が低いことを示している。

図１４（ｂ）に表したように、参考例の半導体発光素子１１９においては、パッド部８１の近傍において、局所的に発光しており、パッド部８１から遠い部分では、輝度が低い。このように、半導体発光素子１１９においては、発光が面内で不均一である。

図１４（ａ）に表したように、実施形態に係る半導体発光素子１２１においては、パッド部８１の近傍での局所的な発光が抑制され、発光の面内均一性が向上している。この例では、パッド部８１から遠い部分でも、高い輝度が得られている。なお、この例は、第３半導体層６０によりパッド部８１の近傍の局所的な発光を抑制できることを示すためのものであり、パッド部８１から遠い部分における輝度が、パッド部８１の近傍における輝度よりも高くなっている。しかしながら、後述するように、細線部８２のパターンの設計を変えることで、面内の輝度の均一性をより高めることができる。

図１５は、半導体発光素子の特性を例示するグラフ図である。
これらの図は、半導体発光素子１２１及び半導体発光素子１１９の光出力Ｐｏの測定結果を例示している。図１５の横軸は、波長λ（ｎｍ）である。図１５の縦軸は、光出力Ｐｏ（ミリワット：ｍＷ）である。

図１５に表したように、実施形態に係る半導体発光素子１２１においては、参考例の半導体発光素子１１９に比べて、高い光出力Ｐｏが得られる。例えば、半導体発光素子１２０の光出力Ｐｏは、半導体発光素子１１９の光出力Ｐｏよりも約５％高い。

なお、半導体発光素子１１９において、第３半導体層６０を設けず高抵抗部４５だけを設ける構成（半導体発光素子１１９ａとする）もある。これによっても、パッド部８１及び細線８２ａの直下における発光が抑制され光出力が向上する。本願発明者の実験によると、この構成の半導体発光素子１１９ａにおける光出力Ｐｏは、半導体発光素子１１９の光出力Ｐｏよりも、約３％高くなる。

また、高抵抗部４５を設けない第１の実施形態に係る半導体発光素子１１０の光出力は、半導体発光素子１１９の光出力Ｐｏよりも、約２．５％高くなる。半導体発光素子１１０においては、第３半導体層６０を残すという簡単な構成とプロセスにより、高い効率が得られる点が有利である。

また、第３半導体層６０と高抵抗部４５との両方を設ける第２の実施形態によれば、非常に高い効率が得られる。

図１６（ａ）〜図１６（ｃ）は、第２の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的平面図である。図１６（ａ）は、第２電極８０の平面パターンを例示している。図１６（ｂ）は、第３半導体層６０の平面パターンを例示している。図１６（ｃ）は、高抵抗部４５の平面パターンを例示している。

図１６（ａ）〜図１６（ｃ）に表したように、半導体発光素子１２２は、半導体発光素子１２１と、第３半導体層６０から露出する第２半導体層２０のパターン（すなわち、細線部８２のパターン）の点で異なる。これ以外の構成は、半導体発光素子１２１と同様なので説明を省略する。

図１６（ｂ）に表したように、半導体発光素子１２２においては、第３半導体層６０から露出する第２半導体層２０が、パッド部８１のパターンから離れている。第３半導体層６０から露出する第２半導体層２０と、パッド部８１と、の間に、接続部８２ｂが設けられる。

発光層３０の１つの点から放出された光は、広がりながら半導体層中を進行する。このため、発光する位置を、光を遮蔽（減衰）させるパッド部８１から一定の距離だけ離した方が光の取り出し効率が向上する。第３半導体層６０から露出する第２半導体層２０の端と、パッド部８１と、の間のＸ−Ｙ平面内に沿った距離は、例えば、第２半導体層２０及び第３半導体層６０の厚さの１倍以上である。そして、１０倍以下程度が好ましい。例えば、第３半導体層６０の厚さは、２μｍ以上３μｍ以下であるとき、第３半導体層６０から露出する第２半導体層２０の端と、パッド部８１と、の間のＸ−Ｙ平面内に沿った距離は、例えば５μｍ以上２０μｍ以下である。

図１７〜図１９は、第２の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。図１７〜図１９は、図１のＡ１−Ａ２線断面に相当する断面図である。
図１７に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子１２３においては、第２電極８０の一部が、第３半導体層６０の上にも延在している。これ以外は、半導体発光素子１２１と同じである。

図１８に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子１２４においては、細線部８２のＸ−Ｙ平面に沿って延在する部分（細線８２ａ）の端が、第３半導体層６０と離間している。これ以外は、半導体発光素子１２１と同じである。

半導体発光素子１２３または１２４においては、例えば、第２電極８０のパターン形状の余裕度が広く、製造が容易になる。

図１９に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子１２５においては、細線部８２のＸ−Ｙ平面に沿って延在する部分（細線８２ａ）の上面８２ａｕは、第２半導体層２０の上面２０ｕよりも下である。これ以外は、半導体発光素子１２１と同じである。半導体発光素子１２５においては、第２半導体層２０の厚さ、第３半導体層６０に形成するトレンチ６０ｔの深さ、及び、第２電極８０の厚さなどの少なくともいずれかの余裕度が広くなり、製造が容易となる。

図２０（ａ）〜図２０（ｈ）は、第２の実施形態に係る半導体発光素子の構成及び特性を例示する模式的平面図である。
これらの図は、第２電極８０のパターン形状を変えたときの発光特性をシミュレーションした結果を例示している。図２０（ａ）〜図２０（ｄ）は、実施形態に係る半導体発光素子１２６〜１２９における第２電極８０の形状を示している。図２０（ｅ）〜図２０（ｈ）は、半導体発光素子１２６〜１２９における発光の輝度の面内分布をそれぞれ表している。図２０（ｅ）〜図２０（ｈ）において、明るい部分は、輝度が高いことを示し、暗い部分は輝度が低いことを示している。これらの例では、高抵抗部４５の構成は、半導体発光素子１２１の構成と同じである。すなわち、高抵抗部４５は、細線８２ａと重なる位置に設けられ、パッド部８１と重なる位置には設けられていない。

図２０（ａ）に表したように、半導体発光素子１２６においては、Ｘ軸方向に延在する３本の細線８２ａの両端が、Ｙ軸方向に延在する２本の細線８２ａで接続されている。図２０（ｅ）に表したように、半導体発光素子１２６においては、パッド部８１の近傍だけに発光が集中するのではなく、細線８２ａの近傍においても発光しており、発光の面内均一性が高い。

図２０（ｂ）に表したように、半導体発光素子１２７においては、Ｘ軸方向に延在する３本の細線８２ａの一方の端が、Ｙ軸方向に延在する１本の細線８２ａで接続されている。３本の細線８２ａの他方の端は、開放されている。図２０（ｆ）に表したように、半導体発光素子１２７においては、パッド部８１の近傍での発光がより抑制されており、細線８２ａに沿った発光がより促進されている。

図２０（ｃ）に表したように、半導体発光素子１２８においては、Ｘ軸方向に延在する４本の細線８２ａの一方の端が、Ｙ軸方向に延在する１本の細線８２ａで接続されている。４本の細線８２ａの他方の端は、開放されている。図２０（ｇ）に表したように、半導体発光素子１２８においては、発光の面内均一性が、半導体発光素子１２７よりもさらに向上している。

図２０（ｄ）に表したように、半導体発光素子１２９においては、Ｘ軸方向に延在する５本の細線８２ａの一方の端が、Ｙ軸方向に延在する１本の細線８２ａで接続されている。５本の細線８２ａの他方の端は、開放されている。図２０（ｈ）に表したように、半導体発光素子１２９においては、発光の面内均一性が、半導体発光素子１２８よりもさらに向上している。

Ｙ軸方向に延在する複数の細線８２ａのピッチが狭くなると、発光の面内均一性が向上できる。ただし、細線８２ａの数が増えると光取り出し効率が低下する。細線８２ａのそれぞれの幅は、細線８２ａの抵抗が十分に低くなるように設定される。

半導体発光素子１２７〜１２９においては、発光の面内分布がより向上する。このように、細線８２ａ（Ｘ−Ｙ平面に沿って延在する部分）は複数設けられる場合において、複数の細線８２ａの少なくとも２つ細線８２ａのパッド部８１とは反対側の端は、互いに接続されていないことが好ましい。

第１、第２の実施形態において、第３半導体層６０は、以下のように、種々の構成を有することができる。
図２１（ａ）〜図２１（ｇ）は、実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
これらの図は、第２半導体層２０及び第３半導体層６０の構成を第２電極８０と供に例示している。これらの図は、図２に例示した断面図の一部に相当する断面図である。
図２１（ａ）に表したように、実施形態に係る半導体発光素子１３１においては、第２半導体層２０（例えばｎ形ＧａＮ層）の上に、第３半導体層６０として、第１層６１（例えばＧａＮ層）が設けられ、第１層６１の上に第３層６３（例えばＡｌＧａＮ層）が設けられ、第３層６３の上に第２層６２（例えばＡｌＮ層）が設けられている。パッド部８１は、第２層６２に接し、細線部８２ａは第２半導体層２０に接している。

図２１（ｂ）に表したように、実施形態に係る半導体発光素子１３２においては、第２半導体層２０（例えばｎ形ＧａＮ層）の上に、第３半導体層６０として、第１層６１（例えばＧａＮ層）、第３層６３（例えばＡｌＧａＮ層）、第２層６２（例えばＡｌＮ層）が設けられ、第２層６２の上にさらに別の第１層６１が設けられている。パッド部８１は、上側の第１層６１に接し、細線部８２ａは第２半導体層２０に接している。

図２１（ｃ）に表したように、実施形態に係る半導体発光素子１３３においては、第２半導体層２０（例えばｎ形ＧａＮ層）の上に第３半導体層６０が設けられている。第３半導体層６０は、例えば、交互に積層された、複数の第１層６１及び複数の第２層６２を含む（例えば、図５参照）。第３半導体層６０は、第１層６１と第２層６２との間に設けられた第３層６３をさらに含んでも良い。

図２１（ｄ）に表したように、実施形態に係る半導体発光素子１３４においては、第２半導体層２０（例えばｎ形ＧａＮ層）の一部の厚さが、他の部分の厚さよりも厚い。厚さが厚い上記の部分の上に、第３半導体層６０として、第１層６１（例えばＧａＮ層）が設けられ、第１層６１の上に第３層６３（例えばＡｌＧａＮ層）が設けられ、第３層６３の上に第２層６２（例えばＡｌＮ層）が設けられている。パッド部８１は、第２層６２に接し、細線部８２ａは第２半導体層２０に接している。

図２１（ｅ）に表したように、実施形態に係る半導体発光素子１３５においても、第２半導体層２０（例えばｎ形ＧａＮ層）の一部の厚さが、他の部分の厚さよりも厚い。厚さが厚い上記の部分の上に、第３半導体層６０として、第３層６３（例えばＡｌＧａＮ層）が設けられ、第３層６３の上に第２層６２（例えばＡｌＮ層）が設けられ、第２層６２の上に第１層６１（例えばＧａＮ層）が設けられている。パッド部８１は、第１層６１に接し、細線部８２ａは第２半導体層２０に接している。

図２１（ｆ）に表したように、実施形態に係る半導体発光素子１３６においても、第２半導体層２０（例えばｎ形ＧａＮ層）の一部の厚さが、他の部分の厚さよりも厚い。厚さが厚い上記の部分の上に、第３半導体層６０として、第３層６３（例えばＡｌＧａＮ層）が設けられ、第３層６３の上に第２層６２（例えばＡｌＮ層）が設けられている。パッド部８１は、第２層６２に接し、細線部８２ａは第２半導体層２０に接している。半導体発光素子１３６の構成は、第３半導体層６０として、第１層６１（例えばＡｌＧａＮ層）が設けられ、第１層６１の上に第２層６２（例えばＡｌＮ層）が設けられている、と見なしても良い。このように、第２層６２は、第１層６１よりもＡｌ組成比が高い層であり、第１層６１としてＡｌＧａＮを用い、第２層６２としてＡｌＮを用いても良い。

図２１（ｇ）に表したように、実施形態に係る半導体発光素子１３７においても、第２半導体層２０（例えばｎ形ＧａＮ層）の一部の厚さが、他の部分の厚さよりも厚い。厚さが厚い上記の部分の上に、第３半導体層６０として、第３層６３（例えばＡｌＧａＮ層）が設けられ、第３層６３の上に第２層６２（例えばＡｌＮ層）が設けられ、第２層６２の上に第１層６１（例えばＧａＮ層）が設けられている。パッド部８１は、第１層６１に接し、細線部８２ａは第２半導体層２０に接している。

窒化物半導体を用いた発光素子の高効率化のために、ｎ側電極のパッド部８１周辺への電流の集中を抑制することが望まれる。電流集中を抑制することで、面内において均一な発光分布が得られ、発光効率が向上する。第２半導体層２０と、ｎ側電極のパッド部８１と、の間に絶縁層を設けることで、電流集中を抑制し、発光効率を改善する方法が考えられる。しかしながら、このような絶縁層を用いた場合には、熱伝導性の差が大きいことに起因して、または、絶縁層とｎ側電極との間の密着性が低いことに起因して、信頼性が低下する。

実施形態においては、ｎ側電極（第２電極８０）のパッド部８１を、低電導性の第３半導体層６０の上に形成し、細線部８２をｎ形の第２半導体層２０の上に形成する。これにより、面内の発光分布を均一化し、発光効率を向上できる。また、熱伝導性が高く、電極との密着性が良い窒化物半導体の第３半導体層６０の上にｎ側電極を形成するため、発熱による劣化が抑制され、電極の剥離が抑制される。実施形態によれば、発光分布の面内均一性が高く、高効率で、高い信頼性の半導体発光素子を提供することができる。

実施形態によれば、高効率の半導体発光素子が提供できる。

なお、本明細書において「窒化物半導体」とは、Ｂ_ｘＩｎ_ｙＡｌ_ｚＧａ_{１−ｘ−ｙ−ｚ}Ｎ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，０≦ｚ≦１，ｘ＋ｙ＋ｚ≦１）なる化学式において組成比ｘ、ｙ及びｚをそれぞれの範囲内で変化させた全ての組成の半導体を含むものとする。またさらに、上記化学式において、Ｎ（窒素）以外のＶ族元素もさらに含むもの、導電形などの各種の物性を制御するために添加される各種の元素をさらに含むもの、及び、意図せずに含まれる各種の元素をさらに含むものも、「窒化物半導体」に含まれるものとする。

なお、本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれは良い。

以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、半導体発光素子に含まれる第１半導体層、第２半導体層、第３半導体層、発光層、第２電極、第１電極、支持基板及び成長用基板などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。

また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。

その他、本発明の実施の形態として上述した半導体発光素子を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての半導体発光素子も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。

その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

５…成長用基板、 １０…第１半導体層、 １０ｆ…第１半導体膜、 １０ｌ…下面、 １５…積層半導体層、 １５ｆ…積層半導体膜、 １６…積層体、 ２０…第２半導体層、 ２０ｆ…第２半導体膜、 ２０ｕ…上面、 ３０…発光層、 ３０ｆ…発光膜、 ３１…障壁層、 ３２…井戸層、 ４０…第１電極、 ４５…高抵抗部、 ４５ｐ…部分、 ４５ｑ…部分、 ６０…第３半導体層、 ６０ｆ…第３半導体膜、 ６０ｌ…下面、 ６０ｐ…部分、 ６０ｑ…部分、 ６０ｓ…側面、 ６０ｔ…トレンチ、 ６０ｕ…上面、 ６１…第１層、 ６２…第２層、 ６２ａ…ＡｌＮ層、 ６３…第３層、 ６３ａ…ＡｌＧａＮ層、 ６４…積層中間層、 ６５…凹凸、 ７０…支持基板、 ７１…第１中間導電層、 ７２…第２中間導電層、 ８０…第２電極、 ８１…パッド部、 ８２…細線部、 ８２ａ…細線、 ８２ａｕ…上面、 ８２ｂ…接続部、 θ、θ１…角度、 λ…波長、 １１０、１１９、１２０〜１２９、１３１〜１３７…半導体発光素子、 ＢＬ…障壁層、 Ｃ（Ａｌ）…Ａｌの濃度、 Ｃ（Ｓｉ）…Ｓｉの濃度、 ＰＡ…部分、 Ｐｏ…光出力、 ＷＬ…井戸層

第１半導体層１０は、ｐ形の不純物（Ｍｇ、Ｚｎ及びＣの少なくともいずれか）を含む例えばＧａＮ層を含む。第１半導体層１０における、ｐ形不純物の濃度は、例えば、１×１０^１８ｃｍ^−３以上５×１０^２１ｃｍ^−３以下である。第１半導体層１０は、例えば、ｐ側コンタクト層を含む。

第２半導体層２０は、ｎ形の不純物（Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｅ及びＳｎの少なくともいずれか）を含む例えばＧａＮ層を含む。第２半導体層２０における、ｎ形不純物の濃度は、例えば、１×１０^１７ｃｍ^−３以上２×１０^１９ｃｍ^−３以下である。第２半導体層２０は、例えば、ｎ側コンタクト層を含む。

実施形態において、第２電極８０のＸ−Ｙ平面の面積Ｓ１に対するパッド部８１のＸ−Ｙ平面の面積Ｓ２の比（Ｓ２／Ｓ１）は、２０％以上である。パッド部８１の面積がこのように大きいときに、本実施形態による効率向上の効果が得易い。

第３半導体層６０の導電率を制御することで、パッド部８１から半導体層に注入される電流と、細線部８２から半導体層に注入される電流と、の比を、任意の割合にすることができる。このように、パッド部８１の下に絶縁層ではなく、第３半導体層６０を設けることで、パッド部８１の周辺における電流密度を適切な状態に調整でき、発光分布をより所望の状態に近づけることができる。これにより、効率がさらに高まる。

第３半導体層６０の抵抗は、第３半導体層６０の厚さと第３半導体層６０における導電率（例えば不純物濃度に基づく値）と、に基づく。第３半導体層６０の導電率は、厚さを考慮して定める。

このように、第１導電形がｐ形であり第２導電形がｎ形である場合に、実施形態による高い光取り出し効率の向上が、より効果的となる。

第３半導体層６０は、Ａｌ_ｘ１Ｇａ _１−ｘ１Ｎ層（０＜ｘ１≦１）、すなわち、第２層６２及び第３層６３の少なくともいずれか、を含むことができる。

上記の成長用基板５の除去（ステップＳ１４０）の際に、成長用基板５の上に形成した第３半導体膜６０ｆの一部が残され、一部が除去される。例えば、第３半導体膜６０ｆのうちのＡｌＮ層６２ａ及びＡｌＧａＮ層６３ａが除去され、積層中間層６４の少なくとも一部が残る。例えば、残った積層中間層６４の一部が、第３半導体層６０となる。

この例では、第３半導体層６０のうちの第２半導体層２０の側の一部（第３層６３）において、高い濃度のＳｉが検出されている（図８（ｂ）の部分ＰＡ）。この部分において、Ｓｉの濃度の揺らぎが発生している。部分ＰＡを除くと、第３半導体層６０におけるＳｉの濃度は、第２半導体層２０におけるＳｉの濃度よりも低い。このように、第３半導体層６０のうちで第２導電形の不純物濃度が第２半導体層２０における第２導電形の不純物濃度よりも低い部分と、第２半導体層２０との間に、局所的に第２導電形の不純物濃度が第２半導体層２０よりも高い部分（Ｓｉの濃度の揺らぎが発生している部分ＰＡ）が設けられていても良い。この場合は、第２導電形の不純物濃度が第２半導体層２０における第２導電形の不純物濃度よりも低い部分を第３半導体層６０と見なすことができる。

図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、半導体発光素子の特性を例示する模式的平面図である。
図１４（ａ）は、本実施形態に係る半導体発光素子１２１の発光特性を例示している。図１４（ｂ）は、参考例の半導体発光素子１１９の特性を例示している。半導体発光素子１１９においては、第３半導体層６０が設けられず、第２電極８０のパッド部８１及び細線部８２が、第２半導体層２０に接している。さらに、半導体発光素子１１９においては、高抵抗部４５が設けられていない。これらの図において、明るい部分は発光の輝度が高いことを示し、暗い部分は発光の輝度が低いことを示している。

図１５に表したように、実施形態に係る半導体発光素子１２１においては、参考例の半導体発光素子１１９に比べて、高い光出力Ｐｏが得られる。例えば、半導体発光素子１２１の光出力Ｐｏは、半導体発光素子１１９の光出力Ｐｏよりも約５％高い。

第１、第２の実施形態において、第３半導体層６０は、以下のように、種々の構成を有することができる。
図２１（ａ）〜図２１（ｇ）は、実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
これらの図は、第２半導体層２０及び第３半導体層６０の構成を第２電極８０と供に例示している。これらの図は、図２に例示した断面図の一部に相当する断面図である。
図２１（ａ）に表したように、実施形態に係る半導体発光素子１３１においては、第２半導体層２０（例えばｎ形ＧａＮ層）の上に、第３半導体層６０として、第１層６１（例えばＧａＮ層）が設けられ、第１層６１の上に第３層６３（例えばＡｌＧａＮ層）が設けられ、第３層６３の上に第２層６２（例えばＡｌＮ層）が設けられている。パッド部８１は、第２層６２に接し、細線８２ａは第２半導体層２０に接している。

図２１（ｂ）に表したように、実施形態に係る半導体発光素子１３２においては、第２半導体層２０（例えばｎ形ＧａＮ層）の上に、第３半導体層６０として、第１層６１（例えばＧａＮ層）、第３層６３（例えばＡｌＧａＮ層）、第２層６２（例えばＡｌＮ層）が設けられ、第２層６２の上にさらに別の第１層６１が設けられている。パッド部８１は、上側の第１層６１に接し、細線８２ａは第２半導体層２０に接している。

図２１（ｄ）に表したように、実施形態に係る半導体発光素子１３４においては、第２半導体層２０（例えばｎ形ＧａＮ層）の一部の厚さが、他の部分の厚さよりも厚い。厚さが厚い上記の部分の上に、第３半導体層６０として、第１層６１（例えばＧａＮ層）が設けられ、第１層６１の上に第３層６３（例えばＡｌＧａＮ層）が設けられ、第３層６３の上に第２層６２（例えばＡｌＮ層）が設けられている。パッド部８１は、第２層６２に接し、細線８２ａは第２半導体層２０に接している。

図２１（ｅ）に表したように、実施形態に係る半導体発光素子１３５においても、第２半導体層２０（例えばｎ形ＧａＮ層）の一部の厚さが、他の部分の厚さよりも厚い。厚さが厚い上記の部分の上に、第３半導体層６０として、第３層６３（例えばＡｌＧａＮ層）が設けられ、第３層６３の上に第２層６２（例えばＡｌＮ層）が設けられ、第２層６２の上に第１層６１（例えばＧａＮ層）が設けられている。パッド部８１は、第１層６１に接し、細線８２ａは第２半導体層２０に接している。

図２１（ｆ）に表したように、実施形態に係る半導体発光素子１３６においても、第２半導体層２０（例えばｎ形ＧａＮ層）の一部の厚さが、他の部分の厚さよりも厚い。厚さが厚い上記の部分の上に、第３半導体層６０として、第３層６３（例えばＡｌＧａＮ層）が設けられ、第３層６３の上に第２層６２（例えばＡｌＮ層）が設けられている。パッド部８１は、第２層６２に接し、細線８２ａは第２半導体層２０に接している。半導体発光素子１３６の構成は、第３半導体層６０として、第１層６１（例えばＡｌＧａＮ層）が設けられ、第１層６１の上に第２層６２（例えばＡｌＮ層）が設けられている、と見なしても良い。このように、第２層６２は、第１層６１よりもＡｌ組成比が高い層であり、第１層６１としてＡｌＧａＮを用い、第２層６２としてＡｌＮを用いても良い。

図２１（ｇ）に表したように、実施形態に係る半導体発光素子１３７においても、第２半導体層２０（例えばｎ形ＧａＮ層）の一部の厚さが、他の部分の厚さよりも厚い。厚さが厚い上記の部分の上に、第３半導体層６０として、第３層６３（例えばＡｌＧａＮ層）が設けられ、第３層６３の上に第２層６２（例えばＡｌＮ層）が設けられ、第２層６２の上に第１層６１（例えばＧａＮ層）が設けられている。パッド部８１は、第１層６１に接し、細線８２ａは第２半導体層２０に接している。

Claims (18)

1. 第１電極と、
   前記第１電極の上に設けられ窒化物半導体を含みｐ形の第１半導体層と、
   前記第１半導体層の上に設けられ窒化物半導体を含む発光層と、
   前記発光層の上に設けられ窒化物半導体を含みｎ形の第２半導体層と、
   前記第２半導体層の一部の上に設けられ窒化物半導体を含み、前記第２半導体層のｎ形の不純物の濃度よりも低く１×１０^１７／ｃｍ^３以下の不純物の濃度を有する第３半導体層と、
   前記第３半導体層の上に設けられ前記第２半導体層から離間した遮光性のパッド部と、
   前記パッド部から延出する細線部と、
   を含む第２電極と、
   を備え、
   前記細線部は、
   前記第１半導体層から前記第２半導体層に向かう積層方向に対して垂直な平面に沿って延在し前記第２半導体層に接する遮光性の細線と、
   前記細線と前記パッド部との間に設けられ、前記細線と前記パッド部とを接続し、前記第３半導体層の側面に沿う接続部と、
   を含む半導体発光素子。
2. 前記第１電極と前記第１半導体層との間に設けられ、前記平面に投影したときに前記細線と重なる高抵抗部をさらに備え、
   前記高抵抗部の抵抗は、前記第１半導体層の抵抗よりも高い請求項１記載の半導体発光素子。
3. 前記第１電極と前記第１半導体層との間に設けられ、前記平面に投影したときに前記細線と重なる高抵抗部をさらに備え、
   前記高抵抗部と前記第１半導体層との接触抵抗は、前記第１電極と前記第１半導体層との接触抵抗よりも高い請求項１記載の半導体発光素子。
4. 前記第１電極と前記第１半導体層との間に設けられ、前記平面に投影したときに前記細線と重なる高抵抗部をさらに備え、
   前記高抵抗部と前記第１電極との接触抵抗は、前記第１半導体層と前記第１電極との接触抵抗よりも高い請求項１記載の半導体発光素子。
5. 前記高抵抗部は、前記平面に投影したときに、前記パッド部の少なくとも一部と重ならない請求項２〜４のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
6. 前記細線部の少なくとも一部は、前記第２半導体層に埋め込まれている請求項１〜５のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
7. 前記細線部の材料は、前記パッド部の少なくとも一部と同じ材料である請求項１〜６記載の半導体発光素子。
8. 前記第３半導体層の側面のうちで前記接続部が設けられている部分と、前記平面と、の間の角度は、２０度以上８５度以下である請求項１〜７のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
9. 前記第３半導体層の側面のうちで前記接続部が設けられている部分と、前記平面と、の間の前記角度は、
   前記第２半導体層の側面と、前記平面との間の角度と同じである請求項８記載の半導体発光素子。
10. 前記第３半導体層の前記ｎ形の前記不純物の濃度は、前記第２半導体層の前記ｎ形の前記不純物の濃度の０．５倍以下である請求項１〜９のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
11. 前記第３半導体層は、ＧａＮ層を含む請求項１〜１０のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
12. 前記第３半導体層は、Ａｌ_ｘ１Ｇａ_１−ｘ１Ｎ層（０＜ｘ１≦１）を含む請求項１〜１１のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
13. 前記第３半導体層は、前記第３半導体層の上面のうちで少なくとも前記第２電極に覆われていない部分に設けられた凹凸を有する請求項１〜１２のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
14. 前記細線は複数設けられ、前記複数の前記細線の少なくとも２つの前記細線の前記パッド部とは反対側の端は、互いに接続されていない請求項１〜１３のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
15. 前記第３半導体層の電気抵抗は、前記第２半導体層の電気抵抗の２倍以上である請求項１〜１４のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
16. 前記第２電極は、Ａｌを含み、
    前記第１電極は、Ａｇを含む請求項１〜１５のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
17. 前記第２電極の前記平面上の面積に対する前記パッド部の前記平面上の面積の比は、２０％以上である請求項１〜１６のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
18. 前記細線部の延在方向に直交する方向に沿った前記細線部の幅は、前記パッド部の前記直交する方向に沿った幅の６％以上１５％以下である請求項１〜１７のいずれか１つに記載の半導体発光素子。