JP2016174047A - Semiconductor light emitting element - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor light emitting element having high luminous efficiency.SOLUTION: According to the present embodiment, a semiconductor light emitting element includes a first semiconductor layer, a first electrode, a first metal layer, a second semiconductor layer and a third semiconductor layer. The first semiconductor layer has a first conductivity type. The first electrode includes at least either of copper or a copper-containing alloy. The firs metal layer is provided between the first electrode and the first semiconductor layer and contains at least either of silver or aluminum. The second semiconductor layer has a second conductivity type. The third semiconductor layer is provided between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、半導体発光素子に関する。   Embodiments described herein relate generally to a semiconductor light emitting device.

ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの半導体発光素子は、発光層を有する半導体層、および、半導体層に電気的に接続された電極を有する。このような半導体発光素子において、発光効率の向上が望まれる。   A semiconductor light emitting element such as an LED (Light Emitting Diode) includes a semiconductor layer having a light emitting layer and an electrode electrically connected to the semiconductor layer. In such a semiconductor light emitting device, improvement in light emission efficiency is desired.

特開２０１０−３４５４３号公報JP 2010-34543 A

本発明の実施形態は、発光効率の高い半導体発光素子を提供する。   Embodiments of the present invention provide a semiconductor light emitting device with high luminous efficiency.

本発明の実施形態によれば、第１半導体層と、第１電極と、第１金属層と、第２半導体層と、第３半導体層と、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、第１導電形である。前記第１電極は、銅および銅を含む合金の少なくともいずれかを含む。前記第１金属層は、前記第１電極と前記第１半導体層との間に設けられ、銀およびアルミニウムの少なくともいずれかを含む。前記第２半導体層は、第２導電形である。前記第３半導体層は、前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられる。   According to the embodiment of the present invention, there is provided a semiconductor light emitting device including a first semiconductor layer, a first electrode, a first metal layer, a second semiconductor layer, and a third semiconductor layer. The first semiconductor layer is of a first conductivity type. The first electrode includes at least one of copper and an alloy containing copper. The first metal layer is provided between the first electrode and the first semiconductor layer, and includes at least one of silver and aluminum. The second semiconductor layer is of a second conductivity type. The third semiconductor layer is provided between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer.

図１（ａ）及び図１（ｂ）は、実施形態に係る半導体発光素子を例示する模式図である。FIG. 1A and FIG. 1B are schematic views illustrating a semiconductor light emitting element according to an embodiment. 図２（ａ）および図２（ｂ）は、導電材料の特性を例示する模式図である。2A and 2B are schematic views illustrating characteristics of the conductive material. 図３（ａ）及び図３（ｂ）は、実施形態に係る別の半導体発光素子を例示する模式的断面図である。FIG. 3A and FIG. 3B are schematic cross-sectional views illustrating another semiconductor light emitting element according to the embodiment. 図４（ａ）及び図４（ｂ）は、実施形態に係る別の半導体発光素子を例示する模式的断面図である。FIG. 4A and FIG. 4B are schematic cross-sectional views illustrating another semiconductor light emitting element according to the embodiment. 実施形態に係る別の半導体発光素子を例示する模式的断面図である。It is a typical sectional view which illustrates another semiconductor light emitting element concerning an embodiment. 図６（ａ）および図６（ｂ）は、実施形態に係る別の半導体発光素子を例示する模式的断面図である。FIG. 6A and FIG. 6B are schematic cross-sectional views illustrating another semiconductor light emitting element according to the embodiment. 図７（ａ）および図７（ｂ）は、実施形態に係る別の半導体発光素子を例示する模式的断面図である。FIG. 7A and FIG. 7B are schematic cross-sectional views illustrating another semiconductor light emitting element according to the embodiment. 図８（ａ）および図８（ｂ）は、実施形態に係る別の半導体発光素子を例示する模式的断面図である。FIG. 8A and FIG. 8B are schematic cross-sectional views illustrating another semiconductor light emitting element according to the embodiment. 図９（ａ）〜図９（ｅ）は、半導体発光素子のシミュレーションに用いられるモデルを例示する模式的断面図である。FIG. 9A to FIG. 9E are schematic cross-sectional views illustrating models used for simulation of a semiconductor light emitting element. 図１０（ａ）〜図１０（ｄ）は、シミュレーションの結果を例示する模式図である。FIG. 10A to FIG. 10D are schematic views illustrating simulation results. 図１１（ａ）〜図１１（ｄ）は、半導体発光素子の別のシミュレーションに用いられるモデルを例示する模式的断面図である。FIG. 11A to FIG. 11D are schematic cross-sectional views illustrating models used for another simulation of the semiconductor light emitting element. 図１２（ａ）〜図１２（ｄ）は、シミュレーションの結果を例示する模式図である。FIG. 12A to FIG. 12D are schematic views illustrating simulation results. 図１３（ａ）〜図１３（ｄ）は、半導体発光素子の別のシミュレーションに用いられるモデルを例示する模式的断面図である。FIG. 13A to FIG. 13D are schematic cross-sectional views illustrating models used for another simulation of the semiconductor light emitting element. 図１４（ａ）〜図１４（ｄ）は、シミュレーションの結果を例示する模式図である。FIG. 14A to FIG. 14D are schematic views illustrating simulation results. 図１５（ａ）および図１５（ｂ）は、シミュレーション結果を例示する模式的平面図である。FIG. 15A and FIG. 15B are schematic plan views illustrating simulation results.

以下に、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。 Each embodiment will be described below with reference to the drawings.
The drawings are schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each part, the size ratio between the parts, and the like are not necessarily the same as actual ones. Further, even when the same part is represented, the dimensions and ratios may be represented differently depending on the drawings.
Note that, in the present specification and each drawing, the same elements as those described above with reference to the previous drawings are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted as appropriate.

図１（ａ）及び図１（ｂ）は、実施形態に係る半導体発光素子を例示する模式図である。
図１（ａ）は、半導体発光素子１０１を例示する透視平面図である。図１（ａ）は、図１（ｂ）に示す矢印ＡＡの方向からみた平面図に対応する。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ’線における断面図である。
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、本実施形態に係る半導体発光素子１０１は、基体９５と、金属層９３と、積層体８０と、第１電極２１と、第２電極２２と、第１金属層３１と、絶縁層４０と、を含む。半導体発光素子１０１は、発光ダイオード（Light Emitting Diode:ＬＥＤ）である。 FIG. 1A and FIG. 1B are schematic views illustrating a semiconductor light emitting element according to an embodiment.
FIG. 1A is a perspective plan view illustrating the semiconductor light emitting element 101. FIG. 1A corresponds to a plan view seen from the direction of the arrow AA shown in FIG. FIG.1 (b) is sectional drawing in the AA 'line of Fig.1 (a).
As shown in FIGS. 1A and 1B, a semiconductor light emitting device 101 according to this embodiment includes a base 95, a metal layer 93, a stacked body 80, a first electrode 21, and a second electrode. 22, the first metal layer 31, and the insulating layer 40. The semiconductor light emitting element 101 is a light emitting diode (LED).

以下の説明では、第１半導体層１０から第２半導体層２０へ向かう積層方向（第１方向）をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向に対して直交する１つの方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向に対して直交しＸ軸方向に対して直交する方向をＹ軸方向とする。   In the following description, the stacking direction (first direction) from the first semiconductor layer 10 toward the second semiconductor layer 20 is defined as the Z-axis direction. One direction orthogonal to the Z-axis direction is taken as an X-axis direction. A direction perpendicular to the Z-axis direction and perpendicular to the X-axis direction is taken as a Y-axis direction.

基体９５は、例えば、積層体８０、第１電極２１及び第２電極２２等の構造体を支持する。基体９５は、例えば、導電性を有している。基体９５は、例えば、Ｓｉ、ＣｕまたはＣｕＷなどを含む。   The base body 95 supports a structural body such as the stacked body 80, the first electrode 21, and the second electrode 22, for example. The base body 95 has conductivity, for example. The base 95 includes, for example, Si, Cu, or CuW.

基体９５の上には、金属層９３が設けられる。金属層９３には、半田などの低融点金属が用いられる。例えば、金属層９３は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）及びガリウム（Ｇａ）の少なくともいずれかを含み、２種類以上の金属を含む。ただし、Ｉｎ、ＳｎまたはＢｉを用いる場合は、１種類の金属でもよい。金属層９３は、例えば、接合層である。   A metal layer 93 is provided on the substrate 95. For the metal layer 93, a low melting point metal such as solder is used. For example, the metal layer 93 includes gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), indium (In), antimony (Sb), tin (Sn), zinc (Zn), cadmium (Cd), lead (Pb ), Bismuth (Bi) and gallium (Ga), and two or more kinds of metals. However, when In, Sn, or Bi is used, one kind of metal may be used. The metal layer 93 is, for example, a bonding layer.

積層体８０は、金属層９３および第２電極２２を介して、基体９５の上に設けられる。積層体８０は、基体９５側の第１面８０ａと、第１面８０ａとは反対側の第２面８０ｂと、を有する。積層体８０は、第１半導体層１０と、第２半導体層２０と、第３半導体層３０と、を含む。   The stacked body 80 is provided on the base body 95 through the metal layer 93 and the second electrode 22. The stacked body 80 has a first surface 80a on the base body 95 side and a second surface 80b opposite to the first surface 80a. The stacked body 80 includes the first semiconductor layer 10, the second semiconductor layer 20, and the third semiconductor layer 30.

第１半導体層１０は、第１導電形の半導体層である。第１導電形は、例えば、ｎ形である。第１半導体層１０は、例えば、ｎ形のＧａＮ層を含む。   The first semiconductor layer 10 is a first conductivity type semiconductor layer. The first conductivity type is, for example, an n type. The first semiconductor layer 10 includes, for example, an n-type GaN layer.

第２半導体層２０は、第２電極２２と第１半導体層１０の一部（第１部分１０ａ）との間に設けられる。第２半導体層２０は、第２導電形の半導体層である。第２導電形は、例えば、ｐ形である。第２半導体層２０は、例えば、ｐ形のＧａＮ層を含む。   The second semiconductor layer 20 is provided between the second electrode 22 and a part of the first semiconductor layer 10 (first portion 10a). The second semiconductor layer 20 is a second conductivity type semiconductor layer. The second conductivity type is, for example, a p-type. The second semiconductor layer 20 includes, for example, a p-type GaN layer.

なお、この例では、第１導電形をｎ形とし、第２導電形をｐ形としているが、実施形態においては、第１導電形がｐ形で、第２導電形がｎ形でもよい。   In this example, the first conductivity type is n-type and the second conductivity type is p-type. However, in the embodiment, the first conductivity type may be p-type and the second conductivity type may be n-type.

第３半導体層３０は、第１半導体層１０の第１部分１０ａと第２半導体層２０との間に設けられる。第３半導体層３０は、例えば、発光層である。第３半導体層３０は、例えば、ＩｎＧａＮを含み、多重量子井戸構造を有している。第３半導体層３０の厚さは、２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。
なお、積層体８０に含まれる層は、上述した例には限定されない。積層体８０に含まれる層は、各種のＧａＮ系窒化物半導体、その他のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、または、その他各種の化合物半導体を含んでもよい。 The third semiconductor layer 30 is provided between the first portion 10 a of the first semiconductor layer 10 and the second semiconductor layer 20. The third semiconductor layer 30 is, for example, a light emitting layer. The third semiconductor layer 30 includes, for example, InGaN and has a multiple quantum well structure. The thickness of the third semiconductor layer 30 is not less than 20 nm and not more than 200 nm.
In addition, the layer contained in the laminated body 80 is not limited to the example mentioned above. The layer included in the stacked body 80 may include various GaN-based nitride semiconductors, other III-V group compound semiconductors, or other various compound semiconductors.

第１電極２１は、積層体８０の第１面８０ａ側に設けられる。第１電極２１は、第１金属層３１を介して、第１半導体層１０と電気的に接続されている。第１電極２１は、電気抵抗の低い材料を含む。例えば、第１電極２１は、銅（Ｃｕ）、及び、銅を含む合金、の少なくともいずれかを含む。銅を含む合金は、例えば燐脱酸銅や銅銀合金などである。第１電極２１の厚さは、例えば０．１マイクロメートル（μｍ）以上である。   The first electrode 21 is provided on the first surface 80 a side of the stacked body 80. The first electrode 21 is electrically connected to the first semiconductor layer 10 via the first metal layer 31. The first electrode 21 includes a material having a low electrical resistance. For example, the first electrode 21 includes at least one of copper (Cu) and an alloy containing copper. The alloy containing copper is, for example, phosphorous deoxidized copper or copper silver alloy. The thickness of the 1st electrode 21 is 0.1 micrometer (micrometer) or more, for example.

第１金属層３１は、第１電極２１と第１半導体層１０の第２部分１０ｂとの間に設けられる。第２部分１０ｂは、Ｚ軸方向と交差する第２方向（例えばＸ軸方向）において、第１部分１０ａと並ぶ部分である。第２部分１０ｂのＺ軸方向に沿った厚さは、第１部分１０ａよりも薄い。第１金属層３１は、第１面８０ａにおいて、第１半導体層１０と接している。第１金属層３１は、銀（Ａｇ）およびアルミニウム（Ａｌ）の少なくともいずれかを含む。例えば、第１金属層３１には、Ａｌ、ＡｌＳｉ、ＡｌＣｕ、ＡｌＳｉＣｕまたはＡｇなどが用いられる。   The first metal layer 31 is provided between the first electrode 21 and the second portion 10 b of the first semiconductor layer 10. The second portion 10b is a portion aligned with the first portion 10a in a second direction (for example, the X-axis direction) that intersects the Z-axis direction. The thickness of the second portion 10b along the Z-axis direction is thinner than that of the first portion 10a. The first metal layer 31 is in contact with the first semiconductor layer 10 on the first surface 80a. The first metal layer 31 includes at least one of silver (Ag) and aluminum (Al). For example, the first metal layer 31 is made of Al, AlSi, AlCu, AlSiCu, Ag, or the like.

第２電極２２は、積層体８０の第１面８０ａ側に設けられる。第２電極２２は、第１面８０ａにおいて、第２半導体層２０と接しており、第２半導体層２０と電気的に接続されている。第２電極２２の一部は、第１電極２１とＺ軸方向において重なっている。第２電極２２は、例えば、Ａｇを含む。第２電極２２の厚さは、例えば２０ナノメートル（ｎｍ）以上である。   The second electrode 22 is provided on the first surface 80 a side of the stacked body 80. The second electrode 22 is in contact with the second semiconductor layer 20 on the first surface 80 a and is electrically connected to the second semiconductor layer 20. A part of the second electrode 22 overlaps the first electrode 21 in the Z-axis direction. The second electrode 22 includes, for example, Ag. The thickness of the second electrode 22 is, for example, 20 nanometers (nm) or more.

図１（ｂ）に示したように、積層体８０のうち、第１電極２１が設けられた部分は、第２電極２２が設けられた部分よりも薄い。すなわち、積層体８０は、凹部を有しており、第１面８０ａには、段差が生じている。第１半導体層１０には、第１部分１０ａと第２部分１０ｂとの間に傾斜部分（第３部分１０ｃ）が設けられている。この傾斜部分は、Ｚ軸方向に対して傾斜した面を有する。   As shown in FIG. 1B, the portion of the stacked body 80 where the first electrode 21 is provided is thinner than the portion where the second electrode 22 is provided. That is, the stacked body 80 has a recess, and a step is generated on the first surface 80a. In the first semiconductor layer 10, an inclined portion (third portion 10c) is provided between the first portion 10a and the second portion 10b. The inclined portion has a surface inclined with respect to the Z-axis direction.

図１（ａ）に示したように、第１電極２１は、Ｘ−Ｙ平面上において線状に延在する部分を含む細線電極である。線状部分の幅（第１電極２１が延在する方向と垂直な方向に沿った幅）は、例えば２０ｎｍ以上である。そして、第１電極２１は、半導体発光素子１０１の隅に設けられた第１パッドＰｄ１と電気的に接続されている。第２電極２２は、半導体発光素子１０１の隅に設けられた第２パッドＰｄ２と電気的に接続されている。
なお、実施形態においては、第１電極２１でなく第２電極２２が細線電極であってもよい。第１電極２１および第２電極２２の少なくとも一方の平面形状は、積層体８０の一部だけを覆う疎な形状とする。細線電極の平面形状には、枠状、櫛状、格子状、ジグザグ状およびこれらの組合せを用いることができる。第１電極２１は、メッシュ状やドット状であってもよい。 As shown in FIG. 1A, the first electrode 21 is a thin wire electrode including a portion extending linearly on the XY plane. The width of the linear portion (the width along the direction perpendicular to the direction in which the first electrode 21 extends) is, for example, 20 nm or more. The first electrode 21 is electrically connected to the first pad Pd1 provided at the corner of the semiconductor light emitting device 101. The second electrode 22 is electrically connected to a second pad Pd2 provided at a corner of the semiconductor light emitting element 101.
In the embodiment, not the first electrode 21 but the second electrode 22 may be a thin wire electrode. The planar shape of at least one of the first electrode 21 and the second electrode 22 is a sparse shape that covers only a part of the stacked body 80. As the planar shape of the thin wire electrode, a frame shape, a comb shape, a lattice shape, a zigzag shape, or a combination thereof can be used. The first electrode 21 may have a mesh shape or a dot shape.

絶縁層４０は、第１電極２１と第２電極２２との間、第１電極２１と第１半導体層１０（第１部分１０ａ）との間、第１電極２１と第２半導体層２０との間、および、第１電極２１と第３半導体層３０との間、に設けられる。絶縁層４０の一部は、Ｘ軸方向において第３半導体層３０と重なっている。また、絶縁層４０は、第１電極２１を覆うように形成されている。すなわち、絶縁層４０の一部は、Ｚ軸方向において第１電極２１と重なる。   The insulating layer 40 is formed between the first electrode 21 and the second electrode 22, between the first electrode 21 and the first semiconductor layer 10 (first portion 10 a), and between the first electrode 21 and the second semiconductor layer 20. And between the first electrode 21 and the third semiconductor layer 30. A part of the insulating layer 40 overlaps with the third semiconductor layer 30 in the X-axis direction. The insulating layer 40 is formed so as to cover the first electrode 21. That is, a part of the insulating layer 40 overlaps the first electrode 21 in the Z-axis direction.

絶縁層４０は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、酸化窒化シリコン（ＳｉＯｘＮｙ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、および、シリコン系樹脂の少なくともいずれかを含む。絶縁層４０は、その他の酸化物、窒化物、フッ化物などを含んでもよい。絶縁層４０は、上記材料の混合物を含んでもよい。絶縁層４０は、空隙を含んでもよい。 The insulating layer 40 includes, for example, silicon oxide (SiO x ), silicon nitride (SiN x ), silicon oxynitride (SiO x N y ), lithium fluoride (LiF), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), aluminum nitride ( AlN), hafnium oxide (HfO 2 ), and at least one of silicon-based resins. The insulating layer 40 may include other oxides, nitrides, fluorides, and the like. The insulating layer 40 may include a mixture of the above materials. The insulating layer 40 may include a gap.

第１パッドＰｄ１と第２パッドＰｄ２との間に電流が流れることにより、第１電極２１と第２電極２２とを介して、積層体８０に電流が流れる。これにより、第３半導体層３０は、光を放出する。第３半導体層３０から放出される光は、例えば、４００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の波長成分を含む。
第３半導体層３０から放出された光の一部は、第２面８０ｂの方向へ進行し、第２面８０ｂから取り出される。第３半導体層３０から放出された光の別の一部は、第１電極２１や第２電極２２によって反射され、第２面８０ｂから取り出される。 When a current flows between the first pad Pd 1 and the second pad Pd 2, a current flows through the stacked body 80 via the first electrode 21 and the second electrode 22. Thereby, the third semiconductor layer 30 emits light. The light emitted from the third semiconductor layer 30 includes, for example, a wavelength component of 400 nm or more and 600 nm or less.
Part of the light emitted from the third semiconductor layer 30 travels in the direction of the second surface 80b and is extracted from the second surface 80b. Another part of the light emitted from the third semiconductor layer 30 is reflected by the first electrode 21 and the second electrode 22 and extracted from the second surface 80b.

半導体発光素子１０１においては、第１電極２１および第２電極２２とも第１面８０ａ側に設けられており、横方向に電流が流れる。このため、半導体発光素子１０１の構造は、横通電型のＴｈｉｎ−Ｆｉｌｍ（Lateral Thin-Film：ＬＴＦ）構造と呼ばれる。ＬＴＦ構造では、光取り出し面（第２面８０ｂ）側に電極が設けられていないため、光取り出し効率が高い。なお、実施形態は、第１面８０ａ側に第２電極２２が設けられ、第２面８０ｂ側に第１電極２１が設けられた縦通電型のＴｈｉｎ−Ｆｉｌｍ（Vertical Thin-Film：ＶＴＦ）構造であってもよい。   In the semiconductor light emitting device 101, both the first electrode 21 and the second electrode 22 are provided on the first surface 80a side, and current flows in the lateral direction. For this reason, the structure of the semiconductor light emitting element 101 is called a lateral conduction type Thin-Film (Lateral Thin-Film: LTF) structure. The LTF structure has high light extraction efficiency because no electrode is provided on the light extraction surface (second surface 80b) side. In the embodiment, a vertical conduction thin-film (vertical thin-film: VTF) structure in which the second electrode 22 is provided on the first surface 80a side and the first electrode 21 is provided on the second surface 80b side. It may be.

一方、ＬＴＦ構造では、第２電極２２の面積、第１電極２１の面積、および電極同士を分離する領域の面積、の合計は、チップ面積未満に制限される。ここで「面積」とは、ＸＹ平面に投影したときの面積を意味する。また、第１電極２１の任意の部分の、延在方向に垂直な面に投影されたときの面積を断面積とする。ＬＴＦ構造では、電極の面積、断面積がともに制限されやすいため、特に細線電極（第１電極２１）の配線抵抗が高くなる。これにより、ＸＹ平面に沿った方向において電流が広がりにくく、発光が不均一となる場合がある。電流の広がりが不均一となると、発光層の全体を効率良く利用できず、発光効率が低下する。さらに、配線抵抗の増大によって、駆動電圧が上昇し、発光効率の低下と発熱量の増大が発生する場合がある。   On the other hand, in the LTF structure, the total of the area of the second electrode 22, the area of the first electrode 21, and the area of the region separating the electrodes is limited to less than the chip area. Here, “area” means an area when projected onto the XY plane. In addition, an area of an arbitrary portion of the first electrode 21 when projected onto a plane perpendicular to the extending direction is defined as a cross-sectional area. In the LTF structure, both the area and the cross-sectional area of the electrode are likely to be limited, so that the wiring resistance of the thin wire electrode (first electrode 21) is particularly high. As a result, the current hardly spreads in the direction along the XY plane, and the light emission may be uneven. If the current spread is not uniform, the entire light emitting layer cannot be used efficiently, and the light emission efficiency is lowered. Furthermore, an increase in wiring resistance may increase the drive voltage, resulting in a decrease in light emission efficiency and an increase in heat generation.

ＬＴＦ構造における発光効率の低下を抑制するためには、細線電極の幅（面積）を広くする方法や、細線の本数を増やす方法が考えられる。しかしながら、これらの方法では、発光に寄与する第３半導体層３０の面積が減少してしまう。さらに、第３半導体層３０の面積を減少すると、全体の電流密度が増大しやすく、内部量子効率の低下（Ｄｒｏｏｐ現象）を招く。この内部量子効率の低下は、大電流で素子を駆動した場合に顕著であり、発光効率の低下となる。   In order to suppress a decrease in light emission efficiency in the LTF structure, a method of widening the width (area) of the fine wire electrode or a method of increasing the number of fine wires can be considered. However, these methods reduce the area of the third semiconductor layer 30 that contributes to light emission. Furthermore, if the area of the third semiconductor layer 30 is reduced, the overall current density is likely to increase, leading to a decrease in internal quantum efficiency (Drop phenomenon). This decrease in internal quantum efficiency is significant when the device is driven with a large current, resulting in a decrease in light emission efficiency.

発光効率の低下を抑制する方法として、電極に導電率の高い金属を用いる方法も考えられる。導電率の高い材料としては、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、および銅（Ｃｕ）が挙げられる。しかしながら、ＡｕまたはＡｇを電極に用いると、製造コストが増加する。さらに、電極にＡｇを用いた場合は、素子形成後の通電よるマイグレーションが生じやすい。これにより、電極が変形しやすく、信頼性が低下する場合がある。   As a method for suppressing a decrease in luminous efficiency, a method using a metal having high conductivity for the electrode is also conceivable. Examples of the material having high conductivity include gold (Au), silver (Ag), and copper (Cu). However, when Au or Ag is used for the electrode, the manufacturing cost increases. Furthermore, when Ag is used for the electrode, migration due to energization after element formation is likely to occur. Thereby, an electrode is easy to deform | transform and reliability may fall.

Ｃｕは電気抵抗が低く、電気的な配線の材料として優れている。一方、可視光領域において、Ｃｕの光の吸収率は高い。このため、Ｃｕを電極に用いた場合、第３半導体層３０から放出された光の一部が電極に吸収され、光取り出し効率が低下することがある。   Cu has a low electrical resistance and is excellent as a material for electrical wiring. On the other hand, in the visible light region, the light absorption rate of Cu is high. For this reason, when Cu is used for the electrode, a part of the light emitted from the third semiconductor layer 30 is absorbed by the electrode, and the light extraction efficiency may be lowered.

図２（ａ）および図２（ｂ）は、導電材料の特性を例示する模式図である。図２（ａ）は、ＡｌおよびＣｕの電気伝導率（導電率）σを示す表であり、図２（ｂ）は、ＡｌおよびＣｕの光反射率を示すグラフ図である。   2A and 2B are schematic views illustrating characteristics of the conductive material. FIG. 2A is a table showing the electrical conductivity (conductivity) σ of Al and Cu, and FIG. 2B is a graph showing the light reflectance of Al and Cu.

図２（ａ）に示したように、２０℃において、Ａｌの電気伝導率σが３．５５×１０７（／Ωｍ）であるのに対して、Ｃｕの電気伝導率は、５．８１×１０７（／Ωｍ）と高い。また、１００℃において、Ａｌの電気伝導率σが、２．８２×１０７（／Ωｍ）であるのに対して、Ｃｕの電気伝導率σは、４．４８×１０７（／Ωｍ）と高い。このように、Ｃｕは、Ａｌに対して１．６倍程度の高い電気伝導率を有する。 As shown in FIG. 2A, at 20 ° C., the electrical conductivity σ of Al is 3.55 × 10 7 (/ Ωm), whereas the electrical conductivity of Cu is 5.81 × It is as high as 10 7 (/ Ωm). Further, at 100 ° C., the electrical conductivity σ of Al is 2.82 × 10 7 (/ Ωm), whereas the electrical conductivity σ of Cu is 4.48 × 10 7 (/ Ωm). high. Thus, Cu has a high electrical conductivity of about 1.6 times that of Al.

図２（ｂ）の縦軸は、絶縁体から金属に垂直に入射する光の反射率Ｒを表し、横軸は、入射する光の波長λ（ｎｍ）を表す。図２（ｂ）では、絶縁体としてＳｉＯ２またはＧａＮを用い、金属としてＣｕまたはＡｌを用いた場合を示す。図２（ｂ）に示したように、６００ｎｍ程度以下の波長において、Ｃｕの反射率は、Ａｌに比べて低い。このため、発光波長が６００ｎｍ以下の発光素子において、電極にＣｕを用いた場合には、Ａｌを用いた場合に比べて光の損失が大きくなる。なお、図示しないＡｇの反射率は、図２（ｂ）の波長領域において、９７％程度と高い。 The vertical axis of FIG. 2B represents the reflectance R of light incident perpendicularly from the insulator to the metal, and the horizontal axis represents the wavelength λ (nm) of the incident light. FIG. 2B shows a case where SiO 2 or GaN is used as the insulator and Cu or Al is used as the metal. As shown in FIG. 2B, the reflectance of Cu is lower than that of Al at a wavelength of about 600 nm or less. For this reason, in the light emitting element having an emission wavelength of 600 nm or less, when Cu is used for the electrode, the loss of light becomes larger than when Al is used. Note that the reflectance of Ag (not shown) is as high as about 97% in the wavelength region of FIG.

白色ＬＥＤなどの窒化物半導体系発光素子においては、例えば、発光部は青色に発光する。青色光は、４５０ｎｍ付近の波長を有する。白色ＬＥＤでは、青色光の一部の波長を、蛍光体を用いて変換し、全体として白色光を得ている。赤色の発光部や緑色の発光部を積層することで、白色光を得る構成もある。いずれの場合においても、発光部から放出される光のエネルギーの多くは、波長が６００ｎｍ以下の範囲に存在する。このような光が照射される電極の反射率は、広い波長域にわたって高いことが望ましい。これにより、光の損失を抑制することができる。反射率の観点からは、電極にＡｌまたはＡｇを用いることが望ましい。しかしながら、既に述べたとおり、Ａｌを細線電極に用いた場合は、配線抵抗が増大し、発光効率が低下するおそれがあり、Ａｇを細線電極に用いた場合は、マイグレーションによって信頼性が低下してしまうおそれがある。   In nitride semiconductor light emitting devices such as white LEDs, for example, the light emitting portion emits blue light. Blue light has a wavelength around 450 nm. In the white LED, a part of the wavelength of blue light is converted using a phosphor to obtain white light as a whole. There is also a configuration in which white light is obtained by stacking a red light emitting part and a green light emitting part. In any case, most of the energy of light emitted from the light emitting portion exists in a wavelength range of 600 nm or less. The reflectivity of the electrode irradiated with such light is desirably high over a wide wavelength range. Thereby, the loss of light can be suppressed. From the viewpoint of reflectivity, it is desirable to use Al or Ag for the electrode. However, as already mentioned, when Al is used for the fine wire electrode, there is a risk that the wiring resistance is increased and the light emission efficiency is lowered. When Ag is used for the fine wire electrode, the reliability is lowered by migration. There is a risk that.

これに対して、実施形態に係る半導体発光素子１０１においては、細線電極（第１電極２１）には、電気伝導率の高いＣｕが用いられる。さらに、第１電極２１と第１半導体層１０との間に反射率の高いＡｌまたはＡｇを含む第１金属層３１が設けられる。
これにより、第１電極２１の配線抵抗を低くすることができる。したがって、電流が均一に広がりやすく、発光層の全体を効率良く利用して、発光効率を向上させることができる。さらに、第３半導体層３０から放出された光の一部は、反射率の高い第１金属層３１によって反射され、第２面８０ｂから取り出される。これにより、光取り出し効率を向上させることができる。 On the other hand, in the semiconductor light emitting device 101 according to the embodiment, Cu having high electrical conductivity is used for the thin wire electrode (first electrode 21). Further, a first metal layer 31 containing Al or Ag having high reflectivity is provided between the first electrode 21 and the first semiconductor layer 10.
Thereby, the wiring resistance of the 1st electrode 21 can be made low. Therefore, the current easily spreads uniformly, and the entire light emitting layer can be efficiently used to improve the light emission efficiency. Further, a part of the light emitted from the third semiconductor layer 30 is reflected by the first metal layer 31 having a high reflectivity and extracted from the second surface 80b. Thereby, the light extraction efficiency can be improved.

このように、実施形態によれば、細線電極（第１電極２１）における光損失を増大させることなく、配線抵抗の上昇を抑制することが可能である。これは、単に抵抗値を下げるだけでなく、細線電極の面積を削減できることを意味する。このため、第３半導体層３０の面積を大きくすることができる。   Thus, according to the embodiment, it is possible to suppress an increase in wiring resistance without increasing the optical loss in the thin wire electrode (first electrode 21). This means that it is possible not only to reduce the resistance value but also to reduce the area of the thin wire electrode. For this reason, the area of the third semiconductor layer 30 can be increased.

第１金属層３１にＡｇを用いた場合には、光学的浸透長の観点から、第１金属層３１の厚さ（Ｚ軸方向に沿った厚さ）は、４０ｎｍ以上が望ましく、８０ｎｍ以上がより望ましい。第１金属層３１にＡｌを用いた場合には、光学的浸透長の観点から、第１金属層３１の厚さは、２０ｎｍ以上が望ましく、４０ｎｍ以上がより望ましい。これにより、第１金属層３１において、光が反射されやすくなり、光取り出し効率を向上させることができる。一方、第１金属層３１の厚さは、特にＡｌを用いた場合は、２００ｎｍ以下であることが望ましい。これにより、配線抵抗の上昇を抑制し、発光効率を向上させることができる。   When Ag is used for the first metal layer 31, the thickness of the first metal layer 31 (thickness along the Z-axis direction) is preferably 40 nm or more and 80 nm or more from the viewpoint of optical penetration length. More desirable. When Al is used for the first metal layer 31, the thickness of the first metal layer 31 is desirably 20 nm or more, and more desirably 40 nm or more, from the viewpoint of optical penetration length. Thereby, in the 1st metal layer 31, light becomes easy to be reflected and light extraction efficiency can be improved. On the other hand, the thickness of the first metal layer 31 is desirably 200 nm or less, particularly when Al is used. Thereby, a raise of wiring resistance can be suppressed and luminous efficiency can be improved.

例えば、細線電極（第１電極２１）の配線抵抗を低減させるために、細線電極を厚くする方法も考えられる。しかしながら、第１電極２１が厚くなり過ぎると、その下に形成されている第２電極２２や金属層９３に凹凸が生じる。このような凹凸が生じると、基体９５との金属面に段差が生じ、金属が不十分となる場合がある。このため、発光素子の特性や機械的強度が低下する。また、この場合には、金属層９３と基体９５との界面付近にボイド（空隙）が発生しやすくなる。ボイドが発生すると、第２電極２２に用いられるＡｇがマイグレーションによってボイドに移動する場合があり、発光素子が故障することがある。さらに、基体９５の金属が不十分である場合、積層体８０の発光によって生じた熱の放熱性が低下することがある。このように、細線電極の厚さの増加は、素子の信頼性や歩留まりに悪影響を及ぼす。細線電極の厚さは、熱伝導性や信頼性の観点から制限される。   For example, in order to reduce the wiring resistance of the thin wire electrode (first electrode 21), a method of thickening the thin wire electrode is also conceivable. However, if the first electrode 21 becomes too thick, the second electrode 22 and the metal layer 93 formed thereunder will be uneven. When such unevenness occurs, a step is generated on the metal surface with the base 95, and the metal may be insufficient. For this reason, the characteristic and mechanical strength of a light emitting element fall. In this case, voids (voids) are likely to be generated near the interface between the metal layer 93 and the substrate 95. When a void occurs, Ag used for the second electrode 22 may move to the void due to migration, and the light emitting element may break down. Furthermore, when the metal of the base body 95 is insufficient, the heat dissipation of the heat generated by the light emission of the laminate 80 may be reduced. Thus, an increase in the thickness of the thin wire electrode adversely affects the reliability and yield of the device. The thickness of the thin wire electrode is limited from the viewpoint of thermal conductivity and reliability.

これに対して、実施形態に係る半導体発光素子１０１では、電気抵抗の低いＣｕを第１電極２１に用いている。このため、第１電極２１を厚くせずに、配線抵抗を低減させることができる。これにより、基体９５との金属面における段差を抑制し、良好な金属を得ることができる。したがって、素子の信頼性や歩留まりを向上させることができる。   On the other hand, in the semiconductor light emitting device 101 according to the embodiment, Cu having a low electrical resistance is used for the first electrode 21. For this reason, it is possible to reduce the wiring resistance without increasing the thickness of the first electrode 21. Thereby, the level | step difference in the metal surface with the base | substrate 95 can be suppressed, and a favorable metal can be obtained. Therefore, the reliability and yield of the element can be improved.

図３（ａ）及び図３（ｂ）は、実施形態に係る別の半導体発光素子を例示する模式的断面図である。
図３（ａ）は、実施形態の変形例に係る半導体発光素子１０２を例示している。図３（ａ）は、図１（ｂ）の断面図に対応する。
半導体発光素子１０２は、第２金属層３２を含む点において、半導体発光素子１０１と異なる。これ以外については、半導体発光素子１０２は、半導体発光素子１０１と同様である。なお、金属層９３および基体９５の図示は、省略されている。 FIG. 3A and FIG. 3B are schematic cross-sectional views illustrating another semiconductor light emitting element according to the embodiment.
FIG. 3A illustrates a semiconductor light emitting device 102 according to a modification of the embodiment. FIG. 3A corresponds to the cross-sectional view of FIG.
The semiconductor light emitting device 102 is different from the semiconductor light emitting device 101 in that it includes the second metal layer 32. Other than this, the semiconductor light emitting device 102 is the same as the semiconductor light emitting device 101. Illustration of the metal layer 93 and the base body 95 is omitted.

第２金属層３２は、Ｘ軸方向において第１電極２１と重なる。第２金属層３２は、第１電極２１と電気的に接続されている。第２金属層３２は、絶縁層４０と第１電極２１との間において、第１電極２１の側面（ＸＹ平面と交差する面）を覆うように設けられている。
例えば、第２金属層３２は、第１領域３２ａと第２領域３２ｂとを含む。第２領域３２ｂは、Ｘ軸方向において第１領域３２ａと離間している。第１電極２１は、第１領域３２ａと第２領域３２ｂとの間に配置されている。
第２金属層３２の材料は、例えば、第１金属層３１の材料と同様である。第２金属層３２の材料は、第１金属層３１の材料と異なっていてもよい。第２金属層３２の厚さ（第１電極２１の側面に対して垂直な方向に沿った膜の厚さ）は、第１金属層３１の厚さと同様である。 The second metal layer 32 overlaps the first electrode 21 in the X-axis direction. The second metal layer 32 is electrically connected to the first electrode 21. The second metal layer 32 is provided between the insulating layer 40 and the first electrode 21 so as to cover the side surface (surface intersecting the XY plane) of the first electrode 21.
For example, the second metal layer 32 includes a first region 32a and a second region 32b. The second region 32b is separated from the first region 32a in the X-axis direction. The first electrode 21 is disposed between the first region 32a and the second region 32b.
The material of the second metal layer 32 is the same as the material of the first metal layer 31, for example. The material of the second metal layer 32 may be different from the material of the first metal layer 31. The thickness of the second metal layer 32 (the thickness of the film along the direction perpendicular to the side surface of the first electrode 21) is the same as the thickness of the first metal layer 31.

第３半導体層３０から放出された光の一部は、第２金属層３２において反射されて、第２面８０ｂから取り出される。これにより、第１電極２１における光の損失を抑制し、さらに光取り出し効率を向上させることができる。   A part of the light emitted from the third semiconductor layer 30 is reflected by the second metal layer 32 and extracted from the second surface 80b. Thereby, the loss of light in the first electrode 21 can be suppressed, and the light extraction efficiency can be further improved.

図３（ｂ）は、実施形態の変形例に係る半導体発光素子１０３を例示している。図３（ｂ）は、図１（ｂ）の断面図に対応する。
半導体発光素子１０３は、第３金属層３３を含む点において、半導体発光素子１０２と異なる。これ以外については、半導体発光素子１０３は、半導体発光素子１０２と同様である。なお、金属層９３および基体９５の図示は、省略されている。 FIG. 3B illustrates a semiconductor light emitting element 103 according to a modification of the embodiment. FIG. 3B corresponds to the cross-sectional view of FIG.
The semiconductor light emitting device 103 is different from the semiconductor light emitting device 102 in that it includes the third metal layer 33. Other than this, the semiconductor light emitting device 103 is the same as the semiconductor light emitting device 102. Illustration of the metal layer 93 and the base body 95 is omitted.

第３金属層３３は、第１電極２１の第１金属層３１とは反対側の面を覆うように設けられる。すなわち、第１電極２１は、第１金属層３１と第３金属層３３との間に位置する。そして、第３金属層３３は、第１電極２１と絶縁層４０との間に位置する。第３金属層３３は、第２金属層３２と一体に形成されてもよい。   The third metal layer 33 is provided so as to cover the surface of the first electrode 21 opposite to the first metal layer 31. That is, the first electrode 21 is located between the first metal layer 31 and the third metal layer 33. The third metal layer 33 is located between the first electrode 21 and the insulating layer 40. The third metal layer 33 may be formed integrally with the second metal layer 32.

第３金属層３３の材料は、例えば、第１金属層３１の材料と同様である。第３金属層３３の材料は、第１金属層３１の材料及び第２金属層３２の材料と異なっていてもよい。第３金属層３３の厚さ（Ｚ軸方向に沿った厚さ）は、例えば、第１金属層３１の厚さと同様である。   The material of the third metal layer 33 is the same as the material of the first metal layer 31, for example. The material of the third metal layer 33 may be different from the material of the first metal layer 31 and the material of the second metal layer 32. The thickness (thickness along the Z-axis direction) of the third metal layer 33 is the same as the thickness of the first metal layer 31, for example.

第３半導体層３０から放出された光の一部は、第３金属層３３において反射されて、第２面８０ｂから取り出される。これにより、第１電極２１における光の損失を抑制し、さらに光取り出し効率を向上させることができる。   A part of the light emitted from the third semiconductor layer 30 is reflected by the third metal layer 33 and extracted from the second surface 80b. Thereby, the loss of light in the first electrode 21 can be suppressed, and the light extraction efficiency can be further improved.

なお、第１〜第３金属層３１〜３３のそれぞれは、積層構造を有していてもよい。例えば、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｃｒ、およびＭｇの少なくともいずれかを含み、厚さ０．１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の金属膜を、光学表面側に含んでいてもよい。すなわち、この金属膜と第１電極２１との間に、ＡｌまたはＡｇの少なくともいずれかを含む膜が配置された構造であってもよい。   Each of the first to third metal layers 31 to 33 may have a laminated structure. For example, a metal film containing at least one of Ni, Ti, Zn, Cr, and Mg and having a thickness of 0.1 nm to 10 nm may be included on the optical surface side. That is, a structure in which a film containing at least one of Al and Ag is disposed between the metal film and the first electrode 21 may be employed.

第１〜第３金属層３１〜３３を覆うように形成された絶縁層４０の屈折率は、積層体８０の屈折率（第１半導体層１０の屈折率、第２半導体層２０の屈折率）よりも低いことが望ましい。これにより、第３半導体層３０から放出された光が、絶縁層４０を通過しやすくなり、第１〜第３金属層３１〜３３で反射される。したがって、光取り出し効率を向上させることができる。   The refractive index of the insulating layer 40 formed so as to cover the first to third metal layers 31 to 33 is the refractive index of the stacked body 80 (the refractive index of the first semiconductor layer 10 and the refractive index of the second semiconductor layer 20). Is preferably lower. Thereby, the light emitted from the third semiconductor layer 30 easily passes through the insulating layer 40 and is reflected by the first to third metal layers 31 to 33. Therefore, the light extraction efficiency can be improved.

図４（ａ）及び図４（ｂ）は、実施形態に係る別の半導体発光素子を例示する模式的断面図である。
図４（ａ）は、実施形態の変形例に係る半導体発光素子１０４を例示している。図４（ａ）は、図１（ｂ）の断面図に対応する。半導体発光素子１０４は、導電層５０を含む点において、半導体発光素子１０２と異なる。 FIG. 4A and FIG. 4B are schematic cross-sectional views illustrating another semiconductor light emitting element according to the embodiment.
FIG. 4A illustrates a semiconductor light emitting device 104 according to a modification of the embodiment. FIG. 4A corresponds to the cross-sectional view of FIG. The semiconductor light emitting element 104 is different from the semiconductor light emitting element 102 in that it includes the conductive layer 50.

導電層５０は、第２電極２２と金属層９３との間、及び、絶縁層４０と金属層９３との間、に設けられる。導電層５０は、第２電極２２と接し、電気的に接続されている。導電層５０は、例えば、電流を広げる機能を有する。   The conductive layer 50 is provided between the second electrode 22 and the metal layer 93 and between the insulating layer 40 and the metal layer 93. The conductive layer 50 is in contact with and electrically connected to the second electrode 22. The conductive layer 50 has a function of spreading current, for example.

導電層５０には、高導電材料が用いられる。例えば、導電層５０は、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）及び錫（Ｓｎ）の少なくともいずれかを含む。このような導電層５０を設けることによって、電流の広がりを向上させることができる。   A highly conductive material is used for the conductive layer 50. For example, the conductive layer 50 includes at least one of titanium (Ti), gold (Au), aluminum (Al), and tin (Sn). By providing such a conductive layer 50, current spreading can be improved.

図４（ｂ）は、実施形態の変形例に係る半導体発光素子１０５を例示している。図４（ｂ）は、図１（ｂ）の断面図に対応する。
半導体発光素子１０５においては、半導体発光素子１０４に比べて、第１電極２１および絶縁層４０が薄く形成されている。これ以外については、半導体発光素子１０５の構成は、半導体発光素子１０４と同様である。 FIG. 4B illustrates a semiconductor light emitting element 105 according to a modification of the embodiment. FIG. 4B corresponds to the cross-sectional view of FIG.
In the semiconductor light emitting device 105, the first electrode 21 and the insulating layer 40 are formed thinner than the semiconductor light emitting device 104. Other than this, the configuration of the semiconductor light emitting device 105 is the same as that of the semiconductor light emitting device 104.

半導体発光素子１０５においては、積層体８０の凹部の深さは、絶縁層４０の厚さ（Ｚ軸方向に沿った厚さ）と実質的に等しい。なお、積層体８０の凹部の深さとは、第２半導体層２０の厚さと、第３半導体層３０の厚さと、第１部分１０ａの厚さと第２部分１０ｂの厚さとの差と、の合計である。これにより、積層体８０の第２電極２２と接する面と、絶縁層４０の第２電極２２と接する面と、の間の段差を小さくすることができる。したがって、その下に形成される第２電極２２や導電層５０の凹凸をさらに小さくすることができる。   In the semiconductor light emitting device 105, the depth of the concave portion of the stacked body 80 is substantially equal to the thickness of the insulating layer 40 (thickness along the Z-axis direction). The depth of the concave portion of the stacked body 80 is the sum of the thickness of the second semiconductor layer 20, the thickness of the third semiconductor layer 30, and the difference between the thickness of the first portion 10a and the thickness of the second portion 10b. It is. Thereby, the level | step difference between the surface which contact | connects the 2nd electrode 22 of the laminated body 80, and the surface which contact | connects the 2nd electrode 22 of the insulating layer 40 can be made small. Therefore, the unevenness of the second electrode 22 and the conductive layer 50 formed thereunder can be further reduced.

前述の通りＣｕの電気伝導率は、Ａｌの電気伝導率の約１．６倍である。例えば、第１電極２１にＣｕを用いた場合には、Ａｌを用いた場合に比べて、同じ配線抵抗を維持するなら、電極の厚さを１／１．６倍とすることができる。すなわち、１．４μｍの厚さのＡｌ電極を、０．９μｍの厚さのＣｕ電極に置き換えることができる。
例えば、第１電極２１と第２電極２２との間に設けられた絶縁層４０の一部の厚さは、０．４μｍである。そこで、第１電極２１に０．９μｍの厚さのＣｕ電極を用い、積層体８０の凹部の深さを１．３μｍとすれば、第２電極２２や導電層５０の凹凸を小さくすることができる。これにより、基体９５と導電層５０とを、金属層９３を介して金属する際に、良好な金属を形成することができる。 As described above, the electrical conductivity of Cu is about 1.6 times that of Al. For example, when Cu is used for the first electrode 21, the thickness of the electrode can be 1 / 1.6 times as long as the same wiring resistance is maintained as compared with the case where Al is used. That is, an Al electrode having a thickness of 1.4 μm can be replaced with a Cu electrode having a thickness of 0.9 μm.
For example, the thickness of a part of the insulating layer 40 provided between the first electrode 21 and the second electrode 22 is 0.4 μm. Therefore, if the Cu electrode having a thickness of 0.9 μm is used for the first electrode 21 and the depth of the concave portion of the stacked body 80 is 1.3 μm, the unevenness of the second electrode 22 and the conductive layer 50 can be reduced. it can. Thereby, when the base body 95 and the conductive layer 50 are metalized via the metal layer 93, a good metal can be formed.

図５は、実施形態に係る別の半導体発光素子を例示する模式的断面図である。
図５は、実施形態の変形例に係る半導体発光素子１０６を例示している。図５は、図１（ｂ）の断面図に対応する。半導体発光素子１０６においては、絶縁層４０が形成されていない。また、半導体発光素子１０６の第２電極２２は、Ｚ軸方向において、第１電極とは重ならない。これ以外は、半導体発光素子１０６の説明は、半導体発光素子１０３についての説明と同様である。半導体発光素子１０６は、いわゆるフリップチップ構造を有する素子である。 FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating another semiconductor light emitting element according to the embodiment.
FIG. 5 illustrates a semiconductor light emitting device 106 according to a modification of the embodiment. FIG. 5 corresponds to the cross-sectional view of FIG. In the semiconductor light emitting device 106, the insulating layer 40 is not formed. Further, the second electrode 22 of the semiconductor light emitting element 106 does not overlap with the first electrode in the Z-axis direction. Except for this, the description of the semiconductor light emitting element 106 is the same as the description of the semiconductor light emitting element 103. The semiconductor light emitting element 106 is an element having a so-called flip chip structure.

フリップチップ構造を有する半導体発光素子においても、Ｃｕを含む第１電極２１を、反射率の高い第１〜第３金属層３１〜３３で覆うことによって、配線抵抗の増大を抑制しつつ、光の損失を低減させることができる。これにより、発光効率を向上させることができる。   Even in a semiconductor light emitting device having a flip-chip structure, the first electrode 21 containing Cu is covered with the first to third metal layers 31 to 33 having high reflectivity, thereby suppressing the increase in wiring resistance, Loss can be reduced. Thereby, luminous efficiency can be improved.

図６（ａ）および図６（ｂ）は、実施形態に係る別の半導体発光素子を例示する模式的断面図である。
図６（ａ）は、実施形態の変形例に係る半導体発光素子１０７を例示している。図６（ａ）は、図１（ｂ）の断面図に対応する。 FIG. 6A and FIG. 6B are schematic cross-sectional views illustrating another semiconductor light emitting element according to the embodiment.
FIG. 6A illustrates a semiconductor light emitting device 107 according to a modification of the embodiment. FIG. 6A corresponds to the cross-sectional view of FIG.

半導体発光素子１０７は、前述の半導体発光素子１０３に比べて、第１〜第６中間層６１〜６６をさらに含む。第１〜第４中間層層６１〜６４は、例えば、バリア層である。第５、第６中間層は、例えば、下地層である。   The semiconductor light emitting element 107 further includes first to sixth intermediate layers 61 to 66 as compared with the semiconductor light emitting element 103 described above. The first to fourth intermediate layer layers 61 to 64 are, for example, barrier layers. The fifth and sixth intermediate layers are, for example, base layers.

第１中間層６１は、第１電極２１と第１金属層３１との間に設けられる。第２中間層６２は、第１電極２１と第２金属層３２との間に設けられる。第３中間層６３は、第１電極２１と第３金属層３３との間に設けられる。第４中間層６４は、第２電極２２と導電層５０との間に設けられる。   The first intermediate layer 61 is provided between the first electrode 21 and the first metal layer 31. The second intermediate layer 62 is provided between the first electrode 21 and the second metal layer 32. The third intermediate layer 63 is provided between the first electrode 21 and the third metal layer 33. The fourth intermediate layer 64 is provided between the second electrode 22 and the conductive layer 50.

第１〜第４中間層６１〜６４のそれぞれは、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、マグネシウム（Ｍｇ）、コバルト（Ｃｏ）、錫（Ｓｎ）、タングステン（Ｗ）およびモリブデン（Ｍｏ）の少なくともいずれかを含む。第１〜第３中間層６１〜６３は、互いに同じ材料の層であってもよいし、互いに異なる材料の層であってもよい。   Each of the first to fourth intermediate layers 61 to 64 is made of nickel (Ni), chromium (Cr), titanium (Ti), platinum (Pt), palladium (Pd), magnesium (Mg), cobalt (Co), tin It includes at least one of (Sn), tungsten (W), and molybdenum (Mo). The first to third intermediate layers 61 to 63 may be layers of the same material, or may be layers of different materials.

これらの中間層を設けることにより、積層された層同士の混合（拡散）を抑制し、安定性や密着性が向上する。また、積層された層同士の界面における電気抵抗を抑制することができる。光学特性の観点から、第１〜第３中間層６１〜６３のそれぞれの厚さ（第１電極２１と接する面に対して垂直方向の厚さ）は、２ナノメートル以下、望ましくは１ナノメートル以下である。   By providing these intermediate layers, mixing (diffusion) of the stacked layers is suppressed, and stability and adhesion are improved. In addition, electrical resistance at the interface between the stacked layers can be suppressed. From the viewpoint of optical characteristics, the thickness of each of the first to third intermediate layers 61 to 63 (thickness in the direction perpendicular to the surface in contact with the first electrode 21) is 2 nanometers or less, preferably 1 nanometer. It is as follows.

第５中間層６５は、導電層５０と金属層９３との間に設けられる。第６中間層６６は、金属層９３と基体９５との間に設けられる。   The fifth intermediate layer 65 is provided between the conductive layer 50 and the metal layer 93. The sixth intermediate layer 66 is provided between the metal layer 93 and the base body 95.

第５中間層６５および第６中間層６６は、それぞれ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｗ、Ｍｏ、ＣｒおよびＡｕの少なくともいずれかを含む。第５中間層６５および第６中間層６６は、多層構造を有していてもよい。第５中間層６５および第６中間層６６を設けることにより、半田の濡れ性を向上させることができる。また、積層された層同士の混合（拡散）を抑制することができる。   The fifth intermediate layer 65 and the sixth intermediate layer 66 each contain at least one of Ti, Pt, Ni, W, Mo, Cr, and Au. The fifth intermediate layer 65 and the sixth intermediate layer 66 may have a multilayer structure. By providing the fifth intermediate layer 65 and the sixth intermediate layer 66, the wettability of the solder can be improved. Moreover, mixing (diffusion) of the stacked layers can be suppressed.

半導体発光素子１０７においては、第１電極２１のＸ軸方向に沿った幅は、積層体８０から基体９５へ向かう方向に沿って、次第に狭くなっている。   In the semiconductor light emitting device 107, the width of the first electrode 21 along the X-axis direction is gradually narrower along the direction from the stacked body 80 toward the base body 95.

絶縁層４０の一部は、Ｚ軸方向において第２半導体層２０と重なっている。絶縁層４０は、積層構造を有しており、絶縁膜４１と絶縁膜４２とを含む。絶縁膜４１は、第２金属層３２および第３金属層３３と接している。絶縁膜４２は、積層体８０の凹部（第２部分１０ｂおよび第３部分１０ｃ）と接しており、積層体８０と絶縁膜４１との間に設けられる。   A part of the insulating layer 40 overlaps the second semiconductor layer 20 in the Z-axis direction. The insulating layer 40 has a laminated structure and includes an insulating film 41 and an insulating film 42. The insulating film 41 is in contact with the second metal layer 32 and the third metal layer 33. The insulating film 42 is in contact with the recesses (second portion 10 b and third portion 10 c) of the stacked body 80 and is provided between the stacked body 80 and the insulating film 41.

半導体発光素子１０７においても、半導体発光素子１０１〜１０６と同様にして、第１電極２１に電気伝導率の高いＣｕを用いることにより、第１電極の配線抵抗を低くすることができる。これにより、電流が均一に広がりやすくなる。発光層の全体を効率よく利用することができ、発光効率を向上させることができる。さらに、光の反射率の高い第１〜第３金属層３１〜３３により、第３半導体層３０から放出された光の第１電極２１における損失を低減し、光の取り出し効率を向上させることができる。
さらに、半導体発光素子１０７においては、第２金属層３２は、絶縁膜４１と絶縁膜４２との間に設けられた部分Ｐ１を含んでいる。これにより、例えば、反射率の高い第２金属層３２の面積を広くすることができる。 Also in the semiconductor light emitting element 107, the wiring resistance of the first electrode can be lowered by using Cu having high electrical conductivity for the first electrode 21 in the same manner as the semiconductor light emitting elements 101 to 106. As a result, the current can easily spread uniformly. The entire light emitting layer can be used efficiently, and the light emission efficiency can be improved. Furthermore, the first to third metal layers 31 to 33 having high light reflectivity can reduce the loss of light emitted from the third semiconductor layer 30 in the first electrode 21 and improve the light extraction efficiency. it can.
Further, in the semiconductor light emitting device 107, the second metal layer 32 includes a portion P <b> 1 provided between the insulating film 41 and the insulating film 42. Thereby, for example, the area of the second metal layer 32 having a high reflectance can be increased.

図６（ｂ）は、実施形態の変形例に係る半導体発光素子１０８を例示している。図６（ｂ）は、図１（ｂ）の断面図に対応する。
半導体発光素子１０８においては、第１金属層３１は、絶縁膜４１と絶縁膜４２との間に設けられた部分Ｐ２を含む。これにより、例えば、反射率の高い第１金属層３１の面積を広くすることができる。 FIG. 6B illustrates a semiconductor light emitting device 108 according to a modification of the embodiment. FIG. 6B corresponds to the cross-sectional view of FIG.
In the semiconductor light emitting device 108, the first metal layer 31 includes a portion P <b> 2 provided between the insulating film 41 and the insulating film 42. Thereby, for example, the area of the first metal layer 31 having a high reflectance can be increased.

また、半導体発光素子１０８のように、絶縁膜４１は、絶縁膜４２の端部Ｅ１と接していなくてもよい。これ以外については、半導体発光素子１０８は、半導体発光素子１０７と同様である。   Further, like the semiconductor light emitting device 108, the insulating film 41 may not be in contact with the end E <b> 1 of the insulating film 42. Other than this, the semiconductor light emitting device 108 is the same as the semiconductor light emitting device 107.

図７（ａ）、図７（ｂ）、図８（ａ）および図８（ｂ）は、実施形態に係る別の半導体発光素子を例示する模式的断面図である。これらの断面図は、図１（ｂ）の断面図に対応する。
図７（ａ）、図７（ｂ）、図８（ａ）、図８（ｂ）は、それぞれ、実施形態の変形例に係る半導体発光素子１０９、１１０、１１１及び１１２を例示している。これらの半導体発光素子には、Ｃｕ接着層６７がさらに設けられている。 FIG. 7A, FIG. 7B, FIG. 8A, and FIG. 8B are schematic cross-sectional views illustrating another semiconductor light emitting element according to the embodiment. These sectional views correspond to the sectional view of FIG.
FIG. 7A, FIG. 7B, FIG. 8A, and FIG. 8B illustrate semiconductor light emitting devices 109, 110, 111, and 112, respectively, according to modified examples of the embodiment. In these semiconductor light emitting devices, a Cu adhesive layer 67 is further provided.

Ｃｕ接着層６７は、第１電極２１と絶縁層４０との間に設けられる。Ｃｕ接着層６７には、例えば、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｗ及びＣｒの少なくともいずれかを用いることができる。Ｃｕ接着層６７は、多層構造であってもよく、互いに異なる材料の複数の層を含んでいてもよい。このようなＣｕ接着層６７を設けることにより、第１電極２１と絶縁層４０との密着性を向上させることができる。   The Cu adhesive layer 67 is provided between the first electrode 21 and the insulating layer 40. For the Cu adhesive layer 67, for example, at least one of Ti, Pt, Ni, W, and Cr can be used. The Cu adhesive layer 67 may have a multilayer structure, and may include a plurality of layers made of different materials. By providing such a Cu adhesive layer 67, the adhesion between the first electrode 21 and the insulating layer 40 can be improved.

半導体発光素子１０９において、絶縁層４０は、絶縁膜４３と絶縁膜４４とを含む。
絶縁膜４４は、積層体の凹部（第２部分１０ｂおよび第３部分１０ｃ）と接しており、第１金属層３１と積層体８０との間、および、第２金属層３２と積層体８０との間に設けられる。
絶縁膜４３は、第１電極２１の下面（基体９５側の面）を覆うように形成されており、Ｃｕ接着層６７と導電層５０との間に設けられる。 In the semiconductor light emitting device 109, the insulating layer 40 includes an insulating film 43 and an insulating film 44.
The insulating film 44 is in contact with the concave portions (second portion 10b and third portion 10c) of the multilayer body, between the first metal layer 31 and the multilayer body 80, and between the second metal layer 32 and the multilayer body 80. Between.
The insulating film 43 is formed so as to cover the lower surface (surface on the base 95 side) of the first electrode 21, and is provided between the Cu adhesive layer 67 and the conductive layer 50.

絶縁膜４４の端部Ｅ２、および、絶縁膜４３の端部Ｅ３は、Ｚ軸方向において第２半導体層２０の一部と重なっている。絶縁膜４４の端部Ｅ２は、図７（ａ）に示したように絶縁膜４３と接していてもよく、図７（ｂ）に示したように絶縁膜４３と接していなくてもよい。また、絶縁膜４４の端部Ｅ２は、図８（ａ）に示したように第２電極２２とＺ軸方向において重なっていてもよい。絶縁膜４３の端部Ｅ３は、図８（ｂ）に示したように第２電極２２とＺ軸方向において重なっていてもよい。   The end E2 of the insulating film 44 and the end E3 of the insulating film 43 overlap with a part of the second semiconductor layer 20 in the Z-axis direction. The end E2 of the insulating film 44 may be in contact with the insulating film 43 as shown in FIG. 7A, or may not be in contact with the insulating film 43 as shown in FIG. 7B. Further, the end E2 of the insulating film 44 may overlap with the second electrode 22 in the Z-axis direction as shown in FIG. The end E3 of the insulating film 43 may overlap with the second electrode 22 in the Z-axis direction as shown in FIG.

半導体発光素子１０９〜１１２においては、第１電極２１のＸ軸方向に沿った幅は、積層体８０から基体９５へ向かう方向に沿って、次第に広くなっている。このような形状は、積層体８０に凹部を形成した後に、第１電極２１としてＣｕ層を埋め込み、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）によって平坦化することによって得られる。これにより、例えば図６（ａ）および図６（ｂ）の例に比べて、導電層５０や金属層９３の凹凸を小さくすることができる。これにより、基体９５と導電層５０とを、金属層９３を介して金属する際に、良好な金属を形成することができる。   In the semiconductor light emitting devices 109 to 112, the width along the X-axis direction of the first electrode 21 gradually increases along the direction from the stacked body 80 toward the base body 95. Such a shape can be obtained by forming a recess in the stacked body 80 and then embedding a Cu layer as the first electrode 21 and planarizing it by CMP (Chemical Mechanical Polishing). Thereby, the unevenness | corrugation of the conductive layer 50 and the metal layer 93 can be made small compared with the example of Fig.6 (a) and FIG.6 (b), for example. Thereby, when the base body 95 and the conductive layer 50 are metalized via the metal layer 93, a good metal can be formed.

また、半導体発光素子１０９〜１１２においても、半導体発光素子１０１〜１０８と同様にして、第１電極２１に電気伝導率の高いＣｕを用いることにより、第１電極の配線抵抗を低くすることができる。これにより、電流が均一に広がりやすくなり、発光効率を向上させることができる。さらに、光の反射率の高い第１金属層３１などにより、第３半導体層３０から放出された光が反射されるため、光の取り出し効率を向上させることができる。   Also in the semiconductor light emitting devices 109 to 112, similarly to the semiconductor light emitting devices 101 to 108, the wiring resistance of the first electrode can be lowered by using Cu having high electrical conductivity for the first electrode 21. . As a result, the current can easily spread uniformly, and the light emission efficiency can be improved. Furthermore, since the light emitted from the third semiconductor layer 30 is reflected by the first metal layer 31 having a high light reflectivity, the light extraction efficiency can be improved.

以下、実施形態に係る半導体発光素子の特性を示すシミュレーション結果について説明する。   Hereinafter, simulation results indicating characteristics of the semiconductor light emitting device according to the embodiment will be described.

図９（ａ）〜図９（ｅ）は、半導体発光素子のシミュレーションに用いられるモデルを例示する模式的断面図である。   FIG. 9A to FIG. 9E are schematic cross-sectional views illustrating models used for simulation of a semiconductor light emitting element.

図９（ａ）〜図９（ｅ）に示した半導体発光素子は、第１電極２１および第１〜第３金属層３１〜３３の構成において、互いに異なる。これ以外については、図９（ａ）〜図９（ｅ）に示した半導体発光素子は、図６（ａ）で説明した半導体発光素子１０７と同様である。   The semiconductor light emitting elements shown in FIGS. 9A to 9E are different from each other in the configuration of the first electrode 21 and the first to third metal layers 31 to 33. Except for this, the semiconductor light emitting device shown in FIGS. 9A to 9E is the same as the semiconductor light emitting device 107 described with reference to FIG.

図９（ａ）〜図９（ｅ）では、第１電極２１のＸ軸方向における中心から右側のみを図示している。図９（ａ）〜図９（ｅ）の左端が、第１電極２１のＸ軸方向における中心位置に対応する。左端は、吸収境界による開放モデルとなっており、戻り光が再び第１電極２１に照射される影響は、除外されている。半導体発光素子のＹ軸方向における幅を４μｍとし、Ｙ軸方向における端は、対称境界とされている。第１電極２１の幅（Ｘ軸方向に沿った幅）を２０μｍとし、絶縁層４０の幅と第１電極２１の幅との合計を３２μｍとした。第１半導体層１０の厚さを２μｍとし、絶縁層４０の膜の厚さを０．８μｍとし、第１電極２１の厚さの合計を１．９μｍとした。絶縁層４０の材料を、ＳｉＯ２（屈折率ｎ＝１．４７）とした。 9A to 9E show only the right side of the first electrode 21 from the center in the X-axis direction. 9A to 9E correspond to the center position of the first electrode 21 in the X-axis direction. The left end is an open model with an absorption boundary, and the influence of returning light to the first electrode 21 again is excluded. The width of the semiconductor light emitting element in the Y-axis direction is 4 μm, and the end in the Y-axis direction is a symmetric boundary. The width of the first electrode 21 (the width along the X-axis direction) was 20 μm, and the total of the width of the insulating layer 40 and the width of the first electrode 21 was 32 μm. The thickness of the first semiconductor layer 10 was 2 μm, the thickness of the insulating layer 40 was 0.8 μm, and the total thickness of the first electrodes 21 was 1.9 μm. The material of the insulating layer 40 was SiO 2 (refractive index n = 1.47).

図９（ａ）は、Ａｌ細線電極の構造を有する半導体発光素子を示す。この構造では、第１電極２１にＡｌが用いられており、第１〜第３金属層３１〜３３は、設けられていない。
図９（ｂ）は、Ａｌ（ＴＳＢ）／Ｃｕ細線電極の構造を有する半導体発光素子を示す。この構造では、第１電極２１にＣｕが用いられており、第１〜第３金属層３１〜３３が設けられている。なお、「Ｔ」は第１電極２１の上面（Ｔｏｐ）に、「Ｓ」は第１電極２１の側面（Ｓｉｄｅ）に、Ｂは第１電極２１の下面（Ｂｏｔｔｏｍ）に、Ａｌを含む金属層が設けられていることを表す。
図９（ｃ）は、Ａｌ（ＴＳ）／Ｃｕ細線電極の構造を有する半導体発光素子を示す。この構造では、第１電極２１にＣｕが用いられており、第１金属層３１および第２金属層３２が設けられている。第３金属層３３は、設けられていない。
図９（ｄ）は、Ａｌ（Ｔ）／Ｃｕ細線電極の構造を有する半導体発光素子を示す。この構造では、第１電極２１にＣｕが用いられており、第１金属層３１が設けられている。第２金属層３２および第３金属層３３は、設けられていない。
図９（ｅ）は、Ｃｕ細線電極の構造を有する半導体発光素子を示す。この構造では、第１電極２１にＣｕが用いられており、第１〜第３金属層３１〜３３は、設けられていない。 FIG. 9A shows a semiconductor light emitting device having an Al thin wire electrode structure. In this structure, Al is used for the first electrode 21, and the first to third metal layers 31 to 33 are not provided.
FIG. 9B shows a semiconductor light emitting device having an Al (TSB) / Cu fine wire electrode structure. In this structure, Cu is used for the first electrode 21 and the first to third metal layers 31 to 33 are provided. Note that “T” is on the upper surface (Top) of the first electrode 21, “S” is on the side surface (Side) of the first electrode 21, and B is a metal layer containing Al on the lower surface (Bottom) of the first electrode 21. This means that is provided.
FIG. 9C shows a semiconductor light emitting device having an Al (TS) / Cu fine wire electrode structure. In this structure, Cu is used for the first electrode 21, and the first metal layer 31 and the second metal layer 32 are provided. The third metal layer 33 is not provided.
FIG. 9D shows a semiconductor light emitting device having an Al (T) / Cu fine wire electrode structure. In this structure, Cu is used for the first electrode 21, and the first metal layer 31 is provided. The second metal layer 32 and the third metal layer 33 are not provided.
FIG. 9E shows a semiconductor light emitting device having a structure of a Cu fine wire electrode. In this structure, Cu is used for the first electrode 21, and the first to third metal layers 31 to 33 are not provided.

シミュレーションにはＦＤＴＤ（Finite-Difference Time-domain）法を用い、図９（ａ）〜図９（ｅ）のモデルにおける光の振る舞いを計算した。シミュレーションでは、第３半導体層３０から放出される光の波長を４５０ｎｍとした。   For the simulation, the FDTD (Finite-Difference Time-domain) method was used, and the behavior of light in the models of FIGS. 9A to 9E was calculated. In the simulation, the wavelength of light emitted from the third semiconductor layer 30 was set to 450 nm.

図１０（ａ）〜図１０（ｄ）は、図９（ａ）〜図９（ｅ）の構造におけるシミュレーションの結果を例示する模式図である。
シミュレーションにおいては、図１０（ａ）の領域Ｒ１を発光領域とした。
図１０（ｂ）は、第１電極２１近傍のＮＦＰ（Near Field Pattern）を例示するグラフ図である。図１０（ｂ）の縦軸は、光強度Ｉｎｔ（arbitrary unit）を表す。横軸は、第１電極中央からの距離Ｒｘ（μｍ）を表す。距離Ｒｘ＝０は、図１０（ａ）の左端の位置に対応する。 FIG. 10A to FIG. 10D are schematic views illustrating the results of simulation in the structures of FIG. 9A to FIG.
In the simulation, the region R1 in FIG.
FIG. 10B is a graph illustrating an NFP (Near Field Pattern) in the vicinity of the first electrode 21. The vertical axis of FIG. 10B represents the light intensity Int (arbitrary unit). The horizontal axis represents the distance Rx (μm) from the center of the first electrode. The distance Rx = 0 corresponds to the left end position in FIG.

図１０（ｃ）は、図９（ａ）の構造における光強度Ｉｎｔに対する、図９（ｂ）〜図９（ｅ）の各構造における光強度Ｉｎｔの比ＲＡｌの分布を示すグラフ図である。   FIG.10 (c) is a graph which shows distribution of ratio RAl of light intensity Int in each structure of FIG.9 (b)-FIG.9 (e) with respect to light intensity Int in the structure of Fig.9 (a).

図１０（ｄ）は、図９（ａ）〜図９（ｄ）に示した構造における光取り出し効率（Light extraction efficiency：ＬＥＥ）を示す表である。図１０（ｄ）は、図９（ａ）の構造におけるＬＥＥに対する、図９（ｂ）〜図９（ｅ）の各構造におけるＬＥＥの低下率も示している。   FIG.10 (d) is a table | surface which shows the light extraction efficiency (Light extraction efficiency: LEE) in the structure shown to Fig.9 (a)-FIG.9 (d). FIG. 10 (d) also shows the decrease rate of LEE in each structure of FIGS. 9 (b) to 9 (e) with respect to LEE in the structure of FIG. 9 (a).

図１０（ｃ）から分かるように、Ｃｕ細線電極を用いた場合には、発光領域Ｒ１から第１電極２１側へ離れるに従い、Ａｌ細線電極を用いた場合に比べて、光強度Ｉｎｔが大きく低下している。これに対して、Ａｌ（Ｔ）／Ｃｕ細線電極を用いた場合の光強度分布は、Ａｌ細線電極の場合と同様となる。   As can be seen from FIG. 10 (c), when the Cu thin wire electrode is used, the light intensity Int is greatly reduced as the distance from the light emitting region R1 toward the first electrode 21 becomes larger than when the Al thin wire electrode is used. doing. On the other hand, the light intensity distribution when the Al (T) / Cu fine wire electrode is used is the same as that of the Al fine wire electrode.

図１０（ｄ）から分かるように、Ａｌ細線電極に対する、Ｃｕ細線電極の場合のＬＥＥの低下率は、−４．１９％である。これに対して、Ａｌ細線電極に対する、Ａｌ（Ｔ）／Ｃｕ細線電極の場合のＬＥＥの低下率は、−０．２％である。さらに、第２金属層３２を設けたＡｌ（ＴＳ）／Ｃｕ細線電極の場合のＬＥＥ、および、第３金属層３３を設けたＡｌ（ＴＳＢ）／Ｃｕ細線電極の場合のＬＥＥは、ほぼＡｌ細線電極を用いた場合と同等となる。   As can be seen from FIG. 10 (d), the decrease rate of LEE in the case of the Cu wire electrode is -4.19% with respect to the Al wire electrode. On the other hand, the reduction rate of LEE in the case of the Al (T) / Cu fine wire electrode with respect to the Al fine wire electrode is -0.2%. Further, the LEE in the case of the Al (TS) / Cu fine wire electrode provided with the second metal layer 32 and the LEE in the case of the Al (TSB) / Cu fine wire electrode provided with the third metal layer 33 are substantially Al fine wires. This is equivalent to using electrodes.

図１１（ａ）〜図１１（ｄ）は、半導体発光素子の別のシミュレーションに用いられるモデルを例示する模式的断面図である。   FIG. 11A to FIG. 11D are schematic cross-sectional views illustrating models used for another simulation of the semiconductor light emitting element.

図１１（ａ）〜図１１（ｅ）に示した半導体発光素子は、第１電極２１および第１〜第３金属層３１〜３３の構成において、互いに異なる。これ以外については、図１１（ａ）〜図１１（ｅ）に示した半導体発光素子の構造は、図７（ｂ）で説明した半導体発光素子１１０と同様である。シミュレーションの条件は、図９（ａ）〜図９（ｅ）の場合と同様である。ここでも、絶縁層４０の材料として、ＳｉＯ２（屈折率ｎ＝１．４７）が用いられている。 The semiconductor light emitting devices shown in FIGS. 11A to 11E are different from each other in the configuration of the first electrode 21 and the first to third metal layers 31 to 33. Otherwise, the structure of the semiconductor light emitting device shown in FIGS. 11A to 11E is the same as that of the semiconductor light emitting device 110 described with reference to FIG. The simulation conditions are the same as those in FIGS. 9 (a) to 9 (e). Again, SiO 2 (refractive index n = 1.47) is used as the material of the insulating layer 40.

図１１（ａ）は、Ａｌ細線電極の構造を有する半導体発光素子を示し、図１１（ｂ）は、Ａｌ（ＴＳ）／Ｃｕ細線電極の構造を有する半導体発光素子を示し、図１１（ｃ）は、Ａｌ（Ｔ）／Ｃｕ細線電極の構造を有する半導体発光素子を示し、図１１（ｄ）は、Ｃｕ細線電極の構造を有する半導体発光素子を示す。
これら図１１（ａ）〜図１１（ｄ）のモデルにおける光の振る舞いを計算した。 FIG. 11A shows a semiconductor light emitting device having an Al thin wire electrode structure, FIG. 11B shows a semiconductor light emitting device having an Al (TS) / Cu thin wire electrode structure, and FIG. Shows a semiconductor light emitting device having a structure of Al (T) / Cu thin wire electrode, and FIG. 11D shows a semiconductor light emitting device having a structure of Cu thin wire electrode.
The behavior of light in these models of FIGS. 11A to 11D was calculated.

図１２（ａ）〜図１２（ｄ）は、図１１（ａ）〜図１１（ｄ）の構造におけるシミュレーションの結果を例示する模式図である。
シミュレーションにおいては、図１２（ａ）の領域Ｒ１を発光領域とした。
図１２（ｂ）は、図１０（ｂ）と同様に、第１電極２１近傍のＮＦＰ（Near Field Pattern）を例示するグラフ図である。
図１２（ｃ）は、図１１（ａ）の構造における光強度Ｉｎｔに対する、図１１（ｂ）〜図１１（ｄ）の各構造における光強度Ｉｎｔの比ＲＡｌの分布を示すグラフ図である。
図１２（ｄ）は、図１１（ａ）〜図１１（ｄ）に示した構造における光取り出し効率（Light extraction efficiency：ＬＥＥ）を示す表である。図１２（ｄ）は、図１１（ａ）の構造におけるＬＥＥに対する、図１１（ｂ）〜図１１（ｅ）の各構造におけるＬＥＥの低下率も示している。 FIG. 12A to FIG. 12D are schematic views illustrating the results of simulation in the structures of FIG. 11A to FIG.
In the simulation, the region R1 in FIG.
FIG. 12B is a graph illustrating an NFP (Near Field Pattern) near the first electrode 21 as in FIG.
FIG. 12C is a graph showing a distribution of the ratio RAl of the light intensity Int in each structure of FIGS. 11B to 11D with respect to the light intensity Int in the structure of FIG.
FIG. 12D is a table showing light extraction efficiency (LEE) in the structure shown in FIGS. 11A to 11D. FIG. 12 (d) also shows a decrease rate of LEE in each structure of FIGS. 11 (b) to 11 (e) with respect to LEE in the structure of FIG. 11 (a).

図１２（ｃ）から分かるように、Ｃｕ細線電極を用いた場合には、発光領域Ｒ１から第１電極２１側へ離れるに従い、Ａｌ細線電極を用いた場合に比べて、光強度Ｉｎｔが大きく低下している。これに対して、Ａｌ（Ｔ）／Ｃｕ細線電極を用いた場合は、光強度Ｉｎｔの低下が低減されていることが分かる。但し、領域Ｒ１の境界付近において、光強度Ｉｎｔの低下が見られる。Ａｌ（ＴＳ）／Ｃｕ細線電極を用いた場合の光強度分布は、さらに光強度Ｉｎｔの低下を低減することができ、Ａｌ細線電極の場合と同等となる。   As can be seen from FIG. 12 (c), when the Cu thin wire electrode is used, the light intensity Int is greatly reduced as the distance from the light emitting region R1 toward the first electrode 21 becomes larger than when the Al thin wire electrode is used. doing. On the other hand, when the Al (T) / Cu thin wire electrode is used, it can be seen that the decrease in the light intensity Int is reduced. However, a decrease in the light intensity Int is observed near the boundary of the region R1. The light intensity distribution in the case of using the Al (TS) / Cu fine wire electrode can further reduce the decrease in the light intensity Int, and is equivalent to that in the case of the Al fine wire electrode.

図１０（ｄ）から分かるように、Ａｌ細線電極に対する、Ｃｕ細線電極の場合のＬＥＥの低下率は、−５．４０％である。Ａｌ細線電極に対する、Ａｌ（Ｔ）／Ｃｕ細線電極の場合のＬＥＥの低下率は、−１．５６％である。これに対して、Ａｌ（ＴＳ）／Ｃｕ細線電極を用いた場合は、Ａｌ細線電極の場合とほぼ同等のＬＥＥが得られる。   As can be seen from FIG. 10 (d), the decrease rate of LEE in the case of the Cu wire electrode is −5.40% with respect to the Al wire electrode. The decrease rate of LEE in the case of the Al (T) / Cu fine wire electrode with respect to the Al fine wire electrode is −1.56%. On the other hand, when the Al (TS) / Cu fine wire electrode is used, LEE almost equal to that of the Al fine wire electrode is obtained.

図１３（ａ）〜図１３（ｄ）は、半導体発光素子の別のシミュレーションに用いられるモデルを例示する模式的断面図である。   FIG. 13A to FIG. 13D are schematic cross-sectional views illustrating models used for another simulation of the semiconductor light emitting element.

図１３（ａ）〜図１３（ｄ）に示した半導体発光素子の絶縁層４０には、ＳｉＮが用いられている。これ以外は、図１３（ａ）〜図１３（ｄ）に示した半導体発光素子は、それぞれ、図１１（ａ）〜図１１（ｄ）に示した半導体発光素子と同様である。   SiN is used for the insulating layer 40 of the semiconductor light emitting device shown in FIGS. 13 (a) to 13 (d). Except for this, the semiconductor light emitting devices shown in FIGS. 13A to 13D are the same as the semiconductor light emitting devices shown in FIGS. 11A to 11D, respectively.

これら図１３（ａ）〜図１３（ｄ）のモデルにおける光の振る舞いを、図９（ａ）〜図９（ｅ）の場合と同様にして、計算した。   The behavior of light in these models of FIGS. 13 (a) to 13 (d) was calculated in the same manner as in FIGS. 9 (a) to 9 (e).

図１４（ａ）〜図１４（ｄ）は、図１３（ａ）〜図１３（ｄ）の構造におけるシミュレーションの結果を例示する模式図である。
シミュレーションにおいては、図１４（ａ）の領域Ｒ１を発光領域とした。
図１４（ｂ）は、図１０（ｂ）と同様に、第１電極２１近傍のＮＦＰ（Near Field Pattern）を例示するグラフ図である。
図１４（ｃ）は、図１３（ａ）の構造における光強度Ｉｎｔに対する、図１３（ｂ）〜図１３（ｄ）の各構造における光強度Ｉｎｔの比ＲＡｌの分布を示すグラフ図である。
図１４（ｄ）は、図１３（ａ）〜図１３（ｄ）に示した構造における光取り出し効率（Light extraction efficiency：ＬＥＥ）を示す表である。図１４（ｄ）は、図１３（ａ）の構造におけるＬＥＥに対する、図１３（ｂ）〜図１３（ｅ）の各構造におけるＬＥＥの低下率も示している。 FIG. 14A to FIG. 14D are schematic views illustrating the results of simulation in the structures of FIG. 13A to FIG. 13D.
In the simulation, the region R1 in FIG.
FIG. 14B is a graph illustrating an NFP (Near Field Pattern) in the vicinity of the first electrode 21 as in FIG.
FIG. 14 (c) is a graph showing the distribution of the ratio RAl of the light intensity Int in each structure of FIGS. 13 (b) to 13 (d) with respect to the light intensity Int in the structure of FIG. 13 (a).
FIG. 14 (d) is a table showing light extraction efficiency (LEE) in the structure shown in FIGS. 13 (a) to 13 (d). FIG. 14D also shows the rate of decrease in LEE in each structure of FIGS. 13B to 13E with respect to LEE in the structure of FIG.

図１４（ｃ）に示すように、Ｃｕ細線電極を用いた場合には、発光領域Ｒ１から第１電極２１側へ離れるに従い、Ａｌ細線電極を用いた場合に比べて、光強度Ｉｎｔが大きく低下している。これに対して、Ａｌ（Ｔ）／Ｃｕ細線電極を用いた場合は、光強度Ｉｎｔの低下が低減されていることが分かる。但し、領域Ｒ１の境界付近において、光強度Ｉｎｔの低下が見られる。Ａｌ（ＴＳ）／Ｃｕ細線電極を用いた場合の光強度分布は、さらに光強度Ｉｎｔの低下を低減することができ、Ａｌ細線電極の場合と同等となる。   As shown in FIG. 14 (c), when the Cu thin wire electrode is used, the light intensity Int greatly decreases as the distance from the light emitting region R1 toward the first electrode 21 becomes larger than when the Al thin wire electrode is used. doing. On the other hand, when the Al (T) / Cu thin wire electrode is used, it can be seen that the decrease in the light intensity Int is reduced. However, a decrease in the light intensity Int is observed near the boundary of the region R1. The light intensity distribution in the case of using the Al (TS) / Cu fine wire electrode can further reduce the decrease in the light intensity Int, and is equivalent to that in the case of the Al fine wire electrode.

図１４（ｄ）に示すように、Ａｌ細線電極に対する、Ｃｕ細線電極の場合のＬＥＥの低下率は、−６．６６％である。Ａｌ細線電極に対する、Ａｌ（Ｔ）／Ｃｕ細線電極の場合のＬＥＥの低下率は、−２．９８％である。これに対して、Ａｌ（ＴＳ）／Ｃｕ細線電極を用いた場合は、Ａｌ細線電極の場合とほぼ同等のＬＥＥが得られる。   As shown in FIG. 14 (d), the decrease rate of LEE in the case of the Cu wire electrode with respect to the Al wire electrode is −6.66%. The reduction rate of LEE in the case of the Al (T) / Cu fine wire electrode with respect to the Al fine wire electrode is -2.98%. On the other hand, when the Al (TS) / Cu fine wire electrode is used, LEE almost equal to that of the Al fine wire electrode is obtained.

図１５（ａ）および図１５（ｂ）は、半導体発光素子の特性のシミュレーション結果を例示する模式的平面図である。   FIG. 15A and FIG. 15B are schematic plan views illustrating simulation results of characteristics of the semiconductor light emitting element.

図１５（ａ）および図１５（ｂ）のそれぞれは、図１（ａ）に示した模式的平面図に対応する。図１５（ａ）および図１５（ｂ）に示した半導体発光素子においては、チップサイズは、１．４ｍｍ×１．４ｍｍであり、第１電極２１の線幅は、１４μｍであり、第１電極２１の厚さは、１μｍである。第１電極２１の本数（図の横方向に延在する線状部分の本数）を、６本とし、第１パッドＰｄ１の数を１とした。なお、これらの半導体発光素子の断面形状は、図６（ａ）で説明した半導体発光素子１０７と同様である。   Each of FIG. 15A and FIG. 15B corresponds to the schematic plan view shown in FIG. In the semiconductor light emitting device shown in FIG. 15A and FIG. 15B, the chip size is 1.4 mm × 1.4 mm, the line width of the first electrode 21 is 14 μm, and the first electrode The thickness of 21 is 1 μm. The number of first electrodes 21 (the number of linear portions extending in the horizontal direction in the figure) was set to 6, and the number of first pads Pd1 was set to 1. Note that the cross-sectional shapes of these semiconductor light emitting elements are the same as those of the semiconductor light emitting element 107 described with reference to FIG.

図１５（ａ）に示した半導体発光素子では、第１電極２１は、Ａｌ細線電極である。図１５（ｂ）に示した半導体発光素子では、第１電極２１は、Ｃｕ細線電極である。これらの半導体発光素子において、駆動電流を３５０ｍＡとしたときの、電流密度を計算した。   In the semiconductor light emitting device shown in FIG. 15A, the first electrode 21 is an Al thin wire electrode. In the semiconductor light emitting device shown in FIG. 15B, the first electrode 21 is a Cu fine wire electrode. In these semiconductor light emitting devices, the current density was calculated when the drive current was 350 mA.

図１５（ａ）および図１５（ｂ）では、電流密度の分布をグレースケールによって表している。このグレースケールは、各半導体発光素子において、最大電流密度Ｊmax（Ａ／ｃｍ2）を１００％としたときの電流密度の大きさ（％）を、色によって表す。色が薄い（白に近い）程、電流密度が大きい。 In FIG. 15A and FIG. 15B, the current density distribution is represented by a gray scale. This gray scale represents the magnitude (%) of the current density when the maximum current density J max (A / cm 2 ) is 100% in each semiconductor light emitting element by color. The lighter the color (closer to white), the greater the current density.

図１５（ａ）および図１５（ｂ）から分かるように、図１５（ｂ）のＣｕ細線電極を用いた場合の方が、図１５（ａ）のＡｌ細線電極を用いた場合よりも、電流密度の高い領域が広く分布しており、電流広がりの均一性が高いと考えられる。これは、前述のように、Ｃｕの方がＡｌよりも電気伝導率が高いためである。   As can be seen from FIGS. 15 (a) and 15 (b), the current using the Cu thin wire electrode of FIG. 15 (b) is greater than that using the Al thin wire electrode of FIG. 15 (a). High density regions are widely distributed, and it is considered that the current spread is highly uniform. This is because, as described above, Cu has higher electrical conductivity than Al.

Ａｌ細線電極を用いた場合の駆動電圧Ｖｆは、約２．７６Ｖであった。Ｃｕ細線電極を用いた場合の駆動電圧Ｖｆは、約２．７３Ｖであった。また、Ａｌ細線電極を用いた場合の最大電流密度Ｊmaxは、３５．３３（Ａ／ｃｍ2）であり、Ｃｕ細線電極を用いた場合の最大電流密度Ｊmaxは、３２．１８（Ａ／ｃｍ2）であった。Ｃｕ細線電極を用いた方が、電流広がりの均一性が高いため、最大電流密度が低いと考えられる。 The drive voltage Vf when using the Al thin wire electrode was about 2.76V. The drive voltage Vf when using the Cu wire electrode was about 2.73V. Further, the maximum current density J max when using the Al thin wire electrode is 35.33 (A / cm 2 ), and the maximum current density J max when using the Cu thin wire electrode is 32.18 (A / cm 2 ). cm 2 ). It is considered that the maximum current density is lower when the Cu wire electrode is used because the uniformity of the current spread is higher.

Ａｌ細線電極を用いた場合のダイ使用効率は、５１．０２％であり、Ｃｕ細線電極を用いた場合のダイ使用効率は、５６．００％であった。ダイ使用効率とは、電流密度分布とダイの形状との相関係数を計算したものであり、ダイ全体に電流が均一に分布するとき１００％と定義される。Ｃｕ細線電極を用いた場合の方が、電流広がりの均一性が高く、ダイ使用効率が高いと考えられる。   The die usage efficiency in the case of using the Al thin wire electrode was 51.02%, and the die usage efficiency in the case of using the Cu thin wire electrode was 56.00%. The die use efficiency is a correlation coefficient between the current density distribution and the die shape, and is defined as 100% when the current is uniformly distributed throughout the die. In the case of using the Cu wire electrode, it is considered that the uniformity of current spreading is higher and the die use efficiency is higher.

以上のシミュレーション結果を参照して説明したように、実施形態に係る半導体発光素子によれば、第１電極２１に電気伝導率の高いＣｕを用いることにより、電流が均一に広がりやすくなる。これにより、発光層の全体を効率よく利用した発光効率の高い半導体発光素子が提供される。さらに、第１電極２１の表面に光反射率の高い第１金属層３１等を設けることにより、第３半導体層３０から放出された光が第１電極２１に吸収されることを抑制し、光取り出し効率を向上させることができる。   As described with reference to the above simulation results, according to the semiconductor light emitting device according to the embodiment, by using Cu having high electrical conductivity for the first electrode 21, the current is easily spread uniformly. As a result, a semiconductor light emitting device with high light emission efficiency that efficiently utilizes the entire light emitting layer is provided. Furthermore, by providing the first metal layer 31 having a high light reflectivity on the surface of the first electrode 21, the light emitted from the third semiconductor layer 30 is suppressed from being absorbed by the first electrode 21, and the light The extraction efficiency can be improved.

なお、本明細書において「窒化物半導体」とは、ＢｘＩｎｙＡｌｚＧａ１−ｘ−ｙ−ｚＮ（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およびｚをそれぞれの範囲内で変化させたすべ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、導電型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、および、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。 In this specification, “nitride semiconductor” means B x In y Al z Ga 1-xyz N (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ z ≦ 1, x + y + z ≦ 1) Semiconductors having all compositions in which the composition ratios x, y, and z are changed within the respective ranges are included. Furthermore, in the above chemical formula, those further containing a group V element other than N (nitrogen), those further containing various elements added to control various physical properties such as conductivity type, and unintentionally Those further including various elements included are also included in the “nitride semiconductor”.

なお、本願明細書において、「垂直」は、厳密な垂直だけではなく、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、実質的に垂直であれば良い。   In the specification of the present application, “vertical” includes not only strict vertical but also variations in the manufacturing process, for example, and may be substantially vertical.

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、本発明の実施形態は、これらの具体例に限定されるものではない。
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。 The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. However, embodiments of the present invention are not limited to these specific examples.
Moreover, what combined any two or more elements of each specific example in the technically possible range is also included in the scope of the present invention as long as the gist of the present invention is included.

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。   In addition, all semiconductor light-emitting elements that can be implemented by those skilled in the art based on the semiconductor light-emitting elements described above as embodiments of the present invention are included in the scope of the present invention as long as they include the gist of the present invention. Belonging to.

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。   In addition, in the category of the idea of the present invention, those skilled in the art can conceive of various changes and modifications, and it is understood that these changes and modifications also belong to the scope of the present invention. .

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。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

１０…第１半導体層、 １０ａ…第１部分、 １０ｂ…第２部分、 １０ｃ…第３部分、 ２０…第２半導体層、 ２１…第１電極、 ２２…第２電極、 ３０…第３半導体層、 ３１…第１金属層、 ３２…第２金属層、 ３２ａ…第１領域、 ３２ｂ…第２領域、 ３３…第３金属層、 ４０…絶縁層、 ４１〜４４…絶縁膜、 ５０…導電層、 ６１〜６６…第１〜第６中間層、 ６７…Ｃｕ接着層、 ８０…積層体、 ８０ａ…第１面、 ８０ｂ…第２面、 ９３…金属層、 ９５…基体、 σ…電気伝導率、 １０１〜１１２…半導体発光素子、 ＡＡ…矢印、 Ｅ１〜Ｅ３…端部、 Ｉｎｔ…光強度、 Ｐ１、Ｐ２…部分、 Ｐｄ１…第１パッド、 Ｐｄ２…第２パッド、 Ｒ 反射率、 Ｒ１…発光領域、 ＲＡｌ…比、 Ｒｘ…距離   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... 1st semiconductor layer, 10a ... 1st part, 10b ... 2nd part, 10c ... 3rd part, 20 ... 2nd semiconductor layer, 21 ... 1st electrode, 22 ... 2nd electrode, 30 ... 3rd semiconductor layer 31 ... 1st metal layer, 32 ... 2nd metal layer, 32a ... 1st area | region, 32b ... 2nd area | region, 33 ... 3rd metal layer, 40 ... Insulating layer, 41-44 ... Insulating film, 50 ... Conductive layer 61-66 ... 1st-6th intermediate layer, 67 ... Cu adhesion layer, 80 ... Laminate, 80a ... 1st surface, 80b ... 2nd surface, 93 ... Metal layer, 95 ... Base | substrate, (sigma) ... Electrical conductivity 101-112 ... Semiconductor light emitting element, AA ... arrow, E1-E3 ... end, Int ... light intensity, P1, P2 ... part, Pd1 ... first pad, Pd2 ... second pad, R reflectivity, R1 ... light emission Region, RAl ... ratio, Rx ... distance

Claims (8)

第１導電形の第１半導体層と、
銅および銅を含む合金の少なくともいずれかを含む第１電極と、
前記第１電極と前記第１半導体層との間に設けられ、銀およびアルミニウムの少なくともいずれかを含む第１金属層と、
第２導電形の第２半導体層と、
前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられた第３半導体層と、
を備えた半導体発光素子。 A first semiconductor layer of a first conductivity type;
A first electrode containing at least one of copper and an alloy containing copper;
A first metal layer provided between the first electrode and the first semiconductor layer and including at least one of silver and aluminum;
A second semiconductor layer of a second conductivity type;
A third semiconductor layer provided between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer;
A semiconductor light emitting device comprising: 前記第１半導体層から前記第２半導体層へ向かう第１方向と交差する第２方向において前記第１電極と重なり、銀およびアルミニウムの少なくともいずれかを含み、前記第１電極と電気的に接続された第２金属層をさらに備えた請求項１記載の半導体発光素子。   The first electrode overlaps the first electrode in a second direction intersecting the first direction from the first semiconductor layer to the second semiconductor layer, includes at least one of silver and aluminum, and is electrically connected to the first electrode. The semiconductor light emitting device according to claim 1, further comprising a second metal layer. 前記第２金属層は、
第１領域と、
前記第１領域と前記第２方向において離間した第２領域と、
を含み、
前記第１電極は、前記第１領域と前記第２領域との間に配置された請求項２記載の半導体発光素子。 The second metal layer is
A first region;
A second region spaced from the first region in the second direction;
Including
The semiconductor light emitting element according to claim 2, wherein the first electrode is disposed between the first region and the second region. 第２電極と、
絶縁層と、
をさらに備え、
前記第２半導体層は、前記第２電極と前記第１半導体層の一部との間に配置され、
前記第３半導体層は、前記第１半導体層の前記一部と前記第２半導体層との間に配置され、
前記第１金属層は、前記第１半導体層の別の一部と前記第１電極との間に配置され、
前記絶縁層の少なくとも一部は、前記第２電極と前記第１電極との間、前記第２半導体層と前記第１電極との間、及び、前記第３半導体層と前記第１電極との間に延在し、
前記絶縁層の一部は、前記第２方向において前記第３半導体層と重なり、
前記第２金属層は、前記絶縁層と前記第１電極との間に位置する、請求項２または３記載の半導体発光素子。 A second electrode;
An insulating layer;
Further comprising
The second semiconductor layer is disposed between the second electrode and a portion of the first semiconductor layer;
The third semiconductor layer is disposed between the part of the first semiconductor layer and the second semiconductor layer;
The first metal layer is disposed between another part of the first semiconductor layer and the first electrode;
At least part of the insulating layer is between the second electrode and the first electrode, between the second semiconductor layer and the first electrode, and between the third semiconductor layer and the first electrode. Extending in between
A portion of the insulating layer overlaps the third semiconductor layer in the second direction;
4. The semiconductor light emitting element according to claim 2, wherein the second metal layer is located between the insulating layer and the first electrode. 5. 前記絶縁層の屈折率は、前記第１半導体層の屈折率よりも低い請求項４記載の半導体発光素子。   The semiconductor light emitting element according to claim 4, wherein a refractive index of the insulating layer is lower than a refractive index of the first semiconductor layer. 銀およびアルミニウムの少なくともいずれかを含む第３金属層をさらに備え、
前記第１電極は、前記第１金属層と前記第３金属層との間に設けられた請求項１〜５のいずれか１つに記載の半導体発光素子。 A third metal layer containing at least one of silver and aluminum;
The semiconductor light emitting element according to claim 1, wherein the first electrode is provided between the first metal layer and the third metal layer. 前記第１電極と前記第１金属層との間に設けられ、ニッケル、クロム、チタン、白金、パラジウム、マグネシウム、コバルト、錫、タングステンおよびモリブデンの少なくともいずれかを含む中間層をさらに含む請求項１〜６のいずれか１つに記載の半導体発光素子。   The intermediate layer which is provided between the 1st electrode and the 1st metal layer, and contains at least any one of nickel, chromium, titanium, platinum, palladium, magnesium, cobalt, tin, tungsten, and molybdenum. The semiconductor light emitting element as described in any one of -6. 前記第１金属層の厚さは、２０ナノメートル以上２００ナノメートル以下である請求項１〜７のいずれか１つに記載の半導体発光素子。   8. The semiconductor light emitting element according to claim 1, wherein a thickness of the first metal layer is not less than 20 nanometers and not more than 200 nanometers.
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