JP4889193B2

JP4889193B2 - 窒化物半導体発光素子

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Publication number: JP4889193B2
Application number: JP2003277959A
Authority: JP
Inventors: 健楠瀬; 貴彦坂本; 隆志市原
Original assignee: Nichia Corp
Current assignee: Nichia Corp
Priority date: 2003-07-23
Filing date: 2003-07-23
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2023-07-23
Also published as: JP2005045038A

Description

本発明は、窒化ガリウム系化合物半導体素子に係わり、特に反射性に優れ、且つｐ型半導体層と良好なオーミック接触を得ることができる電極に関する。

従来、透光性基板上にｐ型およびｎ型半導体層を積層させ、同一面側にｐ側電極およびｎ側電極を設けてなる半導体発光素子において、光を透光性基板側から出光させることを目的として、該ｐ側電極あるいはｎ側電極に反射率の高い金属材料を設けている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００１−１２７３４３号公報。

しかしながら、ｐ型半導体層あるいはｎ型半導体層と上記反射率の高い金属材料との界面において、発光素子から出光しようとする光の一部は金属材料に吸収され、発光素子の光取り出し効率の向上を妨げている。

そこで、本発明は、発光素子における光の吸収を抑制し、発光素子の光取り出し効率を向上させることを目的とする。

以上の目的を達成するために本発明に係る窒化物半導体発光素子は、ｐ電極と接するｐ型コンタクト層を含むｐ型窒化物半導体層と、ｎ電極を有するｎ型窒化物半導体層とを有する窒化物半導体発光素子において、前記ｐ電極は、前記ｐ型コンタクト層側から順に、前記ｐ型コンタクト層と接し、かつ前記窒化物半導体発光素子からの光の一部を透過させる透明導電膜よりなる第一の層と、該第一の層の少なくとも一部を被覆し該第一の層からの透過光を反射させる第二の層と、が少なくとも積層され、前記第一の層は、２０００Åの膜厚を有するインジウム・スズ酸化物であるＩＴＯからなり、前記第二の層は、２０００Åの膜厚を有するアルミニウム（Ａｌ）からなり、前記ｐ型コンタクト層の屈折率が２．５０であり、前記第一の層の屈折率が２．１２であり、前記第一の層は、前記ｐ型コンタクト層よりも屈折率が低いことを特徴とする。

また、前記第一の層は、さらにパッド部を有してもよい。また、前記第二の層は、さら
にパッド部を有してもよい。前記第二の層にはパッド部がさらに積層されており、前記第一の層及び前記第二の層は、前記パッド部の中央に前記ｐ型コンタクト層が露出されるように形成された開口部を有し、前記パッド部は、露出された前記ｐ型コンタクト層とオーミック接触せずに接すると共に、前記開口部周辺において前記第二の層と接しているのが好ましい。

また、前記パッド部は、前記開口部内にて、前記第一の層、前記第二の層、および、前記ｐ型コンタクト層と接しているのが好ましい。

また、前記パッド部は、前記第一の層及前記第二の層よりも前記ｐ型コンタクト層との接着性が強いのが好ましい。

本発明は、窒化物半導体発光素子において、ｐ側電極あるいはｎ側電極の材料を発光素子から出光しようとする光に対して反射率の高い金属材料とし、光の吸収を抑制し、発光素子の光取り出し効率を向上させることができる。

本発明に係るＬＥＤを構成する各半導体層としては種々の窒化物半導体を用いることができる。具体的には、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）、ハイドライド気相成長法（ＨＶＰＥ）などにより基板上にＩｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）等の半導体を複数形成させたものが好適に用いられる。また、その層構造としては、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合やＰＮ接合を有したホモ構造、ヘテロ構造あるいはダブルへテロ構成のものが挙げられる。また、各層を超格子構造としたり、活性層を量子効果が生ずる薄膜に形成させた単一量子井戸構造や多重量子井戸構造とすることもできる。また、本発明にかかる窒化物半導体発光素子のｐ電極およびｎ電極の形成は、ｐ型窒化物半導体層およびｎ型窒化物半導体層に対し、電極を構成する材料の蒸着、スパッタリング等、通常の気相成膜によって行うことができる。あるいは、蒸着法、スパッタリング法等、それぞれ異なる成膜方法を使い分けて形成することができる。

ＬＥＤは、一般的には、特定の基板上に各半導体層を成長させて形成されるが、その際、基板としてサファイア等の絶縁性基板を用いその絶縁性基板を最終的に取り除かない場合、通常、ｐ電極およびｎ電極はいずれも半導体層上の同一面側に形成されることになる。この場合、フェイスアップ実装すなわち半導体層側を視認側に配置し発光された光を半導体層側から取り出すことも可能であるし、フェイスダウン実装すなわち基板側を視認側に配置し発光された光を基板側から取り出すことも可能である。もちろん、最終的に基板を除去した上で、フェイスアップ実装或いはフェイスダウン実装することもできる。なお、基板はサファイアに限定されず、例えば、スピネル、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＧａＡｓ等、公知の部材を用いることができる。また、基板としてＳｉＣ、ＧａＮ、ＧａＡｓ等の導電性基板を用いることによりｐ電極及びｎ電極を対向して配置させることもできる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するためのＬＥＤを例示するものであって、本発明のＬＥＤを以下のものに特定するものではない。さらに、各図面が示す部材の大きさや位置関係などは、説明を明確にするため誇張していることがある。

（実施の形態１）
図１、２に基づいて、本実施の形態のＬＥＤについて説明する。本実施の形態のＬＥＤは、図に示すように同一面側にｐ電極およびｎ電極を配置したＬＥＤである。図２は、本実施の形態のＬＥＤを電極配置面側から見た概略図である。また、図１は、本実施の形態におけるＬＥＤの層構成を示す模式的断面図であり、図２のＸ−Ｘ部における断面を表す。

図１に示すように、本実施の形態のＬＥＤは、例えば、サファイア基板１上にＧａＮバッファ層２、ノンドープＧａＮ層３、ｎ型コンタクト層となるＳｉドープＧａＮ層４、ｎ型クラッド層となるＳｉドープＧａＮ層５、活性層となるＩｎＧａＮ層６、ｐ型クラッド層となるＭｇドープＡｌＧａＮ層７、ｐ型コンタクト層となるＭｇドープＧａＮ層８が、順次積層された層構造を有する。さらに、ＭｇドープＧａＮ層８、ＭｇドープＡｌＧａＮ層７、ＩｎＧａＮ層６、ＳｉドープＧａＮ層５、ＳｉドープＧａＮ層４が部分的にエッチング等により除去され、ＳｉドープＧａＮ層４の露出面にｎ電極９が形成され、ＭｇドープＧａＮ層８の上面の略全面にｐ電極１０が設けられている。なお、本実施の形態では、特許請求の範囲に記載するｎ型窒化物半導体がｎ型コンタクト層となるＳｉドープＧａＮ層４に対応し、ｐ型窒化物半導体がｐ型コンタクト層となるＭｇドープＧａＮ層８に対応している。

本実施の形態において、ｐ電極１０は、ＬＥＤからの光を反射させる光反射部１０ａ（以下「ｐ光反射部」と呼ぶこともある。）と、該光反射部１０ａとは別に設けられ、最終的に外部リード電極と接続するために導電性部材が接続されるパッド部１０ｂ（以下「ｐパッド部」という）とからなる。ｐ光反射部１０ａは、ｐ型コンタクト層８側から順に、第１の層１０ａ−１と、ＬＥＤからの光の主波長において、第１の層１０ａ−１よりも反射率の高い第２の層１０ａ−２とから少なくとも構成される。ここで、第一の層１０ａ−１は、ｐ型コンタクト層８より屈折率が低く、ｐ型コンタクト層８からの光の一部が全反射し、他の光は透過させる。また、第１の層１０ａ−１よりも反射率の高い第２の層１０ａ−２は、第一の層１０ａ−１を透過した光を全反射させるような構成とされる。

次に、ｐ光反射部１０ａを構成する具体的な材料について説明する。第一の層１０ａ−１は、発光素子からの光の少なくとも一部を透過させる透明導電膜よりなり、例えば、亜鉛、インジウム、スズ、マグネシウムよりなる群から選択された少なくとも一種の元素を含む酸化物、より具体的には具体的には、ＺｎＯ、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２、ＩＴＯ（ＩｎとＳｎの複合酸化物）、ＭｇＯ等で示されるＺｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｍｇ等の酸化物を含む抵抗の低い透明導電膜よりなる。さらに、第一の層１０ａ−１は、ｐ型コンタクト層８に対してＮｉ、Ｃｏ等の金属もしくはその酸化物を介して積層されることが好ましい。このように構成することによって、第一の層１０ａ−１は、ｐ型コンタクト層８とよりオーミック接触しやすくなる。また、第二の層１０ａ−２は、該透明導電膜の少なくとも一部を被覆し、該透明導電膜からの透過光を反射させる金属、合金或いは酸化物から選択された少なくとも一種よりなる。例えば、第二の層１０ａ−２は、アルミニウム、チタン、白金、ロジウム、銀、パラジウム、イリジウムよりなる群から選択された少なくとも一種の元素を含む金属、合金あるいは酸化物を含む層である。また、ｐパッド部１０ｂは、ｐ型コンタクト層８側から順に、第一の層１０ｂ−１と、第二の層１０ｂ−２とから少なくとも構成される。ここで、第二の層１０ｂ−２は、発光素子からの光の主波長において、第一の層１０ｂ−１よりも反射率の高いことが好ましい。

本実施の形態において、ｎ電極９は、ｎ型コンタクト層４側から順に、第１の層９−１と、第２の層９−２とから少なくとも構成される。ｎ電極の第１の層を構成する材料は特に限定されるものではないが、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｒｅ、Ｗ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｉｎ、Ｓｎ、ＩＴＯの少なくとも一種を好適に用いることができる。その中でも、ｎ型コンタクト層４との接着性、接触抵抗、光透過性を総合的に考慮すると、Ｔｉ、Ｎｂ、ＩＴＯ、さらに好ましくはＴｉ、Ｎｂ、さらに好ましくはＴｉを好適に用いることができる。

また、ｐパッド部１０ｂにおける第１の層１０ｂ−１を構成する材料は、特に限定されるものではないが、ｎ電極の第１の層９−１と同様にＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｒｅ、Ｗ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｉｎ、Ｓｎ、ＩＴＯの少なくとも一種を好適に用いることができる。その中でも、ｐ光反射部１０ａとの接着性、光透過性を総合的に考慮すると、Ｔｉ、Ｎｂ、ＩＴＯ、さらに好ましくはＴｉ、Ｎｂ、さらに好ましくはＴｉを好適に用いることができる。

ｎ電極９の第二の層９−２、及びｐ電極１０の第２の層１０ａ−２は、第１の層を透過した光を反射させると共に、第１の層と一体となってより低い接触抵抗が得られる材料が選択される。第２の層は、光を反射させることを主な目的とするので、その膜厚は材料によっても異なるが１００Å以上、より好ましくは１５０Å以上にすることができる。また、膜厚の上限としては、製造効率を考慮して、１００００Å以下が好ましい。なお、第２の層を構成する材料は特に限定されるものではないが、Ａｇ、Ｒｈ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒよりなる群から選択された少なくとも一種の元素を含む金属、合金、あるいは酸化物を好適に用いることができる。その中でも、第１の層との接着性、接触抵抗（特にｎ電極）、光反射性を総合的に考慮すると、Ｒｈ、Ａｌ、Ａｇが特に好ましい。さらに、Ａｌは拡散、Ａｇはマイグレーション等が問題となる可能性があるので、信頼性を加味するとＲｈが最も好ましい。

本実施の形態のＬＥＤは、ｎ電極９及びｐパッド部１０ｂが共に同様の構成となっている。このように構成することにより、ｎ電極及びｐパッド部において、光を反射させ光の取り出し効率の向上が期待できると共に、ｎ電極とｐパッド部を同時に形成することができるので、製造工程を簡略化することが可能となる。

また、ｐパッド部１０ｂは、基本的にｐ型コンタクト層８との接触抵抗（オーミック接触）を考慮する必要がないので（ｐ光反射部１０ａの第一の層１０ａ−１がｐ型コンタクト層８とオーミック接触するため、ｐパッド部１０ｂを変化させても接触抵抗にあまり差がでない）、その部材、積層構造をｎ電極と同一にしｎ電極と一括して形成した方が、作業効率等を考慮すると結果的には好ましい。

なお、ここではｎ電極９とｐパッド部１０ｂの双方が、上述したような第１の層及び第２の層を備える構成としたが、少なくとも一方が第１の層及び第２の層を備える構成とすることにより、本件発明の効果を得ることができる。勿論、本実施の形態のように、ｎ電極とｐパッド部の双方を上記構成とすることによりその効果を最大限に得られることは言うまでもない。

また、本実施の形態におけるｐパッド部は、ｐ光反射部１０ａの第二の層１０ａ−２に設ける構成としたが、本件発明はこれに限定されず、例えば、ｐパッド部１０ｂとｐ光反射部１０ａの第二の層１０ａ−２とがｐ光反射部１０ａの第一の層１０ａ−１に対してそれぞれ異なる位置に配置されることにより、ｐパッド部１０ｂをｐ光反射部１０ａの第二の層１０ａ−２に設ける代わりに、ｐ光反射部１０ａの第一の層１０ａ−１上に直接設けられても良い。

（実施の形態２）
図３、４に基づいて、本実施の形態のＬＥＤについて説明する。本実施の形態のＬＥＤはｐ電極が実施の形態１のＬＥＤと下記の点で異なる他は、実施の形態１のＬＥＤと同様である。図４は、本実施の形態のＬＥＤを電極配置面側から見た概略図である。また、図３は、本実施の形態のＬＥＤの層構成を示す模式的断面図であり、図４のＸ−Ｘ部における断面を表す。

本実施の形態のＬＥＤは、ｐ光反射部１０ａとｐパッド部１０ｂが共に、ｐ型コンタクト層８に接している。詳細には、ｐ光反射部１０ａはｐ型コンタクト層８が露出するような開口部を有し、その開口部の露出面にてｐパッド部１０ｂがｐ型コンタクト層８と接している。なお、図４における点線はこの開口部を示すものである。

このように構成することにより、例え、ｐ型コンタクト層８とｐ光反射部１０ａとの接着性が弱くても、及び／又はｐ光反射部１０ａに対してｐパッド部１０ｂの接着性が弱くても、ｐパッド部１０ｂをｐ型コンタクト層８に直接配置することができるので、ｐ光反射部１０ａ上にｐパッド部１０ｂを設けるよりも、ｐパッド部１０ｂの剥がれを大幅に軽減することができる。すなわち、本実施の形態は、ｐパッド部１０ｂとｐ型コンタクト層８との接着性が、ｐ光反射部１０ａとｐ型コンタクト層８との接着性、あるいはｐパッド部１０ｂとｐ光反射部１０ａとの接着性の少なくとも一方よりも強い場合に特に有効な構成である。

なお、本実施の形態において、ｐ光反射部１０ａはｐ型コンタクト層８が露出するような開口部を有する構成としたが、本件発明はこれに限定されず、例えば、ｐパッド部１０ｂとｐ光反射部１０ａとがｐ型コンタクト層８に対してそれぞれ異なる位置に配置されることにより、ｐパッド部１０ｂは、ｐ光反射部１０ａの上に設けられる代わりに、ｐ型コンタクト層８に直接設けられても良い。

以下、本発明に係る実施例について詳述する。なお、本発明は以下に示す実施例のみに限定されないことは言うまでもない。

図１、２に基づいて、本実施例のＬＥＤについて説明する。本実施例の半導体積層構造は実施の形態１と同様である。なお、図１は、図２のＸ−Ｘ方向における模式的な断面図であり、図２は、本実施例におけるＬＥＤを電極配置面から見た模式的な上面図である。

本実施例のＬＥＤに設けられるｎ電極９及びｐパッド部１０ｂの第１の層にはＷ、第２の層にはＰｔを用い、ｎ電極及びｐパッド部１０ｂの全体としてはＷ（２００Å）／Ｐｔ（２０００Å）／Ａｕ（５０００Å）とする。なお、本明細書中において「Ｗ／Ｐｔ／Ａｕ」とは、元素記号の記載順に半導体側から積層することを示し、ｎ電極９においては、Ｗ／Ｐｔ／Ａｕがそれぞれ図１の９−１、９−２、９−３に対応し、ｐパッド部１０ｂにおいてはＷ／Ｐｔ／Ａｕがそれぞれ図１の１０ｂ−１、１０ｂ−２、１０ｂ−３に対応する。また、本実施例におけるｐ光反射部１０ａは、第一の層１０ａ−１としてＩＴＯ（２０００Å）、および第二の層１０ａ−２としてＡｌ（２０００Å）からなる。ここで、ｐ型コンタクト層８（屈折率は２．５０）と第一の層１０ａ−１であるＩＴＯ（屈折率は２．１２）との界面において、発光の一部が全反射するように構成してある。

上記構成中ＰｔはＷがＡｕに、又はＡｕがＷに拡散するのを軽減するためのバリア層として用い、最終層のＡｕは、Ａｕワイヤーを接続しやすくするためである。このように比較的高融点の材料を用いることにより、その前後の部材の拡散を効果的に軽減することができる。

本実施例の構成とすることにより、ｐ型コンタクト層８からｐ電極に向かう光のほとんどは、ＩＴＯとＡｌとの界面において全反射され、ＩＴＯを透過する一部の光もＡｌにより全反射される。従って、ｐ型コンタクト層８に直接Ａｌを設けた発光素子と比較して、発光素子の光取り出し効率を向上させることができる。

図３、４に基づいて、本実施例のＬＥＤについて説明する。本実施例のＬＥＤは、以下の点が異なる他は実施例１のＬＥＤと同様に構成する。なお、図３は、図４のＸ−Ｘ方向における模式的な断面図であり、図４は、本実施例におけるＬＥＤを電極配置面から見た模式的な上面図である。

すなわち、ｐ光反射部１０ａの第一の層１０ａ−１としてインジウム・スズ酸化物であるＩＴＯ（２０００Å）、第二の層１０ａ−２としてＡｌ（２０００Å）を用いる。また、ｎ電極９及びｐパッド部１０ｂとしてＴｉ（６０Å）／Ｒｈ（２００Å）／Ｐｔ（２０００Å）／Ａｕ（５０００Å）を用いている。

Ｔｉは直下の部材（ｎ電極の場合はｎ型コンタクト層４、ｐ電極の場合は光反射部１０ａ）との密着性、接触抵抗（特にｎ電極の場合）、透光性等を考慮して選択する。Ｒｈを選択する主な理由は、Ｔｉとの密着性、接触抵抗は勿論、窒化物半導体を活性層とする波長３７０〜５００ｎｍの光に対する反射率が良いことである。さらに、ＰｔはＲｈがＡｕに、又はＡｕがＲｈに拡散するのを軽減するためのバリア層として用い、最終層のＡｕは、Ａｕワイヤーを接続しやすくするためである。

なお、ＲｈはＲｈ単体で、又はＰｔと一体となって、Ａｕ又はＰｔの拡散を軽減するためのバリア層としても機能すると考えられる。このように比較的高融点の材料を複数用いることにより、その前後の部材の拡散を効果的に軽減することができる。ちなみに、Ｔｉの融点は１６６７℃、Ｒｈの融点は１９６０℃、Ｐｔの融点は１７６９℃、Ａｕの融点は１０６４℃である。なお、Ａｕの拡散防止機能は多少落ちるものの、Ｐｔを用いずにＴｉ／Ｒｈ／Ａｕとすることも可能である。

第１の層としてのＴｉを用いずに、第２の層であるＲｈをｎ型コンタクト層４に直接形成すると、３７０〜５５０ｎｍの光に対する反射率は飛躍的に向上するものの、ｎ型コンタクト層４との接触抵抗が大きくなり、ＬＥＤとして十分に機能しない。また、Ｔｉを３００Å以上にすると、３７０〜５５０ｎｍの光に対する反射率が低下するばかりか、ｎ型コンタクト層４との接触抵抗も大きくなってしまう。本願発明者は、このような実験結果をもとに、Ｔｉ／Ｒｈ系においては、Ｔｉの膜厚は１０〜３００Å、好ましくは２０〜２００Å、より好ましくは３０〜１２０Å、さらに好ましくは４０〜８０Å、より好ましくは５０〜７０Åとすることにより、ｎ型コンタクト層４との接触抵抗と光反射率を両立して得ることができることを見いだした。

ｐ電極の光反射部にＩＴＯを用いることにより、従来技術と比較して光取り出し効率を大幅に向上させることができる。また、ｐ型コンタクト層８上にＮｉあるいはＮｉＯを介してからＩＴＯを設けることにより、オーミック接触が容易に得られる。このように構成することにより、ｐ型コンタクト層８とｐ電極のオーミック特性を確保しつつ、ＬＥＤからの光を効果的に取り出すことができる。

しかしながら、ＩＴＯは金属からなるｐパッド部１０ｂとの密着性が悪く、このためＩＴＯに直接ｐパッド部１０ｂを設けると後に剥がれが生じてしまう場合がある。本実施例はこのような場合に有効な構成であり、ｐ光反射部１０ａであるＩＴＯは、ｐ型コンタクト層８が露出するような開口部を有する。さらに、該開口部にて、ｐパッド部１０ｂは、ｐ光反射部１０ａの第一の層１０ａ−１、第二の層１０ａ−２およびｐ型コンタクト層８と直接接するように構成されている。つまり、ｐパッド部１０ｂとｐ型コンタクト層８との接着力が、ｐパッド部１０ｂとｐ光反射部１０ａとの接着力及び／又はｐ光反射部１０ａとｐ型コンタクト層８との接着力よりも強いことを特徴としている。また、ｐ光反射部１０ａとｐパッド部１０ｂとは開口部周辺において重複するように接して設けられており、これにより効果的に電流を注入することができる。

この構成では基本的にｐパッド部１０ｂとｐ型コンタクト層８との接触面直下はオーミック接触していないので、その領域については電流が流れにくいが、元々ｐパッド部１０ｂ直下は光にくいので不利益はない。むしろ、ｐパッド部１０ｂの剥がれを軽減しつつ、電流を広げることが可能になるので、結果的には好ましいものとなる。

本実施例の構成は、ｐパッド部１０ｂが、ｐ光反射部１０ａを介さずに直接ｐ型コンタクト層８と接しているので、ｐパッド部１０ｂの剥がれを防止することができる。もちろん、本実施例のような構成にすることにより、例えばＷ／Ｐｔ／Ａｕのような他の実施例におけるｐパッド部１０ｂであっても、ｐパッド部１０ｂの剥がれを防止することができるので好ましい。

なお、本実施例では、ｐ光反射部１０ａとしてＮｉおよびインジウム・スズ酸化物であるＩＴＯを用いて説明したが、ＩＴＯ単体を用いることも可能である。

図５は、本発明にかかる半導体発光素子を用いた発光装置の模式的な上面図を示し、図６は、図５における対角線方向の模式的な断面図を示す。以下、図面を参照しながら本実施例にかかる半導体発光素子および発光装置について詳述する。

放熱性のよいマウント基板５００上に、絶縁性の材料５０１として例えばＳｉＯ_２を形成し、その上に例えばＡｌやＡｌを含む合金等の第１の金属膜５０２と第２の金属膜５０３を、第１の金属膜を第２の金属膜が囲むように形成する。同一面側にｎ電極６０２およびｐ電極６０３が形成された２以上の窒化物半導体発光素子６０１をｎ電極６０２が第１の金属膜５０２と接するように、ｐ電極６０３が第２の金属膜と接続するように形成する。ここで、第１の金属膜５０２に接続する電極はｐ電極６０３で、第２の金属膜５０３に接続する電極はｎ電極６０２であってもよい。すなわち、複数の窒化物半導体発光素子が一つの金属膜に同じ導電型で接していればよい。また第１の金属膜５０２と第２の金属膜５０３は、お互いが接していなければよく、図５に示されるように、第１の金属膜５０２が正方形であり、第２の金属膜５０３が正方形の第１の金属膜と等間隔で離間した形状の場合や、第１の金属膜が円形であり、第２の金属膜が円形の第１の金属膜と等間隔で離間したような形状の場合でもよい。

また第１の金属膜５０２とｎ電極６０２、および第２の金属膜５０３とｐ電極６０３は、３５０℃で形成された少なくともＡｕとＳｎを含んでなる共晶合金５０５によって接合されている。共晶合金は窒化物半導体素子側面に回り込まない程度として５μｍ以下となるように形成する。

複数の窒化物半導体発光素子が第１の金属膜と第２の金属膜に接続された状態で、さらに樹脂５０４を注入することで保護し、窒化物半導体発光装置を得る。

以上のように、複数の窒化物半導体発光素子をフェイスダウンでマウント基板上に形成することによって、複数の窒化物半導体発光素子が等電位で実装でき、フェイスアップで実装するよりも、窒化物半導体発光装置の小型化が図れる。また接合に共晶合金を用いることで、小型化にしても比較的発光面積を大きく取ることができる。また、第１の金属膜と第２の金属膜の膜厚を調節することで、素子の発光面を水平としたり、水平から傾斜して設けたりすることが容易にできる。

図１は、本発明の一実施例にかかる模式的な断面図である。図２は、本発明の一実施例にかかる模式的な上面図である。図３は、本発明の一実施例にかかる模式的な断面図である。図４は、本発明の一実施例にかかる模式的な上面図である。図５は、本発明の一実施例にかかる模式的な上面図である。図６は、本発明の一実施例にかかる模式的な断面図である。

符号の説明

１・・・サファイア基板
２・・・ＧａＮバッファ層
３・・・ノンドープＧａＮ層
４・・・ｎ型コンタクト層となるＳｉドープＧａＮ層
５・・・ｎ型クラッド層となるＳｉドープＧａＮ層
６・・・活性層となるＩｎＧａＮ層
７・・・ｐ型クラッドとなるＭｇドープＡｌＧａＮ層
８・・・ｐ型コンタクト層となるＭｇドープＧａＮ層
９、６０２・・・ｎ電極
９−１・・・ｎ電極の第１の層
９−２・・・ｎ電極の第２の層
９−３・・・ｎ電極の第３の層
９−４・・・ｎ電極の第４の層
１０、６０３・・・ｐ電極
１０ａ・・・ｐ光反射部
１０ａ−１・・・ｐ光反射部の第１の層
１０ａ−２・・・ｐ光反射部の第２の層
１０ｂ・・・ｐパッド部
１０ｂ−１・・・ｐパッド部の第１の層
１０ｂ−２・・・ｐパッド部の第２の層
１０ｂ−３・・・ｐパッド部の第３の層
１０ｂ−４・・・ｐパッド部の第４の層
５００・・・マウント基板
５０１・・・絶縁性の材料
５０２・・・第１の金属膜
５０３・・・第２の金属膜
５０４・・・樹脂
５０５・・・共晶合金

Claims

ｐ電極と接するｐ型コンタクト層を含むｐ型窒化物半導体層と、ｎ電極を有するｎ型窒化物半導体層とを有する窒化物半導体発光素子において、
前記ｐ電極は、前記ｐ型コンタクト層側から順に、前記ｐ型コンタクト層と接し、かつ前記窒化物半導体発光素子からの光の一部を透過させる透明導電膜よりなる第一の層と、該第一の層の少なくとも一部を被覆し該第一の層からの透過光を反射させる第二の層と、が少なくとも積層され、
前記第一の層は、２０００Åの膜厚を有するインジウム・スズ酸化物であるＩＴＯからなり、
前記第二の層は、２０００Åの膜厚を有するアルミニウム（Ａｌ）からなり、
前記ｐ型コンタクト層の屈折率が２．５０であり、前記第一の層の屈折率が２．１２であり、前記第一の層は、前記ｐ型コンタクト層よりも屈折率が低いことを特徴とする窒化物半導体発光素子。
前記第二の層にはパッド部がさらに積層されており、
前記第一の層及び前記第二の層は、前記パッド部の中央に前記ｐ型コンタクト層が露出されるように形成された開口部を有し、
前記パッド部は、露出された前記ｐ型コンタクト層とオーミック接触せずに接すると共に、前記開口部周辺において前記第二の層と接していることを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
前記パッド部は、前記開口部内にて、前記第一の層、前記第二の層、および、前記ｐ型コンタクト層と接していることを特徴とする請求項２に記載の窒化物半導体発光素子。
前記パッド部は、前記第一の層及前記第二の層よりも前記ｐ型コンタクト層との接着性が強いことを特徴とする請求項２又は３に記載の窒化物半導体発光素子。