JP2018206818A - 発光素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】Ａｌを含む反射膜を有し、高温条件下でもその反射膜の反射率の低下を抑えることのできる構造を有する発光素子、及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明の一態様として、ｎ型半導体層１１ａ、ｐ型半導体層１１ｃ、及びそれらに挟まれた発光層１１ｂを含む発光機能層１１と、ｎ型半導体層１１ａ、ｐ型半導体層１１ｃにそれぞれ電気的に接続され、発光機能層１１の上方に配置されたｎ配線電極１６、ｐ配線電極１８と、発光機能層１１とｎ配線電極１６及びｐ配線電極１８との間に配置された、発光層１１ｂから発せられた光を反射する反射膜１４と、を有し、反射膜１４が、Ａｌ又はＡｌ合金からなる反射層１４ａと、反射層１４ａの発光機能層１１側の面上に形成された、Ｔｉからなる凝集抑制層１４ｂと、を有する、ガラス封止された、発光素子１を提供する。【選択図】図２

Description

本発明は、発光素子及びその製造方法に関する。

従来の発光素子として、Ａｇ合金又はＡｇからなる反射膜を有する発光素子が知られている（例えば、特許文献１参照）。Ａｇは電気化学的マイグレーションを生じやすい金属であることが知られている。

特許文献１によれば、水分の存在下で電界を印加したときに陽極でＡｇが溶解することがＡｇのマイグレーションの原因であり、Ａｇを含む反射膜を陽極に接続しないことによりＡｇのマイグレーションを抑制できるとされている。

また、従来の発光素子として、Ａｌ、Ａｇ、Ａｌ合金、又はＡｇ合金からなる反射膜を有する発光素子が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特許文献２によれば、反射膜を透明導電膜上に多重反射膜を介して形成することにより、反射膜の面に垂直な方向に反射膜に流れる電流が存在しなくなり、反射膜の金属原子のエレクトロマイグレーションが発生しないとされている。さらに、反射膜の上面と側面を絶縁膜で覆って電流が反射膜に流れ込むことを防ぐことにより、反射膜の金属原子のエレクトロマイグレーションを完全に防止できるとされている。

特開２００５−３０２７４７号公報 特許第４４５３５１５号公報

紫外光を発する発光素子においては、紫外領域の光の反射率が高いＡｌやＡｌ合金が反射膜の材料として好ましい。しかしながら、Ａｌは所定の温度（通常３５０℃程度）以上に加熱されるとストレスマイグレーション等による凝集を起こすため、ガラス封止等の高温が必要となる処理を行う場合、反射膜の反射率が低下する。

本発明の目的は、Ａｌを含む反射膜を有し、高温条件下でもその反射膜の反射率の低下を抑えることのできる構造を有する発光素子、及びその製造方法を提供することにある。

本発明の一態様は、上記目的を達成するために、下記［１］〜［６］の発光素子、及び下記［７］〜［１３］の発光素子の製造方法を提供する。

［１］ｎ型半導体層、ｐ型半導体層、及びそれらに挟まれた発光層を含む発光機能層と、前記ｎ型半導体層、前記ｐ型半導体層にそれぞれ電気的に接続され、前記発光機能層の上方に配置されたｎ配線電極、ｐ配線電極と、前記発光機能層と前記ｎ配線電極及び前記ｐ配線電極との間に配置された、前記発光層から発せられた光を反射する反射膜と、を有し、前記反射膜が、Ａｌ又はＡｌ合金からなる反射層と、前記反射層の前記発光機能層側の面上に形成された、Ｔｉからなる凝集抑制層と、を有する、ガラス封止された、発光素子。

［２］ｎ型半導体層、ｐ型半導体層、及びそれらに挟まれた発光層を含む発光機能層と、前記ｎ型半導体層、前記ｐ型半導体層にそれぞれ電気的に接続され、前記発光機能層の上方に配置されたｎ配線電極、ｐ配線電極と、前記発光機能層と前記ｎ配線電極及び前記ｐ配線電極との間に配置された、前記発光層から発せられた光を反射する反射膜と、を有し、前記反射膜が、Ａｌ又はＡｌ合金からなる反射層と、前記反射層の前記発光機能層側の面上に形成された、Ｔｉからなる凝集抑制層と、を有し、前記ｎ型半導体層の前記ｎ配線電極と接触する層がＡｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ（０．１≦ｘ≦１）からなり、前記ｎ配線電極の前記ｎ型半導体層と接触する層がＴｉからなり、前記ｎ型半導体層と前記ｎ配線電極がオーミック接触する、発光素子。

［３］前記反射層の両側の面上に、前記凝集抑制層が形成された、上記［１］又は［２］に記載の発光素子。

［４］前記反射層がＡｌＮｄからなる、上記［１］〜［３］のいずれか１項に記載の発光素子。

［５］前記反射膜の両面が絶縁層に覆われた、上記［１］〜［４］のいずれか１項に記載の発光素子。

［６］前記凝集抑制層の厚さが１ｎｍ以上かつ２ｎｍ以下である、上記［１］〜［５］のいずれか１項に記載の発光素子。

［７］ｎ型半導体層、ｐ型半導体層、及びそれらに挟まれた発光層を含む発光機能層を用意する工程と、前記発光機能層の上方に、前記発光層から発せられた光を反射する反射膜を形成する工程と、前記反射膜の上方に、前記ｎ型半導体層、前記ｐ型半導体層にそれぞれ電気的に接続するようにｎ配線電極、ｐ配線電極を形成する工程と、前記反射膜を形成した後、３００℃以上の熱処理を実施する工程と、を含み、前記反射膜が、Ａｌ又はＡｌ合金からなる反射層と、前記反射層の前記発光機能層側の面上に形成された、Ｔｉからなる凝集抑制層と、を有する、無機封止材によって封止された、発光素子の製造方法。

［８］前記熱処理が、ガラス封止に伴う処理である、上記［７］に記載の発光素子の製造方法。

［９］前記ｎ型半導体層の前記ｎ配線電極と接触する層がＡｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ（０．１≦ｘ≦１）からなり、前記ｎ配線電極の前記ｎ型半導体層と接触する層がＴｉからなり、前記熱処理が、前記ｎ配線電極を前記ｎ型半導体層にオーミック接触させるための処理である、上記［７］に記載の発光素子の製造方法。

［１０］前記反射層の両側の面上に、前記凝集抑制層が形成された、上記［７］〜［９］のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。

［１１］前記反射層がＡｌＮｄからなる、上記［７］〜［１０］のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。

［１２］前記反射膜の両面が絶縁層に覆われた、上記［７］〜［１１］のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。

［１３］前記凝集抑制層の厚さが１ｎｍ以上かつ２ｎｍ以下である、上記［７］〜［１２］のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。

本発明によれば、Ａｌを含む反射膜を有し、高温条件下でもその反射膜の反射率の低下を抑えることのできる構造を有する発光素子、及びその製造方法を提供することができる。

図１は、実施の形態に係る発光装置の垂直断面図である。 図２（ａ）、（ｂ）は、図１の反射膜の周辺の拡大図である。 図３は、ガラス封止された発光素子の構成の一例を示す垂直断面図である。 図４（ａ）は、Ｔｉ／ＡｌＮｄ／ＳｉＯ_２の多層構造を有する試料に５７５℃のＲＴＡを施す前と後の反射率を示すグラフである。図４（ｂ）は、ＡｌＮｄの単層構造を有する試料に５７５℃のＲＴＡを施す前と後の反射率を示すグラフである。 図５（ａ）、（ｂ）は、それぞれＴｉ／ＡｌＮｄ／Ｔａの多層構造を有する試料、ＡｌＮｄ／Ｔａの多層構造を有する試料の、熱処理を施していない状態における表面の光学顕微鏡による観察像である。 図６（ａ）、（ｂ）は、それぞれＴｉ／ＡｌＮｄの多層構造を有する試料、ＡｌＮｄの単層構造を有する試料の、５７５℃のＲＴＡを施した状態における表面の光学顕微鏡による観察像である。

〔実施の形態〕
図１は、実施の形態に係る発光装置１の垂直断面図である。発光素子１は、基板１０と、基板１０上の発光機能層１１と、発光機能層１１上の透明電極１２と、透明電極１２の上面及び側面を覆うＤＢＲ（distributed Bragg reflector）膜１３と、ＤＢＲ膜１３上に形成された反射膜１４と、発光機能層１１に接続されたｎ配線電極１６及びｐ配線電極１８と、ｎ配線電極１６に接続されたｎパッド電極１７と、ｐ配線電極１８に接続されたｐパッド電極１９と、を有する。

また、発光機能層１１上には絶縁層１５が形成されている。透明電極１２、ＤＢＲ膜１３、ｎ配線電極１６、及びｐ配線電極１８は、絶縁層１５に覆われ、ｎパッド電極１７及びｐパッド電極１９は絶縁層１５上に露出するように形成される。

発光機能層１１は、III族窒化物半導体からなり、基板１０上のｎ型半導体層１１ａと、ｎ型半導体層１１ａ上の発光層１１ｂと、発光層１１ｂ上のｐ型半導体層１１ｃと、を有する。ｎ配線電極１６はｎ型半導体層１１ａに接続され、ｐ配線電極１８はｐ型半導体層１１ｃに接続される。

ｎ型半導体層１１ａは、例えば、ＡｌＧａＮを主成分とする層である。ｎ型半導体層１１ａに含まれるドナーとして、例えば、Ｓｉが用いられる。

ｎ型半導体層１１ａを構成するＡｌＧａＮは、発光層１１ｂから発せられる光を吸収しないような組成を有する。具体的には、Ａｌ組成が大きいほどＡｌＧａＮのバンドギャップが大きくなるため、より波長の短い光のｎ型半導体層１１ａによる吸収を抑えることができる。

例えば、発光層１１ｂの発光波長がＵＶ−Ａと呼ばれる波長域（４００〜３１５ｎｍ）やＵＶ−Ｂと呼ばれる波長域（３１５〜２８０ｎｍ）にある場合は、ｎ型半導体層１１ａの組成はＡｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ（０．１≦ｘ＜０．５）となる。

また、発光層１１ｂの発光波長がＵＶ−ＢやＵＶ−Ｃと呼ばれる波長域（２８０ｎｍ未満）にある場合は、ｎ型半導体層１１ａの組成はＡｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ（０．５≦ｘ≦１）となる。

ｎ型半導体層１１ａは、例えば、ｎ配線電極１６が接続されるｎコンタクト層と、発光層１１ｂに接するｎクラッド層を含む。なお、基板１０とｎ型半導体層１１ａとの間にバッファ層が設けられていてもよい。

発光層１１ｂは、電子と正孔とが再結合することにより発光する層である。発光層１１ｂは、例えば、ＡｌＧａＮからなる井戸層と、井戸層のＡｌＧａＮよりもバンドギャップが大きいＡｌＧａＮからなる障壁層を有する。これらの層を構成するＡｌＧａＮの組成比は、発光層１１ｂの発光波長に応じて適宜設定される。

ｐ型半導体層１１ｃは、例えば、ＡｌＧａＮを主成分とする層である。ｐ型半導体層１１ｃに含まれるアクセプターとして、例えば、Ｍｇが用いられる。ｐ型半導体層１１ｃを構成するＡｌＧａＮの組成比は、発光層１１ｂの発光波長に応じて適宜設定される。

ｐ型半導体層１１ｃは、例えば、発光層１１ｂに接するｐクラッド層と、透明電極１２が接続されるｐコンタクト層を含む。

基板１０は、発光機能層１１の成長の下地となる基板であり、ＧａＮ等の発光層１１ｂから発せられる光を吸収しない材料からなることが好ましい。基板１０の発光機能層１１側の面には、図１に示されるように、光取出効率を高めるための凹凸が形成されていてもよい。

透明電極１２は、ｐ型半導体層１１ｃと電気的に接続される膜状の電極であり、ＩＺＯ等の透明材料からなる。透明電極１２の厚さは、例えば、１００ｎｍである。

ＤＢＲ膜１３は、例えば、ＳｉＯ_２とＮｂ_２Ｏ_５の多層膜であり、発光層１１ｂから発せられた光を基板１０側（光取出し側）に反射する機能を有する。

ｎ配線電極１６は、金属配線であり、例えば、ｎ型半導体層１１ａとオーミック接触するＴｉ／Ｒｕ積層構造を有する第１の層１６ａと、第１の層１６ａ上のＡｕ／Ａｌ積層構造を有する第２の層１６ｂを有する。第２の層１６ｂのＡｌ層は、第２の層１６ｂと絶縁層１５との密着性を向上させる。この場合、Ｔｉ層、Ｒｕ層、Ａｕ層、Ａｌ層の厚さは、例えば、それぞれ１．５ｎｍ、１００ｎｍ、５００ｎｍ、３．５ｎｍである。

ｐ配線電極１８は、例えば、ｎ配線電極１６と同じ層構成を有する。すなわち、Ｔｉ／Ｒｕ積層構造を有する第１の層１８ａと、第１の層１８ａ上のＡｕ／Ａｌ積層構造を有する第２の層１８ｂを有する。この場合、ｐ配線電極１８とｎ配線電極１６を同時に形成することができる。

ｎパッド電極１７は、例えば、ｎ配線電極１６に接続されるＴｉ／Ｒｕ積層構造を有する第１の層１７ａと、第１の層１７ａ上のＡｕ単層構造を有する第２の層１７ｂを有する。この場合、Ｔｉ層、Ｒｕ層、Ａｕ層の厚さは、例えば、それぞれ１．５ｎｍ、１００ｎｍ、５００ｎｍである。

ｐパッド電極１９は、例えば、ｎパッド電極１７と同じ層構成を有する。すなわち、ｐ配線電極１８に接続されるＴｉ／Ｒｕ積層構造を有する第１の層１９ａと、第１の層１９ａ上のＡｕ単層構造を有する第２の層１９ｂを有する。この場合、ｐパッド電極１９とｎパッド電極１７を同時に形成することができる。

反射膜１４は、発光機能層１１と金属配線電極であるｎ配線電極１６及びｐ配線電極１８との間に配置された、発光層１１ａから発せられた光を反射する膜である。

図２（ａ）、（ｂ）は、図１の反射膜１４の周辺の拡大図である。反射膜１４は、Ａｌ又はＡｌ合金からなる反射層１４ａと、反射層１４ａの発光機能層１１側の面上に形成された、反射層１４の凝集を抑える凝集抑制層１４ｂと、を有する。

凝集抑制層１４ｂは、図２（ａ）に示されるように、反射層１４ａの発光機能層１１側の面上にのみ形成されてもよいし、図２（ｂ）に示されるように、反射層１４ａの両側の面上に形成されてもよい。

反射層１４ａは、紫外領域の光の反射率が高いＡｌ又はＡｌ合金からなり、特に、反射率及び耐熱性に優れるＡｌＮｄからなることが好ましい。このＡｌＮｄは、微量のＮｄを含む（例えば０．１〜０．５ａｔ％）。含有するＮｄが微量である場合、ＡｌＮｄ膜は微細結晶にならず、加熱した際のＤＢＲ膜１３に含まれるＳｉＯ_２の粒界からの拡散を抑えることができる。反射層１４ａの材料として微量のＮｄを含むＡｌ合金であるＡｌＮｄを用いた場合には、同じように微量のＮｉ、Ｇｅ、Ｔａ、Ｚｒ等を含むＡｌ合金を用いた場合よりも紫外領域の光の反射率が高いことが確認されている。反射層１４ａの厚さは、例えば、４０〜２００ｎｍである。

凝集抑制層１４ｂは、Ａｌ又はＡｌ合金の凝集を抑えることのできるＴｉからなる。凝集抑制層１４ｂの厚さは１ｎｍ以上であることが好ましい。厚さが１ｎｍ以上である場合、凝集抑制層１４ｂは、反射層１４ａとその下の部材の密着性を向上させる密着層としても機能する。

また、凝集抑制層１４ｂの厚さは２ｎｍ以下であることが好ましい。Ｔｉからなる凝集抑制層１４ｂは、Ａｌ又はＡｌ合金からなる反射層１４ａよりも反射率が低いが、厚さが２ｎｍ以下であれば凝集抑制層１４ｂによる反射膜１４の反射率の低下はほとんどない。また、Ｔｉは反射層１４ａを構成するＡｌ又はＡｌ合金と反応して合金化し、反射膜１４の反射率を下げるが、厚さが２ｎｍ以下であればこの合金化による反射膜１４の反射率の低下はほとんどない。なお、厚さが２ｎｍ以下である場合、凝集抑制層１４ｂは連続した一枚の膜ではなく、点在する島状部材の集合体である。

反射膜１４と金属配線電極であるｎ配線電極１６及びｐ配線電極１８との間には、ＳｉＯ_２等の絶縁材料からなる絶縁層１５が形成されている。このため、ｎ配線電極１６及びｐ配線電極１８に含まれるＡｕ等の金属が反射膜１４まで拡散して、反射層１４ａを構成するＡｌ又はＡｌ合金と反応して合金化し、反射層１４ａの反射率が低下することを抑制できる。

Ｔｉからなる凝集抑制層１４ｂを有する反射膜１４は、例えば３００℃以上かつ６００℃以下の温度範囲の熱処理により、反射率、特にＵＶ−Ｂ、ＵＶ−Ｃ等の短波長領域の光の反射率が増加する。この理由としては、熱処理により、ＴｉとＡｌ（Ａｌ合金）とが合金化することでＴｉによる反射率の低下が抑制されたことや、酸化膜とＴｉとが接した状態で熱処理されることによりＴｉが酸化されて反射率が向上すること等が考えられる。

また、反射膜１４の下面は絶縁層であるＤＢＲ膜１３に覆われている。このため、熱処理を施した際の反射層１４ａ中のＡｌの拡散による反射膜１４の剥離や、反射層１４ａ中のＡｌと透明電極１２の反応・合金化による反射膜１４の反射率の低下を抑えることができる。

また、反射膜１４の上面と下面がそれぞれ絶縁層１５とＤＢＲ膜１３に覆われているため、発光素子１の動作時にも反射膜１４には電流が流れず、Ａｌを含む反射層１４ａにおけるエレクトロマイグレーションの発生を抑えることができる。マイグレーションが発生すると、反射層１４ａ中のＡｌが移動、又は周辺の部材と反応・合金化してしまい、結果として反射膜１４の反射率が低下するおそれがある。

すなわち、反射膜１４の両面を絶縁層で覆うことにより、反射膜１４の反射率の低下や剥離を抑えることができる。なお、反射膜１４の下面を覆う絶縁層としてＤＢＲ膜１３を用いることにより、ＤＢＲ膜１３と反射膜１４によって発光層１１ｂから発せられた光をより効率的に反射することができる。

ｎ型半導体層１１ａがＡｌ組成の大きいＡｌＧａＮから構成される場合、Ｔｉ層を最下層とするｎ配線電極１６をｎ型半導体層１１ａにオーミック接触させるために、ｎコンタクト電極１６の形成後に３００℃以上の熱処理が実施される。この場合であっても、反射膜１４が凝集抑制層１４ｂを有するため、反射層１４ａを構成するＡｌ又はＡｌ合金におけるストレスマイグレーション等による凝集の発生を抑えることができる。

ｎ配線電極１６をｎ型半導体層１１ａにオーミック接触させるための熱処理の温度は、ｎ型半導体層１１ａのＡｌ組成や、ｎ配線電極１６の材料によって異なる。例えば、ｎ配線電極１６のｎ型半導体層１１ａと接触する層がＴｉからなり、ｎ型半導体層１１ａの組成がＵＶ−ＡやＵＶ−Ｂ発光素子用のＡｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ（０．１≦ｘ＜０．５）である場合は、ｎ配線電極１６をｎ型半導体層１１ａにオーミック接触させるために、およそ３００℃以上（６００℃以下）の熱処理が必要になる。また、ｎ配線電極１６のｎ型半導体層１１ａと接触する層がＴｉからなり、ｎ型半導体層１１ａの組成がＵＶ−ＢやＵＶ−Ｃ発光素子用のＡｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ（０．５≦ｘ≦１）である場合は、およそ４５０℃以上（９００℃以下）の熱処理が必要になる。

上述のように、ｎ配線電極１６のｎ型半導体層１１ａと接触する層がＴｉからなり、ｎ型半導体層１１ａの組成がＡｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ（０．１≦ｘ≦１）である場合は、ｎ配線電極１６をｎ型半導体層１１ａにオーミック接触させるためにおよそ３００℃以上の熱処理が必要となるため、Ａｌを含む反射層１４ａのマイグレーションによる凝集を抑制するためには、反射膜１４が凝集抑制層１４ｂを有することが重要になる。なお、ｎ配線電極１６をｎ型半導体層１１ａにより確実にオーミック接触させ、かつ反射層１４ａの凝集等をより効果的に抑えるためには、この熱処理の温度が４００℃以上かつ７００℃以下であることが好ましい。

また、発光素子１は、その表面にガラスが直接接触するようにガラス封止された素子であってもよい。ガラス封止には５００℃以上の温度、例えば５２５℃、が必要になるが、反射膜１４が凝集抑制層１４ｂを有するため、このような高温下でも反射層１４ａを構成するＡｌ又はＡｌ合金におけるストレスマイグレーション等による凝集の発生を抑えることができる。

図３は、発光素子１がガラス封止された構成の一例を示す垂直断面図である。図３に示される発光素子２においては、発光素子１は基板２０の表面にフェイスダウン実装され、封止ガラス２５に封止される。封止ガラス２５による発光素子１の封止に必要な温度は、５００℃以上、例えば５２５℃である。

基板２０は、表面に形成された発光素子１のｎパッド電極１７及びｐパッド電極１９を接続するための電極２１と、裏面に形成された外部機器の電極を接続するための電極２２と、電極２１と電極２２とを接続するビア２３を有する。基板２０としては、例えば、Ａｌ₂Ｏ₃基板、ＡｌＮ基板等のガラス封止温度に耐えられる耐熱性に優れた基板が用いられる。発光素子１のｎパッド電極１７及びｐパッド電極１９と、基板２０の電極２１とは、導電バンプ２４により接続される。

封止ガラス２５は発光素子１に密着しており、ｎパッド電極１７、ｐパッド電極１９、絶縁層１５等に密着している。このように、封止ガラス２５は反射膜１４に近い部分を覆っており、封止の際に封止ガラス２５から反射膜１４に熱が伝わりやすい構成であっても、反射層１４ａを構成するＡｌ又はＡｌ合金におけるストレスマイグレーション等による凝集の発生を凝集抑制層１４ｂによって抑えることができる。

（実施の形態の効果）
上記実施の形態に係る発光素子１は、紫外領域の光の反射率が高いＡｌ又はＡｌ合金からなる反射層１４ａを含む反射膜１４を有する。そして、高温条件下においても凝集抑制層１４ｂによって反射層１４ａにおけるストレスマイグレーションによる凝集の発生を抑制し、反射膜１４の反射率の低下を抑えることができる。

また、反射膜１４がＴｉからなる凝集抑制層１４ｂを有するため、熱処理により、反射膜１４の反射率、特にＵＶ−Ｂ、ＵＶ−Ｃ等の短波長領域の光の反射率が増加する。

また、反射膜１４の両面が絶縁層に覆われているため、反射膜１４の反射率の低下や剥離を抑えることができる。

上記実施の形態に係る発光素子１の反射膜１４の好ましい層構造を調べるため、試験を実施した。

まず、１０種類の異なる層構造を有する試料（試料Ａ〜Ｊとする）を作製し、熱処理後の反射率の変化を調べた。各試料は、ＳｉＯ_２上に単層又は多層の膜を成膜することにより作製した。

次の表１は、試料Ａ〜Ｊに熱処理として５７５℃のＲＴＡ（Rapid Thermal Annealing）を施した後の反射率の評価結果を示す。

表１の「層構造」は、各試料のＳｉＯ_２上の単層又は多層の膜の層構造を示す。「熱処理後の反射率」は、熱処理後の反射率の低下率が５％以下のものを「○」、２０％よりも大きいものを「×」とした。

表１によれば、試料Ａ〜Ｅの評価結果のうち、試料Ｂの評価結果のみが「○」と判定された。試料Ａの評価結果が「×」であるのは、反射層としてのＡｌＮｄ層の下面に凝集抑制層としてのＴｉ層が形成されていないため、ＡｌＮｄ層にストレスマイグレーションが生じたことが主な原因であると考えられる。また、試料Ｃ〜Ｅの評価結果が「×」であるのは、ＡｌＮｄ層とその上層のＴａ層、ＴｉＷ層、又はＷＮ層とが反応して合金化したことによると考えられる。

また、試料Ｆ〜Ｉの評価結果のうち、試料Ｆの評価結果のみが「○」と判定された。試料Ｆの評価結果が「○」であるのは、ＡｌＮｄ層とその上層のＴａＮ層の反応が小さく、合金化による反射率の低下が少なかったことによると考えられる。

一方で、試料Ｇ〜ＩがＡｌＮｄ層上にＴａＮ層を有するにもかかわらず、その判定結果が「×」であるのは、ＴａＮ層の上層のＡｕ層から拡散したＡｕがＴａＮ層を通過してＡｌＮｄ層に達し、合金化が生じたことによると考えられる。

また、試料Ｊ、Ｋの評価結果が「○」であるのは、ＡｌＮｄ層とその上層のＳｉＯ_２層が反応しないため、合金化による反射率の低下がなかったことによると考えられる。さらに、試料Ｋの評価結果が「○」であることは、ＳｉＯ_２層の上にはＡｕ等からなる金属層を形成しても、金属の拡散をＳｉＯ_２層が防ぎ、ＡｌＮｄ層の合金化による反射率の低下が抑えられることを示している。

図４（ａ）は、Ｔｉ／ＡｌＮｄ／ＳｉＯ_２の多層構造を有する試料Ｊに５７５℃のＲＴＡを施す前と後の反射率を示すグラフである。図４（ａ）は、試料Ｊの熱処理前後の反射率の低下がほとんどないだけでなく、ＵＶ−Ｂ、ＵＶ−Ｃ等の短波長領域の光の反射率が増加することを示している。

図４（ｂ）は、ＡｌＮｄの単層構造を有する試料Ａに５７５℃のＲＴＡを施す前と後の反射率を示すグラフである。試料Ａは凝集抑制層としてのＴｉ又はＡｌＮを有しないため、上述のように、熱処理前後で反射率が大きく低下している。

図５（ａ）、（ｂ）は、それぞれＴｉ／ＡｌＮｄ／Ｔａの多層構造を有する試料、ＡｌＮｄ／Ｔａの多層構造を有する試料の、熱処理を施していない状態における表面の光学顕微鏡による観察像である。

図５（ａ）、（ｂ）は、凝集抑制層としてのＴｉ層の有無にかかわらず、熱処理を施していない状態では反射層であるＡｌＮｄ層にマイグレーションによる凝集が生じていないことを示している。

図６（ａ）、（ｂ）は、それぞれＴｉ／ＡｌＮｄの多層構造を有する試料、ＡｌＮｄの単層構造を有する試料の、５７５℃のＲＴＡを施した状態における表面の光学顕微鏡による観察像である。

図６（ａ）、（ｂ）は、凝集抑制層としてのＴｉ層が設けられていない場合、熱処理によって反射層であるＡｌＮｄ層にストレスマイグレーションが生じることを示している。

以上、本発明の実施の形態及び実施例を説明したが、本発明は、上記の実施の形態及び実施例に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。例えば、上記実施の形態においては、反射膜１４上の最も近い配線電極はｐ配線電極１８であるが、ｎ配線電極１６等の他の金属配線であってもよい。

また、上記の実施の形態及び実施例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態及び実施例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

１ 発光素子
１１ 発光機能層
１１ｂ 発光層
１４ 反射膜
１４ａ 反射層
１４ｂ 凝集抑制層
１５ 絶縁層
１６ ｎ配線電極
１８ ｐ配線電極

Claims (13)

1. ｎ型半導体層、ｐ型半導体層、及びそれらに挟まれた発光層を含む発光機能層と、
   前記ｎ型半導体層、前記ｐ型半導体層にそれぞれ電気的に接続され、前記発光機能層の上方に配置されたｎ配線電極、ｐ配線電極と、
   前記発光機能層と前記ｎ配線電極及び前記ｐ配線電極との間に配置された、前記発光層から発せられた光を反射する反射膜と、
   を有し、
   前記反射膜が、Ａｌ又はＡｌ合金からなる反射層と、前記反射層の前記発光機能層側の面上に形成された、Ｔｉからなる凝集抑制層と、を有する、
   ガラス封止された、発光素子。
2. ｎ型半導体層、ｐ型半導体層、及びそれらに挟まれた発光層を含む発光機能層と、
   前記ｎ型半導体層、前記ｐ型半導体層にそれぞれ電気的に接続され、前記発光機能層の上方に配置されたｎ配線電極、ｐ配線電極と、
   前記発光機能層と前記ｎ配線電極及び前記ｐ配線電極との間に配置された、前記発光層から発せられた光を反射する反射膜と、
   を有し、
   前記反射膜が、Ａｌ又はＡｌ合金からなる反射層と、前記反射層の前記発光機能層側の面上に形成された、Ｔｉからなる凝集抑制層と、を有し、
   前記ｎ型半導体層の前記ｎ配線電極と接触する層がＡｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ（０．１≦ｘ≦１）からなり、
   前記ｎ配線電極の前記ｎ型半導体層と接触する層がＴｉからなり、
   前記ｎ型半導体層と前記ｎ配線電極がオーミック接触する、
   発光素子。
3. 前記反射層の両側の面上に、前記凝集抑制層が形成された、
   請求項１又は２に記載の発光素子。
4. 前記反射層がＡｌＮｄからなる、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光素子。
5. 前記反射膜の両面が絶縁層に覆われた、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光素子。
6. 前記凝集抑制層の厚さが１ｎｍ以上かつ２ｎｍ以下である、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光素子。
7. ｎ型半導体層、ｐ型半導体層、及びそれらに挟まれた発光層を含む発光機能層を用意する工程と、
   前記発光機能層の上方に、前記発光層から発せられた光を反射する反射膜を形成する工程と、
   前記反射膜の上方に、前記ｎ型半導体層、前記ｐ型半導体層にそれぞれ電気的に接続するようにｎ配線電極、ｐ配線電極を形成する工程と、
   前記反射膜を形成した後、３００℃以上の熱処理を実施する工程と、
   を含み、
   前記反射膜が、Ａｌ又はＡｌ合金からなる反射層と、前記反射層の前記発光機能層側の面上に形成された、Ｔｉからなる凝集抑制層と、を有する、
   無機封止材によって封止された、発光素子の製造方法。
8. 前記熱処理が、ガラス封止に伴う処理である、
   請求項７に記載の発光素子の製造方法。
9. 前記ｎ型半導体層の前記ｎ配線電極と接触する層がＡｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ（０．１≦ｘ≦１）からなり、
   前記ｎ配線電極の前記ｎ型半導体層と接触する層がＴｉからなり、
   前記熱処理が、前記ｎ配線電極を前記ｎ型半導体層にオーミック接触させるための処理である、
   請求項７に記載の発光素子の製造方法。
10. 前記反射層の両側の面上に、前記凝集抑制層が形成された、
    請求項７〜９のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
11. 前記反射層がＡｌＮｄからなる、
    請求項７〜１０のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
12. 前記反射膜の両面が絶縁層に覆われた、
    請求項７〜１１のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
13. 前記凝集抑制層の厚さが１ｎｍ以上かつ２ｎｍ以下である、
    請求項７〜１２のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。