JP4968617B2

JP4968617B2 - Semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP4968617B2
Application number: JP2005326872A
Authority: JP
Inventors: 裕樹渋谷; 伸治中村; 武史岡
Original assignee: Nichia Corp
Current assignee: Nichia Corp
Priority date: 2005-11-11
Filing date: 2005-11-11
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2025-11-11
Also published as: JP2007134533A

Description

本発明は、半導体発光素子及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor light emitting device and a method for manufacturing the same.

半導体発光素子が有するパッド電極は、ワイヤボンディングの簡便性や密着性を向上させるなどという利点を持つ一方、光を吸収して光取り出し効率を低下させるという欠点を持っている。そこで、従来、ワイヤボンディングの簡便性や密着性を損なうことなく、光取り出し効率に優れた発光ダイオード素子を提供するとの目的で、図９に記載の発光ダイオード素子が提案された（特許文献１参照）。ここで、図９は、特許文献１の図１に記載された発光ダイオード素子を、その符号をすべて１００番台に変換した上で示したものである（たとえば、図９の符号「１０６」は、特許文献１の図１の「６」に対応する）。
図９に示すように、この従来の発光ダイオード素子１１０においては、ｐ型電極１０６が、Ｎｉ透光性オーミック電極層１０６ａとＡｕパッド電極層１０６ｃとの間に、入射光を反射するＡｇ中間層１０６ｂを有している。特許文献１によると、このｐ型電極１０６を備えたＩｎＧａＮ発光ダイオード素子１１０によれば、入射した光を吸収することなく、発光ダイオード素子１１０の外へ取り出すことができ、ｐ型電極１０６のオーミック特性や信頼性を損うこと無く、発光効率を飛躍的に向上できるとされる。
特開２００４−３４９３０１号 The pad electrode included in the semiconductor light emitting device has the advantage of improving the convenience and adhesion of wire bonding, and has the disadvantage of reducing light extraction efficiency by absorbing light. Therefore, a light-emitting diode element shown in FIG. 9 has been proposed for the purpose of providing a light-emitting diode element having excellent light extraction efficiency without impairing the simplicity and adhesion of wire bonding (see Patent Document 1). ). Here, FIG. 9 shows the light-emitting diode element described in FIG. 1 of Patent Document 1 after converting all of the symbols to 100s (for example, the symbol “106” in FIG. This corresponds to “6” in FIG.
As shown in FIG. 9, in this conventional light emitting diode element 110, the p-type electrode 106 has an Ag intermediate layer that reflects incident light between the Ni translucent ohmic electrode layer 106a and the Au pad electrode layer 106c. 106b. According to Patent Document 1, according to the InGaN light-emitting diode element 110 provided with the p-type electrode 106, the incident light can be taken out of the light-emitting diode element 110 without being absorbed. It is said that luminous efficiency can be dramatically improved without impairing characteristics and reliability.
JP 2004-349301 A

しかしながら、現在は、光取り出し効率の更なる向上が求められているため、上記従来の発明以上に光取り出し効率を向上させる必要がある。
そこで、本発明は、光取り出し効率の更なる向上を図る半導体発光素子及びその製造方法を提供することを目的とする。 However, since further improvement of the light extraction efficiency is currently required, it is necessary to improve the light extraction efficiency more than the above conventional invention.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device and a method for manufacturing the same that further improve the light extraction efficiency.

本発明によれば、上記課題は、次の手段によって解決される。 According to the present invention, the above problem is solved by the following means.

第１の発明は、第１導電型の半導体層と、第２導電型の半導体層と、前記第１導電型の半導体層の上に光が取り出されるように形成された、上面が開口された窪みを有する透光性の第１の電極と、前記窪みの内面に沿って形成された、光を反射するパッド電極としての第２の電極と、を備え、前記窪みの積層方向に平行な断面は、少なくとも前記窪みの底面より上に中心をもつ円の円弧状の断面を有する、ことを特徴とする半導体発光素子である。 According to a first aspect of the present invention, a first conductive type semiconductor layer, a second conductive type semiconductor layer, and an upper surface are formed on the first conductive type semiconductor layer so that light is extracted . A translucent first electrode having a depression, and a second electrode as a pad electrode reflecting light formed along the inner surface of the depression, and a cross section parallel to the lamination direction of the depression Has a circular arc-shaped cross section having a center at least above the bottom surface of the recess.

第２の発明は、前記窪みの開口面は、円形状であることを特徴とする第１の発明に係る半導体発光素子である。 A second invention is the semiconductor light emitting element according to the first invention, wherein the opening surface of the recess is circular.

第３の発明は、前記窪みは、前記窪みの開口面の中心から内面における最下点までの長さが、前記窪みの開口面の中心から周縁までの長さ以下である、ことを特徴とする第１の発明または第２の発明に係る半導体発光素子である。 A third invention is characterized in that the recess has a length from the center of the opening surface of the recess to the lowest point on the inner surface of the recess is not more than the length from the center of the opening surface of the recess to the periphery. The semiconductor light emitting device according to the first invention or the second invention.

第４の発明は、前記第１の電極は、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、ガリウム（Ｇａ）及びマグネシウム（Ｍｇ）からなる群から選択された少なくとも１種の元素を含む酸化膜であることを特徴とする第１の発明〜第３の発明のいずれか１つに係る半導体発光素子である。 In a fourth aspect of the invention, the first electrode includes at least one element selected from the group consisting of zinc (Zn), indium (In), tin (Sn), gallium (Ga), and magnesium (Mg). A semiconductor light emitting device according to any one of the first to third inventions, wherein the semiconductor light emitting device is an oxide film.

第５の発明は、前記第２の電極は、銀（Ａｇ）、ロジウム（Ｒｈ）、アルミニウム（Ａｌ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム(Ｉｒ)からなる群から選択された少なくとも１種の元素を含む金属又は合金を材料とすることを特徴とする第１の発明〜第４の発明のいずれか１つに係る半導体発光素子である。 In a fifth aspect of the invention, the second electrode is at least selected from the group consisting of silver (Ag), rhodium (Rh), aluminum (Al), platinum (Pt), palladium (Pd), and iridium (Ir). A semiconductor light emitting device according to any one of the first to fourth inventions, characterized in that a metal or alloy containing one element is used as a material.

第６の発明は、前記第１の電極および前記第２の電極はｐ電極であることを特徴とする第１の発明〜第５の発明のいずれか１つに係る半導体発光素子である。 A sixth invention is the semiconductor light emitting element according to any one of the first to fifth inventions, wherein the first electrode and the second electrode are p-electrodes.

第７の発明は、第１導電型の半導体層と、第２導電型の半導体層と、をそれぞれ形成する工程と、前記第１導電型の半導体層に接して光が取り出される第１の電極の材料を形成する工程と、前記第１の電極の材料の上面に窪みを形成し、第１の電極とする工程と、前記窪みの内面に沿って、光を反射するパッド電極としての第２の電極を形成する工程と、を備え、前記窪みを形成する工程は、前記窪みの積層方向に平行な断面が、少なくとも前記窪みの底面より上に中心をもつ円の円弧状の断面を有するように、前記窪みを形成する、ことを特徴とする半導体発光素子の製造方法である。 According to a seventh aspect of the invention, there is provided a step of forming a first conductive type semiconductor layer and a second conductive type semiconductor layer, respectively, and a first electrode from which light is extracted in contact with the first conductive type semiconductor layer A step of forming a recess on the upper surface of the material of the first electrode to form a first electrode, and a second electrode as a pad electrode that reflects light along the inner surface of the recess The step of forming the depressions so that the cross section parallel to the stacking direction of the depressions has a circular arc-shaped cross section having a center at least above the bottom surface of the depressions. In addition, the method of manufacturing a semiconductor light emitting device is characterized in that the recess is formed.

第８の発明は、前記窪みを形成する工程は、前記窪みを等方性エッチングによって形成することを特徴とする第７の発明に係る半導体発光素子の製造方法である。 Eighth aspect of the present invention, the step of forming the recess is a method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the seventh invention, it characterized that you shape formed by the recess in the isotropic etching.

第９の発明は、前記窪みを形成する工程は、前記第１の電極の材料の上面に開口面が円形状であるマスクを設けエッチングすることを特徴とする第７の発明または第８の発明に係る半導体発光素子の製造方法である。 According to a ninth aspect of the present invention, in the step of forming the recess, the etching is performed by providing a mask having a circular opening on the upper surface of the material of the first electrode. This is a method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the above.

第１０の発明は、前記窪みを形成する工程は、前記窪みの開口面が前記マスクの開口面よりも大きくなるように前記第１の電極の材料をエッチングすることにより行うことを特徴とする第９の発明に係る半導体発光素子の製造方法である In a tenth aspect of the invention, the step of forming the recess is performed by etching the material of the first electrode so that the opening surface of the recess is larger than the opening surface of the mask. It is a manufacturing method of the semiconductor light-emitting device based on invention of 9.

第１１の発明は、前記第１の電極の材料を形成する工程は、前記第１の電極の材料の結晶化温度以下において行うことを特徴とする第７の発明〜第１０の発明のいずれか１つに係る半導体発光素子の製造方法である。 In an eleventh aspect of the invention, any one of the seventh to tenth aspects, wherein the step of forming the material of the first electrode is performed at a temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the material of the first electrode. A method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to one aspect.

第１２の発明は、さらに、前記窪みを形成する工程の後に、前記第１の電極を前記第１の電極の材料の結晶化温度以上で熱処理する工程を備えることを特徴とする第１１の発明に係る半導体発光素子の製造方法である。 The twelfth invention further comprises a step of heat-treating the first electrode at a temperature equal to or higher than a crystallization temperature of a material of the first electrode after the step of forming the depression. This is a method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the above.

第１３の発明は、前記熱処理する工程により、前記第１の電極を結晶化することを特徴とする第１２の発明に係る半導体発光素子の製造方法である。 A thirteenth invention is a method for manufacturing a semiconductor light emitting element according to the twelfth invention, wherein the first electrode is crystallized by the heat treatment step.

第１４の発明は、前記熱処理する工程により、前記第１の電極を透光性にすることを特徴とする第１２の発明または第１３の発明に係る半導体発光素子の製造方法である。 A fourteenth aspect of the invention is a method for manufacturing a semiconductor light emitting element according to the twelfth aspect of the invention or the thirteenth aspect of the invention, wherein the first electrode is made transparent by the heat treatment step.

第１５の発明は、前記第１の電極および前記第２の電極はｐ電極であることを特徴とする第７の発明〜第１４の発明のいずれか１つに係る半導体発光素子の製造方法である。 A fifteenth aspect of the invention is a method for manufacturing a semiconductor light emitting element according to any one of the seventh to fourteenth aspects, wherein the first electrode and the second electrode are p-electrodes. is there.

本発明によれば、半導体発光素子内の光が第２の電極で反射され、第１の電極を通って外部へ取り出され得る。したがって、本発明によれば、第２の電極で反射された光が基板と第１の電極との間に存する層で吸収されることを低下させるため、光取り出し効率の向上を図ることができる。
また、本発明によれば、半導体発光素子内にある活性層やｐｎ接合面などの発光領域から上下方向に出て素子内部を通過する光が、第１の電極中の窪みに沿って存する第２の電極で反射され、素子の側面方向に方向を変え、素子から外部に光を取り出しやすくすることができる。 According to the present invention, the light in the semiconductor light emitting element can be reflected by the second electrode and extracted outside through the first electrode. Therefore, according to the present invention, the light reflected by the second electrode is reduced from being absorbed by the layer existing between the substrate and the first electrode, so that the light extraction efficiency can be improved. .
Further, according to the present invention, the light that goes up and down from the light emitting region such as the active layer or the pn junction surface in the semiconductor light emitting element and passes through the inside of the element exists along the depression in the first electrode. The light is reflected by the two electrodes and can be changed in the direction of the side surface of the element, so that light can be easily extracted from the element to the outside.

以下に、添付した図面を参照しつつ、本発明を実施するための最良の形態を説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図１は、本発明の実施の形態に係る半導体発光素子を概念的に示す図であり、図１（ａ）は、実施の形態に係る半導体発光素子を上面から見た平面図、図１（ｂ）は積層方向に平行な断面図（図１（ａ）中のＡ−Ａ´線）である。なお、ここでいう「上面から見る」とは、後述する第２の電極１７側から、本実施の形態に係る半導体発光素子を見ることをいう。
図１に示すように、実施の形態に係る半導体発光素子は、第１導電型の半導体層１２と、第２導電型の半導体層１４と、第２導電型の半導体層１４の上に形成された、上面が開口された窪み１６を有する透光性の第１の電極１５と、窪み１６の内面に沿って形成された、光を反射する第２の電極１７と、を備えている。ここで、図１（ｂ）に示すように、窪み１６の積層方向に平行な断面は、少なくとも窪み１６の底面より上に中心をもつ円の円弧状の断面を有する。
上記従来の発光ダイオード素子では、光を反射する中間層が光の発生する層とほぼ平行に配置されていたため、透光性の電極層を通過してパッド電極層に向かう光が、中間層において素子内部に向けて反射されており、基板と第１の電極との間に存する層で吸収されてしまっていた。しかしながら、以上説明した実施の形態に係る半導体発光素子によれば、発生した光が第２の電極１７で反射され、第１の電極１５を通って外部へ取り出され得るため、基板１１と第１の電極１５との間に存する層で吸収されることを低下させる。 FIG. 1 is a diagram conceptually showing a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a plan view of the semiconductor light emitting device according to the embodiment as viewed from above, and FIG. b) is a cross-sectional view parallel to the stacking direction (the line AA ′ in FIG. 1A). Here, “viewed from the top” means that the semiconductor light emitting element according to the present embodiment is viewed from the second electrode 17 side described later.
As shown in FIG. 1, the semiconductor light emitting device according to the embodiment is formed on a first conductivity type semiconductor layer 12, a second conductivity type semiconductor layer 14, and a second conductivity type semiconductor layer 14. In addition, a translucent first electrode 15 having a recess 16 whose upper surface is opened, and a second electrode 17 that reflects light and is formed along the inner surface of the recess 16 are provided. Here, as shown in FIG. 1B, the cross section of the recess 16 parallel to the stacking direction has a circular arc-shaped cross section having a center at least above the bottom surface of the recess 16.
In the above conventional light emitting diode element, the intermediate layer that reflects light is arranged substantially in parallel with the light-generating layer, so that light that passes through the translucent electrode layer and travels toward the pad electrode layer is transmitted in the intermediate layer. The light is reflected toward the inside of the element and absorbed by a layer existing between the substrate and the first electrode. However, according to the semiconductor light emitting device according to the embodiment described above, the generated light can be reflected by the second electrode 17 and extracted outside through the first electrode 15. To be absorbed by a layer existing between the electrode 15 and the electrode 15.

各構成について、以下に詳細に述べる。 Each configuration will be described in detail below.

（基板・半導体層）
基板１１は、導体層をエピタキシャル成長させることができる基板であればよく、絶縁性であるか導電性であるかを問わない。一例を挙げると、例えばサファイア、スピネル、ＳｉＣ、ＺｎＳ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＧａＡｓなどを基板として用いることができる。絶縁性の基板を用いる場合は、絶縁性の基板を最終的に取り除いてもよいし、取り除かなくてもよい。絶縁性の基板を最終的に取り除かない場合、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することが好ましい。また、最終的に絶縁性の基板を除去する場合又はＧａＮ基板や、Ｓｉ基板、ＳｉＣ基板などの導電性の基板を用いる場合、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してもよいし、異なる面側、例えば半導体発光素子の対向する面に、それぞれの電極を形成してもよい。
各半導体層としては、例えば、ＧａＮ、ＧａＡｓ等種々の半導体を用いることができる。本発明は、半導体層の組成を特に限定するものではないが、例えば、Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）等の窒化ガリウム系化合物半導体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造のものが挙げられる。半導体層は、例えば、ＭＯＶＰＥ、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）、ハイドライド気相成長法（ＨＶＰＥ）、分子線エピタキシャル成長法（ＭＢＥ）等の公知の技術により形成することができる。また、半導体層の膜厚は特に限定されるものではなく、種々の膜厚のものを適用することができる。また、各層は、単層構造でもよいが、組成及び膜厚等の異なる層の積層構造、超格子構造等であってもよい。なお、本実施の形態においては、理解を容易にするため、第１の導電型の半導体層１４と第２導電型の半導体層１２との間に、活性層１３を設けることとしたが、この活性層１３は、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。もっとも、本発明は、活性層の有無にかかわらず、発光が可能なすべての半導体素子に適用可能であり、たとえば、ｐｎ接合のみのダイオードも本発明の技術的範囲に含まれる。
なお、窒化物半導体層の積層構造としては、例えば、ＡｌＧａＮよりなるバッファ層、アンドープＧａＮ層、Ｓｉドープｎ型ＧａＮよりなるｎ側コンタクト層、ＧａＮ層とＩｎＧａＮ層とを交互に積層させた超格子層、ＧａＮ層とＩｎＧａＮ層とを交互に積層させた多重量子井戸構造の活性層、ＭｇドープＡｌＧａＮ層とＭｇドープＩｎＧａＮ層とを交互に積層させた超格子層、ＭｇドープＧａＮよりなるｐ側コンタクト層、等が挙げられる。 (Substrate / semiconductor layer)
The board | substrate 11 should just be a board | substrate which can grow a conductor layer epitaxially, and does not ask | require whether it is insulation or electroconductivity. For example, sapphire, spinel, SiC, ZnS, ZnO, Si, GaN, AlN, GaAs, or the like can be used as a substrate. When an insulating substrate is used, the insulating substrate may be finally removed or may not be removed. When the insulating substrate is not finally removed, both the p electrode and the n electrode are preferably formed on the same surface side of the semiconductor layer. When the insulating substrate is finally removed or when a conductive substrate such as a GaN substrate, Si substrate, or SiC substrate is used, both the p electrode and the n electrode are formed on the same surface side of the semiconductor layer. Alternatively, the respective electrodes may be formed on different surface sides, for example, the opposing surfaces of the semiconductor light emitting element.
As each semiconductor layer, for example, various semiconductors such as GaN and GaAs can be used. Although the present invention does not particularly limit the composition of the semiconductor layer, for example, a gallium nitride-based compound semiconductor such as In _X Al _Y Ga _1-XY N (0 ≦ X, 0 ≦ Y, X + Y ≦ 1) Are preferably used. The layer structure includes a homo structure, a hetero structure or a double hetero structure having a MIS junction, a PIN junction or a PN junction. The semiconductor layer can be formed by a known technique such as MOVPE, metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), hydride vapor deposition (HVPE), molecular beam epitaxy (MBE), or the like. Further, the thickness of the semiconductor layer is not particularly limited, and various thicknesses can be applied. Each layer may have a single layer structure, but may have a laminated structure of layers having different compositions and film thicknesses, a superlattice structure, or the like. In the present embodiment, the active layer 13 is provided between the first conductive type semiconductor layer 14 and the second conductive type semiconductor layer 12 for easy understanding. The active layer 13 can also have a single quantum well structure or a multiple quantum well structure formed in a thin film in which a quantum effect occurs. However, the present invention can be applied to all semiconductor elements that can emit light regardless of the presence or absence of an active layer. For example, a diode having only a pn junction is also included in the technical scope of the present invention.
The laminated structure of the nitride semiconductor layers includes, for example, a buffer layer made of AlGaN, an undoped GaN layer, an n-side contact layer made of Si-doped n-type GaN, and a superlattice in which GaN layers and InGaN layers are alternately laminated. Active layer having a multiple quantum well structure in which GaN layers and InGaN layers are alternately stacked, superlattice layer in which Mg-doped AlGaN layers and Mg-doped InGaN layers are alternately stacked, p-side contact made of Mg-doped GaN Layer, and the like.

（第１の電極）
第１の電極１５は、半導体発光素子として透光性であればよく、熱処理によって透光性にするものに限らず、第１の電極１５の材料を形成する際に透光性のものを用いてもよい。また、第１の電極１５は、第１の導電型の半導体層１４に対して接触抵抗が小さい、もしくはオーミック接触となる。具体的に言うと、第１電極１５としては、導電性の酸化物を用いることが好ましく、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、ガリウム（Ｇａ）及びマグネシウム（Ｍｇ）からなる群から選択された少なくとも１種の元素を含む酸化膜が挙げられる。具体的な材料としては、ＩＴＯ（ＳｎドープＩｎ₂Ｏ₃）、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＩＦＯ（ＦドープＩｎ₂Ｏ₃）、ＳｎＯ₂、ＡＴＯ（ＳｂドープＳｎＯ₂）、ＦＴＯ（ＦドープＳｎＯ₂）、ＣＴＯ（ＣｄドープＳｎＯ₂）、ＡＺＯ（ＡｌドープＺｎＯ）、ＩＺＯ（ＩｎドープＺｎＯ）、又はＧＺＯ（ＧａドープＺｎＯ）などの導電性酸化物が挙げられるが、特にＩＴＯ（酸化インジウム錫）は、可視光（可視領域）において高い光透過性を有し、導電率の高い材料であることから、好ましく用いることができる。活性層１３からの光は、第１の電極１５を通過して、窪みに沿って設けられた光を反射する第２の電極１７に達する。第２の電極１７に達した光は、第２の電極１７で反射され、第１の電極１５を通過して、半導体発光素子の外部に取出される。 (First electrode)
The first electrode 15 only needs to be translucent as a semiconductor light-emitting element, and is not limited to being made translucent by heat treatment, but a translucent one is used when forming the material of the first electrode 15. May be. Further, the first electrode 15 has a small contact resistance or ohmic contact with the first conductive type semiconductor layer 14. Specifically, it is preferable to use a conductive oxide as the first electrode 15, which is made of zinc (Zn), indium (In), tin (Sn), gallium (Ga), and magnesium (Mg). An oxide film containing at least one element selected from the group can be given. Specific materials include ITO (Sn-doped In ₂ O ₃ ), In ₂ O ₃ , IFO (F-doped In ₂ O ₃ ), SnO ₂ , ATO (Sb-doped SnO ₂ ), and FTO (F-doped SnO ₂ ). , CTO (Cd-doped SnO ₂ ), AZO (Al-doped ZnO), IZO (In-doped ZnO), or conductive oxides such as GZO (Ga-doped ZnO), particularly ITO (indium tin oxide) Since it is a material having high light transmittance in visible light (visible region) and high conductivity, it can be preferably used. The light from the active layer 13 passes through the first electrode 15 and reaches the second electrode 17 that reflects the light provided along the depression. The light that has reached the second electrode 17 is reflected by the second electrode 17, passes through the first electrode 15, and is extracted outside the semiconductor light emitting element.

（窪み）
窪み１６は、積層方向に平行な断面が少なくとも窪み１６の底面より上に中心を持つ円の円弧状の断面を有する。
図１において、窪み１６の断面は円弧状であるため、この窪み１６の内面に沿って設けられた第２の電極１７に入射する光は、窪み１６の最下点にある活性層１３とほぼ平行な底面に垂直に入射する光を除き、第２の電極１７で反射されて第１の電極１５の側面へと向かう。上記従来の発光ダイオード素子においては、中間層が活性層とほぼ平行に設けられていたため、活性層の上面を垂直に通過した光が中間層に垂直に入射していた。このため、中間層で反射された光は、入射角と反射角が等しくなるという反射の法則の下、ほぼ同じ軌跡を描いて活性層に戻っていた。しかしながら、本実施の形態においては、第２の電極１７が、断面が円弧状である窪み１６の内面に沿って設けられているため、活性層１３の上面を垂直に通過した光は、窪み１６の最下点にある活性層１３とほぼ平行な底面を除いて、第２の電極１７（窪み１６の内面）に垂直に入射し得ない。したがって、本実施の形態において活性層１３の上面を垂直に通過した光は、窪み１６の最下点を除き、その方向を変化させて、第１の電極１５の側面へと向かうこととなる。よって、本実施の形態によれば、第２の電極１７で反射された光の素子内部での吸収を減少させ、外部へ取り出される光を増加させることができ、光取り出し効率が向上する。
また、上記従来の発光ダイオード素子においては、活性層の上面を斜めに横切って通過した光が、活性層とほぼ平行に設けられている中間層に斜めに入射する。このため、上記従来の発光ダイオード素子においては、中間層で反射した光が、基板側に向かうこととなり、半導体発光素子内部を再度通過することとなる。しかしながら、本実施の形態においては、活性層１３の上面を斜めに横切って通過した光は、断面が円弧状である窪み１６の内面に沿って設けられた第２の電極に斜めに入射した後、反射されて、反基板側に向かうこととなる。したがって、本実施の形態においては、第２の電極１７で反射された光が、半導体発光素子の内部を再度通過する光を減らし、素子の外部に取り出されやすくなる。
また、本実施の形態に係る半導体発光素子においては、活性層１３から第２導電型の半導体層１２に向かう光や、活性層１３から素子の側面に当たって素子外部に出ることなく素子内部に反射してきた光についても、断面が円弧状である窪み１６の内面に沿って設けられた第２の電極１７に当たり、素子の外部へ取り出され得る。
なお、本実施の形態に係る半導体発光素子においては、上記のような電極構造を２つ以上の電極に設けてもよい。すなわち、例えば図５のように、第１の電極１５に加え、基板に対して第１の電極１５および第２の電極１７と同一面側にある第２導電型の半導体層１２の電極として、第３の電極１８と第４の電極２０を設け、この第３の電極１８においても、円弧状の断面を有する窪み７６を設け、光を反射する第４の電極２０を窪み７６の内面に沿って設ければ、第３の電極１８部分における光も取り出すことができる。すなわち、基板１１に対して第１の電極１５および第２の電極１７と同一面側にある第２導電型の半導体層１２に設けられた第３の電極１８および第４の電極２０に、第１の電極１５および第２の電極１７と同様の構造を採用すれば、第３の電極１８の上に設けられた第４の電極２０に当たった光を、素子外部に取り出すようにして素子の側面方向に向けることができる。なお、ここで、第３の電極１８および第４の電極２０が、第１の電極１５および第２の電極１７にそれぞれ対応し、第１の電極１５および第２の電極１７の材料や形状や形成方法を、第３の電極１８および第４の電極２０にそれぞれ適用できることは言うまでもない。 (Dent)
The recess 16 has a circular arc-shaped cross section in which a cross section parallel to the stacking direction has a center at least above the bottom surface of the recess 16.
In FIG. 1, since the cross section of the depression 16 has an arc shape, the light incident on the second electrode 17 provided along the inner surface of the depression 16 is almost the same as the active layer 13 at the lowest point of the depression 16. Except for light that is perpendicularly incident on the parallel bottom surface, the light is reflected by the second electrode 17 and travels toward the side surface of the first electrode 15. In the conventional light emitting diode device, since the intermediate layer is provided substantially in parallel with the active layer, the light that has passed through the upper surface of the active layer vertically enters the intermediate layer perpendicularly. For this reason, the light reflected by the intermediate layer returns to the active layer with substantially the same trajectory under the law of reflection that the incident angle and the reflection angle are equal. However, in the present embodiment, since the second electrode 17 is provided along the inner surface of the recess 16 having an arc shape in cross section, the light vertically passing through the upper surface of the active layer 13 is the recess 16. Except for the bottom surface substantially parallel to the active layer 13 at the lowest point, the second electrode 17 (the inner surface of the recess 16) cannot enter perpendicularly. Therefore, in the present embodiment, the light that has passed vertically through the upper surface of the active layer 13 changes its direction except for the lowest point of the depression 16 and travels toward the side surface of the first electrode 15. Therefore, according to the present embodiment, absorption inside the device of light reflected by the second electrode 17 can be reduced, light extracted to the outside can be increased, and light extraction efficiency is improved.
In the conventional light emitting diode element, light that has passed through the upper surface of the active layer obliquely enters the intermediate layer provided substantially parallel to the active layer. For this reason, in the above conventional light emitting diode element, the light reflected by the intermediate layer is directed toward the substrate side, and again passes through the semiconductor light emitting element. However, in the present embodiment, the light that has passed obliquely across the upper surface of the active layer 13 is incident obliquely on the second electrode provided along the inner surface of the recess 16 having a circular cross section. The light is reflected and goes to the side opposite to the substrate. Therefore, in the present embodiment, the light reflected by the second electrode 17 reduces the light that passes through the inside of the semiconductor light-emitting element again, and is easily extracted outside the element.
In the semiconductor light emitting device according to the present embodiment, light traveling from the active layer 13 to the second conductivity type semiconductor layer 12 or reflected from the active layer 13 to the inside of the device without hitting the side surface of the device and coming out of the device. Also, the light hits the second electrode 17 provided along the inner surface of the recess 16 having a circular arc cross section, and can be taken out of the element.
In the semiconductor light emitting device according to this embodiment, the above electrode structure may be provided on two or more electrodes. That is, for example, as shown in FIG. 5, in addition to the first electrode 15, as the electrode of the second conductivity type semiconductor layer 12 on the same plane side as the first electrode 15 and the second electrode 17 with respect to the substrate, A third electrode 18 and a fourth electrode 20 are provided. Also in this third electrode 18, a recess 76 having an arc-shaped cross section is provided, and the fourth electrode 20 that reflects light extends along the inner surface of the recess 76. If provided, light in the third electrode 18 can also be extracted. That is, the third electrode 18 and the fourth electrode 20 provided in the second conductivity type semiconductor layer 12 on the same plane side as the first electrode 15 and the second electrode 17 with respect to the substrate 11 are If the same structure as that of the first electrode 15 and the second electrode 17 is employed, the light striking the fourth electrode 20 provided on the third electrode 18 is extracted to the outside of the element. Can be directed to the side. Here, the third electrode 18 and the fourth electrode 20 correspond to the first electrode 15 and the second electrode 17, respectively, and the materials and shapes of the first electrode 15 and the second electrode 17 It goes without saying that the formation method can be applied to the third electrode 18 and the fourth electrode 20, respectively.

なお、本発明において「断面が円弧状である」とは、断面の一部に任意の曲率半径を有する曲線が存在していれば足りる。したがって、たとえば、断面が１つの円の円弧である場合のみならず、断面が複数の円の円弧を組み合わせた形状である場合や、断面が円弧と曲線や直線などを組み合わせた形状である場合も、本発明の「断面が円弧状」に含まれる。一例を挙げて説明すると、例えば図２（ａ）の窪み３６は、その３辺（２つの側辺、１つの底辺）が直線で２頂点が円弧であるため、断面が円弧状であり、本発明の窪みに含まれる。このような窪み３６は、円弧である２頂点の部分において特に、活性層１３からの光の方向を変化させ、その一部分を素子外部へ取り出すことができる。さらに、本発明に含まれる例を示す。例えば図２（ｂ）に示すように、上記２頂点に加えて、３辺のうちの底辺をも円弧とすれば、より多くの光が窪みの内面（第２の電極）に斜めに入射して反射されることとなって、より多くの光が第１の電極の側面に向かうこととなるため、素子外部へ取り出される光が増加し、好ましい。また、図２（ｃ）のように２つの円弧を組み合わせた窪み５６にすることもできる。さらに、例えば図１（ｂ）のように、窪み１６の断面全体が１つの円の円弧となる形態は、図２（ｃ）に記載の２つの円弧を組み合わせた窪み５６とする形態よりも好ましい。このような窪み１６によれば、窪み１６の最下点で反射する場合を除き、光の方向は変化しその一部分を素子外部へ取り出すことができる。なお、窪みの積層方向に平行な断面は、複数存在し得るが、本発明においては、その複数の断面のうちの少なくとも１つが上述した性質を満たしていれば足りる。もっとも、窪みの積層方向に平行な複数の断面のうちのより多くが、上述の性質を満たす方が望ましい。
なお、本明細書における「円弧状」には、厳密に円弧の形状である場合のみならず、略円弧の形状である場合も含まれ、円弧の輪郭は崩れていてもよい。 In the present invention, the phrase “the cross section has an arc shape” is sufficient if a curve having an arbitrary radius of curvature exists in a part of the cross section. Therefore, for example, not only when the cross section is a circular arc of one circle, but also when the cross section is a shape combining a plurality of circular arcs, or when the cross section is a shape combining a circular arc and a curve or a straight line. In the present invention, the “section is arcuate” is included. For example, the depression 36 in FIG. 2A has a straight line on its three sides (two side edges and one bottom side) and two vertices in an arc, so that the cross section has an arc shape. It is contained in the hollow of invention. Such a recess 36 can change the direction of light from the active layer 13 and take out a part of the recess outside the element, particularly at the two apex portions which are arcs. Furthermore, examples included in the present invention are shown. For example, as shown in FIG. 2B, in addition to the above two apexes, if the bottom of the three sides is also a circular arc, more light is incident on the inner surface (second electrode) of the depression obliquely. Therefore, more light is directed to the side surface of the first electrode, which increases the amount of light extracted outside the element, which is preferable. Moreover, it can also be set as the hollow 56 which combined two circular arcs like FIG.2 (c). Further, for example, as shown in FIG. 1B, the configuration in which the entire cross section of the recess 16 is a circular arc of one circle is preferable to the configuration in which the recess 56 is formed by combining two arcs shown in FIG. . According to such a depression 16, the direction of light is changed and a part of the light can be taken out outside the element, except when reflected at the lowest point of the depression 16. Note that a plurality of cross sections parallel to the stacking direction of the depressions may exist, but in the present invention, it is sufficient that at least one of the plurality of cross sections satisfies the above-described properties. However, it is desirable that more of the plurality of cross-sections parallel to the stacking direction of the depressions satisfy the above-described properties.
The “arc shape” in the present specification includes not only a strictly arc shape but also a substantially arc shape, and the contour of the arc may be broken.

窪み１６の開口面は、四角形状等の多角形状、又はそれらを組み合わせた図形等、種々の形状を好適に用いることができる。円形状、三角形状、四角形状等は略その図形の形状であることを意味し、それらの輪郭が崩れた形状でもよい。円形状は円や楕円、及びそれらの輪郭が崩れた形状を含む。
窪み１６の開口面は、好ましくは円形状（例えば図１（ａ））、より好ましくは円形である。窪み１６の開口面が円形状（または円形）であれば、第２の電極１７は窪み１６の内面に沿って形成されるため、第２の電極１７における光の反射は、いずれの方向においても等しくなされる。
また、窪み１６を素子の中心から外れた位置に設ける場合、窪み１６の開口面の周縁における少なくとも１辺が、素子の側辺のうちの窪みに最も近い側辺に対して平行であれば、第２の電極１７において反射された光をより短い距離で素子外部へ取り出すことができ、光取り出し効率が向上する。たとえば、図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）では、窪み５０の開口面がそれぞれ三角形状、四角形状、扇形状であるが、その周縁における２辺（５０ａ、５０ｂ）は、素子の側辺のうちの窪みに最も近い２つの側辺（１９ａ、１９ｂ）のそれぞれに対して平行である。他方、たとえば、図３（ｄ）では、窪み５０の開口面が三角形状であるが、その周縁における３辺（５０ａ、５０ｂ、５０ｃ）は、素子の側辺（１９ａ、１９ｂ、１９ｃ）のいずれに対しても、平行ではない。なお、図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）、図３（ｄ）は、それぞれ、素子内部に面した部分（光を反射した際に素子内部に向かう部分）が、それぞれ、１辺、２辺、１つの曲線、２辺となる。したがって、素子内部に面した部分（光を反射した際に素子内部に向かう部分）が少ないという点では、図３（ａ）に記載の開口面が三角形状の窪み５０が好ましい。
なお、例えば、図１に示されるように、光が反射されて素子側面から取り出されるまでの距離、すなわち、光が反射する窪み１６の各箇所（上側、下側、左側、右側など）から素子の側面までの距離（この距離が遠いほど、光は吸収される）は、窪み１６の形状によって異なってくる。このため、第２の電極１７における光の反射がすべての方向に向かって等しくなされても、窪み１６の形状が、窪み１６の各箇所と素子側面までの距離に差をもたらすものであれば、素子から取り出される光の方向には、偏りが生じる。しかしながら、開口面の形状を、窪み１６の各箇所と素子側面までの距離が等しくなるものに近づければ、素子から取り出される光の方向を偏りにくくすることができ、第２の電極１７の下から取り出される光をいずれの方向においても等しい状態に近づけることもできる。他方、素子から所望の方向へ光を取り出したい場合には、窪み１６の各箇所と素子側面までの距離を考慮して開口面の形状を変えることで、取り出される光の偏りを調節することもできる。 Various shapes such as a polygonal shape such as a quadrangular shape or a combination of them can be suitably used for the opening surface of the recess 16. A circular shape, a triangular shape, a quadrangular shape, or the like means that the shape is substantially the shape of the figure, and the shape whose outline is broken may be used. The circular shape includes a circle, an ellipse, and a shape whose outline is broken.
The opening surface of the recess 16 is preferably circular (for example, FIG. 1A), more preferably circular. If the opening surface of the recess 16 is circular (or circular), the second electrode 17 is formed along the inner surface of the recess 16, so that the light reflection at the second electrode 17 is in any direction. Are made equal.
Further, when the recess 16 is provided at a position off the center of the element, if at least one side of the periphery of the opening surface of the recess 16 is parallel to the side closest to the recess among the side edges of the element, The light reflected by the second electrode 17 can be extracted outside the device at a shorter distance, and the light extraction efficiency is improved. For example, in FIGS. 3 (a), 3 (b), and 3 (c), the opening surface of the recess 50 has a triangular shape, a quadrangular shape, and a fan shape, respectively, but two sides (50a, 50b) at the periphery thereof. Is parallel to each of the two sides (19a, 19b) closest to the depression of the sides of the element. On the other hand, for example, in FIG. 3D, the opening surface of the recess 50 has a triangular shape, but three sides (50a, 50b, 50c) at the periphery thereof are any of the side sides (19a, 19b, 19c) of the element. Is not parallel. 3 (a), 3 (b), 3 (c), and 3 (d), the portion facing the inside of the device (the portion that goes to the inside of the device when light is reflected), respectively, Each has one side, two sides, one curve, and two sides. Therefore, the depression 50 having a triangular opening as shown in FIG. 3A is preferable in that the portion facing the inside of the device (the portion facing the inside of the device when light is reflected) is small.
For example, as shown in FIG. 1, the distance from the reflection of light until it is extracted from the side surface of the element, that is, the element from each location (upper side, lower side, left side, right side, etc.) of the recess 16 where the light is reflected. The distance to the side surface (the longer this distance is, the more light is absorbed) varies depending on the shape of the recess 16. For this reason, even if the reflection of the light at the second electrode 17 is made equal in all directions, the shape of the depression 16 can cause a difference in the distance from each location of the depression 16 to the element side surface. There is a bias in the direction of light extracted from the element. However, if the shape of the opening surface is made close to that where the distance between each portion of the depression 16 and the side surface of the element is equal, the direction of the light extracted from the element can be made less likely to be biased, and the It is also possible to bring the light extracted from the lens closer to the same state in any direction. On the other hand, when it is desired to extract light from the element in a desired direction, it is possible to adjust the bias of the extracted light by changing the shape of the opening surface in consideration of the distance between each portion of the depression 16 and the side surface of the element. it can.

さらに、窪み１６は、開口面の中心から内面における最下点までの長さが開口面の中心から周縁までの長さ以下であることが好ましい。窪みの直下にある活性層１３からの光を反射することを考えれば、開口面は大きい方が光取り出しに有利である。つまり、開口面の中心から内面における最下点までの長さが開口面の中心から周縁までの長さ以下であれば、積層方向への加工を抑えて十分な面積の窪みの内面を得ることができ、光取り出し効率が向上する半導体発光素子を効率的に得ることができる。 Furthermore, it is preferable that the length from the center of the opening surface to the lowest point on the inner surface of the recess 16 is not more than the length from the center of the opening surface to the peripheral edge. Considering that the light from the active layer 13 directly under the depression is reflected, a larger opening surface is advantageous for light extraction. In other words, if the length from the center of the opening surface to the lowest point on the inner surface is equal to or shorter than the length from the center of the opening surface to the peripheral edge, processing in the stacking direction can be suppressed to obtain an inner surface with a sufficient area. Thus, a semiconductor light emitting device with improved light extraction efficiency can be obtained efficiently.

また、窪み１６は、第１の電極１５に複数個設けることもできる。例えば図４（ａ）の半導体発光素子は窪み６６を３つ設けている。これにより、開口面の小さな窪み６６であっても、その内面のうちで、任意の曲率半径を有する曲面となる部分が増し、光取り出し効率を向上させることができる。
また、本発明においては、図４（ａ）に例として示すように、複数の第１の電極１５に対して１つの第２の電極１７を設けることもできるし、図４（ｂ）に例として示すように、複数の第１の電極１５のそれぞれに対して第２の電極１７を設けることもできる。なお、複数の第１の電極１５のそれぞれに対して第２の電極１７を設けて、第１の電極１５と第１の電極１５との間に第２の電極１７が存在しないこととすれば、第１の電極１５と第１の電極１５との間を通過して素子の外部に向かう光が、第１の電極１５と第１の電極１５との間に存する第２の電極１７によって吸収されることを防ぎ得る。
また、窪み１６を１つ設けた場合は、同一の開口面積内に複数個の窪みを設けた場合と比較して、窪み１６の内面のうち、任意の曲率半径を有する曲面となる部分の面積が大きくなる。このため、第２の電極１７において反射された際、短い距離で素子外部へ取り出すことのできる光が多くなり、光取り出し効率が向上する。例えば図４（ｃ）のように、第１電極と第２電極の両方が、第１導電型の半導体層の上面のほぼ全面に有し、さらに第１電極のほぼ全面に１つの窪みを有する半導体発光素子とすることもできる。 In addition, a plurality of depressions 16 can be provided in the first electrode 15. For example, the semiconductor light emitting device in FIG. 4A is provided with three recesses 66. Thereby, even if it is the hollow 66 with a small opening surface, the part used as the curved surface which has arbitrary curvature radii in the inner surface increases, and it can improve light extraction efficiency.
Further, in the present invention, as shown in FIG. 4A as an example, one second electrode 17 can be provided for the plurality of first electrodes 15, and an example is shown in FIG. 4B. As shown, the second electrode 17 may be provided for each of the plurality of first electrodes 15. If the second electrode 17 is provided for each of the plurality of first electrodes 15 and the second electrode 17 does not exist between the first electrode 15 and the first electrode 15. The light that passes between the first electrode 15 and the first electrode 15 and goes to the outside of the element is absorbed by the second electrode 17 that exists between the first electrode 15 and the first electrode 15. Can be prevented.
In addition, when one recess 16 is provided, the area of the portion of the inner surface of the recess 16 that becomes a curved surface having an arbitrary radius of curvature, compared to the case where a plurality of recesses are provided within the same opening area. Becomes larger. For this reason, when reflected by the second electrode 17, more light can be extracted to the outside of the element at a short distance, and the light extraction efficiency is improved. For example, as shown in FIG. 4C, both the first electrode and the second electrode have substantially the entire upper surface of the first conductivity type semiconductor layer, and further have one depression on almost the entire surface of the first electrode. A semiconductor light emitting device can also be used.

（第２の電極）
光を反射する第２の電極１７は、窪み１６の内面に沿って設けられる。第２の電極１７の位置、形状は限定されず、少なくとも窪み１６の内面の上にあればよい。好ましくは、窪み１６の内面と同様の位置、形状である。例えば図１（ａ）では、円形の窪み１６の内面の上に、形状は同じ円形で１回り大きな第２の電極１７が設けられている。窪みの内面以外に形成された第２の電極１７は、光を反射する面が活性層１３とほぼ平行に配置されるため、素子内部からの光を素子内部に向けて反射してしまうが、上述したように、第２の電極１７と窪みの開口面の位置、形状を近づければ、窪み１６の開口面以外に形成される第２の電極１７が減少するため、素子の側面へ向けて反射される光が増加する。したがって、第２の電極１７を窪み１６に沿って形成し、窪み１６の内面と同様の位置、形状とすれば、外部へ取り出すことのできる光が増加し、光取り出し効率を向上させることができる。
第２の電極１７を構成する材料は、反射性を考慮すると、銀（Ａｇ）、ロジウム（Ｒｈ）、アルミニウム（Ａｌ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）からなる群から選択された少なくとも１種の元素を含む金属又は合金（又は酸化物）を用いることが好ましい。その中でも特に好ましくは、第１の電極との接着性、接触抵抗、光反射性を考慮すると、Ａｇ、Ｒｈ、Ａｌである。第２の電極１７において反射性の高い材料を用いることにより、素子外部へ取り出すことのできる光が増加し、光取り出し効率が向上する。
また、第２の電極１７は積層構造としてもよい。この場合、光取り出し効率を考慮すると窪みと接する層が、少なくとも光を反射する材料を含む層であればよい。また、金属電極層を設けることもできる。金属電極層は、表面に導電性ワイヤがワイヤーボンディングされ、発光素子と外部電極との電気的接続を図ることができる。あるいは、パッド電極表面にＡｕバンプのような導電部材を配置し、導電部材を介して対向された発光素子の電極と外部電極との電気的接続を図ることができる。
なお、第１の電極１５が導電性酸化物の場合、比較的仕事関数が大きいために、第２の電極１７は、第１の電極１５に対して接触抵抗が小さい材料を選択することが好ましい。
また、図１においては、上面が湾曲している第２の電極１７を示したが、第２の電極の上面は、湾曲している必要はなく、平面でもよい。 (Second electrode)
The second electrode 17 that reflects light is provided along the inner surface of the recess 16. The position and shape of the second electrode 17 are not limited and may be at least on the inner surface of the recess 16. Preferably, it is the same position and shape as the inner surface of the recess 16. For example, in FIG. 1A, a second electrode 17 having the same circular shape and one size larger is provided on the inner surface of the circular recess 16. The second electrode 17 formed other than the inner surface of the recess is arranged so that the light reflecting surface is arranged substantially parallel to the active layer 13, and thus reflects light from inside the device toward the inside of the device. As described above, if the position and shape of the opening surface of the recess are made closer to the second electrode 17, the second electrode 17 formed on a portion other than the opening surface of the recess 16 is reduced. The reflected light increases. Therefore, if the second electrode 17 is formed along the recess 16 and has the same position and shape as the inner surface of the recess 16, the light that can be extracted to the outside increases and the light extraction efficiency can be improved. .
In consideration of reflectivity, the material constituting the second electrode 17 is selected from the group consisting of silver (Ag), rhodium (Rh), aluminum (Al), platinum (Pt), palladium (Pd), and iridium (Ir). It is preferable to use a metal or alloy (or oxide) containing at least one selected element. Among these, Ag, Rh, and Al are particularly preferable in consideration of adhesiveness with the first electrode, contact resistance, and light reflectivity. By using a highly reflective material for the second electrode 17, the amount of light that can be extracted to the outside of the element is increased, and the light extraction efficiency is improved.
Further, the second electrode 17 may have a laminated structure. In this case, when the light extraction efficiency is taken into consideration, the layer in contact with the depression may be a layer containing at least a material that reflects light. A metal electrode layer can also be provided. A conductive wire is wire-bonded on the surface of the metal electrode layer, and electrical connection between the light emitting element and the external electrode can be achieved. Alternatively, a conductive member such as an Au bump can be disposed on the surface of the pad electrode, and an electrical connection between the electrode of the light-emitting element and the external electrode opposed via the conductive member can be achieved.
When the first electrode 15 is a conductive oxide, since the work function is relatively large, it is preferable to select a material having a low contact resistance with respect to the first electrode 15 for the second electrode 17. .
1 shows the second electrode 17 having a curved upper surface, the upper surface of the second electrode need not be curved and may be a flat surface.

以上説明した実施の形態に係る半導体発光素子においては、同一面側にすべての電極を配置して電極側から光を取り出すこととしたが、本発明においては、同一面側にすべての電極を配置して基板側から光を取り出すことともできるし、ｐ電極及びｎ電極を対向するように配置していずれか一方または双方の電極側から光を取り出すようにすることも可能である。なお、同一面側にすべての電極を配置して、電極側を実装基板に配置し、基板側から光を取り出す場合には、たとえばパッケージ構造などに素子の側面から出た光を反射させる反射機能を持たせることで、基板側での光取り出し効率を向上させることができる。
なお、上記の窪みを含んだ電極の構成は、特にｐ電極のような活性層１３と対向する電極に設けることで、活性層１３からの光を最短で側面方向に変えることができるようになり、半導体発光素子を、光を外部へ効率よく取り出される構造とすることができる。 In the semiconductor light emitting device according to the embodiment described above, all electrodes are arranged on the same surface side and light is extracted from the electrode side. However, in the present invention, all electrodes are arranged on the same surface side. The light can be extracted from the substrate side, or the p electrode and the n electrode can be arranged so as to face each other, and the light can be extracted from one or both electrode sides. When all the electrodes are arranged on the same surface side, the electrode side is arranged on the mounting substrate, and light is extracted from the substrate side, for example, a reflection function that reflects the light emitted from the side surface of the element to the package structure etc. By providing this, light extraction efficiency on the substrate side can be improved.
In addition, the structure of the electrode including the above depression can be changed to the side surface direction in the shortest direction by providing the electrode facing the active layer 13 such as a p-electrode in particular. In addition, the semiconductor light emitting element can have a structure in which light is efficiently extracted to the outside.

（製造方法）
図８は、実施の形態に係る半導体発光素子の製造方法を概念的に説明するための図である。
まず、基板１１上に第１の半導体層１２、活性層１３、第２の半導体層１４の順で積層する。その後、第２の半導体層１４上に第１の電極の材料１５´を形成し、第１の電極の材料１５´上にマスク１９を設ける（図８（ａ））。そして、第１の電極の材料１５´をエッチングし、窪み１６を形成する（図８（ｂ））。この時、窪み１６の積層方向に平行な断面が、第１の電極１５の底面の上に中心を持つ円の円弧状を有するようにエッチングする。次に、マスク１９を除去し、窪み１６の内面に沿って、光を反射する第２の電極１７を形成する。（図８（ｃ））。これらの工程を備えることにより、断面が円弧状である窪み１６を備えた、光取り出し効率の向上を図る半導体発光素子を得ることができる。以下に詳細な説明を述べる。 (Production method)
FIG. 8 is a diagram for conceptually explaining the method for manufacturing a semiconductor light emitting element according to the embodiment.
First, the first semiconductor layer 12, the active layer 13, and the second semiconductor layer 14 are stacked on the substrate 11 in this order. After that, a first electrode material 15 ′ is formed on the second semiconductor layer 14, and a mask 19 is provided on the first electrode material 15 ′ (FIG. 8A). Then, the material 15 ′ of the first electrode is etched to form the recess 16 (FIG. 8B). At this time, the etching is performed so that the cross section of the recess 16 parallel to the stacking direction has a circular arc shape having a center on the bottom surface of the first electrode 15. Next, the mask 19 is removed, and a second electrode 17 that reflects light is formed along the inner surface of the recess 16. (FIG. 8 (c)). By providing these steps, it is possible to obtain a semiconductor light-emitting element that is provided with a recess 16 having a circular cross section and that improves light extraction efficiency. Detailed description will be given below.

基板１１の一方の面に、第１の導電型の第１の半導体層１２と、活性層１３と、第２の導電型の第２の半導体層１４とを順次積層する。具体的には、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）、ハイドライド気相成長法（ＨＶＰＥ）等の方法を用いて基板１１上に複数形成された半導体が好適に用いられる。 A first conductive type first semiconductor layer 12, an active layer 13, and a second conductive type second semiconductor layer 14 are sequentially stacked on one surface of the substrate 11. Specifically, a plurality of semiconductors formed on the substrate 11 using a method such as metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) or hydride vapor deposition (HVPE) is preferably used.

次に、第１の電極の材料１５´を、第２の半導体層１４の上に形成する。第１の電極の材料１５´は、スパッタ法、反応性スパッタ法、真空蒸着法、イオンビームアシスト蒸着法、イオンプレーティング法、レーザアブレーション法、ＣＶＤ法、スプレー法、スピンコート法、ディップ法又はこれらの方法と熱処理の組み合わせ等、種々の方法を利用することができる。また、形成に際しては、様々なスパッタリング装置を利用することができる。
例えば、プラズマを利用するスパッタリング装置としては、２極スパッタの他に、さらに電極を用いる３極／４極スパッタや、ターゲットの下側に磁石を配置したマグネトロンスパッタ等の方式のスパッタリング装置を用いることができる。特に、マグネトロンスパッタリング装置は、磁界によってターゲット近傍に電子を閉じこめることにより、ターゲット近傍に強いプラズマを発生させることができるので、スパッタ速度の上昇、スパッタ電圧の低下等の利点があり、好んで使用される。また、電源には、直流（ＤＣ）電源、高周波（ＲＦ）電源、パルス電源等を用いることができる。
第１の電極の材料１５´は、成膜後に熱処理することができる。熱処理の方法としては、例えばランプアニール処理、加熱炉によるアニール処理などがある。熱処理により、（第１の電極）の結晶性が向上し、シート抵抗を低下させ、さらには窒化物半導体に対してオーミック接触を得ることが可能である。またこの熱処理によって、透光性にするか、さらに透過率を上げることもできる。とくに導電性酸化物においては、この熱処理によって透光性が飛躍的に向上する。
熱処理方法としては、例えば、第１の電極の材料１５´を形成した後、例えば、酸素に対して還元性ガス（具体的には、一酸化炭素、水素、アルゴン等又はこれら２種以上の混合ガス）雰囲気下、２００〜６５０℃程度、第１の電極の材料１５´の膜厚に応じて所定時間アニール処理する方法等が挙げられる。また、第１の電極の材料１５´を途中まで形成した後、熱処理し、引き続き成膜して熱処理するなどの多段階での熱処理を利用してもよい。熱処理の方法としては、例えばランプアニール処理、加熱炉によるアニール処理などがある。 Next, a first electrode material 15 ′ is formed on the second semiconductor layer 14 . The first electrode material 15 ′ is formed by sputtering, reactive sputtering, vacuum deposition, ion beam assisted deposition, ion plating, laser ablation, CVD, spraying, spin coating, dipping or Various methods such as a combination of these methods and heat treatment can be used. Further, various sputtering apparatuses can be used for the formation.
For example, as a sputtering apparatus using plasma, in addition to the two-pole sputtering, a sputtering apparatus of a system such as a three-pole / four-pole sputtering using an electrode or a magnetron sputtering in which a magnet is disposed below the target is used. Can do. In particular, the magnetron sputtering device can generate strong plasma in the vicinity of the target by confining electrons in the vicinity of the target by a magnetic field, so it has advantages such as an increase in sputtering speed and a decrease in sputtering voltage, and it is preferably used. The As the power source, a direct current (DC) power source, a high frequency (RF) power source, a pulse power source, or the like can be used.
The first electrode material 15 ′ can be heat-treated after film formation. Examples of the heat treatment method include a lamp annealing process and an annealing process using a heating furnace. By the heat treatment, the crystallinity of the (first electrode) is improved, the sheet resistance is reduced, and further, ohmic contact can be obtained with respect to the nitride semiconductor. Further, this heat treatment can make the light transmissive or further increase the transmittance. In particular, in the case of conductive oxides, this heat treatment dramatically improves translucency.
As a heat treatment method, for example, after forming the first electrode material 15 ', for example, a reducing gas (specifically, carbon monoxide, hydrogen, argon, etc. or a mixture of two or more of these with respect to oxygen) In a gas) atmosphere, a method of annealing at a temperature of about 200 to 650 ° C. for a predetermined time according to the film thickness of the material 15 ′ of the first electrode can be used. Further, after forming the material 15 'of the first electrode to the middle, and the heat treatment may be utilized to heat treatment in multiple steps such as heat treatment and continued deposition Pull. Examples of the heat treatment method include a lamp annealing process and an annealing process using a heating furnace.

窪み１６は、積層方向に平行な断面が第１の電極１５の底面の上に中心を持つ円の円弧状であるように形成する。第１の電極１５上とは、窪み１６の上でもよく、つまり窪み１６の形成前は第１の電極であった部分でもよい。これにより、光取り出し効率の向上する半導体発光素子を得ることができる。また、このような窪み１６の形成には、等方性エッチングを用いることができる。ここでいう等方性エッチングとは、一般的な意味での等方性エッチングであり、エッチング反応に方向性がなく等方的に侵食するエッチングである。例えば、ウェットエッチング、プラズマエッチング等、その他等方性の加工が可能な方法を好適に用いることができる。また、エッチングの方向性は、用いる薬液やガス、エッチング対象（ここでは第１の電極））等によっても左右されるため、等方性のエッチングが行えるようこれらを考慮する必要がある。特に等方性エッチングを用いれば、積層方向に平行な断面が第１の電極１５の底面の上に中心を持つ円の円弧状である窪み１６を得ることができる。 The recess 16 is formed so that the cross section parallel to the stacking direction is a circular arc having a center on the bottom surface of the first electrode 15. The top of the first electrode 15 may be the top of the recess 16, that is, the portion that was the first electrode before the formation of the recess 16. As a result, a semiconductor light emitting device with improved light extraction efficiency can be obtained. In addition, isotropic etching can be used to form such depressions 16. The isotropic etching referred to here is isotropic etching in a general sense, and is etching in which the etching reaction has no direction and is eroded isotropically. For example, a method capable of other isotropic processing such as wet etching or plasma etching can be suitably used. In addition, since the etching direction depends on the chemical solution and gas used, the etching target (first electrode in this case), and the like, it is necessary to consider them so that isotropic etching can be performed. In particular, if isotropic etching is used, a recess 16 having a circular arc shape with a cross section parallel to the stacking direction centered on the bottom surface of the first electrode 15 can be obtained.

光を反射する第２の電極１７は、窪み１６の内面に沿って形成する。詳細には例えば、少なくとも窪み１６の開口面の上に開口部を有するマスク１９を第１の電極１５上に設け、スパッタリング法、蒸着法等の方法を用いて第２の電極１７を形成し、リフトオフを行う。これにより、窪み１６の内面に沿って形成された第２の電極１７を得ることができる。また、電極が単層である場合はエッチングでもよいが、積層である場合はリフトオフが好ましい。 The second electrode 17 that reflects light is formed along the inner surface of the recess 16. Specifically, for example, a mask 19 having an opening on at least the opening surface of the recess 16 is provided on the first electrode 15, and the second electrode 17 is formed using a method such as sputtering or vapor deposition, Lift off. Thereby, the 2nd electrode 17 formed along the inner surface of the hollow 16 can be obtained. Etching may be used when the electrode is a single layer, but lift-off is preferable when the electrode is a stacked layer.

また、窪み１６の開口面の形状は、形成の際に用いるマスク１９の開口部５０の形状に依存し、これには円形状、三角形状、四角形状等の多角形状、又はそれらを組み合わせた図形等、種々の形状を好適に用いることができる。好ましくは円形状であり、これにより、取り出される光の偏りを調整することができる。さらに好ましくは、図１（ａ）のような円形の開口部の窪み１６である。また、開口部が円形のマスクを用いて等方性エッチングを行えば、断面が１つの円弧状で構成された、開口面が円形である窪みを得ることができ、さらに光取り出し効率を向上させることができる。もちろん、マスク１９の開口部の形状を変えることにより、円形状の他にも三角形や四角形等の多角形状又はそれらを組み合わせた図形等種々の形を好適に形成することができる。 Further, the shape of the opening surface of the recess 16 depends on the shape of the opening 50 of the mask 19 used in the formation, and this includes a polygonal shape such as a circular shape, a triangular shape, a quadrangular shape, or a combination thereof. For example, various shapes can be suitably used. The shape is preferably circular, so that the bias of the extracted light can be adjusted. More preferably, the recess 16 is a circular opening as shown in FIG. Further, if isotropic etching is performed using a mask having a circular opening, a recess having a circular cross section and a circular opening surface can be obtained, and the light extraction efficiency is further improved. be able to. Of course, by changing the shape of the opening of the mask 19, various shapes such as a polygonal shape such as a triangle or a quadrangle or a combination thereof can be suitably formed in addition to a circular shape.

また、図８（ｂ）のように、窪み１６の開口面がマスク１９の開口面よりも大きくなるように第１の電極の材料１５´をエッチングすることが好ましい。このような加工は、例えば等方性エッチングを用いればよく、これにより断面が円弧状である窪み１６を得ることができる。また、本発明の等方性エッチングを用いる製造方法は、マスクによって開口面を設けて等方性エッチングを行なうので、開口面の中心から内面における最下点までの長さが開口面の中心から周縁までの長さ以下である窪み１６を得ることができ、効率的な加工が行える。
また、第１の電極を２層構造にして、積層方向の加工を抑えることも考えられる。第１の電極を結晶化した層の上に結晶化していない層を積層した２層構造にし、ウェットエッチングを行ってもよい。結晶化していない層と比較して、結晶化した層では加工の進む速度が遅いため、このような構造によっても積層方向の加工を抑えることが可能である。 Further, as shown in FIG. 8B, it is preferable to etch the first electrode material 15 ′ so that the opening surface of the recess 16 is larger than the opening surface of the mask 19. For such processing, for example, isotropic etching may be used, whereby the recess 16 having a circular cross section can be obtained. Further, in the manufacturing method using isotropic etching according to the present invention, since the opening surface is provided by the mask and isotropic etching is performed, the length from the center of the opening surface to the lowest point on the inner surface is from the center of the opening surface. A recess 16 having a length equal to or shorter than the peripheral edge can be obtained, and efficient processing can be performed.
It is also conceivable that the first electrode has a two-layer structure to suppress processing in the stacking direction. The first electrode may be formed into a two-layer structure in which a non-crystallized layer is stacked on a crystallized layer, and wet etching may be performed. Compared to the non-crystallized layer, the crystallized layer has a slower processing speed, and thus such a structure can suppress the processing in the stacking direction.

特に、ウェットエッチングを窪み１６の形成において用いる場合には、第１の電極１５の形成は第１の電極１５の結晶化温度以下において行うことが好ましい。さらに、第１の電極１５を結晶化温度以上で熱処理する場合は、第１の電極１５上に窪み１６を形成した後で行うことが好ましい。 In particular, when wet etching is used to form the recess 16, it is preferable to form the first electrode 15 at a temperature lower than the crystallization temperature of the first electrode 15. Further, when the first electrode 15 is heat-treated at a temperature equal to or higher than the crystallization temperature, it is preferably performed after the depression 16 is formed on the first electrode 15.

ウェットエッチングとは、表面の一部をマスクし、液体中で対象を溶解することによって加工する方法である。導電性酸化物膜においては、ウェットエッチングを用いて加工する際、エッチング対象が結晶化していない場合は等方性エッチングになるが、結晶化している場合は異方性エッチングになる。ウェットエッチングは結晶方向によってエッチング速度が異なる性質を持つため、エッチング対象が結晶化していると結晶方向に依存し、エッチング速度の遅い面が最終的に残り形状を決めるためである。このため好ましくは、結晶化温度以下において第１の電極１５を形成した後、ウェットエッチングを用いて窪み１６を形成し、その後、結晶化温度以上で熱処理する。これにより、断面が第１の電極の底面の上に中心を持つ円の円弧状を有する窪み１６が得られ、かつ電極の熱処理も行うことができる。 Wet etching is a method of processing by masking a part of the surface and dissolving the object in a liquid. When a conductive oxide film is processed using wet etching, it is isotropic etching if the etching target is not crystallized, but is anisotropic etching if it is crystallized. This is because wet etching has the property that the etching rate varies depending on the crystal direction, so that if the object to be etched is crystallized, it depends on the crystal direction, and the surface with the slow etching rate finally determines the remaining shape. Therefore, preferably, after the first electrode 15 is formed at a temperature lower than the crystallization temperature, the recess 16 is formed using wet etching, and then heat treatment is performed at a temperature higher than the crystallization temperature. As a result, a recess 16 having a circular arc shape whose cross section is centered on the bottom surface of the first electrode can be obtained, and the electrode can be heat-treated.

窪みは、図４のように１つの電極において複数個設けることもできる。１つの電極において複数個の窪み６６を形成する場合、１つの窪みを形成する場合と同程度の開口面の面積を、より短い加工時間で得ることができる。開口面の面積は加工時間に比例するが、複数個の窪み６６を形成する場合、個数にも比例するためである。 A plurality of depressions may be provided in one electrode as shown in FIG. When a plurality of depressions 66 are formed in one electrode, the area of the opening surface comparable to that in the case of forming one depression can be obtained in a shorter processing time. This is because the area of the opening surface is proportional to the processing time, but when a plurality of depressions 66 are formed, it is also proportional to the number.

以下、本発明に係る実施例について説明する。 Examples according to the present invention will be described below.

実施例１は、図１で示した実施の形態に係る半導体発光素子の一例である。実施例１に係る半導体発光素子は、サファイア基板１１の上にＧａＮまたはＡｌＧａＮよりなるバッファ層、ノンドープＧａＮ層を積層し（図示せず）、その上に、ｎ型半導体層１２として、ＳｉドープＧａＮよりなるｎ側コンタクト層、ＧａＮ層とＩｎＧａＮ層とを交互に１０回積層させた超格子のｎ型クラッド層が積層され、さらにその上に、ＧａＮ層とＩｎＧａＮ層とを交互に３〜６回積層させた多重量子井戸構造の活性層１３、ｐ型半導体層１４として、ＭｇドープＡｌ_０．１Ｇａ_０．９Ｎ層とＭｇドープＩｎＧａＮ層とが交互に１０回積層された超格子のｐ型クラッド層、ＭｇドープＧａＮよりなるｐ側コンタクト層がこの順に積層されている。
ｎ型半導体層１２の一部の領域は、その上に積層された活性層１３及びｐ型半導体層１４が除去され、さらにｎ型半導体層１２自体の積層方向の一部が除去されて露出し、その露出されたｎ型半導体層１２上にｎ電極１８が形成される。
ｐ型半導体層１４上には、ｐ電極である第１の電極１５及び第２の電極１７が形成されている。この形成は、まず、ＩＴＯからなる第１の電極の材料１５´をスパッタ装置を用いて室温で形成する。次に、図８（ａ）のように第１の電極の材料１５´上に円形状の開口面を有するマスク１９を設け、図８（ｂ）のようにウェットエッチングを行い、窪み１６を形成する。この時、第１の電極１５を室温で形成したことより結晶化していないため、等方性の加工が行われ、積層方向に平行な断面が第１の電極の材料１５´の底面の上に中心を持つ円の円弧状である窪み１６が形成される。さらに、第１の電極１５上に、窪みの上に開口面を有するマスクを設け、図８（ｃ）のように第２の電極１７を形成する。第２の電極１７は積層構造で、第１の電極１５側からＴｉ／Ｒｈ／Ｐｔ／Ａｕである。これらを積層した後、リフトオフ法により窪み１６の内面に沿った第２の電極１７を形成する。
得られたウエハを所定の箇所で分割すれば、半導体発光素子が得られる。
この半導体発光素子の基板側をリードフレームに実装し、樹脂でランプ形状に封止して発光装置とすると、図９に記載の上記従来の発光ダイオードを同様に封止して得た発光装置と比較して、同電流での光出力が高くなる。 Example 1 is an example of the semiconductor light emitting device according to the embodiment shown in FIG. In the semiconductor light emitting device according to Example 1, a buffer layer made of GaN or AlGaN and a non-doped GaN layer (not shown) are stacked on a sapphire substrate 11, and an Si-doped GaN is formed as an n-type semiconductor layer 12 thereon. N-type contact layer, and a superlattice n-type cladding layer in which a GaN layer and an InGaN layer are alternately stacked 10 times, and further, a GaN layer and an InGaN layer are alternately stacked 3 to 6 times. A superlattice p-type in which Mg-doped Al _0.1 Ga _0.9 N layers and Mg-doped InGaN layers are alternately laminated 10 times as the stacked multi-quantum well structure active layer 13 and p-type semiconductor layer 14. A cladding layer and a p-side contact layer made of Mg-doped GaN are stacked in this order.
A part of the n-type semiconductor layer 12 is exposed by removing the active layer 13 and the p-type semiconductor layer 14 stacked thereon, and further removing a part of the n-type semiconductor layer 12 in the stacking direction. Then, an n-electrode 18 is formed on the exposed n-type semiconductor layer 12.
A first electrode 15 and a second electrode 17 that are p electrodes are formed on the p-type semiconductor layer 14. In this formation, first, the first electrode material 15 ′ made of ITO is formed at room temperature using a sputtering apparatus. Next, a mask 19 having a circular opening is provided on the first electrode material 15 'as shown in FIG. 8A, and wet etching is performed as shown in FIG. To do. At this time, since the first electrode 15 was not crystallized because it was formed at room temperature, isotropic processing was performed, and a cross section parallel to the stacking direction was formed on the bottom surface of the material 15 ′ of the first electrode. A recess 16 is formed which is a circular arc with a center. Further, a mask having an opening surface on the depression is provided on the first electrode 15, and the second electrode 17 is formed as shown in FIG. The second electrode 17 has a laminated structure and is Ti / Rh / Pt / Au from the first electrode 15 side. After laminating them, the second electrode 17 is formed along the inner surface of the recess 16 by a lift-off method.
A semiconductor light emitting device can be obtained by dividing the obtained wafer at a predetermined location.
When the substrate side of this semiconductor light emitting element is mounted on a lead frame and sealed in a lamp shape with resin to form a light emitting device, a light emitting device obtained by sealing the conventional light emitting diode shown in FIG. In comparison, the light output at the same current increases.

図６は、実施例２に係る半導体発光素子を概念的に示す図である。
図６に示すように、実施例２に係る半導体発光素子では、実施例１におけるｎ電極１８及び第２の電極１７が異なる配置とされ、窪み２６の開口部の形状が半円状となっている。ｎ電極１８を素子の１つの辺の近傍に形成し、その辺と平行な辺の近傍のＩＴＯ１５上に半円状の開口部を有するマスクを設け、ウェットエッチングで窪み２６を形成する。この時、マスクは、その半円状の開口部の直線部分が素子の最も近い辺と平行するように配置する。これにより、第２の電極１７において反射された光を、図９に記載の上記従来の発光ダイオードよりも、より短い距離で素子外部へ取り出すことができ、同電流での光出力が高くなる。 FIG. 6 is a diagram conceptually illustrating the semiconductor light emitting element according to the second embodiment.
As shown in FIG. 6, in the semiconductor light emitting device according to Example 2, the n electrode 18 and the second electrode 17 in Example 1 are arranged differently, and the shape of the opening of the recess 26 is semicircular. Yes. The n-electrode 18 is formed in the vicinity of one side of the element, a mask having a semicircular opening is provided on the ITO 15 in the vicinity of the side parallel to the side, and the recess 26 is formed by wet etching. At this time, the mask is arranged so that the straight portion of the semicircular opening is parallel to the nearest side of the element. As a result, the light reflected by the second electrode 17 can be extracted to the outside of the element at a shorter distance than the conventional light emitting diode shown in FIG. 9, and the light output at the same current is increased.

図７は、実施例３に係る半導体発光素子を概念的に示す図である。
図７に示すように、実施例３に係る半導体発光素子は、導電性の基板８１の第１の主面側にｎ電極８８、第２の主面側にｐ電極が配置されている。
ｎ型ＧａＮ基板８１上にｎ型半導体層８２、活性層８３、ｐ型半導体層８４が積層され、ｐ型半導体層８４上にｐ電極である第１の電極８５及び第２の電極８７が形成され、ｎ型ＧａＮ基板８１の半導体層と対向する面にｎ電極８８が形成されている。第１の電極の材料８５´において窪み８６を形成し、その窪み８６の内面に沿って第２の電極８７を形成する方法は、実施例１と同様である。この場合、ｐ電極において本発明を採用したのは、ｐ電極側から光を取り出すためである。また、ｎ電極８８を素子内部に向けて光を反射させる構造にすれば、ｐ電極側に取り出すことのできる光が増加させるためである。実施例３に係る半導体発光素子の基板側をリードフレームに実装し、樹脂でランプ形状に封止して発光装置とすると、図９に記載の上記従来の発光ダイオードを同様に封止して得た発光装置と比較して、同電流での光出力が高くなる。 FIG. 7 is a diagram conceptually illustrating the semiconductor light emitting element according to Example 3.
As shown in FIG. 7, in the semiconductor light emitting device according to Example 3, an n-electrode 88 is disposed on the first main surface side of a conductive substrate 81, and a p-electrode is disposed on the second main surface side.
An n-type semiconductor layer 82, an active layer 83, and a p-type semiconductor layer 84 are stacked on an n-type GaN substrate 81, and a first electrode 85 and a second electrode 87 that are p electrodes are formed on the p-type semiconductor layer 84. An n electrode 88 is formed on the surface of the n-type GaN substrate 81 facing the semiconductor layer. The method of forming the depression 86 in the first electrode material 85 ′ and forming the second electrode 87 along the inner surface of the depression 86 is the same as in the first embodiment. In this case, the reason why the present invention is adopted in the p electrode is to extract light from the p electrode side. Further, if the n electrode 88 is structured to reflect light toward the inside of the element, the light that can be extracted to the p electrode side is increased. When the substrate side of the semiconductor light emitting element according to Example 3 is mounted on a lead frame and sealed in a lamp shape with resin to obtain a light emitting device, the above conventional light emitting diode shown in FIG. 9 is similarly sealed. Compared with the light emitting device, the light output at the same current becomes higher.

本発明の実施の形態に係る半導体発光素子を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally the semiconductor light-emitting device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の他の実施の形態に係る半導体発光素子（その１）を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally the semiconductor light-emitting device (the 1) which concerns on other embodiment of this invention. 本発明の他の実施の形態に係る半導体発光素子（その２）を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally the semiconductor light-emitting device (the 2) which concerns on other embodiment of this invention. 本発明の他の実施の形態に係る半導体発光素子（その３）を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally the semiconductor light-emitting device (the 3) based on other embodiment of this invention. 本発明の他の実施の形態に係る半導体発光素子（その４）を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally the semiconductor light-emitting device (the 4) based on other embodiment of this invention. 実施例２に係る半導体発光素子を概念的に示す図である。6 is a diagram conceptually showing a semiconductor light emitting element according to Example 2. FIG. 実施例３に係る半導体発光素子を概念的に示す図である。6 is a diagram conceptually showing a semiconductor light emitting element according to Example 3. FIG. 実施の形態に係る半導体発光素子の製造方法を概念的に説明するための図である。It is a figure for demonstrating notionally the manufacturing method of the semiconductor light-emitting device which concerns on embodiment. 特許文献１の図１に記載された発光ダイオード素子を、その符号をすべて１００番台に変換した上で示した図である。It is the figure which showed the light-emitting-diode element described in FIG. 1 of patent document 1 after converting all the codes | symbols to 100s.

Explanation of symbols

１１、８１基板
１２、８２第１の半導体層
１３、８３活性層
１４、８４第２の半導体層
１５、８５第１の電極
１６、２６、３６、４６、５６、６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、７６、８６窪み
１７、８７第２の電極
１８、８８第３の電極
１９窪みの開口面
５０開口部
１０１ｎ型Ｇ
ａＮ基板
１０２ｎ型Ａ
ｌＧａＮクラッド層
１０３ノンドープＩ
ｎＧａＮ量子井戸発光層
１０４ｐ型Ａ
ｌＧａＮクラッド層
１０５ｐ型Ｇ
ａＮコンタクト層
１０６ｐ電極
１０６ａＮｉ透光性オーミック電極層
１０６ｂＡｇ中間層
１０６ｃＡｕパッド電極層
１１０ＩｎＧａＮ発光ダイオード素子
１０７ｎ型オーミック電極

11, 81 Substrate 12, 82 First semiconductor layer 13, 83 Active layer 14, 84 Second semiconductor layer 15, 85 First electrode 16, 26, 36, 46, 56, 66a, 66b, 66c, 76, 86 Depression 17, 87 Second electrode 18, 88 Third electrode 19 Depression opening surface 50 Opening 101 n type G
a N substrate 102 n type A
l G a N cladding layer 103 non-doped I
n G a N quantum well light emitting layer 104 p-type A
l G a N cladding layer 105 p-type G
a N contact layer 106 p electrode 106a Ni translucent ohmic electrode layer 106b Ag intermediate layer 106c Au pad electrode layer 110 InGaN light emitting diode element 107 n type ohmic electrode

Claims

A first conductivity type semiconductor layer;
A second conductivity type semiconductor layer;
A translucent first electrode formed on the first conductivity type semiconductor layer so as to extract light, and having a recess with an upper surface opened;
A second electrode as a pad electrode that reflects light, formed along the inner surface of the recess,
The cross section parallel to the stacking direction of the recesses has a circular arc-shaped cross section having a center at least above the bottom surface of the recesses,
A semiconductor light emitting element characterized by the above.

The semiconductor light emitting element according to claim 1, wherein an opening surface of the recess is circular.

The length of the recess from the center of the opening surface of the recess to the lowest point on the inner surface is equal to or shorter than the length from the center of the opening surface of the recess to the peripheral edge. Item 3. The semiconductor light emitting device according to Item 2.

The first electrode is an oxide film containing at least one element selected from the group consisting of zinc (Zn), indium (In), tin (Sn), gallium (Ga), and magnesium (Mg). The semiconductor light-emitting device according to claim 1, wherein

The second electrode includes at least one element selected from the group consisting of silver (Ag), rhodium (Rh), aluminum (Al), platinum (Pt), palladium (Pd), and iridium (Ir). The semiconductor light-emitting element according to claim 1, wherein the semiconductor light-emitting element is made of a metal or an alloy.

6. The semiconductor light emitting element according to claim 1, wherein the first electrode and the second electrode are p electrodes.

Forming each of a first conductivity type semiconductor layer and a second conductivity type semiconductor layer;
Forming a material of a first electrode from which light is extracted in contact with the semiconductor layer of the first conductivity type;
Forming a depression on the upper surface of the material of the first electrode to form a first electrode;
Forming a second electrode as a pad electrode that reflects light along the inner surface of the recess, and
The step of forming the recess forms the recess so that a cross section parallel to the stacking direction of the recess has a circular arc-shaped cross section having a center at least above the bottom surface of the recess.
A method for manufacturing a semiconductor light emitting device.

The step of forming the recess, a method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 7, characterized that you shape formed by isotropically etching the recess.

9. The method of manufacturing a semiconductor light emitting element according to claim 7, wherein the step of forming the depression includes etching by providing a mask having a circular opening on the upper surface of the material of the first electrode. Method.

10. The semiconductor according to claim 9, wherein the step of forming the recess is performed by etching the material of the first electrode so that an opening surface of the recess is larger than an opening surface of the mask. Manufacturing method of light emitting element.

11. The semiconductor light emitting device according to claim 7, wherein the step of forming the material of the first electrode is performed at a temperature equal to or lower than a crystallization temperature of the material of the first electrode. Manufacturing method.

The semiconductor light emitting device according to claim 11, further comprising a step of heat-treating the first electrode at a temperature equal to or higher than a crystallization temperature of a material of the first electrode after the step of forming the depression. Production method.

13. The method of manufacturing a semiconductor light emitting element according to claim 12, wherein the first electrode is crystallized by the heat treatment.

14. The method for manufacturing a semiconductor light emitting element according to claim 12, wherein the first electrode is made light-transmitting by the heat treatment step.

The method for manufacturing a semiconductor light-emitting element according to claim 7, wherein the first electrode and the second electrode are p-electrodes.