JPH10256602A

JPH10256602A - 半導体発光素子

Info

Publication number: JPH10256602A
Application number: JP5723597A
Authority: JP
Inventors: Shigetoshi Ito; 茂稔伊藤; Taiji Morimoto; 泰司森本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1997-03-12
Filing date: 1997-03-12
Publication date: 1998-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】光取り出し電極を有する半導体発光素子の発
光パターンの均一化を実現し、発光効率を向上し、駆動
電圧を低減する。【解決手段】光取り出し電極を、シート抵抗が部分的
に異なるように構成する。低抵抗部と、光透過性の高抵
抗部とを、光取り出し電極内部に適切に配置することに
より、光取り出しの機能を損なう事なく、電極から半導
体側へ供給される電流の分布を抑制することができ、よ
って、光出力に寄与しない領域が無くなり、発光効率が
向上し、さらに、駆動電圧が低減した半導体発光素子を
得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体発光素子の
構造に係わり、特に、可視から紫外領域での発光が得ら
れる窒化物半導体発光素子の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮまたはこれらの
混晶に代表される窒化物半導体材料により、紫外から可
視領域で発光するＬＥＤ等の半導体発光素子が実現され
ている。これらのＬＥＤ素子では、基板として絶縁体で
あるサファイアが用いられるために、素子表面より正負
両電極を取る必要があり、そのため、表裏両面より電極
を取る一般的なＬＥＤ素子とは異なる、種々の構造が提
案されてきた。図１７は、このような従来の技術に係わ
る、窒化物半導体材料を用いた発光素子を示す模式図
で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はＡ−Ａ’断面図である。

【０００３】図において、６０１はサファイア基板、６
０２はｎ型ＧａＮ層、６０３はｐ型ＧａＮ層、６０４は
負電極、６０５は正電極、６０６はボンディングパッド
である。素子表面より正負両電極を取る構造では、電流
が、表面に平行に形成されているｐｎ接合を均一に流れ
にくいので、本構造では、透明な正電極をｐｎ接合上の
ほぼ全面に渡って形成し、さらに、ボンディングワイヤ
と負電極とを、違いに対角の位置に、正電極をはさんで
配置することで、この点を改善している。なお、負電極
については、透明である必要はなく、厚い金属膜で形成
されるので、ボンディングが容易であり、特に、負側の
ボンディングパッドは設けられていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術では、光の取り出しを正電極から行うために、
正電極を非常に薄い金属の膜で形成し、透明とする必要
があった。そのため、正電極のシート抵抗が、透明電極
を用いない通常の構成の発光素子と比べて、著しく大き
い。具体的には、上記のような透明電極を構成する金属
膜の厚さが１０ｎｍ程度であるのに対し、通常のＬＥＤ
に用いられてきた、透明でない電極の金属膜の厚さは、
１μｍ程度と、両者には、著しい違いがあり、したがっ
てシート抵抗も著しく異なる。また、このように極めて
薄い金属膜へのボンディングが困難なために、ボンディ
ングパッドを正電極の端に接触させて設け、ここより給
電を行っているが、正電極のシート抵抗が大きいことに
より、ボンディングパッド接触部から離れた領域とボン
ディングパッド接触部近傍とで、正電極内部に電位差が
生じ、半導体に注入される電流密度に分布が生じてしま
う。このような、発光領域における電流密度分布が生じ
ると、電流の集中する部分では発熱により、発光効率が
低下し、また、電流の流れにくい部分は光出力への寄与
が小さい、無駄なスペースとなるので、素子全体として
は、発光効率が低下し、素子サイズが無用に大きくなっ
ていた。さらには、正電極のシート抵抗が大きいため
に、素子自体の駆動電圧が高くなってしまっていた。

【０００５】また、窒化物半導体材料に特有の問題とし
て、電流密度が大きくなるに従い、発光効率が低下する
という問題があった。これにより、電流密度に分布が生
じると、高電流領域での発光効率が低下するので、素子
全体として、発光効率が分布のない場合に比べて、特
に、悪化するという問題があった。

【０００６】また、これにより、駆動電流が小さいとき
は、発光領域における分布が大きく、駆動電流を大きく
するに従って、分布が小さくなるという現象も生じる。
これは、電流密度の大きい領域から、順に発光効率が低
下するために起こる。本現象の結果として、駆動電流値
により、発光エリアが変わるために、放射光パターンが
変わってしまい、特に、諧調表示を行う際に問題となっ
ていた。

【０００７】また、上記従来技術に示したような、ボン
ディングパッド、正電極、負電極の形状、配置において
は、発光領域に該当する正電極の形状が、中央部が窪ん
だ形状となっており、図１７における、Ａ−Ａ’方向と
これに垂直な方向とで、同一の放射光パターンを得るこ
とが不可能であった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１によれば、本発
明の半導体発光素子は、基板上に、少なくとも、第１導
電型半導体層、第２導電型半導体層、第２導電型半導体
層に接合する第２電極、第２電極に接合するボンディン
グパッドが順次設けられており、素子内部に発した光
が、第２電極を通して外部に取り出され、かつ、第２電
極のシート抵抗が、部分的に異なっている。

【０００９】請求項２によれば、本発明の半導体発光素
子は、基板上に、少なくとも、第１導電型半導体層、第
１導電型半導体層に接合する第１電極が順次設けられ、
さらに、第１導電型半導体層上の第１電極の形成されて
いない部分に、少なくとも、第２導電型半導体層、第２
導電型半導体に接合する第２電極、第２電極に接合する
ボンディングパッドが順次設けられており、素子内部に
発した光が、第２電極を通して外部に取り出され、か
つ、第２電極のシート抵抗が、部分的に異なっている。

【００１０】請求項２の半導体発光素子において、第１
電極と、ボンディングパッドとが、隣り合うように配置
されてもよく、あるいは、第１電極、第２電極、ボンデ
ィングパッドが、順次一列に並べて配置されてもよい。

【００１１】好ましくは、上記シート抵抗が部分的に異
なる第２電極は、周囲よりもシート抵抗の小さい部分
が、線状に形成される形態を有する。

【００１２】別の好ましい形態では、上記シート抵抗が
部分的に異なる第２電極は、周囲よりもシート抵抗の小
さい部分が、ボンディングパッドと直接接合する。

【００１３】さらに、本発明の半導体発光素子におい
て、上記シート抵抗が部分的に異なる第２電極は、周囲
よりもシート抵抗の小さい部分が、線状に形成され、か
つ、格子状に配置される形態を有してもよく、あるい
は、周囲よりもシート抵抗の小さい部分が、線状に形成
され、かつ、ボンディングパッドから放射状に伸びる形
態を有してもよく、またあるいは、周囲よりもシート抵
抗の小さい部分が、線状に形成され、かつ、ボンディン
グパッドから樹枝状に伸びる形態を有してもよい。また
さらに、上記シート抵抗が部分的に異なる第２電極は、
シート抵抗の小さい部分の周囲を、シート抵抗の大きい
部分が取り囲む形態を有していてもよい。

【００１４】本発明の半導体発光素子において、上記シ
ート抵抗が部分的に異なる第２電極は、一層以上の導電
性膜と、該一層以上の導電性膜上に、部分的に一層以上
の導電性膜を積層して構成されていてもよく、あるい
は、一層以上の導電性膜と、該一層以上の導電性膜下
に、部分的に一層以上の導電性膜を挿入して構成されて
いてもよく、またあるいは、一層以上の導電性膜と、該
一層以上の導電性膜下に、部分的に、絶縁体膜および一
層以上の導電性膜を挿入して構成されていてもよい。

【００１５】また、本発明の半導体発光素子は、第１導
電性半導体層が、１層以上のＩＩＩ族元素窒化物半導体
で構成されており、さらに、第２導電型半導体層が１層
以上のＩＩＩ族元素窒化物半導体で構成される。

【００１６】上記構成によって、作用を説明する。

【００１７】本発明における、シート抵抗の異なる第２
電極は、高抵抗部と低抵抗部とが適切に配置・構成され
ることにより、光取り出しの機能を損なう事なく、電極
内部の電位差を抑制し、第２電極から半導体側に電流を
一様に供給させる作用を有することになる。

【００１８】したがって、基板上に、少なくとも、第１
導電型半導体層、第２導電型半導体層、第２導電型半導
体層に接合する第２電極、第２電極に接合するボンディ
ングパッドが順次設けられており、素子内部に発した光
が、第２電極を通して外部に取り出され、かつ、第２電
極のシート抵抗が、部分的に異なっている構成とするこ
とで、光出力への寄与が小さい発光領域が無くなり、よ
って発光効率が向上し、さらに、駆動電圧が低減した半
導体発光素子を得ることができる。また、素子駆動電流
によって、放射光パターンが変わるということもなくな
る。

【００１９】また、基板上に、少なくとも、第１導電型
半導体層、第１導電型半導体層に接合する第１電極が順
次設けられ、さらに、第１導電型半導体層上の第１電極
の形成されていない部分に、少なくとも、第２導電型半
導体層、第２導電型半導体に接合する第２電極、第２電
極に接合するボンディングパッドが順次設けられてお
り、素子内部に発した光が、第２電極を通して外部に取
り出され、かつ、第２電極のシート抵抗が、部分的に異
なっている構成とすることで、光出力への寄与が小さい
発光領域が無くなり、よって、発光効率が向上し、さら
に、駆動電圧が低減した、素子上面から正負両電極を取
る構造の半導体発光素子を得ることができる。

【００２０】本発明の半導体発光素子において、第１電
極と、ボンディングパッドとを、隣り合うように配置す
ることで、チップ上に無駄なく第１電極、ボンディング
パッド、第２電極を配置させることができ、サイズの低
減が可能になる。また、発光領域の形状についての自由
度を高めることができる。

【００２１】あるいは、本発明の半導体発光素子におい
て、第１電極、第２電極、ボンディングパッドを、順次
一列に並べて配置することで、特に、面積の小さいチッ
プ上に無駄なく第１電極、ボンディングパッド、第２電
極を配置させることができ、極小サイズの半導体発光素
子を製造できる。また、発光領域の形状を正方形に近い
形とすることができ、放射光パターンの異方性を小さく
できる。

【００２２】本発明の半導体発光素子における、シート
抵抗が部分的に異なる第２電極は、周囲よりもシート抵
抗の小さい部分が、線状に形成される形態を有する形状
とすることで、素子内部に発した光の外部への取り出し
をほとんど妨げる事なく、第２電極から半導体側に電流
を一様に電流を供給することが実現される。

【００２３】さらに、シート抵抗が部分的に異なる第２
電極は、周囲よりもシート抵抗の小さい部分が、ボンデ
ィングパッドと直接接合する構成とすることで、特に効
果的に、素子電圧を低減できる。

【００２４】また、本発明の半導体発光素子において、
シート抵抗が部分的に異なる第２電極の構成を、周囲よ
りもシート抵抗の小さい部分が、線状に形成され、か
つ、格子状に配置される形態とすることで、特に効果的
に、第２電極から半導体側に電流を一様に供給させるこ
とができ、さらに、素子製造工程上、ボンディングパッ
ドとの位置合わせを不要とすることができる。

【００２５】あるいは、シート抵抗が部分的に異なる第
２電極の構成を、周囲よりもシート抵抗の小さい部分
が、線状に形成され、かつ、ボンディングパッドから放
射状に伸びる形態とすることでも、効果的に第２電極か
ら半導体側に電流を一様に供給させることができる。

【００２６】またあるいは、シート抵抗が部分的に異な
る第２電極の構成を、周囲よりもシート抵抗の小さい部
分が、線状に形成され、かつ、ボンディングパッドから
樹枝状に伸びる形態とすることでも、効果的に第２電極
から半導体側に電流を一様に供給させることができる。

【００２７】またさらに、シート抵抗が部分的に異なる
第２電極の構成を、シート抵抗の小さい部分の周囲を、
シート抵抗の大きい部分が取り囲む形態とすることで
も、発光領域における電流分布を改善でき、また、電流
値により、放射光パターンが変形することを効果的に防
止できる。

【００２８】本発明の半導体発光素子において、上記シ
ート抵抗が部分的に異なる第２電極は、一層以上の導電
性膜と、該一層以上の導電性膜上に、部分的に一層以上
の導電性膜を積層するように構成することで、容易に実
現できる。

【００２９】あるいは、上記シート抵抗が部分的に異な
る第２電極は、一層以上の導電性膜と、該一層以上の導
電性膜下に、部分的に一層以上の導電性膜を挿入して構
成とすれば、外部に光が取り出しにくい低抵抗部直下で
の発光を抑制させることが可能になる。

【００３０】またあるいは、上記シート抵抗が部分的に
異なる第２電極は、一層以上の導電性膜と、該一層以上
の導電性膜下に、部分的に、絶縁体膜および一層以上の
導電性膜を挿入して構成すれば、外部に光が取り出しに
くい低抵抗部直下での発光をさらに抑制させることが可
能になる。

【００３１】本発明の半導体発光素子において、第１導
電性半導体層を、１層以上のＩＩＩ族元素窒化物半導体
で構成し、さらに、第２導電型半導体層を１層以上のＩ
ＩＩ族元素窒化物半導体で構成することで、紫外域から
可視域で発光する半導体発光素子を得ることができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて説明する。

【００３３】〔実施の形態１〕図１は、本発明の実施の
形態１における、半導体発光素子の構成を示す図で、
（Ａ）は平面図、（Ｂ）はＡ−Ａ’断面図、（Ｃ）はＢ
−Ｂ’断面図である。

【００３４】図１において、サファイア基板１０１上
に、ＡｌＮバッファ層１０２、ｎ型ＧａＮ１０３が順次
形成されている。ｎ型ＧａＮ層上の一部には、概略正方
形のメサ状に、ＩｎＧａＮ発光層１０４およびｐ型Ｇａ
Ｎ層１０５が設けられる。さらに、ｐ型ＧａＮ層１０５
上に正電極１１１が形成され、これは、線状に形成され
た低抵抗部１０８と、その他の部分である高抵抗部１０
７の２つの部分から構成される。メサ周囲の低地部の一
部には、負電極１０６がｎ型ＧａＮ層に接合して設けら
れ、その隣りには、ボンディングパッド１１０がＳｉＯ
₂保護膜１０９によりｎ型ＧａＮ層とは絶縁されて設け
られる。ボンディングパッド１１０はメサ上にまで伸び
ており、正電極上の一部と保護膜の開口部を通じて接合
している。ここで、ＳｉＯ₂保護膜１０９は、メサ側
面、正電極表面も覆うように形成されている。なお、図
１の平面図においては、図を分かりやすくするため、Ｓ
ｉＯ₂保護膜１０９を図示しなかった。

【００３５】また、図２は、本発明の実施の形態１にお
ける、半導体発光素子の正電極の詳細な構成を示す断面
図である。図において、２０１はＮｉ層、２０２はＡｕ
層、２０３はＡｌ層であり、その他の符号については、
図１と同一である。

【００３６】以下に、本実施の形態１における半導体発
光素子の製造方法について述べる。

【００３７】まず、サファイア基板１０１上に、通常の
結晶成長技術を用いて、ＡｌＮバッファ層１０２、ｎ型
ＧａＮ層１０３、ＩｎＧａＮ発光層１０４、ｐ型ＧａＮ
層１０５を順次形成し、その後、通常のリソグラフィー
技術とエッチング技術を用いて、ウェハーの一部を、表
面からｎ型ＧａＮ層１０３の途中まで除去し、概略正方
形のメサを作製する。ここで、ＩｎＧａＮ発光層は、中
心波長４５０ｎｍの、青色に発光するような組成および
不純物の構成とした。

【００３８】次いで、メサ上に正電極１１１を形成す
る。正電極は、高抵抗部１０７と低抵抗部１０８から成
っており、本実施の形態では以下に示す方法で作製し
た。ここで、低抵抗あるいは高抵抗とは、電極金属膜の
シート抵抗の大小を相対的に表している。

【００３９】まず、メサ上に概略正方形状の開口を有す
るマスクを、ウェハー上に形成し、さらに、表面に、Ｎ
ｉ層２０１，Ａｕ層２０２，Ａｌ層２０３を連続的に蒸
着する。さらに、その表面に格子状のマスクを形成し、
これを通じてＡｌのみを選択的にエッチングすること
で、Ｎｉ／Ａｕの薄膜上に、格子状にＡｌが積層されて
いるような図２に詳細を示す構造を作製できた。ここ
で、格子状のマスクは、ウェハー上の特定の位置にアラ
イメントする必要はなく、ウェハー全面に形成すれば良
い。本構成では、対酸性に優れるＡｕ層２０２がエッチ
ストップ層として働き、また、ＮｉもＡｌよりも貴な金
属であるから腐食されにくいので、例えば、エッチング
液としてリン酸を用いることで、容易にＡｌのみをパタ
ーンエッチすることが可能である。その後、リフトオフ
により、メサ上面以外から、蒸着した金属をマスクごと
除去することで、Ｎｉ／Ａｕからなる高抵抗部１０７
と、Ｎｉ／Ａｕ／Ａｌからなる低抵抗部１０８とで構成
される正電極がメサ上に作製できる。本実施の形態で
は、正電極全体の大きさを、２５０μｍ角とし、そこ
に、幅３μｍ、ピッチ４０μｍの格子状の低抵抗部１０
８が配置される構成とした。このように、第２電極を、
導電性膜と、この導電性膜上に部分的に別の導電性膜が
積層されるような構成とすることで、部分的にシート抵
抗の異なる構成とすることができる。

【００４０】ここで、光取り出しのために、Ｎｉ／Ａｕ
高抵抗部は、膜厚を薄くして、透過性とした。十分な、
光取り出しを確保するためには、それぞれの膜厚がなる
べく薄い方が良いが、十分なコンタクトを確保するため
に、ある程度のＮｉ層厚が必要であり、Ｎｉの膜厚とし
ては、１〜１０ｎｍ程度が好ましい。また、Ａｕの膜厚
も、製造工程上、エッチングストップとして機能させる
ため、ある程度の膜厚が必要であり、３〜１０ｎｍ程度
が好ましい。本実施の形態においては、電極の透過率が
十分得られることを考慮して、Ｎｉ７ｎｍ／Ａｕ７ｎｍ
の構成とした。このとき、発光波長に対して、４０％程
度の透過率が得られた。また、正電極全体の平均的なシ
ート抵抗を下げるため、Ｎｉ／Ａｕ／Ａｌ低抵抗部は、
なるべくＡｌを厚くする方が良い。ただし、製造工程
上、Ａｌがあまり厚いとパターニングが困難になるの
で、この点を勘案して、Ａｌの厚さを１μｍとした。そ
の後、ウェハー上に、通常の薄膜積層技術、フォトリソ
グラフィー技術およびエッチング技術により、正電極上
の一部と、ｎ型半導体層上の一部に開口を有するＳｉＯ
₂保護膜を形成する。この開口部は、それぞれ、正電極
とボンディングパッド、ｎ型ＧａＮ層と負電極の接触部
に相当する。

【００４１】それから、通常の、薄膜積層技術、リソグ
ラフィー技術およびエッチング技術を用いて、Ｔｉ／Ａ
ｕ負電極１０６およびＴｉ／Ａｕボンディングパッド１
１０を形成する。本実施の形態においては、負電極およ
びボンディングパッドを同時に形成し、工程を簡略化し
た。ボンディングを容易にするために、Ｔｉ／Ａｕ電極
は、厚めに形成することが好ましく、例えば、総膜厚１
μｍとすればよい。

【００４２】以上の工程は、ウェハー状態でなされ、こ
こからチップごとに切り出されて、図１に示す半導体素
子チップが完成する。その後、チップは適切な台座に固
定され、ボンディングパッド１１０および負電極１０６
にＡｕ等のワイヤがボンディングされて、用いられる。

【００４３】本実施の形態における発明の効果を調べる
ため、本実施の形態と同様の構造であるが、従来の技術
の如く、正電極にＡｌ層の付加された低抵抗部を設けな
い比較素子を製造し、本実施の形態の素子との特性の比
較を行った。図１５は、本実施の形態の素子の発光領域
の各場所における発光強度を、示したグラフである。横
軸は、図１のＢ−Ｂ’に沿った位置を表しており、縦軸
に、ボンディングパッド近傍の発光強度を１として規格
化したときの発光強度を示した。また、図１６は比較素
子における同様のグラフである。比較素子においては、
ボンディングパッドから離れるに従って、発光強度が低
下しており、これは、注入電流が低いときほど顕著であ
る。しかしながら、本実施の形態の素子においては、発
光領域全面にわたって、均一な発光強度が得られている
ことが分かる。本実施の形態の素子の、正電極の高抵抗
部のシート抵抗が、２．４Ω、低抵抗部のシート抵抗
が、２７ｍΩであり、それぞれの面積比から考えた正電
極の平均的なシート抵抗が約０．２Ωであるのに対し、
比較素子の正電極のシート抵抗は２．４Ωと、一桁近く
大きいので、正電極内部での電圧降下が生じ、電流が先
端まで十分に供給されず、図１６に示したような、発光
強度の分布の原因となっている。

【００４４】正電極の、平均的なシート抵抗ρ_Sの望ま
しい値は、電極のコンタクト抵抗をρ_C、電極の電流供
給部と、ここからもっとも離れた点までの距離をＬとし
て、ρ_S＜ρ_C／(４Ｌ²) の範囲である。これは、電流
密度の差が１割程度に収まる条件に相当する。低抵抗部
の膜厚や、線幅、ピッチはこれを考慮して、設定する必
要がある。本実施の形態では、Ｌ＝２５０μｍ、電極の
コンタクト抵抗ρ_Cの大きさが１×１０^-3Ωｃｍ²程度で
あるので、ρ_S＜０．４Ωの程度になるように、設計す
れば良いことになる。また、低抵抗部は、膜厚が厚く不
透明なので、光取りだしを妨害することになるが、低抵
抗部の面積が、電極面積の１０分の１程度までであれ
ば、ほとんど影響はなく、逆に、電流が均一に注入され
る効果により、発光効率が改善される。また、格子状に
配置される低抵抗部は、ボンディングパッドと適宜接触
するように配置されることが望ましく、ピッチを、ボン
ディングパッドの接触辺の長さの半分以下にすれば、必
ず複数個の接点があることになり、電流供給に有利なだ
けでなく、製造工程上低抵抗部の欠けが一部に生じて
も、必ず１個の接点が確保されるので、好ましい。この
点から、本実施の形態においては、ボンディングパッド
が正電極に接する長さが１２０μｍ程度であるので、ピ
ッチを６０μｍ以下に設定すれば良いことになる。さら
に、ピッチの値は、上述の条件に基づいて、電極全体の
平均的なシート抵抗、低抵抗部の面積の割合、また、製
造工程上の要請を総合的に勘案して決定する必要があ
り、本実施の形態においては、４０μｍとした。

【００４５】なお、図１６の比較素子の結果において、
低電流域で発光の分布が著しいのは、電流密度が大きく
なるに従い、発光効率が低下するという、窒化物系半導
体発光素子に特有な現象による。これは、電流分布のあ
る素子では、高電流域での、発光効率低下が著しいこと
を示しており、本実施の形態の素子においては、この点
も改善されている。

【００４６】また、比較素子においては、図１６に示さ
れるように、電流値によって発光分布が変化するため
に、駆動電流値によって、放射光パターンが変化してし
まうという現象が見られた。これは、本発明者らによ
り、始めて、指摘された現象である。このようなＬＥＤ
素子を、通常のＬＥＤ素子と集積して用いた表示機器で
は、駆動電流の変化による諧調・色調表示を行っても、
見る角度によって、諧調・色調表現が違ってしまう問題
が生じてしまう。しかしながら、本実施の形態１の半導
体発光素子では、発光分布の変化が無いため、このよう
な問題が発生しなかった。

【００４７】以上、本実施の形態において、上記正電極
の構成とすることにより、透明である正電極のシート抵
抗を、全体として減少させることができ、その結果、半
導体側に電流が一様に供給されるようになり、正電極に
相当する発光領域全体が、均一に発光することとなっ
た。その結果、電流の集中による発光効率の低下、およ
び、発光に寄与しない無駄な発光領域ができることが回
避された。

【００４８】さらに、図１に示されるように、正方形の
メサの一辺の横に、互いに隣り合うように、四辺形のボ
ンディングパッドおよび負電極を配置したので、発光領
域、ボンディング部以外に無用のスペースを必要とする
ことがなく、半導体発光素子のサイズが無用に大きくな
ることがなかった。また、発光領域の形状をボンディン
グパッドおよび負電極の形にとらわれる事なく設定でき
るので、発光領域の形状を放射光パターンの異方性の小
さい、正方形とすることができた。

【００４９】さらに、本実施の形態においては、正電極
における低抵抗部がボンディングパッドと直接接触して
いるので、効果的に素子の駆動電圧を低減することがで
きた。

【００５０】また、本実施の形態においては、ボンディ
ングパッド部が正電極との電気的接触に必要な部分を除
いてメサ外部にあるので、従来例の素子のように不要に
正電極をおおって、光の取り出しを妨害することがな
い。

【００５１】以上の効果により、本実施の形態によれ
ば、発光効率が従来のものと比較して向上し、また、駆
動電圧も低減された、青色に発光する半導体発光素子を
製造することができる。

【００５２】〔実施の形態２〕本実施の形態は、正電極
１１１の構成が異なる他は、実施の形態１と同じであ
る。図３は、本実施の形態における、正電極の詳細な構
成を示す断面図である。図において、３０１はＡｌ層、
３０２はＮｉ層であり、その他の符号については、上述
のとおりである。

【００５３】本実施の形態においては、正電極の作製工
程以外は、実施の形態１と同様である。以下に、本実施
の形態における正電極の作製工程を解説する。

【００５４】まず、メサを形成した、ウェハー上に、Ａ
ｌ層を形成する。その後、表面に、適切な形態のマスク
を形成し、これを通じてＡｌ層をエッチングすること
で、メサ上面にのみ、格子状にＡｌ層３０１を形成し
た。マスク除去後、メサ上に概略正方形状の開口を有す
るマスクを、ウェハー上に形成し、さらに、表面に、Ｎ
ｉ層を蒸着する。その後、リフトオフにより、メサ上面
以外から金属膜をマスクごと除去することで、図３に示
す、Ｎｉからなる高抵抗部１０７と、Ａｌ／Ｎｉからな
る低抵抗部１０８とで構成される正電極がメサ上に作製
できた。本実施の形態においては、Ｎｉ層３０２の膜厚
を１２ｎｍ、Ａｌ層３０１の膜厚を０．５μｍとし、低
抵抗部の幅およびピッチを、それぞれ、４μｍ、３０μ
ｍとした。このとき、高抵抗部の透過率は、２５％程度
であった。

【００５５】本実施の形態では、実施の形態１と低抵抗
部の構成が異なり、高抵抗部の金属膜の下に別の金属膜
を挿入し、低抵抗部としている。低抵抗部の最下層の金
属を、Ａｌのように、ｐ型ＧａＮとの間のコンタクト抵
抗が大きい金属で形成すれば、低抵抗部からの半導体層
への電流注入が抑制され、不透明な低抵抗部直下での発
光が抑制されるので、実施の形態１よりも、さらに発光
効率が改善される。

【００５６】このように、低抵抗部の最下層の材料とし
て、コンタクト抵抗が大きいものを用いれば上記の効果
が得られるので好ましい。そのため、高抵抗部最下層よ
りも、仕事関数の小さい金属で構成すれば良い。また、
正電極全体のシート抵抗を下げるために、低抵抗部のシ
ート抵抗は小さい方が良く、そのために、例えば、Ｔｉ
／Ａｕの様に多層の膜を挿入しても良い。

【００５７】本実施の形態においても、実施の形態１と
同様の効果により、発光効率が従来のものと比較して向
上し、また、駆動電圧も低減された、青色に発光する半
導体発光素子を製造することができた。

【００５８】〔実施の形態３〕本実施の形態は、正電極
１１１の構成が異なる他は、実施の形態１および２と同
じである。図４は、本実施の形態における、正電極の詳
細な構成を示す断面図である。図において、４０１はＳ
ｉＯ₂層、４０２はＡｌ層、４０３はＮｉ層、４０４は
Ａｕ層であり、その他の符号については、上述のとおり
である。本実施の形態の作製工程は、低抵抗部１０８の
最下に、ＳｉＯ₂層４０１を設けること以外、実施の形
態２とほとんど同様である。ここで、高抵抗部１０７
は、Ｎｉ／Ａｕで、低抵抗部１０８はＳｉＯ₂／Ａｌ／
Ｎｉ／Ａｕで構成されている。本実施の形態において
は、ＳｉＯ₂層４０１の膜厚を０．２μｍ、Ａｌ層４０
２の膜厚を１μｍ、Ｎｉ層４０３の膜厚を２ｎｍ、Ａｕ
層４０４の膜厚を２ｎｍとし、低抵抗部の幅およびピッ
チを、それぞれ、２μｍ、５０μｍとした。このとき、
高抵抗部の透過率は、８０％程度であった。

【００５９】本実施の形態で、実施の形態２と構成が異
なる点は、低抵抗部の最下に絶縁層を挿入したことであ
る。これにより、実施の形態２における、低抵抗部直下
での発光抑制効果がさらに高まり、素子の発光効率がさ
らに改善される。

【００６０】低抵抗部において、ＳｉＯ₂などの絶縁層
上の構成としては、電気伝導度が大きく、また、絶縁層
との密着性が良好であるものにすることが望ましい。そ
のために、例えば、Ｃｒ／Ａｕのように多層構造として
も良い。

【００６１】本実施の形態においても、実施の形態１と
同様の効果により、発光効率が従来のものと比較して向
上し、また、駆動電圧も低減された、青色に発光する半
導体発光素子を製造することができた。

【００６２】〔実施の形態４〕本実施の形態は、正電極
における低抵抗部のパターンが異なる他は、実施の形態
１と同様である。図５は、本実施の形態における、半導
体発光素子の構成を示す平面図である。図において、各
符号は、実施の形態１と同じである。なお、図を分かり
やすくするため、ＳｉＯ₂保護膜１０９を図示しない。

【００６３】本実施の形態においては、線上の低抵抗部
１０８が、ボンディングパッドより、放射状に広がる形
状とした。正電極におけるその他の部分は高抵抗部であ
る。ボンディングパッド付近に不透明な低抵抗部１０８
が集中し、この付近での光取り出しが妨げられることを
防止するため、低抵抗部１０８はボンディングパッド１
１０と直接には接合しない形状とした。

【００６４】本構成において、低抵抗部は正電極に、ボ
ンディングパッドから放射状に広がるように配置される
ので、効果的に、半導体側に電流を一様に供給させるこ
とができるようになり、正電極に相当する発光領域全体
が、均一に発光することとなった。

【００６５】本構成によっても、実施の形態１と類似の
効果により、発光効率が従来のものと比較して向上し、
また、駆動電圧も低減された、青色に発光する半導体発
光素子を製造することができた。

【００６６】〔実施の形態５〕本実施の形態は、実施の
形態４を変形した例であり、正電極における低抵抗部の
パターンが異なる他は、実施の形態４と同様である。図
６は、本実施の形態における、正電極の構成を示す平面
図である。図において、各符号は、実施の形態１と同じ
である。なお、図を分かりやすくするため、ＳｉＯ₂保
護膜１０９を図示していない。

【００６７】本実施の形態においては、線上の低抵抗部
１０８が、ボンディングパッドより、樹枝状に広がる形
状とした。正電極におけるその他の部分は高抵抗部であ
る。これにより、効果的に、半導体側に電流を一様に供
給させることができるようになり、正電極に相当する発
光領域全体が、均一に発光することとなった。さらに、
本構成により、低抵抗部１０８とボンディングパッド１
１０を直接接合しても、ボンディングパッド付近に不透
明な低抵抗部１０８が集中し、この付近での光取り出し
が妨げられることが防止される。したがって、実施の形
態４の場合よりも、素子の駆動電圧が低減できる。

【００６８】本構成によっても、実施の形態１と類似の
効果により、発光効率が従来のものと比較して向上し、
また、駆動電圧も低減された、青色に発光する半導体発
光素子を製造することができた。

【００６９】〔実施の形態６〕本実施の形態は、正電極
における低抵抗部のパターンが異なる他は、実施の形態
１と同様である。図７は、本実施の形態における、半導
体発光素子の構成を示す平面図である。図において、各
符号は、実施の形態１と同じである。なお、図を分かり
やすくするため、ＳｉＯ₂保護膜１０９を図示しない。

【００７０】本実施の形態においては、線状の低抵抗部
１０８が、正電極の周囲に設けられている。これによ
り、正電極においてボンディングパッド１１０から離れ
た点まで、十分に電流を供給できるようになり、正電極
に相当する発光領域の均一発光に寄与する。なお、本構
成において、正電極の中央部付近には、低抵抗部が設け
られないので、周辺部と比べて中央部の発光強度が低下
する恐れがあるが、このような場合でも、発光の強い領
域の全体的な大きさは、正電極の大きさになる。つま
り、実施の形態１の比較素子のように、電流値によっ
て、発光強度の強い領域が片側に移動したりすることが
ない。これにより、本実施の形態の素子においては、駆
動電流の違いによって、放射光パターンが変形すること
が、ほとんど無く、特に、片側にシフトするようなこと
は生じない。

【００７１】本構成によっても、実施の形態１と類似の
効果により、発光効率が従来のものと比較して向上し、
また、駆動電圧も低減された、青色に発光する半導体発
光素子を製造することができた。

【００７２】〔実施の形態７〕図８は、本発明の実施の
形態７における、半導体発光素子の構成を示す図で、
（Ａ）は平面図、（Ｂ）はＡ−Ａ’断面図、（Ｃ）はＢ
−Ｂ’断面図である。図８において、符号は図１と同一
である。本図に基づいて、構成を説明する。サファイア
基板１０１上に、ＡｌＮバッファ層１０２、ｎ型ＧａＮ
１０３が順次形成されている。ｎ型ＧａＮ層上には、一
つの角が切り欠けられた長方形のメサ状に、ＩｎＧａＮ
発光層１０４、ｐ型ＧａＮ層１０５が設けられる。さら
に、ｐ型ＧａＮ層１０５上に正電極１１１が形成され、
これは、線状に形成された低抵抗部１０８と、その他の
部分である高抵抗部１０７の２つの部分から構成され
る。メサの切り欠け部には、負電極１０６がｎ型ＧａＮ
層に接触するように設けられ、その隣のメサ上には、ボ
ンディングパッド１１０が正電極上の一部と保護膜の開
口部を通じて接触するように設けられる。ここで、Ｓｉ
Ｏ₂保護膜１０９は、メサ側面、正電極表面も覆うよう
に形成されている。なお、図８の平面図において、図を
分かりやすくするため、ＳｉＯ₂保護膜を示さなかっ
た。メサの形状と、ボンディングパッドがメサ上に設け
られている点以外は、本実施の形態は、実施の形態１と
同様である。

【００７３】以下に、本実施の形態における半導体発光
素子の製造方法について述べる。

【００７４】まず、サファイアで構成される基板１０１
上に、通常の結晶成長技術を用いて、ＡｌＮバッファ層
１０２、ｎ型ＧａＮ層１０３、ＩｎＧａＮ発光層１０
４、ｐ型ＧａＮ層１０５を順次形成し、その後、パター
ンエッチング技術もしくはサンドブラスト技術を用い
て、ウェハーの一部を、表面からｎ型ＧａＮ層１０３の
途中まで除去、一つの角が切り欠けられた長方形のメサ
を作製する。

【００７５】次いで、メサ上に正電極１１１を形成す
る。正電極は、低抵抗部１０８と高抵抗部１０７から成
っており、図２と同様の構成とした。本実施の形態にお
いて、Ｎｉ層の膜厚を４ｎｍ、Ａｕ層の膜厚を１５ｎｍ
とし、Ａｌ層の膜厚を１．５μｍ、低抵抗部の幅および
ピッチを、それぞれ、１．５μｍ、４０μｍとした。正
電極は、メサ突起部の先端を除いて、ほぼメサ全面に形
成した。また、本実施の形態においては、Ａｌ層は、Ａ
ｕ層の上に、パターンメッキ技術を用いて形成した。

【００７６】その後、ウェハー上に、通常の薄膜積層技
術、リソグラフィー技術およびエッチング技術により、
メサ突起部上面と、メサ切り欠け部に開口を有するＳｉ
Ｏ₂保護膜１０９を形成する。この開口部は、それぞ
れ、正電極とボンディングパッド、ｎ型ＧａＮ層と負電
極の接触部に相当する。

【００７７】それから、通常の、薄膜積層技術、リソグ
ラフィー技術およびエッチング技術を用いて、Ｔｉ／Ａ
ｕ負電極１０６をメサ切り欠け部に、Ｔｉ／Ａｕボンデ
ィングパッド１１０をメサ突起部上面に形成し、図８に
示す半導体発光素子が完成する。本実施の形態において
は、負電極およびボンディングパッドを同時に形成し、
工程を簡略化した。ボンディングを容易にするために、
Ｔｉ／Ａｕ電極は、厚めに形成することが好ましく、例
えば、総膜厚１μｍとすればよい。

【００７８】以上の工程は、ウェハー状態でなされ、こ
こからチップごとに切り出されて、図１に示す半導体素
子チップが完成する。その後、チップは適切な台座に固
定され、ボンディングパッド１１０および負電極１０６
にＡｕ等のワイヤがボンディングされて、用いられる。

【００７９】本実施の形態において、上記正電極の構成
とすることにより、正電極から半導体側に電流が一様に
供給されるようになり、正電極に相当する発光領域全体
が、均一に発光することとなった。正電極に相当する発
光領域全体が、均一に発光することとなった。そのた
め、電流の集中による発光効率の低下、および、発光に
寄与しない無駄な発光領域ができることが回避された。
さらに、図８に示されるように、チップの片方に、互い
に隣り合うように、四辺形のボンディングパッドおよび
負電極を配置したので、発光領域、ボンディング部以外
に無用のスペースを必要とすることがなく、半導体発光
素子のサイズが無用に大きくなることがなかった。ま
た、発光領域の形状が概略正方形なので、チップから出
射する光パターンの異方性を小さくすることができた。

【００８０】さらに、本実施の形態においては、低抵抗
部１０８はほぼ不透明になるが、線幅５μｍの線状に形
成したので、素子内部で発した光の取り出しに、ほとん
ど影響しなかった。また、正電極における低抵抗部がボ
ンディングパッドと直接接触しているので、効果的に素
子の駆動電圧を低減することができた。

【００８１】また、低抵抗部１０８は正電極１１１に格
子状に配置されるので、効果的に、正電極から半導体側
に供給される電流の分布を低減することができた。

【００８２】以上の効果により、本実施の形態によれ
ば、発光効率が従来のものと比較して向上し、また、駆
動電圧も低減された、半導体発光素子を製造することが
できる。

【００８３】〔実施の形態８〕本実施の形態は、負電極
の形状・配置が異なる他は、実施の形態７と同様であ
る。図９は、本実施の形態における、半導体発光素子の
構成を示す平面図である。図において、各符号は、実施
の形態１と同じである。なお、図を分かりやすくするた
め、ＳｉＯ₂保護膜１０９を図示しない。

【００８４】本実施の形態においては、図９に示される
ように、実施の形態７における、ボンディング部を兼ね
た負電極の部分から、負電極が、メサ周囲を取り巻くよ
うに伸びている。これにより、発光領域におけるｎ型Ｇ
ａＮ層内部での電位分布が低減され、正電極での電流分
布低減効果とあいまって、発光の分布が実施の形態６よ
りもさらに減少する。

【００８５】このような構成により、発光効率が従来の
ものと比較して向上し、また、駆動電圧も低減された、
半導体発光素子を製造することができた。

【００８６】〔実施の形態９〕本実施の形態は、ボンデ
ィングパッド、正電極、負電極の配置および、正電極に
おける低抵抗部のパターンが異なる他は、実施の形態７
と同様である。図１０は、本実施の形態における、半導
体発光素子の構成を示す図で（Ａ）は平面図、（Ｂ）は
Ａ−Ａ’断面図である。図において、各符号は、実施の
形態１と同じである。なお、平面図においては、図を分
かりやすくするため、ＳｉＯ₂保護膜１０９を図示しな
い。

【００８７】本実施の形態においては、図１０に示され
るように、ボンディングパッド、正電極、負電極が、そ
れぞれおよそ同じ大きさの概略正方形であり、この順に
並べて配置されている。これにより、ボンディングパッ
ド面積の、概略３倍程度にまでチップサイズを縮小する
ことが可能になった。また、本実施の形態において、正
電極は、線上の低抵抗部が、ボンディングパッドより、
数本平行に負電極の方に伸び、その他の部分は、高抵抗
部である構成とした。

【００８８】本実施の形態においても、発光領域の形状
が概略正方形なので、チップから出射する光パターンの
異方性を小さくすることができた。

【００８９】このような構成によって、発光効率が従来
のものと比較して向上し、また、駆動電圧も低減され
た、極小サイズの半導体発光素子を製造することができ
た。

【００９０】〔実施の形態１０〕本実施の形態は、実施
の形態７の変形であり、これとは、ボンディングパッ
ド、正電極、負電極の形状と配置のみが異なる。図１１
は、本実施の形態における、半導体発光素子の構成を示
す平面図であり、図において、各符号は、実施の形態１
と同じである。なお、図を分かりやすくするため、Ｓｉ
Ｏ₂保護膜１０９を図示しない。

【００９１】本実施の形態においては、円形の負電極が
正電極に囲まれて配置され、さらに、ボンディングパッ
ドが、チップの片隅に配置される。チップの中央部に負
電極を配したことにより、発光領域におけるｎ型ＧａＮ
層内部での電位分布が低減され、正電極側での電流分布
低減効果とあいまって、発光の分布が効果的に抑制され
る。

【００９２】このような構成により、発光効率が従来の
ものと比較して向上し、また、駆動電圧も低減された、
半導体発光素子を製造することができた。

【００９３】〔実施の形態１１〕本実施の形態は、実施
の形態７の変形であり、これとは、ボンディングパッ
ド、正電極、負電極の形状と配置、及び、正電極におけ
る低抵抗部のパターンのみが異なる。図１２は、本実施
の形態における、半導体発光素子の構成を示す平面図で
あり、図において、各符号は、実施の形態１と同じであ
る。なお、図を分かりやすくするため、ＳｉＯ₂保護膜
１０９を図示しない。

【００９４】本実施の形態においては、正電極がチップ
中央部に配置され、さらに、ボンディングパッドが正電
極の中央部に配置される。正電極において、線状の低抵
抗部が、ボンディングパッドより放射状に形成され、そ
の他の部分は、高抵抗部である。また、負電極は、チッ
プ外形の対向する２辺に沿って、分割して配置される。
本実施の形態の半導体発光素子では、負側のワイヤー
が、それぞれの負電極に接続されて、使用される。この
ように、負電極をチップの両端に配したことにより、発
光領域におけるｎ型ＧａＮ層内部での電位分布が低減さ
れ、正電極側での電流分布低減効果とあいまって、発光
の分布が効果的に低減される。

【００９５】本構成により、発光効率が従来のものと比
較して向上し、また、駆動電圧も低減された、半導体発
光素子を製造することができた。

【００９６】〔実施の形態１２〕図１３は、本発明の実
施の形態１２における、半導体発光素子の構成を示す図
で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はＡ−Ａ’断面図、（Ｃ）
はＢ−Ｂ’断面図である。図１３において、符号は図１
と同一である。本図に基づいて、構成を説明する。サフ
ァイア基板１０１上に、ＡｌＮバッファ層１０２、ｎ型
ＧａＮ１０３、ＩｎＧａＮ発光層１０４、ｐ型ＧａＮ層
１０５が設けられる。四辺形のチップの一角には、表面
よりｎ型ＧａＮ１０３に達する窪みが設けられ、ｎ型Ｇ
ａＮ１０３に接合して負電極１０６が設けられる。さら
に、ｐ型ＧａＮ層１０５上に正電極が形成され、これ
は、実施の形態６と同様に構成されている。なお、正電
極は、チップ周囲からは離して配置される。これによ
り、チップ周囲の結晶欠陥の多い領域を電流が流れない
ので、素子の特性を良好なものに保つことができる。ま
た、ｐ型ＧａＮ層表面の一角には、ボンディングパッド
１１０が設けられる。本実施の形態においては、正電極
およびボンディングパッドを次のように作製した。

【００９７】まず、リソグラフィー法によるマスク形成
と、リフトオフ法により、ｐ型ＧａＮ層１０５表面に、
Ｎｉの光透過性薄膜を形成する。その後、リソグラフィ
ー法によるマスク形成と、リフトオフ法により、Ａｌか
らなる正電極上の格子と、ボンディングパッドを一度に
形成する。すなわち、本実施の形態においては、ボンデ
ィングパッドと低抵抗部１０７を一度に形成しており、
これにより、半導体発光素子の製造工程が簡略化され
る。また、本実施の形態においては、実施の形態１ない
し１０と異なり、保護膜も形成しない。これにより、製
造工程は、さらに簡略化された。なお、製造工程のその
他の部分については、上述の実施の形態から容易に類推
できるので、省略する。

【００９８】本実施の形態によっても、実施の形態１と
同様の効果により、発光効率が従来のものと比較して向
上し、また、駆動電圧も低減された、半導体発光素子を
製造することができた。

【００９９】以上、実施の形態１ないし１２において
は、基板として絶縁性であるサファイアを用いたが、本
発明はこれに限られる訳ではなく、公知技術に基づい
て、導電性、絶縁性にかかわらず、これをＳｉＣ、Ｓｉ
などの他の材料に転置しても、当然に適用が可能であ
る。また、各半導体材料を、ＩＩＩ族元素窒化物半導体
で構成した例について示したが、これを、ＩＩＩ族元素
砒素化合物やＩＩＩ族元素リン化合物半導体、ＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体などの他
の材料に転置しても、当然に適用が可能である。

【０１００】〔実施の形態１３〕図１４は、本発明の実
施の形態１３における、半導体発光素子の構成を示す図
で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はＡ−Ａ’断面図である。

【０１０１】図１４において、第１導電型半導体基板５
０１上に、第１導電型半導体層５０２、半導体発光層５
０３、第２導電型半導体層５０４が順次形成されてい
る。第２導電型半導体層５０４上には、第２電極５０９
およびボンディングパッド５０８が配置され、それらは
違いに接触している。また、第１導電型半導体基板５０
１下には、第１電極５０５が形成されている。第２電極
は、光透過性の高抵抗部５０６と、低抵抗部５０７の２
領域から構成されている。低抵抗部５０６は、第２電極
全体のシート抵抗を低減し、かつ、第２電極からの光取
り出しを、妨害しないように、線状の形態をしている。

【０１０２】本実施の形態においては、導電性半導体基
板を用いており、第１電極は、基板に接触して設けられ
ている。

【０１０３】本構成によっても、上述の作用により、発
光効率が従来のものと比較して向上し、また、駆動電圧
も低減された、半導体発光素子を製造することができ
る。

【０１０４】

【発明の効果】本発明は、第２電極より光が取り出され
る構造の半導体発光素子における第２電極が、シート抵
抗が部分的に異なるように構成されることを特徴として
おり、これにより光取り出しの機能を損なう事なく、第
２電極から半導体側に供給される電流の分布を抑制する
作用を有する。したがって、本発明によれば、光出力に
寄与しない発光領域が無くなって発光パターンが均一に
なり、よって、発光効率が向上し、さらには、駆動電圧
が低減した半導体発光素子を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における半導体発光素子
の構造を説明する平面図および断面図である。

【図２】本発明の実施の形態１における半導体発光素子
の、正電極構造を説明するための断面図である。

【図３】本発明の実施の形態２における半導体発光素子
の、正電極構造を説明するための断面図である。

【図４】本発明の実施の形態３における半導体発光素子
の、正電極構造を説明するための断面図である。

【図５】本発明の実施の形態４における半導体発光素子
の構造を説明する平面図である。

【図６】本発明の実施の形態５における半導体発光素子
の構造を説明する平面図である。

【図７】本発明の実施の形態６における半導体発光素子
の構造を説明する平面図である。

【図８】本発明の実施の形態７における半導体発光素子
の構造を説明する平面図および断面図である。

【図９】本発明の実施の形態８における半導体発光素子
の構造を説明する平面図である。

【図１０】本発明の実施の形態９における半導体発光素
子の構造を説明する平面図および断面図である。

【図１１】本発明の実施の形態１０における半導体発光
素子の構造を説明する平面図である。

【図１２】本発明の実施の形態１１における半導体発光
素子の構造を説明する平面図である。

【図１３】本発明の実施の形態１２における半導体発光
素子の構造を説明する平面図および断面図である。

【図１４】本発明の実施の形態１３における半導体発光
素子の構造を説明する平面図および断面図である。

【図１５】本発明の実施の形態１における半導体発光素
子の発光分布を示すグラフである。

【図１６】本発明の実施の形態１における半導体発光素
子に対する比較素子の発光分布を示すグラフである。

【図１７】従来例の半導体発光素子の構造を説明する平
面図および断面図である。

【符号の説明】

１０１サファイア基板１０２ＡｌＮバッファ層１０３ｎ型ＧａＮ層１０４ＩｎＧａＮ発光層１０５ｐ型ＧａＮ層１０６負電極１０７高抵抗部（正電極）１０８低抵抗部（正電極）１０９ＳｉＯ₂保護膜１１０ボンディングパッド１１１正電極２０１、３０２、４０３Ｎｉ層２０２、４０４Ａｕ層２０３、３０１、４０２Ａｌ層４０１ＳｉＯ₂層５０１第１導電型半導体基板５０２第１導電型半導体層５０３半導体発光層５０４第２導電型半導体層５０５第１電極５０６光透過性高抵抗部（第２電極）５０７低抵抗部（第２電極）５０８ボンディングパッド５０９第２電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に、少なくとも、第１導電型半導
体層、第２導電型半導体層、該第２導電型半導体層に接
合する第２電極、該第２電極に接合するボンディングパ
ッドが順次設けられている半導体発光素子であり、該素
子内部に発した光が、該第２電極を通して外部に取り出
されるような半導体発光素子において、該第２電極のシ
ート抵抗が、部分的に異なっていることを特徴とする半
導体発光素子。
【請求項２】基板上に、少なくとも、第１導電型半導
体層、該第１導電型半導体層に接合する第１電極が順次
設けられ、さらに、該第１導電型半導体層上の第１電極
の形成されていない部分に、少なくとも、第２導電型半
導体層、該第２導電型半導体に接合する第２電極、該第
２電極に接合するボンディングパッドが順次設けられて
いる半導体発光素子であり、該素子内部に発した光が、
該第２電極を通して外部に取り出されるような半導体発
光素子において、該第２電極のシート抵抗が、部分的に
異なっていることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項３】上記第１電極と、ボンディングパッドと
が、隣り合うように配置されていることを特徴とする、
請求項２に記載の半導体発光素子。
【請求項４】上記第１電極、第２電極、ボンディング
パッドが、順次一列に並べて配置されていることを特徴
とする、請求項２に記載の半導体発光素子。
【請求項５】上記シート抵抗が部分的に異なる第２電
極は、周囲よりもシート抵抗の小さい部分が、線状に形
成される形態を有することを特徴とする、請求項１ない
し４のいづれかに記載の半導体発光素子。
【請求項６】上記シート抵抗が部分的に異なる第２電
極は、周囲よりもシート抵抗の小さい部分が、ボンディ
ングパッドと直接接合していることを特徴とする、請求
項１ないし５のいづれかに記載の半導体発光素子。
【請求項７】上記シート抵抗が部分的に異なる第２電
極は、周囲よりもシート抵抗の小さい部分が、線状に形
成され、かつ、格子状に配置される形態を有することを
特徴とする、請求項１ないし６のいづれかに記載の半導
体発光素子。
【請求項８】上記シート抵抗が部分的に異なる第２電
極は、周囲よりもシート抵抗の小さい部分が、線状に形
成され、かつ、ボンディングパッドから放射状に伸びる
形態を有することを特徴とする、請求項１ないし６のい
づれかに記載の半導体発光素子。
【請求項９】上記シート抵抗が部分的に異なる第２電
極は、周囲よりもシート抵抗の小さい部分が、線状に形
成され、かつ、ボンディングパッドから樹枝状に伸びる
形態を有することを特徴とする、請求項１ないし６のい
づれかに記載の半導体発光素子。
【請求項１０】上記シート抵抗が部分的に異なる第２
電極は、シート抵抗の小さい部分の周囲を、シート抵抗
の大きい部分が取り囲む形態を有することを特徴とす
る、請求項１ないし６のいづれかに記載の半導体発光素
子。
【請求項１１】上記シート抵抗が部分的に異なる第２
電極は、一層以上の導電性膜と、該一層以上の導電性膜
上に、部分的に一層以上の導電性膜を積層して構成され
ていることを特徴とする、請求項１ないし１０のいづれ
かに記載の半導体発光素子。
【請求項１２】上記シート抵抗が部分的に異なる第２
電極は、一層以上の導電性膜と、該一層以上の導電性膜
下に、部分的に一層以上の導電性膜を挿入して構成され
ていることを特徴とする、請求項１ないし１０のいづれ
かに記載の半導体発光素子。
【請求項１３】上記シート抵抗が部分的に異なる第２
電極は、一層以上の導電性膜と、該一層以上の導電性膜
下に、部分的に、絶縁体膜および一層以上の導電性膜を
挿入して構成されていることを特徴とする、請求項１な
いし１０のいづれかに記載の半導体発光素子。
【請求項１４】上記第１導電性半導体層が、１層以上
のＩＩＩ族元素窒化物半導体で構成されており、さら
に、上記第２導電型半導体層が１層以上のＩＩＩ族元素
窒化物半導体で構成されていることを特徴とする、請求
項１ないし１３のいづれかに記載の半導体発光素子。