JP2014022607A - 発光素子、発光素子ユニットおよび発光素子パッケージ - Google Patents

Abstract

【課題】Ａｇを含む層におけるＡｇのマイグレーションを抑制することができ、光の取り出し効率が高い発光素子、これを含む発光素子ユニットおよび発光素子ユニットを樹脂パッケージで覆った発光素子パッケージを提供すること。
【解決手段】発光素子１は、ｎ型窒化物半導体層３と、ｎ型窒化物半導体層３に積層された発光層４と、発光層４に積層されたｐ型窒化物半導体層５と、ｎ型窒化物半導体層３に接続されたｎ型電極３５と、ｐ型窒化物半導体層５に接続されたｐ側透明導電膜６を有するｐ型電極４０とを含む。ｎ型電極３５は、金属膜３６を含む。金属膜３６は、ｐ型窒化物半導体層５の主面５Ａに垂直な方向から見た平面視においてｐ側透明導電膜６と重なり合い、Ａｇを含む。
【選択図】図２

Description

この発明は、発光素子、これを含む発光素子ユニットおよび発光素子ユニットを樹脂パッケージで覆った発光素子パッケージに関する。

１つの先行技術に係る発光素子は、特許文献１に開示されている。この発光素子では、ＧａＮ基板の表面に、バッファ層と、ｎ−Ｇａｎ層と、ＭＱＷ層と、ｐ−ＧａＮ層とがこの順で形成されている。ｐ−ＧａＮ層の表面には、ＩＴＯ膜が形成され、ＩＴＯ膜には、Ａｇで形成されたｐ側パッド電極が接続されている。ＩＴＯ膜およびｐ側パッド電極は、ｐ側電極を構成している。また、ｐ−ＧａＮ層からｎ−Ｇａｎ層にかけて一部をエッチングすることにより露出したｎ−Ｇａｎ層には、ｎ側電極が形成されている。

また、特許文献２に開示された発光素子では、基板の上に、バッファ層を介してｎ型層が形成され、ｎ型層の上には、発光する層を含む層が形成されている。発光する層を含む層の上にはｐ型層が形成され、ｐ型層の上には、Ａｇを含むｐ側電極が形成されている。ｎ型層において、発光する層を含む層が形成されていない領域には、ｎ側電極が形成されている。

特開２００９−４９３４２号公報 特開２００４−６４９８号公報

Ａｇを含む層では、Ａｇがイオン化してｎ側電極へ移動すること（マイグレーション）が懸念される。Ａｇのマイグレーションが生じると、ｎ側電極とｐ側電極との間で短絡が生じる虞がある。
この発明は、Ａｇを含む層におけるＡｇのマイグレーションを抑制することができ、光の取り出し効率が高い発光素子、これを含む発光素子ユニットおよび発光素子ユニットを樹脂パッケージで覆った発光素子パッケージを提供する。

請求項１記載の発明は、ｎ型窒化物半導体層と、前記ｎ型窒化物半導体層に積層された発光層と、前記発光層に積層されたｐ型窒化物半導体層と、前記ｎ型窒化物半導体層に接続されたｎ型電極と、前記ｐ型窒化物半導体層に接続されたｐ側透明導電膜を有するｐ型電極とを含み、前記ｎ型電極が、前記ｐ型窒化物半導体層の主面に垂直な方向から見た平面視において前記ｐ側透明導電膜と重なり合い、Ａｇを含む金属膜を含む、発光素子である。

この構成によれば、Ａｇを含む金属膜がｎ型電極となっているから、Ａｇがイオン化されたとしても、Ａｇイオンは、ｐ型電極側へ引き寄せられないので、マイグレーションが生じない。また、ｎ型電極では、Ａｇがイオン化されたとしても、電子によってＡｇイオンが還元され続けるので、Ａｇイオンが存在しにくい。よって、Ａｇのマイグレーションを抑制することができる。

また、Ａｇを含む金属膜は、平面視において、ｐ型電極のｐ側透明導電膜と重なり合っている。そのため、発光層からの光は、直ちにｎ型窒化物半導体層から放出されずに、一旦ｐ型窒化物半導体層およびｐ側透明導電膜を透過したとしても、Ａｇを含む金属膜で反射した後にｎ型窒化物半導体層から放出される。よって、光の取り出し効率が高い発光素子を提供することができる。

請求項２記載の発明は、前記ｐ側透明導電膜と前記Ａｇを含む金属膜とが積層方向に間隔を開けて対向しており、前記ｐ側透明導電膜と前記Ａｇを含む金属膜との間隔を充填する間隔充填部を有し、前記ｎ型電極および前記ｐ型電極を互いに絶縁する絶縁膜をさらに含む、請求項１に記載の発光素子である。この構成によれば、ｐ側透明導電膜とＡｇを含む金属膜との間において、ｎ型電極およびｐ型電極を互いに絶縁することができる。

請求項３記載の発明は、前記絶縁膜が、前記Ａｇを含む金属膜の前記ｐ型窒化物半導体層とは反対側の表面を覆う表面被覆部をさらに有しており、前記ｎ型電極が、前記Ａｇを含む金属膜に接続され、前記表面被覆部上に露出したｎ側外部接続部をさらに有している、請求項２に記載の発光素子である。この構成によれば、ｎ側外部接続部を介することによって、ｎ型電極を外部のサブマウント基板に対して電気的に接続することができる。

請求項４記載の発明は、前記ｐ型電極が、前記表面被覆部上に露出したｐ側外部接続部を有している、請求項３に記載の発光素子である。この構成によれば、ｎ側外部接続部およびｐ側外部接続部の両方が表面被覆部上に露出されているので、サブマウント基板に対して発光素子における表面被覆部側を対向させることによって、サブマウント基板に発光素子をフリップチップ接続することができる。

請求項５記載の発明のように、前記絶縁膜が、ＳｉＯ_２、ＳｉＯＮおよびＳｉＮのうちの一種以上を含んでいることが好ましい。
請求項６記載の発明は、前記ｎ型電極が、前記Ａｇを含む金属膜と前記ｎ型窒化物半導体層との間に配置されたｎ側透明導電膜をさらに有している、請求項１〜５のいずれか一項に記載の発光素子である。この構成によれば、Ａｇを含む金属膜で反射した光を、ｎ側透明導電膜を透過させてｎ型窒化物半導体層から放出させることができる。

請求項７記載の発明は、前記ｎ型電極が、外部接続のためのｎ側外部接続部と、前記ｎ側外部接続部と前記Ａｇを含む金属膜との間に配置されるｎ側ストップメタルとを含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の発光素子である。この構成によれば、ｎ側外部接続部の形成のためにエッチングを行う場合、ｎ側ストップメタルによって、その直下の部材（Ａｇを含む金属膜）をエッチングから保護できる。

請求項８記載の発明は、前記ｐ型電極が、外部接続のためのｐ側外部接続部と、前記ｐ側外部接続部と前記ｐ側透明導電膜との間に配置されるｐ側ストップメタルとをさらに含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の発光素子である。この構成によれば、ｐ側外部接続部の形成のためにエッチングを行う場合、ｐ側ストップメタルによって、その直下の部材（ｐ側透明導電膜）をエッチングから保護できる。

請求項９記載の発明は、前記ｎ側外部接続部が、Ａｕを含む金属からなる、請求項３または７に記載の発光素子である。この構成によれば、ｎ側外部接続部における導電性を高めることができる。
請求項１０記載の発明は、前記ｐ側外部接続部が、Ａｕを含む金属からなる、請求項４または８に記載の発光素子である。この構成によれば、ｐ側外部接続部における導電性を高めることができる。

請求項１１記載の発明は、透明基板をさらに含み、前記ｎ型窒化物半導体層が前記透明基板上に積層されている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の発光素子である。この構成によれば、発光素子では、ｎ型窒化物半導体層から放出された光は、透明基板から外部に取り出される。
請求項１２記載の発明のように、主面を有するサブマウント基板と、前記ｐ型窒化物半導体層を前記サブマウント基板の主面に対向させて当該サブマウント基板に接合された前記発光素子とを含む、発光素子ユニットを構成することができる。また、請求項１３記載の発明のように、前記発光素子ユニットと、前記発光素子ユニットを収容した樹脂パッケージとを含む、発光素子パッケージを構成することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る発光素子の模式的な平面図である。 図２は、図１の切断面線ＩＩ−ＩＩにおける断面図である。 図３は、図１の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図である。 図４は、発光素子の模式的な斜視図である。 図５Ａは、図２に示す発光素子の製造方法を示す図解的な断面図である。 図５Ｂは、図５Ａの次の工程を示す図解的な断面図である。 図５Ｃは、図５Ｂの次の工程を示す図解的な断面図である。 図５Ｄは、図５Ｃの次の工程を示す図解的な断面図である。 図５Ｅは、図５Ｄの次の工程を示す図解的な断面図である。 図５Ｆは、図５Ｅの次の工程を示す図解的な断面図である。 図５Ｇは、図５Ｆの次の工程を示す図解的な断面図である。 図５Ｈは、図５Ｇの次の工程を示す図解的な断面図である。 図５Ｉは、図５Ｈの次の工程を示す図解的な断面図である。 図５Ｊは、図５Ｉの次の工程を示す図解的な断面図である。 図５Ｋは、図５Ｊの次の工程を示す図解的な断面図である。 図６は、サブマウントの構造を図解的に示す断面図である。 図７は、サブマウントの模式的な平面図である。 図８Ａは、発光装置の構造を図解的に示す断面図である。 図８Ｂは、発光装置の構成例を示す図解的な斜視図である。 図９は、発光素子パッケージの模式的な斜視図である。 図１０は、変形例に係る発光素子の断面図であって、図２に対応している。

以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る発光素子１の模式的な平面図である。図２は、図１の切断面線ＩＩ−ＩＩにおける断面図である。図３は、図１の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図である。図４は、発光素子１の模式的な斜視図である。
発光素子１は、透明基板２と、ｎ型窒化物半導体層３と、発光層４と、ｐ型窒化物半導体層５と、ｎ型電極３５と、ｐ型電極４０と、絶縁膜８と、絶縁管層９と、バリア層１５と、接合層１６とを備えている。ｎ型電極３５は、ｎ型窒化物半導体層３に接続されており、ｎ側外部接続部１０と、金属膜３６と、第１コンタクト１１と、ｎ側ストップメタル３７と、ｎ側透明導電膜１８とを有している。ｐ型電極４０は、ｐ型窒化物半導体層５に接続されており、ｐ側透明導電膜６と、ｐ側外部接続部１２と、第２コンタクト１３と、ｐ側ストップメタル１４とを有している。

透明基板２上に、ｎ型窒化物半導体層３、発光層４、ｐ型窒化物半導体層５、ｐ側透明導電膜６および金属膜３６が、この順番で積層されている。
透明基板２は、発光層４の発光波長（たとえば４５０ｎｍ）に対して透明な材料（たとえばサファイア、ＧａＮまたはＳｉＣ）からなり、所定の厚さを有している。透明基板２は、その厚さ方向から見た平面視において、図２における左右方向に長手方向を有し、図２における奥行き方向に短手方向を有する矩形形状に形成されている（図１参照）。透明基板２の長手方向寸法は、たとえば、約１０００μｍであり、透明基板２の短手方向寸法は、たとえば、約５００μｍである。透明基板２では、図２における下面が表面２Ａであり、図２における上面が裏面２Ｂである。表面２Ａは、光が取り出される光取出し面である。裏面２Ｂは、透明基板２におけるｎ型窒化物半導体層３との接合面である。透明基板２の裏面２Ｂには、ｎ型窒化物半導体層３側へ突出する凸部１７が複数形成されている。複数の凸部１７は、離散配置されている。具体的には、複数の凸部１７は、透明基板２の裏面２Ｂにおいて、互いに間隔を空けて行列状に配置されていてもよいし、千鳥状に配置されていてもよい。各凸部１７は、ＳｉＮで形成されていてもよい。

ｎ型窒化物半導体層３は、透明基板２上に積層されている。ｎ型窒化物半導体層３は、透明基板２の裏面２Ｂの全域を覆っている。ｎ型窒化物半導体層３は、ｎ型の窒化物半導体（たとえば、ＧａＮ）からなっていて、発光層４の発光波長に対して透明である。「発光波長に対して透明」とは、具体的には、たとえば、発光波長の透過率が６０％以上の場合をいう。ｎ型窒化物半導体層３について、図２において透明基板２の裏面２Ｂを覆う下面を表面３Ａといい、表面３Ａとは反対側の上面を裏面３Ｂということにする。透明基板２の厚さ方向（ｎ型窒化物半導体層３の厚さ方向でもある）から見た平面視において、ｎ型窒化物半導体層３の裏面３Ｂの端部には、表面３Ａ側へ凹んだ段付部分３Ｃが形成されている。

発光層４は、ｎ型窒化物半導体層３上に積層されている。発光層４は、ｎ型窒化物半導体層３の裏面３Ｂにおいて段付部分３Ｃ以外の全域を覆っている。発光層４は、この実施形態では、Ｉｎを含む窒化物半導体（たとえばＩｎＧａＮ）からなり、その厚さは、たとえば、約１００ｎｍである。発光層４の発光波長は、たとえば４４０ｎｍ〜４６０ｎｍである。

ｐ型窒化物半導体層５は、発光層４と同一パターンで発光層４上に積層されている。そのため、平面視において、ｐ型窒化物半導体層５の領域は、発光層４の領域と一致している。ｐ型窒化物半導体層５は、ｐ型の窒化物半導体（たとえば、ＧａＮ）からなっていて、発光層４の発光波長に対して透明である。このように、ｎ型半導体層であるｎ型窒化物半導体層３とｐ型半導体層であるｐ型窒化物半導体層５とで発光層４を挟んだ発光ダイオード構造が形成されている。ｐ型窒化物半導体層５の厚さは、たとえば、約２００ｎｍである。この場合、ｎ型窒化物半導体層３、発光層４およびｐ型窒化物半導体層５の全体の厚さは、たとえば、約４．５μｍである。

ｐ側透明導電膜６は、ｐ型窒化物半導体層５と同一パターンでｐ型窒化物半導体層５上に積層され、ｐ型窒化物半導体層５に接続されている。ｐ側透明導電膜６は、ＺｎＯ（酸化亜鉛）またはＩＴＯ（酸化インジウム錫）からなり、発光層４の発光波長に対して透明である。この実施形態では、ｐ側透明導電膜６は、ＩＴＯからなる。ｐ側透明導電膜６の厚さは、たとえば約１００ｎｍ〜２００ｎｍである。また、平面視におけるｐ側透明導電膜６は、たとえば、約５００μｍの短辺と約１０００μｍの長辺とを有する長方形状である。図２におけるｐ型窒化物半導体層５の上下の面が、ｐ型窒化物半導体層５の主面５Ａであり、この主面５Ａに垂直な方向は、透明基板２の厚さ方向であり、ｎ型窒化物半導体層３、発光層４、ｐ型窒化物半導体層５、ｐ側透明導電膜６および金属膜３６の積層方向でもある。

金属膜３６は、Ａｇを含んでいる。詳しくは、金属膜３６は、Ａｇと、Ｐｄ（パラジウム）、Ｎｄ（ネオジム）およびＢｉ（ビスマス）の少なくともいずれかとを含む合金からなる。各材料の配合比率は、Ａｇが９８％程度であり、Ｐｄ、ＮｄおよびＢｉの少なくともいずれかが数％程度である。金属膜３６は、ｐ側透明導電膜６上に配置されていて、ｐ側透明導電膜６に対して前記積層方向に間隔を開けて非接触状態で対向している。平面視における金属膜３６は、ｐ側透明導電膜６とほぼ同じ大きさを有する長方形状である。図２における金属膜３６の右端部には、金属膜３６を厚さ方向に貫通する貫通穴３９が、金属膜３６の短手方向（透明基板２の短手方向でもあり、図２の奥行き方向）に３つ並んで形成されている（図１参照）。

ｎ側ストップメタル３７は、金属膜３６上（図２において貫通穴３９より左側の領域）に積層されている。ｎ側ストップメタル３７は、平面視において金属膜３６とほぼ同じ大きさ（図２では金属膜３６より若干小さい）を有する長方形状である。ｎ側ストップメタル３７は、導電性材料で形成されており、具体的には、Ｃｒ（クロム）およびＰｔ（白金）を金属膜３６側からこの順番で積層することで構成されている。

絶縁膜８は、ＳｉＯ_２（酸化シリコン）、ＳｉＯＮ（窒化酸化シリコン）およびＳｉＮ（窒化シリコン）のうちの一種以上を含む絶縁性材料（この実施形態ではＳｉＮ）で形成されている。絶縁膜８は、間隔充填部８Ａと、表面被覆部８Ｂと、延設部８Ｃとを一体的に有している。間隔充填部８Ａは、ｐ側透明導電膜６と金属膜３６との間に介在されていて、ｐ側透明導電膜６と金属膜３６との間隔を充填している。表面被覆部８Ｂは、金属膜３６のｐ型窒化物半導体層６とは反対側の表面３６Ａ（図２における上面）と、ｎ側ストップメタル３７の金属膜３６とは反対側の表面３７Ａとを部分的に覆っている。詳しくは、表面被覆部８Ｂは、平面視における表面３６Ａおよび表面３７Ａの外周部分を全域に亘って覆っている。また、表面被覆部８Ｂは、表面３６Ａにおいて金属膜３６の各貫通穴３９の周囲の部分と各貫通穴３９よりも図２における右側の全領域とを覆っている。間隔充填部８Ａおよび表面被覆部８Ｂの一部は、各貫通穴３９に入り込んでいる。延設部８Ｃは、平面視における表面被覆部８Ｂの端部（間隔充填部８Ａの端部でもある）から透明基板２側へ延びている。延設部８Ｃは、平面視における発光層４、ｐ型窒化物半導体層５、ｐ側透明導電膜６および金属膜３６のそれぞれの外側端面と、ｎ型窒化物半導体層３の段付部分３Ｃとを全域に亘って覆っている。発光層４の外側端面は、発光層４においてｎ型窒化物半導体層３およびｐ型窒化物半導体層５の間から露出した端面４Ａである。

絶縁管層９は、絶縁性材料（ここでは、絶縁膜８と同じ材料）で形成されている。絶縁管層９は、絶縁膜８の間隔充填部８Ａから連続しており、透明基板２の厚さ方向に沿って透明基板２側へ延びる管状の層であり、絶縁膜８の一部とみなすことができる。この実施形態では、絶縁管層９は、直線的な円管状であり、その外側の直径は、３０μｍ以上５０μｍ以下であり、その厚さは１０μｍ〜２０μｍ程度である。絶縁管層９は、ｐ側透明導電膜６、ｐ型窒化物半導体層５および発光層４を貫通して、ｎ型窒化物半導体層３の厚さ途中まで到達している。

絶縁管層９は、複数設けられており、複数の絶縁管層９は、平面視において離散して配置されている。具体的に、複数の絶縁管層９は、平面視において、均等に分散配置されている。
複数の絶縁管層９は、図１に示すように、平面視において交差する２方向（透明基板２の長手方向および短手方向）に沿って行列状に規則配列されていてもよいし、平面視で千鳥状に配列されていてもよい。この実施形態では、絶縁管層９の数は、１５であり、３行５列の行列状に配置されている。この場合、行方向が透明基板２の短手方向に一致し、列方向が透明基板２の長手方向に一致している。

ｎ側外部接続部１０は、発光素子１を電気的に外部接続するためのものである。図２を参照して、ｎ側外部接続部１０は、絶縁膜８の表面被覆部８Ｂ上において図２における左側に偏った領域に積層されている。ｎ側外部接続部１０は、表面被覆部８Ｂ上に露出している。ｎ側外部接続部１０は、平面視において、図１および図２における左右方向（透明基板２の長手方向）において長手の矩形状に形成されており、平面視における絶縁膜８（間隔充填部８Ａ）の半分以上の領域を占めていて、表面被覆部８Ｂを貫通してｎ側ストップメタル３７の表面３７Ａに接続されている。ｎ側外部接続部１０は、ｎ側ストップメタル３７を介して、ｎ側ストップメタル３７の下の金属膜３６に接続されている。そのため、ｎ側ストップメタル３７は、ｎ側外部接続部１０と金属膜３６との間に配置されていて、ｎ側外部接続部１０への（金属膜３６の）Ａｇの拡散を防止している。

ｎ側外部接続部１０は、導電性材料であるＡｕを含む金属からなる。たとえば、ｎ側外部接続部１０は、Ｃｒ、Ｐｔ（プラチナ）およびＡｕＳｎ（金錫）を、ｎ側ストップメタル３７の表面３７Ａに近い側（透明基板２側）からこの順番で積層することによって構成されている。Ａｕによって、ｎ側外部接続部１０における導電性を高めることができる。ｎ側外部接続部１０の厚さは、１００ｎｍ以上であり、好ましくは、約３５０ｎｍである。図１を参照して、ｎ側外部接続部１０は、図１において左右方向に延びる１対の長手縁１０Ａと、１対の長手縁１０Ａと直交して延びる１対の短手縁１０Ｂとを含んでいる。長手縁１０Ａおよび短手縁１０Ｂは、平面視におけるｎ側外部接続部１０の外形（輪郭）を規定する辺である。

平面視において、複数の絶縁管層９のうち、１つの絶縁管層９は、矩形状のｎ側外部接続部１０の重心位置Ｇに配置されていて、残りの絶縁管層９は、重心位置Ｇを基準（対称の中心）として点対称となるように配置されている。また、複数の絶縁管層９は、ｎ側外部接続部１０の長手縁１０Ａおよび短手縁１０Ｂに沿って配置された第１縁側絶縁管層９Ａを含んでいる。図１では、１２個の第１縁側絶縁管層９Ａが、全体で矩形の額縁状をなしていて、ｎ側外部接続部１０の外形線（長手縁１０Ａおよび短手縁１０Ｂ）を縁取るように外形線に隣接して配置されている。

第１コンタクト１１は、導電性材料（ここでは、金属膜３６と同じ材料）で形成されている。第１コンタクト１１は、金属膜３６と同じ材料で形成されている場合、金属膜３６と一体化していてもよく、金属膜３６の一部と考えることもできる。第１コンタクト１１は、金属膜３６から連続しており、透明基板２の厚さ方向に沿って透明基板２側へ延びる柱状に形成されている。この実施形態では、第１コンタクト１１は、直線状の円柱形状である。第１コンタクト１１は、複数設けられている。この実施形態では、第１コンタクト１１は、絶縁管層９と同じ数（１５個）だけ設けられている。

図２を参照して、各第１コンタクト１１は、絶縁膜８の間隔充填部８Ａを貫通して、対応する絶縁管層９の中空部分に埋め込まれている。この状態で、各第１コンタクト１１は、絶縁膜８（間隔充填部８Ａ）および絶縁管層９を通って、ｎ型窒化物半導体層３に接続されている。第１コンタクト１１は、絶縁管層９を通ることによって、ｐ側透明導電膜６、ｐ型窒化物半導体層５および発光層４から分離絶縁されている。つまり、絶縁膜８（絶縁管層９を含む）は、ｎ型電極３５（第１コンタクト１１）と、ｐ型電極４０（ｐ側透明導電膜６）とを互いに絶縁している。また、絶縁膜８の間隔充填部８Ａによって、ｐ側透明導電膜６と金属膜３６との間において、ｎ型電極３５およびｐ型電極４０を互いに絶縁することもできる。

ｎ型窒化物半導体層３と、円柱形状の各第１コンタクト１１におけるｎ型窒化物半導体層３側の端部との間には、ｎ側透明導電膜１８が配置されている。ｎ側透明導電膜１８は、ＡｌまたＩＴＯからなり、平面視で、少なくとも第１コンタクト１１と一致する円形状をなしている。ｎ側透明導電膜１８は、ＴｉおよびＡｌを透明基板２側からこの順番で積層することによって構成されてもよい。第１コンタクト１１（金属膜３６）は、ｎ側透明導電膜１８を介することによってｎ型窒化物半導体層３にオーミック接触することができる。

この実施形態では、ｎ側透明導電膜１８は、平面視において、第１コンタクト１１が埋め込まれた絶縁管層９と輪郭が一致する円形状をなしている。なお、ｎ側透明導電膜１８の直径は、たとえば２０μｍ以上４０μｍ以下であってもよく、第１コンタクト１１の寸法誤差や隣り合う第１コンタクト１１の間隔の誤差を踏まえると、好ましくは、３０μｍ程度である。ｎ側透明導電膜１８の直径を２０μｍよりも小さくすると、ｎ側透明導電膜１８における電気抵抗（接触抵抗）が増大する。

図１を参照して、平面視において、円管状の絶縁管層９の円中心と、絶縁管層９の中空部分に埋め込まれた円柱状の第１コンタクト１１の円中心とは、一致している。したがって、平面視において、複数の第１コンタクト１１は、複数の絶縁管層９と同じ配列パターンで配列されている。つまり、複数の第１コンタクト１１は、平面視において、行列状をなすように、均等に分散配置されている。

ｐ側外部接続部１２は、ｎ側外部接続部１０とともに、発光素子１を電気的に外部接続するためのものである。図２を参照して、ｐ側外部接続部１２は、この実施形態では、ｎ側外部接続部１０と同じ材料（Ａｕを含む金属）からなり、絶縁膜８（表面被覆部８Ｂ）上において図２における右側に偏った領域に積層されている。Ａｕによって、ｐ側外部接続部１２における導電性を高めることができる。ｐ側外部接続部１２は、表面被覆部８Ｂ上に露出している。ｐ側外部接続部１２は、平面視において、ｎ側外部接続部１０よりも小さいが、たとえば、ｎ側外部接続部１０と同じ厚さを有している。ｐ側外部接続部１２は、ｎ側外部接続部１０の長手方向（図１および図２における左右方向）に対して直交する方向（図２の紙面に直交する方向）に長手である（図１参照）。絶縁膜８上において、左側に偏って形成されたｎ側外部接続部１０と、右側に偏って形成されたｐ側外部接続部１２とは、たとえば約６０μｍの距離を隔てることによって分離絶縁されている。

第２コンタクト１３は、導電性材料（ここでは、ｐ側外部接続部１２と同じ材料）で形成されている。第２コンタクト１３は、ｐ側外部接続部１２から連続しており、透明基板２の厚さ方向に沿って透明基板２側へ延びる柱状に形成されている。第２コンタクト１３は、複数（ここでは、３つ）設けられている。複数の第２コンタクト１３は、ｐ側外部接続部１２の長手方向（図２の紙面に直交する方向）に沿って並んでいる（図１参照）。各第２コンタクト１３は、絶縁膜８を貫通しつつ、金属膜３６におけるいずれかの貫通穴３９（透明基板２の短手方向で同じ位置にある貫通穴３９）に挿通された状態で、ｐ側透明導電膜６の表面６Ａ（図２における上面）の手前まで延びている。

第２コンタクト１３（第２コンタクト１３をｐ側外部接続部１２の一部とする場合には、ｐ側外部接続部１２）は、Ｃｒ、ＰｔおよびＡｕＳｎを、透明基板２側からこの順番で積層することによって構成されていてもよい。
ｐ側ストップメタル１４は、ｐ側透明導電膜６の表面６Ａにおいて、平面視で各第２コンタクト１３と一致する位置に積層されており、平面視において第２コンタクト１３よりも大きく形成されている。ｐ側ストップメタル１４は、導電性材料で形成されており、具体的には、Ｃｒ（クロム）およびＰｔ（白金）をｐ側透明導電膜６側からこの順番で積層することで構成されている。ｐ側ストップメタル１４は、ｐ側透明導電膜６と第２コンタクト１３（ｐ側外部接続部１２）との間に配置されていて、ｐ側外部接続部１２の材料がｐ側透明導電膜６に拡散することを防止している。第２コンタクト１３は、ｐ側ストップメタル１４を介してｐ側透明導電膜６に接続されている。そのため、第２コンタクト１３につながったｐ側外部接続部１２は、第２コンタクト１３およびｐ側ストップメタル１４を介して、ｐ側透明導電膜６に電気的に接続されている。

バリア層１５は、ｎ側外部接続部１０上に、ｎ側外部接続部１０と同一パターンで積層されているとともに、ｐ側外部接続部１２上に、ｐ側外部接続部１２と同一パターンで積層されている。バリア層１５は、Ｔｉ（チタン）およびＰｔをｎ側外部接続部１０およびｐ側外部接続部１２側からこの順番で積層して構成されている。
接合層１６は、ｎ側外部接続部１０上のバリア層１５上に、ｎ側外部接続部１０と同一パターンで積層されているとともに、ｐ側外部接続部１２上のバリア層１５上に、ｐ側外部接続部１２と同一パターンで積層されている。接合層１６は、たとえば、Ａｇ、ＴｉもしくはＰｔまたはこれらの合金からなる。接合層１６は、半田またはＡｕＳｎ（金錫）からなってもよい。この実施形態では、接合層１６は、ＡｕＳｎからなる。バリア層１５によって、接合層１６からｎ側外部接続部１０およびｐ側外部接続部１２へのＳｎ（錫）の拡散が抑えられている。

接合層１６において、ｎ側外部接続部１０上およびｐ側外部接続部１２上のバリア層１５と接する面が下面であり、この下面とは反対側の上面を接合面１６Ａということにする。ｎ側外部接続部１０側の接合層１６の接合面１６Ａと、ｐ側外部接続部１２側の接合層１６の接合面１６Ａとはいずれも平坦面であり、同じ高さ位置（透明基板２の厚さ方向における位置）において面一になっている。前述したようにｎ側外部接続部１０とｐ側外部接続部１２とが分離絶縁されているので、ｎ側外部接続部１０側の接合層１６と、ｐ側外部接続部１２側の接合層１６とは、分離絶縁されている。

ｎ型窒化物半導体層３において段付部分３Ｃを除く部分と、発光層４と、ｐ型窒化物半導体層５と、ｐ側透明導電膜６とは、平面視において一致していて、図１および図２の左右方向（透明基板２の長手方向）に長手の矩形状である（図１参照）。また、ｐ側透明導電膜６に対して間隔充填部８Ａを挟んで対向している金属膜３６は、透明基板２の厚さ方向から見た平面視においてｐ側透明導電膜６と重なり合っている。図１では、平面視における金属膜３６の輪郭（外縁）と貫通穴３９の縁とが１点鎖線で示されている。説明の便宜上、平面視において、金属膜３６の輪郭の内側にｐ側透明導電膜６が位置しているが、金属膜３６の輪郭とｐ側透明導電膜６の輪郭とはほぼ一致している。また、各貫通穴３９の内側に第２コンタクト１３が位置している。

また、ｎ型窒化物半導体層３、発光層４、ｐ型窒化物半導体層５、ｐ側透明導電膜６、金属膜３６および間隔充填部８Ａのそれぞれは、絶縁管層９および第１コンタクト１１が形成されていない領域では、透明基板２の長手方向における全域に亘って存在している（図３参照）。平面視において、ｎ側外部接続部１０、ｐ側外部接続部１２、バリア層１５および接合層１６は、発光層４（ｐ型窒化物半導体層５、ｐ側透明導電膜６、金属膜３６および間隔充填部８Ａ）の内側に位置している（図１参照）。

図２を参照して、この発光素子１では、ｎ側外部接続部１０とｐ側外部接続部１２との間に順方向電圧を印加すると、ｐ側外部接続部１２からｎ側外部接続部１０へ向かって電流が流れる。電流は、ｐ側外部接続部１２からｎ側外部接続部１０へ向かって、第２コンタクト１３、ｐ側ストップメタル１４、ｐ側透明導電膜６を、この順番で流れる。ｐ側透明導電膜６は、導電性が良好なので、電流は、ｐ側透明導電膜６において平面視における全域に広がり、その後、ｐ型窒化物半導体層５、発光層４、ｎ型窒化物半導体層３、ｎ側透明導電膜１８、第１コンタクト１１、金属膜３６およびｎ側ストップメタル３７を、この順番で流れる。このように電流が流れることによって、ｎ型窒化物半導体層３から発光層４に電子が注入され、ｐ型窒化物半導体層５から発光層４に正孔が注入され、これらの正孔および電子が発光層４で再結合することにより、波長４４０ｎｍ〜４６０ｎｍの青色の光が発生する。この光は、ｎ型窒化物半導体層３および透明基板２をこの順で透過して透明基板２の表面２Ａから外部に取り出される。

この際、発光層４からｐ型窒化物半導体層５側に向かう光も存在し、この光は、ｐ型窒化物半導体層５、ｐ側透明導電膜６および間隔充填部８Ａをこの順で透過して、金属膜３６と間隔充填部８Ａとの界面で反射される。反射した光は、間隔充填部８Ａ、ｐ側透明導電膜６、ｐ型窒化物半導体層５、発光層４、絶縁管層９、ｎ側透明導電膜１８、ｎ型窒化物半導体層３および透明基板２を透過して透明基板２の表面２Ａから取り出される。つまり、発光層４からの光を、ｐ側透明導電膜６を透過させて金属膜３６で反射させ、再びｐ側透明導電膜６を透過させてｎ型窒化物半導体層３から放出させることができる。

また、金属膜３６で反射されずに、金属膜３６の貫通穴３９内を進む光も存在し、この光は、第２コンタクト１３および絶縁膜８を透過して、絶縁膜８とｎ側外部接続部１０およびｐ側外部接続部１２との界面で反射される。反射した光は、貫通穴３９から、絶縁膜８、絶縁管層９、ｐ側透明導電膜６、ｐ型窒化物半導体層５、発光層４、ｎ側透明導電膜１８、ｎ型窒化物半導体層３および透明基板２を透過して透明基板２の表面２Ａから取り出される。つまり、この発光素子１は、第１の反射電極層としての第１金属膜７のほかに、第２の反射電極層としてのｎ側外部接続部１０およびｐ側外部接続部１２を備えている。第１および第２電極層１０，１２が反射電極層としての機能を有すためには、第１および第２電極層１０，１２の厚さは、１００ｎｍ以上である必要がある。また、金属膜３６で反射した光がｎ側透明導電膜１８に向かう場合には、この光を、ｎ側透明導電膜１８を透過させてｎ型窒化物半導体層３から放出させることができる。

前述したように、透明基板２の裏面２Ｂには、複数の凸部１７が形成されている。これらの凸部１７によって、ｎ型窒化物半導体層３側から透明基板２へ向かって様々な角度から透明基板２の裏面２Ｂに入射される光が透明基板２の裏面２Ｂで全反射することを抑制できる。これにより、ｎ型窒化物半導体層３から透明基板２へ向かう光が、ｎ型窒化物半導体層３と透明基板２との界面においてｎ型窒化物半導体層３側へ反射することが抑制される。また、各凸部１７は、ｎ型窒化物半導体層３内で乱反射することでとどまっている光を透明基板２側へ導くこともできる。よって、光の取り出し効率が向上する。

以上のように、発光素子１では、Ａｇを含む金属膜３６がｎ型電極３５となっているから、Ａｇがイオン化されたとしても、Ａｇイオンは、ｐ型電極４０側へ引き寄せられないので、マイグレーションが生じない。また、ｎ型電極３５では、Ａｇがイオン化されたとしても、電子によってＡｇイオンが還元され続けるので、Ａｇイオンが存在しにくい。よって、Ａｇのマイグレーションを抑制することができる。

また、Ａｇを含む金属膜３６は、平面視において、ｐ型電極４０のｐ側透明導電膜６と重なり合っている（図１参照）。そのため、発光層４からの光は、直ちにｎ型窒化物半導体層３から放出されずに、一旦ｐ型窒化物半導体層５およびｐ側透明導電膜６を透過したとしても、Ａｇを含む金属膜３６で反射した後にｎ型窒化物半導体層３から放出される。よって、光の取り出し効率が高い発光素子１を提供することができる。

図５Ａ〜図５Ｋは、図２に示す発光素子の製造方法を示す図解的な断面図である。
まず、図５Ａに示すように、透明基板２の裏面２Ｂに、ＳｉＮからなる層（ＳｉＮ層）を形成し、レジストパターン（図示せず）をマスクとするエッチングにより、このＳｉＮ層を、複数の凸部１７に分離する。次いで、透明基板２を反応容器（図示せず）内に配置して反応容器内にガス（シランガス等）を流すことによって、透明基板２の裏面２Ｂ上に半導体層をエピタキシャル成長させる処理が行われる。その際、ガスの流量比を変えることで、透明基板２の裏面２Ｂ上に、ｎ型窒化物半導体層３、発光層４およびｐ型窒化物半導体層５を、この順番で連続的に形成することができる。

次いで、図５Ｂに示すように、たとえばリフトオフ法を用いて、ｐ側透明導電膜６をパターン形成する。なお、エッチングによってｐ側透明導電膜６を形成してもよい。ｐ側透明導電膜６は、各絶縁管層９（図１および図２参照）と一致する位置に、ｐ側透明導電膜６を貫通する貫通穴１９を有するパターンに形成され、各貫通穴１９からｐ型窒化物半導体層５が露出することになる。

次いで、図５Ｃに示すように、ｐ側透明導電膜６の上にレジストパターン２２を形成する。レジストパターン２２には、平面視でｐ側透明導電膜６の各貫通穴１９と一致する位置に、貫通穴１９と同じ大きさの開口２３が形成されている。開口２３は、平面視で同じ位置にある貫通穴１９に連続している。また、平面視において、レジストパターン２２は、ｎ型窒化物半導体層３の段付部分３Ｃが位置する予定の部分には存在しない。

次いで、レジストパターン２２をマスクとするドライエッチングにより、ｐ型窒化物半導体層５、発光層４およびｎ型窒化物半導体層３のそれぞれを選択的に除去する。これにより、平面視においてレジストパターン２２の各開口２３と一致する位置には、ｐ型窒化物半導体層５および発光層４を貫通して、ｎ型窒化物半導体層３の厚さ途中まで到達するトレンチ２４（この実施形態では円筒状のトレンチ）が形成され、ｎ型窒化物半導体層３に段付部分３Ｃが形成される。各トレンチ２４は、平面視で同じ位置にある開口２３および貫通穴１９に連続している。平面視で同じ位置で連続する貫通穴１９およびトレンチ２４は、１つのトレンチ２５を構成している。トレンチ２５は、平面視で絶縁管層９と一致する複数（ここでは、１５個）の分散した位置に形成されている。各トレンチ２５は、この実施形態では、透明基板２の厚さ方向に直線的に延びる円筒状であり、その断面の円形状は、透明基板２の厚さ方向におけるいずれの位置でも同じ大きさである。各トレンチ２５は、ｐ側透明導電膜６、ｐ型窒化物半導体層５および発光層４を貫通して、ｎ型窒化物半導体層３の厚さ途中まで到達している。トレンチ２５の半導体層表面（ｐ型窒化物半導体層５の表面）からの深さ（透明基板２の厚さ方向における寸法）は、たとえば、約１．５μｍである。また、ｐ側透明導電膜６、ｐ型窒化物半導体層５および発光層４のそれぞれにおいて平面視で段付部分３Ｃと一致する部分（図５Ｂ参照）は、ドライエッチングによるトレンチ２５の形成と同時に除去されている。

次いで、レジストパターン２２を除去してから、図５Ｄに示すように、ｐ側透明導電膜６上において平面視で第２コンタクト１３（図２参照）と一致する予定の位置に、たとえばリフトオフ法を用いて、ｐ側ストップメタル１４を形成する。また、各トレンチ２５の底（ｎ型窒化物半導体層３が露出されている部分）に、ｎ側透明導電膜１８を形成する。
次いで、図５Ｅに示すように、ｐ側透明導電膜６上およびｐ側ストップメタル１４上に、たとえばＣＶＤ法によって、ＳｉＮからなる層（ＳｉＮ層）２６を形成する。ＳｉＮ層２６は、各トレンチ２５内に埋め尽くされるとともに、平面視における発光層４、ｐ型窒化物半導体層５およびｐ側透明導電膜６のそれぞれの外側端面と、ｎ型窒化物半導体層３の段付部分３Ｃとを全域に亘って覆うように形成される。ＳｉＮ層２６において、ｐ側透明導電膜６上およびｐ側ストップメタル１４上にある部分は、絶縁膜８の間隔充填部８Ａとなる。ＳｉＮ層２６において、平面視における発光層４、ｐ型窒化物半導体層５およびｐ側透明導電膜６のそれぞれの外側端面と、ｎ型窒化物半導体層３の段付部分３Ｃとを覆っている部分は、延設部８Ｃとなる。また、ＳｉＮ層２６において、トレンチ２５内に埋め込まれた部分は、絶縁管層９を形成することになる。

次いで、図５Ｆに示すように、絶縁膜８（間隔充填部８Ａ）上に、レジストパターン２７を形成する。レジストパターン２７には、平面視で各第１コンタクト１１（図２参照）と一致する予定の位置に、開口２８が形成されている。
次いで、レジストパターン２７をマスクとするドライエッチングにより、絶縁膜８（間隔充填部８Ａ）と、各トレンチ２５内のＳｉＮ層２６とを選択的に除去する。これにより、平面視においてレジストパターン２７の各開口２８と一致する位置の絶縁膜８およびＳｉＮ層２６がレジストパターン２７側から除去される。このドライエッチングの条件は、各トレンチ２５の底面のｎ側透明導電膜１８がエッチングされない条件になっている。そのため、各開口２８におけるエッチングは、トレンチ２５の底面におけるｎ側透明導電膜１８の手前でストップする。これにより、平面視においてレジストパターン２２の各開口２８と一致する位置には、絶縁膜８およびＳｉＮ層２６を貫通してｎ側透明導電膜１８まで到達するトレンチ３０が形成される。

トレンチ３０は、透明基板２の厚さ方向に延びる円筒状であり、その断面の円形状は、透明基板２の厚さ方向における全域に亘って同じ大きさである。トレンチ３０は、第１コンタクト１１と同じ数（ここでは、１５個）形成されていて、各トレンチ３０は、いずれかのトレンチ２５の内側に配置されている。各トレンチ２５がｎ型窒化物半導体層３の厚さ途中まで到達しているので、各トレンチ３０も、ｎ型窒化物半導体層３の厚さ途中まで到達している。各トレンチ３０の底では、ｎ側透明導電膜１８が露出されている。各トレンチ２５内に埋め尽くされたＳｉＮ層２６は、トレンチ３０が形成されることによって、絶縁管層９となる。

次いで、レジストパターン２７を除去してから、図５Ｇに示すように、たとえば蒸着により、Ａｇ（またはＡｇ合金）からなる層（Ａｇ層３３）を絶縁膜８（間隔充填部８Ａ）上の全域に形成する。Ａｇ層３３は、各トレンチ３０内に埋め尽くされる。トレンチ３０内のＡｇ層３３は、第１コンタクト１１となる。
次いで、図５Ｈに示すように、レジストパターン（図示せず）をマスクとするエッチングにより、間隔充填部８Ａ上のＡｇ層３３をパターニングする。これにより、間隔充填部８Ａ上のＡｇ層３３は、貫通穴３９を有する金属膜３６となる。

次いで、金属膜３６上において平面視でｎ側外部接続部１０（図２参照）と一致する予定の位置（図５Ｈにおいて貫通穴３９よりも左側の位置）に、たとえばリフトオフ法を用いて、ｎ側ストップメタル３７を形成する。
次いで、図５Ｉに示すように、ｎ側ストップメタル３７上、金属膜３６上（ｎ側ストップメタル３７からはみ出た領域）および間隔充填部８Ａ上（金属膜３６からはみ出た領域）に、たとえばＣＶＤ法によって、ＳｉＮからなる層（ＳｉＮ層）２６を形成する。ＳｉＮ層２６は、平面視におけるｎ側ストップメタル３７および金属膜３６のそれぞれの外側端面を覆い、金属膜３６の貫通穴３９を埋め尽くすように形成される。ＳｉＮ層２６において、金属膜３６上およびｎ側ストップメタル３７上にある部分は、絶縁膜８の表面被覆部８Ｂとなる。これにより、絶縁膜８が完成する。

次いで、図５Ｊに示すように、絶縁膜８（表面被覆部８Ｂ）上に、レジストパターン４２を形成する。レジストパターン４２には、平面視でｎ側外部接続部１０（図２参照）と一致する予定の位置に、開口４３が形成されていて、平面視で各第２コンタクト１３（図２参照）と一致する予定の位置に、開口２９が形成されている。平面視において、開口４３は、ｎ側ストップメタル３７の輪郭よりも内側にあり、開口２９は、金属膜３６の貫通穴３９やｐ側ストップメタル１４の輪郭よりも内側にある。

次いで、レジストパターン４２をマスクとするドライエッチングにより、絶縁膜８を選択的に除去する。これにより、平面視においてレジストパターン４２の開口４３および各開口２９と一致する位置の絶縁膜８がレジストパターン４２側から除去される。
開口４３におけるエッチングは、ｎ側ストップメタル３７で停止する。つまり、ｎ側ストップメタル３７が、その直下にある金属膜３６をドライエッチングから保護するので、金属膜３６までエッチングされてしまうことを防止できる。その結果、平面視においてレジストパターン４２の開口４３と一致する位置には、絶縁膜８を貫通して金属膜３６まで到達するトレンチ４４が形成される。

また、各開口２９におけるエッチングは、ｐ側ストップメタル１４で停止する。つまり、ｐ側ストップメタル１４が、その直下にあるｐ側透明導電膜６をドライエッチングから保護するので、ｐ側透明導電膜６までエッチングされてしまうことを防止できる。その結果、平面視においてレジストパターン４２の各開口２９と一致する位置には、絶縁膜８を貫通してｐ側ストップメタル１４まで到達するトレンチ３１が形成される。トレンチ３１は、第２コンタクト１３と同じ数（ここでは、３個）だけ形成され、これらのトレンチ３１は、平面視における透明基板２の短手方向（図５Ｊの紙面に直交する方向）において等間隔で並んでいる。

次いで、レジストパターン４２を除去してから、図５Ｋに示すように、たとえば蒸着により、Ａｕを含む金属からなる層（Ａｕ層３２）を絶縁膜８上の全域に形成する。Ａｕ層３２は、トレンチ４４内および各トレンチ３１内に埋め尽くされる。トレンチ４４内のＡｕ層３２は、ｎ側外部接続部１０の一部となり、トレンチ３１内のＡｕ層３２は、第２コンタクト１３となる。

次いで、絶縁膜８上のＡｕ層３２上の全域に、たとえばスパッタ法によって、Ｔｉからなる層（Ｔｉ層）と、Ｐｔからなる層（Ｐｔ層）とをＡｕ層３２側からこの順番で積層する。これにより、Ｔｉ層およびＰｔ層の積層構造からなるバリア層１５がＡｕ層３２上に形成される。
次いで、バリア層１５上の全域に、たとえば電解めっき法によって、ＡｕＳｎからなる層（ＡｕＳｎ層）を形成する。ＡｕＳｎ層は、接合層１６である。

次いで、レジストパターン（図示せず）をマスクとして用いるエッチングにより、絶縁膜８上のＡｕ層３２、バリア層１５および接合層１６のそれぞれを、平面視における透明基板２の長手方向において、第２コンタクト１３と、トレンチ４４内のＡｕ層３２との間で二分する。これにより、図２に示すように、絶縁膜８上のＡｕ層３２において、平面視でトレンチ４４内を埋め尽くした部分が、ｎ側外部接続部１０となり、平面視で全ての第２コンタクト１３を覆う部分が、ｐ側外部接続部１２となる。ｎ側外部接続部１０およびｐ側外部接続部１２は、分離絶縁された状態で絶縁膜８上に形成されていて、絶縁膜８の表面被覆部８Ｂから外部（図２における上方）にはみ出ている。ｎ側外部接続部１０が形成されることでｎ型電極３５が完成し、ｐ側外部接続部１２が形成されることでｐ型電極４０が完成する。以上の結果、発光素子１が完成する。

発光素子１は、たとえば、透明基板２の元基板としての１枚のウエハ（図示せず）上に多数同時に形成される。そこで、必要に応じてウエハを研削・研磨して厚みを調整した後に、ウエハを、レーザスクライバ等を用いてダイシングすると、最終的に図１〜図４に示す構造の発光素子１が個別に切り出される。
前述したように、絶縁膜８上にＡｕ層３２を形成する際に（図５Ｋ参照）、各トレンチ３１内にＡｕ層３２を埋め尽くすと、絶縁膜８には、各トレンチ３１の跡９０が凹みとなって現れ、最終的には、第２電極１２上の接合層１６の接合面１６Ａにも現れる（図４参照）。しかし、複数のトレンチ３１は、透明基板２の短手方向において間隔を隔てているので（図１参照）、これらのトレンチ３１が１列につながっている場合に比べて、各トレンチ３１の跡９０は、とても小さく目立たない。そのため、第２電極１２上の接合層１６の接合面１６Ａはほとんど平坦になる。

図６は、サブマウントの構造を図解的に示す断面図である。
図６に二点鎖線で示すように、発光素子１は、接合層１６によってサブマウント５０に接合され、発光素子１およびサブマウント５０は、発光素子ユニット６４を構成する。
サブマウント５０は、サブマウント基板５１と、絶縁層５２と、電極層５３と、接合層５４とを備えている。

サブマウント基板５１はたとえばＳｉからなる。絶縁層５２は、たとえばＳｉＯ_２からなり、サブマウント基板５１の主面５１Ａ（図６における上面）の全域を覆っている。
電極層５３は、たとえばＡｌからなる。電極層５３は、絶縁層５２上において分離された２つの領域に設けられており、図６では、２つの電極層５３が、左右に隔てた状態で絶縁層５２上に形成されている。２つの電極層５３のうち、図６における左側の電極層５３を第１マウント電極層５３Ａといい、図６における右側の電極層５３を第２マウント電極層５３Ｂということにする。第１マウント電極層５３Ａと第２マウント電極層５３Ｂとは、第１電極１１および第２電極１２の間隔とほぼ等しい間隔、たとえば、６０μｍ程度の間隔を隔てて分離絶縁されて配置されている。

接合層５４は各電極層５３上に積層されている。接合層５４は、この実施形態では、サブマウント基板５１側のＴｉ層５５と、Ｔｉ層５５上に積層されたＡｕ層５６とを含む２層構造である。接合層５４において電極層５３に接触している面とは反対側の面（図６における上面）が、表面５４Ａとされる。表面５４Ａは、平坦面であり、各電極層５３上の接合層５４の表面５４Ａは、面一になっている。

図７は、サブマウントの模式的な平面図である。
平面視において、第１マウント電極層５３Ａ上の接合層５４は、発光素子１のｎ側外部接続部１０上の接合層１６と同じ大きさであり、第２マウント電極層５３Ｂ上の接合層５４は、発光素子１のｐ側外部接続部１２上の接合層１６と同じ大きさである（図１参照）。

図８Ａは、発光装置の構造を図解的に示す断面図である。
図８Ａを参照して、発光装置６０は、発光素子ユニット６４（発光素子１およびサブマウント５０）と、支持基板６１とを含んでいる。
支持基板６１は、絶縁性材料で形成された絶縁基板６２と、絶縁基板６２の両端から露出するように設けられて、発光素子１と外部とを電気的に接続する金属製の一対のリード６３とを有している。絶縁基板６２は、たとえば平面視矩形に形成されており、その対向する一対の辺に沿って一対のリード６３がそれぞれ帯状に形成されている。各リード６３は、絶縁基板６２の一対の端縁に沿って、上面から側面を渡って下面に至るように折り返され、横向きＵ字形断面を有するように形成されている。

発光素子ユニット６４の組立に際しては、たとえば、サブマウント５０を、図８Ａに示すように、接合層５４の表面５４Ａが上を向くような姿勢にする。また、図２に示す発光素子１を、接合層１６の接合面１６Ａが下を向くような姿勢（図２とは上下が逆の姿勢）にし、図８Ａの姿勢にあるサブマウント５０に対して上から対向させる。このとき、発光素子１では、ｐ型窒化物半導体層５がサブマウント５０のサブマウント基板５１の主面５１Ａに対して上から対向している。

発光素子１をサブマウント５０に接近させると、図８Ａに示すように、発光素子１の接合層１６の接合面１６Ａと、サブマウント５０の接合層５４の表面５４Ａとが面接触する。具体的には、ｎ側外部接続部１０側の接合層１６の接合面１６Ａが、第１マウント電極層５３Ａ側の接合層５４の表面５４Ａに対して面接触し、ｐ側外部接続部１２側の接合層１６の接合面１６Ａが、第２マウント電極層５３Ｂ側の接合層５４の表面５４Ａに対して面接触する。この状態でリフロー（熱処理）を行えば、ｎ側外部接続部１０と第１マウント電極層５３Ａとが接合層１６，５４を介して接合され、かつｐ側外部接続部１２と第２マウント電極層５３Ｂとが接合層１６，５４を介して接合される。接合層１６と接合層５４とが融解・固着して互いに接合すると、発光素子１が、電極層５３および接合層５４を介してサブマウント５０のサブマウント基板５１に接合され、サブマウント５０にフリップチップ接続される。ｎ側外部接続部１０およびｐ側外部接続部１２の両方が表面被覆部８Ｂ上に露出されているので、サブマウント基板５１に対して発光素子１における表面被覆部８Ｂ側を対向させることによって、サブマウント基板５１に発光素子１をフリップチップ接続することができる。つまり、ｎ側外部接続部１０およびｐ側外部接続部１２を介することによって、ｎ型電極３５およびｐ型電極４０を外部のサブマウント基板５１に対して電気的に接続することができる。フリップチップ接続の結果、発光素子１とサブマウント５０とが一体化した発光素子ユニット６４が得られる。

前述したように、第２電極１２上の接合層１６の接合面１６Ａには、各トレンチ３１の跡９０があるがとても小さいので、この接合面１６Ａは、ほとんど平坦である（図４参照）。そのため、この接合面１６Ａと、第２マウント電極層５３Ｂ側の接合層５４の表面５４Ａとの面接触に対して、各トレンチ３１の跡９０が影響を与えることはなく、これらの接合面１６Ａおよび表面５４Ａは、ほぼ全域に亘って面接触している。また、発光素子１側のｎ側外部接続部１０とｐ側外部接続部１２とが、約６０μｍという十分な距離を隔てていて、サブマウント５０側の第１マウント電極層５３Ａと第２マウント電極層５３Ｂとが、同様に十分な距離を隔てている。そのため、多少の取り付け誤差があっても、ｎ側外部接続部１０が第２マウント電極層５３Ｂに接続されたり、ｐ側外部接続部１２が第１マウント電極層５３Ａに接続されたりすることがないので、発光素子１をサブマウント５０に確実にフリップチップ接続できる。

サブマウント５０のサブマウント基板５１を絶縁基板６２の一表面に対向させることで、発光素子ユニット６４は、当該絶縁基板６２に接合される。そして、ｎ側外部接続部１０に接続された第１マウント電極層５３Ａと、第１マウント電極層５３Ａ側のリード６３とが、ボンディングワイヤ６５によって接続される。また、ｐ側外部接続部１２に接続された第２マウント電極層５３Ｂと、第２マウント電極層５３Ｂ側のリード６３とが、ボンディングワイヤ６５によって接続される。これにより、発光素子ユニット６４と支持基板６１とが一体化されて発光装置６０が完成する。

図８Ｂに図解的な斜視図を示すように、支持基板６１は、長尺形状（帯状）に形成されていてもよく、このような長尺な支持基板６１の表面に、複数の発光素子ユニット６４が実装されてＬＥＤ（発光ダイオード）バーを構成していてもよい。図８Ｂには、支持基板６１の一表面に複数の発光素子ユニット６４が直線状に一列に配列された発光装置６０が示されている。このような発光装置６０は、たとえば、液晶表示装置のバックライト用光源として用いることができる。なお、支持基板６１上の複数の発光素子ユニット６４は、直線状に一列に配列されている必要はなく、２列に配列されていてもよいし、千鳥状に配列されていてもよい。また、各発光素子ユニット６４上に、蛍光体を含んだ封止樹脂をポッティングしてもよい。

図９は、発光素子ユニット６４を用いた発光素子パッケージの模式的な斜視図である。
発光素子パッケージ７０は、図８Ａに示した構造の発光装置６０と樹脂パッケージ７１と封止樹脂７２とを含んでいる。
樹脂パッケージ７１は、樹脂が充填されたリング状のケースであり、その内側に発光素子ユニット６４を収容して（覆って）側方から包囲して保護した状態で、支持基板６１に固定されている。樹脂パッケージ７１の内壁面は、発光素子ユニット６４の発光素子１から出射された光を反射させて外部へ取り出すための反射面７１ａを形成している。この実施形態では、反射面７１ａは、内方に向かうに従って支持基板６１に近づくように傾斜した傾斜面からなり、発光素子１からの光を光取り出し方向（透明基板２の法線方向）に向かって反射するように構成されている。

封止樹脂７２は、発光素子１の発光波長に対して透明な透明樹脂（たとえば、シリコーンやエポキシなど）からなり、発光素子１およびボンディングワイヤ６５などを封止している。または、この透明樹脂に蛍光体を混合してもよい。発光装置６０が青色発光し、蛍光体として黄色発光のものを配置すると、自然発光が得られる。
図９には、支持基板６１上に一つの発光素子ユニット６４が実装されている構造を示したが、むろん、支持基板６１上に複数個の発光素子ユニット６４が共通に実装されていて、それらが封止樹脂７２によって共通に封止されていてもよい。

以上のほかにも、この発明はさらに種々の実施形態をとり得る。たとえば、前述の実施形態では、第１コンタクト１１が円柱形状を有する例を示したが、第１コンタクト１１は多角柱形状を有していてもよい。また、第１コンタクト１１は、その軸直角断面形状が軸方向に沿って一様である必要はなく、たとえば、ｎ側透明導電膜１８から離れるに従って断面積が大きくなるように設計されていてもよい。また、前述の実施形態では、窒化物半導体としてＧａＮを例示したが、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）などの他の窒化物半導体が用いられてもよい。窒化物半導体は、一般には、Ａｌ_xＩｎ_yＧａ_1-x-yＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，０≦ｘ＋ｙ≦１）と表わすことができる。

また、金属膜３６におけるＡｇの拡散を一層防止するために、ＴｉＷ（チタンタングステン）、ＴｉＮ（チタンナイトライド）、ＴａＮ（タンタルナイトライド）またはＷＮ（タングステンナイトライド）からなる拡散防止膜で金属膜３６を覆ってもよい。
また、図５Ｊで説明した絶縁膜８のドライエッチングの際、エッチング条件に応じて、ｎ側ストップメタル３７およびｐ側ストップメタル１４（特にｎ側ストップメタル３７）を省略することもできる。

図１０は、変形例に係る発光素子の断面図であって、図２に対応している。
これから述べる発光素子１００において、前述した発光素子１で説明した部分と対応する部分には、同一の参照符号を付し、当該部分についての詳しい説明を省略する。前述したｎ側透明導電膜１８（図２参照）は、図１０に示す発光素子１００のように、省略され、各第１コンタクト１１がｎ型窒化物半導体層３に直接接続されていてもよい。

１ 発光素子
２ 透明基板
３ ｎ型窒化物半導体層
４ 発光層
５ ｐ型窒化物半導体層
５Ａ 主面
６ ｐ側透明導電膜
８ 絶縁膜
８Ａ 間隔充填部
８Ｂ 表面被覆部
１０ ｎ側外部接続部
１２ ｐ側外部接続部
１４ ｐ側ストップメタル
１８ ｎ側透明導電膜
３５ ｎ型電極
３６ 金属膜
３６Ａ 表面
３７ ｎ側ストップメタル
４０ ｐ型電極
５１ サブマウント基板
５１Ａ 主面
６４ 発光素子ユニット
７０ 発光素子パッケージ
７１ 樹脂パッケージ
１００ 発光素子

Claims (13)

1. ｎ型窒化物半導体層と、
   前記ｎ型窒化物半導体層に積層された発光層と、
   前記発光層に積層されたｐ型窒化物半導体層と、
   前記ｎ型窒化物半導体層に接続されたｎ型電極と、
   前記ｐ型窒化物半導体層に接続されたｐ側透明導電膜を有するｐ型電極とを含み、
   前記ｎ型電極が、前記ｐ型窒化物半導体層の主面に垂直な方向から見た平面視において前記ｐ側透明導電膜と重なり合い、Ａｇを含む金属膜を含む、発光素子。
2. 前記ｐ側透明導電膜と前記Ａｇを含む金属膜とが積層方向に間隔を開けて対向しており、
   前記ｐ側透明導電膜と前記Ａｇを含む金属膜との間隔を充填する間隔充填部を有し、前記ｎ型電極および前記ｐ型電極を互いに絶縁する絶縁膜をさらに含む、請求項１に記載の発光素子。
3. 前記絶縁膜が、前記Ａｇを含む金属膜の前記ｐ型窒化物半導体層とは反対側の表面を覆う表面被覆部をさらに有しており、
   前記ｎ型電極が、前記Ａｇを含む金属膜に接続され、前記表面被覆部上に露出したｎ側外部接続部をさらに有している、請求項２に記載の発光素子。
4. 前記ｐ型電極が、前記表面被覆部上に露出したｐ側外部接続部を有している、請求項３に記載の発光素子。
5. 前記絶縁膜が、ＳｉＯ_２、ＳｉＯＮおよびＳｉＮのうちの一種以上を含む、請求項２〜４のいずれか一項に記載の発光素子。
6. 前記ｎ型電極が、前記Ａｇを含む金属膜と前記ｎ型窒化物半導体層との間に配置されたｎ側透明導電膜をさらに有している、請求項１〜５のいずれか一項に記載の発光素子。
7. 前記ｎ型電極が、外部接続のためのｎ側外部接続部と、前記ｎ側外部接続部と前記Ａｇを含む金属膜との間に配置されるｎ側ストップメタルとを含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の発光素子。
8. 前記ｐ型電極が、外部接続のためのｐ側外部接続部と、前記ｐ側外部接続部と前記ｐ側透明導電膜との間に配置されるｐ側ストップメタルとをさらに含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の発光素子。
9. 前記ｎ側外部接続部が、Ａｕを含む金属からなる、請求項３または７に記載の発光素子。
10. 前記ｐ側外部接続部が、Ａｕを含む金属からなる、請求項４または８に記載の発光素子。
11. 透明基板をさらに含み、
    前記ｎ型窒化物半導体層が前記透明基板上に積層されている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の発光素子。
12. 主面を有するサブマウント基板と、
    前記ｐ型窒化物半導体層を前記サブマウント基板の主面に対向させて当該サブマウント基板に接合された請求項１〜１１のいずれか一項に記載の発光素子とを含む、発光素子ユニット。
13. 請求項１２に記載の発光素子ユニットと、前記発光素子ユニットを収容した樹脂パッケージとを含む、発光素子パッケージ。

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