JP2020021803A

JP2020021803A - 発光素子

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Publication number: JP2020021803A
Application number: JP2018143616A
Authority: JP
Inventors: 田中　秀俊; Hidetoshi Tanaka; 秀俊田中; 政樹米澤; Masaki Yonezawa
Original assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Current assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Priority date: 2018-07-31
Filing date: 2018-07-31
Publication date: 2020-02-06
Anticipated expiration: 2038-07-31
Also published as: JP7219391B2

Abstract

【課題】光の取り出し効率をさらに向上させることができる発光素子を提供することを目的とする。【解決手段】ｎ型半導体層と、前記ｎ型半導体層に接続され、ｎ側外部接続部と、ｎ側延伸部とを有するｎ側電極と、ｐ型半導体層と、前記ｐ型半導体層に電気的に接続された導電膜と、導電膜の上面に配置され、ｐ側外部接続部と、ｐ側延伸部とを有するｐ側電極を備える発光素子であって、前記導電膜は、複数の貫通孔を有し、前記複数の貫通孔は、平面視において、前記ｐ側延伸部の先端部と前記ｎ側外部接続部を最短で結ぶ線に平行な第１の方向に沿って設けられた長細の形状を有する第１貫通孔と、前記第１の方向とは異なり、かつ前記ｎ側延伸部と前記ｐ側延伸部とが対向する第２の方向に沿って設けられた長細の形状を有する第２貫通孔とを少なくとも有する発光素子である。【選択図】図１Ａ

Description

本発明の実施形態は、発光素子に関する。

従来から、ｎ型及びｐ型半導体層の半導体積層体において、ｐ型半導体層の一部を除去してｎ型半導体層を露出させた上にｎ電極を形成し、残りのｐ型半導体層の略全面にｐ電極が形成され、半導体積層体の電極形成面側を光取出し面とする発光素子が提案されている。このような発光素子において、より一層の光取り出しを向上させるために、ｐ電極に貫通孔を形成することにより、ｐ電極による光の吸収を抑制し、光の取出し効率を図ることが提案されている（特許文献１等）。

特開２０１２−５９７９１号公報

しかし、近年の発光素子のさらなる高輝度、高光出力化等に伴い、より一層の光取り出し効率の向上が求められている。
本発明の実施形態は、上記課題に鑑みなされたものであり、光の取り出し効率をさらに向上させることができる発光素子を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態に係る発明を以下に示す。
ｎ型半導体層と、
前記ｎ型半導体層の上面の一部を除く領域に設けられたｐ型半導体層と、
前記ｎ型半導体層の上面の一部と電気的に接続されたｎ側外部接続部と、前記ｎ側外部接続部から延伸するｎ側延伸部とを有するｎ側電極と、
前記ｐ型半導体層に電気的に接続された透光性を有する導電膜と、
該導電膜の上面に配置されたｐ側外部接続部と、前記ｐ側外部接続部から前記ｎ側外部接続部に向かって延伸するｐ側延伸部とを有するｐ側電極とを備える発光素子であって、
前記導電膜は、貫通した複数の貫通孔を有し、
前記複数の貫通孔は、平面視において、前記ｐ側延伸部の先端部と前記ｎ側外部接続部を最短で結ぶ線に平行な第１の方向に沿って設けられた長細の形状を有する第１貫通孔と、前記第１の方向とは異なり、かつ前記ｎ側延伸部と前記ｐ側延伸部とが対向する第２の方向に沿って設けられた長細の形状を有する第２貫通孔とを少なくとも有する発光素子。

本発明の実施形態によれば、光の取り出し効率をさらに向上させることができる発光素子を提供することができる

本発明の一実施形態の発光素子における電極の配置を説明するための概略平面図である。図１ＡのＩ−Ｉ’線における断面図である。図１Ａにおける発光素子の導電膜の貫通孔を説明するための概略平面図である。図１Ａにおける発光素子の電流の流れのシミュレーションを示す図である。

本発明の実施形態においては、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。以下の説明において、同一の名称、符号については同一又は同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。

本発明の実施形態の発光素子１０は、図１Ａ、図１Ｂ及び図１Ｃに示すように、主として、ｎ型半導体層と１１、ｐ型半導体層１２と、ｎ側電極２１と、ｐ型半導体層１２に電気的に接続され、複数の貫通孔を備える導電膜１５と、ｐ側電極２２とを備える。貫通孔は、所定の方向に沿って設けられた長細の形状を有する第１貫通孔１５Ａと、これとは異なる方向に沿って設けられた長細の形状を有する第２貫通孔１５Ｂを備える。
このように、異なる向きに沿った長細の形状を有する複数の貫通孔を備える導電膜１５を介してｐ型半導体層１２に電流を供給するために、貫通孔を電流の向きに沿った配置とすることによって、導電膜１５内の電流が阻害されることなく、効果的に拡散できるため、順方向電圧Ｖｆの上昇を効率的に抑制することができる。また、ｐ型半導体層１２の略全面に配置される導電膜１５による光の吸収を低減することによって、光取出し効率をも向上させることができる。

（ｎ型半導体層１１及びｐ型半導体層１２）
ｎ型半導体層１１及びｐ型半導体層１２は、半導体層から構成され、通常、これらの間に発光層１３が設けられ、ｎ型半導体層１１、発光層１３及びｐ型半導体層１２がこの順に積層されて構成される。半導体層の種類、材料は特に限定されるものではなく、例えばＩｎ_XＡｌ_YＧａ_1-X-YＮ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）等の窒化物半導体材料が好ましい。
ｎ型半導体層１１、発光層１３及びｐ型半導体層１２は、通常、基板１６上に積層されている。基板１６の材料としては、サファイア（Ａｌ₂Ｏ₃）のような絶縁性基板、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、Ｓｉ、ＧａＡｓ及び窒化物半導体と格子接合するニオブ酸リチウム、ガリウム酸ネオジウム等の酸化物基板等が挙げられる。半導体層として窒化物半導体を用いる場合には、サファイア（Ａｌ₂Ｏ₃）からなる基板１６を用いることが好ましい。基板１６は、最終的に発光素子１０から除去されていてもよい。基板１６を除去する方法は、公知のレーザリフトオフ法を利用することができる。基板１６の平面形状が正方形状である場合、基板１６の一辺の長さは、３００μｍ以上３０００μｍ以下程度とすることができ、好ましくは５００μｍ以上１５００μｍ以下程度である。
ｐ型半導体層１２は、ｎ型半導体層１１の上面の一部を除く領域に設けられている。言い換えると、ｎ型半導体層１１、発光層１３及びｐ型半導体層１２が積層された一部の領域において、少なくとも発光層１３とｐ型半導体層１２とが除去されて、ｎ型半導体層１１が発光層１３及びｐ型半導体層１２から露出する露出領域を備える。露出領域は、平面視において、発光素子１０の外周領域であってもよいし、外周領域から内側に連続して設けられていてもよい。また、露出領域の全周がｐ型半導体層１２に囲まれていてもよい。

（ｎ側電極２１及びｐ側電極２２）
ｎ側電極２１はｎ型半導体層１１の上面の一部と直接又は間接的に電気的に接続され、ｐ側電極２２はｐ型半導体層１２の上面に直接又は間接的に電気的に接続されている。特に、ｐ側電極２２は、図１Ｂに示すように、ｐ型半導体層１２との間に、ｐ側電極２２の幅と同等又はｐ側電極２２の幅よりも若干広い幅を有する絶縁膜１４を介して配置されていることが好ましい。ｎ側電極２１は、ｎ側外部接続部２１ａと、このｎ側外部接続部２１ａから延伸するｎ側延伸部２１ｂとを有する。ｐ側電極２２は、導電膜１５と、ｐ側外部接続部２２ａと、ｐ側外部接続部２２ａから延伸するｐ側延伸部２２ｂ、２２ｃとを有する。
ｎ側電極２１及びｐ側電極２２は、例えば、Ｎｉ、Ｒｈ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ等の金属又はそれらの合金による単層膜又は多層膜を用いることができる。そのなかでも、ｎ側電極２１及びｐ側電極２２にはＴｉ／Ｐｔ／ＡｕやＴｉ／Ｒｈ／Ａｕ等の積層した多層膜を用いることが好ましい。
なお、ｎ側電極２１及びｐ側電極２２は、いずれも、後述するｎ側外部接続部２１ａ及びｐ側外部接続部２２ａにおいて、外部接続部材と接続する領域を除いて、絶縁性を確保し、保護するために、その表面を、図１Ｂに示すように、保護膜１７で被覆することが好ましい。

（ｎ側外部接続部２１ａ及びｐ側外部接続部２２ａ）
ｎ側外部接続部２１ａ及びｐ側外部接続部２２ａは、発光素子１０に電流を供給するために、例えば、導電性ワイヤなどの外部接続部材と接続するための電極である。
ｎ側外部接続部２１ａ及びｐ側外部接続部２２ａは、発光素子１０の光取り出し面側に設けられている。ｎ側外部接続部２１ａ及びｐ側外部接続部２２ａは、発光素子１０の同一面側に設けられている。平面視において正方形状を有する発光素子１０において、ｎ側外部接続部２１ａを１つの辺の近傍に１つ、ｐ側外部接続部２２ａを１つの辺に対向する他の辺の近傍に１つ配置されていることが好ましい。これにより、発光素子１０の広い範囲に電流を拡散させることができる。ｎ側外部接続部２１ａ及びｐ側外部接続部２２ａはそれぞれ複数配置されていてもよい。
例えば、ｎ側外部接続部２１ａ及びｐ側外部接続部２２ａは、平面形状が正方形、長方形等の四角形、六角形等の多角形の発光素子において、発光素子の中線上又は対角線上の領域にそれぞれ設けられていることが好ましい。これにより、発光素子の駆動電圧を低減しながら、発光面全体に亘って均一な発光を確保することが容易となる。
ｎ側外部接続部２１ａ及びｐ側外部接続部２２ａの形状は、発光素子の大きさ、電極の配置等によって適宜調整することができ、例えば、円形、正多角形などの形状とすることができる。なかでも、ワイヤボンディングのしやすさ等を考慮すると、円形状又はこれに近似する形状が好ましい。ｎ側外部接続部２１ａ及びｐ側外部接続部２２ａの大きさは、発光素子の大きさ、電極の配置等によって適宜調整することができ、そのｎ側外部接続部２１ａ及びｐ側外部接続部２２ａの最長の長さが、発光素子の一辺の長さの５％〜３０％程度の長さ又は５％〜２０％程度の長さとすることが好ましい。ｎ側外部接続部２１ａ及びｐ側外部接続部２２ａの形状及び大きさは互いに異なっていてもよいが、同じであることが好ましい。ｎ側外部接続部２１ａ及びｐ側外部接続部２２ａの形状及び大きさを同じにすることで、それぞれの外部接続部に供給される電流を均等にさせやすくなる。

（ｎ側延伸部２１ｂ及びｐ側延伸部２２ｂ、２２ｃ）
ｎ側外部接続部２１ａは、ｎ側外部接続部２１ａから延伸するｎ側延伸部２１ｂを有している。
ｐ側外部接続部２２ａは、ｐ側外部接続部２２ａから延伸するｐ側延伸部２２ｂ、２２ｃを有している。ｎ側延伸部２１ｂ及びｐ側延伸部２２ｂ、２２ｃは、例えば、１つのみであってもよいし、２以上であってもよい。延伸部の形状、大きさ等は発光素子の平面形状及び大きさによって適宜設定することができる。例えば、延伸部の形状は、直線状、曲線状、屈曲形状、分岐状又はこれらの組み合わせであってもよい。例えば、延伸部の形状としては、ｐ側延伸部２２ｂ又はｎ側外部接続部２１ａに向かって延伸する形状、ｐ側又はｎ側外部接続部２１ａの両側に向かって延伸する形状が挙げられる。また、ｐ側外部接続部２２ａ又はｎ側外部接続部２１ａを取り囲むようにその外側に向かって延伸する形状、ｐ側外部接続部２２ａ及びｎ側延伸部２１ａの双方が存在する場合には、その内側又は外側に延長する形状等が挙げられる。
ｎ側延伸部２１ｂ及びｐ側延伸部２２ｂ、２２ｃの太さは、ｎ側外部接続部２１ａ及びｐ側外部接続部２２ａの最大幅よりも小さければよく、例えば、最大幅の５％〜９０％、５％〜７０％、５％〜３０％、５％〜２０％、５％〜１５％程度の太さが挙げられる。延伸部は全長において同じ幅であってもよいし、部分的に変動していてもよい。一本の延伸部の長さは、その形成位置及び形状等によって適宜設定することができ、例えば、発光素子の一辺又は対角線の２０％〜１５０％、３０％〜１２０％が挙げられる。ｎ側延伸部２１ｂ及びｐ側延伸部２２ｂ、２２ｃは、それぞれ、異なる数、異なる形状、異なる太さであってもよいし、同じ数、同じ形状、同じ太さであってもよい。

ｎ側電極２１が発光素子１０の内側、ｐ側電極２２がその外側に配置される場合、図１Ａに示すように、ｎ側延伸部２１ｂは、ｎ側外部接続部２１ａの両側からそれぞれ曲線部及び直線部を有し、ｐ側外部接続部２２ａの両側に向かって延伸する形状が挙げられる。ｐ側延伸部２２ｂは、曲線部及び直線部を組み合わせて、ｎ側延伸部２１ｂ及びｎ側外部接続部２１ａを取り囲む形状が挙げられる。ｐ側延伸部２２ｃは、直線状でｎ側外部接続部２１ａに向かって最短で延伸する形状が挙げられる。
ｎ側延伸部２１ｂと、ｐ側延伸部２２ｂ、２２ｃとは、電流を均一に拡散することができるように、互いに対向する部位を有していること、又は互いに平行に配置した部位を有していることが好ましく、互いに対向する部分において互いに平行に配置した部位を有していることがより好ましい。

ｎ側外部接続部２１ａ及びｐ側外部接続部２２ａ、ｎ側延伸部２１ｂ及びｐ側延伸部２２ｂ、２２ｃをこのように配置することにより、発光面の大きさにかかわらず、また、大きな電流の印加によっても、発光面から放出される光が電極によって遮蔽されるのを最小限に止めながら、順方向電圧Ｖｆを小さく維持することができる。その結果、光出力が大きく、順方向電圧Ｖｆが小さく、電力効率が良好な発光素子を実現することができる。

（導電膜１５）
導電膜１５は、外部接続部から供給される電流を、半導体層の面内全体に均一に流すための部材である。導電膜１５は、ｎ型半導体層１１及び／又はｐ型半導体層１２の全面により効率的に電流を供給するために、ｎ側電極２１及び／又はｐ側電極２２と半導体層との間に、半導体層の略全面を被覆するように配置されている。特に、ｐ型半導体層１２とその上に設けられるｐ側電極２２との間に透光性の導電膜１５が配置されていることが好ましい。ここで、略全面とは、各半導体層の全面積の９０％程度以上の面積を意味する。
導電膜１５は、発光素子の光取り出し面側に配置されるため、透光性の導電性酸化物によって形成することができる。導電性酸化物としては、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｍｇから選択される少なくとも１種を含む酸化物、具体的にはＺｎＯ、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、ＧＺＯ（Gallium-doped Zinc Oxide）等が挙げられる。特にＩＴＯなどの導電性酸化物は可視光（可視領域）において高い光透過性を有し、導電率の比較的高い材料であることから好適に用いることができる。このような導電膜の厚みは、例えば、１０ｎｍ〜１５０ｎｍであることが好ましく、３０ｎｍ〜１００ｎｍであることがさらに好ましい。

導電膜１５は、導電膜１５の上面側から下面側に貫通した複数の貫通孔を有する。貫通孔は、平面視において、長方形、多角形、楕円等の長細の形状を有する。貫通孔の深さは、導電膜１５の厚みと一致する。
長細の形状とは、短軸とそれに直交するように直線状に延びる長軸を有する形状及びこのような形状において長軸が屈曲又は湾曲した形状等が挙げられる。例えば、長軸の長さが短軸に対して、２倍〜１０倍、好ましくは２倍〜５倍である長細形状とすることができる。貫通孔の大きさは、全部又は一部が同一であってもよいし、異なっていてもよい。その大きさは、例えば、最長１０μｍ以下の大きさを有するものが挙げられ、つまり、長軸が１０μｍ以下の大きさを有するものが挙げられる。また、貫通孔の大きさは、長軸及び短軸がそれぞれ３μｍ〜１０μｍ及び１μｍ〜３μｍのものが挙げられ、言い換えると、３μｍ²〜３０μｍ²のものが挙げられる。
導電膜１５における貫通孔の開口率は、３０％以下とすることが好ましく、１５％以下とすることがより好ましく、１０％以下とすることがさらに好ましい。導電膜１５にこのような３０％以下の開口率を有する貫通孔を設けることにより、光取り出し効率を向上させることができると同時に、順方向電圧Ｖｆの上昇を抑えることが可能となり、発光素子の駆動電圧を低減しながら、発光面全体に亘って均一な発光を確保することができる。導電膜１５にこのような１０％以下の開口率を有する貫通孔を設けることにより、光取り出し効率を維持しつつ、さらに順方向電圧Ｖｆの上昇を抑えることができる。

複数の貫通孔は、それらの一部又は全部が同じ方向に向かって配列されておらず、異なる方向に沿って配列された第１貫通孔１５Ａ及び第２貫通孔１５Ｂを含む。
異なる方向を定義するために、例えば、ｐ側延伸部２２ｃの先端部とｎ側外部接続部２１ａを最短で結ぶ線を第１の方向と称し、ｎ側延伸部２１ｂとｐ側延伸部２２ｃとが対向する方向を第２の方向と称する。
ここで、第１の方向は、ｐ側延伸部２２ｃの先端部とｎ側外部接続部２１ａの中心又は重心を最短で結ぶ線に平行な方向を意味する。第２の方向は、第１の方向とは異なる方向を意味し、ｎ側延伸部２１ｂとｐ側延伸部２２ｃとが互いに平行に対向する部位において、両者を最短で結ぶ線に平行な方向を意味する。なお、ｎ側延伸部２１ｂとｐ側延伸部２２ｃとが互いに平行に対向する部位がない場合、第２方向は、互いに対向する部位を最短で結ぶ線に平行な方向を意味する。
第１方向と第２方向とは、９０°±５°程度で交差する方向であることが好ましく、直交する方向であることがより好ましい。

長細形状の貫通孔が第１方向に沿って配列されるとは、第１貫通孔の長細形状の長軸又は両端を最短距離で結ぶ線が、第１方向と一致して配列されることを意味する。また長細形状の貫通孔が第２方向に沿って配列されるとは、第２貫通孔の長細形状の長軸又は両端を最短距離で結ぶ線が、第２方向と一致して配列されることを意味する。
さらに、貫通孔は、上述した第１貫通孔１５Ａ及び第２貫通孔１５Ｂ以外に、さらなる１種以上の貫通孔を有するものが好ましい。ここでの貫通孔は、第１方向及び第２方向とは異なる方向に沿って配列される長細の形状の貫通孔を意味する。例えば、さらなる１種以上の貫通孔は、平面視において、第１の方向に対して±１０°〜８０°で傾斜する方向の１種以上に沿って長細の形状を有するものが好ましい。
本願発明では、導電膜１５に配置される貫通孔は、ｐ側電極２２からｎ側電極２１への電流の流れに沿った方向、言い換えると、電流の流れの一部に略平行に細長の形状で配置されていること、さらには、その電流の流れを遮断する方向に細長の形状が配置されないことを理想とする。従って、発光素子１０の全面においては、貫通孔の細長に延びる方向が小刻みに（例えば、１°〜１０°毎に）変動して、第１方向又は第２方向から異なる方向に細長に延びる１種以上の貫通孔、第１方向又は第２方向から異なる方向に細長に延びる２種以上の貫通孔、あるいは第１方向又は第２方向から異なる方向に延び、第１方向及び第２方向を含んで１回転するような複数種の貫通孔が配置されることが好ましい。

本発明の一実施形態では、図１Ａ〜１Ｃに示す発光素子１０は、以下に示す導電膜１５を有することができる。
発光素子１０は、平面視において外縁が略正方形である。ｎ側電極２１は、発光素子の内側に配置され、ｎ側電極２１を取り囲むようにｐ側電極２２が配置されている。導電膜１５は、ＩＴＯ（厚み６５ｎｍ程度）からなり、ｎ側電極２１が配置された領域及び発光素子１０の外周領域を除くほぼ全面に配置されている。
ｎ側外部接続部２１ａ及びｐ側外部接続部２２ａは、発光素子１０の中線上に、直径６０μｍの円形形状で配置されている。
ｎ側延伸部２１ｂは、ｎ側外部接続部２１ａの両側からそれぞれ延伸しており、ｐ側外部接続部２２ａの両側に向かって、曲線部と直線部とを有している。
ｐ側延伸部は、ｐ側外部接続部２２ａから、発光素子１０の中線上において直線状に延伸する第１ｐ側延伸部２２ｂと、ｐ側外部接続部２２ａの両側から延伸する２本の第２ｐ側延伸部２２ｃと、を備える。２本の第２ｐ側延伸部２２ｃは、ｎ側延伸部２１ｂの先端からｎ側外部接続部２１ａを取り囲むように、それらの外側にそれぞれ延伸しており、曲線部と直線部とを有している。
ｎ側延伸部２１ｂの直線部と、第２ｐ側延伸部２２ｃの直線部とは、互いに平行に対向している。ｎ側延伸部２１ｂ及びｐ側延伸部２２ｂ、２２ｃの太さはいずれも４μｍである。

ｎ側外部接続部２１ａ及びｐ側外部接続部２２ａにより電流を供給する場合、電流の流れは、シミュレーション結果から図１Ｄの破線に示すような流れとなる。従って、このような電流の流れに従って、導電膜１５の第１貫通孔１５Ａ及び第２貫通孔１５Ｂを含む貫通孔を、図１Ｃに示すように配列する。つまり、導電膜１５には、第１の方向に沿った（言い換えると、第１の方向に平行な方向に）細長の第１貫通孔１５Ａと、第１の方向に対して略垂直な第２の方向に沿った細長の第２の貫通孔１５Ｂとが配列されている。
また、第１の方向から第２の方向に右回り及び左回りにそれぞれ回転した方向に沿った細長の複数種の貫通孔をさらに有することが好ましい。例えば、第１の方向に対して、１０°±２°傾斜した貫通孔１５Ｇ、２０°±２°傾斜した貫通孔１５Ｈ、第２の方向に対して、５°±２°傾斜した貫通孔１５Ｃ、１０°±２°傾斜した貫通孔１５Ｄ、１５°±２°傾斜した貫通孔１５Ｅ、２０°±２°傾斜した貫通孔１５Ｆ等の１以上を有することが好ましい。また、導電膜１５のうちｐ側延伸部２２ｂ、２２ｃよりも外側に位置する導電膜１５には、ｐ側外部接続部２２ａからｎ側外部接続部２１ａに向かうような電流の流れであり、その電流の流れに沿った複数の貫通孔が配置されている。
ここでの長細の貫通孔は、例えば、９μｍ×２μｍの長方形の角が丸みを帯びた形状である。また、導電膜１５の貫通孔による開口率は１０％である。

このように、長細の形状が異なる向きに沿った、複数の貫通孔を備える導電膜１５を介してｐ型半導体層１２に電流を供給するために、貫通孔をｐ側電極２２からｎ側電極２１への電流に沿った配置とすることができる。つまり、導電膜１５において、各部位の電流の流れに沿った方向に貫通孔を設けることによって、その電流の流れを阻害することなく、より小さな面積で、ｐ型半導体層１２に均一かつ十分の電流を拡散させることができるため、順方向電圧Ｖｆの上昇を効率的に抑制することができる。また、貫通孔を複数配置することにより、ｐ型半導体層１２の略全面に配置される導電膜１５による光の吸収を低減することによって、光取出し効率をも向上させることができる。
なお、本願の発光素子は、パッケージングすることにより発光装置を構成することができる。パッケージングの構成及びパッケージングに要する各部材は、当該分野で公知のもののいずれをも利用することができる。

＜光出力Ｐｏ及び順方向電圧Ｖｆの評価＞
実施例１
サファイアからなる基板１６上に、ｎ型半導体層１１、発光層１３、及びｐ型半導体層１２を順に形成した。ｎ型半導体層１１、発光層１３、及びｐ型半導体層は窒化物半導体からなる。基板１６は、１辺の長さが６５０μｍの正方形状を有する。ｐ型半導体層１２の略全面に、ＩＴＯからなり厚みが８０ｎｍ程度である導電膜１５を形成した。図１Ａに示す形態と同様にｎ側電極２１及びｐ側電極２２を配置した。ｎ側電極２１は、ｎ型半導体層１１の上面と接続され、ｎ側外部接続部２１ａとｎ側外部接続部２１ａから延伸するｎ側延伸部２１ｂとを有する。ｐ側電極２２は、導電膜１５の上面に形成され、ｐ側外部接続部２２ａとｐ側外部接続部２２ａから延伸するｐ側延伸部２２ｂ、２２ｃを有する。導電膜１５には、図１Ｃに示す形態と同様に、電流の流れに従った複数の貫通孔を形成した。具体的には、導電膜１５に、ｐ側延伸部２２ｃの先端部とｎ側外部接続部２１ａを最短で結ぶ線を第１の方向に沿った貫通孔と、ｎ側延伸部２１ｂとｐ側延伸部２２ｃとが対向する方向を第２の方向に沿った貫通孔と、第１の方向及び第２の方向とは異なる方向に沿った貫通孔とを含む複数の貫通孔を形成した。長細の貫通孔は、９μｍ×２μｍの長方形の角が丸みを帯びた形状とした。また、導電膜１５の貫通孔による開口率は約１０％とした。導電膜１５に上記した貫通孔を形成した発光素子における光出力と順方向電圧Ｖｆの値を測定した。
実施例１に係る発光素子を６５ｍＡの電流で駆動させたとき、光出力Ｐｏは１４８．３ｍＷ、順方向電圧Ｖｆは２．９０Ｖであった。

比較例１
導電膜１５に貫通孔を設けないこと以外は、実施例と略同様の構成を有する発光素子を比較例１として形成した。
比較例１に係る発光素子を６５ｍＡの電流で駆動させたとき、光出力Ｐｏは１４７．７ｍＷ、順方向電圧Ｖｆは２．８９Ｖであった。

比較例２
導電膜１５に設ける貫通孔を実施例とは異ならせたこと以外は、実施例と略同様の構成を有する発光素子を比較例２として形成した。具体的には、導電膜１５に電流の流れを阻害する複数の貫通孔を形成した。つまり、比較例２に係る発光素子の導電膜１５には、実施例で形成した複数の貫通孔それぞれに対応し、貫通孔の向きが実施例で形成した貫通孔の向きと略直交する向きの貫通孔を複数形成した。
比較例２に係る発光素子を６５ｍＡの電流で駆動させたとき、光出力Ｐｏは１４８．３ｍＷ、順方向電圧Ｖｆは２．９１Ｖであった。

これらの評価結果から、本発明の実施例１に係る発光素子によれば、導電膜１５に貫通孔が設けられていない比較例１よりも光出力Ｐｏを向上させることができることが確認できる。また、導電膜１５に電流の流れを阻害する複数の貫通孔が設けられている比較例２よりも順方向電圧Ｖｆを低下させることができることが確認できる。従って、本発明の実施例に係る発光素子は、順方向電圧Ｖｆの上昇を抑制しつつ光取り出し効率を向上できることが確認された。

１０発光素子
１１ｎ型半導体層
１２ｐ型半導体層
１３発光層
１４絶縁膜
１５導電膜
１５Ａ〜１５Ｈ貫通孔
１６基板
１７保護層
２１ｎ側電極
２１ａｎ側外部接続部
２１ｂｎ側延伸部
２２ｐ側電極
２２ａｐ側外部接続部
２２ｂ、２２ｃｐ側延伸部

Claims

ｎ型半導体層、
前記ｎ型半導体層の上面の一部を除く領域に設けられたｐ型半導体層、
前記ｎ型半導体層の上面の一部と電気的に接続されたｎ側外部接続部と、前記ｎ側外部接続部から延伸するｎ側延伸部とを有するｎ側電極及び
前記ｐ型半導体層に電気的に接続された透光性を有する導電膜と、該導電膜の上面に配置されたｐ側外部接続部と、該ｐ側外部接続部から前記ｎ側外部接続部に向かって延伸するｐ側延伸部とを有するｐ側電極を備える発光素子であって、
前記導電膜は、貫通した複数の貫通孔を有し、
前記複数の貫通孔は、平面視において、前記ｐ側延伸部の先端部と前記ｎ側外部接続部を最短で結ぶ線に平行な第１の方向に沿って設けられた長細の形状を有する第１貫通孔と、前記第１の方向とは異なり、かつ前記ｎ側延伸部と前記ｐ側延伸部とが対向する第２の方向に沿って設けられた長細の形状を有する第２貫通孔とを少なくとも有する発光素子。
前記導電膜は、３０％以下の前記貫通孔による開口率を有する請求項１に記載の発光素子。
前記第２の方向は、平面視において、前記第１の方向に対して±２°〜９０°で傾斜する方向である請求項１又は２に記載の発光素子。
前記導電膜は、平面視において、湾曲した形状の貫通孔をさらに有する請求項１〜３のいずれか１つに記載の発光素子。
前記第１貫通孔及び第２貫通孔は、最長１０μｍ以下の大きさを有する請求項１〜４のいずれか１つに記載の発光素子。