JP6041341B2 - 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

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装置は、特許文献１に開示されている。この発光装置は、半導体層を有する。半導体層は、ｎ型の第１の半導体層と、第１の半導体層上に積層された発光層と、発光層上に積層されたｐ型の第２の半導体層とを有する。第２の半導体層の表面にはｐ側電極が設けられ、第１の半導体層の表面において発光層が設けられていない領域には、ｎ側電極が設けられている。ｐ側電極には、ｐ側配線層が接続され、ｎ側電極には、ｎ側配線層が接続されている。ｐ側配線層においてｐ側電極に対する反対側の面には、ｐ側金属ピラーが設けられていて、ｎ側配線層においてｎ側電極に対する反対側の面には、ｎ側金属ピラーが設けられている。ｐ側配線層およびｐ側金属ピラーの材料として、Ｃｕ（銅）、Ａｕ（金）、Ｎｉ（ニッケル）、Ａｇ（銀）などが用いられる。

特開２０１１−２５８６７０号公報

発光装置において光を反射させる場合、光に対する反射率が高いＡｇを含む層を形成することが考えられる。特に青色の光を反射させる場合には、Ａｇを含む層を用いざるを得ない場合がある。
しかし、Ａｇを含む層では、湿度が高い雰囲気下において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る発光素子、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型電極とを含み、前記ｐ型電極が、Ａｇを含む第１金属膜と、前記第１金属膜に電気的に接続され、前記第１金属膜と前記ｎ型電極との間に配置され、Ａｇを含まない第２金属膜とを有し、前記第２金属膜が、前記第１金属膜に対して積層方向に間隔を開けて対向するシールド部を有する、発光素子である。

この構成によれば、第１金属膜と第２金属膜とが等電位となって第１金属膜と第２金属膜との間の電界が零になった状態で、第１金属膜とｎ型電極との間が第２金属膜によって遮られているので、ｐ型電極とｎ型電極との間で発生した電界は、第１金属膜の周りでは弱くなる。そのため、第１金属膜のＡｇがイオンになっても、Ａｇイオンは、当該電界の影響を受けにくくなるので、ｎ型電極側へ引き寄せられない。その結果、Ａｇのマイグレーションを抑制することができる。また、第１金属膜と第２金属膜のシールド部とが互いに離間しているので、シールド部側の電界が第１金属膜に及ぶことを抑制できる。

請求項２記載の発明は、前記第２金属膜が、前記第１金属膜と前記ｎ型電極との間の電界を遮蔽するように配置されている、請求項１に記載の発光素子である。この構成によれば、第１金属膜の周りの電界を確実に弱めることができる。
請求項３記載の発明のように、前記第２金属膜が、Ａｌ、Ａｕ、およびＣｕのうちの一種以上を含む金属からなることが好ましい。

請求項４記載の発明は、前記第２金属膜が、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第１金属膜よりも前記ｎ型電極の近くに位置する縁部を有している、請求項１〜３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、第２金属膜を、確実に第１金属膜とｎ型電極との間に配置することができる。
請求項５記載の発明は、前記第２金属膜が、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第１金属膜を覆うように形成されている、請求項１〜４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、第２金属膜を、確実に第１金属膜とｎ型電極との間に配置することができる。

請求項６記載の発明は、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、前記第１金属膜の全部が前記第２金属膜によって覆われている、請求項５に記載の発光素子である。この構成によれば、第２金属膜を、より確実に第１金属膜とｎ型電極との間に配置することができる。
請求項７記載の発明は、前記第２金属膜は、前記第１金属膜のいずれの部分よりも前記ｎ型電極に近い部分を含む、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、第２金属膜を、確実に第１金属膜とｎ型電極との間に配置することができる。

請求項８記載の発明は、前記第２金属膜の前記第１金属膜とは反対側を覆う金属膜被覆部を有し、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み、前記ｎ型電極が、前記金属膜被覆部を挟んで前記第２金属膜に対向する外部接続部を前記絶縁膜上に有している、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、金属膜被覆部によってｎ型電極の外部接続部と第２金属膜とを互いに絶縁することができる。

請求項９記載の発明は、前記絶縁膜が前記第１金属膜と前記シールド部との間隔に入り込んだ間隔充填部をさらに含む、請求項８に記載の発光素子である。この構成によれば、間隔充填部によって第１金属膜と第２金属膜のシールド部とを互いに離間させることができるので、シールド部側の電界が第１金属膜に及ぶことを抑制できる。

請求項１０記載の発明のように、前記絶縁膜は、ＳｉＯ_２、ＳｉＯＮおよびＳｉＮのうちの一種以上を含むことが好ましい。
請求項１１記載の発明は、前記ｐ型電極が、前記絶縁膜上に配置された外部接続部を含む、請求項８〜１０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、ｎ型電極およびｐ型電極の両方の外部接続部が絶縁膜上に配置されているので、サブマウント基板に対して発光素子における絶縁膜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１２記載の発明は、前記ｎ型電極が、前記ｎ型窒化物半導体層と外部接続部とを接続する接続ポスト部を含み、前記第２金属膜の前記接続ポスト部との最近接部が、前記第１金属膜の前記接続ポスト部との最近接部よりも前記接続ポスト部に近接している、請求項１〜１１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、第２金属膜を、より確実に第１金属膜とｎ型電極との間に配置することができる。

請求項１３記載の発明は、前記ｐ型電極が、前記第１金属膜と前記ｐ型窒化物半導体層との間に配置された透明導電膜をさらに含む、請求項１〜１２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、発光層からの光を、透明導電膜を透過させて第１金属膜で反射させ、再び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１４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１〜１３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１５記載の発明は、前記第１金属膜が、Ａｇを含むＡｇ層と、前記Ａｇ層の表面を覆いＡｇの拡散を防止する拡散防止層とを含む、請求項１〜１４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層におけるＡｇの拡散を防止することができる。

請求項１６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。
請求項１７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。

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（外部接続部）と、接続ポスト部１１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、透明導電膜６と、第１金属膜７と、第２金属膜４２と、ｐ側外部接続部１２（外部接続部）と、コンタクト１３と、エッチングストップ層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、透明導電膜６、第１金属膜７、第２金属膜４２および絶縁膜８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。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、第１金属膜７および第２金属膜４２の積層方向でもある。

透明導電膜６は、ｐ型窒化物半導体層５とほぼ相似しつつｐ型窒化物半導体層５より少し小さいパターンでｐ型窒化物半導体層５上に積層されている。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、透明導電膜６は、ＩＴＯからなる。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。

第１金属膜７は、透明導電膜６と同一パターンで透明導電膜６上に積層されている。そのため、ｐ型窒化物半導体層５上に積層された透明導電膜６は、第１金属膜７とｐ型窒化物半導体層５との間に配置されている。
第１金属膜７は、Ａｇ層３６と、拡散防止層３７とを含む。
Ａｇ層３６は、Ａｇ、または、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Ａｇ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。Ｐｄ、ＮｄおよびＢｉは、Ａｇイオンのマイグレーションを抑制するために添加されている。Ａｇ層３６の厚さは、たとえば約１００ｎｍである。

拡散防止層３７は、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。この実施形態の拡散防止層３７は、ＴｉＷからなる。拡散防止層３７は、Ａｇ層３６と同一パターンでＡｇ層３６上に積層されている。拡散防止層３７は、Ａｇ層３６の透明導電膜６とは反対側の表面３６Ａ（図２における上面）の全域を覆っていて、Ａｇ層３６に含まれたＡｇの拡散を防止する機能を有している。拡散防止層３７の厚さは、たとえば約１０ｎｍである。

第１金属膜７は、導電性が良好である。
第２金属膜４２は、Ａｌ、Ａｕ、およびＣｕのうちの一種以上を含む金属（Ａｇに比べてイオン化しにくい金属またはマイグレーションしにくい金属）からなり、Ａｇを含まない。この実施形態の第２金属膜４２は、Ａｌからなる。
第２金属膜４２は、第１金属膜７に電気的に接続された接続部４３と、シールド部４４とを一体的に有している。接続部４３は、第１金属膜７の表面７Ａにおいて、図２における右端部の上に、エッチングストップ層１４を介して積層されていて、透明基板２の厚さ方向において表面７Ａから離れる方向（図２における上方）へ向けて柱状に突出している。シールド部４４は、第１金属膜７とほぼ同じパターンで第１金属膜７上に配置されている。シールド部４４の厚さは、たとえば約１００ｎｍである。前記積層方向（透明基板２の厚さ方向でもある）におけるシールド部４４と第１金属膜７との間に接続部４３が架設されており、シールド部４４は、第１金属膜７に対して当該積層方向に間隔（接続部４３およびエッチングストップ層１４の厚さの合計に相当する）を開けて対向している。ｐ型窒化物半導体層５上に透明導電膜６が積層され、透明導電膜６上に第１金属膜７が積層されているから、第２金属膜４２は、第１金属膜７に対してｐ型窒化物半導体層５とは反対側に配置されている。

エッチングストップ層１４は、第１金属膜７の拡散防止層３７上において、平面視で第２金属膜４２の接続部４３と一致する位置に積層されており、平面視において接続部４３よりも大きく形成されている。エッチングストップ層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）を拡散防止層３７側からこの順番で積層することで構成されている。エッチングストップ層１４は、第１金属膜７と第２金属膜４２の接続部４３とに挟まれている。第２金属膜４２の接続部４３は、エッチングストップ層１４を介して第１金属膜７に電気的に接続されている。

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で形成されている。絶縁膜８は、間隔充填部８Ａと、金属膜被覆部８Ｂと、延設部８Ｃとを一体的に有している。間隔充填部８Ａは、第１金属膜７の拡散防止層３７と第２金属膜４２のシールド部４４との間隔に入り込んでいて、第１金属膜７とシールド部４４との間隔を充填している。金属膜被覆部８Ｂは、第２金属膜４２のシールド部４４における第１金属膜７とは反対側の表面４２Ａ（図２における上面）の全域を覆っている。延設部８Ｃは、平面視における金属膜被覆部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、透明導電膜６、第１金属膜７および第２金属膜４２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の金属膜被覆部８Ｂ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、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、第２金属膜４２のシールド部４４、第１金属膜７、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の直径は、シールド部４４を貫通する位置と、第１金属膜７を貫通する位置とにおいて少なくとも異なっている。

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。

図２を参照して、第２金属膜４２のシールド部４４では、各絶縁管層９が形成された位置に、絶縁管層９が挿通された丸い貫通穴４４Ａが形成されている。各貫通穴４４Ａは、シールド部４４を厚さ方向に貫通している。シールド部４４には、貫通穴４４Ａを縁取る縁部４４Ｂが設けられている。第１金属膜７では、各絶縁管層９が形成された位置に、絶縁管層９が挿通された丸い貫通穴７Ｂが形成されている。各貫通穴７Ｂは、第１金属膜７（Ａｇ層３６および拡散防止層３７の両方）を厚さ方向に貫通している。第１金属膜７には、貫通穴７Ｂを縁取る縁部７Ｃが設けられている。透明導電膜６では、各絶縁管層９が形成された位置に、絶縁管層９が挿通された丸い貫通穴６Ａが形成されている。各貫通穴６Ａは、透明導電膜６を厚さ方向に貫通している。各貫通穴６Ａは、平面視で同じ位置にある貫通穴７Ｂに対して透明基板２側から連通している。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、各絶縁管層９が形成された位置には、絶縁管層９が挿通された丸い貫通穴３８が形成されている。各貫通穴３８は、ｐ型窒化物半導体層５および発光層４の両方を厚さ方向に貫通している。各絶縁管層９においてｎ型窒化物半導体層３に位置する部分の直径は、貫通穴３８の直径と同じである。

各絶縁管層９が形成された位置では、平面視において、第２金属膜４２のシールド部４４の貫通穴４４Ａと、第１金属膜７の貫通穴７Ｂと、透明導電膜６の貫通穴６Ａと、ｐ型窒化物半導体層５および発光層４の貫通穴３８とが同心状に配置されている（図１も参照）。貫通穴４４Ａの直径Ｒ１と、貫通穴７Ｂの直径Ｒ２と、貫通穴６Ａの直径Ｒ３と、貫通穴３８の直径Ｒ４との関係は、この実施形態では、Ｒ４＜Ｒ１＜Ｒ２＝Ｒ３となっている。そのため、図１における左端下端の絶縁管層９を参照して、平面視では、貫通穴７Ｂおよび貫通穴６Ａ（図１における２点鎖線の円）の内側に貫通穴４４Ａ（図１における１点鎖線の円）が位置しており、貫通穴４４Ａの内側に貫通穴３８（図１における破線の円）が位置している。

図２を参照して、ｎ側外部接続部１０は、絶縁膜８の金属膜被覆部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、金属膜被覆部８Ｂを挟んで第２金属膜４２のシールド部４４に対向している。これにより、金属膜被覆部８Ｂによってｎ型電極３５のｎ側外部接続部１０と第２金属膜４２とを互いに絶縁することができる。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（金属膜被覆部８Ｂ）の半分以上の領域を占めていて、当該領域における絶縁膜８に接触している（図１参照）。ｎ側外部接続部１０は、導電性材料（たとえば、Ａｌ（アルミニウム）やＡｇ（銀））からなり、この実施形態ではＡｌからなる。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。

接続ポスト部１１は、導電性材料（ここでは、ｎ側外部接続部１０と同じ材料）で形成されている。接続ポスト部１１は、ｎ側外部接続部１０と同じ材料で形成されている場合、ｎ側外部接続部１０と一体化していてもよく、ｎ側外部接続部１０の一部と考えることもできる。接続ポスト部１１は、ｎ側外部接続部１０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、接続ポスト部１１は、直線状の円柱形状である。接続ポスト部１１は、複数設けられている。この実施形態では、接続ポスト部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、各接続ポスト部１１は、絶縁膜８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、各接続ポスト部１１は、絶縁膜８（間隔充填部８Ａおよび金属膜被覆部８Ｂ）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。そのため、接続ポスト部１１は、ｎ型窒化物半導体層３とｎ側外部接続部１０とを接続している。接続ポスト部１１は、絶縁管層９を通ることによって、第２金属膜４２（シールド部４４）、第１金属膜７、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（接続ポスト部１１）と、ｐ型電極４０（透明導電膜６、第１金属膜７および第２金属膜４２）とを互いに絶縁している。

ｎ型窒化物半導体層３に対する円柱形状の接続ポスト部１１の接触部１８は、円形状である。接触部１８の直径は、たとえば２０μｍ以上４０μｍ以下であってもよく、接続ポスト部１１の寸法誤差や隣り合う接続ポスト部１１の間隔の誤差を踏まえると、好ましくは、３０μｍ程度である。接触部１８の直径を２０μｍよりも小さくすると、接触部１８における電気抵抗（接触抵抗）が増大する。

接続ポスト部１１（接続ポスト部１１をｎ側外部接続部１０の一部とする場合には、ｎ側外部接続部１０）は、Ａｌ、ＴｉＷ、Ｔｉ（チタン）、Ｐｔ（プラチナ）およびＡｕＳｎ（金錫）を、ｎ型窒化物半導体層３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てもよい。この場合、ＡｕＳｎが殆どの厚みを占めている。
図１を参照して、（透明基板２の厚さ方向から見た）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接続ポスト部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、複数の接続ポスト部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、複数の接続ポスト部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。

接続ポスト部１１の直径Ｒ５は、ｐ型窒化物半導体層５および発光層４における貫通穴３８の直径（ｎ型窒化物半導体層３における絶縁管層９の直径でもある）Ｒ４よりも小さい（図２参照）。
左端下端の絶縁管層９を参照して、前述したように、各絶縁管層９では、平面視において、第１金属膜７の貫通穴７Ｂの内側に第２金属膜４２の貫通穴４４Ａが位置している。そのため、各絶縁管層９では、平面視において、第２金属膜４２のシールド部４４において貫通穴４４Ａを縁取る縁部４４Ｂは、第１金属膜７（貫通穴７Ｂを縁取る縁部７Ｃ）よりも接続ポスト部１１（ｎ型電極３５）の近くに位置している。換言すれば、第２金属膜４２の接続ポスト部１１との最近接部である縁部４４Ｂは、第１金属膜７の接続ポスト部１１との最近接部である縁部７Ｃよりも接続ポスト部１１に近接している。

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（この実施形態ではＡｌ）からなり、絶縁膜８（金属膜被覆部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。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。

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。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。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）。各コンタクト１３は、絶縁膜８を貫通して、第２金属膜４２の表面４２Ａに接続されている。そのため、コンタクト１３につながったｐ側外部接続部１２は、コンタクト１３を介して第２金属膜４２に電気的に接続されており、第２金属膜４２およびエッチングストップ層１４を介して第１金属膜７に電気的に接続されている。コンタクト１３およびエッチングストップ層１４は、透明基板２の長手方向（図２における左右方向）で同じ位置に形成されていてもよいし、平面視で互いに重なる位置に形成されていてもよい。

コンタクト１３（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、Ａｌ、ＴｉＷ、Ｔｉ、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。この場合、ＡｕＳｎが殆どの厚みを占めている。
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）。一方、透明導電膜６と、第１金属膜７とは、平面視において一致していて、図１および図２の左右方向に長手で発光層４およびｐ型窒化物半導体層５より少し小さい矩形状である（図１参照）。

また、第１金属膜７に対して間隔充填部８Ａを挟んで対向している第２金属膜４２のシールド部４４は、透明基板２の厚さ方向から見た平面視において第１金属膜７と重なり合っている。図１では、平面視におけるシールド部４４の輪郭（外縁）示す長方形が１点鎖線で示されている。図１では、平面視において、シールド部４４の輪郭の内側に第１金属膜７の輪郭（２点鎖線の長方形）が位置しているが、シールド部４４の輪郭と第１金属膜７の輪郭とが一致していてもよい。そして、前述したように、各絶縁管層９では、平面視において、第１金属膜７の貫通穴７Ｂの内側に第２金属膜４２の貫通穴４４Ａが位置している。そのため、平面視において、第１金属膜７の全部が第２金属膜４２（シールド部４４）によって覆われている。

なお、図１では、シールド部４４の輪郭は、発光層４およびｐ型窒化物半導体層５の輪郭（破線の長方形）の内側にあるが、一致していてもよいし、外側にあってもよい。
第２金属膜４２において貫通穴４４Ａを縁取る縁部４４Ｂは、平面視において、第２金属膜４２の中でｎ型電極３５（接続ポスト部１１）に最も近い部分である。また、第１金属膜７において貫通穴７Ｂを縁取る縁部７Ｃは、平面視において、第１金属膜７の中でｎ型電極３５（接続ポスト部１１）に最も近い部分である。そして、前述したように、各絶縁管層９において、縁部４４Ｂは、平面視で縁部７Ｃよりも接続ポスト部１１に近接していることから、第１金属膜７のいずれの部分よりもｎ型電極３５に近い。また、図２を参照して、第２金属膜４２のシールド部４４は、透明基板２の厚さ方向において、第１金属膜７よりもｎ型電極３５のｎ側外部接続部１０に近い。つまり、第１金属膜７のどの部分に注目しても、その注目部分よりも第２金属膜４２の縁部４４Ｂの方がｎ型電極３５に近い。そのため、第２金属膜４２は、第１金属膜７とｎ型電極３５との間（換言すれば、第１金属膜７に対してｐ型窒化物半導体層５とは反対側）に配置されている。

ｎ型窒化物半導体層３、発光層４、ｐ型窒化物半導体層５、透明導電膜６、第１金属膜７および第２金属膜４２（シールド部４４）のそれぞれは、絶縁管層９および接続ポスト部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、透明導電膜６、第１金属膜７、第２金属膜４２）の内側に位置している（図１参照）。

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、コンタクト１３、第２金属膜４２、エッチングストップ層１４および第１金属膜７を、この順番で流れる。第１金属膜７は、導電性が良好なので、電流は、第１金属膜７において平面視における全域に広がり、その後、透明導電膜６、ｐ型窒化物半導体層５、発光層４、ｎ型窒化物半導体層３および接続ポスト部１１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および透明導電膜６をこの順で透過して、透明導電膜６と第１金属膜７との界面で反射される。反射した光は、透明導電膜６、ｐ型窒化物半導体層５、発光層４、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から取り出される。また、第１金属膜７を透過した光が存在しても、この光は、絶縁膜８（間隔充填部８Ａ）と第２金属膜４２のシールド部４４との界面で反射される。この光は、間隔充填部８Ａ、絶縁管層９、接続ポスト部１１、第１金属膜７、透明導電膜６、ｐ型窒化物半導体層５、発光層４、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、透明導電膜６を透過させて第１金属膜７で反射させ、再び透明導電膜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、第１金属膜７で反射されずに、絶縁管層９内を進む光も存在し、この光は、絶縁管層９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、絶縁膜８、絶縁管層９、透明導電膜６、ｐ型窒化物半導体層５、発光層４、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。

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。

そして、このように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型電極４０とｎ型電極３５との間で電界が発生する。前述した第２金属膜４２が存在しない場合には、各絶縁管層９において、第１金属膜７の貫通穴７Ｂの縁部７Ｃと、接続ポスト部１１やｎ側外部接続部１０（ｎ型電極３５）との間に電界が発生するのだが、第２金属膜４２は、この電界を遮蔽するように、第１金属膜７と接続ポスト部１１やｎ側外部接続部１０との間に配置されている。

図２は、模式的な断面図であるため、各層や膜が実際よりも厚く示されているが、第１金属膜７の表面７Ａと絶縁膜８上のｎ側外部接続部１０との間隔（透明基板２の厚さ方向における間隔）は、数１００ｎｍと比較的狭い。これに対し、接続ポスト部１１と第１金属膜７の縁部７Ｃや第２金属膜４２の縁部４４Ｂとの間隔（透明基板２の厚さ方向に直交する方向における間隔）は、数１０μｍであって、第１金属膜７の表面７Ａとｎ側外部接続部１０との間隔に比べて桁違いに広い。そのため、第２金属膜４２は、透明基板２の厚さ方向の電界を主に遮蔽するように、第１金属膜７とｎ型電極３５との間に配置されている。

以上のように、発光素子１では、第１金属膜７と第２金属膜４２とが等電位となって第１金属膜７と第２金属膜４２との間の電界が零になった状態で、第１金属膜７とｎ型電極３５との間が第２金属膜４２によって遮られているので、ｐ型電極４０とｎ型電極３５との間で発生した電界は、第１金属膜７の周りでは弱くなる。そのため、第１金属膜７のＡｇがイオンになっても、Ａｇイオンは、当該電界の影響を受けにくくなるので、ｎ型電極３５側へ引き寄せられない。その結果、Ａｇのマイグレーションを抑制することができる。

また、前述したように第１金属膜７と接続ポスト部１１（ｎ型電極３５）との間の電界を遮蔽するように第２金属膜４２が配置されているので、第１金属膜７の周りの電界を確実に弱めることができる。
また、第１金属膜７と第２金属膜４２のシールド部４４との間隔に入り込んだ間隔充填部８Ａによって第１金属膜７とシールド部４４とを透明基板２の厚さ方向で互いに離間させることができるので、シールド部４４側の電界が第１金属膜７に及ぶことを抑制できる。なお、間隔充填部８Ａ（絶縁膜８）以外のものを第１金属膜７とのシールド部４４との間隔に入り込ませることによって、第１金属膜７とシールド部４４とを互いに離間させてもよい。または、第１金属膜７上にシールド部４４を直接積層してもよい。ただし、シールド部４４がＡｌを含む場合には、Ａｌと透明導電膜６のＩＴＯとの接触に起因するガルバニック腐食を防止するために、シールド部４４を透明導電膜６から離間させておく必要がある。Ａｌでは、ガルバニック腐食が生じると、反射率が低下してしまうからである。

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、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透明導電膜６を形成してもよい。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、透明導電膜６を貫通する貫通穴６Ａを有するパターンに形成され。各貫通穴６Ａからｐ型窒化物半導体層５が露出することになる。また、透明導電膜６において、平面視で段付部分３Ｃ（図２参照）と一致する予定の部分と当該部分に内側から隣接する部分（図５Ｂにおける左右の端部）は、透明導電膜６のパターニングの際に除去されている。

次いで、透明導電膜６の上、および、ｐ型窒化物半導体層５において透明導電膜６からが露出された部分の上の全域に亘って、Ａｇの合金（第１金属膜７のＡｇ層３６の材料）の層（第１層）をスパッタリングによって形成する。さらに、当該第１層の上の全域に亘って、ＴｉＷ（拡散防止層３７の材料）の層（第２層）をスパッタリングによって形成する。これらの第１層および第２層に対して、図５Ｃに示すように、透明導電膜６と同一パターンのレジストパターン２０をマスクとするドライエッチングを施す。これにより、第１層および第２層の各層が選択的に一括除去される。除去後に残った第１層が、Ａｇ層３６となって、透明導電膜６上に、透明導電膜６と同一パターンで形成される。また、除去後に残った第２層が、拡散防止層３７となって、Ａｇ層３６上に、Ａｇ層３６と同一パターンで形成される。これにより、第１金属膜７が完成する。なお、透明導電膜６および第１金属膜７を、共通のレジストパターンによるドライエッチングによって一括形成してもよい。第１金属膜７（Ａｇ層３６および拡散防止層３７の両方）には、平面視で透明導電膜６の各貫通穴６Ａと一致する位置に、貫通穴６Ａと同じ大きさの貫通穴７Ｂが形成されている。

次いで、図５Ｄに示すように、レジストパターン２０を除去してから、別のレジストパターン２２を第１金属膜７上に形成する。レジストパターン２２には、平面視で第１金属膜７の各貫通穴７Ｂと一致する位置に、貫通穴７Ｂより小さい開口２３が形成されている。レジストパターン２２は、平面視で段付部分３Ｃ（図２参照）と一致する予定の部分には形成されていない。そのため、レジストパターン２２は、第１金属膜７上と、第１金属膜７において貫通穴７Ｂを区画する側面と、透明導電膜６において貫通穴６Ａを区画する側面と、第１金属膜７および透明導電膜６の平面視における外枠をなす面（図５Ｄにおける左右の端面）とに渡って形成されている。

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。ｐ型窒化物半導体層５および発光層４においてトレンチ２４が形成された部分は、前述した貫通穴３８である。

次いで、図５Ｅに示すように、レジストパターン２２を除去する。すると、各トレンチ２４は、平面視で同じ位置にある貫通穴６Ａ，７Ｂに連続している。平面視で同じ位置で連続する貫通穴６Ａ，７Ｂ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、透明導電膜６とｐ型窒化物半導体層５との境界において一段小さくなってからｎ型窒化物半導体層３へ延びている。各トレンチ２５は、第１金属膜７、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５Ｃ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。ｎ型窒化物半導体層３は、各トレンチ２５の底側と段付部分３Ｃとで露出されている。

次いで、第１金属膜７（拡散防止層３７）上において平面視で第２金属膜４２の接続部４３（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、エッチングストップ層１４を形成する。
次いで、図５Ｆに示すように、第１金属膜７（拡散防止層３７）上およびエッチングストップ層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、透明導電膜６および第１金属膜７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、拡散防止層３７上およびエッチングストップ層１４上にある部分は、絶縁膜８の間隔充填部８Ａとなり、平面視における発光層４、ｐ型窒化物半導体層５、透明導電膜６および第１金属膜７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、絶縁膜８上に、レジストパターン４５を形成する。レジストパターン４５には、平面視でエッチングストップ層１４と一致する位置に、開口４６が形成されている。そして、このレジストパターン４５をマスクとするドライエッチングにより、平面視においてレジストパターン４５の開口４６と一致する位置の絶縁膜８がレジストパターン４５側から除去される。開口４６におけるエッチングは、エッチングストップ層１４で停止する。つまり、エッチングストップ層１４が、その直下にある拡散防止層３７をドライエッチングから保護するので、拡散防止層３７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４５の開口４６と一致する位置には、絶縁膜８を貫通してエッチングストップ層１４まで到達するトレンチ４１が形成される。開口４６の数は任意に設定できるので、トレンチ４１は、開口４６と同じ数だけ形成される。トレンチ４１が複数形成された場合、これらのトレンチ４１は、平面視における透明基板２の短手方向（図５Ｆ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４５を除去し、図５Ｇに示すように、たとえば蒸着により、Ａｌからなる層（Ａｌ層４７）を絶縁膜８（間隔充填部８Ａ）上の全域に形成する。Ａｌ層４７は、トレンチ４１内に埋め尽くされる。トレンチ４１内のＡｌ層４７は、第２金属膜４２の接続部４３となる。
次いで、図５Ｈに示すように、Ａｌ層４７上に、レジストパターン４８を形成する。Ａｌ層４７上のレジストパターン４８は、平面視において、第１金属膜７の全域を覆いつつ、全域に亘って第１金属膜７からはみ出すように形成される。レジストパターン４８において平面視で各トレンチ２５と一致する位置には、開口４９が形成されている。そして、このレジストパターン４８をマスクとするドライエッチングにより、絶縁膜８上のＡｌ層４７がパターニングされて、第２金属膜４２のシールド部４４となる。シールド部４４において、平面視で開口４９と一致する位置には、前述した貫通穴４４Ａが形成されている。

次いで、レジストパターン４８を除去し、図５Ｉに示すように、第２金属膜４２のシールド部４４上および間隔充填部８Ａ上（シールド部４４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、平面視におけるシールド部４４の外側端面を覆い、シールド部４４の貫通穴４４Ａを埋め尽くすように形成される。ＳｉＮ層２６において、シールド部４４上にある部分（シールド部４４よりも透明基板２から離れた部分）は、絶縁膜８の金属膜被覆部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（金属膜被覆部８Ｂ）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、平面視で各接続ポスト部１１（図２参照）と一致する予定の位置に、開口２８が形成されていて、平面視で各コンタクト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。
次いで、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、ｎ型窒化物半導体層３や第２金属膜４２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型窒化物半導体層３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型窒化物半導体層３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、接続ポスト部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および（シールド部４４の）貫通穴４４Ａ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型窒化物半導体層３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。

また、各開口２９におけるエッチングは、第２金属膜４２のシールド部４４上で停止する。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を貫通してシールド部４４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２７を除去してから、図５Ｋに示すように、たとえば蒸着により、Ａｌからなる層（Ａｌ層３２）を絶縁膜８上の全域に形成する。Ａｌ層３２は、各トレンチ３０内および各トレンチ３１内に埋め尽くされる。トレンチ３０内のＡｌ層３２は、接続ポスト部１１となり、トレンチ３１内のＡｌ層３２は、コンタクト１３となる。
次いで、絶縁膜８上のＡｌ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Ａｌ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Ａｌ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Ａｌ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、コンタクト１３と、コンタクト１３に最も近い接続ポスト部１１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Ａｌ層３２において、平面視で全ての接続ポスト部１１を覆う部分が、ｎ側外部接続部１０となり、平面視で全てのコンタクト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。
接続ポスト部１１が埋め込まれるトレンチ３０は、接続ポスト部１１と同じ大きさの円形状の断面を有しており、その直径（内径）は、２０μｍ以上４０μｍ以下である。これに対し、コンタクト１３が埋め込まれるトレンチ３１は、平面視においてトレンチ３０よりも大きい（図１参照）。そのため、前述したように、絶縁膜８上にＡｌ層３２を形成する際に（図５Ｋ参照）、各トレンチ３１内にＡｌ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の両方が絶縁膜８上に配置されているので、サブマウント基板５１に対して発光素子１における絶縁膜８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。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、接続ポスト部１１が円柱形状を有する例を示したが、接続ポスト部１１は多角柱形状を有していてもよい。また、接続ポスト部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、接触部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、平面視において、第１金属膜７の全部が第２金属膜４２によって覆われていたが(図１参照)、第１金属膜７においてｎ型電極３５に最も接近する一部（貫通穴７Ｂの縁部７Ｃ）が、第２金属膜４２（シールド部４４の縁部４４Ｂ）によって覆われていればよい。つまり、第１金属膜７の周りの電界を弱めるために、シールド部４４の貫通穴４４Ａの直径Ｒ１が、貫通穴７Ｂの直径Ｒ２以下であればよい（図２参照）。

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 透明導電膜
７ 第１金属膜
７Ｃ 縁部
８ 絶縁膜
８Ａ 間隔充填部
８Ｂ 金属膜被覆部
１０ ｎ側外部接続部
１１ 接続ポスト部
１２ ｐ側外部接続部
３５ ｎ型電極
３６ Ａｇ層
３６Ａ 表面
３７ 拡散防止層
４０ ｐ型電極
４２ 第２金属膜
４４ シールド部
４４Ｂ 縁部
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

Claims (17)

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型電極とを含み、
   前記ｐ型電極が、Ａｇを含む第１金属膜と、前記第１金属膜に電気的に接続され、前記第１金属膜と前記ｎ型電極との間に配置され、Ａｇを含まない第２金属膜とを有し、
   前記第２金属膜が、前記第１金属膜に対して積層方向に間隔を開けて対向するシールド部を有する、発光素子。
2. 前記第２金属膜が、前記第１金属膜と前記ｎ型電極との間の電界を遮蔽するように配置されている、請求項１に記載の発光素子。
3. 前記第２金属膜が、Ａｌ、Ａｕ、およびＣｕのうちの一種以上を含む金属からなる、請求項１または２に記載の発光素子。
4. 前記第２金属膜が、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第１金属膜よりも前記ｎ型電極の近くに位置する縁部を有している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発光素子。
5. 前記第２金属膜が、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第１金属膜を覆うように形成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光素子。
6. 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、前記第１金属膜の全部が前記第２金属膜によって覆われている、請求項５に記載の発光素子。
7. 前記第２金属膜は、前記第１金属膜のいずれの部分よりも前記ｎ型電極に近い部分を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の発光素子。
8. 前記第２金属膜の前記第１金属膜とは反対側を覆う金属膜被覆部を有し、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み、
   前記ｎ型電極が、前記金属膜被覆部を挟んで前記第２金属膜に対向する外部接続部を前記絶縁膜上に有している、請求項１〜７のいずれか一項に記載の発光素子。
9. 前記絶縁膜が前記第１金属膜と前記シールド部との間隔に入り込んだ間隔充填部をさらに含む、請求項８に記載の発光素子。
10. 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８または９に記載の発光素子。
11. 前記ｐ型電極が、前記絶縁膜上に配置された外部接続部を含む、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の発光素子。
12. 前記ｎ型電極が、前記ｎ型窒化物半導体層と外部接続部とを接続する接続ポスト部を含み、
    前記第２金属膜の前記接続ポスト部との最近接部が、前記第１金属膜の前記接続ポスト部との最近接部よりも前記接続ポスト部に近接している、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の発光素子。
13. 前記ｐ型電極が、前記第１金属膜と前記ｐ型窒化物半導体層との間に配置された透明導電膜をさらに含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の発光素子。
14. 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１〜１３のいずれか一項に記載の発光素子。
15. 前記第１金属膜が、Ａｇを含むＡｇ層と、前記Ａｇ層の表面を覆いＡｇの拡散を防止する拡散防止層とを含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の発光素子。
16. 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１〜１５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。
17. 請求項１６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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