WO2017014094A1 - 窒化物半導体発光素子 - Google Patents

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nitride semiconductor
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俊之 小幡
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Definitions

  • the present invention relates to a group III nitride semiconductor light emitting device having an emission peak wavelength of ultraviolet rays.
  • the present invention relates to a technique for suppressing a decrease in light emission efficiency of an element due to current concentration at a mesa structure end of the light emitting element.
  • the present invention also relates to a wafer including the light emitting device configuration.
  • FIG. 8A and 8B show a typical schematic structure of the group III nitride semiconductor light emitting device 41.
  • FIG. 8A is a top view of the element
  • FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 8A.
  • the group III nitride semiconductor light emitting device 41 includes a stacked body including an n-type layer 12, an active layer 13, and a p-type layer 14 on one surface side of the substrate 11 (hereinafter sometimes referred to as “laminated semiconductor layer”). And a mesa structure 15 formed in a part of the laminated semiconductor layer is known.
  • the mesa structure 15 is formed by forming a laminated semiconductor layer including the n-type layer 12, the active layer 13, and the p-type layer 14 on one surface side of the substrate 11, and then removing a part of the laminated structure by etching or the like. A part of 12 is exposed.
  • a mesa structure 15 is formed by leaving a plateau-like portion (also referred to as a mesa) including the active layer 13 and the p-type layer 14 (see Patent Document 1).
  • An n-electrode 16 is formed on the exposed surface of the n-type layer 12, and a p-electrode 17 is formed on the surface of the p-type layer 14.
  • the current flows between the p electrode and the n electrode. Since the current tends to flow through a low resistance path (usually the shortest path), the current is in the vicinity of the end of the mesa structure 15 (hereinafter sometimes referred to as “mesa end”) close to the n electrode and the p electrode. Concentrate on the flow. As a result, the current does not flow uniformly in the active layer 13 and uneven light emission occurs, resulting in a decrease in light emission efficiency.
  • Patent Document 2 discloses an ultraviolet semiconductor in which a p-type layer or a high-resistance layer having a higher resistance than a p-electrode is formed on the surface of the p-type layer on the side close to the n-electrode along the shape of the p-type layer side. A light emitting device is disclosed.
  • a high resistance layer is formed on a p-type layer near the mesa edge as in Patent Document 2, it is possible to suppress current concentration in a region near the mesa edge.
  • Patent Document 3 discloses a semiconductor light emitting device in which a trench is formed between a p electrode and an n electrode. By forming the trench, the variation in the length of the current path flowing between the p electrode and the n electrode is reduced, and the current is prevented from concentrating on a specific portion. However, in order to sufficiently reduce the variation in the length of the current path, it is necessary to increase the depth of the trench.
  • the n-type layer has a high Al composition, so that the specific resistance of the n-type layer is increased and current is concentrated in a region near the mesa edge. Almost flow, and it tends to cause a decrease in luminous efficiency. Therefore, it has been desired to develop a light emitting element that can suppress a decrease in light emission efficiency due to current concentration.
  • the present invention provides a technique for suppressing a decrease in luminous efficiency by suppressing a current flowing between a p-electrode and an n-electrode from being concentrated in a region near the mesa edge in a semiconductor element having a mesa structure.
  • the purpose is that.
  • the present inventor thought that the above problem could be solved by adjusting the structure of the p-electrode, and conducted intensive studies.
  • the group III nitride semiconductor device has a p-electrode (hereinafter sometimes referred to as “p-type electrode structure 30”) in which a first metal layer, a conductive layer, and a second metal layer are laminated in this order. And it discovered that the said subject could be solved by making the specific resistance of the said conductive layer higher than the specific resistance of the said 1st metal layer, and came to complete this invention.
  • the first invention is a group III nitride semiconductor device including an active layer between an n-type layer and a p-type layer and having a mesa structure including the p-type layer, and is on the n-type layer.
  • It is a group III nitride semiconductor device having a higher specific resistance.
  • the thickness of the conductive layer is 0.05 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less, and the specific resistance of the conductive layer is 0.1 ⁇ 10 ⁇ 4 to 1.0 ⁇ 10 ⁇ 2. It is a group III nitride semiconductor device having ⁇ cm.
  • a third invention is a group III according to the first or second invention, wherein the first metal layer is a layer in ohmic contact with the p-type layer, and is composed of a single metal or two or more metals. It is a nitride semiconductor device.
  • the distance between the mesa end of the group III nitride semiconductor device and the outer periphery of the second metal layer is not less than 1/3 of the diffusion length L s. It is a certain group III nitride semiconductor device.
  • the distance between at least the protrusion at the mesa end and the outer periphery of the second metal layer in the top view of the group III nitride semiconductor device is equal to 1 of the diffusion length L s .
  • This is a group III nitride semiconductor device that is / 3 or more.
  • a sixth invention provides a group III nitride semiconductor device according to the first to third inventions, wherein the distance between the mesa end of the group III nitride semiconductor device and the outer periphery of the second metal layer is 20 ⁇ m or more. It is.
  • a seventh invention is the group III according to the first to third inventions, wherein the distance between at least the protrusion of the mesa end and the outer periphery of the second metal layer in the top view of the group III nitride semiconductor device is 20 ⁇ m or more. It is a nitride semiconductor device.
  • the eighth invention is a group III nitride semiconductor light emitting device according to the first to seventh inventions, wherein the emission peak wavelength is 200 to 350 nm.
  • a group III nitride semiconductor light emitting device having an emission peak wavelength of 200 to 350 nm has a high Al composition in the n-type layer, so that the specific resistance of the n-type layer increases, current concentration at the mesa edge tends to occur, and the luminous efficiency is improved. It tends to cause a decline. Therefore, the configuration of the present invention is suitable.
  • a ninth invention is a wafer comprising a group III nitride semiconductor device having a mesa structure including an active layer between an n-type layer and a p-type layer and having the p-type layer, the group III
  • the nitride semiconductor device is a wafer according to the first to seventh aspects of the invention.
  • a tenth invention is a wafer including a configuration of a group III nitride semiconductor light emitting device having an mesa structure including an active layer between an n-type layer and a p-type layer, and including the p-type layer,
  • the group nitride semiconductor light emitting device is a wafer according to the configuration of the eighth invention.
  • the group III nitride semiconductor element has a p-electrode formed by laminating a first metal layer, a conductive layer, and a second metal layer in this order on a p-type layer.
  • the resistance higher than the specific resistance of the first metal layer, the current flowing between the p electrode and the n electrode is prevented from being concentrated in the region near the mesa end.
  • a group III nitride semiconductor light-emitting device in which current easily flows uniformly through the active layer, light emission unevenness is suppressed, and reduction in light emission efficiency is suppressed can be obtained.
  • the first metal layer and the conductive layer are formed on the entire laminated surface of the mesa portion.
  • the distance between the mesa end and the outer periphery of the second metal layer can be set to a predetermined value or more.
  • the distance between the mesa end and the outer periphery of the second metal layer can be set to a predetermined value or more at all the mesa ends.
  • the distance between a part of the mesa edge and the outer periphery of the second metal layer can be set to a predetermined value or more. If the distance between the mesa end and the outer periphery of the second metal layer is greater than or equal to a predetermined value at all the mesa ends, the area of the second metal layer is reduced, and the resistance of the current flowing between the p electrode and the n electrode The value may increase and the operating voltage may increase.
  • the second metal layer can be formed widely, and the resistance of the current flowing between the p electrode and the n electrode It is possible to suppress an increase in value and suppress an increase in operating voltage.
  • the distance between at least the protrusion at the mesa end and the outer periphery of the second metal layer can be set to a predetermined value or more.
  • a predetermined value or more By increasing the distance between at least the protrusion of the mesa end and the outer periphery of the second metal layer to a predetermined value or more, an increase in operating voltage is suppressed, and the current flowing between the p electrode and the n electrode is near the mesa end. Concentration can be suppressed. As a result, the decrease in luminous efficiency is further suppressed, and the occurrence of quality defects can be reduced.
  • an ultraviolet light-emitting element having an emission peak wavelength in the range of 200 to 350 nm has a higher Al composition than that of a light-emitting element having an emission peak wavelength exceeding 350 nm, for example, a light-emitting element in the visible light region.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a group III nitride semiconductor device of the present invention.
  • An example of a group III nitride semiconductor device viewed from above is shown.
  • An example of a group III nitride semiconductor device viewed from above is shown.
  • An example of a group III nitride semiconductor device viewed from above is shown.
  • An example of a group III nitride semiconductor device viewed from above is shown.
  • An example of a group III nitride semiconductor device viewed from above is shown.
  • An example of a group III nitride semiconductor device viewed from above is shown.
  • An example of a group III nitride semiconductor device viewed from above is shown.
  • a method for determining a “mesa edge protrusion” using a definition circle is shown. Various mesa end shapes are shown. A method for determining the second metal layer restriction region will be described. A method for determining the second metal layer restriction region will be described. The positional relationship between the mesa end of the element and the second metal layer is shown. The example of the positional relationship of a mesa edge and a 2nd metal layer is shown. The example of the positional relationship of a mesa edge and a 2nd metal layer is shown.
  • An example of a typical group III nitride semiconductor light emitting device viewed from above is shown. 1 shows a cross-sectional view of a typical group III nitride semiconductor light emitting device. 3 shows a group III nitride semiconductor light-emitting device viewed from the top in Examples 1 to 3. FIG. 3 shows a group III nitride semiconductor light-emitting device viewed from above in Example 4.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of
  • the light emitting region of light emitted from the group III nitride semiconductor light emitting device of the present invention is not particularly limited. According to the present invention, it is possible to suppress a decrease in light emission efficiency due to local current concentration in the mesa structure regardless of the light emission region.
  • the present invention is applied to a group III nitride semiconductor light emitting device having an emission peak wavelength in the visible light region or the ultraviolet region. More preferably, the present invention is applied to a group III nitride semiconductor light emitting device that emits ultraviolet light having an emission peak wavelength of 200 to 350 nm.
  • a group III nitride semiconductor light emitting device having an emission peak wavelength of 200 to 350 nm will be mainly described.
  • a group III nitride semiconductor device 40 of the present invention includes a substrate 11, a mesa structure 15 (laminated semiconductor layer) including an n-type layer 12, an active layer 13 and a p-type layer 14, an n-electrode, 16 and a p-electrode 17.
  • the p-type electrode structure 30 constituting the p-electrode 17 includes a first metal layer 18, a conductive layer 19, and a second metal layer 20. In the following, non-limiting examples of these will be described.
  • the “mesa edge” is the outline of the mesa structure 15, which is the edge of the mesa structure in a top view, and is shown as the outer periphery (that is, the outline) of the p-type layer 14.
  • the mesa structure is formed by etching the stacked semiconductor layer substantially vertically, but does not have to be completely vertical, and may be formed in a tapered shape from the top to the bottom of the mesa structure.
  • the taper part is observed in a top view.
  • the taper part is formed in an overhang shape, so that it is difficult to observe the top view.
  • the mesa end is the end of the mesa structure 15 in a top view, and is defined as the outer periphery (that is, the contour) of the p-type layer 14 positioned at the uppermost layer of the mesa structure, and does not include the taper portion.
  • the refractive index, the transmittance and the reflectance were based on light having a wavelength of 265 nm. This is because light of wavelength 265 nm is most suitable for sterilization because DNA has maximum absorption in the vicinity of wavelength 265 nm, and is considered to have high industrial utility value.
  • the refractive index, the transmittance, and the reflectance are simply used, the values are for light with a wavelength of 265 nm.
  • the substrate 11 is not particularly limited as long as it can epitaxially grow a group III nitride semiconductor crystal on the surface and transmits ultraviolet rays.
  • Examples of the material used for the substrate 11 include sapphire, SiC (silicon carbide), AlN (aluminum nitride), Si (silicon), and the like. Among them, an AlN single crystal substrate having a c-plane as a main surface is preferable.
  • the transmittance of the substrate 11 with respect to light having a wavelength of 265 nm is preferably as high as possible, preferably 50% or more, and more preferably 60% or more.
  • the upper limit of the transmittance of the substrate 11 is preferably 100%, but the upper limit is 80% in consideration of industrial production.
  • the transmittance of the substrate can be adjusted by the material, substrate thickness, crystallinity, and impurity content.
  • the thickness of the substrate 11 is not particularly limited, but is preferably 30 to 1500 ⁇ m, more preferably 50 to 1000 ⁇ m. By setting the thickness of the substrate 11 in the above range, the transmittance is improved and the productivity is improved.
  • the thickness of the substrate 11 only needs to satisfy the above range after the manufacture of the group III nitride semiconductor element, and the thickness of the substrate is obtained by grinding or polishing the lower surface of the substrate after laminating a laminated semiconductor layer and electrodes described later on the substrate. May be in the above range.
  • the laminated semiconductor layer (the main part of the device including the mesa structure 15 in FIG. 1) is formed on the substrate 11 as shown in FIG. 1, and the n-type layer 12, the active layer 13, and the p-type layer 14 (p-type cladding layer). And a layer made of a p-type contact layer) are laminated in this order. Non-limiting examples are described below for each layer.
  • Group III nitride semiconductor preferably containing impurities.
  • the impurity concentration is 1.0 ⁇ 10 17 cm ⁇ 3 or more and 5.0 ⁇ 10 20 cm ⁇ 3 or less, preferably 1.0 ⁇ 10 18 cm ⁇ 3 or more and 5.0 ⁇ 10 19 cm ⁇ 3 or less.
  • the refractive index of the n-type layer is not particularly limited, but is 1.5 to 3.0.
  • the refractive index may be adjusted by the composition of the n-type layer.
  • the thickness of the n-type layer is 100 nm or more and 10,000 nm or less, preferably 500 nm or more and 3000 nm or less.
  • the group III nitride semiconductor device 40 includes a group III having the same or similar composition as AlN or the n-type layer between the substrate 11 and the n-type layer 12.
  • a buffer layer including a nitride semiconductor may be included.
  • a well layer having a band gap energy larger than that of the well layer (x, y, z are 0 ⁇ x ⁇ 1.0, 0 ⁇ y ⁇ 0.1, 0 ⁇ z ⁇ 1.0).
  • the active layer may be a multiple quantum well structure or a single quantum well structure.
  • the thickness of the well layer is 1 nm or more, preferably 2 nm or more, and the upper limit is 100 nm.
  • the thickness of the barrier layer is 1 nm or more, preferably 2 nm or more, and the upper limit is 1 ⁇ m.
  • Such an active layer can be manufactured by the MOCVD method.
  • the p-type layer 14 includes a p-type cladding layer and a p-type contact layer.
  • Group III nitride semiconductor preferably containing impurities.
  • the impurity of the p-type cladding layer is preferably Mg.
  • the impurity concentration in the p-type cladding layer is 1.0 ⁇ 10 17 cm ⁇ 3 or more and 5.0 ⁇ 10 20 cm ⁇ 3 or less, preferably 1.0 ⁇ 10 18 cm ⁇ 3 or more and 5.0 ⁇ 10 20 cm ⁇ . 3 or less.
  • the thickness of the p-type cladding layer is 5 nm to 100 nm, preferably 10 nm to 80 nm.
  • the p-type contact layer is made of GaN. If the p-type contact layer is made of GaN, that is, a p-GaN layer, the contact characteristics of the p-type contact layer can be improved.
  • the p-type contact layer preferably contains an impurity.
  • the impurity of the p-type contact layer is preferably Mg, like the p-type cladding layer.
  • the impurity concentration in the p-type contact layer is 1.0 ⁇ 10 17 cm ⁇ 3 or more and 5.0 ⁇ 10 20 cm ⁇ 3 or less, preferably 1.0 ⁇ 10 18 cm ⁇ 3 or more and 2.0 ⁇ 10 20 cm ⁇ . 3 or less.
  • the thickness of the p-type contact layer is 1 nm to 200 nm, preferably 5 nm to 50 nm. By setting the thickness of the p-type contact layer within the above range, the contact characteristics of the p-type layer are improved.
  • the n electrode 16 is formed on the exposed surface of the n-type layer 12.
  • the exposed surface of the n-type layer is formed by means such as etching.
  • the stacked semiconductor layer remains in a plateau shape, and the mesa structure 15 is formed.
  • the n-electrode on the n-type layer is formed along the lower end of the mesa structure in the low-level portion of the mesa structure, but is slightly spaced from the bottom of the mesa structure and is n-type between the mesa structure 15 and the n-electrode 16.
  • the structure in which the layer 12 is exposed may be used.
  • the n electrode 16 may be formed so as to surround the entire p electrode 17 along the mesa edge, and the n electrode may be formed so as to surround a part of the p electrode. May be.
  • the p electrode may be formed so as to surround the n electrode.
  • Etching techniques include dry etching such as reactive ion etching and inductively coupled plasma etching.
  • the exposed surface is preferably surface-treated with an acid or alkali solution in order to remove etching damage.
  • an n-type electrode 16 having ohmic properties is formed on the exposed surface of the n-type layer.
  • the patterning of the n electrode can be performed using a lift-off method.
  • a photoresist is applied to the surface on which the electrode is to be formed, irradiated with ultraviolet rays using a UV exposure machine equipped with a photomask, and immersed in a developer to dissolve the exposed photoresist to form a desired pattern.
  • an electrode metal is deposited on the patterned photoresist, and the photoresist is dissolved with a stripping solution to form an electrode metal pattern.
  • an electrode metal film is formed on the electrode formation surface, a photoresist is applied, the photoresist is patterned through an exposure and development process, and the electrode is formed by dry etching or wet etching using the photoresist as a mask.
  • a method of patterning a metal and dissolving the photoresist with a stripping solution is preferable because the process is relatively simple.
  • Examples of the method for depositing the n-electrode metal include vacuum deposition, sputtering, and chemical vapor deposition. In particular, vacuum deposition is preferable because impurities in the electrode metal can be eliminated.
  • the material used for the n-electrode can be selected from known materials. For example, Ti, Al, Rh, Cr, In, Ni, Pt, Au, etc. are mentioned. Among these, Ti, Al, Rh, Cr, Ni, and Au are preferable. In particular, a combination of Ti, Al, and Au is preferable because it can improve ohmic properties and reflectivity.
  • the n-electrode may be a single layer containing an alloy or oxide of these metals, or a multilayer structure.
  • the thickness of the n-electrode is not particularly limited, but is preferably 2 nm or more in consideration of production stability, and the upper limit is 2 ⁇ m.
  • the pattern of the n electrode is not particularly limited, and may be formed so as to surround the entire mesa structure 15 along the mesa edge (FIGS. 2A to 2F). It may be formed so as to surround a part of the structure 15 (FIG. 2G). Further, the n electrode may be formed so as to surround the p electrode (FIGS. 2A to E and G), and conversely, the p electrode may be formed so as to surround the n electrode (FIG. 2F).
  • the width of the n electrode is not particularly limited, but is usually about 5 to 100 ⁇ m, preferably 10 to 50 ⁇ m.
  • the width of the n electrode may not be uniform. For example, a narrow part and a wide part may be mixed. In this case, the average width of the n electrodes may be in the above range.
  • heat treatment is performed at a temperature of 300 ° C. to 1100 ° C. for 30 seconds to 3 minutes.
  • optimal conditions can be selected suitably according to the metal seed
  • the p-electrode 17 of the present invention has a p-type electrode structure 30.
  • the first metal layer 18, the conductive layer 19, and the second metal layer 20 are laminated in this order.
  • the p-type electrode structure 30 in which the p-electrode 17 of the group III nitride semiconductor element is formed by laminating the first metal layer 18, the conductive layer 19, and the second metal layer 20 in this order It has been found that by having it, current concentration can be suppressed and a decrease in luminous efficiency can be suppressed.
  • the current is applied to the second metal layer 20 and the first metal layer 20 in the p-type electrode structure constituting the p-electrode.
  • An attempt is made to flow along a path with low resistance to the metal layer 18. Since the conductive layer 19 immediately below the second metal layer 20 has a higher specific resistance than the first metal layer 18 immediately below the conductive layer, the current is conducted through the conductive layer through the shortest path, and the first metal layer 18 is passed through. The tendency to flow increases.
  • the conductive layer 19 having a high specific resistance is interposed between the second metal layer 20 and the first metal layer 18, the current is suppressed from being concentrated in a region near the mesa edge. It is possible to flow through the laminated semiconductor layer without concentration.
  • the operating voltage does not increase excessively.
  • the specific resistance value of the conductive layer 19 becomes close to the specific resistance value of the n-type layer 12 by increasing the specific resistance of the conductive layer 19.
  • the value of the diffusion length L s in the n-type layer 12 increases, the electron diffusion distance in the n-type layer increases, and current concentration in the vicinity of the mesa edge in the n-type layer is suppressed. That is, due to the conductive layer 19 having a high specific resistance, current flows to the active layer 13 without being concentrated locally, and a decrease in light emission efficiency is suppressed.
  • the present invention local concentration of current in the p-type electrode structure 30 can be suppressed.
  • the current flowing between the p-electrode 17 and the n-electrode 16 having the p-type electrode structure 30 is also prevented from being concentrated in a region near the mesa end, and a decrease in luminous efficiency can be suppressed.
  • the first metal layer 18, the conductive layer 19, and the second metal layer 20 that form the p-type electrode structure 30 will be described below.
  • the first metal layer 18 is formed so as to be in ohmic contact with the p-type layer 14.
  • the metal material used for the first metal layer 18 is preferably Ni, Au, Pt, Pd, Ru, Os, Rh, Ir, or Ag, and more preferably Ni, Au, Pt, or Pd. From these, a material having a specific resistance lower than that of the material constituting the conductive layer 19 described in detail below may be selected. In the first metal layer, these metals may be used alone or in combination of two or more.
  • the first metal layer 18 may be a single layer containing an alloy or oxide of these metals or a multilayer structure.
  • Specific resistance of the first metal layer 18 is preferably 1 ⁇ 10 -6 ⁇ 2 ⁇ 10 -5 ⁇ cm, more preferably 1 ⁇ 10 -6 ⁇ 1 ⁇ 10 -5 ⁇ cm.
  • the specific resistance of the first metal layer 18 is lower than the specific resistance of the conductive layer 19 described later.
  • the thickness of the first metal layer 18 is preferably 1 nm or more and 200 nm or less, more preferably 2 nm or more and 100 nm or less from the viewpoint of productivity.
  • the patterning of the first metal layer 18 is preferably performed using a lift-off method, as is the patterning of the n-electrode.
  • the shape and size of the first metal layer 18 are substantially similar to the mesa structure 15.
  • the first metal layer 18 may be formed in a similar shape slightly smaller than the mesa structure 15.
  • the first metal layer 18 is formed on the entire laminated surface of the p-type layer.
  • the first metal layer 18 As a method for depositing the first metal layer 18, for example, vacuum deposition, sputtering, chemical vapor deposition, and the like can be cited as in the method for forming the n-electrode.
  • vacuum deposition is preferable because impurities in the electrode metal can be eliminated.
  • heat-treat at a temperature of 200 ° C. to 800 ° C. for 30 seconds to 3 minutes after depositing the metal. About the temperature and time of heat processing, optimal conditions can be suitably selected according to the metal seed
  • the conductive layer 19 is formed on the first metal layer.
  • the material used for the conductive layer 19 is preferably ZnO, ZnO doped with Al (hereinafter simply referred to as AZO), SnO 2 doped with Sb (hereinafter simply referred to as ATO), or ZnO with Ge.
  • Doped hereinafter simply referred to as GZO
  • oxide conductors are Ge, Si, and Ti, and more preferably ZnO, AZO, ITO, ATO, GZO, Ge, Si, and Ti.
  • the specific resistance of the conductive layer 19 is preferably 0.1 ⁇ 10 ⁇ 4 to 1.0 ⁇ 10 ⁇ 2 ⁇ cm, more preferably 0.5 ⁇ 10 ⁇ 4 to 1.0 ⁇ 10 ⁇ 2 ⁇ cm. .
  • the specific resistance of the conductive layer 19 is higher than the specific resistance of the first metal layer 18.
  • the conductive layer 19 In the present invention, in order to suppress the current flowing in the conductive layer from being concentrated in a region near the mesa edge and to further suppress the excessive increase in the operating voltage, the conductive layer 19
  • the specific resistance of the first metal layer 18 is preferably 2 to 1000 times, more preferably 4 to 1000 times, still more preferably 4 to 500 times, and more preferably 4 to 100 times. It is particularly preferable to do this.
  • the thickness of the conductive layer 19 is preferably 0.05 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less, and more preferably 0.05 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less. If the thickness of the conductive layer is too large, the operating voltage may increase. If the thickness of the conductive layer is too small, it is difficult for the current to sufficiently spread within the conductive layer, and it may not be possible to effectively suppress the current from being concentrated in the region near the mesa edge.
  • the shape and size of the conductive layer 19 are almost similar to the mesa structure 15.
  • the conductive layer 19 may be formed in a similar shape slightly smaller than the mesa structure 15.
  • the conductive layer 19 is formed on the entire surface of the first metal layer.
  • the conductive layer is formed by vacuum deposition, sputtering, MBE, or the like.
  • the second metal layer 20 is formed on the conductive layer.
  • the metal material used for the second metal layer 20 is preferably Ti, Ni, Pt, Au, Mo, W, and more preferably Ti, Ni—, Pt, Au. In the second metal layer 20, these metals may be used alone or in combination of two or more. Further, the second metal layer 20 may be a single layer containing an alloy or oxide of these metals, or a multilayer structure.
  • the specific resistance of the second metal layer 20 is not particularly limited. Usually, the specific resistance of metal is small compared to the specific resistance of the material used for the conductive layer. Among them, in order to exert an excellent effect, the specific resistance of the second metal layer 20 is preferably 1.0 ⁇ 10 ⁇ 6 ⁇ cm or more and 5.0 ⁇ 10 ⁇ 5 ⁇ cm or less, and 2.0 ⁇ 10 6 More preferably, it is ⁇ 6 ⁇ cm or more and 5.0 ⁇ 10 ⁇ 5 ⁇ cm or less.
  • the thickness of the second metal layer 20 is preferably 0.05 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less, and more preferably 0.10 ⁇ m or more and 7 ⁇ m or less. If the thickness of the second metal layer is too large, the stress generated inside the second metal layer is increased, and the second metal layer may be easily peeled off. If the thickness of the second metal layer is too small, the heat dissipation is reduced, and solder may be easily diffused when used as a semiconductor element.
  • the patterning of the second metal layer 20 is preferably carried out using a lift-off method, similarly to the patterning of the n-electrode.
  • a method for depositing the second metal layer 20 as in the method for forming the n-electrode, for example, vacuum deposition, sputtering, chemical vapor deposition, or the like can be given.
  • vacuum deposition is preferable because impurities in the electrode metal can be eliminated.
  • the shape and size of the second metal layer 20 may be similar to the mesa structure 15 or may be completely different from the mesa structure.
  • the formation position of the second metal layer 20 in the p-type electrode structure 30 can be set based on a predetermined guideline related to the shape of the mesa structure 15. Thereby, current concentration at the mesa end can be further suppressed.
  • the shape of the second metal layer 20 is not particularly limited, but can be formed in a similar shape slightly smaller than the mesa structure 15.
  • the shape of the second metal layer 20 is a rectangular shape substantially similar to the mesa structure 15 shown in FIG. 2A, a cross shape as shown in FIGS. 2B and 2C, and as shown in FIGS. 2D to 2G. It may be comb-shaped.
  • the width of the second metal layer is not particularly limited, but in the shape similar to the mesa structure 15 shown in FIGS. 2B to 2G, it is usually about 5 to 100 ⁇ m, preferably 10 to 50 ⁇ m.
  • the width of the second metal layer may not be uniform. For example, a narrow part and a wide part may be mixed. In this case, the average width of the second metal layer may be in the above range.
  • the p-electrode 17 is substantially similar to the mesa structure 15 on the p-type layer 14 positioned on the top of the plate-like mesa structure 15. Formed.
  • the n-electrode 16 is formed in a lower low area as viewed from the mesa structure 15.
  • a path with low resistance is given priority, so that the current is likely to be concentrated in a region near the end of the mesa structure 15 at the shortest distance between the n-electrode and the p-electrode.
  • the group III nitride semiconductor device 40 of the present invention has a p-electrode 17 formed by laminating a first metal layer 18, a conductive layer 19, and a second metal layer 20 in this order in order to suppress current concentration at the mesa end. Furthermore, in a preferred embodiment of the present invention, the first metal layer 18 and the conductive layer 19 are formed over the entire laminated surface of the mesa portion, and the formation of the second metal layer 20 is to suppress current concentration at the mesa edge. A certain distance or more can be provided between the mesa end and the second metal layer 20.
  • the distance between the outer periphery of the mesa edge and the second metal layer 20 and 1/3 or more of the diffusion length L s be able to.
  • the distance between the mesa end and the outer periphery of the second metal layer 20 is the length of the shortest path from the arbitrarily selected mesa end to the contour of the second metal layer 20 in a top view.
  • the distance between the outer periphery of the mesa end second metal layer is preferably 1/3 or more diffusion length L s, more preferably 1/3 or more of the diffusion length L s , 1.2 times the diffusion length L s or less, more preferably 1/3 or more of the diffusion length L s, is less than 1.0 times the diffusion length L s.
  • the distance between the outer periphery of the mesa edge and the second metal layer 20 in all of the mesa edge may be 1/3 or more of the diffusion length L s.
  • the distance between the outer periphery of the mesa edge and the second metal layer in all the mesa edge is preferably set to 1/3 or more of the diffusion length L s, more preferably diffusion length L s 1/3 or more, 1.2 times the diffusion length L s or less, more preferably 1/3 or more of the diffusion length L s, is less than 1.0 times the diffusion length L s.
  • the distance between the outer periphery of the part of the mesa end the second metal layer may be more than one-third of the diffusion length L s. If the distance between the mesa end and the outer periphery of the second metal layer is 1/3 or more of the diffusion length L s at all the mesa ends, the area of the second metal layer is reduced, and the p electrode 17 and the n electrode 16 There is a risk that the resistance value of the current flowing between the two increases and the operating voltage increases.
  • the second metal layer can be formed widely, and the p electrode and the n electrode It is possible to suppress an increase in the resistance value of the current flowing between them and suppress an increase in operating voltage.
  • the distance between the outer periphery of the part of the mesa end the second metal layer is preferably 1/3 or more diffusion length L s, more preferably diffusion length L s of 1 / 3 or more, 1.2 times the diffusion length L s or less, more preferably 1/3 or more of the diffusion length L s, is less than 1.0 times the diffusion length L s.
  • the distance between the outer layer 20 may be 1/3 or more of the diffusion length L s.
  • the portion where current concentration is likely to occur refers to a portion where the p-electrode 17 protrudes into the n-electrode formation region in a top view.
  • the portion since the p-electrode 17 is surrounded by the n-electrode 16, current tends to concentrate. As a result, the portion emits light more strongly, but the load is large and the deterioration tends to occur.
  • the portion where current is concentrated emits light strongly, the light emission is weakened in other portions, so that uneven light emission occurs and the light emission efficiency tends to decrease.
  • the second metal layer 20 of the p-type electrode structure constituting the p-electrode is formed on the mesa structure 15 in a shape substantially similar to the mesa structure, at least the mesa structure 15 is in the n-electrode formation region. If the distance between the mesa end and the second metal layer 20 is a predetermined value or more in the protruding portion, that is, the mesa end protrusion described in detail later, the current flowing from the second metal layer 20 is applied to the end of the mesa structure. It can flow to the conductive layer directly below without concentrating.
  • the mesa structure 15 is an n-electrode.
  • the distance between the at least projection and the outer periphery of the second metal layer 20 of the mesa edge is preferably set to 1/3 or more of the diffusion length L s, more preferably the diffusion length L s of 1/3 or more, 1.2 times the diffusion length L s or less, more preferably 1/3 or more of the diffusion length L s, is less than 1.0 times the diffusion length L s.
  • the outer periphery n electrode of the second metal layer is less than 1/3 of the diffusion length L s It may be close by distance.
  • ⁇ c contact resistance between p electrode / p-type layer and n electrode / n-type layer
  • ⁇ p specific resistance of p-type layer
  • ⁇ n specific resistance of n-type layer
  • t p p-type layer Thickness
  • t n the thickness of the n-type layer.
  • the contact resistance is measured by a TLM (Transfer Length Method) method.
  • a p-electrode pattern having a donut-shaped second metal layer non-formation region is formed on the surface of the p-GaN layer by a method similar to the method for manufacturing a semiconductor element (distance between electrodes: 5, 10, 20, 40 , 60, 80, 100 ⁇ m).
  • the resistance value at each inter-electrode distance is measured, and the contact resistance between the p-electrode / p-type layer and the n-electrode / n-type layer is calculated from the relationship between the inter-electrode distance and the resistance value.
  • the specific resistance of the p-type layer (p-GaN layer, p-AlGaN layer) and n-type layer (n-AlGaN layer) is calculated by measuring the Hall effect for the obtained sample.
  • the diffusion length L s is the distance at which most electrons can diffuse in the n-type layer from the end of the n electrode near the mesa end to the mesa end in consideration of the movement of electrons to the p electrode. Point to.
  • the diffusion length L s does not depend on the width of the electrode, it becomes a guideline for device design for suppressing current concentration even when the element is downsized and the electrode is thinned.
  • the group III nitride semiconductor element has a p-electrode 17 formed by laminating the first metal layer 18, the conductive layer 19, and the second metal layer 20 in this order, Furthermore, although the distance between the mesa end and the outer periphery of the second metal layer 20 can be set to 1/3 or more of the diffusion length L s , in the present technology of the present invention, the mesa end and the second metal layer 20 It is sufficient that the distance from the outer periphery is 20 ⁇ m or more.
  • the distance between the mesa edge and the outer periphery of the second metal layer 20 is preferably 20 ⁇ m or more, more preferably 20 to 80 ⁇ m, and even more preferably. Is 20 to 40 ⁇ m. From the viewpoint of further suppressing current concentration, the distance between the mesa edge and the outer periphery of the second metal layer 20 is preferably 20 ⁇ m or more at all mesa edges, more preferably 20 to 80 ⁇ m, and even more preferably 20 to 20 ⁇ m. 40 ⁇ m.
  • the distance between a part of the mesa edge and the outer periphery of the second metal layer 20 is preferably 20 ⁇ m or more, more preferably 20 to 80 ⁇ m, still more preferably 20 to 40 ⁇ m. It is. From the viewpoint of suppressing current concentration and further suppressing increase in operating voltage, the distance between at least the protrusion at the mesa end and the outer periphery of the second metal layer 20 is preferably 20 ⁇ m or more, and more preferably 20 to 80 ⁇ m, more preferably 20 to 40 ⁇ m. This distance is sufficient for the current (2015) device design.
  • the distance between the mesa end and the outer periphery of the second metal layer 20 may not be 20 ⁇ m or more.
  • a guideline diffusion length L s it is sufficient to set the distance between the outer periphery of the mesa edge and the second metal layer 20.
  • the group III nitride semiconductor device has a p-electrode 17 formed by laminating a first metal layer 18, a conductive layer 19, and a second metal layer 20 in this order, Between the mesa end and the second metal layer 20, a second metal layer restriction region in which the formation of the second metal layer is restricted can be provided. That is, in the preferred embodiment of the present invention may be present a second metal layer restricted area of more than 1/3 of the width or 20 ⁇ m or wider, the diffusion length L s in the vicinity of the end portion of the mesa structure.
  • the second metal layer restriction region can be provided in the vicinity of all mesa edges.
  • current concentration can be further suppressed, current can easily flow to the active layer, and light emission unevenness is suppressed. The decrease can be suppressed.
  • the second metal layer restriction region can be provided in the vicinity of a part of the mesa end. If the second metal layer limiting region is provided in the vicinity of all the mesa edges, the area of the second metal layer is reduced, the resistance of the current flowing between the p electrode and the n electrode is increased, and the operating voltage is increased. May be.
  • the second metal layer limiting region in the vicinity of a part of the mesa end, the second metal layer can be formed widely, and the resistance value of the current flowing between the p electrode and the n electrode increases. And an increase in operating voltage can be suppressed.
  • the second metal layer limiting region can be provided at least in the vicinity of the protrusion at the mesa end. That is, in the preferred embodiment of the present invention, at least projections of the mesa edge, the second metal of more than 1/3 of the width or 20 ⁇ m or more of the width of the diffusion length L s between the mesa edge and the second metal layer 20
  • the layer limiting region By providing the layer limiting region, an increase in operating voltage can be suppressed, and further, current does not easily flow in this region, so that current concentration in the vicinity of this region can be suppressed.
  • the “projection at the end of the mesa” refers to a portion where the outline of the mesa structure 15 projects into the n-electrode formation region in a top view.
  • the second metal layer is formed in this portion, electrons from the n electrode surrounding the periphery are concentrated on the second metal layer formed in the portion, and the active layer portion immediately below the second metal layer has a strong light.
  • the light emitted from other parts is weak, and uneven light emission is likely to occur.
  • the laminated semiconductor layer immediately below the second metal layer in the portion is likely to deteriorate.
  • FIG. 2 shows a non-limiting example of the outline of the mesa structure 15 in the top view of the element and the formation pattern of the n electrode, and the “mesa end protrusion” where current tends to concentrate is indicated by a broken-line circle.
  • the n-electrode 12 and the mesa structure 15 are in contact with each other.
  • the mesa-structure taper portion is provided between the end of the mesa structure 15 and the n-electrode in the cross-section. Or an exposed n-type layer may be present.
  • the formation of the second metal layer is limited to a region less than the predetermined distance.
  • a second metal layer restriction region is provided.
  • FIG. 2A shows an element structure in which a rectangular mesa structure 15 is formed in a top view.
  • each vertex of the rectangle protrudes into the n-electrode formation region, and if the second metal layer 20 is formed in this portion, the current tends to concentrate on the mesa portion immediately below the second metal layer.
  • FIG. 2B shows a cross-shaped mesa structure 15. Even in this structure, each vertex of the cross protrudes into the n-electrode formation region.
  • FIG. 2C shows a mesa structure 15 with a rounded shape at the cross-shaped end. Even in this structure, the end of the cross projects into the n-electrode formation region.
  • FIG. 2D shows a comb-like mesa structure 15.
  • FIG. 2E is a modification of FIG. 2D and shows a structure in which the electrodes extend in a comb-teeth shape from the back of the comb.
  • FIG. 2F shows a structure in which the n-electrode has a linear portion, and the electrode extends from the back of the comb forming the n-electrode.
  • FIG. 2G shows a state in which a comb-shaped n-electrode surrounding the comb-shaped mesa structure is formed.
  • the tips of the combs which are the second metal layer, and the vertices of the rectangles protrude into the n-electrode formation region.
  • the pattern in the mesa structure formation pattern having the illustrated configuration and the similar configuration, the pattern is formed in a region less than a predetermined distance from the center of the circle indicating the “projection of the mesa end”.
  • the bimetallic layer may be formed so as not to exist.
  • the “projection at the mesa end” can be defined as a mesa portion in which an n electrode is excessively present around the group III nitride semiconductor device when viewed from the top. Therefore, in order to determine whether or not a “certain point” at the mesa end corresponds to a “projection at the mesa end”, the area of the n-electrode existing around the “certain point” may be considered. Specifically, a circle with a predetermined radius (hereinafter sometimes referred to as a “definition circle”) is drawn around the “certain point” to be determined, and the larger the area of the n electrode existing inside the circle, It is determined that the “certain point” is highly surrounded by the n electrode.
  • a circle with a predetermined radius hereinafter sometimes referred to as a “definition circle”
  • a circle having a predetermined radius is drawn around the “certain point” to be determined, and the smaller the area of the mesa portion (including the p-electrode) existing inside the circle, the “certain point” is n It can be said that the degree of being surrounded by the electrodes is high.
  • the radius of the definition circle may be as long as the circle does not touch the other mesa edges. However, if the circle is too small, the area of the tapered portion between the mesa end and the n electrode or the exposed n-type layer area is overestimated, so it is necessary that the circle be larger than a certain size. That is, if the definition circle at the mesa end is too small, the area of the taper portion of the mesa portion and the area of the exposed n-type layer are overestimated in the definition circle, and the mesa portion (including the p electrode) and the n electrode The total area is relatively reduced, and appropriate evaluation cannot be performed.
  • the center point an arbitrary point (the point to be determined) on the mesa edge, draw a circle of radius r n gradually increases.
  • the radius of the circle is small, the relative ratio of the taper area and the n-electrode area is large, but as the circle increases, the relative ratio decreases, and the mesa part (including the p-electrode) and the n-electrode The area can be properly evaluated. Therefore, it is preferable that the radius of the circle in which the total area of the mesa portion (including the p electrode) and the n electrode in the circle is 80% of the total area of the circle is the radius of the “definition circle”. Note that the radius of the definition circle may be increased as long as the definition circle does not contact other mesa ends.
  • a method for determining a “mesa end protrusion” using a definition circle will be described.
  • a definition circle is drawn around a certain point on the mesa edge, a mesa portion (p electrode), an n-type layer, and an n electrode region exist in the definition circle, and the taper portion of the mesa structure in a top view May be observed.
  • the above evaluation parameters are calculated from the area of the mesa portion, the area of the electrode, and the total area of the circle.
  • the p-electrode is omitted.
  • the first metal layer 18 and the conductive layer 19 are formed in the same shape as the mesa portion, and the second metal layer 20 is formed as the mesa portion. It can be formed in the same shape or smaller than this.
  • FIG. 4 schematically shows a top view of mesa edges and n-electrodes of various contours.
  • the n-type layer exposed between the electrodes and the tapered portion have a small area, and thus the illustration is omitted.
  • the first metal layer and the conductive layer are formed in the same shape as the mesa portion, and the second metal layer is formed in a similar shape slightly smaller than the mesa portion. . That is, since the area of the p electrode is included in the area of the mesa portion, the illustration is omitted.
  • the area of the mesa portion in the definition circle is smaller than the area of the n electrode. That is, although the evaluation parameter is smaller than that in the state A, the area of the n electrode is excessive, and current concentration is likely to occur in the p electrode and the active layer in this portion.
  • the area of the mesa portion in the definition circle is smaller than the area of the n electrode. That is, the area of the n electrode is excessive, and current concentration tends to occur in the p electrode and the active layer in this portion.
  • the area of the mesa portion in the definition circle is smaller than the area of the n electrode. That is, the area of the n electrode is excessive, and current concentration tends to occur in the p electrode and the active layer in this portion.
  • the area of the mesa portion in the definition circle is larger than the area of the n electrode. That is, the evaluation parameter is less than 100%. Current concentration is less likely to occur in the p electrode and the active layer in this portion than in the state E.
  • the area of the mesa structure in the definition circle is larger than the area of the n electrode. That is, the evaluation parameter is less than 100%. Current concentration is unlikely to occur in this portion of the p-electrode and the active layer.
  • the second metal layer limiting region when the second metal layer limiting region is provided at least at the protrusion of the mesa end, the area of the n electrode is excessive with respect to the area of the mesa in the definition circle.
  • the vicinity of the mesa edge as in each of the states A to D is defined as the second metal layer restriction region. That is, the vicinity of the mesa end having a large evaluation parameter is set as the second metal layer restriction region.
  • a preferred embodiment in the case where the second metal layer limiting region is provided at least at the protrusion of the mesa end is as follows. Draw a definition circle with an arbitrary point on the mesa edge as the center point. When the evaluation parameter calculated by the area of each part in the definition circle exceeds 100%, it is determined that the center of the definition circle is located at the “projection at the mesa end”. If it is determined to be located on the protrusion of the mesa edge, a range where the center of the circle, the distance between the outer periphery of the second metal layer 20 becomes (or 20 ⁇ m in absolute distance) 1/3 or more of the diffusion length L s The second metal layer 20 is provided. In other words, the range from the center of the circle to less than 1/3 of the diffusion length L s (absolute distance is less than 20 ⁇ m) is the second metal layer restricted region.
  • the evaluation parameter is approximately 300%. Therefore, the range of less than 1/3 of the diffusion length L s from the X point is a rectangular vertex (less than 20 ⁇ m in absolute distance) does not form a second metal layer. In the definition circle at the point Y in FIG. 5A (the mesa end located at the radius of the definition circle from the vertex X), the evaluation parameter is almost 100%.
  • a limit point for forming the second metal layer is a circle whose radius is 1/3 of the diffusion length L s (absolute distance is 20 ⁇ m) from the Y point.
  • L s absolute distance
  • region second metal layer restricted area which is surrounded by the contour and dashed mesa It becomes.
  • the distance from the X point and the Y point can be set to 20 ⁇ m or more to be the second metal layer restricted region.
  • the second metal layer is not formed in all of the second metal layer restricted region, but the second metal layer is partially formed in the second metal layer restricted region. Even if formed, it is permissible as long as the object of the present invention is not impaired.
  • the second metal layer may be formed in a portion that is far from the mesa end.
  • the area where the formation of the second metal layer is restricted is preferably 90% or more, more preferably 98% or more, and further preferably 99% or more.
  • the lower limit of the evaluation parameter is set to 100%, but these lower limits can be appropriately set according to the material of the laminated semiconductor layer (mesa structure portion), the operating environment of the element, and the requirements for the element. .
  • the lower limit value of the allowable evaluation parameter can be lowered and the second metal layer restricted region can be widened.
  • the evaluation parameter may be 80% or more, or 60% or more.
  • the lower limit value of the evaluation parameter may be increased to narrow the second metal layer restriction region.
  • the evaluation parameter may be 120% or more, or 140% or more.
  • 20 ⁇ m can be used as a guideline for the radius of the definition circle for the current product. Further, as the electrodes become thinner in the future, appropriate evaluation is possible by reducing the radius of the definition circle. In this case as well, the circle is prevented from coming into contact with other mesa ends.
  • the first metal layer and the conductive layer in the p-type electrode structure constituting the p electrode are formed on the entire surface of the mesa portion, and the formation of the second metal layer is predetermined from the “projection at the mesa end”.
  • a second metal layer limiting region is provided within the range.
  • the second metal layer can be formed in the mesa portion other than the second metal layer restriction region (hereinafter, sometimes referred to as “second metal layer allowable region”), There is no need to form a bimetallic layer.
  • the 2nd metal layer should just be formed so that it may be conduct
  • the outer peripheral shape of the second metal layer formed in the vicinity of the protrusion at the mesa end may be a rectangular shape, or may be an arc shape, an elliptical arc shape, a parabolic shape, or the like as shown in FIG.
  • FIG. 6 shows an example in which a blank portion having a width of 5 ⁇ m is formed.
  • the second metal layer may not be provided within a predetermined range from the “projection at the mesa end” where the evaluation parameter is equal to or greater than the specified value.
  • the evaluation parameter indicating the degree of protrusion of the mesa portion continuously changes depending on the shape of the mesa end. Therefore, the distance from the mesa end to the second metal layer can be set according to the degree of protrusion of the mesa portion.
  • the evaluation parameter value is high at point X (the mesa portion protrudes highly), it may be prohibited to form the second metal layer around this point (for example, within 20 ⁇ m).
  • the evaluation parameter of the Y point is low, since it is difficult to occur even current concentration, the distance between the point Y and the second metal layer may alternatively less than 20 ⁇ m below 1/3 of the diffusion length L s.
  • the distance between the second metal layer and the mesa end is more sufficient at the mesa end where the degree of protrusion to the n-electrode formation region is high, and the distance between the second metal layer and the mesa end at the mesa end where the degree of protrusion is low.
  • the evaluation parameter may be determined at an arbitrary point on the mesa end, the “degree of protrusion” may be evaluated based on the result, and the width of the second metal layer limiting region from the mesa end may be set. .
  • the second metal layer restriction region can be made wider at the mesa edge with a high evaluation parameter, and the second metal layer restriction region can be made narrower than the above definition at the mesa edge with a low evaluation parameter. For this reason, it is considered effective to define the second metal layer limited region using the absolute value or square value of the evaluation parameter.
  • the distance from the vertex of the rectangle to the second metal layer is long in the longitudinal direction, and the second metal layer is from the midpoint of the rectangular short direction.
  • the second metal layer can be provided so as to shorten the distance.
  • the distance from the second metal layer is long from the apex and short from the midpoint in the longitudinal direction, and the distance changes continuously. The closer the midpoint is, the more gradually the distance changes.
  • the end of the mesa and the end of the second metal layer may eventually coincide.
  • the distance from the top of the arc (elliptical arc) to the second metal layer is long in the short direction.
  • the second metal layer can be provided so that the distance from the mesa end to the second metal layer becomes shorter as the arc (elliptical arc) at the mesa end changes into a straight line.
  • the distance to the second metal layer is long from the apex of the arc at the mesa end, is short from both ends of the arc, the distance changes continuously, and the distance changes gradually as it approaches both ends.
  • the end of the mesa and the end of the second metal layer may eventually coincide.
  • the lower surface of the light-transmitting substrate is ground or polished, whereby the thickness of the light-transmitting substrate can be reduced and the transmittance can be improved.
  • a semiconductor element is manufactured by appropriately using a known semiconductor element separation method such as scribing, dicing, or laser fusing.
  • Example 1 A laminated semiconductor layer having the cross-sectional structure shown in FIG. 1 was formed. First, an Al 0.7 Ga 0.3 N layer (thickness) doped with Si in an amount of 1.0 ⁇ 10 19 [cm ⁇ 3 ] on a C-plane AlN substrate (side 7 mm square, thickness 500 ⁇ m) by MOCVD. 1 ⁇ m) was formed as an n-type semiconductor layer. On this n-type layer, an active layer having a quantum well structure (well layer: thickness 2 nm, barrier layer: thickness 7 nm) was formed.
  • the composition of the well layer and the barrier layer is Al 0.5 Ga 0.5 N and Al 0.7 Ga 0.3 N, respectively, and the barrier layer has 1.0 ⁇ 10 18 [cm ⁇ 3 ] Si. Doped.
  • the active layer has a laminated structure of three well layers and four barrier layers.
  • an AlN layer (thickness: 15 nm) doped with 5 ⁇ 10 19 [cm ⁇ 3 ] of Mg was formed as an electron blocking layer on the active layer.
  • an Al 0.8 Ga 0.2 N layer (thickness: 50 nm) doped with 5 ⁇ 10 19 [cm ⁇ 3 ] Mg was formed as a p-type cladding layer on the electron block layer.
  • a GaN layer (thickness: 100 nm) doped with 2 ⁇ 10 19 [cm ⁇ 3 ] of Mg was formed as a p-type contact layer on the p-type cladding layer.
  • the obtained semiconductor wafer was heat-treated in N 2 at 900 ° C. for 20 minutes. Then, after forming a predetermined metal mask pattern on the surface of the p-type contact layer by photolithography and vacuum deposition, dry etching the p-type contact layer surface on which no pattern is formed until the n-type layer is exposed, A cross-shaped mesa structure having rounded ends as shown in FIG. 1C was formed.
  • a Ni (thickness 20 nm) / Au (thickness 50 nm) layer is formed as a first metal layer on the p-type contact layer, and the first metal layer is baked at 550 ° C. for 3 minutes in an oxygen atmosphere. Formed.
  • a Ti layer (thickness 500 nm) is formed as a conductive layer on the first metal layer, and Ti (thickness 20 nm) / Ni (thickness 400 nm) / Au (as a second metal layer is further formed on the Ti layer as the conductive layer. Thickness 135 nm) was laminated. As shown in FIG. 9A, the distance between the mesa end and the outer periphery of the second metal layer was 40 ⁇ m at all the mesa ends.
  • the obtained semiconductor wafer was cut into a 750 ⁇ m square to obtain a group III nitride semiconductor light emitting device.
  • the specific resistance of the Ti layer as the conductive layer was 0.5 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ cm
  • the specific resistance of the first metal layer was 1.0 ⁇ 10 ⁇ 5 ⁇ cm.
  • the obtained group III nitride semiconductor light-emitting device emitted light uniformly when energized, and the emission wavelength was 265 nm when 150 mA was energized.
  • Example 2 A group III nitride semiconductor light-emitting device was fabricated in the same manner as in Example 1, except that the conductive layer in Example 1 was changed from the Ti layer to the ITO layer. At this time, the specific resistance value of the ITO layer as the conductive layer was 4.0 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ cm, and the specific resistance value of the first metal layer was 1.0 ⁇ 10 ⁇ 5 ⁇ cm. The obtained group III nitride semiconductor light-emitting device emitted light uniformly when energized, and the emission wavelength was 265 nm when 150 mA was energized.
  • Example 3 A group III nitride semiconductor light-emitting device was fabricated in the same manner as in Example 1, except that the conductive layer in Example 1 was changed from the Ti layer to the AZO layer. At this time, the specific resistance value of the AZO layer as the conductive layer was 2.3 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ cm, and the specific resistance value of the first metal layer was 1.0 ⁇ 10 ⁇ 5 ⁇ cm. The obtained group III nitride semiconductor light-emitting device emitted light uniformly when energized, and the emission wavelength was 265 nm when 150 mA was energized.
  • Example 4 In Example 3, as shown in FIG. 9B, the distance between the mesa end and the outer periphery of the second metal layer is 40 ⁇ m only in the portion where the mesa end protrudes, and in the other portion, the mesa end and the second metal A group III nitride semiconductor light-emitting device was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the distance from the outer periphery of the layer was less than 20 ⁇ m.
  • the specific resistance value of the AZO layer was 2.3 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ cm, and the specific resistance value of the first metal layer was 1.0 ⁇ 10 ⁇ 5 ⁇ cm.
  • the obtained group III nitride semiconductor light-emitting device emitted light uniformly when energized, and the emission wavelength was 265 nm when 150 mA was energized.
  • Example 1 a Group III nitride semiconductor light-emitting device was produced in the same manner as in Example 1, except that the conductive layer was not provided and the second metal layer was formed directly on the first metal layer.
  • the obtained group III nitride semiconductor light emitting device emitted strong light near the mesa edge when energized, but light emission was weak in other portions, and there was uneven light emission.

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Abstract

【課題】　メサ構造を有する半導体素子において、ｐ電極とｎ電極との間に流れる電流がメサ端付近の領域に集中するのを抑制することにより、発光効率の低下を抑制する技術を提供する。 【解決手段】　ｎ型層とｐ型層との間に活性層を含み、前記ｐ型層を含むメサ構造を有するIII族窒化物半導体素子であって、前記ｎ型層上にｎ電極、前記ｐ型層上に、第一金属層、導電層、および第二金属層がこの順に積層されているｐ電極を有し、前記導電層の比抵抗が、前記第一金属層の比抵抗よりも高いIII族窒化物半導体素子。

Description

窒化物半導体発光素子
　本発明は、紫外線の発光ピーク波長を有するIII族窒化物半導体発光素子に関する。特に、発光素子のメサ構造端部における電流集中に起因する素子の発光効率の低下を抑制する技術に関する。また、本発明は該発光素子構成を含むウエハに関する。
　図８Ａ、図８ＢにIII族窒化物半導体発光素子４１の典型的模式構造を示す。図８Ａは、素子の上面図であり、図８Ｂは図８ＡのＡ－Ａ線断面図である。III族窒化物半導体発光素子４１としては、基板１１の一表面側にｎ型層１２、活性層１３およびｐ型層１４を含む積層体（以下、「積層半導体層」と記載することがある）が形成され、その積層半導体層の一部にメサ構造１５を形成したものが知られている。メサ構造１５は、基板１１の一表面側にｎ型層１２、活性層１３およびｐ型層１４を含む積層半導体層を形成した後に、エッチング等により積層構造の一部を除去し、ｎ型層１２の一部を露出させて形成される。活性層１３およびｐ型層１４を含む台地状の部分（メサとも呼ばれる）を残存させることによりメサ構造１５が形成される（特許文献１参照）。露出したｎ型層１２の表面にはｎ電極１６が形成され、ｐ型層１４の表面にはｐ電極１７が形成される。
　メサ構造１５を有するIII族窒化物半導体発光素子４１において、ｐ型層上のｐ電極１７およびｎ型層上のｎ電極１６に動作電圧を印加すると、電流はｐ電極とｎ電極との間で抵抗の低い経路（通常は最短経路）を流れようとするため、電流はｎ電極およびｐ電極に近接するメサ構造１５の端部（以下、「メサ端」と記載することがある）付近の領域に集中して流れる。この結果、電流が活性層１３に均一に流れずに発光ムラが生じて、発光効率が低下する。
　特許文献２には、ｐ型層もしくはｐ電極よりも高抵抗の高抵抗層が、ｐ型層の表面においてｎ電極に近い側でｐ型層側の形状に沿った形状に形成された紫外半導体発光素子が開示されている。特許文献２のように、メサ端に近いｐ型層上に高抵抗層を形成すると、メサ端付近の領域に電流が集中するのを抑制できる。
　特許文献３には、ｐ電極とｎ電極との間にトレンチが形成された半導体発光素子が開示されている。トレンチを形成することにより、ｐ電極とｎ電極との間に流れる電流経路の長さのバラツキを減少させ、特定の部分に電流が集中するのを抑制する。しかし、電流経路の長さのバラツキを十分に小さくするには、トレンチの深さを大きくする必要がある。
　近年のデバイス設計の多様化により、様々な形状、構成の発光素子が提案され、メサ構造、電極形状のデザインも多様化している。そのため、上記のような高抵抗層の形成、トレンチの形成などの技術は、発光素子の製造における工程数の増加を招き、製造がより煩雑になるため、多様化したメサ構造、電極形状に迅速に対応することが困難になっている。
　そして、特に、発光ピーク波長が２００～３５０ｎｍである深紫外の発光素子では、ｎ型層のＡｌ組成が高いためｎ型層の比抵抗が増大して、電流がメサ端付近の領域に集中して流れやすくなり、発光効率の低下を招きやすい。そのため、電流集中に起因する発光効率の低下を抑制できる発光素子の開発が望まれていた。
特開２０１４－９６５３９号公報 特開２０１４－９６４６０号公報 特開２００７－１３４７００号公報
　本発明は、メサ構造を有する半導体素子において、ｐ電極とｎ電極との間に流れる電流がメサ端付近の領域に集中するのを抑制することにより、発光効率の低下を抑制する技術を提供することを目的としている。
　本発明者は、ｐ電極の構造を調整することにより、上記課題が解決できるのではないかと考え、鋭意検討した。そして、III族窒化物半導体素子が第一金属層、導電層、および第二金属層をこの順に積層してなるｐ電極（以下、「ｐ型電極構造３０」と記載することがある）を有し、前記導電層の比抵抗を前記第一金属層の比抵抗よりも高くすることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
　すなわち、第１の発明は、ｎ型層とｐ型層との間に活性層を含み、前記ｐ型層を含むメサ構造を有するIII族窒化物半導体素子であって、前記ｎ型層上にｎ電極、前記ｐ型層上に、第一金属層、導電層、および第二金属層がこの順に積層されているｐ電極を有し、前記導電層の比抵抗が、前記第一金属層の比抵抗よりも高いIII族窒化物半導体素子である。
　第２の発明は、第１の発明において、前記導電層の厚みが０．０５μｍ以上２０μｍ以下であって、前記導電層の比抵抗が０．１×１０－４～１．０×１０－２ΩｃｍであるIII族窒化物半導体素子である。
　第３の発明は、第１または第２の発明において、前記第一金属層が、前記ｐ型層にオーミック接触する層であり、単一のあるいは２種以上の金属により構成される、III族窒化物半導体素子である。
　第４の発明は、第１～３の発明において、前記III族窒化物半導体素子の上面視におけるメサ端と前記第二金属層の外周との距離が、拡散長Ｌｓの１／３以上であるIII族窒化物半導体素子である。
　第５の発明は、第１～３の発明において、前記III族窒化物半導体素子の上面視におけるメサ端の少なくとも突部と前記第二金属層の外周との距離が、拡散長Ｌｓの１／３以上であるIII族窒化物半導体素子である。
　第６の発明は、第１～３の発明において、前記III族窒化物半導体素子の上面視におけるメサ端と前記第二金属層の外周との距離が、２０μｍ以上であるIII族窒化物半導体素子である。
　第７の発明は、第１～３の発明において、前記III族窒化物半導体素子の上面視におけるメサ端の少なくとも突部と前記第二金属層の外周との距離が、２０μｍ以上であるIII族窒化物半導体素子である。
　第８の発明は、第１～７の発明において、発光ピーク波長が２００～３５０ｎｍのIII族窒化物半導体発光素子である。発光ピーク波長が２００～３５０ｎｍのIII族窒化物半導体発光素子は、ｎ型層のＡｌ組成が高いためｎ型層の比抵抗が増大して、メサ端への電流集中が生じやすく、発光効率の低下を招きやすい。そのため、本発明の構成が適している。
　第９の発明は、ｎ型層とｐ型層との間に活性層を含み、前記ｐ型層を含むメサ構造を有するIII族窒化物半導体素子の構成を含むウエハであって、前記III族窒化物半導体素子の構成が前記第１～７の発明の構成であるウエハである。
　第１０の発明は、ｎ型層とｐ型層との間に活性層を含み、前記ｐ型層を含むメサ構造を有するIII族窒化物半導体発光素子の構成を含むウエハであって、前記III族窒化物半導体発光素子の構成が前記第８の発明の構成であるウエハである。
　本発明では、III族窒化物半導体素子が、ｐ型層上に第一金属層、導電層、および第二金属層をこの順に積層してなるｐ電極を有しており、前記導電層の比抵抗を、前記第一金属層の比抵抗よりも高くすることにより、ｐ電極とｎ電極との間に流れる電流がメサ端付近の領域に集中するのを抑制する。その結果、電流が活性層に均一に流れやすくなって発光ムラが抑制され、発光効率の低下が抑制されたIII族窒化物半導体発光素子が得られる。
　また、本発明では、ｐ電極を構成するｐ型電極構造３０において前記第一金属層および前記導電層はメサ部の積層面の全面に形成され、前記第二金属層の形成については、III族窒化物半導体素子を上面視から見た場合に、メサ端と前記第二金属層の外周との距離を所定値以上とすることができる。メサ端と前記第二金属層の外周との距離を所定値以上とすることで、ｐ電極とｎ電極との間に流れる電流がメサ端付近の領域に集中するのをさらに抑制することができ、発光効率の低下を抑制することができる。
　また、本発明では、全てのメサ端において、メサ端と前記第二金属層の外周との距離を所定値以上とすることができる。全てのメサ端において、メサ端と前記第二金属層の外周との距離を所定値以上とすることにより、電流集中をより一層抑制することができる。
　さらに、本発明において、メサ端の一部と前記第二金属層の外周との距離を所定値以上とすることができる。全てのメサ端において、メサ端と前記第二金属層の外周との距離を所定値以上とすると、第二金属層の面積が小さくなって、ｐ電極とｎ電極との間に流れる電流の抵抗値が増大し、動作電圧が増大することがある。メサ端の一部と前記第二金属層の外周との距離を所定値以上とすることで、第二金属層を広く形成することができ、ｐ電極とｎ電極との間に流れる電流の抵抗値が増大するのを抑制し、動作電圧の増大を抑制できる。
　動作電圧の増大をより一層抑制する観点から、本発明において、メサ端の少なくとも突部と前記第二金属層の外周との距離を所定値以上とすることができる。メサ端の少なくとも突部と前記第二金属層の外周との距離を所定値以上とすることで、動作電圧の増大を抑制し、ｐ電極とｎ電極との間に流れる電流がメサ端近傍に集中するのを抑制できる。その結果、発光効率の低下がより抑制されて、品質不良の発生を低減することができる。
　特に、２００～３５０ｎｍに発光ピーク波長を有する紫外発光素子では、３５０ｎｍを超える発光ピーク波長の発光素子、例えば、可視光領域の発光素子と比べて、ｎ型層のＡｌ組成が高いためｎ型層の比抵抗が増大して、電流がメサ端付近の領域に集中しやすく、発光効率の低下を招きやすい。そのため、２００～３５０ｎｍに発光ピーク波長を有する紫外発光素子の構成として、本発明の構成が適している。
本発明のIII族窒化物半導体素子の断面図を示す。 上面視から見たIII族窒化物半導体素子の例を示す。 上面視から見たIII族窒化物半導体素子の例を示す。 上面視から見たIII族窒化物半導体素子の例を示す。 上面視から見たIII族窒化物半導体素子の例を示す。 上面視から見たIII族窒化物半導体素子の例を示す。 上面視から見たIII族窒化物半導体素子の例を示す。 上面視から見たIII族窒化物半導体素子の例を示す。 定義円を用いた「メサ端の突部」の判定方法手法を示す。 様々なメサ端の形状を示す。 第二金属層制限領域を決定する手法を示す。 第二金属層制限領域を決定する手法を示す。 素子のメサ端と第二金属層との位置関係を示す。 メサ端と第二金属層との位置関係の例を示す。 メサ端と第二金属層との位置関係の例を示す。 上面視から見た典型的III族窒化物半導体発光素子の例を示す。 典型的III族窒化物半導体発光素子の断面図を示す。 実施例１～３における上面視から見たIII族窒化物半導体発光素子を示す。 実施例４における上面視から見たIII族窒化物半導体発光素子を示す。
　以下、本発明の実施の形態について適宜図面を参照して説明する。ただし、以下に説明する半導体素子は、本発明の技術思想を具体化した一例であって、本発明を限定しない。たとえば、以下に記載されている構成要素の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、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。
　本発明のIII族窒化物半導体発光素子が放出する光の発光領域は、特に制限されるものではない。本発明によれば、発光領域に関係なく、メサ構造における局所的な電流集中による発光効率の低下を抑制することができる。好ましくは、本発明は、可視光領域、又は紫外領域に発光ピーク波長を有するIII族窒化物半導体発光素子に適用される。より好ましくは、本発明は、発光ピーク波長２００～３５０ｎｍの紫外線を放出するIII族窒化物半導体発光素子に適用される。以下、発光ピーク波長が２００～３５０ｎｍのIII族窒化物半導体発光素子を中心に説明する。
　本発明のIII族窒化物半導体素子４０は、図１に示すように、基板１１と、ｎ型層１２、活性層１３およびｐ型層１４を含むメサ構造１５（積層半導体層）と、ｎ電極１６と、ｐ電極１７とを含む。ｐ電極１７を構成するｐ型電極構造３０は、第一金属層１８、導電層１９および第二金属層２０からなる。以下に、これらについて非限定的な例を説明する。
　なお、「メサ端」とは、メサ構造１５の輪郭であり、メサ構造の上面視における端部であって、ｐ型層１４の外周（すなわち輪郭）として示される。メサ構造は、積層半導体層をほぼ垂直にエッチングして形成されるが、完全に垂直である必要はなく、メサ構造上部から下部にかけて、テーパ状に形成されていてもよい。メサ構造上部の面積がメサ構造下部の面積よりも小さい場合には、テーパ部は上面視により観察される。メサ構造上部の面積がメサ構造下部の面積よりも大きい場合には、テーパ部はオーバーハング状に形成されるため、上面視では観察が難しくなる。
　以下の説明では、メサ端とは、上面視におけるメサ構造１５の端部であり、メサ構造の最上層に位置するｐ型層１４の外周（すなわち輪郭）と定義し、テーパ部は含めない。
　また、屈折率、透過率および反射率は、波長２６５ｎｍの光を基準とした。これは、ＤＮＡが波長２６５ｎｍ付近で極大吸収を持つことから波長２６５ｎｍの光は殺菌に最も適しており、産業上の利用価値が高いと考えられるからである。以下、単に、屈折率、透過率、および反射率とした場合には、波長２６５ｎｍの光に対する値である。
＜基板＞
　基板１１は、III族窒化物半導体結晶を表面にエピタキシャル成長でき、紫外線を透過する基板であれば特に限定されるものではない。基板１１に用いられる材料としては、例えば、サファイア、ＳｉＣ（炭化ケイ素）、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、Ｓｉ（シリコン）などが挙げられる。中でもｃ面を主面とするＡｌＮ単結晶基板が好ましい。
　基板１１の波長２６５ｎｍの光に対する透過率は、高ければ高いほど良く、好ましくは５０％以上であり、より好ましくは６０％以上である。基板１１の透過率の上限は、好ましくは１００％であるが、工業的な生産を考慮すると上限は８０％である。基板の透過率は、材質、基板の厚み、結晶性、不純物含有量によって調整できる。
　基板１１の厚みは、特に制限されるものではないが、好ましくは３０～１５００μｍであり、より好ましくは５０～１０００μｍである。基板１１の厚みを上記範囲とすることにより、透過率が向上し、かつ生産性が向上する。基板１１の厚みは、III族窒化物半導体素子の製造後に上記範囲を満たせばよく、基板上に後述する積層半導体層および電極を積層後に該基板の下面を研削または研磨することにより、基板の厚みが上記範囲となるようにしてもよい。
＜積層半導体層＞
　積層半導体層（図１におけるメサ構造１５を含む素子の主要部）は、図１に示すように基板１１上に形成され、ｎ型層１２、活性層１３ならびにｐ型層１４（ｐ型クラッド層およびｐ型コンタクト層からなる層）がこの順で積層されている。各層について以下に非限定的例を説明する。
＜ｎ型層＞
　ｎ型層１２は、ＡｌｘＩｎｙＧａｚＮ（ｘ、ｙ、ｚは、０＜ｘ≦１．０、０≦ｙ≦０．１、０≦ｚ＜１．０を満たす有理数とし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１．０である）で構成されるIII族窒化物半導体であり、好ましくは不純物を含む。
　不純物としては、特に限定されるものではないが、例えばＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎなどが挙げられる。中でもＳｉ、Ｇｅが好ましい。不純物の濃度は１．０×１０１７ｃｍ－３以上５．０×１０２０ｃｍ－３以下、好ましくは１．０×１０１８ｃｍ－３以上５．０×１０１９ｃｍ－３以下である。不純物の濃度を上記範囲とすることで、ｎ型層の結晶性およびコンタクト特性が向上する。このようなｎ型層は、ＭＯＣＶＤ法により製造できる。
　ｎ型層の屈折率は、特に制限されるものではないが、１．５～３．０である。屈折率は、ｎ型層の組成等により調整すればよい。
　ｎ型層の厚みは、１００ｎｍ以上１００００ｎｍ以下であり、好ましくは５００ｎｍ以上３０００ｎｍ以下である。ｎ型層の厚みを上記範囲とすることで、ｎ型層の結晶性および導電性が向上する。
　なお、図１には図示していないが、III族窒化物半導体素子４０は、基板１１とｎ型層１２との間に、ＡｌＮ、または上記ｎ型層と同じ、または類似した組成のIII族窒化物半導体を含むバッファ層を有していてもよい。
＜活性層＞
　活性層１３は、ＡｌｘＩｎｙＧａｚＮ（ｘ、ｙ、ｚは、０＜ｘ≦１．０、０≦ｙ≦０．１、０≦ｚ＜１．０を満たす有理数とし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１．０である）で構成される井戸層と、前記井戸層よりもバンドギャップエネルギーの大きいＡｌｘＩｎｙＧａｚＮ（ｘ、ｙ、ｚは、０＜ｘ≦１．０、０≦ｙ≦０．１、０≦ｚ＜１．０を満たす有理数とし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１．０である）で構成される障壁層との積層構造からなる。活性層は、多重量子井戸構造であっても単一量子井戸構造であってもよい。
　井戸層の厚みは１ｎｍ以上、好ましくは２ｎｍ以上であり、上限は１００ｎｍである。障壁層の厚みは１ｎｍ以上、好ましくは２ｎｍ以上であり、上限は１μｍである。このような活性層は、ＭＯＣＶＤ法により製造できる。
＜ｐ型層＞
　ｐ型層１４は、ｐ型クラッド層およびｐ型コンタクト層で構成される。ｐ型クラッド層は、ＡｌｘＩｎｙＧａｚＮ（ｘ、ｙ、ｚは、０＜ｘ≦１．０、０≦ｙ≦０．１、０≦ｚ＜１．０を満たす有理数とし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１．０である）で構成されるIII族窒化物半導体であり、好ましくは不純物を含む。
　ｐ型クラッド層の不純物は、好ましくはＭｇである。ｐ型クラッド層における不純物の濃度は１．０×１０１７ｃｍ－３以上５．０×１０２０ｃｍ－３以下、好ましくは１．０×１０１８ｃｍ－３以上５．０×１０２０ｃｍ－３以下である。ｐ型クラッド層の厚みは、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下である。
　ｐ型コンタクト層は、ＡｌｘＩｎｙＧａｚＮ（ｘ、ｙ、ｚは、０≦ｘ＜１．０、０≦ｙ≦０．１、０＜ｚ≦１．０を満たす有理数とし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１．０である）で構成されるIII族窒化物半導体である。好ましくは、ｐ型コンタクト層はＧａＮで構成される。ｐ型コンタクト層をＧａＮで構成すると、すなわち、ｐ－ＧａＮ層とすると、ｐ型コンタクト層のコンタクト特性を向上させることができる。また、ｐ型コンタクト層は、好ましくは不純物を含む。
　ｐ型コンタクト層の不純物は、ｐ型クラッド層と同様に、好ましくはＭｇである。ｐ型コンタクト層における不純物の濃度は１．０×１０１７ｃｍ－３以上５．０×１０２０ｃｍ－３以下、好ましくは１．０×１０１８ｃｍ－３以上２．０×１０２０ｃｍ－３以下である。ｐ型コンタクト層の厚みは、１ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、好ましくは５ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。ｐ型コンタクト層の厚みを上記範囲とすることで、ｐ型層のコンタクト特性が向上する。
＜ｎ電極＞
　ｎ電極１６は、ｎ型層１２の露出面に形成される。ｎ型層の露出面はエッチング等の手段により形成される。ｎ型層の露出面形成により、積層半導体層は台地状に残り、メサ構造１５が形成される。ｎ型層上のｎ電極はメサ構造の低地部に、メサ構造の下端に沿って形成されるが、メサ構造の底部からやや距離をあけ、メサ構造１５とｎ電極１６との間にｎ型層１２が露出した構造であってもよい。
　III族窒化物半導体素子４０の上面視において、ｎ電極１６は、メサ端に沿ってｐ電極１７の全部を取り囲むように形成されてもよく、ｎ電極がｐ電極の一部を取り囲むように形成されてもよい。または、ｐ電極がｎ電極を取り囲むように形成されてもよい。
　エッチングの手法としては、例えば反応性イオンエッチング、誘導結合プラズマエッチング等のドライエッチングが挙げられる。ｎ型層１２の露出面形成後、エッチングのダメージを除去するため、好ましくは、露出面を酸またはアルカリの溶液で表面処理する。その後、ｎ型層の露出面にオーミック性を有するｎ電極１６を形成する。
　ｎ電極のパターニングは、リフトオフ法を用いて実施することができる。リフトオフ法では、電極を形成する面にフォトレジストを塗布して、フォトマスクを備えたＵＶ露光機で紫外線を照射し、現像液に浸漬させて感光したフォトレジストを溶解させて所望のパターンを形成した後、パターニングされたフォトレジスト上に電極金属を堆積させ、剥離液でフォトレジストを溶解して電極金属のパターンを形成する。また、その他のパターニング手法として、電極形成面に電極金属膜を形成し、フォトレジストを塗布後、露光、現像工程を経てフォトレジストをパターニングし、フォトレジストをマスクとしてドライエッチング、またはウェットエッチングで電極金属をパターニングし、剥離液でフォトレジストを溶解する方法もある。リフトオフ法は、比較的工程が簡略であるため好ましい。
　ｎ電極金属を堆積する手法としては、例えば、真空蒸着、スパッタリング、化学気相成長法等が挙げられる。特に、電極金属中の不純物を排除できるため真空蒸着が好ましい。ｎ電極に用いられる材料は、公知の材料から選択することができる。例えば、Ｔｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｃｒ、Ｉｎ、Ｎｉ、ＰｔおよびＡｕなどが挙げられる。中でも、Ｔｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｃｒ、ＮｉおよびＡｕが好ましい。特に、Ｔｉ、ＡｌおよびＡｕの組み合わせは、オーミック性および反射率を向上できるため好ましい。ｎ電極は、これらの金属の合金または酸化物を含む単層、または多層構造であってもよい。
　ｎ電極の厚みは、特に制限されるものではないが、生産の安定性を考えると好ましくは２ｎｍ以上であり、上限は２μｍである。
　図２に種々示すように、ｎ電極のパターンは特に限定はされず、メサ端に沿ってメサ構造１５の全部を取り囲むように形成されてもよく（図２Ａ～図２Ｆ）、ｎ電極がメサ構造１５の一部を取り囲むように形成されてもよい（図２Ｇ）。また、ｎ電極がｐ電極を取り囲むように形成されてもよく（図２Ａ～ＥおよびＧ）、その逆にｐ電極がｎ電極を取り囲むように形成されてもよい（図２Ｆ）。
　図２Ｆに示すように、ｎ電極が線状部分を有する場合、ｎ電極の幅は特に限定はされないが、通常は５～１００μｍ程度であり、好ましくは１０～５０μｍである。ｎ電極の幅は、一様でなくてもよい。たとえば、幅の狭い部分と幅の広い部分とが混在してもよい。この場合、ｎ電極の平均幅が上記の範囲にあればよい。
　ｎ型層とのコンタクト性を向上させるため、好ましくは、ｎ電極金属を堆積後、３００℃～１１００℃の温度で３０秒～３分間熱処理を施す。熱処理の温度、時間については、ｎ電極の金属種、層厚みに応じて適宜最適な条件を選択できる。
＜ｐ電極＞
　本発明のｐ電極１７は、ｐ型電極構造３０からなる。ｐ型電極構造３０では、第一金属層１８、導電層１９、第二金属層２０がこの順に積層されている。本発明者の検討によれば、III族窒化物半導体素子のｐ電極１７が、第一金属層１８、導電層１９、および第二金属層２０をこの順に積層してなるｐ型電極構造３０を有することにより、電流集中を抑制し、発光効率の低下を抑制できることを見出した。
　メサ構造を有するIII族窒化物半導体素子において、接触抵抗の低いｐ電極を用いる場合、ｐ電極およびｎ電極に動作電圧を印加すると、電流はｐ電極とｎ電極との間で抵抗の低い経路（通常は最短経路）を流れようとするため、電流はｎ電極およびｐ電極に近接するメサ端付近の領域に集中する。
　本発明のｐ型電極構造３０からなるｐ電極１７を有するIII族窒化物半導体素子では、動作電圧を印加すると、電流はｐ電極を構成するｐ型電極構造において、第二金属層２０と第一金属層１８との間で抵抗の低い経路を流れようとする。第二金属層２０の直下にある導電層１９は、導電層の直下にある第一金属層１８よりも比抵抗が高いため、電流は導電層内を最短経路で導通し第一金属層１８に流れる傾向が強くなる。すなわち、比抵抗の高い導電層１９が第二金属層２０と第一金属層１８との間に介在することより電流がメサ端付近の領域に集中することが抑制され、その結果、電流は局所的に集中することなく積層半導体層中を流れることができる。
　また、第一金属層１８は直下にあるｐ型層１４とオーミック接触するように形成されているため、動作電圧が過度に増大することもない。
　さらに、本発明では、導電層１９の比抵抗を高くすることにより、導電層１９の比抵抗の値がｎ型層１２の比抵抗の値と近くなる。その結果、ｎ型層１２における拡散長Ｌｓの値が大きくなって、ｎ型層内での電子の拡散距離が増大し、ｎ型層におけるメサ端付近への電流集中が抑制される。すなわち、比抵抗の高い導電層１９により、電流は局所的に集中することなく活性層１３に流れ、発光効率の低下が抑制される。
　したがって、本発明によれば、上記ｐ型電極構造３０において電流が局所的に集中することを抑制できる。その結果、ｐ型電極構造３０からなるｐ電極１７とｎ電極１６との間に流れる電流がメサ端付近の領域に集中することも抑制され、発光効率の低下を抑制できる。
　このようなｐ型電極構造３０を形成する第一金属層１８、導電層１９および第二金属層２０を以下に説明する。
＜第一金属層＞
　第一金属層１８は、ｐ型層１４にオーミック接触するように形成される。
　第一金属層１８に用いられる金属材料は、好ましくはＮｉ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ａｇであり、さらに好ましくはＮｉ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄである。これらの中から、下記に詳述する導電層１９を構成する材料よりも比抵抗の低い材料を選択すればよい。第一金属層では、これらの金属を単一で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、第一金属層１８は、これらの金属の合金または酸化物を含む単層、または多層構造であってもよい。
　第一金属層１８の比抵抗は、好ましくは１×１０－６～２×１０－５Ωｃｍであり、さらに好ましくは１×１０－６～１×１０－５Ωｃｍである。第一金属層１８の比抵抗は、後述する導電層１９の比抵抗よりも低い。
　第一金属層１８の厚みは、生産性の観点から好ましくは１ｎｍ以上２００ｎｍ以下であり、さらに好ましくは２ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
　第一金属層１８のパターニングは、ｎ電極のパターニング同様、リフトオフ法を用いて実施することが好ましい。第一金属層１８の形状、大きさはメサ構造１５とほぼ相似である。第一金属層１８はメサ構造１５よりもやや小さな相似形に形成されてもよい。好ましくは、第一金属層１８はｐ型層の積層面の全面に形成される。
　第一金属層１８を堆積する方法としては、ｎ電極の形成方法と同様に、例えば真空蒸着、スパッタリング、化学気相成長法等が挙げられる。特に、電極金属中の不純物を排除できるため真空蒸着が好ましい。ｐ型層１４とのコンタクト性向上のため、好ましくは、金属を堆積後、２００℃～８００℃の温度で３０秒～３分間熱処理を施す。熱処理の温度、時間については、第一金属層の金属種、厚みに応じて適宜最適な条件を選択できる。
＜導電層＞
　導電層１９は、第一金属層上に形成される。
　導電層１９に用いられる材料は、好ましくはＺｎＯ、ＺｎＯにＡｌをドープしたもの（以下、単にＡＺＯとする）、ＳｎＯ２にＳｂをドープしたもの（以下、単にＡＴＯとする）、ＺｎＯにＧｅをドープしたもの（以下、単にＧＺＯとする）、Ｚｎ１－ＸＭｇＸＯ、ＳｎＯ２、ＲｕＯ２、ＰｄＯ、Ｂｉ２Ｒｕ２Ｏ７、Ｂｉ２Ｉｒ２Ｏ７、ＩＴＯ（Indium-Tin Oxide）等の酸化物導電体、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｔｉであり、さらに好ましくはＺｎＯ、ＡＺＯ、ＩＴＯ、ＡＴＯ、ＧＺＯ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｔｉである。
　導電層１９の比抵抗は、好ましくは０．１×１０－４～１．０×１０－２Ωｃｍであり、さらに好ましくは０．５×１０－４～１．０×１０－２Ωｃｍである。導電層１９の比抵抗は、第一金属層１８の比抵抗よりも高い。
　本発明では、導電層内を流れる電流がメサ端付近の領域に集中するのを抑制し、さらに動作電圧が過度に増大するのを抑制する効果をより顕著に発揮するためには、導電層１９の比抵抗は第一金属層１８の比抵抗の２～１０００倍とすることが好ましく、４～１０００倍とすることがより好ましく、４～５００倍とすることがさらに好ましく、４～１００倍とすることが特に好ましい。
　導電層１９の厚みは、好ましくは０．０５μｍ以上２０μｍ以下であり、さらに好ましくは０．０５μｍ以上１０μｍ以下である。導電層の厚みが大きすぎると、動作電圧が増大するおそれがある。導電層の厚みが小さすぎると、導電層内で電流が十分に拡がり難くなって、電流がメサ端付近の領域に集中するのを効果的に抑制できないおそれがある。
　導電層１９の形状、大きさはメサ構造１５とほぼ相似である。導電層１９はメサ構造１５よりもやや小さな相似形に形成されてもよい。好ましくは、導電層１９は、第一金属層の積層面の全面に形成される。導電層は真空蒸着、スパッタリング法、ＭＢＥ法などにより形成される。
＜第二金属層＞
　第二金属層２０は、導電層上に形成される。
　第二金属層２０に用いられる金属材料は、好ましくはＴｉ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｗであり、さらに好ましくはＴｉ、Ｎｉ 、Ｐｔ、Ａｕである。第二金属層２０では、これらの金属を単一で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、第二金属層２０は、これらの金属の合金または酸化物を含む単層、または多層構造であってもよい。
　第二金属層２０の比抵抗は、特に制限されるものではない。通常、金属の比抵抗は、前記導電層に使用される材料の比抵抗と比べて小さい。中でも、優れた効果を発揮するためには、第二金属層２０の比抵抗は１．０×１０－６Ωｃｍ以上５．０×１０－５Ωｃｍ以下であることが好ましく、２．０×１０－６Ωｃｍ以上５．０×１０－５Ωｃｍ以下であることがより好ましい。
　第二金属層２０の厚みは、好ましくは０．０５μｍ以上１０μｍ以下であり、さらに好ましくは０．１０μｍ以上７μｍ以下である。第二金属層の厚みが大きすぎると、第二金属層の内部に生じる応力が大きくなって、第二金属層が剥がれ易くなるおそれがある。第二金属層の厚みが小さすぎると、放熱性が低下し、また、半導体素子として使用する際に半田が拡散し易くなるおそれがある。
　第二金属層２０のパターニングは、ｎ電極のパターニング同様、リフトオフ法を用いて実施することが好ましい。また、第二金属層２０を堆積する方法としては、ｎ電極の形成方法と同様に、例えば真空蒸着、スパッタリング、化学気相成長法等が挙げられる。特に、電極金属中の不純物を排除できるため真空蒸着が好ましい。
　第二金属層２０の形状、大きさはメサ構造１５と相似であっても良いし、メサ構造と全く異なる形状、大きさであっても良い。本発明の好ましい実施形態では、ｐ型電極構造３０のうち、第二金属層２０の形成位置を、メサ構造１５の形状と関連する所定の指針に基づいて設定することができる。これにより、メサ端への電流集中をさらに抑制することができる。
　第二金属層２０の形状は特に限定はされないが、メサ構造１５よりもやや小さな相似形に形成することができる。この場合、第二金属層２０の形状は、図２Ａに示したメサ構造１５とほぼ相似形となる矩形状、図２Ｂ、Ｃに示したように十字状、図２Ｄ～図２Ｇに示したように櫛状であってもよい。第二金属層の幅は特に限定はされないが、図２Ｂ～図２Ｇに示したメサ構造１５に類似した形状では、通常は５～１００μｍ程度であり、好ましくは１０～５０μｍである。第二金属層の幅は、一様でなくてもよい。たとえば、幅の狭い部分と幅の広い部分とが混在してもよい。この場合、第二金属層の平均幅が上記の範囲にあればよい。
＜第二金属層の形成パターン＞
　図８に示したように、従来のIII族窒化物半導体発光素子４１では、ｐ電極１７は、台地状のメサ構造１５の上部に位置するｐ型層１４上に、メサ構造１５とほぼ相似形に形成される。ｎ電極１６はメサ構造１５から見て下方の低地部に形成されている。ｎ電極１６とｐ電極１７との導通は、抵抗の低い経路が優先されるため、電流はｎ電極とｐ電極との最短距離にあるメサ構造１５の端部付近の領域に集中しやすい。
　本発明のIII族窒化物半導体素子４０は、メサ端における電流集中を抑制するため、第一金属層１８、導電層１９および第二金属層２０をこの順に積層してなるｐ電極１７を有する。さらに、本発明の好ましい実施形態では、第一金属層１８および導電層１９はメサ部の積層面の全面に形成され、第二金属層２０の形成については、メサ端における電流集中を抑制するため、メサ端と第二金属層２０との間に一定以上の距離を設けることができる。
　すなわち、本発明の好ましい実施形態において、III族窒化物半導体素子を上面視から見た場合に、メサ端と第二金属層２０の外周との距離を拡散長Ｌｓの１／３以上とすることができる。メサ端と第二金属層２０の外周との距離とは、上面視において、任意に選択したメサ端から第二金属層２０の輪郭に到達する最短経路の長さである。メサ端と前記第二金属層の外周との距離を拡散長Ｌｓの１／３以上とすることにより、メサ端近傍での電流集中をさらに抑制することができ、電流が活性層に均一に流れやすくなって発光ムラが抑制され、発光効率の低下を抑制することができる。
　本発明の好ましい実施形態において、メサ端と前記第二金属層の外周との距離は、拡散長Ｌｓの１／３以上とすることが好ましく、より好ましくは拡散長Ｌｓの１／３以上、拡散長Ｌｓの１．２倍以下、さらに好ましくは拡散長Ｌｓの１／３以上、拡散長Ｌｓの１．０倍以下である。
　また、本発明の好ましい実施形態において、全てのメサ端におけるメサ端と第二金属層２０の外周との距離が拡散長Ｌｓの１／３以上であってもよい。全てのメサ端において、メサ端と前記第二金属層の外周との距離を拡散長Ｌｓの１／３以上とすることにより、メサ端近傍での電流集中をより一層抑制することができ、電流が活性層に均一に流れやすくなって発光ムラが抑制され、発光効率の低下を抑制することができる。
　本発明の好ましい実施形態において、全てのメサ端におけるメサ端と前記第二金属層の外周との距離は、拡散長Ｌｓの１／３以上とすることが好ましく、より好ましくは拡散長Ｌｓの１／３以上、拡散長Ｌｓの１．２倍以下、さらに好ましくは拡散長Ｌｓの１／３以上、拡散長Ｌｓの１．０倍以下である。
　さらに、本発明の好ましい実施形態において、メサ端の一部と前記第二金属層の外周との距離を拡散長Ｌｓの１／３以上とすることができる。全てのメサ端においてメサ端と前記第二金属層の外周との距離を拡散長Ｌｓの１／３以上とすると、第二金属層の面積が小さくなって、ｐ電極１７とｎ電極１６との間に流れる電流の抵抗値が増大し、動作電圧が増大するおそれがある。メサ端の一部と前記第二金属層の外周との距離を拡散長Ｌｓの１／３以上とすることで、第二金属層を広く形成することができ、ｐ電極とｎ電極との間に流れる電流の抵抗値が増大するのを抑制し、動作電圧の増大を抑制できる。
　本発明の好ましい実施形態において、メサ端の一部と前記第二金属層の外周との距離は、拡散長Ｌｓの１／３以上とすることが好ましく、より好ましくは拡散長Ｌｓの１／３以上、拡散長Ｌｓの１．２倍以下、さらに好ましくは拡散長Ｌｓの１／３以上、拡散長Ｌｓの１．０倍以下である。
　そして、電流集中を抑制し、動作電圧の増大をより一層抑制する観点から、本発明の好ましい実施形態では、メサ端の一部、特に、電流集中が起りやすい部分において、メサ端と第二金属層２０の外周との距離を拡散長Ｌｓの１／３以上とすることができる。
　電流集中が起こりやすい部分とは、上面視において、ｐ電極１７がｎ電極の形成領域に突出している部分を指す。この部分では、ｐ電極１７がｎ電極１６に囲繞されているため、電流が集中しやすい。その結果、その部分はより強く発光するが、負荷も大きく劣化が生じやすい。また、電流が集中する部分では強く発光する一方で、その他の部分では発光が弱まるため、発光ムラが生じて発光効率が低下しやすい。したがって、ｐ電極を構成するｐ型電極構造のうち第二金属層２０を、メサ構造１５上にメサ構造とほぼ相似形状に形成する場合には、少なくとも、メサ構造１５がｎ電極の形成領域に突出している部分、すなわち後に詳述するメサ端の突部において、メサ端と第二金属層２０との距離を所定値以上とすれば、第二金属層２０から流れる電流をメサ構造端部に集中することなく直下の導電層に流すことができる。
　したがって、第一金属層１８、導電層１９、および第二金属層２０がこの順に積層されているｐ電極１７を有する本発明のIII族窒化物半導体素子において、少なくとも、メサ構造１５がｎ電極の形成領域に突出している部分、すなわちメサ端の突部と第二金属層２０との距離を所定値以上とすることにより、動作電圧の増大をより一層抑制するとともに、積層半導体層におけるメサ構造端部への電流集中が抑制される。
　よって、本発明の好ましい実施形態において、メサ端の少なくとも突部と第二金属層２０の外周との距離は、拡散長Ｌｓの１／３以上とすることが好ましく、より好ましくは拡散長Ｌｓの１／３以上、拡散長Ｌｓの１．２倍以下、さらに好ましくは拡散長Ｌｓの１／３以上、拡散長Ｌｓの１．０倍以下である。一方、電流集中が起り難い部分では、メサ端と第二金属層２０の外周とが近接し、上面視において、第二金属層の外周とｎ電極とが拡散長Ｌｓの１／３未満の距離で近接していてもよい。
　なお、拡散長Ｌｓは、以下の式で定義される。
　Ｌｓ＝｛（ρｃ＋ρｐｔｐ）ｔｎ／ρｎ｝１／２
　ここで、ρｃ：ｐ電極/ｐ型層間およびｎ電極/ｎ型層間の接触抵抗、ρｐ：ｐ型層の比抵抗、ρｎ：ｎ型層の比抵抗、ｔｐ：ｐ型層の厚み、ｔｎ：ｎ型層の厚みである。
（接触抵抗の測定方法）
　接触抵抗はＴＬＭ（Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｌｅｎｇｔｈ　Ｍｅｔｈｏｄ）法により測定する。まず、半導体素子の製造方法と同様の方法により、ｐ－ＧａＮ層の表面にドーナツ状の第二金属層不形成領域を有するｐ電極パターンを形成する（電極間距離：５、１０、２０、４０、６０、８０、１００μｍ）。得られた電極パターンを用いて、各電極間距離における抵抗値を測定し、電極間距離と抵抗値との関係からｐ電極/ｐ型層間およびｎ電極/ｎ型層間の接触抵抗を算出する。
（比抵抗の測定方法）
　半導体素子の製造方法と同様の方法を用いて、７ｍｍ角のｐ－ＧａＮ層、ｐ－ＡｌＧａＮ層およびｎ－ＡｌＧａＮ層の表面四隅に直径１．５ｍｍの円形のｐ型電極構造を有するｐ電極およびｎ電極をそれぞれ４つ形成する。得られたサンプルについてホール効果測定を行うことで、ｐ型層（ｐ－ＧａＮ層、ｐ－ＡｌＧａＮ層）およびｎ型層（ｎ－ＡｌＧａＮ層）の比抵抗を算出する。
　半導体素子に通電すると、電子はｎ型層からｐ電極へと移動する。拡散長Ｌｓとは、電子がｐ電極へ移動するのを考慮し、メサ端に近い側のｎ電極の端からメサ端へ向かって、大部分の電子がｎ型層内で拡散できる距離を指す。
　拡散長Ｌｓは、電極の幅に依存しないため、素子が小型化し、電極が細線化した場合であっても、電流集中を抑制するためのデバイス設計の指針となる。
　上述のとおり、本発明の好ましい実施形態では、III族窒化物半導体素子が、第一金属層１８、導電層１９、および第二金属層２０をこの順に積層してなるｐ電極１７を有し、さらにメサ端と第二金属層２０の外周との距離を拡散長Ｌｓの１／３以上とすることができるが、本発明の現時点での技術においては、メサ端と第二金属層２０の外周との距離を２０μｍ以上とすれば十分である。
　したがって、本発明の好ましい実施形態では、電流集中をさらに抑制する観点から、メサ端と第二金属層２０の外周との距離は２０μｍ以上とすることが好ましく、より好ましくは２０～８０μｍ、さらに好ましくは２０～４０μｍである。電流集中をより一層抑制する観点から、全てのメサ端において、メサ端と第二金属層２０の外周との距離は２０μｍ以上とすることが好ましく、より好ましくは２０～８０μｍ、さらに好ましくは２０～４０μｍである。また、動作電圧の増大を抑制する観点から、メサ端の一部と第二金属層２０の外周との距離は２０μｍ以上とすることが好ましく、より好ましくは２０～８０μｍ、さらに好ましくは２０～４０μｍである。そして、電流集中を抑制し動作電圧の増大をより一層抑制する観点から、メサ端の少なくとも突部と第二金属層２０の外周との距離は２０μｍ以上とすることが好ましく、より好ましくは２０～８０μｍ、さらに好ましくは２０～４０μｍである。この距離は現行（２０１５年）の素子設計における十分値である。しかしながら、素子がさらに小型化し、電極が細線化した場合には、メサ端と第二金属層２０の外周との距離を２０μｍ以上にできないことがある。このような場合には、拡散長Ｌｓを目安として、メサ端と第二金属層２０の外周との距離を設定すればよい。
　換言すれば、本発明の好ましい実施形態では、III族窒化物半導体素子が第一金属層１８、導電層１９、および第二金属層２０をこの順に積層してなるｐ電極１７を有し、さらにメサ端と第二金属層２０との間には、前記第二金属層の形成が制限された第二金属層制限領域を設けることができる。すなわち、本発明の好ましい実施形態では、メサ構造の端部近傍に拡散長Ｌｓの１／３以上の幅、または２０μｍ以上の幅の第二金属層制限領域を存在させることができる。
　上記第二金属層制限領域は、全てのメサ端の近傍に設けることができる。上記第二金属層制限領域を全てのメサ端の近傍に設けることにより、電流集中をより一層抑制することができ、電流が活性層に均一に流れやすくなって発光ムラが抑制され、発光効率の低下を抑制することができる。
　また、上記第二金属層制限領域は、メサ端の一部の近傍に設けることができる。上記第二金属層制限領域を全てのメサ端の近傍に設けると、第二金属層の面積が小さくなって、ｐ電極とｎ電極との間に流れる電流の抵抗が高くなり、動作電圧が高くなることがある。上記第二金属層制限領域をメサ端の一部の近傍に設けることで、第二金属層を広く形成することができ、ｐ電極とｎ電極との間に流れる電流の抵抗値が増大するのを抑制し、動作電圧の増大を抑制できる。
　さらに、電流集中を抑制し、動作電圧の増大をより一層抑制する観点から、上記第二金属層制限領域は、メサ端の少なくとも突部近傍に設けることができる。すなわち、本発明の好ましい実施形態では、メサ端の少なくとも突部において、メサ端と第二金属層２０との間に拡散長Ｌｓの１／３以上の幅または２０μｍ以上の幅の第二金属層制限領域を設けることにより、動作電圧の増大を抑制でき、さらに、この領域には電流が流れにくいため、この領域付近における電流集中を抑制できる。
　ここで、「メサ端の突部」とは、上面視において、メサ構造１５の輪郭がｎ電極の形成領域に突出している部分を指す。この部分に第二金属層が形成されると、周囲を囲繞するｎ電極からの電子が当該部分に形成された第二金属層に集中して、第二金属層直下の活性層部分が強い光を放出する一方、その他の部分で放出される光は弱く、発光ムラが生じ易い。加えて、当該部分の第二金属層直下の積層半導体層は劣化し易くなる。
　メサ構造１５の輪郭は、素子設計における電極パターンに応じて様々である。したがって、「メサ端の突部」を一義的に定義することは困難である。そこで、図２に素子の上面視におけるメサ構造１５の輪郭と、ｎ電極の形成パターンについての非制限的な例を示し、電流が集中しやすい「メサ端の突部」を破線の円により表示した。なお、図２の上面視ではｎ電極１２とメサ構造１５とが接しているが、図１に示すように断面ではメサ構造１５の端部とｎ電極との間には、メサ構造のテーパ部や、露出したｎ型層が存在していてもよい。また、「メサ端の突部」から所定距離を離れて第二金属層が形成されるIII族窒化物半導体素子においては、所定距離未満の領域には第二金属層の形成が制限された、第二金属層制限領域が設けられる。
　図２Ａは、上面視において長方形のメサ構造１５が形成された素子構造を示す。この構造では、長方形の各頂点がｎ電極の形成領域に突出しており、この部分に第二金属層２０を形成すると、第二金属層直下のメサ部に電流が集中しやすい。
　図２Ｂは、十字状のメサ構造１５を示す。この構造でも十字の各頂点がｎ電極の形成領域に突出している。
　図２Ｃは、十字状の端部に丸みを帯びた形状のメサ構造１５を示す。この構造でも十字の端部はｎ電極の形成領域に突出している。
　図２Ｄは、櫛状のメサ構造１５を示す。この構造でも櫛の各先端や、矩形の頂点はｎ電極の形成領域に突出している。
　図２Ｅは、図２Ｄの変形例であり、櫛の背からも櫛歯状に電極が延在する構造を示す。
　図２Ｆは、ｎ電極が線状部分を有し、さらに、ｎ電極を形成する櫛の背からも電極が延在する構造を示す。
　図２Ｇは、櫛状のメサ構造を囲繞する櫛状のｎ電極が形成された状態を示す。
　これら図示した構成では、第二金属層である櫛の各先端や、矩形の頂点はｎ電極の形成領域に突出している。本発明に係るIII族窒化物半導体素子では、これら図示した構成、および類似の構成を有するメサ構造の形成パターンにおいて、「メサ端の突部」を示す円の中心から所定距離未満の領域に第二金属層が存在しないように形成されてもよい。
　また、「メサ端の突部」とは、III族窒化物半導体素子を上面視から見て、周囲にｎ電極が過剰に存在しているメサ部分と定義することもできる。したがって、メサ端の「ある点」が「メサ端の突部」に該当するか否かを判定するために、当該「ある点」の周囲に存在するｎ電極の面積を考慮してもよい。具体的には、判定対象の「ある点」を中心として、所定半径の円（以下では「定義円」と呼ぶことがある）を描き、円の内部に存在するｎ電極の面積が大きいほど、当該「ある点」はｎ電極に囲繞されている度合が高いと判定される。また、逆に、判定対象の「ある点」を中心として、所定半径の円を描き、円の内部に存在するメサ部（ｐ電極を含む）の面積が小さいほど、当該「ある点」はｎ電極に囲繞されている度合が高いともいえる。
　これらの知見から、メサ端の「ある点」が「メサ端の突部」に該当するか否かを判定するために、図３に示すように、メサ端上の「ある点」を中心とする、所定の円内におけるメサ部（ｐ電極およびｐ型層を含む）、ｎ電極の面積を用いた、以下の評価パラメータが提案される。
　評価パラメータ＝（ｎ電極面積／メサ構造面積）×１００（％）
　上記の評価パラメータが大きいほど、当該「ある点」はｎ電極により囲繞されている割合が高く、「メサ端の突部」に位置すると判定される。
　定義円の半径は、円と他のメサ端とが接しない程度であればよい。しかし、円が小さすぎると、メサ端とｎ電極との間のテーパ部や露出しているｎ型層の面積が過大に評価されるため、ある程度以上の大きさの円である必要がある。すなわち、メサ端における定義円が小さすぎると、定義円内において、メサ部のテーパ部の面積、露出したｎ型層の面積が過大に評価され、メサ部（ｐ電極を含む）およびｎ電極の合計面積が相対的に低下し、適切な評価ができなくなる。
　したがって、メサ端上の任意の点（判定対象の点）を中心点として、徐々に大きくなる半径ｒｎの円を描く。円の半径が小さな場合には、テーパ部の面積やｎ電極の面積の相対比は大きいが、円が大きくなるに従いこれらの相対比は小さくなり、メサ部（ｐ電極を含む）およびｎ電極の面積を適正に評価できるようになる。したがって、円内におけるメサ部（ｐ電極を含む）およびｎ電極の合計面積が円の全面積に対し、８０％となる円の半径を「定義円」の半径とすることが好ましい。なお、定義円が他のメサ端と接しないかぎり、定義円の半径を大きくしてもよい。
　図３に参照して、定義円を用いた「メサ端の突部」の判定法を説明する。メサ端上のある点を中心にして定義円を描いた場合、定義円内には、メサ部（ｐ電極）、ｎ型層、ｎ電極の領域が存在し、上面視においてメサ構造のテーパ部が観察されることもある。この円において、メサ部の面積、電極の面積、円の全面積から、上記の評価パラメータを算出する。図３において、ｐ電極を省略した。本発明の好ましい実施形態では、ｐ電極１７を構成するｐ型電極構造３０のうち、第一金属層１８および導電層１９をメサ部と同形状に形成し、第二金属層２０をメサ部と同形状であるか、これよりも小さく形成することができる。
　図４には、様々な輪郭のメサ端、ｎ電極の上面視を模式的に示した。なお、図４では、電極間に露出したｎ型層およびテーパ部の面積は小さいため、図示を省略した。また、ｐ電極を構成するｐ型電極構造のうち、第一金属層および導電層はメサ部と同形状に形成され、第二金属層はメサ部よりもやや小さな相似形状に形成されるとする。すなわち、ｐ電極の面積はメサ部の面積に算入されるため、図示を省略した。
　状態Ａで示すように、鋭角なメサ端がｎ電極の形成領域に突出している場合、定義円内のメサ部の面積は小さく、ｎ電極の面積は大きい。すなわち、評価パラメータは大きくなり、この部分のｐ電極、および活性層には電流集中が起りやすい。
　状態Ｂで示すように、メサ端が直角の場合も、定義円内のメサ部の面積は、ｎ電極の面積よりも小さい。すなわち、評価パラメータは状態Ａよりは小さいが、なおｎ電極の面積が過大であり、この部分のｐ電極、および活性層には電流集中が起りやすい。
　状態Ｃで示すように、メサ構造が細い場合も、定義円内のメサ部の面積は、ｎ電極の面積よりも小さい。すなわち、ｎ電極の面積が過大であり、この部分のｐ電極、および活性層には電流集中が起りやすい。
　状態Ｄで示すように、メサ構造がｎ電極側に凸状の円弧を描く場合も、定義円内のメサ部の面積は、ｎ電極の面積よりも小さい。すなわち、ｎ電極の面積が過大であり、この部分のｐ電極、および活性層には電流集中が起りやすい。
　状態Ｅで示すように、メサ構造の輪郭が直線の場合、定義円内のメサ部の面積は、ｎ電極の面積とほぼ等しい。すなわち、評価パラメータはほぼ１００％である。この部分のｐ電極、および活性層には電流集中は起こり難い。
　状態Ｆで示すように、ｎ電極をメサ構造が囲繞する場合、定義円内のメサ部の面積は、ｎ電極の面積よりも大きくなる。すなわち評価パラメータは１００％未満である。この部分のｐ電極、および活性層には状態Ｅよりもさらに電流集中は起こり難い。
　状態Ｇで示すように、ｎ電極形成領域がメサ構造側に凸状の円弧を描く場合も、定義円内のメサ構造の面積は、ｎ電極の面積よりも大きくなる。すなわち、評価パラメータは１００％未満である。この部分のｐ電極、および活性層には電流集中は起こり難い。
　以上から明らかなように、本発明の好ましい実施形態において、メサ端の少なくとも突部に第二金属層制限領域を設ける場合には、定義円内においてメサ部の面積に対しｎ電極の面積が過大な状態Ａ～Ｄのようなメサ端の近傍を第二金属層制限領域とする。すなわち評価パラメータが大きなメサ端の近傍を第二金属層制限領域とする。
　したがって、本発明において、メサ端の少なくとも突部に第二金属層制限領域を設ける場合の好ましい実施形態は以下のとおりである。
　メサ端上の任意の点を中心点として、定義円を描く。定義円内の各部の面積により計算される評価パラメータが１００％を超える場合には、当該定義円の中心は「メサ端の突部」に位置すると判定される。メサ端の突部に位置すると判定された場合、当該円の中心と、第二金属層２０の外周との距離が拡散長Ｌｓの１／３以上（絶対距離としては２０μｍ以上）となる範囲に第二金属層２０を設ける。換言すると、円の中心から拡散長Ｌｓの１／３未満（絶対距離としては２０μｍ未満）の範囲は、第二金属層制限領域とする。
　上記について、図５を参照して、さらに具体的に説明する。なお、図５でも、電極間に露出したｎ型層およびテーパ部の面積は小さいため、図示を省略した。図５ＡのＸ点（矩形の頂点）における定義円では、評価パラメータはほぼ３００％となる。したがって、矩形の頂点であるＸ点から拡散長Ｌｓの１／３未満（絶対距離としては２０μｍ未満）の範囲には第二金属層を形成しない。また図５ＡのＹ点（頂点Ｘから定義円の半径の距離にあるメサ端部）における定義円では、評価パラメータはほぼ１００％となる。したがって、Ｙ点から半径が拡散長Ｌｓの１／３の長さ（絶対距離としては２０μｍ）の円上が、第二金属層形成の限界点となる。ここで、定義円の半径を拡散長Ｌｓの１／３以上の長さとした場合には、図５Ｂに示すように、メサ部の輪郭と破線で囲繞される領域が第二金属層制限領域となる。また、Ｘ点、Ｙ点からの距離を２０μｍ以上として第二金属層制限領域とすることもできる。
　なお、本発明の好ましい実施形態では、上記第二金属層制限領域のすべてにおいて、第二金属層が形成されていないことが好ましいが、第二金属層制限領域の一部において、第二金属層が形成されていても、本発明の目的を阻害しない限り許容される。特にメサ端からの距離が離れている部分には第二金属層を形成してもよい。具体的には、上記第二金属層制限領域のうち、第二金属層の形成が制限される面積は、好ましくは９０％以上、より好ましくは９８％以上、さらに好ましくは９９％以上である。
　上記では、評価パラメータの下限を１００％としたが、これらの下限値は積層半導体層（メサ構造部）の材質や、素子の動作環境、素子への要求に応じて適宜に設定することができる。
　たとえば、許容される評価パラメータの下限値を低くし、第二金属層制限領域を広くすることができる。この場合、評価パラメータは８０％以上であってもよく、６０％以上であってもよい。こうすることにより、素子の材質が劣化を受けやすく、動作環境が厳しい場合にも、メサ部への電流集中を確実に抑制できる。ただし、この場合には、第二金属層とｎ電極との平均距離が長くなるため、素子の動作電圧が上昇することがある。
　したがって、動作電圧の上昇をより抑制したい場合には、評価パラメータの下限値を高くして、第二金属層制限領域を狭くしてもよい。この場合、評価パラメータは１２０％以上であってもよく、１４０％以上であってもよい。
　なお、適切な定義円の設定が難しい場合には、現行品については２０μｍを定義円の半径の目安とすれば良い。また今後の電極の細線化が進むにつれて、定義円の半径を小さくすれば、適切な評価は可能である。なお、この場合にも、円が他のメサ端と接することの無いようにする。
　本発明の好ましい実施態様では、ｐ電極を構成するｐ型電極構造における第一金属層および導電層はメサ部全面に形成され、第二金属層の形成については「メサ端の突部」から所定範囲内に第二金属層制限領域を設ける。第二金属層制限領域以外のメサ部（以下、「第二金属層許容領域」とよぶことがある）に第二金属層を形成することはできるが、すべての第二金属層許容領域に第二金属層を形成する必要はない。第二金属層は、第二金属層許容領域の少なくとも一部に導通しうるように形成されていればよい。メサ端の突部近傍に形成される第二金属層の外周形状は、矩形状でもよく、図６に示すような円弧状、楕円弧状、放物線状などの形状でもよい。
　また、第二金属層形成の技術上の問題から、メサ端と第二金属層端部とが一致するように第二金属層を形成することは困難であるため、第二金属層端部とメサ端との間に、拡散長Ｌｓの１／３未満あるいは２０μｍ未満の幅での余白部を設けても良い。なお、図６には幅５μｍの余白部を形成した例を示した。
　さらに、本発明の好ましい実施形態では、評価パラメータが規定値以上となる「メサ端の突部」から所定の範囲内には第二金属層を設けないとしてもよいとしたが、上記したようにメサ部の突出の度合を示す評価パラメータは、メサ端の形状によって連続的に変化する。したがって、メサ部の突出の度合によって、メサ端から第二金属層への距離を設定することもできる。図５Ａにおいて、Ｘ点は評価パラメータ値が高い（メサ部が高度に突出している）ため、この周辺（たとえば２０μｍ以内）に第二金属層を形成することを禁止してもよい。しかし、Ｙ点の評価パラメータは低く、電流集中も起こり難いため、Ｙ点と第二金属層との距離を拡散長Ｌｓの１／３未満あるいは２０μｍ未満としてもよい。
　すなわち、ｎ電極形成領域への突出の度合が高いメサ端では、第二金属層とメサ端との距離をより十分にとり、突出度合の低いメサ端では、第二金属層とメサ端との距離をより短めに設定することもできる。たとえば、メサ端上の任意の点で、評価パラメータを決定し、その結果に基づいて「突出の度合」を評価し、当該メサ端からの第二金属層制限領域の幅を設定してもよい。
　つまり、評価パラメータの高いメサ端では、より第二金属層制限領域を広くし、評価パラメータの低いメサ端では、第二金属層制限領域を上記の定義よりも狭くすることができる。このため、評価パラメータの絶対値や二乗した値を用いて第二金属層制限領域を定義することも有効と考えられる。
　図７Ａのようにメサ端が矩形状の端部の場合には、長手方向について、矩形の頂点から第二金属層までの距離は長く、矩形の短手方向の中点からは第二金属層までの距離が短くなるように第二金属層を設けることができる。第二金属層との距離は、長手方向について、頂点からは長く、中点からは短く、距離は連続的に変化し、中点に近づくほど、距離の変化は緩やかになる。長手方向では、最終的にはメサ端と第二金属層端部が一致してもよい。
　図７Ｂのようにメサ端が円弧、楕円弧状の場合、短手方向について、円弧（楕円弧）の頂点から第二金属層までの距離は長い。長手方向に沿って、メサ端の円弧（楕円弧）が直線状に代わるにつれて、メサ端から第二金属層までの距離が短くなるように第二金属層を設けることができる。第二金属層との距離は、メサ端の円弧の頂点からは長く、円弧の両端からは短く、距離は連続的に変化し、両端に近づくほど、距離の変化は緩やかになる。長手方向において、最終的にはメサ端と第二金属層端部が一致してもよい。
＜半導体素子の製造＞
　上記III族窒化物半導体素子の構成を含むウエハを製造した後、透光性基板の下面を研削または研磨することにより、透光性基板の厚みを薄くして透過率を向上させることもできる。その後、スクライビング、ダイシング、レーザ溶断など、公知の半導体素子分離方法を適宜用いて、半導体素子を製造する。
　なお、上記説明においては、第一金属層、導電層、および第二金属層がこの順に積層されているｐ電極において、第二金属層の形状のみを調整した場合の例を示したが、当然のことながら、性能をより向上させるためには、本発明の半導体素子に従来技術を組み合わせることもできる。
　次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によって何ら限定されるものではない。
（実施例１）
　図１に示した断面構造を有する積層半導体層を形成した。
　まず、ＭＯＣＶＤ法を用いて、Ｃ面ＡｌＮ基板（一辺７ｍｍ角、厚み５００μｍ）上に、Ｓｉを１．０×１０１９ [ｃｍ－３]ドープしたＡｌ０．７Ｇａ０．３Ｎ層（厚み１μｍ）をｎ型半導体層として形成した。このｎ型層上に、量子井戸構造を有する活性層（井戸層：厚み２ｎｍ、障壁層：厚み７ｎｍ）を形成した。この時、井戸層および障壁層の組成はそれぞれＡｌ０．５Ｇａ０．５ＮおよびＡｌ０．７Ｇａ０．３Ｎとし、障壁層には１．０×１０１８ [ｃｍ－３]のＳｉをドープした。活性層は、井戸層３層と障壁層４層の積層構造から成る。
　次に、この活性層上に、電子ブロック層として、Ｍｇを５×１０１９ [ｃｍ－３]ドープしたＡｌＮ層（厚み１５ｎｍ）を形成した。その後、電子ブロック層上に、ｐ型クラッド層として、Ｍｇを５×１０１９ [ｃｍ－３]ドープしたＡｌ０．８Ｇａ０．２Ｎ層（厚み５０ｎｍ）を形成した。最後に、ｐ型クラッド層上に、ｐ型コンタクト層として、Ｍｇを２×１０１９ [ｃｍ－３]ドープしたＧａＮ層（厚み１００ｎｍ）を形成した。
　次に、得られた半導体ウエハをＮ２中において、９００℃で２０分間の熱処理を行った。その後、ｐ型コンタクト層の表面にフォトリソグラフィーおよび真空蒸着により所定のメタルマスクパターンを形成した後、パターンの形成されていないｐ型コンタクト層表面をｎ型層が露出するまでドライエッチングする事で、図１Ｃに示す端部が丸みを帯びた十字状のメサ構造を形成した。
　次に、フォトリソグラフィーによりｐ型コンタクト層上にレジストパターンを形成した後、レジストパターンが形成されていないエッチングされたｎ型層表面に真空蒸着によって、Ｔｉ（厚み２０ｎｍ）/Ａｌ（厚み２００ｎｍ）/Ａｕ（厚み５ｎｍ）層を形成し、レジスト剥離後、Ｎ２中において８１０℃で１分間熱処理することでｎ電極を形成した。
　同様に、ｐ型コンタクト層上に、第一金属層として、Ｎｉ（厚み２０ｎｍ）/Ａｕ（厚み５０ｎｍ）層を形成し、酸素雰囲気下、５５０℃で３分間焼成することで第一金属層を形成した。
　さらに第一金属層上に、導電層としてＴｉ層（厚み５００ｎｍ）を形成し、導電層であるＴｉ層上に、さらに第二金属層としてＴｉ（厚み２０ｎｍ）／Ｎｉ（厚み４００ｎｍ）／Ａｕ（厚み１３５ｎｍ）積層した。図９Ａに示すように、全てのメサ端において、メサ端と第二金属層の外周との距離が４０μｍとなるようにした。
　得られた半導体ウエハを７５０μｍ角に切り出して、III族窒化物半導体発光素子とした。このとき導電層であるＴｉ層の比抵抗の値は０．５×１０－４Ωｃｍであり、第一金属層の比抵抗の値は１．０×１０－５Ωｃｍであった。また、得られたIII族窒化物半導体発光素子は、通電すると均一に発光し、発光波長は１５０ｍＡ通電時において、２６５ｎｍであった。
（実施例２）
　実施例１における導電層をＴｉ層からＩＴＯ層に代えた以外は、実施例１と同様の操作を行い、III族窒化物半導体発光素子を作製した。このとき導電層であるＩＴＯ層の比抵抗の値は４．０×１０－４Ωｃｍであり、第一金属層の比抵抗の値は１．０×１０－５Ωｃｍであった。また、得られたIII族窒化物半導体発光素子は、通電すると均一に発光し、発光波長は１５０ｍＡ通電時において、２６５ｎｍであった。
（実施例３）
　実施例１における導電層をＴｉ層からＡＺＯ層に代えた以外は、実施例１と同様の操作を行い、III族窒化物半導体発光素子を作製した。このとき導電層であるＡＺＯ層の比抵抗の値は２．３×１０－４Ωｃｍであり、第一金属層の比抵抗の値は１．０×１０－５Ωｃｍであった。また、得られたIII族窒化物半導体発光素子は、通電すると均一に発光し、発光波長は１５０ｍＡ通電時において、２６５ｎｍであった。
（実施例４）
　実施例３において、図９Ｂに示すように、メサ端が突出した部分のみにおいて、メサ端と第二金属層との外周との距離を４０μｍとし、その他の部分においては、メサ端と第二金属層との外周との距離を２０μｍ未満とした以外は、実施例１と同様の操作を行い、III族窒化物半導体発光素子を作製した。ＡＺＯ層の比抵抗の値は２．３×１０－４Ωｃｍであり、第一金属層の比抵抗の値は１．０×１０－５Ωｃｍであった。また、得られたIII族窒化物半導体発光素子は、通電すると均一に発光し、発光波長は１５０ｍＡ通電時において、２６５ｎｍであった。
（比較例１）
　実施例１において、導電層を設けず、第一金属層上に直接、第二金属層を形成した以外は、実施例１と同様の方法でIII族窒化物半導体発光素子を作製した。得られたIII族窒化物半導体発光素子は、通電するとメサ端付近で強く発光したが、その他の部分では発光が弱く、発光ムラがあった。
　（III族窒化物半導体発光素子の光出力測定評価）
　以上の実施例１～４、および比較例１で得られたIII族窒化物半導体発光素子の光出力の評価を積分球にて行った。光出力測定評価は、全て１５０ｍＡ通電にて行った。その結果を表１にまとめた。なお、表１には、比較例１で作製したIII族窒化物半導体発光素子の発光効率を１とし、それに対してその他の半導体発光素子の発光効率が何倍となったかの比率（実施例１～３の素子の発光効率／比較例１の発光効率）を示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
１１…基板
１２…ｎ型層
１３…活性層
１４…ｐ型層
１５…メサ構造
１６…ｎ電極
１７…ｐ電極
１８…第一金属層
１９…導電層
２０…第二金属層
３０…ｐ型電極構造
４０…本発明のIII族窒化物半導体（発光）素子
４１…典型的なIII族窒化物半導体（発光）素子

Claims (10)

  1. 　ｎ型層とｐ型層との間に活性層を含み、前記ｐ型層を含むメサ構造を有するIII族窒化物半導体素子であって、
    　前記ｎ型層上にｎ電極、
    　前記ｐ型層上に、第一金属層、導電層、および第二金属層がこの順に積層されているｐ電極を有し、
    　前記導電層の比抵抗が、前記第一金属層の比抵抗よりも高いIII族窒化物半導体素子。
  2. 　前記導電層の厚みが０．０５μｍ以上２０μｍ以下であって、
    　前記導電層の比抵抗が０．１×１０－４～１．０×１０－２Ωｃｍである請求項１に記載のIII族窒化物半導体素子。
  3. 　前記第一金属層が、前記ｐ型層にオーミック接触する層であり、
    　単一のあるいは２種以上の金属により構成される請求項１または２に記載のIII族窒化物半導体素子。
  4. 　前記III族窒化物半導体素子の上面視において、メサ端と前記第二金属層の外周との距離が、拡散長Ｌｓの１／３以上である請求項１～３のいずれかに記載のIII族窒化物半導体素子。
  5. 　前記III族窒化物半導体素子の上面視において、メサ端の少なくとも突部と前記第二金属層の外周との距離が、拡散長Ｌｓの１／３以上である請求項１～３のいずれかに記載のIII族窒化物半導体素子。
  6. 　前記III族窒化物半導体素子の上面視において、メサ端と前記第二金属層の外周との距離が、２０μｍ以上である請求項１～３のいずれかに記載のIII族窒化物半導体素子。
  7. 　前記III族窒化物半導体素子の上面視において、メサ端の少なくとも突部と前記第二金属層の外周との距離が、２０μｍ以上である請求項１～３のいずれかに記載のIII族窒化物半導体素子。
  8. 　発光ピーク波長が２００～３５０ｎｍである請求項１～７の何れかに記載のIII族窒化物半導体発光素子。
  9. 　ｎ型層とｐ型層との間に活性層を含み、前記ｐ型層を含むメサ構造を有するIII族窒化物半導体素子の構成を含むウエハであって、
    　前記III族窒化物半導体素子の構成が請求項１～７のいずれかに記載の構成であるウエハ。
  10. 　ｎ型層とｐ型層との間に活性層を含み、前記ｐ型層を含むメサ構造を有するIII族窒化物半導体発光素子の構成を含むウエハであって、
    　前記III族窒化物半導体発光素子の構成が請求項８に記載の構成であるウエハ。
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