(57)【要約】      （修正有）【課題】高ＷＰＥ並びに高出力の深紫外ＬＥＤ装置には、熱による効率ドループの改善とＬＥＥの向上が必要である。【解決手段】深紫外ＬＥＤ装置であって、裏面接着層、支持基板、接合層、ｎ型配線電極、絶縁膜、ｐ型配線電極、ｐ型反射電極、ｐ型ＧａＮコンタクト層、ｐ型ＡｌＧａＮ層、多重量子障壁層、多重量子井戸層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、ＡｌＮバッファー層、保護膜の順で有する素子であって、ｎ型配線電極は、絶縁膜で被覆絶縁された貫通孔を通してｎ型ＡｌＧａＮ層部に露出されるまで延伸されており、前記ｐ型反射電極と前記ｐ型ＧａＮコンタクト層の厚さ方向の範囲内で、かつ前記ｐ型ＧａＮコンタクト層と前記ｐ型ＡｌＧａＮ層との界面を超えない位置に設けられた複数の空孔を有する反射型２次元フォトニック結晶を有した深紫外ＬＥＤ素子が、高反射率無機塗料コーティング膜を有した窒化アルミニウムセラミックパッケージに搭載される深紫外ＬＥＤ装置。【選択図】図１Ｂ
2020107778.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設計波長λ（２００ｎｍ〜３５５ｎｍ）の深紫外ＬＥＤ装置であって、裏面接着層（Ａｕ−Ａｕ或いはＡｕ−ＡｕＳｎ）、支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）、接合層（Ａｕ−Ａｕ或いはＡｕ−ＡｕＳｎ）、ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）、絶縁膜（ＳｉＯ２）、ｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）、ｐ型ＧａＮコンタクト層、ｐ型ＡｌＧａＮ層、多重量子障壁層（ＭＱＢ）、多重量子井戸層（ＭＱＷ）、ｎ型ＡｌＧａＮ層、ＡｌＮバッファー層、保護膜（ＳｉＯ２）の順で有する素子であって、かつ、ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）は、絶縁膜（ＳｉＯ２）で被覆絶縁された貫通孔を通してｎ型ＡｌＧａＮ層部に露出されるまで延伸されており、かつ、前記ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）と前記ｐ型ＧａＮコンタクト層の厚さ方向の範囲内で、かつ前記ｐ型ＧａＮコンタクト層と前記ｐ型ＡｌＧａＮ層との界面を超えない位置に設けられた複数の空孔を有する反射型２次元フォトニック結晶を有し、前記反射型２次元フォトニック結晶周期構造は、ＴＥ偏光成分に対して開かれるフォトニックバンドギャップを有し、前記設計波長λの光に対して前記反射型２次元フォトニック結晶の周期構造の周期ａがブラッグの条件を満たし、かつ、ブラッグの条件式ｍλ／ｎｅｆｆ＝２ａ（但し、ｍ：次数、λ：設計波長、ｎｅｆｆ：２次元フォトニック結晶の実効屈折率、ａ：２次元フォトニック結晶の周期）にある次数ｍはｍ＝３を満たし、前記空孔の半径をＲとした時、Ｒ／ａ比は０．３≦Ｒ／ａ≦０．４を満たす深紫外ＬＥＤ素子と、
前記深紫外ＬＥＤ素子が表面実装され、反射率９１％以上を有する無機塗料コーティング膜を有し、かつ、パッケージの内側側壁角度が６０度以上７５度以内の窒化アルミニウムセラミックパッケージと、
前記窒化アルミニウムセラミックパッケージの最表面に設けられ前記深紫外ＬＥＤ素子を密閉する石英窓と、を有することを特徴とする深紫外ＬＥＤ装置。
【請求項２】
設計波長λ（２００ｎｍ〜３５５ｎｍ）の深紫外ＬＥＤ装置であって、裏面接着層（Ａｕ−Ａｕ或いはＡｕ−ＡｕＳｎ）、支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）、接合層（Ａｕ−Ａｕ或いはＡｕ−ＡｕＳｎ）、ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）、絶縁膜（ＳｉＯ２）、ｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）、ｐ型ＧａＮコンタクト層、ｐ型ＡｌＧａＮ層、多重量子障壁層（ＭＱＢ）、多重量子井戸層（ＭＱＷ）、ｎ型ＡｌＧａＮ層、ＡｌＮバッファー層、保護膜（ＳｉＯ２）の順で有する素子であって、かつ、ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）は、絶縁膜（ＳｉＯ２）で被覆絶縁された貫通孔を通してｎ型ＡｌＧａＮ層部に露出されるまで延伸されており、かつ、前記ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）と前記ｐ型ＧａＮコンタクト層の厚さ方向の範囲内で、かつ前記ｐ型ＧａＮコンタクト層と前記ｐ型ＡｌＧａＮ層との界面を超えない位置に設けられた複数の空孔を有する反射型２次元フォトニック結晶を有し、前記反射型２次元フォトニック結晶周期構造は、ＴＥ偏光成分に対して開かれるフォトニックバンドギャップを有し、前記設計波長λの光に対して前記反射型２次元フォトニック結晶の周期構造の周期ａがブラッグの条件を満たし、かつ、ブラッグの条件式ｍλ／ｎｅｆｆ＝２ａ（但し、ｍ：次数、λ：設計波長、ｎｅｆｆ：２次元フォトニック結晶の実効屈折率、ａ：２次元フォトニック結晶の周期）にある次数ｍはｍ＝３を満たし、前記空孔の半径をＲとした時、Ｒ／ａ比は０．３≦Ｒ／ａ≦０．４を満たし、さらに、前記保護膜（ＳｉＯ２）の表面に接合される波長λに対して透明な石英半球レンズを有し、前記半球レンズの直径は、前記保護膜（ＳｉＯ２）面内の内接円の直径以上を有する深紫外ＬＥＤ素子と、
前記深紫外ＬＥＤ素子が表面実装され、反射率９１％以上を有する無機塗料コーティング膜を有し、かつ、パッケージの内側側壁角度が６０度以上７５度以内の窒化アルミニウムセラミックパッケージと、
前記窒化アルミニウムセラミックパッケージの最表面に設けられ前記深紫外ＬＥＤ素子を密閉する石英窓と、を有することを特徴とする深紫外ＬＥＤ装置。
【請求項３】
設計波長λ（２００ｎｍ〜３５５ｎｍ）の深紫外ＬＥＤ装置であって、裏面接着層（Ａｕ−Ａｕ或いはＡｕ−ＡｕＳｎ）、支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）、接合層（Ａｕ−Ａｕ或いはＡｕ−ＡｕＳｎ）、ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）、絶縁膜（ＳｉＯ２）、ｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）、ｐ型ＧａＮコンタクト層、ｐ型ＡｌＧａＮ層、多重量子障壁層（ＭＱＢ）、多重量子井戸層（ＭＱＷ）、ｎ型ＡｌＧａＮ層、保護膜（ＳｉＯ２）の順で有する素子であって、かつ、ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）は、絶縁膜（ＳｉＯ２）で被覆絶縁された貫通孔を通してｎ型ＡｌＧａＮ層部に露出されるまで延伸されており、かつ、前記ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）と前記ｐ型ＧａＮコンタクト層の厚さ方向の範囲内で、かつ前記ｐ型ＧａＮコンタクト層と前記ｐ型ＡｌＧａＮ層との界面を超えない位置に設けられた複数の空孔を有する反射型２次元フォトニック結晶を有し、前記反射型２次元フォトニック結晶周期構造は、ＴＥ偏光成分に対して開かれるフォトニックバンドギャップを有し、前記設計波長λの光に対して前記反射型２次元フォトニック結晶の周期構造の周期ａがブラッグの条件を満たし、かつ、ブラッグの条件式ｍλ／ｎｅｆｆ＝２ａ（但し、ｍ：次数、λ：設計波長、ｎｅｆｆ：２次元フォトニック結晶の実効屈折率、ａ：２次元フォトニック結晶の周期）にある次数ｍはｍ＝３を満たし、前記空孔の半径をＲとした時、Ｒ／ａ比は０．３≦Ｒ／ａ≦０．４を満たす深紫外ＬＥＤ素子と、
前記深紫外ＬＥＤ素子が表面実装され、反射率９１％以上を有する無機塗料コーティング膜を有し、かつ、パッケージの内側側壁角度が６０度以上７５度以内の窒化アルミニウムセラミックパッケージと、
前記窒化アルミニウムセラミックパッケージの最表面に設けられ前記深紫外ＬＥＤ素子を密閉する石英窓と、を有することを特徴とする深紫外ＬＥＤ装置。
【請求項４】
設計波長λ（２００ｎｍ〜３５５ｎｍ）の深紫外ＬＥＤ装置であって、裏面接着層（Ａｕ−Ａｕ或いはＡｕ−ＡｕＳｎ）、支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）、接合層（Ａｕ−Ａｕ或いはＡｕ−ＡｕＳｎ）、ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）、絶縁膜（ＳｉＯ２）、ｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）、ｐ型ＧａＮコンタクト層、ｐ型ＡｌＧａＮ層、多重量子障壁層（ＭＱＢ）、多重量子井戸層（ＭＱＷ）、ｎ型ＡｌＧａＮ層、保護膜（ＳｉＯ２）の順で有する素子であって、かつ、ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）は、絶縁膜（ＳｉＯ２）で被覆絶縁された貫通孔を通してｎ型ＡｌＧａＮ層部に露出されるまで延伸されており、かつ、前記ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）と前記ｐ型ＧａＮコンタクト層の厚さ方向の範囲内で、かつ前記ｐ型ＧａＮコンタクト層と前記ｐ型ＡｌＧａＮ層との界面を超えない位置に設けられた複数の空孔を有する反射型２次元フォトニック結晶を有し、前記反射型２次元フォトニック結晶周期構造は、ＴＥ偏光成分に対して開かれるフォトニックバンドギャップを有し、前記設計波長λの光に対して前記反射型２次元フォトニック結晶の周期構造の周期ａがブラッグの条件を満たし、かつ、ブラッグの条件式ｍλ／ｎｅｆｆ＝２ａ（但し、ｍ：次数、λ：設計波長、ｎｅｆｆ：２次元フォトニック結晶の実効屈折率、ａ：2次元フォトニック結晶の周期）にある次数ｍはｍ＝３を満たし、前記空孔の半径をＲとした時、Ｒ／ａ比は０．３≦Ｒ／ａ≦０．４を満たし、さらに、前記保護膜（ＳｉＯ２）の表面に接合される波長λに対して透明な石英半球レンズを有し、前記石英半球レンズの直径は、前記保護膜（ＳｉＯ２）面内の内接円の直径以上を有する深紫外ＬＥＤ素子と、
前記深紫外ＬＥＤ素子が表面実装され、反射率９１％以上を有する無機塗料コーティング膜を有し、かつ、パッケージの内側側壁角度が６０度以上７５度以内の窒化アルミニウムセラミックパッケージと、
前記窒化アルミニウムセラミックパッケージの最表面に設けられ前記深紫外ＬＥＤ素子を密閉する石英窓でと、を有することを特徴とする深紫外ＬＥＤ装置。
【請求項５】
設計波長λ（２００ｎｍ〜３５５ｎｍ）の深紫外ＬＥＤ装置の製造方法であって、サファイア基板を成長基板として、その上に順にＡｌＮバッファー層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、多重量子井戸層（ＭＱＷ）、多重量子障壁層（ＭＱＢ）、ｐ型ＡｌＧａＮ層、ｐ型ＧａＮコンタクト層を積層する工程と、反射型２次元フォトニック結晶を形成するための金型を準備する工程と、ｐ型ＧａＮコンタクト層の上に二層レジスト層をスピンコートし、前記金型の構造をナノインプリント法にて転写する工程と、前記構造が転写されたレジスト層をマスクとしてｐ型ＧａＮコンタクト層からｐ型ＡｌＧａＮ層の界面を超えない位置までＩＣＰエッチングした後洗浄して反射型２次元フォトニック結晶を形成する工程と、前記反射型２次元フォトニック結晶を形成した上に、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）をこの順で斜め蒸着にて形成する工程と、リフトオフ工程でｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）パターンを形成した後、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）を高温アニール処理する工程と、フォトリソ工程により絶縁膜（ＳｉＯ２）形成用パターンを形成した後、絶縁膜（ＳｉＯ２）を成膜する工程と、リフトオフ工程で絶縁膜（ＳｉＯ２）パターンをｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）パターン間に同じ高さで形成する工程と、フォトリソ工程によりｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）形成用パターンを形成した後、ｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）をこの順で成膜する工程と、リフトオフ工程でｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）パターンを形成する工程と、絶縁膜（ＳｉＯ２）を成膜する工程と、フォトリソ工程によりｎ型電極（貫通孔）形成用パターンを形成する工程と、ＩＣＰエッチングで多重量子井戸層（ＭＱＷ）とｎ型ＡｌＧａＮ層の界面を超える位置まで貫通孔を形成する工程と、絶縁膜（ＳｉＯ２）を成膜する工程と、ＩＣＰエッチングで貫通孔の底面に成膜された絶縁膜（ＳｉＯ２）を除去して、更にｎ型ＡｌＧａＮ層を掘り下げる工程と、前記工程で成膜された絶縁膜（ＳｉＯ２）の上及び貫通孔内部にｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）をこの順で蒸着法にて成膜する工程であって、膜厚ｔの目安は、絶縁膜（ＳｉＯ２）の上部から前記工程で掘り下げたｎ型ＡｌＧａＮ層の最深部までの深さをｈとした場合、ｔ＞２ｈである工程と、成膜後ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）を高温アニール処理する工程と、前記ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）をＰｏｌｉｓｈ或いはＣＭＰにて平坦化する工程と、前記ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）の上に、接着層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を蒸着する工程と、支持基板側接合層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を蒸着した支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）を準備する工程と、前記ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）の上に蒸着した接着層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）に前記支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）の支持基板側接合層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を接合する工程と、サファイア基板側からエキシマレーザ或いはフェムト秒レーザを照射してＡｌＮバッファー層からサファイア基板を剥離する（レーザリフトオフ：ＬＬＯ）工程と、前記ＡｌＮバッファー層をフォトリソ工程により素子分離形成用パターンを形成する工程と、ＳｉＯ２成膜後リフトオフ工程でＳｉＯ２パ���ーンマスクを形成する工程と、ＩＣＰエッチングで絶縁膜（ＳｉＯ２）面が露出するまで掘り下げる工程と、フォトリソ工程によりｐ型パッド電極形成用パターンを形成した後ＢＨＦにて絶縁膜（ＳｉＯ２）の窓開けをする工程と、ｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）をこの順で蒸着後、リフトオフ工程でレジストを除去してｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）パターンを形成する工程と、保護膜（ＳｉＯ２）を成膜する工程と、フォトリソ工程により前記保護膜（ＳｉＯ２）に覆われたｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）を露出するためのパターンを形成する工程と、ＢＨＦにて保護膜（ＳｉＯ２）の窓開けを行う工程と、リフトオフ工程によりｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）パターンを形成した後、支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）裏面に裏面接着層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を蒸着する工程と、前記支持基板を素子分割する工程と、分割された素子裏面の裏面接着層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を、反射率９１％以上を有する無機塗料コーティング膜を有する窒化アルミニウムセラミックパッケージのｎ型電極に接合して、同じくｐ型電極とｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）を配線した後、前記窒化アルミニウムセラミックパッケージの上面に石英窓をメタルシールする工程を有することを特徴とする深紫外ＬＥＤ装置の製造方法。
【請求項６】
設計波長λ（２００ｎｍ〜３５５ｎｍ）の深紫外ＬＥＤ装置の製造方法であって、サファイア基板を成長基板として、その上に順にＡｌＮバッファー層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、多重量子井戸層（ＭＱＷ）、多重量子障壁層（ＭＱＢ）、ｐ型ＡｌＧａＮ層、ｐ型ＧａＮコンタクト層を積層する工程と、反射型２次元フォトニック結晶を形成するための金型を準備する工程と、ｐ型ＧａＮコンタクト層の上に二層レジスト層をスピンコートし、前記金型の構造をナノインプリント法にて転写する工程と、前記構造が転写されたレジスト層をマスクとしてｐ型ＧａＮコンタクト層からｐ型ＡｌＧａＮ層の界面を超えない位置までＩＣＰエッチングした後、洗浄して反射型２次元フォトニック結晶を形成する工程と、前記反射型２次元フォトニック結晶を形成した上に、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）をこの順で斜め蒸着にて形成する工程と、リフトオフ工程でｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）パターンを形成した後、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）を高温アニール処理する工程と、フォトリソ工程により絶縁膜（ＳｉＯ２）形成用パターンを形成した後、絶縁膜（ＳｉＯ２）を成膜する工程と、リフトオフ工程で絶縁膜（ＳｉＯ２）パターンをｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）パターン間に同じ高さで形成する工程と、フォトリソ工程によりｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）形成用パターンを形成した後、ｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）をこの順で成膜する工程と、リフトオフ工程でｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）パターンを形成する工程と、絶縁膜（ＳｉＯ２）を成膜する工程と、フォトリソ工程によりｎ型電極（貫通孔）形成用パターンを形成する工程と、ＩＣＰエッチングで多重量子井戸層（ＭＱＷ）とｎ型ＡｌＧａＮ層の界面を超える位置まで貫通孔を形成する工程と、絶縁膜（ＳｉＯ２）を成膜する工程と、ＩＣＰエッチングで貫通孔の底面に成膜された絶縁膜（ＳｉＯ２）を除去して、更にｎ型ＡｌＧａＮ層を掘り下げる工程と、前記工程で成膜された絶縁膜（ＳｉＯ２）の上及び貫通孔内部にｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）をこの順で蒸着法にて成膜する工程であって、膜厚ｔの目安は、絶縁膜（ＳｉＯ２）の上部から前記工程で掘り下げたｎ型ＡｌＧａＮ層の最深部までの深さをｈとした場合、ｔ＞２ｈである工程と、成膜後ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）を高温アニール処理する工程と、前記ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）をＰｏｌｉｓｈ或いはＣＭＰにて平坦化する工程と、前記ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）の上に、接着層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を蒸着する工程と、支持基板側接合層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を蒸着した支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）を準備する工程と、前記ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）の上に蒸着した接着層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）に前記支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）の支持基板側接合層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を接合する工程と、サファイア基板側からエキシマレーザ或いはフェムト秒レーザを照射してＡｌＮバッファー層からサファイア基板を剥離する（レーザリフトオフ：ＬＬＯ）工程と、前記ＡｌＮバッファー層をフォトリソ工程により素子分離形成用パターンを形成する工程と、ＳｉＯ２成膜後リフトオフ工程でＳｉＯ２���ターンマスクを形成する工程と、ＩＣＰエッチングで絶縁膜（ＳｉＯ２）面が露出するまで掘り下げる工程と、フォトリソ工程によりｐ型パッド電極形成用パターンを形成した後ＢＨＦにて絶縁膜（ＳｉＯ２）の窓開けをする工程と、ｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）をこの順で蒸着後、リフトオフ工程でレジストを除去してｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）パターンを形成する工程と、保護膜（ＳｉＯ２）を成膜する工程と、フォトリソ工程により前記保護膜（ＳｉＯ２）に覆われたｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）を露出するためのパターンを形成する工程と、ＢＨＦにて保護膜（ＳｉＯ２）の窓開けを行う工程と、リフトオフ工程によりｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）パターンを形成した後、支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）裏面に裏面接着層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を蒸着する工程と、前記支持基板を素子分割する工程と、分割された素子のＡｌＮバッファー層上の保護膜（ＳｉＯ２）の表面に、保護膜（ＳｉＯ２）面内の内接円の直径以上を有する波長λに対して透明な石英半球レンズを、原子拡散法或いは表面活性化法により接合する工程と、前記素子裏面の裏面接着層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を、反射率９１％以上を有する無機塗料コーティング膜を有する窒化アルミニウムセラミックパッケージのｎ型電極に接合して、同じくｐ型電極とｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）を配線した後、前記窒化アルミニウムセラミックパッケージの上面に石英窓をメタルシールする工程を有することを特徴とする深紫外ＬＥＤ装置の製造方法。
【請求項７】
設計波長λ（２００ｎｍ〜３５５ｎｍ）の深紫外ＬＥＤ装置の製造方法であって、サファイア基板を成長基板として、その上に順にＡｌＮバッファー層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、多重量子井戸層（ＭＱＷ）、多重量子障壁層（ＭＱＢ）、ｐ型ＡｌＧａＮ層、ｐ型ＧａＮコンタクト層を積層する工程と、反射型２次元フォトニック結晶を形成するための金型を準備する工程と、ｐ型ＧａＮコンタクト層の上に二層レジスト層をスピンコートし、前記金型の構造をナノインプリント法にて転写する工程と、前記構造が転写されたレジスト層をマスクとしてｐ型ＧａＮコンタクト層からｐ型ＡｌＧａＮ層の界面を超えない位置までＩＣＰエッチングした後、洗浄して反射型２次元フォトニック結晶を形成する工程と、前記反射型２次元フォトニック結晶を形成した上に、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）をこの順で斜め蒸着にて形成する工程と、リフトオフ工程でｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）パターンを形成した後、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）を高温アニール処理する工程と、フォトリソ工程により絶縁膜（ＳｉＯ２）形成用パターンを形成した後、絶縁膜（ＳｉＯ２）を成膜する工程と、リフトオフ工程で絶縁膜（ＳｉＯ２）パターンをｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）パターン間に同じ高さで形成する工程と、フォトリソ工程によりｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）形成用パターンを形成した後、ｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）をこの順で成膜する工程と、リフトオフ工程でｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）パターンを形成する工程と、絶縁膜（ＳｉＯ２）を成膜する工程と、フォトリソ工程によりｎ型電極（貫通孔）形成用パターンを形成する工程と、ＩＣＰエッチングで多重量子井戸層（ＭＱＷ）とｎ型ＡｌＧａＮ層の界面を超える位置まで貫通孔を形成する工程と、絶縁膜（ＳｉＯ２）を成膜する工程と、ＩＣＰエッチングで貫通孔の底面に成膜された絶縁膜（ＳｉＯ２）を除去して、更にｎ型ＡｌＧａＮ層を掘り下げる工程と、前記工程で成膜された絶縁膜（ＳｉＯ２）の上及び貫通孔内部にｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）をこの順で蒸着法にて成膜する工程であって、膜厚ｔの目安は、絶縁膜（ＳｉＯ２）の上部から前記工程で掘り下げたｎ型ＡｌＧａＮ層の最深部までの深さをｈとした場合、ｔ＞２ｈである工程と、成膜後ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）を高温アニール処理する工程と、前記ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）をＰｏｌｉｓｈ或いはＣＭＰにて平坦化する工程と、前記ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）の上に、接着層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を蒸着する工程と、支持基板側接合層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を蒸着した支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）を準備する工程と、前記ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）の上に蒸着した接着層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）に前記支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）の支持基板側接合層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を接合する工程と、サファイア基板側からエキシマレーザ或いはフェムト秒レーザを照射してｎ型ＡｌＧａＮ層からサファイア基板を剥離する（レーザリフトオフ：ＬＬＯ）工程と、前記ｎ型ＡｌＧａＮ層をフォトリソ工程により素子分離形成用パターンを形成する工程と、ＳｉＯ２成膜後リフトオフ工程でＳｉＯ２パタ���ンマスクを形成する工程と、ＩＣＰエッチングで絶縁膜（ＳｉＯ２）面が露出するまで掘り下げる工程と、フォトリソ工程によりｐ型パッド電極形成用パターンを形成した後ＢＨＦにて絶縁膜（ＳｉＯ２）の窓開けをする工程と、ｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）をこの順で蒸着後、リフトオフ工程でレジストを除去してｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）パターンを形成する工程と、保護膜（ＳｉＯ２）を成膜する工程と、フォトリソ工程により前記保護膜（ＳｉＯ２）に覆われたｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）を露出するためのパターンを形成する工程と、ＢＨＦにて保護膜（ＳｉＯ２）の窓開けを行う工程と、リフトオフ工程によりｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）パターンを形成した後、支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）裏面に裏面接着層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を蒸着する工程と、前記支持基板を素子分割する工程と、分割された素子裏面の裏面接着層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を、反射率９１％以上を有する無機塗料コーティング膜を有する窒化アルミニウムセラミックパッケージのｎ型電極に接合して、同じくｐ型電極とｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）を配線した後、前記窒化アルミニウムセラミックパッケージの上面に石英窓をメタルシールする工程を有することを特徴とする深紫外ＬＥＤ装置の製造方法。
【請求項８】
設計波長λ（２００ｎｍ〜３５５ｎｍ）の深紫外ＬＥＤ装置の製造方法であって、サファイア基板を成長基板として、その上に順にＡｌＮバッファー層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、多重量子井戸層（ＭＱＷ）、多重量子障壁層（ＭＱＢ）、ｐ型ＡｌＧａＮ層、ｐ型ＧａＮコンタクト層を積層する工程と、反射型２次元フォトニック結晶を形成するための金型を準備する工程と、ｐ型ＧａＮコンタクト層の上に二層レジスト層をスピンコートし、前記金型の構造をナノインプリント法にて転写する工程と、前記構造が転写されたレジスト層をマスクとしてｐ型ＧａＮコンタクト層からｐ型ＡｌＧａＮ層の界面を超えない位置までＩＣＰエッチングした後洗浄して反射型２次元フォトニック結晶を形成する工程と、前記反射型２次元フォトニック結晶を形成した上に、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）をこの順で斜め蒸着にて形成する工程と、リフトオフ工程でｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）パターンを形成した後、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）を高温アニール処理する工程と、フォトリソ工程により絶縁膜（ＳｉＯ２）形成用パターンを形成した後、絶縁膜（ＳｉＯ２）を成膜する工程と、リフトオフ工程で絶縁膜（ＳｉＯ２）パターンをｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）パターン間に同じ高さで形成する工程と、フォトリソ工程によりｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）形成用パターンを形成した後、ｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）をこの順で成膜する工程と、リフトオフ工程でｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）パターンを形成する工程と、絶縁膜（ＳｉＯ２）を成膜する工程と、フォトリソ工程によりｎ型電極（貫通孔）形成用パターンを形成する工程と、ＩＣＰエッチングで多重量子井戸層（ＭＱＷ）とｎ型ＡｌＧａＮ層の界面を超える位置まで貫通孔を形成する工程と、絶縁膜（ＳｉＯ２）を成膜する工程と、ＩＣＰエッチングで貫通孔の底面に成膜された絶縁膜（ＳｉＯ２）を除去して、更にｎ型ＡｌＧａＮ層を掘り下げる工程と、前記工程で成膜された絶縁膜（ＳｉＯ２）の上及び貫通孔内部にｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）をこの順で蒸着法にて成膜する工程であって、膜厚ｔの目安は、絶縁膜（ＳｉＯ２）の上部から前記工程で掘り下げたｎ型ＡｌＧａＮ層の最深部までの深さをｈとした場合、ｔ＞２ｈである工程と、成膜後ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）を高温アニール処理する工程と、前記ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）をＰｏｌｉｓｈ或いはＣＭＰにて平坦化する工程と、前記ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）の上に、接着層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を蒸着する工程と、支持基板側接合層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を蒸着した支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）を準備する工程と、前記ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）の上に蒸着した接着層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）に前記支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）の支持基板側接合層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を接合する工程と、サファイア基板側からエキシマレーザ或いはフェムト秒レーザを照射してｎ型ＡｌＧａＮ層からサファイア基板を剥離する（レーザリフトオフ：ＬＬＯ）工程と、前記ｎ型ＡｌＧａＮ層をフォトリソ工程により素子分離形成用パターンを形成する工程と、ＳｉＯ２成膜後リフトオフ工程でＳｉＯ２パター���マスクを形成する工程と、ＩＣＰエッチングで、絶縁膜（ＳｉＯ２）面が露出するまで掘り下げる工程と、フォトリソ工程によりｐ型パッド電極形成用パターンを形成した後ＢＨＦにて絶縁膜（ＳｉＯ２）の窓開けをする工程と、ｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）をこの順で蒸着後、リフトオフ工程でレジストを除去してｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）パターンを形成する工程と、保護膜（ＳｉＯ２）を成膜する工程と、フォトリソ工程により前記保護膜（ＳｉＯ２）に覆われたｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）を露出するためのパターンを形成する工程と、ＢＨＦにて保護膜（ＳｉＯ２）の窓開けを行う工程と、リフトオフ工程によりｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）パターンを形成した後、支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）裏面に裏面接着層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を蒸着する工程と、前記支持基板を素子分割する工程と、分割された素子のｎ型ＡｌＧａＮ層上の保護膜（ＳｉＯ２）の表面に、保護膜（ＳｉＯ２）面内の内接円の直径以上を有する波長λに対して透明な石英半球レンズを、原子拡散法或いは表面活性化法により接合する工程と、前記素子裏面の裏面接着層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を、反射率９１％以上を有する無機塗料コーティング膜を有する窒化アルミニウムセラミックパッケージのｎ型電極に接合して、同じくｐ型電極とｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）を配線した後、前記窒化アルミニウムセラミックパッケージの上面に石英窓をメタルシールする工程を有することを特徴とする深紫外ＬＥＤ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、深紫外ＬＥＤ装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光波長２００ｎｍ〜３５５ｎｍの深紫外ＬＥＤの用途は、殺菌用途、医療・農業用途、樹脂硬化・印刷・塗料の工業用途など多岐にわたる。現状の深紫外ＬＥＤはサファイア基板に半導体層を結晶成長した後、電極を形成してサファイア基板側から深紫外光を取り出すＦｌｉｐ  Ｃｈｉｐ構造が主流であり、電力光変換効率（ＷＰＥ）は３％未満、出力は１００ｍＷ未満と低く、上記用途に必要とされる数百ｍＷの出力には至っていない。主な理由は、量子井戸層で発光した光がｐ型ＧａＮコンタクト層で全て吸収されて光取出し効率（ＬＥＥ）が５％以下である事、電流注入を５００ｍＡ以上にすると熱による効率ドループ現象で出力が比例して増加しない事に起因する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５９９９８００号公報
【特許文献２】特許第５９８３１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、特許文献１の図１７Ｂに示すように、Ａｌ支持基板、透明ｐ型ＡｌＧａＮコンタクト層、Ａｌ反射電極層の構造を用いて、特許文献１の表９に示すようにＬＥＥで３１％を達成している。しかし、駆動電圧が３〜４Ｖ上昇するためにＷＰＥはあまり改善されない。また、熱による効率ドループが原因で電流注入を増加させても出力を１００ｍＷ以上にすることができない。
【０００５】
特許文献２では、支持基板に導電性基板を使用することにより、基板側からの電力供給を可能にし、かつ、放熱性に優れた白色ＬＥＤ素子構造としている。しかし、この構造を深紫外ＬＥＤにそのまま適用しても量子井戸層で発光した深紫外光のうちｐ型ＧａＮコンタクト層に入射する光は全て吸収されるのでＬＥＥは５％以下となる。
【０００６】
本発明は、深紫外ＬＥＤ装置の熱による効率ドループの改善並びにＬＥＥを向上させることにより、高ＷＰＥ並びに高出力の深紫外ＬＥＤ装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の観点によれば、設計波長λ（２００ｎｍ〜３５５ｎｍ）の深紫外ＬＥＤ装置であって、裏面接着層（Ａｕ−Ａｕ或いはＡｕ−ＡｕＳｎ）、支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）、接合層（Ａｕ−Ａｕ或いはＡｕ−ＡｕＳｎ）、ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）、絶縁膜（ＳｉＯ２）、ｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）、ｐ型ＧａＮコンタクト層、ｐ型ＡｌＧａＮ層、多重量子障壁層（ＭＱＢ）、多重量子井戸層（ＭＱＷ）、ｎ型ＡｌＧａＮ層、ＡｌＮバッファー層、保護膜（ＳｉＯ２）の順で有する素子であって、かつ、ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）は、絶縁膜（ＳｉＯ２）で被覆絶縁された貫通孔を通してｎ型ＡｌＧａＮ層部に露出されるまで延伸されており、かつ、前記ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）と前記ｐ型ＧａＮコンタクト層の厚さ方向の範囲内で、かつ前記ｐ型ＧａＮコンタクト層と前記ｐ型ＡｌＧａＮ層との界面を超えない位置に設けられた複数の空孔を有する反射型２次元フォトニック結晶を有し、前記反射型２次元フォトニック結晶周期構造は、ＴＥ偏光成分に対して開かれるフォトニックバンドギャップを有し、前記設計波長λの光に対して前記反射型２次元フォトニック結晶の周期構造の周期ａがブラッグの条件を満たし、かつ、ブラッグの条件式ｍλ／ｎｅｆｆ＝２ａ（但し、ｍ：次数、λ：設計波長、ｎｅｆｆ：２次元フォトニック結晶の実効屈折率、ａ：２次元フォトニック結晶の周期）にある次数ｍはｍ＝３を満たし、前記空孔の半径をＲとした時、Ｒ／ａ比は０．３≦Ｒ／ａ≦０．４を満たす深紫外ＬＥＤ素子と、前記深紫外ＬＥＤ素子が表面実装され、反射率９１％以上を有する無機塗料コーティング膜を有し、かつ、パッケージの内側側壁角度が６０度以上７５度以内の窒化アルミニウムセラミックパッケージと、前記窒化アルミニウムセラミックパッケージの最表面に設けられ前記深紫外ＬＥＤ素子を密閉する石英窓と、を有することを特徴とする深紫外ＬＥＤ装置を提供する。
【０００８】
本発明の第２の観点によれば、設計波長λ（２００ｎｍ〜３５５ｎｍ）の深紫外ＬＥＤ装置であって、裏面接着層（Ａｕ−Ａｕ或いはＡｕ−ＡｕＳｎ）、支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）、接合層（Ａｕ−Ａｕ或いはＡｕ−ＡｕＳｎ）、ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）、絶縁膜（ＳｉＯ２）、ｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）、ｐ型ＧａＮコンタクト層、ｐ型ＡｌＧａＮ層、多重量子障壁層（ＭＱＢ）、多重量子井戸層（ＭＱＷ）、ｎ型ＡｌＧａＮ層、ＡｌＮバッファー層、保護膜（ＳｉＯ２）の順で有する素子であって、かつ、ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）は、絶縁膜（ＳｉＯ２）で被覆絶縁された貫通孔を通してｎ型ＡｌＧａＮ層部に露出されるまで延伸されており、かつ、前記ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）と前記ｐ型ＧａＮコンタクト層の厚さ方向の範囲内で、かつ前記ｐ型ＧａＮコンタクト層と前記ｐ型ＡｌＧａＮ層との界面を超えない位置に設けられた複数の空孔を有する反射型２次元フォトニック結晶を有し、前記反射型２次元フォトニック結晶周期構造は、ＴＥ偏光成分に対して開かれるフォトニックバンドギャップを有し、前記設計波長λの光に対して前記反射型２次元フォトニック結晶の周期構造の周期ａがブラッグの条件を満たし、かつ、ブラッグの条件式ｍλ／ｎｅｆｆ＝２ａ（但し、ｍ：次数、λ：設計波長、ｎｅｆｆ：２次元フォトニック結晶の実効屈折率、ａ：２次元フォトニック結晶の周期）にある次数ｍはｍ＝３を満たし、前記空孔の半径をＲとした時、Ｒ／ａ比は０．３≦Ｒ／ａ≦０．４を満たし、さらに、前記保護膜（ＳｉＯ２）の表面に接合される波長λに対して透明な石英半球レンズを有し、前記半球レンズの直径は、前記保護膜（ＳｉＯ２）面内の内接円の直径以上を有する深紫外ＬＥＤ素子と、前記深紫外ＬＥＤ素子が表面実装され、反射率９１％以上を有する無機塗料コーティング膜を有し、かつ、パッケージの内側側壁角度が６０度以上７５度以内の窒化アルミニウムセラミックパッケージと、前記窒化アルミニウムセラミックパッケージの最表面に設けられ前記深紫外ＬＥＤ素子を密閉する石英窓と、を有することを特徴とする深紫外ＬＥＤ装置を提供する。
【０００９】
本発明の第３の観点によれば、設計波長λ（２００ｎｍ〜３５５ｎｍ）の深紫外ＬＥＤ装置であって、裏面接着層（Ａｕ−Ａｕ或いはＡｕ−ＡｕＳｎ）、支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）、接合層（Ａｕ−Ａｕ或いはＡｕ−ＡｕＳｎ）、ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）、絶縁膜（ＳｉＯ２）、ｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）、ｐ型ＧａＮコンタクト層、ｐ型ＡｌＧａＮ層、多重量子障壁層（ＭＱＢ）、多重量子井戸層（ＭＱＷ）、ｎ型ＡｌＧａＮ層、保護膜（ＳｉＯ２）の順で有する素子であって、かつ、ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）は、絶縁膜（ＳｉＯ２）で被覆絶縁された貫通孔を通してｎ型ＡｌＧａＮ層部に露出されるまで延伸されており、かつ、前記ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）と前記ｐ型ＧａＮコンタクト層の厚さ方向の範囲内で、かつ前記ｐ型ＧａＮコンタクト層と前記ｐ型ＡｌＧａＮ層との界面を超えない位置に設けられた複数の空孔を有する反射型２次元フォトニック結晶を有し、前記反射型２次元フォトニック結晶周期構造は、ＴＥ偏光成分に対して開かれるフォトニックバンドギャップを有し、前記設計波長λの光に対して前記反射型２次元フォトニック結晶の周期構造の周期ａがブラッグの条件を満たし、かつ、ブラッグの条件式ｍλ／ｎｅｆｆ＝２ａ（但し、ｍ：次数、λ：設計波長、ｎｅｆｆ：２次元フォトニック結晶の実効屈折率、ａ：２次元フォトニック結晶の周期）にある次数ｍはｍ＝３を満たし、前記空孔の半径をＲとした時、Ｒ／ａ比は０．３≦Ｒ／ａ≦０．４を満たす深紫外ＬＥＤ素子と、前記深紫外ＬＥＤ素子が表面実装され、反射率９１％以上を有する無機塗料コーティング膜を有し、かつ、パッケージの内側側壁角度が６０度以上７５度以内の窒化アルミニウムセラミックパッケージと、前記窒化アルミニウムセラミックパッケージの最表面に設けられ前記深紫外ＬＥＤ素子を密閉する石英窓と、を有することを特徴とする深紫外ＬＥＤ装置を提供する。
【００１０】
本発明の第４の観点によれば、設計波長λ（２００ｎｍ〜３５５ｎｍ）の深紫外ＬＥＤ装置であって、裏面接着層（Ａｕ−Ａｕ或いはＡｕ−ＡｕＳｎ）、支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）、接合層（Ａｕ−Ａｕ或いはＡｕ−ＡｕＳｎ）、ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）、絶縁膜（ＳｉＯ２）、ｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）、ｐ型ＧａＮコンタクト層、ｐ型ＡｌＧａＮ層、多重量子障壁層（ＭＱＢ）、多重量子井戸層（ＭＱＷ）、ｎ型ＡｌＧａＮ層、保護膜（ＳｉＯ２）の順で有する素子であって、かつ、ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）は、絶縁膜（ＳｉＯ２）で被覆絶縁された貫通孔を通してｎ型ＡｌＧａＮ層部に露出されるまで延伸されており、かつ、前記ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）と前記ｐ型ＧａＮコンタクト層の厚さ方向の範囲内で、かつ前記ｐ型ＧａＮコンタクト層と前記ｐ型ＡｌＧａＮ層との界面を超えない位置に設けられた複数の空孔を有する反射型２次元フォトニック結晶を有し、前記反射型２次元フォトニック結晶周期構造は、ＴＥ偏光成分に対して開かれるフォトニックバンドギャップを有し、前記設計波長λの光に対して前記反射型２次元フォトニック結晶の周期構造の周期ａがブラッグの条件を満たし、かつ、ブラッグの条件式ｍλ／ｎｅｆｆ＝２ａ（但し、ｍ：次数、λ：設計波長、ｎｅｆｆ：２次元フォトニック結晶の実効屈折率、ａ：２次元フォトニック結晶の周期）にある次数ｍはｍ＝３を満たし、前記空孔の半径をＲとした時、Ｒ／ａ比は０．３≦Ｒ／ａ≦０．４を満たし、さらに、前記保護膜（ＳｉＯ２）の表面に接合される波長λに対して透明な石英半球レンズを有し、前記半球レンズの直径は、前記保護膜（ＳｉＯ２）面内の内接円の直径以上を有する深紫外ＬＥＤ素子と、前記深紫外ＬＥＤ素子が表面実装され、反射率９１％以上を有する無機塗料コーティング膜を有し、かつ、パッケージの内側側壁角度が６０度以上７５度以内の窒化アルミニウムセラミックパッケージと、前記窒化アルミニウムセラミックパッケージの最表面に設けられ前記深紫外ＬＥＤ素子を密閉する石英窓と、を有することを特徴とする深紫外ＬＥＤ装置を提供する。
【００１１】
本発明の第５の観点によれば、設計波長λ（２００ｎｍ〜３５５ｎｍ）の深紫外ＬＥＤ装置の製造方法であって、サファイア基板を成長基板として、その上に順にＡｌＮバッファー層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、多重量子井戸層（ＭＱＷ）、多重量子障壁層（ＭＱＢ）、ｐ型ＡｌＧａＮ層、ｐ型ＧａＮコンタクト層を積層する工程と、反射型２次元フォトニック結晶を形成するための金型を準備する工程と、ｐ型ＧａＮコンタクト層の上に二層レジスト層をスピンコートし、前記金型の構造をナノインプリント法にて転写する工程と、前記構造が転写されたレジスト層をマスクとしてｐ型ＧａＮコンタクト層からｐ型ＡｌＧａＮ層の界面を超えない位置までＩＣＰエッチングした後洗浄して反射型２次元フォトニック結晶を形成する工程と、前記反射型２次元フォトニック結晶を形成した上に、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）をこの順で斜め蒸着にて形成する工程と、リフトオフ工程でｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）パターンを形成した後、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）を高温アニール処理する工程と、フォトリソ工程により絶縁膜（ＳｉＯ２）形成用パターンを形成した後、絶縁膜（ＳｉＯ２）を成膜する工程と、リフトオフ工程で絶縁膜（ＳｉＯ２）パターンをｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）パターン間に同じ高さで形成する工程と、フォトリソ工程によりｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）形成用パターンを形成した後、ｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）をこの順で成膜する工程と、リフトオフ工程でｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）パターンを形成する工程と、絶縁膜（ＳｉＯ２）を成膜する工程と、フォトリソ工程によりｎ型電極（貫通孔）形成用パターンを形成する工程と、ＩＣＰエッチングで多重量子井戸層（ＭＱＷ）とｎ型ＡｌＧａＮ層の界面を超える位置まで貫通孔を形成する工程と、絶縁膜（ＳｉＯ２）を成膜する工程と、ＩＣＰエッチングで貫通孔の底面に成膜された絶縁膜（ＳｉＯ２）を除去して、更にｎ型ＡｌＧａＮ層を掘り下げる工程と、前記工程で成膜された絶縁膜（ＳｉＯ２）の上及び貫通孔内部にｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）をこの順で蒸着法にて成膜する工程であって、膜厚ｔの目安は、絶縁膜（ＳｉＯ２）の上部から前記工程で掘り下げたｎ型ＡｌＧａＮ層の最深部までの深さをｈとした場合、ｔ＞２ｈである工程と、成膜後ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）を高温アニール処理する工程と、前記ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）をＰｏｌｉｓｈ或いはＣＭＰにて平坦化する工程と、前記ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）の上に、接着層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を蒸着する工程と、支持基板側接合層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を蒸着した支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）を準備する工程と、前記ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）の上に蒸着した接着層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）に前記支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）の支持基板側接合層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を接合する工程と、サファイア基板側からエキシマレーザ或いはフェムト秒レーザを照射してＡｌＮバッファー層からサファイア基板を剥離する（レーザリフトオフ：ＬＬＯ）工程と、前記ＡｌＮバッファー層をフォトリソ工程により素子分離形成用パターンを形成する工程と、ＳｉＯ２成膜���リフトオフ工程でＳｉＯ２パターンマスクを形成する工程と、ＩＣＰエッチングで、絶縁膜（ＳｉＯ２）面が露出するまで掘り下げる工程と、フォトリソ工程によりｐ型パッド電極形成用パターンを形成した後ＢＨＦにて絶縁膜（ＳｉＯ２）の窓開けをする工程と、ｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）をこの順で蒸着後、リフトオフ工程でレジストを除去してｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）パターンを形成する工程と、保護膜（ＳｉＯ２）を成膜する工程と、フォトリソ工程により前記保護膜（ＳｉＯ２）に覆われたｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）を露出するためのパターンを形成する工程と、ＢＨＦにて保護膜（ＳｉＯ２）の窓開けを行う工程と、リフトオフ工程によりｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）パターンを形成した後支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）裏面に裏面接着層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を蒸着する工程と、前記支持基板を素子分割する工程と、分割された素子裏面の裏面接着層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を、反射率９１％以上を有する無機塗料コーティング膜を有する窒化アルミニウムセラミックパッケージのｎ型電極に接合して、同じくｐ型電極とｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）を配線した後、前記窒化アルミニウムセラミックパッケージの上面に石英窓をメタルシールする工程を有することを特徴とする深紫外ＬＥＤ装置の製造方法を提供する。
【００１２】
本発明の第６の観点によれば、設計波長λ（２００ｎｍ〜３５５ｎｍ）の深紫外ＬＥＤ装置の製造方法であって、サファイア基板を成長基板として、その上に順にＡｌＮバッファー層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、多重量子井戸層（ＭＱＷ）、多重量子障壁層（ＭＱＢ）、ｐ型ＡｌＧａＮ層、ｐ型ＧａＮコンタクト層を積層する工程と、反射型２次元フォトニック結晶を形成するための金型を準備する工程と、ｐ型ＧａＮコンタクト層の上に二層レジスト層をスピンコートし、前記金型の構造をナノインプリント法にて転写する工程と、前記構造が転写されたレジスト層をマスクとしてｐ型ＧａＮコンタクト層からｐ型ＡｌＧａＮ層の界面を超えない位置までＩＣＰエッチングした後、洗浄して反射型２次元フォトニック結晶を形成する工程と、前記反射型２次元フォトニック結晶を形成した上に、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）をこの順で斜め蒸着にて形成する工程と、リフトオフ工程でｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）パターンを形成した後、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）を高温アニール処理する工程と、フォトリソ工程により絶縁膜（ＳｉＯ２）形成用パターンを形成した後、絶縁膜（ＳｉＯ２）を成膜する工程と、リフトオフ工程で絶縁膜（ＳｉＯ２）パターンをｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）パターン間に同じ高さで形成する工程と、フォトリソ工程によりｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）形成用パターンを形成した後、ｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）をこの順で成膜する工程と、リフトオフ工程でｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）パターンを形成する工程と、絶縁膜（ＳｉＯ２）を成膜する工程と、フォトリソ工程によりｎ型電極（貫通孔）形成用パターンを形成する工程と、ＩＣＰエッチングで多重量子井戸層（ＭＱＷ）とｎ型ＡｌＧａＮ層の界面を超える位置まで貫通孔を形成する工程と、絶縁膜（ＳｉＯ２）を成膜する工程と、ＩＣＰエッチングで貫通孔の底面に成膜された絶縁膜（ＳｉＯ２）を除去して、更にｎ型ＡｌＧａＮ層を掘り下げる工程と、前記工程で成膜された絶縁膜（ＳｉＯ２）の上及び貫通孔内部にｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）をこの順で蒸着法にて成膜する工程であって、膜厚ｔの目安は、絶縁膜（ＳｉＯ２）の上部から前記工程で掘り下げたｎ型ＡｌＧａＮ層の最深部までの深さをｈとした場合、ｔ＞２ｈである工程と、成膜後ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）を高温アニール処理する工程と、前記ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）をＰｏｌｉｓｈ或いはＣＭＰにて平坦化する工程と、前記ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）の上に、接着層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を蒸着する工程と、支持基板側接合層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を蒸着した支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）を準備する工程と、前記ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）の上に蒸着した接着層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）に前記支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）の支持基板側接合層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を接合する工程と、サファイア基板側からエキシマレーザ或いはフェムト秒レーザを照射してＡｌＮバッファー層からサファイア基板を剥離する（レーザリフトオフ：ＬＬＯ）工程と、前記ＡｌＮバッファー層をフォトリソ工程により素子分離形成用パターンを形成する工程と、ＳｉＯ２成���後リフトオフ工程でＳｉＯ２パターンマスクを形成する工程と、ＩＣＰエッチングで絶縁膜（ＳｉＯ２）面が露出するまで掘り下げる工程と、フォトリソ工程によりｐ型パッド電極形成用パターンを形成した後ＢＨＦにて絶縁膜（ＳｉＯ２）の窓開けをする工程と、ｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）をこの順で蒸着後、リフトオフ工程でレジストを除去してｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）パターンを形成する工程と、保護膜（ＳｉＯ２）を成膜する工程と、フォトリソ工程により前記保護膜（ＳｉＯ２）に覆われたｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）を露出するためのパターンを形成する工程と、ＢＨＦにて保護膜（ＳｉＯ２）の窓開けを行う工程と、リフトオフ工程によりｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）パターンを形成した後支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）裏面に裏面接着層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を蒸着する工程と、前記支持基板を素子分割する工程と、分割された素子のＡｌＮバッファー層上の保護膜（ＳｉＯ２）の表面に、保護膜（ＳｉＯ２）面内の内接円の直径以上を有する波長λに対して透明な石英半球レンズを、原子拡散法或いは表面活性化法により接合する工程と、前記素子裏面の裏面接着層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を、反射率９１％以上を有する無機塗料コーティング膜を有する窒化アルミニウムセラミックパッケージのｎ型電極に接合して、同じくｐ型電極とｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）を配線した後、前記窒化アルミニウムセラミックパッケージの上面に石英窓をメタルシールする工程を有することを特徴とする深紫外ＬＥＤ装置の製造方法を提供する。
【００１３】
本発明の第７の観点によれば、設計波長λ（２００ｎｍ〜３５５ｎｍ）の深紫外ＬＥＤ装置の製造方法であって、サファイア基板を成長基板として、その上に順にＡｌＮバッファー層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、多重量子井戸層（ＭＱＷ）、多重量子障壁層（ＭＱＢ）、ｐ型ＡｌＧａＮ層、ｐ型ＧａＮコンタクト層を積層する工程と、反射型２次元フォトニック結晶を形成するための金型を準備する工程と、ｐ型ＧａＮコンタクト層の上に二層レジスト層をスピンコートし、前記金型の構造をナノインプリント法にて転写する工程と、前記構造が転写されたレジスト層をマスクとしてｐ型ＧａＮコンタクト層からｐ型ＡｌＧａＮ層の界面を超えない位置までＩＣＰエッチングした後、洗浄して反射型２次元フォトニック結晶を形成する工程と、前記反射型２次元フォトニック結晶を形成した上に、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）をこの順で斜め蒸着にて形成する工程と、リフトオフ工程でｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）パターンを形成した後、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）を高温アニール処理する工程と、フォトリソ工程により絶縁膜（ＳｉＯ２）形成用パターンを形成した後、絶縁膜（ＳｉＯ２）を成膜する工程と、リフトオフ工程で絶縁膜（ＳｉＯ２）パターンをｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）パターン間に同じ高さで形成する工程と、フォトリソ工程によりｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）形成用パターンを形成した後、ｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）をこの順で成膜する工程と、リフトオフ工程でｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）パターンを形成する工程と、絶縁膜（ＳｉＯ２）を成膜する工程と、フォトリソ工程によりｎ型電極（貫通孔）形成用パターンを形成する工程と、ＩＣＰエッチングで多重量子井戸層（ＭＱＷ）とｎ型ＡｌＧａＮ層の界面を超える位置まで貫通孔を形成する工程と、絶縁膜（ＳｉＯ２）を成膜する工程と、ＩＣＰエッチングで貫通孔の底面に成膜された絶縁膜（ＳｉＯ２）を除去して、更にｎ型ＡｌＧａＮ層を掘り下げる工程と、前記工程で成膜された絶縁膜（ＳｉＯ２）の上及び貫通孔内部にｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）をこの順で蒸着法にて成膜する工程であって、膜厚ｔの目安は、絶縁膜（ＳｉＯ２）の上部から前記工程で掘り下げたｎ型ＡｌＧａＮ層の最深部までの深さをｈとした場合、ｔ＞２ｈである工程と、成膜後ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）を高温アニール処理する工程と、前記ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）をＰｏｌｉｓｈ或いはＣＭＰにて平坦化する工程と、前記ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）の上に、接着層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を蒸着する工程と、支持基板側接合層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を蒸着した支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）を準備する工程と、前記ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）の上に蒸着した接着層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）に前記支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）の支持基板側接合層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を接合する工程と、サファイア基板側からエキシマレーザ或いはフェムト秒レーザを照射してｎ型ＡｌＧａＮ層からサファイア基板を剥離する（レーザリフトオフ：ＬＬＯ）工程と、前記ｎ型ＡｌＧａＮ層をフォトリソ工程により素子分離形成用パターンを形成する工程と、ＳｉＯ２成膜後���フトオフ工程でＳｉＯ２パターンマスクを形成する工程と、ＩＣＰエッチングで絶縁膜（ＳｉＯ２）面が露出するまで掘り下げる工程と、フォトリソ工程によりｐ型パッド電極形成用パターンを形成した後ＢＨＦにて絶縁膜（ＳｉＯ２）の窓開けをする工程と、ｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）をこの順で蒸着後、リフトオフ工程でレジストを除去してｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）パターンを形成する工程と、保護膜（ＳｉＯ２）を成膜する工程と、フォトリソ工程により前記保護膜（ＳｉＯ２）に覆われたｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）を露出するためのパターンを形成する工程と、ＢＨＦにて保護膜（ＳｉＯ２）の窓開けを行う工程と、リフトオフ工程によりｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）パターンを形成した後、支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）裏面に裏面接着層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を蒸着する工程と、前記支持基板を素子分割する工程と、分割された素子裏面の裏面接着層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を、反射率９１％以上を有する無機塗料コーティング膜を有する窒化アルミニウムセラミックパッケージのｎ型電極に接合して、同じくｐ型電極とｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）を配線した後、前記窒化アルミニウムセラミックパッケージの上面に石英窓をメタルシールする工程を有することを特徴とする深紫外ＬＥＤ装置の製造方法を提供する。
【００１４】
本発明の第８の観点によれば、設計波長λ（２００ｎｍ〜３５５ｎｍ）の深紫外ＬＥＤ装置の製造方法であって、サファイア基板を成長基板として、その上に順にＡｌＮバッファー層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、多重量子井戸層（ＭＱＷ）、多重量子障壁層（ＭＱＢ）、ｐ型ＡｌＧａＮ層、ｐ型ＧａＮコンタクト層を積層する工程と、反射型２次元フォトニック結晶を形成するための金型を準備する工程と、ｐ型ＧａＮコンタクト層の上に二層レジスト層をスピンコートし、前記金型の構造をナノインプリント法にて転写する工程と、前記構造が転写されたレジスト層をマスクとしてｐ型ＧａＮコンタクト層からｐ型ＡｌＧａＮ層の界面を超えない位置までＩＣＰエッチングした後洗浄して反射型2次元フォトニック結晶を形成する工程と、前記反射型２次元フォトニック結晶を形成した上に、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）をこの順で斜め蒸着にて形成する工程と、リフトオフ工程でｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）パターンを形成した後、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）を高温アニール処理する工程と、フォトリソ工程により絶縁膜（ＳｉＯ２）形成用パターンを形成した後、絶縁膜（ＳｉＯ２）を成膜する工程と、リフトオフ工程で絶縁膜（ＳｉＯ２）パターンをｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）パターン間に同じ高さで形成する工程と、フォトリソ工程によりｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）形成用パターンを形成した後、ｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）をこの順で成膜する工程と、リフトオフ工程でｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）パターンを形成する工程と、絶縁膜（ＳｉＯ２）を成膜する工程と、フォトリソ工程によりｎ型電極（貫通孔）形成用パターンを形成する工程と、ＩＣＰエッチングで多重量子井戸層（ＭＱＷ）とｎ型ＡｌＧａＮ層の界面を超える位置まで貫通孔を形成する工程と、絶縁膜（ＳｉＯ２）を成膜する工程と、ＩＣＰエッチングで貫通孔の底面に成膜された絶縁膜（ＳｉＯ２）を除去して、更にｎ型ＡｌＧａＮ層を掘り下げる工程と、前記工程で成膜された絶縁膜（ＳｉＯ２）の上及び貫通孔内部にｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）をこの順で蒸着法にて成膜する工程であって、膜厚ｔの目安は、絶縁膜（ＳｉＯ２）の上部から前記工程で掘り下げたｎ型ＡｌＧａＮ層の最深部までの深さをｈとした場合、ｔ＞２ｈである工程と、成膜後ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）を高温アニール処理する工程と、前記ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）をＰｏｌｉｓｈ或いはＣＭＰにて平坦化する工程と、前記ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）の上に、接着層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を蒸着する工程と、支持基板側接合層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を蒸着した支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）を準備する工程と、前記ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）の上に蒸着した接着層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）に前記支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）の支持基板側接合層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を接合する工程と、サファイア基板側からエキシマレーザ或いはフェムト秒レーザを照射してｎ型ＡｌＧａＮ層からサファイア基板を剥離する（レーザリフトオフ：ＬＬＯ）工程と、前記ｎ型ＡｌＧａＮ層をフォトリソ工程により素子分離形成用パターンを形成する工程と、ＳｉＯ２成膜後リフトオフ工程でＳｉＯ２パターンマスクを形成する工程と、ＩＣＰエッチングで、絶縁膜（ＳｉＯ２）面が露出するまで掘り下げる工程と、フォトリソ工程によりｐ型パッド電極形成用パターンを形成した後ＢＨＦにて絶縁膜（ＳｉＯ２）の窓開けをする工程と、ｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）をこの順で蒸着後、リフトオフ工程でレジストを除去してｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）パターンを形成する工程と、保護膜（ＳｉＯ２）を成膜する工程と、フォトリソ工程により前記保護膜（ＳｉＯ２）に覆われたｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）を露出するためのパターンを形成する工程と、ＢＨＦにて保護膜（ＳｉＯ２）の窓開けを行う工程と、リフトオフ工程によりｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）パターンを形成した後、支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）裏面に裏面接着層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を蒸着する工程と、前記支持基板を素子分割する工程と、分割された素子のｎ型ＡｌＧａＮ層上の保護膜（ＳｉＯ２）の表面に、保護膜（ＳｉＯ２）面内の内接円の直径以上を有する波長λに対して透明な石英半球レンズを、原子拡散法或いは表面活性化法により接合する工程と、前記素子裏面の裏面接着層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を、反射率９１％以上を有する無機塗料コーティング膜を有する窒化アルミニウムセラミックパッケージのｎ型電極に接合して、同じくｐ型電極とｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）を配線した後、前記窒化アルミニウムセラミックパッケージの上面に石英窓をメタルシールする工程を有することを特徴とする深紫外ＬＥＤ装置の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、深紫外ＬＥＤ装置のＷＰＥ及び出力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】本発明の第１の実施の形態の深紫外ＬＥＤ装置の平面図である。
【図１Ｂ】本発明の第１の実施の形態の深紫外ＬＥＤ装置の断面図である。
【図１Ｃ】本発明の第１の実施の形態の深紫外ＬＥＤ装置の反射型フォトニック結晶の配置例を示す平面図である。
【図１Ｄ】ｐ型ＧａＮコンタクト層に形成した２次元フォトニック結晶に入射したＴＥ偏光成分におけるフォトニックバンド構造及びＲ／ａとＰＢＧ値の関係を平面波展開法により求めた図である。
【図１Ｅ】本発明の第１の実施の形態の深紫外ＬＥＤ装置の光線追跡法における計算モデルを示す図である。
【図１Ｆ】サファイア基板から深紫外光を取り出すＦｌｉｐ  Ｃｈｉｐ構造の深紫外ＬＥＤ装置のＦＤＴＤ法における計算モデルである。
【図１Ｇ】本発明の第１の実施の形態の深紫外ＬＥＤ装置のＦＤＴＤ法における計算モデルである。併せてｎ型配線電極の近傍を拡大して示した図を示す。
【図２Ａ】本発明の第２の実施の形態の深紫外ＬＥＤ装置の平面図である。
【図２Ｂ】本発明の第２の実施の形態の深紫外ＬＥＤ装置の断面図である。
【図２Ｃ】本発明の第２の実施の形態の深紫外ＬＥＤ装置の反射型フォトニック結晶の配置例を示す平面図である。
【図２Ｄ】本発明の第２の実施の形態の深紫外ＬＥＤ装置のＦＤＴＤ法における計算モデルである。
【図３Ａ】本発明の第３の実施の形態の深紫外ＬＥＤ装置の平面図である。
【図３Ｂ】本発明の第３の実施の形態の深紫外ＬＥＤ装置の断面図である。
【図３Ｃ】本発明の第３の実施の形態の深紫外ＬＥＤ装置の反射型フォトニック結晶の平面図である。
【図３Ｄ】本発明の第３の実施の形態の深紫外ＬＥＤ装置のＦＤＴＤ法における計算モデルである。
【図４Ａ】本発明の第４の実施の形態の深紫外ＬＥＤ装置の平面図である。
【図４Ｂ】本発明の第４の実施の形態の深紫外ＬＥＤ装置の断面図である。
【図４Ｃ】本発明の第４の実施の形態の深紫外ＬＥＤ装置の反射型フォトニック結晶の配置例を示す平面図である。
【図４Ｄ】本発明の第４の実施の形態の深紫外ＬＥＤ装置のＦＤＴＤ法における計算モデルである。
【図５Ａ】本発明の第５及び第６の実施の形態の深紫外ＬＥＤ装置の製造方法に関する工程を示す図である。
【図５Ｂ】本発明の第５及び第６の実施の形態の深紫外ＬＥＤ装置の製造方法に関する工程を示す図である。
【図５Ｃ】本発明の第５及び第６の実施の形態の深紫外ＬＥＤ装置の製造方法に関する工程を示す図である。
【図５Ｄ】本発明の第５及び第６の実施の形態の深紫外ＬＥＤ装置の製造方法に関する工程を示す図である。
【図５Ｅ】本発明の第５及び第６の実施の形態の深紫外ＬＥＤ装置の製造方法に関する工程を示す図である。
【図５Ｆ】本発明の第５及び第６の実施の形態の深紫外ＬＥＤ装置の製造方法に関する工程を示す図である。
【図５Ｇ】本発明の第５及び第６の実施の形態の深紫外ＬＥＤ装置の製造方法に関する工程を示す図である。
【図５Ｈ】本発明の第５及び第６の実施の形態の深紫外ＬＥＤ装置の製造方法に関する工程を示す図である。
【図５Ｉ】本発明の第５及び第６の実施の形態の深紫外ＬＥＤ装置の製造方法に関する工程を示す図である。
【図５Ｊ】本発明の第５及び第６の実施の形態の深紫外ＬＥＤ装置の製造方法に関する工程を示す図である。
【図５Ｋ】本発明の第５及び第６の実施の形態の深紫外ＬＥＤ装置の製造方法に関する工程を示す図である。
【図５Ｌ】本発明の第５及び第６の実施の形態の深紫外ＬＥＤ装置の製造方法に関する工程を示す図である。
【図５Ｍ】本発明の第５及び第６の実施の形態の深紫外ＬＥＤ装置の製造方法に関する工程を示す図である。
【図５Ｎ】本発明の第５及び第６の実施の形態の深紫外ＬＥＤ装置の製造方法に関する工程を示す図である。
【図５Ｏ】本発明の第５及び第６の実施の形態の深紫外ＬＥＤ装置の製造方法に関する工程を示す図である。
【図５Ｐ】本発明の第５及び第６の実施の形態の深紫外ＬＥＤ装置の製造方法に関する工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施の形態による深紫外ＬＥＤ装置およびその製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
（第１の実施の形態）
図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃは、本発明の第１の実施の形態に係る深紫外ＬＥＤ装置として、設計波長λの一例として波長２８０ｎｍとするＡｌＧａＮ系深紫外ＬＥＤ装置の構造を示す図である。
【００１９】
具体的には、図１Ｂの縦型ＬＥＤ（ＡｌＮバッファー層）断面図に示すように、石英窓１、その内側側壁角度（θ）２ａである無機塗料コーティング膜１７付き窒化アルミニウムセラミックパッケージ２、保護膜（ＳｉＯ２）３、ＡｌＮバッファー層４、ｎ型ＡｌＧａＮ層５、多重量子井戸層（ＭＱＷ）／多重量子障壁層（ＭＱＢ）６、ｐ型ＡｌＧａＮ層／ｐ型ＧａＮコンタクト層７、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）８、ｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）９ａ、ｐ型パッド電極９ｂ、絶縁膜（ＳｉＯ２）１０、ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）１１ａ、接合層（Ａｕ−Ａｕ或いはＡｕ−ＡｕＳｎ）１２、支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）１３、裏面接着層（Ａｕ−Ａｕ或いはＡｕ−ＡｕＳｎ）１４、反射型２次元フォトニック結晶周期構造１００、空孔１０１（ｈ）を有する。前記反射型２次元フォトニック結晶周期構造１００は、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）８とｐ型ＡｌＧａＮ層／ｐ型ＧａＮコンタクト層７の厚さ方向の範囲内で、かつ、ｐ型ＡｌＧａＮ層とｐ型ＧａＮコンタクト層の界面を超えない位置に形成されている。
【００２０】
図１Ａは、深紫外ＬＥＤ装置を石英窓（図示せず）の方向から見た平面図である。符号９ｂはｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）９ａ上に形成されたｐ型パッド電極である。また、図１Ａの破線に沿って断面を示した図が、図１Ｂの断面図となる。
【００２１】
図１Ｂで、ＬＥＤ素子は、支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）１３上に、接合層（Ａｕ−Ａｕ或いはＡｕ−ＡｕＳｎ）１２、ｎ型電極１１、絶縁膜（ＳｉＯ２）１０、ｐ型電極９、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）８、ｐ型ＡｌＧａＮ層／ｐ型ＧａＮコンタクト層７、多重量子井戸層（ＭＱＷ）／多重量子障壁層（ＭＱＢ）６、ｎ型ＡｌＧａＮ層５、ＡｌＮバッファー層４の順に積層されている。
ｎ型電極１１は、ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）１１ａと、凸形状のｎ型電極（立ち上がり部）１１ｂと、ｎ型ＡｌＧａＮ層５と接触するｎ型電極（突出部）１１ｃとから構成されている。ｎ型電極（立ち上がり部）１１ｂは、ｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）９ａと、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）８と、ｐ型ＡｌＧａＮ層／ｐ型ＧａＮコンタクト層７と、多重量子井戸層（ＭＱＷ）／多重量子障壁層（ＭＱＢ）６とを貫通して形成された貫通孔１０ｂ内に形成されており、ｎ型電極（突出部）１１ｃを介して、ｎ型ＡｌＧａＮ層５と電気的に接触している。
【００２２】
絶縁膜（ＳｉＯ２）１０は、ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）１１ａ及びｎ型電極（立ち上がり部）１１ｂと他の層とを絶縁している。具体的には、ｎ型配線電極１１ａは、ｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）９ａとの間に介在する絶縁膜（ＳｉＯ２）１０により、ｐ型電極９と絶縁されている。また、ｎ型電極（立ち上がり部）１１ｂの周りは、絶縁膜（ＳｉＯ２）１０により被覆されており、ｎ型電極（立ち上がり部）１１ｂは、多重量子井戸層（ＭＱＷ）／多重量子障壁層（ＭＱＢ）６と、ｐ型ＡｌＧａＮ層／ｐ型ＧａＮコンタクト層７と、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）８とから絶縁されている。
【００２３】
ｎ型電極（突出部）１１ｃは、絶縁膜（ＳｉＯ２）１０を介せずにｎ型ＡｌＧａＮ層５と接触している。ｎ型電極（立ち上がり部）１１ｂは、貫通孔１０ｂの先端から突出している（ｎ型電極（突出部）１１ｃ）が、ｎ型電極（立ち上がり部）１１ｂは貫通孔１０ｂから露出してｎ型ＡｌＧａＮ層５と電気的に接触していればよく、必ずしも貫通孔１０ｂから突出していなくてもよい。
図１Ｂに示すように、ｎ型ＡｌＧａＮ層５と電気的に接触している（ｎ型電極（立ち上がり部）１１ｂとｎ型ＡｌＧａＮ層５との電気的接続部）が、１つの深紫外ＬＥＤ素子において例えば散点状に多数形成されているため、ｐ型ＡｌＧａＮ層／ｐ型ＧａＮコンタクト層７からｎ型ＡｌＧａＮ層５に向かってほぼ均一な面内電流が縦方向に流れるようになっている。支持基板１３に導電性基板を使用することにより、導電性基板側からの電力供給を可能にして、かつ、放熱性に優れた構造となっている。
【００２４】
図１Ｃは、反射型２次元フォトニック結晶周期構造１００の平面図である。円柱形状で半径Ｒの円を断面とする空孔１０１（ｈ）が、Ｘ−Ｙ方向に沿って周期ａで三角格子状に形成されたホール構造を有する。
上記の構造において、多重量子井戸層６で発光した例えば波長２８０ｎｍの深紫外光はＴＥ光とＴＭ光が全方向に放射されて楕円偏光しながら媒質中を伝搬する。そして、多重量子井戸層６の近傍に設けられた２次元フォトニック結晶周期構造１００がブラッグの条件式（ｍλ／ｎｅｆｆ＝２ａ、但しｍ：次数、λ：発光波長、ｎｅｆｆ：２次元フォトニック結晶の実効屈折率、ａ：２次元フォトニック結晶の周期）を満たし、かつ、ＴＥ偏光成分に対してフォトニックバンドギャップ（ＰＢＧ）が開くとき、２次元フォトニック結晶に入射した深紫外光は２次元フォトニック結晶面内で定常波を形成してＡｌＮバッファー層４の方向に反射される。
【００２５】
図１Ｄの（ａ）に、波長２８０ｎｍの深紫外光がｐ型ＧａＮコンタクト層に形成した２次元フォトニック結晶（Ｒ／ａ＝０．４）に入射したときのＴＥ偏光成分におけるフォトニックバンド構造を、図１Ｄの（ｂ）にＲ／ａとＰＢＧ値の関係を平面波展開法で求めて図示する。
尚、ＰＢＧ値とは、第１フォトニックバンド（ω１ＴＥ）と第２フォトニックバンド（ω２ＴＥ）のギャップの大きさを示す値で、（第２フォトニックバンド（ωａ／２πｃ）の最小値−（第１フォトニックバンド（ωａ／２πｃ）の最大値）で計算される。この図からＲ／ａとＰＢＧ値は比例関係にあることがわかる。
また、平面波展開法の計算に必要なパラメータは以下のように計算される。２次元フォトニック結晶の充填率ｆは、以下の式（１）で計算される。
ｆ＝２π／３０．５×（Ｒ／ａ）２            （１）
また、２次元フォトニック結晶の実効屈折率ｎｅｆｆは、以下の式（２）で計算される。
ｎｅｆｆ＝（（ｎ２２＋（ｎ１２−ｎ２２）×ｆ））０．５            （２）
そこで、空気の屈折率ｎ１＝１、ｐ型ＧａＮコンタクト層の屈折率ｎ２＝２．６１８とすると、Ｒ／ａ＝０．２、０．３及び０．４の実効屈折率は上記２式より、其々、２．４５、２．２２３及び１．８５９となる。
【００２６】
次に、２次元フォトニック結晶の反射効果によるＬＥＥをＦＤＴＤ法によるシミュレーション解析により求めていく。ＦＤＴＤ法はマクスウエル方程式を空間及び時間で差分方程式に変換して電磁界強度を直接計算するので、ｎｍ構造のフォトニック結晶などの波動解析には適しているが、ＬＥＥを直接計算することはできない。一方、光線追跡法は数万本の光線をランダムに放射して検出器に到達した光線数を直接計算するのでｍｍ構造におけるＬＥＥを直接求めることが可能となる。しかし、ｎｍ構造の波動解析はできない。そこで、フォトニック結晶の反射効果によるＬＥＥを求めるために、ＦＤＴＤ法と光線追跡法のクロスシミュレーションを行った。
【００２７】
最初に、サファイア基板から深紫外光を取り出すＦｌｉｐ  Ｃｈｉｐ構造の深紫外ＬＥＤ基本モデルについてクロスシミュレーションを行う。表１に光線追跡法の計算モデル、表２にＦＤＴＤ法の計算モデル、表３には反射型２次元フォトニック結晶の計算モデルの各パラメータを示す。
【００２８】
【表１】
2020107778.tif 000003
【００２９】
【表２】
2020107778.tif 000004
【００３０】
【表３】
2020107778.tif 000005
【００３１】
（光線追跡法によるＬＥＥの計算）
図１Ｅの光線追跡法の計算モデル（２次元フォトニック結晶無し）において、窒化アルミニウムセラミックパッケージの内側側壁角度θを変数として４５度、６０度、７５度、９０度と変化させてＬＥＥの計算をした。その結果を表４に示す。
【００３２】
【表４】
2020107778.tif 000006
【００３３】
（ＦＤＴＤ法によるＬＥＥの計算）
図１Ｆの計算モデルにおいて、２次元フォトニック結晶（２Ｄ−ＰｈＣ）無し、及び有りのモデルについて計算をした。２Ｄ−ＰｈＣの計算モデルは表３にあるように、次数ｍ＝３で、Ｒ／ａ＝０．３、直径１１３ｎｍ、周期１８９ｎｍ及びＲ／ａ＝０．４、直径１８１ｎｍ、周期２２６ｎｍの２点である。また、窒化アルミニウムセラミックパッケージ２の内側側壁角度は、其々６０度、７５度及び９０度の３点とした。
【００３４】
ＬＥＥの計算方法は、まず、ＬＥＥ増加ファクター（２Ｄ−ＰｈＣ有りの出力／２Ｄ−ＰｈＣ無しの出力）を求める。そして、光線追跡法で求めた２Ｄ−ＰｈＣ無しのモデルの窒化アルミニウムセラミックパッケージの内側側壁角度６０度、７５度及び９０度のＬＥＥ値を乗じて計算をした。その結果を表５に示す。
【００３５】
【表５】
2020107778.tif 000007
【００３６】
次に、本実施の形態における縦型ＬＥＤ（ＡｌＮバッファー層）についてＬＥＥを計算する。図１Ｇ及び表６にＦＤＴＤ法による計算モデル及び計算パラメータを示す。
【００３７】
【表６】
2020107778.tif 000008
【００３８】
ＬＥＥの計算方法は、深紫外ＬＥＤ基本モデル（２Ｄ−ＰｈＣ無しの出力）に対する、縦型ＬＥＤ（ＡｌＮバッファー層）の２Ｄ−ＰｈＣ無しの出力、縦型ＬＥＤ（ＡｌＮバッファー層）の２Ｄ−ＰｈＣ有り（表３に記載のＲ／ａ＝０．３）、並びに縦型ＬＥＤ（ＡｌＮバッファー層）の２Ｄ−ＰｈＣ有り（表３に記載のＲ／ａ＝０．４）のＬＥＥ増加ファクターを内側側壁角度６０度、７５度並びに９０度について其々求める。そして、表５に記載の深紫外ＬＥＤ基本モデル（２Ｄ−ＰｈＣ無し）の内側側壁角度６０度、７５度並びに９０度におけるＬＥＥの値（４．５％、４．３％並びに３．９％）を乗じて計算する。その計算結果を表７に記載する。
【００３９】
【表７】
2020107778.tif 000009
【００４０】
表７に示すように、２Ｄ−ＰｈＣを設けることで、ＬＥＥの値が向上すること、ＬＥＥは内側側壁角度に依存することがわかる。
【００４１】
（第２の実施の形態）
図２Ａは、本発明の第２の実施の形態に係る深紫外ＬＥＤ装置として、設計波長λの一例として波長２８０ｎｍとするＡｌＧａＮ系深紫外ＬＥＤ装置の構造を示す平面図である。また、図２Ｂは、図２Ａの破線に沿った断面を示した断面図である。図２Ｃは、反射型２次元フォトニック結晶周期構造１００の平面図である。
【００４２】
具体的には、図２Ｂの石英半球レンズ接合縦型ＬＥＤ（ＡｌＮバッファー層）断面図に示すように、石英窓１、その内側側壁角度（θ）２ａである無機塗料コーティング膜１７付き窒化アルミニウムセラミックパッケージ２、窒化アルミニウムセラミックパッケージの内側側壁角度（θ）２ａ、石英半球レンズ３１、保護膜（ＳｉＯ２）３、ＡｌＮバッファー層４、ｎ型ＡｌＧａＮ層５、多重量子井戸層（ＭＱＷ）／多重量子障壁層（ＭＱＢ）６、ｐ型ＡｌＧａＮ層／ｐ型ＧａＮコンタクト層７、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）８、ｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）９ａ、絶縁層（ＳｉＯ２）１０、ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）１１ａ、ｎ型電極（立ち上がり部）１１ｂ、接合層（Ａｕ−Ａｕ或いはＡｕ−ＡｕＳｎ）１２、支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）１３、裏面接着層（Ａｕ−Ａｕ或いはＡｕ−ＡｕＳｎ）１４、反射型２次元フォトニック結晶周期構造１００、空孔１０１（ｈ）を有する。符号９ｂはｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）９ａ上に形成されたｐ型パッド電極である。
【００４３】
図２Ｂで、ＬＥＤ素子は、支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）１３上に、接合層（Ａｕ−Ａｕ或いはＡｕ−ＡｕＳｎ）１２、ｎ型電極１１、絶縁膜（ＳｉＯ２）１０、ｐ型電極９、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）８、ｐ型ＡｌＧａＮ層／ｐ型ＧａＮコンタクト層７、多重量子井戸層（ＭＱＷ）／多重量子障壁層（ＭＱＢ）６、ｎ型ＡｌＧａＮ層５、ＡｌＮバッファー層４の順に積層されている。
【００４４】
ｎ型電極１１は、ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）１１ａと、凸形状のｎ型電極（立ち上がり部）１１ｂと、ｎ型ＡｌＧａＮ層５と接触するｎ型電極（突出部）１１ｃとから構成されている。ｎ型電極（立ち上がり部）１１ｂは、ｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）９ａと、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）８と、ｐ型ＡｌＧａＮ層／ｐ型ＧａＮコンタクト層７と、多重量子井戸層（ＭＱＷ）／多重量子障壁層（ＭＱＢ）６とを貫通して形成された貫通孔１０ｂ内に形成されており、ｎ型電極（突出部）１１ｃを介して、ｎ型ＡｌＧａＮ層５と電気的に接触している。
【００４５】
絶縁膜（ＳｉＯ２）１０は、ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）１１ａ及びｎ型電極（立ち上がり部）１１ｂと他の層とを絶縁している。具体的には、ｎ型配線電極１１ａは、ｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）９ａとの間に介在する絶縁膜（ＳｉＯ２）１０により、ｐ型電極９と絶縁されている。
【００４６】
また、ｎ型電極（立ち上がり部）１１ｂの周りは、絶縁膜（ＳｉＯ２）１０により被覆されており、ｎ型電極（立ち上がり部）１１ｂは、多重量子井戸層（ＭＱＷ）／多重量子障壁層（ＭＱＢ）６と、ｐ型ＡｌＧａＮ層／ｐ型ＧａＮコンタクト層７と、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）８とから絶縁されている。ｎ型電極（突出部）１１ｃは、絶縁膜（ＳｉＯ２）１０を介せずにｎ型ＡｌＧａＮ層５と接触している。ｎ型電極（立ち上がり部）１１ｂは、貫通孔１０ｂの先端から突出している（ｎ型電極（突出部）１１ｃ）が、ｎ型電極（立ち上がり部）１１ｂは貫通孔１０ｂから露出してｎ型ＡｌＧａＮ層５と電気的に接触していればよく、必ずしも貫通孔１０ｂから突出していなくてもよい。
【００４７】
また、図２Ａの点線部に沿って断面図を示したものが、図２Ｂと同様な断面図となる。
図２Ｂに示すように、ｎ型ＡｌＧａＮ層５と電気的に接触している（ｎ型電極（立ち上がり部）１１ｂとｎ型ＡｌＧａＮ層５との電気的接続部）が、１つの深紫外ＬＥＤ素子において例えば散点状に多数形成されているため、ｐ型ＡｌＧａＮ層／ｐ型ＧａＮコンタクト層７からｎ型ＡｌＧａＮ層５に向かってほぼ均一な面内電流が縦方向に流れるようになっている。支持基板１３導電性基板を使用することにより、導電性基板側からの電力供給を可能にして、かつ、放熱性に優れた構造となっている。
尚、前記深紫外ＬＥＤ装置を石英窓（図示せず）の方向から見た平面図並びに反射型２次元フォトニック結晶周期構造１００の平面図に関しては、図２Ｃに示した。
【００４８】
本ＬＥＤ構造におけるＬＥＥの計算方法は、第１の実施の形態における縦型ＬＥＤ（ＡｌＮバッファー層）と同様にＦＤＴＤ法により計算する。その計算モデル並びに計算パラメータを図２Ｄ、表８に示す。
【００４９】
【表８】
2020107778.tif 000010
【００５０】
具体的なＬＥＥの計算方法は、深紫外ＬＥＤ基本モデル（２Ｄ−ＰｈＣ無しの出力）に対する、石英半球レンズ接合縦型ＬＥＤ（ＡｌＮバッファー層）の２Ｄ−ＰｈＣ無しの出力、石英半球レンズ接合縦型ＬＥＤ（ＡｌＮバッファー層）の２Ｄ−ＰｈＣ有り（表３に記載のＲ／ａ＝０．３）、並びに石英半球レンズ接合縦型ＬＥＤ（ＡｌＮバッファー層）の２Ｄ−ＰｈＣ有り（表３に記載のＲ／ａ＝０．４）のＬＥＥ増加ファクターを内側側壁角度６０度、７５度並びに９０度について其々求める。そして、表５に記載の深紫外ＬＥＤ基本モデル（２Ｄ−ＰｈＣ無し）の内側側壁角度６０度、７５度並びに９０度におけるＬＥＥの値（４．５％、４．３％並びに３．９％）を乗じて計算する。その計算結果を表９に示した。
【００５１】
【表９】
2020107778.tif 000011
【００５２】
表９に示すように、２Ｄ−ＰｈＣを設けることで、ＬＥＥの値が向上すること、ＬＥＥは内側側壁角度に依存することがわかる。
【００５３】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態に係る深紫外ＬＥＤ装置として、設計波長λの一例として波長２８０ｎｍとするＡｌＧａＮ系深紫外ＬＥＤ装置の構造を図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃに表す。
【００５４】
具体的には、図３Ｂの縦型ＬＥＤ（ｎ型ＡｌＧａＮ層）断面図において、石英窓１、無機塗料コーティング膜１７付き窒化アルミニウムセラミックパッケージ２、窒化アルミニウムセラミックパッケージの内側側壁角度（θ）２ａ、保護膜（ＳｉＯ２）３、ｎ型ＡｌＧａＮ層５、多重量子井戸層（ＭＱＷ）／多重量子障壁層（ＭＱＢ）６、ｐ型ＡｌＧａＮ層／ｐ型ＧａＮコンタクト層７、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）８、ｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）９ａ、ｐ型パッド電極９ｂ、絶縁膜（ＳｉＯ２）１０、ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）１１ａ、接合層（Ａｕ−Ａｕ或いはＡｕ−ＡｕＳｎ）１２、支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）１３、裏面接着層（Ａｕ−Ａｕ或いはＡｕ−ＡｕＳｎ）１４、反射型２次元フォトニック結晶周期構造１００、空孔１０１（ｈ）を有する。反射型２次元フォトニック結晶周期構造１００は、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）７とｐ型ＡｌＧａＮ層／ｐ型ＧａＮコンタクト層６の厚さ方向の範囲内で、かつ、ｐ型ＡｌＧａＮ層とｐ型ＧａＮコンタクト層の界面を超えない位置に形成されている。
【００５５】
図３Ｂで、ＬＥＤ素子は、支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）１３上に、接合層（Ａｕ−Ａｕ或いはＡｕ−ＡｕＳｎ）１２、ｎ型電極１１、絶縁膜（ＳｉＯ２）１０、ｐ型電極９、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）８、ｐ型ＡｌＧａＮ層／ｐ型ＧａＮコンタクト層７、多重量子井戸層（ＭＱＷ）／多重量子障壁層（ＭＱＢ）６、ｎ型ＡｌＧａＮ層５の順に積層されている。ｎ型電極１１は、ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）１１ａと、凸形状のｎ型電極（立ち上がり部）１１ｂと、ｎ型ＡｌＧａＮ層５と接触するｎ型電極（突出部）１１ｃとから構成されている。
【００５６】
ｎ型電極（立ち上がり部）１１ｂは、ｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）９ａと、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）８と、ｐ型ＡｌＧａＮ層／ｐ型ＧａＮコンタクト層７と、多重量子井戸層（ＭＱＷ）／多重量子障壁層（ＭＱＢ）６とを貫通して形成された貫通孔１０ｂ内に形成されており、ｎ型電極（突出部）１１ｃを介して、ｎ型ＡｌＧａＮ層５と電気的に接触している。
【００５７】
絶縁膜（ＳｉＯ２）１０は、ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）１１ａ及びｎ型電極（立ち上がり部）１１ｂと他の層とを絶縁している。具体的には、ｎ型配線電極１１ａは、ｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）９ａとの間に介在する絶縁膜（ＳｉＯ２）１０により、ｐ型電極９と絶縁されている。また、ｎ型電極（立ち上がり部）１１ｂの周りは、絶縁膜（ＳｉＯ２）１０により被覆されており、ｎ型電極（立ち上がり部）１１ｂは、多重量子井戸層（ＭＱＷ）／多重量子障壁層（ＭＱＢ）６と、ｐ型ＡｌＧａＮ層／ｐ型ＧａＮコンタクト層７と、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）８とから絶縁されている。ｎ型電極（突出部）１１ｃは、絶縁膜（ＳｉＯ２）１０を介せずにｎ型ＡｌＧａＮ層５と接触している。
【００５８】
ｎ型電極（立ち上がり部）１１ｂは、貫通孔１０ｂの先端から突出している（ｎ型電極（突出部）１１ｃ）が、ｎ型電極（立ち上がり部）１１ｂは貫通孔１０ｂから露出してｎ型ＡｌＧａＮ層５と電気的に接触していればよく、必ずしも貫通孔１０ｂから突出していなくてもよい。
【００５９】
また、図３Ａの点線部に沿って断面図を示したものが、図３Ｂの断面図となる。
図３Ｂに示すように、ｎ型ＡｌＧａＮ層５と電気的に接触している（ｎ型電極（立ち上がり部）１１ｂとｎ型ＡｌＧａＮ層５との電気的接続部）が、１つの深紫外ＬＥＤ素子において例えば散点状に多数形成されているため、ｐ型ＡｌＧａＮ層／ｐ型ＧａＮコンタクト層７からｎ型ＡｌＧａＮ層５に向かってほぼ均一な面内電流が縦方向に流れるようになっている。支持基板１３に導電性基板を使用することにより、導電性基板側からの電力供給を可能にして、かつ、放熱性に優れた構造となっている。
【００６０】
図３Ａは、深紫外ＬＥＤ装置を石英窓（図示せず）の方向から見た平面図である。符号９ｂはｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）９ａ上に形成されたｐ型パッド電極である。符号１１ｃはｎ型電極（突出部）である。
【００６１】
図３Ｃは、反射型２次元フォトニック結晶周期構造１００の平面図である。円柱形状で半径Ｒの円を断面とする空孔１０１（ｈ）が、Ｘ−Ｙ方向に沿って周期ａで三角格子状に形成されたホール構造を有する。フォトニック結晶の反射効果並びに原理に関しては、第１の実施の形態に記載した内容と同様である。
【００６２】
本実施の形態におけるＬＥＤ構造におけるＬＥＥの計算方法は、第１の実施の形態における縦型ＬＥＤ（ＡｌＮバッファー層）と同様にＦＤＴＤ法により計算する。その計算モデル並びに計算パラメータを図３Ｄ、表１０に示す。
【００６３】
【表１０】
2020107778.tif 000012
【００６４】
尚、図３Ｄにおけるｎ型配線電極の詳細については、第１の実施の形態の図１Ｇと同様であるので特に図示しない。
具体的なＬＥＥの計算方法は、深紫外ＬＥＤ基本モデル（２Ｄ−ＰｈＣ無しの出力）に対する、縦型ＬＥＤ（n型ＡｌＧａＮ層）の２Ｄ−ＰｈＣ無しの出力、縦型ＬＥＤ（ｎ型ＡｌＧａＮ層）の２Ｄ−ＰｈＣ有り（表３に記載のＲ／ａ＝０．３）、並びに縦型ＬＥＤ（ｎ型ＡｌＧａＮ層）の２Ｄ−ＰｈＣ有り（表３に記載のＲ／ａ＝０．４）のＬＥＥ増加ファクターを内側側壁角度６０度、７５度並びに９０度について其々求める。そして、表５に記載の深紫外ＬＥＤ基本モデル（２Ｄ−ＰｈＣ無し）の内側側壁角度６０度、７５度並びに９０度におけるＬＥＥの値（４．５％、４．３％並びに３．９％）を乗じて計算する。その計算結果を表１１に示す。
【００６５】
【表１１】
2020107778.tif 000013
【００６６】
表１１示すように、２Ｄ−ＰｈＣを設けることで、ＬＥＥの値が向上すること、ＬＥＥは内側側壁角度に依存することがわかる。
【００６７】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態に係る深紫外ＬＥＤ装置として、設計波長λの一例として波長２８０ｎｍとするＡｌＧａＮ系深紫外ＬＥＤ装置の構造を図４Ａから図４Ｃまでに表す。図４Ａは平面図、図４Ｂは図４Ａの破線に沿って断面図となる。図４Ｃは、反射型２次元フォトニック結晶周期構造１００の平面図である。
【００６８】
具体的には、図４Ｂの石英半球レンズ接合縦型ＬＥＤ（ｎ型ＡｌＧａＮ層）断面図に示すように、石英窓１、無機塗料コーティング膜１７付き窒化アルミニウムセラミックパッケージ２、窒化アルミニウムセラミックパッケージの内側側壁角度（θ）２ａ、石英半球レンズ３１、保護膜（ＳｉＯ２）３、ｎ型ＡｌＧａＮ層５、多重量子井戸層（ＭＱＷ）／多重量子障壁層（ＭＱＢ）６、ｐ型ＡｌＧａＮ層／ｐ型ＧａＮコンタクト層７、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）８、ｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）９ａ、ｐ型パッド電極９ｂ、絶縁膜（ＳｉＯ２）１０、ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）１１ａ、ｎ型電極（立ち上がり部）１１ｂ、ｎ型電極（突出部）１１ｃ、接合層（Ａｕ−Ａｕ或いはＡｕ−ＡｕＳｎ）１２、支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）１３、裏面接着層（Ａｕ−Ａｕ或いはＡｕ−ＡｕＳｎ）１４、反射型２次元フォトニック結晶周期構造１００、空孔１０１（ｈ）を有する。
【００６９】
図４Ｂで、ＬＥＤ素子は、支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）１３上に、接合層（Ａｕ−Ａｕ或いはＡｕ−ＡｕＳｎ）１２、ｎ型電極１１、絶縁膜（ＳｉＯ２）１０、ｐ型電極９、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）８、ｐ型ＡｌＧａＮ層／ｐ型ＧａＮコンタクト層７、多重量子井戸層（ＭＱＷ）／多重量子障壁層（ＭＱＢ）６、ｎ型ＡｌＧａＮ層５の順に積層されている。ｎ型電極１１は、ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）１１ａと、凸形状のｎ型電極（立ち上がり部）１１ｂと、ｎ型ＡｌＧａＮ層５と接触するｎ型電極（突出部）１１ｃとから構成されている。
【００７０】
ｎ型電極（立ち上がり部）１１ｂは、ｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）９ａと、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）８と、ｐ型ＡｌＧａＮ層／ｐ型ＧａＮコンタクト層７と、多重量子井戸層（ＭＱＷ）／多重量子障壁層（ＭＱＢ）６とを貫通して形成された貫通孔１０ｂ内に形成されており、ｎ型電極（突出部）１１ｃを介して、ｎ型ＡｌＧａＮ層５と電気的に接触している。
【００７１】
絶縁膜（ＳｉＯ２）１０は、ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）１１ａ及びｎ型電極（立ち上がり部）１１ｂと他の層とを絶縁している。具体的には、ｎ型配線電極１１ａは、ｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）９ａとの間に介在する絶縁膜（ＳｉＯ２）１０により、ｐ型電極９と絶縁されている。
【００７２】
また、ｎ型電極（立ち上がり部）１１ｂの周りは、絶縁膜（ＳｉＯ２）１０により被覆されており、ｎ型電極（立ち上がり部）１１ｂは、多重量子井戸層（ＭＱＷ）／多重量子障壁層（ＭＱＢ）６と、ｐ型ＡｌＧａＮ層／ｐ型ＧａＮコンタクト層７と、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）８とから絶縁されている。ｎ型電極（突出部）１１ｃは、絶縁膜（ＳｉＯ２）１０を介せずにｎ型ＡｌＧａＮ層５と接触している。
【００７３】
ｎ型電極（立ち上がり部）１１ｂは、貫通孔１０ｂの先端から突出している（ｎ型電極（突出部）１１ｃ）が、ｎ型電極（立ち上がり部）１１ｂは貫通孔１０ｂから露出してｎ型ＡｌＧａＮ層５と電気的に接触していればよく、必ずしも貫通孔１１ｂから突出していなくてもよい。
【００７４】
また、図４Ａの点線部に沿って断面図を示したものが、図４Ｂの断面図となる。
図４Ｂに示すように、ｎ型ＡｌＧａＮ層５と電気的に接触している（ｎ型電極（立ち上がり部）１１ｂとｎ型ＡｌＧａＮ層５との電気的接続部）が、１つの深紫外ＬＥＤ素子において例えば散点状に多数形成されているため、ｐ型ＡｌＧａＮ層／ｐ型ＧａＮコンタクト層７からｎ型ＡｌＧａＮ層５に向かってほぼ均一な面内電流が縦方向に流れるようになっている。支持基板１３に導電性基板を使用することにより、導電性基板側からの電力供給を可能にして、かつ、放熱性に優れた構造となっている。
尚、深紫外ＬＥＤ装置を石英窓（図示せず）の方向から見た平面図並びに反射型２次元フォトニック結晶周期構造１００の平面図に関しては、図４Ｃに示す。
【００７５】
本構造におけるＬＥＥの計算方法は、第３の実施の形態における縦型ＬＥＤ（ｎ型ＡｌＧａＮ層）と同様にＦＤＴＤ法にて計算する。その計算モデル並びに計算パラメータを図４Ｄ、表１２に示す。
【００７６】
【表１２】
2020107778.tif 000014
【００７７】
具体的なＬＥＥの計算方法は、深紫外ＬＥＤ基本モデル（２Ｄ−ＰｈＣ無しの出力）に対する、石英半球レンズ接合縦型ＬＥＤ（ｎ型ＡｌＧａＮ層）の２Ｄ−ＰｈＣ無しの出力、石英半球レンズ接合縦型ＬＥＤ（ｎ型ＡｌＧａＮ層）の２Ｄ−ＰｈＣ有り（表3に記載のＲ／ａ＝０．３）、並びに石英半球レンズ接合縦型ＬＥＤ（ｎ型ＡｌＧａＮ層）の２Ｄ−ＰｈＣ有り（表３に記載のＲ／ａ＝０．４）のＬＥＥ増加ファクターを内側側壁角度６０度、７５度並びに９０度について其々求める。そして、表５に記載の深紫外ＬＥＤ基本モデル（２Ｄ−ＰｈＣ無し）の内側側壁角度６０度、７５度並びに９０度におけるＬＥＥの値（４．５％、４．３％並びに３．９％）を乗じて計算する。その計算結果を表１３に示す。
【００７８】
【表１３】
2020107778.tif 000015
【００７９】
（第1から第４の実施の形態の纏め）
第１から第４の実施の形態における各構造のＬＥＥを纏めると表１４となる。
【００８０】
【表１４】
2020107778.tif 000016
【００８１】
ところで、深紫外ＬＥＤ基本モデル（２Ｄ−ＰｈＣ無し）のＷＰＥ（％）及び出力（ｍＷ）は、駆動電圧（ＶＦ）＝６．５Ｖ、駆動電流（ＩＦ）＝３５０ｍＡとすると、其々、２．２％及び５０ｍＷである。駆動電圧（ＶＦ）＝６．５Ｖ、駆動電流（ＩＦ）＝３５０ｍＡの値が一定の場合、ＷＰＥ（％）及び出力（ｍＷ）の値は光取出し効率の値に比例する。従って、内側側壁角度６０度、７５度並びに９０度における深紫外ＬＥＤ基本モデル（２Ｄ−ＰｈＣ無し）のＷＰＥ（％）及び出力（ｍＷ）を、其々、２．２％及び５０ｍＷとすると、表１４に記載のその他の構造のＷＰＥ（％）及び出力（ｍＷ）の値は比例計算で求めることができる。また、縦型ＬＥＤ構造の場合は、放熱特性に優れるのでＩＦに比例して出力を増加させる事が可能となる。そこでＩＦ＝７００ｍＡの出力値も比例計算で求めることができる。これらの結果を表１５に示す。
【００８２】
【表１５】
2020107778.tif 000017
【００８３】
結論として、深紫外ＬＥＤ基本モデル（２Ｄ−ＰｈＣ無し）の出力５０ｍＷに対して、縦型ＬＥＤ（ＡｌＮバッファー層）の２Ｄ−ＰｈＣ有り、石英半球レンズ接合縦型ＬＥＤ（ＡｌＮバッファー層）の２Ｄ−ＰｈＣ有り、縦型ＬＥＤ（ｎ型ＡｌＧａＮ層）の２Ｄ−ＰｈＣ有り、石英半球レンズ接合縦型ＬＥＤ（ｎ型ＡｌＧａＮ層）の２Ｄ−ＰｈＣ有りの何れの構造においても１５０ｍＷ〜５００ｍＷの高出力が得られることがわかる。
【００８４】
（第５の実施の形態）
本発明の第５の実施の形態に係る縦型ＬＥＤ（ＡｌＮバッファー層）装置の製造方法に関して図面を用いて説明する。
【００８５】
（図５Ａ（ａ））
最初にサファイア基板２１を成長基板として、その上に順にＡｌＮバッファー層４、ｎ型ＡｌＧａＮ層５、多重量子井戸層（ＭＱＷ）／多重量子障壁層（ＭＱＢ）６、ｐ型ＡｌＧａＮ層／ｐ型ＧａＮコンタクト層７を積層する。そして反射型２次元フォトニック結晶を形成するための金型を準備した後、ｐ型ＡｌＧａＮ層／ｐ型ＧａＮコンタクト層７の上に二層レジストをスピンコートし、金型の構造をナノインプリント法により転写する。
【００８６】
（図５Ａ（ｂ））
上記構造が転写されたレジスト層をマスクＲ１としてｐ型ＡｌＧａＮ層／ｐ型ＧａＮコンタクト層７をＩＣＰエッチング後に洗浄して反射型２次元フォトニック結晶（ホール１０１（ｈ））を形成する。
（図５Ｂ（ｃ））
反射型２次元フォトニック結晶を形成した上に、フォトリソ工程によりｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）形成用パターンＲ２を形成する。
（図５Ｂ（ｄ））
ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）８をこの順で斜め蒸着により形成する。
【００８７】
（図５Ｃ（ｅ））
リフトオフ工程でｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）パターンを形成後、ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）８を高温アニール処理する。
（図５Ｃ（ｆ））
フォトリソ工程により絶縁膜（ＳｉＯ２）形成用パターンＲ３を形成する。
（図５Ｄ（ｇ））
絶縁膜（ＳｉＯ２）１０を成膜する。
（図５Ｄ（ｈ））
リフトオフ工程で絶縁膜（ＳｉＯ２）パターン１０をｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）パターン８間に同じ高さで形成する。
【００８８】
（図５Ｅ（ｉ））
フォトリソ工程によりｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）形成用パターンＲ４を形成する。
（図５Ｅ（ｊ））
ｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）９ａをこの順で成膜する。
（図５Ｆ（ｋ））
リフトオフ工程でｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）パターン９ａを形成する。
（図５Ｆ（ｌ））
絶縁膜（ＳｉＯ２）１０ｘを成膜する。
【００８９】
（図５Ｇ（ｍ））
フォトリソ工程によりｎ型電極（貫通孔）形成用パターンＲ５を形成する。
（図５Ｇ（ｎ））
ＩＣＰエッチングにより多重量子井戸層（ＭＱＷ）／多重量子障壁層（ＭＱＢ）６とｎ型ＡｌＧａＮ層５の界面を超える位置に至る貫通孔４１を形成する。
（図５Ｈ（ｏ））
絶縁膜（ＳｉＯ２）１０ｙを成膜する。
（図５Ｈ（ｐ））
ＩＣＰエッチングで貫通孔４１の底面に成膜された絶縁膜（ＳｉＯ２）を除去して、更にｎ型ＡｌＧａＮ層５を掘り下げる（溝４１ａの形成）。
【００９０】
（図５Ｉ（ｑ））
図５Ｈ（ｏ）の工程で成膜された絶縁膜（ＳｉＯ２）１０ｘの上及び図５Ｈ（ｐ）の工程後の貫通孔４１ａの内部にｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）１１ｘをこの順で蒸着法にて成膜する。膜厚ｔの目安は、絶縁膜（ＳｉＯ２）１０の上部から図５Ｈ（ｐ）の工程で掘り下げたｎ型ＡｌＧａＮ層５の最深部までの深さをｈとした場合、ｔ＞２ｈである。成膜後、ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）１１ｘを高温アニール処理する。これにより、ｎ型電極（立ち上がり部）１１ｂが、絶縁膜（ＳｉＯ２）１０に形成された貫通孔１０ｂを通してｎ型ＡｌＧａＮ層５に露出されるまで延伸されてｎ型ＡｌＧａＮ層４と接触しており（絶縁膜（ＳｉＯ２）１０に被覆されて絶縁され）、かつ、ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）１１ａと電気的に接続されている構造を作製することができる。例えば、ｎ型電極（立ち上がり部）１１ｂは、例えば貫通孔１０ｂの先端から突出しており、この突出部１１ｃにおいてｎ型ＡｌＧａＮ層５と電気的に接触する。
（図５Ｉ（ｒ））
ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）１１ｘをＰｏｌｉｓｈ或いはＣＭＰにて平坦化する。
（図５Ｊ（ｓ））
ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）１１ｘの上に、接着層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）１４を蒸着する。
（図５Ｊ（ｔ））
支持基板１３側接合層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）１２を蒸着した支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）１３を準備する。
【００９１】
（図５Ｋ（ｕ））
図５Ｊ（ｓ）の工程における接着層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）１４に支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）１３の支持基板側接合層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）１２を接合する。
（図５Ｋ（ｖ））
サファイア基板２１側からエキシマレーザ或いはフェムト秒レーザを照射してＡｌＮバッファー層４からサファイア基板２１を剥離する（レーザリフトオフ：ＬＬＯ）。
（図５Ｋ（ｗ））
フォトリソ工程により素子分離形成用パターンＲ６を形成する。
【００９２】
（図５Ｌ（ｘ））
ＳｉＯ２成膜後、リフトオフ工程でＳｉＯ２パターンマスク５１を形成する。
（図５Ｌ（ｙ））
ＩＣＰエッチングで、絶縁膜（ＳｉＯ２）１０面が露出するまで掘り下げる。
（図５Ｍ（ｚ１））
フォトリソ工程により、ｐ型パッド電極形成用パターンＲ７を形成する。その後に、ＢＨＦにて絶縁膜（ＳｉＯ２）１０の窓開け（６１）をする。
【００９３】
（図５Ｍ（ｚ２））
ｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）９ｂをこの順で蒸着後、リフトオフ工程でレジストを除去してｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）パターン９ｂを形成する。
（図５Ｎ（ｚ３））
保護膜（ＳｉＯ２）３を成膜する。
（図５Ｎ（ｚ４））
フォトリソ工程により、保護膜（ＳｉＯ２）１０に覆われたｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）９ｂを露出するためのパターンＲ８を形成する。
（図５Ｏ（ｚ５））
ＢＨＦにて保護膜（ＳｉＯ２）１０の窓開け（７１）を行う。
（図５Ｏ（ｚ６）
リフトオフ工程により、ｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）パターン９ｂを形成した後、支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）１３裏面に裏面接着層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）１４を蒸着する。
【００９４】
支持基板１３をダイシングにより素子分割する（図示せず）。
分割された素子裏面の裏面接着層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を窒化アルミニウムセラミックパッケージ２のｎ型電極に接合して、同じくｐ型電極とｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）９ｂを配線した後、窒化アルミニウムセラミックパッケージ２の上面に石英窓１をメタルシールする（図１Ｂ等参照）。
【００９５】
（第６の実施の形態）
本発明の第６の実施の形態に係る石英半球レンズ接合縦型ＬＥＤ（ＡｌＮバッファー層）装置の製造方法に関して図面を用いて説明する。尚、図５Ａ（ａ）から図５Ｏ（ｚ６）までの工程に関しては第５の実施の形態と同様であるので重複した記載はしない。
（図５Ｐ（ｚ７））
分割された素子のＡｌＮバッファー層４上の保護膜（ＳｉＯ２）３の表面に、保護膜（ＳｉＯ２）面内の内接円の直径以上を有する波長λに対して透明な石英半球レンズ３１を、原子拡散法或いは表面活性化法により接合する。
素子裏面の裏面接着層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）を窒化アルミニウムセラミックパッケージ２のｎ型電極に接合して、同じくｐ型電極とｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）９ｂを配線した後、窒化アルミニウムセラミックパッケージ２の上面に石英窓１をメタルシールする（図示せず）。
【００９６】
（第７の実施の形態）
本発明の第７の実施の形態に係る縦型ＬＥＤ（ｎ型ＡｌＧａＮ層）装置の製造方法に関して図面を用いて説明する。尚、図５Ｋ（ｖ）以外の工程に関しては第５の実施の形態と同様であるので記載しない。
（図５Ｋ（ｖ））
サファイア基板側からエキシマレーザ或いはフェムト秒レーザを照射してｎ型ＡｌＧａＮ層からサファイア基板を剥離する（レーザリフトオフ：ＬＬＯ）ようにしても良い。
【００９７】
（第８の実施の形態）
本発明の第８の実施の形態に係る石英半球レンズ接合縦型ＬＥＤ（ｎ型ＡｌＧａＮ層）装置の製造方法に関して図面を用いて説明する。尚、図５Ａ（ａ）から図５Ｏ（ｚ６）の工程に関しては第７の実施の形態と同様であるので重複した記載はしない。
（図５Ｐ（ｚ７））
分割された素子のｎ型ＡｌＧａＮ層上の保護膜（ＳｉＯ２）の表面に、保護膜（ＳｉＯ２）面内の内接円の直径以上を有する波長λに対して透明な石英半球レンズ３１を、原子拡散法或いは表面活性化法により接合する。
素子裏面の裏面接着層（Ａｕ或いはＡｕＳｎ）１４を窒化アルミニウムセラミックパッケージ２のｎ型電極に接合して、同じくｐ型電極とｐ型パッド電極（Ｔｉ／Ａｕ）９ｂを配線した後、窒化アルミニウムセラミックパッケージ２の上面に石英窓１をメタルシールする（図示せず）。
【００９８】
本実施の形態による深紫外ＬＥＤによれば、縦型ＬＥＤ構造と熱電導性の良い支持基板を貼り付けることより、熱伝導性（放熱性）を良くし、熱による効率ドループを抑制して電流注入を増加させて出力を大きくすることができる。
加えて、ｐ型ＡｌＧａＮ層に２Ｄ−ＰｈＣを形成することで、２Ｄ−ＰｈＣ無しの場合の出力に対して、縦型ＬＥＤ（ＡｌＮバッファー層）の２Ｄ−ＰｈＣ有り、石英半球レンズ接合縦型ＬＥＤ（ＡｌＮバッファー層）の２Ｄ−ＰｈＣ有り、縦型ＬＥＤ（ｎ型ＡｌＧａＮ層）の２Ｄ−ＰｈＣ有り、石英半球レンズ接合を有する縦型ＬＥＤ（ｎ型ＡｌＧａＮ層）の２Ｄ−ＰｈＣ有りの何れの構造においても大幅な高出力化が可能である。すなわち、深紫外ＬＥＤ装置のＷＰＥ及び出力を向上させることができる。
【００９９】
上記の実施の形態において、図示されている構成等については、これらに限定されるものではなく、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
また、本発明の各構成要素は、任意に取捨選択することができ、取捨選択した構成を具備する発明も本発明に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明は、深紫外ＬＥＤに利用可能である。
【符号の説明】
【０１０１】
１：石英窓
２：無機塗料コーティング膜付き窒化アルミニウムセラミックパッケージ
３：保護膜（ＳｉＯ２）
４：ＡｌＮバッファー層
５：ｎ型ＡｌＧａＮ層
６：多重量子井戸層（ＭＱＷ）／多重量子障壁層（ＭＱＢ）
７：ｐ型ＡｌＧａＮ層／ｐ型ＧａＮコンタクト層
８：ｐ型反射電極（Ｎｉ／Ａｕ）
９：ｐ型電極
９ａ：ｐ型配線電極（Ｔｉ／Ａｕ／Ｎｉ）
９ｂ：ｐ型パッド電極
１０：絶縁膜（ＳｉＯ２）
１０ａ:絶縁膜（ＳｉＯ２）の立ち上がり部
１０ｂ:貫通孔
１１：ｎ型電極
１１ａ：ｎ型配線電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ）
１１ｂ：ｎ型電極（立ち上がり部）
１１ｃ：ｎ型電極（突出部）
１２：接合層（Ａｕ−Ａｕ或いはＡｕ−ＡｕＳｎ）
１３：支持基板（ＣｕＭｏ或いはＣｕＷ）
１４：裏面接着層（Ａｕ−Ａｕ或いはＡｕ−ＡｕＳｎ）
１７：無機塗料コーティング膜
２１：サファイア基板
３１：石英半球レンズ
１００：反射型２次元フォトニック結晶周期構造
１０１（ｈ）：空孔（柱状構造体、ホール）
【図１Ａ】
2020107778.tif 000018
【図１Ｂ】
2020107778.tif 000019
【図１Ｃ】
2020107778.tif 000020
【図１Ｄ】
2020107778.tif 000021
【図１Ｅ】
2020107778.tif 000022
【図１Ｆ】
2020107778.tif 000023
【図１Ｇ】
2020107778.tif 000024
【図２Ａ】
2020107778.tif 000025
【図２Ｂ】
2020107778.tif 000026
【図２Ｃ】
2020107778.tif 000027
【図２Ｄ】
2020107778.tif 000028
【図３Ａ】
2020107778.tif 000029
【図３Ｂ】
2020107778.tif 000030
【図３Ｃ】
2020107778.tif 000031
【図３Ｄ】
2020107778.tif 000032
【図４Ａ】
2020107778.tif 000033
【図４Ｂ】
2020107778.tif 000034
【図４Ｃ】
2020107778.tif 000035
【図４Ｄ】
2020107778.tif 000036
【図５Ａ】
2020107778.tif 000037
【図５Ｂ】
2020107778.tif 000038
【図５Ｃ】
2020107778.tif 000039
【図５Ｄ】
2020107778.tif 000040
【図５Ｅ】
2020107778.tif 000041
【図５Ｆ】
2020107778.tif 000042
【図５Ｇ】
2020107778.tif 000043
【図５Ｈ】
2020107778.tif 000044
【図５Ｉ】
2020107778.tif 000045
【図５Ｊ】
2020107778.tif 000046
【図５Ｋ】
2020107778.tif 000047
【図５Ｌ】
2020107778.tif 000048
【図５Ｍ】
2020107778.tif 000049
【図５Ｎ】
2020107778.tif 000050
【図５Ｏ】
2020107778.tif 000051
【図５Ｐ】
2020107778.tif 000052