(57)【要約】【課題】発光効率の低下を抑制しつつ光出力の高出力化を図れる半導体発光素子を提供する。【解決手段】ｎ形ＧａＮ層２２およびｐ形ＧａＮ層２４を有するＬＥＤ薄膜部２と、ｐ形ＧａＮ層２４におけるｎ形ＧａＮ層２２側とは反対側でＬＥＤ薄膜部２に結合されｐ形ＧａＮ層２４よりも平面サイズが大きなｎ形ＺｎＯ基板３と、ｎ形ＧａＮ層２２におけるｐ形ＧａＮ層２４側とは反対側の表面側に形成されｎ形ＧａＮ層２２と電気的に接続されるカソード電極４と、ｎ形ＺｎＯ基板３におけるｐ形ＧａＮ層２４側と同じ一表面３１側に形成されｎ形ＺｎＯ基板３を介してｐ形ＧａＮ層２４と電気的に接続されるアノード電極５とを備える。ＬＥＤ薄膜部２におけるｐ形ＧａＮ層２４とｎ形ＺｎＯ基板３との間にｎ形ＺｎＯ基板３よりもキャリア濃度が高濃度のＧＺＯ薄膜もしくはＡＺＯ薄膜もしくはＩＺＯ薄膜からなる高濃度透明薄膜６を介在させてある。【選択図】      図１
2010147192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ形ＧａＮ層およびｐ形ＧａＮ層を有するＬＥＤ薄膜部と、ｐ形ＧａＮ層におけるｎ形ＧａＮ層側とは反対側でＬＥＤ薄膜部に結合されｐ形ＧａＮ層よりも平面サイズが大きなｎ形ＺｎＯ基板と、ｎ形ＧａＮ層におけるｐ形ＧａＮ層側とは反対側の表面側に形成されｎ形ＧａＮ層と電気的に接続されるカソード電極と、ｎ形ＺｎＯ基板におけるｐ形ＧａＮ層側と同じ一表面側に形成されｎ形ＺｎＯ基板を介してｐ形ＧａＮ層と電気的に接続されるアノード電極とを備えた半導体発光素子であって、ＬＥＤ薄膜部におけるｐ形ＧａＮ層とｎ形ＺｎＯ基板との間にｎ形ＺｎＯ基板よりもキャリア濃度が高濃度のＧＺＯ薄膜もしくはＡＺＯ薄膜もしくはＩＺＯ薄膜からなる高濃度透明薄膜を介在させてなることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
前記高濃度透明薄膜は、前記ＬＥＤ薄膜部よりも平面サイズが大きく形成され、前記アノード電極は、前記高濃度透明薄膜に対してオーミック接触となるように形成されてなることを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、発光層が窒化物半導体材料（ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＩｎＮなど）により形成されたＬＥＤチップからなる半導体発光素子の高効率化および高出力化の研究開発が各所で行われている。また、この種の半導体発光素子と、半導体発光素子から放射された光によって励起されて半導体発光素子よりも長波長の光を放射する波長変換材料である蛍光体とを組み合わせて半導体発光素子の発光色とは異なる色合いの混色光を出す発光装置の研究開発が各所で行われている。なお、この種の発光装置としては、例えば、青色光あるいは紫外光を放射する半導体発光素子と蛍光体とを組み合わせて白色の光（白色光の発光スペクトル）を得る白色発光装置（一般的に白色ＬＥＤと呼ばれている）の商品化がなされている。
【０００３】
また、近年、光取り出し効率の向上を目的として、窒化物半導体材料により形成されたＬＥＤ薄膜部とｎ形ＺｎＯウェハとを結合してから、ｎ形ＺｎＯウェハをエッチング速度の結晶方位依存性を利用した結晶異方性エッチングにより加工することで六角錘台状ないし六角錘状のｎ形ＺｎＯ基板を形成してなる半導体発光素子が提案されている（例えば、非特許文献１，２参照）。
【０００４】
ここで、上記非特許文献１に開示された半導体発光素子は、図２に示すように、一表面が（０００１）面であるサファイア基板１と、サファイア基板１の上記一表面側に形成されたＬＥＤ薄膜部２と、ＬＥＤ薄膜部２に結合され六角錘台状に加工されたｎ形ＺｎＯ基板３とを備えており、ＺｎＯの透明性が高く且つ屈折率がサファイアの屈折率よりもＬＥＤ薄膜部２の窒化物半導体材料の屈折率に近い（つまり、ＬＥＤ薄膜部２との屈折率差が小さい）、ｎ形ＺｎＯ基板３を六角錘台状の形状としてあることで外部に放出される放射光の放射角が広くなる、などの理由により、光取り出し効率を高めることができ、発光効率を高めることができる。
【０００５】
ここにおいて、図２に示した構成の半導体発光素子Ａ’は、ＬＥＤ薄膜部２が、サファイア基板１の上記一表面側に形成されたバッファ層２１と、バッファ層２１上に積層されたｎ形ＧａＮ層からなるｎ形窒化物半導体層２２と、当該ｎ形窒化物半導体層２２上に積層されたＩｎＧａＮ層からなる発光層２３と、当該発光層２３上に積層されたｐ形ＡｌＧａＮ層２４ａと当該ｐ形ＡｌＧａＮ層２４ａ上に積層されたｐ形ＧａＮ層２４ｂとからなるｐ形窒化物半導体層２４とで構成されている。また、図２に示した構成の半導体発光素子Ａ’は、六角錘台状のｎ形ＺｎＯ基板３の下面である一表面とは反対側の上面である他表面３２に、Ｔｉ膜とＡｕ膜との積層膜からなるアノード電極５が形成され、ＬＥＤ薄膜部２の周部をｐ形窒化物半導体層２４の表面側からｎ形窒化物半導体層２２の途中までエッチングすることにより露出せたｎ形窒化物半導体層２２の表面に、平面視においてｎ形ＺｎＯ基板３を全周に亘って囲む形でＴｉ膜とＡｌ膜とＮｉ膜とＡｕ膜との積層膜からなるカソード電極４が形成されている。
【０００６】
しかしながら、図２に示した構成の半導体発光素子Ａ’は、アノード電極４へのワイヤボンディングができるように、六角錘台状のｎ形ＺｎＯ基板３の上記他表面３２のサイズを規定してあり、ボンディングパッドとして機能するアノード電極４がＴｉ膜とＡｕ膜との積層膜により構成されており、発光層２３から放射された光の一部がアノード電極４で反射されてしまうので、アノード電極４が光取り出し効率の低下の原因となってしまう。また、図２に示した構成の半導体発光素子Ａ’では、実装基板などに実装して用いる場合に、ＬＥＤ薄膜部２と実装基板との間に熱伝導率の低いサファイア基板１が介在することとなるので、ＬＥＤ薄膜部２から上記実装基板までの熱抵抗が大きくなってしまい、ＬＥＤ薄膜部２のジャンクション温度が最大ジャンクション温度を超えないように入力電流を制限する必要があり、入力電流の大電流化による光出力の高出力化が難しかった。
【０００７】
これに対して、上記非特許文献２に開示された半導体発光素子は、図３に示すように、ＬＥＤ薄膜部２と、ＬＥＤ薄膜部２に結合され六角錘状に加工されたｎ形ＺｎＯ基板３とを備え、ｎ形ＺｎＯ基板３の下面である一表面３１にアノード電極５が形成されるとともに、ＬＥＤ薄膜部２のｎ形窒化物半導体層２２におけるｎ形ＺｎＯ基板３側とは反対側にカソード電極４が形成されている。しかして、図３に示した構成の半導体発光素子Ａ”では、ｎ形ＺｎＯ基板３の上記一表面３１側にアノード電極５およびカソード電極４が配置されているので、ボンディングワイヤを用いることなくワイヤレスで実装基板に実装することができる。
【非特許文献１】Akihiko MURAI,et al,「Light-Emitting Diode Based on ZnO and GaN Direct Wafer Bonding」，Japanese Journal of Applied Physics,Vol.45,NO.39,2006,ｐ.L1045-L1047
【非特許文献２】「松下電工とＵＣＳＢの新型ＬＥＤ，外部量子効率８０％を目指す」，日経エレクトロニクス，日経ＢＰ社，２００８年２月１１日，ｐ．１６−１７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、図２，３に示した構成の半導体発光素子Ａ’，Ａ”において、ｎ形ＺｎＯ基板３の基礎となるｎ形ＺｎＯウェハとして、転位欠陥密度が１０３ｃｍ−２以下で結晶性の優れた単結晶ＺｎＯウェハであり、量産に適した水熱合成法を利用して製造されものを用いている一方で、アノード電極４がｎ形ＺｎＯ基板３に対してオーミック接触となるように形成されている。
【０００９】
しかしながら、図２，３に示した構成の半導体発光素子Ａ’，Ａ”では、上述のｎ形ＺｎＯウェハのキャリア濃度が１０１７ｃｍ−３程度であり、ｎ形ＺｎＯ基板３とｐ形ＧａＮ層２４との界面での電気抵抗、ｎ形ＺｎＯ基板３とアノード電極４との界面での電気抵抗（コンタクト抵抗）が大きく、大電流を通電して光出力の高出力化を図ろうとすると、電気抵抗成分での電圧降下に起因した消費電力の増大により、入力電力に対する出射光電力の割合（電力効率）が低下し、しかも、ｎ形ＺｎＯ基板３とｐ形ＧａＮ層２４との界面での発熱量が多くなって半導体発光素子Ａ’，Ａ”の温度が上昇して電気−光変換効率が低下するので、発光効率が低下してしまう。
【００１０】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、発光効率の低下を抑制しつつ光出力の高出力化を図れる半導体発光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明は、ｎ形ＧａＮ層およびｐ形ＧａＮ層を有するＬＥＤ薄膜部と、ｐ形ＧａＮ層におけるｎ形ＧａＮ層側とは反対側でＬＥＤ薄膜部に結合されｐ形ＧａＮ層よりも平面サイズが大きなｎ形ＺｎＯ基板と、ｎ形ＧａＮ層におけるｐ形ＧａＮ層側とは反対側の表面側に形成されｎ形ＧａＮ層と電気的に接続されるカソード電極と、ｎ形ＺｎＯ基板におけるｐ形ＧａＮ層側と同じ一表面側に形成されｎ形ＺｎＯ基板を介してｐ形ＧａＮ層と電気的に接続されるアノード電極とを備えた半導体発光素子であって、ＬＥＤ薄膜部におけるｐ形ＧａＮ層とｎ形ＺｎＯ基板との間にｎ形ＺｎＯ基板よりもキャリア濃度が高濃度のＧＺＯ薄膜もしくはＡＺＯ薄膜もしくはＩＺＯ薄膜からなる高濃度透明薄膜を介在させてなることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、ＬＥＤ薄膜部におけるｐ形ＧａＮ層とｎ形ＺｎＯ基板との間にｎ形ＺｎＯ基板よりもキャリア濃度が高濃度のＧＺＯ薄膜もしくはＡＺＯ薄膜もしくはＩＺＯ薄膜からなる高濃度透明薄膜が介在しているので、ｐ形ＧａＮ層とｎ形ＺｎＯ基板との間の電気抵抗成分を低減でき、発光効率の低下を抑制しつつ光出力の高出力化を図れる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記高濃度透明薄膜は、前記ＬＥＤ薄膜部よりも平面サイズが大きく形成され、前記アノード電極は、前記高濃度透明薄膜に対してオーミック接触となるように形成されてなることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、前記アノード電極と前記ｎ形ＺｎＯ基板との間の電気抵抗成分を低減でき、発光効率の低下を抑制しつつ光出力の高出力化を図れる。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明では、発光効率の低下を抑制しつつ光出力の高出力化を図れるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図１に基づいて本実施形態の半導体発光素子Ａについて説明する。
【００１７】
本実施形態の半導体発光素子Ａは、青色光を放射するＧａＮ系の青色ＬＥＤチップであり、ｎ形ＧａＮ層２２およびｐ形ＧａＮ層２４を有するＬＥＤ薄膜部２と、ｐ形ＧａＮ層２４におけるｎ形ＧａＮ層２２側とは反対側でＬＥＤ薄膜部２に結合された六角錘状のｎ形ＺｎＯ基板３と、ｎ形ＧａＮ層２２におけるｐ形ＧａＮ層２４側とは反対側の表面側に形成されｎ形ＧａＮ層２２と電気的に接続されたカソード電極４と、ｎ形ＺｎＯ基板３におけるｐ形ＧａＮ層２４側と同じ一表面３１側に形成されｎ形ＺｎＯ基板３を介してｐ形ＧａＮ層２４と電気的に接続されたアノード電極５とを備えている。
【００１８】
また、本実施形態の半導体発光素子Ａは、ＬＥＤ薄膜部１２におけるｐ形ＧａＮ層２４とｎ形ＺｎＯ基板３との間にｎ形ＺｎＯ基板３よりもキャリア濃度が高濃度のＧＺＯ（ＧａドープＺｎＯ）薄膜からなる高濃度透明薄膜６を介在させてある。
【００１９】
本実施形態の半導体発光素子Ａは、ＬＥＤ薄膜部２が、ｎ形ＧａＮ層２２と発光層２３とｐ形ＧａＮ層２４との積層構造を有しており、ＬＥＤ薄膜部２の平面視形状をｎ形ＺｎＯ基板３におけるＬＥＤ薄膜部２側の上記一表面３１よりもやや小さな形状に形成してあり、ＬＥＤ薄膜部２のｎ形ＧａＮ層２２における発光層２３側とは反対側の表面に複数のカソード電極４を形成してある。また、本実施形態の半導体発光素子Ａでは、上述の高濃度透明薄膜６の平面サイズが、ｎ形ＺｎＯ基板３の平面サイズと同じで、ＬＥＤ薄膜部２の平面サイズよりも大きくなっており、高濃度透明薄膜６におけるｎ形ＺｎＯ基板３側とは反対側の表面に複数のアノード電極５を形成してある。要するに、カソード電極４は、ｎ形ＧａＮ層２２に対してオーミック接触となるように形成され、アノード電極５は、高濃度透明薄膜６に対してオーミック接触となるように形成されている。しかして、本実施形態の半導体発光素子Ａは、アノード電極５がｎ形ＧａＮ層２２と発光層２３とｐ形ＧａＮ層２４との平面サイズを同じにすることができる。ただし、カソード電極４およびアノード電極５それぞれの形状、サイズ、個数および配置は特に限定するものではない。
【００２０】
なお、ＬＥＤ薄膜部２は、後述のように当該ＬＥＤ薄膜部２とｎ形ＺｎＯ基板３の基礎となるｎ形ＺｎＯウェハとを結合する前に、一表面が（０００１）面であるサファイアウェハの上記一表面側に有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）のようなエピタキシャル成長技術を利用して成膜しており、高濃度透明薄膜６は、ｎ形ＺｎＯウェハの一表面側に電子ビーム蒸着法もしくはスパッタ法により成膜している。ここで、ＬＥＤ薄膜部２のエピタキシャル成長方法は、ＭＯＶＰＥ法に限定するものではなく、例えば、ハイドライド気相成長法（ＨＶＰＥ法）や、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ法）などを採用してもよい。
【００２１】
また、発光層２３は、ＧａＮ層からなる障壁層によりＩｎＧａＮ層からなる井戸層が挟まれた量子井戸構造を有しており、当該発光層２３の発光ピーク波長が４５０ｎｍとなるようにＩｎＧａＮ層の組成を設定してあるが、発光波長（発光ピーク波長）は特に限定するものではない。また、発光層２３の量子井戸構造は単一量子井戸構造に限らず、多重量子井戸構造でもよい。また、発光層２３は、必ずしも量子井戸構造を有している必要はなく、単層構造でもよい。また、発光層２３の材料も窒化物半導体材料であればよく、所望の発光波長に応じて、例えば、ＡｌＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＮなどを適宜採用してもよい。
【００２２】
なお、ＬＥＤ薄膜部２の積層構造については、ｎ形ＧａＮ層２２およびｐ形ＧａＮ層２４以外は特に限定するものではなく、例えば、ｎ形ＧａＮ層２２とｐ形ＧａＮ層２４とだけの積層構造でもよいし、発光層２３とｐ形ＧａＮ層との間にｐ形ＡｌＧａＮ層が介在した積層構造でもよい。
【００２３】
上述のｎ形ＺｎＯウェハとしては、転位欠陥密度が１０３ｃｍ−２以下で結晶性の優れた単結晶ＺｎＯウェハであり、量産に適した水熱合成法を利用して製造されものを用いており、ｎ形ＺｎＯ基板３のキャリア濃度は１０１７ｃｍ−３程度である。
【００２４】
これに対して、高濃度透明薄膜６のキャリア濃度は、ｎ形ＺｎＯ基板３よりも高濃度であり、１０１８〜１０２１ｃｍ−３の範囲で適宜設定すればよい。また、高濃度透明薄膜６の膜厚は、当該高濃度透明薄膜６での光吸収を抑制するために１０ｎｍ以下に設定することが好ましい。ここで、高濃度透明薄膜６は、上述のようにｎ形ＺｎＯウェハの上記一表面側に電子ビーム蒸着法もしくはスパッタ法により成膜する際にエピタキシャル成長させている。また、高濃度透明薄膜６は、ＧＺＯ薄膜に限らず、ＡＺＯ（ＡｌドープＺｎＯ）薄膜やＩＺＯ（ＩｎドープＺｎＯ）薄膜により構成してもよい。要するに、高濃度透明薄膜６は、高濃度ＺｎＯ薄膜により構成すればよい。
【００２５】
ところで、ＧａＮおよびＺｎＯはウルツ鉱型の結晶構造でｃ軸方向に極性を有する有極性半導体であり、ＬＥＤ薄膜部２は、ｎ形ＧａＮ層２２における発光層２３側とは反対側の表面がＮ極性面である（０００−１）面により構成され、ｐ形ＧａＮ層２４における発光層２３側とは反対側の表面がＧａ極性面である（０００１）面により構成されており、ｎ形ＺｎＯ基板３は、ＬＥＤ薄膜部２側の上記一表面３１がＺｎ極性面である（０００１）面により構成され、ＬＥＤ薄膜部２側とは反対側の他表面３２がＯ極性面である（０００−１）面により構成され、高濃度透明薄膜６は、ＬＥＤ薄膜部２側の表面がＺｎ極性面である（０００１）面により構成されている。要するに、本実施形態の半導体発光素子Ａは、ＬＥＤ薄膜部２とｎ形ＺｎＯ基板３の上記一表面側の高濃度透明薄膜６とは、高濃度透明薄膜６のＺｎ極性面とｐ形ＧａＮ層２４のＧａ極性面とが接合されている。
【００２６】
ここにおいて、本実施形態の半導体発光素子Ａでは、ｎ形ＺｎＯ基板３が、ＬＥＤ薄膜部２側の上記一表面３１を下面、ＬＥＤ薄膜部２側とは反対側の上記他表面３２を上面とする六角錘台状の形状に形成されるとともに、ＬＥＤ薄膜部２がｎ形ＺｎＯ基板３の上記一表面３１よりもやや小さな正六角形状の形状に形成されている。
【００２７】
また、本実施形態の半導体発光素子Ａは、上述のカソード電極４とアノード電極５とが同一の金属材料により形成されている。具体的には、カソード電極４およびアノード電極５は、Ｔｉ膜とＡｌ膜とＡｕ膜との積層膜により構成してある。ここで、カソード電極４とアノード電極５とは、Ｔｉ膜の膜厚を１０ｎｍ、Ａｌ膜の膜厚を５０ｎｍ、Ａｕ膜の膜厚を５００ｎｍにそれぞれ設定してあるが、これらの数値は一例であって特に限定するものではない。いずれにしても、本実施形態の半導体発光素子Ａでは、カソード電極４とアノード電極５とが同一の金属材料により形成され、同一の電極構造を有しており、カソード電極４およびアノード電極５それぞれを構成する積層膜において厚み方向で重なる膜同士の密着性を高めることができるとともに、ｎ形ＧａＮ層２２、高濃度透明薄膜６それぞれに対する密着性を高めることができる。ここにおいて、本実施形態では、カソード電極４とアノード電極５とを電子ビーム蒸着法（ＥＢ蒸着法）により同時に形成している。
【００２８】
ところで、本実施形態の半導体発光素子Ａでは、カソード電極４およびアノード電極５として、上述のようにＴｉ膜とＡｌ膜とＡｕ膜との積層膜を採用することにより、それぞれｎ形ＧａＮ層２２、高濃度透明薄膜６に対して良好なオーミック接触（コンタクト抵抗の小さなオーミック接触）を得ることができるが、上記積層膜に限らず、Ｔｉ膜とＡｕ膜との積層膜、Ａｌ膜とＡｕ膜との積層膜、Ｔｉ膜とＡｌ膜とＮｉ膜とＡｕ膜との積層膜の群から選択される１つの積層膜により構成してもよく、いずれの構成でも、カソード電極４およびアノード電極５の最表面側がＡｕ膜となるので、カソード電極４およびアノード電極５の酸化を防止することができるとともに、実装基板などにＡｕバンプを利用してバンプ実装する際にＡｕバンプとの接合信頼性を高めることができる。
【００２９】
本実施形態の半導体発光素子Ａでは、アノード電極５とカソード電極４との間に順方向バイアス電圧を印加することにより、トンネル電流注入によりアノード電極５からｐ形ＧａＮ層２４へホールが注入されるとともに、カソード電極４からｎ形ＧａＮ層２２へ電子が注入され、発光層２３に注入された電子とホールとが再結合することで発光し、ｎ形ＺｎＯ基板３の各側面３３およびｎ形ＺｎＯ基板３の上記他表面３２から光が放射される。なお、波長が４５０ｎｍの光に対するＺｎＯの屈折率は２．１、ＧａＮの屈折率は２．４、空気の屈折率は１である。
【００３０】
以下、本実施形態の半導体発光素子Ａの製造方法について説明する。
【００３１】
上述の半導体発光素子Ａは、上記一表面が（０００１）面のサファイアウェハの上記一表面側にノンドープのＧａＮ層からなるバッファ層を介してｎ形ＧａＮ層２２と発光層２３とｐ形ＧａＮ層２４との積層構造を有するＬＥＤ薄膜部２をＭＯＶＰＥ法などにより成長する結晶成長工程を行い、その後、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を利用してＬＥＤ薄膜部２を正六角形状の形状にパターニングするパターニング工程を行い、次に、サファイアウェハの上記一表面側のＬＥＤ薄膜部２と、ｎ形ＺｎＯ基板３の基礎となるｎ形ＺｎＯウェハの上記一表面側にエピタキシャル成長した高濃度透明薄膜６とを接合する接合工程を行ってから、ＺｎＯウェハにおけるＬＥＤ薄膜部２側とは反対側に所定形状にパターニングされたマスク層を形成するマスク層形成工程を行い、その後、サファイアウェハを除去するウェハリフトオフ工程を行い、続いて、カソード電極４およびアノード電極５を形成する電極形成工程を行ってから、塩酸系のエッチング液（例えば、塩酸水溶液など）を用いてエッチング速度の結晶方位依存性を利用した結晶異方性エッチングを行うことによりｎ形ＺｎＯウェハの一部からなる六角錘台状のｎ形ＺｎＯ基板３を形成する加工工程を行い、その後、上記マスク層を除去するマスク層除去工程を行うようにしている。上述の接合工程では、ＬＥＤ薄膜部２と高濃度透明薄膜６との互いの接合表面を清浄化した後、ＬＥＤ薄膜部２におけるサファイアウェハ側とは反対側に上記一表面側に高濃度透明薄膜６が形成されているｎ形ＺｎＯウェハを重ね合わせ、所定圧力（例えば、２ＭＰａ）を印加しながら、熱処理を行うことにより、ＬＥＤ薄膜部２とｎ形ＺｎＯウェハの上記一表面側の高濃度透明薄膜６とを接合する。ここで、上述の所定圧力の値は特に限定するものではなく、また、ｎ形ＺｎＯウェハのウェハサイズに応じて適宜変更すればよい。また、熱処理の条件としては、雰囲気を窒素ガス雰囲気として熱処理温度を８００℃としているが、これらの条件は一例であって、特に限定するものではない。また、電極形成工程では、ｎ形ＺｎＯ基板３の上記一表面３１側にカソード電極４およびアノード電極５それぞれの形成予定領域が開口されたレジスト層をフォトリソグラフィ技術を利用して形成してから、電子ビーム蒸着法などによりカソード電極４およびアノード電極５を同時に形成し、続いて、上記レジスト層および上記レジスト層上の不要膜を有機溶剤（例えば、アセトンなど）を用いて除去すればよい（リフトオフすればよい）。
【００３２】
六角錘台状のｎ形ＺｎＯ基板３の高さ（厚さ）は、ｎ形ＺｎＯウェハの厚さで規定することができ、本実施形態では、ｎ形ＺｎＯウェハとして厚さが５００μｍのものを用いているので、ｎ形ＺｎＯ基板３の高さは５００μｍとなっているが、ｎ形ＺｎＯウェハの厚さは特に限定するものではない。また、ｎ形ＺｎＯ基板３の上記一表面３１に対する各側面３３それぞれの傾斜角は、ｎ形ＺｎＯウェハの結晶軸方向で規定される。本実施形態では、ＬＥＤ薄膜部２側がＺｎ極性面である（０００１）面、ＬＥＤ薄膜部２側とは反対側がＯ極性面である（０００−１）面のｎ形ＺｎＯウェハに対して上述の結晶異方性エッチングを行うことによりｎ形ＺｎＯ基板３を形成しているので、ｎ形ＺｎＯ基板３の各側面３３は、｛１０−１−１｝面により構成されており、再現性良く傾斜角が６０°の側面３３を形成することができる。しかも、本実施形態では、上記マスク層を平面視正六角形状の形状としてｎ形ＺｎＯウェハの結晶異方性エッチングを行うので、上記マスク層の平面サイズによりｎ形ＺｎＯ基板３の上記他表面３２の面積を規定することができ、上記マスク層の平面サイズとｎ形ＺｎＯウェハの厚さとでｎ形ＺｎＯ基板３の上記一表面３１の面積を規定することができるから、ＺｎＯウェハの厚さを変更することなしに上記マスク層の平面サイズを大きくすることによりｎ形ＺｎＯ基板３の上記一表面３１の面積を大きくすることができ、発光層２３の大面積化による高出力化を図れる。
【００３３】
以上説明した本実施形態の半導体発光素子Ａによれば、ＬＥＤ薄膜部２におけるｐ形ＧａＮ層２４とｎ形ＺｎＯ基板３との間にｎ形ＺｎＯ基板３よりもキャリア濃度が高濃度のＧＺＯ薄膜もしくはＡＺＯ薄膜もしくはＩＺＯ薄膜からなる高濃度透明薄膜６が介在しているので、ｐ形ＧａＮ層２４とｎ形ＺｎＯ基板３との間の電気抵抗成分を低減でき、発光効率の低下を抑制しつつ光出力の高出力化を図れる。しかも、本実施形態の半導体発光素子Ａでは、高濃度透明薄膜６の平面サイズがＬＥＤ薄膜部２の平面サイズよりも大きく、アノード電極５が、高濃度透明薄膜６に対してオーミック接触となるように形成されているので、アノード電極５とｎ形ＺｎＯ基板３との間の電気抵抗成分を低減でき、駆動電圧を低減することができて大電流の注入による発光効率の低下を抑制できるから、発光効率の低下を抑制しつつ光出力の高出力化を図れる。
【００３４】
また、本実施形態の半導体発光素子Ａでは、カソード電極４をｎ形ＧａＮ層２２に形成する一方で、アノード電極５を高濃度透明薄膜６に形成し、カソード電極４とアノード電極５とを同一の金属材料により構成しているので、カソード電極４とアノード電極５とを同一の金属材料として製造時の金属材料の使用量を低減しながらも、カソード電極４およびアノード電極５のいずれも良好なオーミック接触を得ることができるとともに密着性を高めて信頼性を高めることができ、しかも、ＬＥＤ薄膜部２のｐ形ＧａＮ層２４がサファイア基板１（図２参照）に比べて屈折率差が小さく且つ透明な高濃度透明薄膜６とｎ形ＺｎＯ基板３との積層体と接合されているので、光取り出し効率を高めることができ、光出力の高出力化を図れる。
【００３５】
なお、上述の実施形態では、半導体発光素子Ａから放射される光が青色光となるように発光層２３を設計してあるが、半導体発光素子Ａから放射される光は青色光に限らず、例えば、赤色光、緑色光、紫色光、紫外光などでもよい。また、本実施形態の半導体発光素子Ａと、当該半導体発光素子Ａから放射される光によって励起されて半導体発光素子Ａよりも長波長の光を放射する波長変換材料である蛍光体とを組み合わせて半導体発光素子Ａの発光色とは異なる色合いの混色光（例えば、白色光など）を出す発光装置を構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施形態の半導体発光素子を示す概略断面図である。
【図２】従来例の半導体発光素子を示す概略断面図である。
【図３】他の従来例の半導体発光素子を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
Ａ  半導体発光素子
２  ＬＥＤ薄膜部
３  ｎ形ＺｎＯ基板
４  カソード電極
５  アノード電極
６  高濃度透明薄膜
２２  ｎ形ＧａＮ層
２３  発光層
２４  ｐ形ＧａＮ層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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