(57)【要約】【課題】輝度変動率が低減され、信頼性が改善された発光素子を提供する。【解決手段】Ｉｎｘ（ＡｌｙＧａ１−ｙ）１−ｘＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）からなる発光層と、Ｉｎｘ（ＡｌｙＧａ１−ｙ）１−ｘＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）からなるｐ型クラッド層と、半導体からなる接着層と、を少なくとも有する積層体と、前記接着層との間の接着界面における格子のずれが、前記発光層と前記接着層との間の格子のずれよりも大きい基板と、を備え、前記接着界面からみて、前記ｐ型クラッド層は前記発光層よりも遠くに設けられ、前記ｐ型クラッド層のキャリア濃度は、０．５×１０１７ｃｍ−３以上、３×１０１７ｃｍ−３以下であることを特徴とする発光素子が提供される。【選択図】図１
2010067903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｉｎｘ（ＡｌｙＧａ１−ｙ）１−ｘＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）からなる発光層と、Ｉｎｘ（ＡｌｙＧａ１−ｙ）１−ｘＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）からなるｐ型クラッド層と、半導体からなる接着層と、を少なくとも有する積層体と、
前記接着層との間の接着界面における格子のずれが、前記発光層と前記接着層との間の格子のずれよりも大きい基板と、
を備え、
前記接着界面からみて、前記ｐ型クラッド層は前記発光層よりも遠くに設けられ、
前記ｐ型クラッド層のキャリア濃度は、０．５×１０１７ｃｍ−３以上、３×１０１７ｃｍ−３以下であることを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記基板は、前記発光層からの放出光を透過可能であり且つ導電性を有し、
前記発光層及び前記ｐ型クラッド層は、前記接着界面とは反対側の前記接着層の面に順次結晶成長されたことを特徴とする請求項１記載の発光素子。
【請求項３】
前記基板は、前記発光層からの放出光を透過可能であり且つ高抵抗であり、
前記接着界面とは反対側の前記接着層の面の一部に、ｎ型電極が形成されたことを特徴とする請求項１記載の発光素子。
【請求項４】
基板と、
Ｉｎｘ（ＡｌｙＧａ１−ｙ）１−ｘＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）からなる発光層と、Ｉｎｘ（ＡｌｙＧａ１−ｙ）１−ｘＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）からなるｐ型クラッド層と、コンタクト層と、を少なくとも有する積層体と、
前記コンタクト層上に設けられ、前記発光層からの放出光を反射可能な第１の金属膜と、
前記基板上に設けられ、前記第１の金属膜と接着された第２の金属膜と、  
を備え、
前記第１の金属膜と前記第２の金属膜との接着界面からみて、前記ｐ型クラッド層は前記発光層よりも遠くに設けられ、
前記ｐ型クラッド層のキャリア濃度は、０．５×１０１７ｃｍ−３以上、３×１０１７ｃｍ−３以下であることを特徴とする発光素子。
【請求項５】
前記発光層は、ｐ型であり、
前記発光層のキャリア濃度は、前記ｐ型クラッド層のキャリア濃度以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載用発光素子の使用条件は厳しく、要求される信頼性のレベルはより厳しくなってきている。波長が６１５ｎｍ近傍の光を用いるストップランプやテールランプを、例えば高輝度及び低輝度の２つの状態で使用する場合、長時間動作における輝度劣化率がいずれも同程度に低いことが要求される。
【０００３】
発光素子をＧａＰなどの透光性基板上に形成すると基板における光吸収が低減できる。また、発光層の下方に金属反射膜を設けた構造とすると、放出光を素子外部に効率よく放出できる。これらにより、高輝度とすることが容易となる。
【０００４】
また、発光層の結晶欠陥を低減するか、またはＺｎなどのアクセプタの発光層への拡散を抑制すると、輝度劣化率の変動を抑制することが容易となる。
【０００５】
チップサイズが小さく、且つ十分な信頼性が得られる発光素子に関する技術開示例がある（特許文献１）。この技術開示例では、ＧａＡｓ基板上に形成された発光層がＧａＰ基板と接着されたのち、ＧａＡｓ基板が除去され、高輝度を得ている。
しかしながら、この技術開示例を用いても、低輝度から高輝度までの広い輝度範囲において劣化を低減するには十分とは言えない。
【特許文献１】特開２００７−１２３４３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
輝度変動率が低減され、信頼性が改善された発光素子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、Ｉｎｘ（ＡｌｙＧａ１−ｙ）１−ｘＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）からなる発光層と、Ｉｎｘ（ＡｌｙＧａ１−ｙ）１−ｘＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）からなるｐ型クラッド層と、半導体からなる接着層と、を少なくとも有する積層体と、前記接着層との間の接着界面における格子のずれが、前記発光層と前記接着層との間の格子のずれよりも大きい基板と、を備え、前記接着界面からみて、前記ｐ型クラッド層は前記発光層よりも遠くに設けられ、前記ｐ型クラッド層のキャリア濃度は、０．５×１０１７ｃｍ−３以上、３×１０１７ｃｍ−３以下であることを特徴とする発光素子が提供される。
【０００８】
また、本発明の他の一態様によれば、基板と、Ｉｎｘ（ＡｌｙＧａ１−ｙ）１−ｘＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）からなる発光層と、Ｉｎｘ（ＡｌｙＧａ１−ｙ）１−ｘＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）からなるｐ型クラッド層と、コンタクト層と、を少なくとも有する積層体と、前記コンタクト層上に設けられ、前記発光層からの放出光を反射可能な第１の金属膜と、前記基板上に設けられ、前記第１の金属膜と接着された第２の金属膜と、を備え、前記第１の金属膜と前記第２の金属膜との接着界面からみて、前記ｐ型クラッド層は前記発光層よりも遠くに設けられ、前記ｐ型クラッド層のキャリア濃度は、０．５×１０１７ｃｍ−３以上、３×１０１７ｃｍ−３以下であることを特徴とする発光素子が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
輝度変動率が低減され、信頼性が改善された発光素子が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる発光素子の模式断面図である。
ｎ型ＧａＰなどからなる第１の基板１０と、ｎ型Ｉｎｘ（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）１−ｘＰ（０≦ｘ≦１）からなる接着層２３と、が接着界面１５において接着されている。
【００１１】
接着層２３の上には、ｎ型ＩｎＡｌＰ（キャリア濃度：４×１０１７ｃｍ−３）からなるｎ型クラッド層３０、ＭＱＷ（Multi-Quantum  Well：多重量子井戸)からなる発光層３２、ｐ型ＩｎＡｌＰからなるｐ型クラッド層３４（厚さ０．６μｍ）、及びｐ型Ｉｎｘ（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）１−ｘＰ（０≦ｘ≦１）からなる電流拡散層３６（キャリア濃度  １×１０１８ｃｍ−３、厚さＴ１  １．５μｍ）、がこの順序で結晶成長された成長層が形成されている。
また、成長層は、Ｉｎｘ（ＡｌｙＧａ１−ｙ）１−ｘＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）なる組成式で表すことができる。
【００１２】
成長層を構成するｐ型クラッド層３４には、Ｚｎ、Ｍｇ、及びＣなどをドープし、ｐ型キャリア濃度は、０．５〜３×１０１７ｃｍ−３の範囲とする。なお、接着層２３と、成長層と、を合わせて積層体３９と呼ぶことにする。
【００１３】
また、電流拡散層３６の上にはｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層３８が設けられ、コンタクト層３８の上にはｐ側電極４０が形成されている。さらに、第１の基板１０の裏面にはｎ側電極５０が形成されている。
【００１４】
発光層３２は、例えば３〜１５ｎｍの範囲内の幅を有する井戸層と、井戸層を挟み且つ３〜３０ｎｍの範囲内の幅を有する障壁層と、を交互に積層したＭＱＷ構造とすることができる。井戸数は、例えば１０〜５０などとすることができる。また、例えば井戸層の組成をＩｎ０．５（Ａｌ０．０４Ｇａ０．９６）０．５Ｐ、障壁層の組成をＩｎ０．５（Ａｌ０．８Ｇａ０．２）０．５Ｐなどとすると、放出光の波長を６１５ｎｍ近傍とできる。
【００１５】
ｐ側電極４０から注入された電流Ｊ（破線で表す）は、電流拡散層３６で横方向にも広がりドット線で表すような発光領域Ｇを生じる。発光領域Ｇから上方へ向かう光の一部はｐ側電極４０により遮られる。発光領域Ｇから下方へ向かう光の一部はｎ側電極５０により反射され上方へ放出される。また、光は発光領域Ｇから直接側方へ放出されることも可能である。
【００１６】
図２は、第１の実施形態にかかる発光素子の製造方法の工程断面図である。図２（ａ）のように、発光層３２と格子整合が容易なＧａＡｓなどからなる第２の基板２８上に、ｎ型ＧａＡｓからなるバッファ層２６（厚さ０．５μｍ）、ｎ型ＩｎＧａＡｌＰからなるバッファ層２４（厚さ０．５μｍ）、ｎ型ＩｎＧａＡｌＰからなる接着層２３（０．５μｍ）がこの順序で、ＭＯＣＶＤ（Metal  Organic  Chemical  Vapor  Deposition)法やＭＢＥ（Molecular  Beam  Epitaxy)法などを用いて結晶成長される。
【００１７】
続いて、図２（ｂ）のように、接着層２３とｎ型ＧａＰ基板１０とを対向させ貼り合わせた状態で密着する。水素または不活性ガス雰囲気中で熱処理を行うと、図２（ｃ）のように接着界面１５において接着される。熱処理温度は、例えば７００〜８３０℃の範囲とする。
【００１８】
続いて、第２の基板２８、バッファ層２６、２４が、溶液エッチング法などを用いて除去され、図２（ｄ）のように、第１の基板１０上に接着層２３が形成された下地基板となる。もし第１の基板１０をＧａＰ（格子定数：略５．４５１２オングストローム）とすると、ＧａＡｓ（格子定数：略５．６５３３オングストローム）に対して略格子整合している接着層２３と基板１０との間の接着界面１５において格子のずれが生じる。
【００１９】
本実施形態では、下地基板の接着層２３の表面に再成長された成長層は、接着層２３との間の格子のずれを抑制可能であり、ミスフィット転位などの結晶欠陥の低減が容易である。
【００２０】
また、ｐ型クラッド層３４は発光層３２の上に結晶成長されるので、接着界面１５から見て発光層３２及びｎ型クラッド層３０よりも遠くの位置となる。一般にＺｎなどのアクセプタの拡散係数は、Ｓｉなどのドナーの拡散係数より大きく、高温において拡散により移動しやすい。このためにｐ型クラッド層３４の熱履歴時間を短縮可能な本実施形態では、Ｚｎなどアクセプタが発光層３２へ拡散することを抑制することが容易となる。
【００２１】
積層体３９の上には、ｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層３８が、連続した結晶成長工程により成長可能である。コンタクト層３８の上に形成されたｐ側電極４０をマスクとして、ｐ側電極４０以外の領域のコンタクト層を、エッチング法などにより除去すると図１の発光素子が完成する。このようにすると、ｐ側電極４０とのオーミックコンタクトを良好に保ちつつ、表面のＧａＡｓによる光吸収を低減し、輝度を高めることが容易となる。
【００２２】
発光層３２は、ＭＱＷ構造とすることが好ましい。例えば、井戸数を２０〜５０などの範囲とできる。また、井戸層をｐ型とし、その幅を５〜１５ｎｍの範囲内とすることができる。さらに、井戸層を両側から挟む障壁層をｐ型とし、その幅を５〜３０ｎｍの範囲内とすることができる。発光層３２の導電型をｐ型とすると可視光波長範囲においては輝度を高めることが容易となるが、そのキャリア濃度をｐ型クラッド層３４のキャリア濃度よりも低くし非発光再結合による輝度低下を抑制することが好ましい。このような範囲内にＭＱＷの井戸層数を設定すると、キャリアオーバーフローを抑制し、発光効率を高めることが容易となる。
【００２３】
図３は、発光素子の輝度変動率を表すグラフ図である。すなわち、縦軸は１０００時間通電後の輝度変動率ｍａｘ（％）、横軸はｐ型クラッド層キャリア濃度（ｃｍ−３）を表す。なお、本図は室温（２５℃）における輝度変動率ｍａｘを表している。
【００２４】
例えばストップランプやテールランプなどの車載用途では、動作電流は定格電流（□）及び低電流（◇）の２つの状態のいずれかに切換えて使用することが多い。すなわち、定格電流においては高輝度、定格電流の略１０分の１の低電流においては低輝度、とする。従来の車載用途では、最大定格電流での通電試験において１０００時間経過後、輝度変動率最大値（ｍａｘ）が±３０％以内との要求であった。しかしながら、近年、輝度変動率最大値が±１０％以内とより厳しい要求となってきた。
【００２５】
なお、図３に表す特性は、ＭＱＷ構造において、井戸数を４０、ｐ型キャリア濃度（アクセプタ：Ｚｎ）を略５×１０１６ｃｍ−３、井戸層の組成をＩｎ０．５（Ａｌ０．０４Ｇａ０．９６）０．５Ｐ、障壁層の組成をＩｎ０．５（Ａｌ０．８Ｇａ０．２）０．５Ｐとし、アクセプタをＺｎとした場合である。
【００２６】
発光素子の輝度変動率ｍａｘは、ｐ型クラッド層３４のキャリア濃度が高くなるに従い高くなる。定格電流動作の場合、ｐ型クラッド層濃度が略５×１０１７ｃｍ−３でも輝度変動率ｍａｘが略５％であり要求を満足する。他方、低電流動作の場合、ｐ型クラッド層３４のキャリア濃度が略３×１０１７ｃｍ−３よりも高くなると輝度が低下し、その輝度変動率ｍａｘが１０％よりも高くなる。
【００２７】
低電流動作においてｐ型キャリア濃度の増加に従い輝度が急激に低下する原因は、Ｚｎなどのアクセプタが発光層３２内に拡散し深い準位を形成し、非発光中心が増加するためと考えられる。すなわち、ｐ型アクセプタ濃度が高くなると、ｐ型クラッド層３４から発光層３２へ拡散するアクセプタが増加する。アクセプタは、結晶欠陥などに入り込むと共に、格子間位置や格子点に入り込み結晶欠陥を生じる。これらＺｎが入り込んだ結晶欠陥は非発光再結合中心として作用するが、通電による注入キャリアの非発光再結合により結晶欠陥が動く再結合誘起欠陥運動などを生じ、結晶欠陥が発光層３２内に広がり輝度低下を進行させる場合がある。
【００２８】
なお、定格電流動作においても非発光再結合を生じるが、キャリア注入量が少ない低電流動作においては非発光再結合の割合が相対的に高くなり輝度変動率が高くなる。このために、ｐ型キャリア濃度の上限は、３×１０１７ｃｍ−３とすることが好ましい。
【００２９】
アクセプタとしては、Ｚｎの他にＭｇやＣを用いることができる。ＭｇやＣの拡散係数はＺｎの拡散係数よりも小さく、輝度変動率が１０％以下となるｐ型キャリア濃度の上限を３×１０１７ｃｍ−３よりも高くできる。
【００３０】
なお、発明者らの実験によれば、接着界面１５から見て発光層３２よりも近い位置にあるｎ型クラッド層３０からＳｉなどのドナーの発光層３２への拡散を実質的に生じず、且つ井戸層及び障壁層のパラメータが既に述べた範囲内で変化してもアクセプタの拡散には殆ど影響を及ぼすことはないことが判明した。すなわち、輝度変動率はこれらのパラメータ依存性が小さく、ｐ型クラッド層キャリア濃度により実質的に決定され図３のようになる。
【００３１】
図４は、順方向電圧ＶＦ及び輝度の初期特性を表すグラフ図である。すなわち、縦軸は定格電流における順方向電圧ＶＦ（Ｖ）及び定格電流における輝度（ｌｍ：ルーメン）、横軸はｐ型クラッド層のキャリア濃度（ｃｍ−３）を表す。
■で表す定格電流における順方向電圧ＶＦはｐ型クラッド層３４のキャリア濃度が低下するに従い高くなる。本実施形態のｐ型クラッド層濃度範囲において、順方向電圧ＶＦは、２．３０Ｖ以下２．２２Ｖ以上の範囲にある。
【００３２】
また、◆で表す定格電流における輝度は、ｐ型クラッド層３４のキャリア濃度が低下するに従い低下する。本実施形態のｐ型クラッド層濃度範囲において、輝度は５．７ｌｍ以上、６．０ｌｍ以下の範囲にある。順方向電圧ＶＦが増加し、輝度が低下すると、発光効率が低下するので好ましくない。このために、ｐ型キャリア濃度の下限を０．５×１０１７ｃｍ−３とすることが好ましい。すなわち、ｐ型キャリア濃度を、０．５〜３×１０１７ｃｍ−３とすると、順方向電圧ＶＦ及び輝度の初期特性を要求規格内に保ちつつ、定格電流及び低電流において１０００時間経過後の輝度変動率ｍａｘを１０％以下とすることが容易となる。
【００３３】
図５は、第１の実施形態の変形例にかかる発光素子の模式断面図である。すなわち、図５（ａ）は第１の変形例、図５（ｂ）は第２の変形例を表す。
図５（ａ）において、電流拡散層３６は、第１の実施形態と同様にｐ型Ｉｎ０．５（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｐなる組成、且つ１×１０１８ｃｍ−３なるキャリア濃度とするが、厚さＴ２をＴ１（＝１．５μｍ）よりも大きくする。Ｔ２を、例えば３μｍとすると、電流Ｊが発光層３２の面内により広がって流れることにより高輝度とすることが容易となる。また、ｐ側電極４０による遮光量を低減でき上方及び側方からの光取り出し効率を高めることが容易となる。
【００３４】
また図５（ｂ）において、電流拡散層３７は、ｐ型ＧａＰからなる組成、且つ１×１０１８ｃｍ−３のキャリア濃度とし、厚さＴ３をＴ１よりも大きく、例えば３μｍなどとする。この場合、コンタクト層を省略することができる。
【００３５】
第１及び第２の変形例において、電流拡散層３６の厚さＴ２及び電流拡散層３７の厚さＴ３が、Ｔ１（＝１．５μｍ）よりも厚いためにより長い結晶成長時間が必要である。しかし、キャリア濃度を０．５〜３×１０１７ｃｍ−３の範囲に保つようにアクセプタをドープするので、アクセプタが発光層３２へ拡散することを抑制し、輝度低下を低減することが容易となる。  
【００３６】
図６は、第２の実施形態にかかる発光素子を表す模式図である。すなわち、図６（ａ）、図６（ｂ）、及び図６（ｃ）は製造方法を表す工程断面図、図６（ｄ）は模式断面図を表す。
ＧａＡｓなどからなる第３の基板６０上に、ｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層６２、ｐ型電流拡散層６４（キャリア濃度  １×１０１８ｃｍ−３）、ＩｎＡｌＰからなるｐ型クラッド層６６（キャリア濃度  １．５×１０１７ｃｍ−３）、ｐ型ＭＱＷからなる発光層６８、ｎ型ＩｎＡｌＰからなるクラッド層７０（キャリア濃度  ４×１０１７ｃｍ−３）、及びｎ側コンタクト層７２、がこの順序で、ＭＯＣＶＤ法またはＭＢＥ法などを用いて成長され積層体７４を形成する（図６（ａ））。すなわち、第２の実施形態では、結晶成長工程は１回でよい。
【００３７】
続いて、図６（ｂ）のように、ＧａＰやサファイヤのように、発光層６８からの放出光を透過可能であり且つ導電性を有する基板８０と、前記コンタクト層７２（接着層）と、を貼り合わせ加熱して接着する。この場合、コンタクト層７２と、高抵抗基板８０と、の間には電流が流れないから機械的強度が確保できる温度まで加熱すればよく、例えば第１の実施形態よりも低い６００〜７５０℃の温度範囲で接着することが可能である。このために発光層６８へ加わる応力を低減することが容易となる。さらに、第３の基板６０を溶液エッチング法などを用いて除去する。
【００３８】
なお、「高抵抗」の「基板」とは、接着界面に沿った横方向への電流に対して基板を貫通する縦方向への電流を十分に小さくすることが可能なように高い抵抗率を有する基板を言うものとする。
【００３９】
続いて、図６（ｃ）のように、積層体の一部をエッチング法を用いて除去し、ｎ側コンタクト層７２の面を露出し、ｎ側電極８４を形成する。他方、ｐ型のコンタクト層６２の上にはｐ側電極８２を形成する。
【００４０】
ｐ側電極８２をマスクとし、ｐ側電極８２の直下以外のコンタクト層６２を溶液エッチング法などを用いて除去すると、図６（ｄ）のように、発光素子が完成する。図６（ｄ）の発光素子はフリップチップ構造として用いることができる。
【００４１】
第２の実施形態では、接着界面８５から見てｐ型クラッド層６６の位置は発光層６８の位置よりも遠く、加熱接着によりｐ型クラッド層６６に近い側の発光層６８内に生じる応力は、ｎ型クラッド層７０に近い側の発光層６８内に生じる応力よりも小さい。発光層に大きな応力が加わると結晶欠陥が増加しやすい。すなわち、加わる応力が小さいｐ型クラッド層６６に近い側における結晶欠陥はｎ型クラッド層７０側における結晶欠陥よりも少なくできる。
【００４２】
一般に、格子間原子、空格子点、転位などの結晶欠陥が多いとアクセプタが発光層に入り込み、非発光中心が増加しやすくなる。本実施形態では、Ｚｎなどのアクセプタがドープされたｐ型クラッド層が結晶欠陥が少ない側に隣接するように設けられているので、接着加熱工程においてアクセプタが発光層に入り込むことを抑制できる。この場合にも、ｐ型クラッド層６６のキャリア濃度を０．５〜３×１０１７ｃｍ−３とすると、図３のように低電流動作において輝度変動率を１０％以下とすることが容易となる。
【００４３】
図７は、第３の実施形態にかかる発光素子を表す図である。すなわち、図７（ａ）、図７（ｂ）、及び図７（ｃ）は製造方法の工程断面図、図７（ｄ）は模式断面図である。
まず、図６（ａ）のように、ＧａＡｓなどからなる第３の基板６０上に、ｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層６２、ｐ型電流拡散層６４、ｐ型クラッド層６６、及び発光層６８、ｎ型クラッド層７０、コンタクト層７２、などを結晶成長法により積層する（図７（ａ））。
【００４４】
続いて、図７（ｂ）のように、コンタクト層７２上にＡｕＧｅなどからなる第１の金属層９０を形成する。なお、コンタクト層７２上のＡｕＧｅ層の上にＡｕ層を設けて第１の金属層９０としてもよい。他方、発光層６８とは異なる格子定数を有するｎ型Ｓｉなどからなる第４の基板９４の上にＡｕなどからなる第２の金属層９２を形成する。第１の金属層９０と、第２の金属層９２と、を対向させ貼り合わせたのち加熱して接着しする。この場合、ＡｕＧｅ共晶半田の融点は略３６０℃であり、Ａｕ層とＡｕＧｅ層の場合の接着温度は融点〜略５００℃の範囲とすることができる。また、真空雰囲気において接着するとボイドが抑制された接着界面９６とできるのでより好ましい。さらに、第３の基板６０を溶液エッチング法などを用いて除去する。
【００４５】
続いて、コンタクト層６２の上にｐ側電極９８を形成し、基板９４の裏面にｎ側電極９９を形成する。ｐ側電極９８をマスクとして、ｐ側電極９８の直下の部分のコンタクト層６２のみを残し残余の部分を除去すると、発光素子が完成する。
【００４６】
第３の実施形態において、接着界面９６から見て、ｐ型クラッド層６６の位置は発光層６８の位置よりも遠い側とする。半導体材料と金属材料との間の熱による線膨張係数差により、ｐ型クラッド層６６に近い側の発光層６８内に生じた応力は、ｎ型クラッド層７０に近い側の発光層６８内に生じた応力よりも小さい。なお、線膨張係数は、Ａｕにおいて１．４２×１０−５／℃、ＧａＡｓにおいて５．９×１０−６／℃であり、金属において半導体におけるよりも大きい。
【００４７】
本実施形態では、ｐ型クラッド層６６に近く応力の小さい側の発光層６８の結晶欠陥を、ｎ型クラッド層７０側に近い発光層６８領域の結晶欠陥よりも低減することが容易である。
【００４８】
また、第１の金属層９０と第２の金属層９２との接着温度は、第２の実施形態における基板と半導体接着層との接着温度よりも低くできるので、結晶欠陥を低減することがより容易となる。
【００４９】
このように、アクセプタがドープされたｐ型クラッド層３４が結晶欠陥が少ない側に隣接するように設けられた本実施形態では、アクセプタが発光層６８に入り込むことを抑制できる。この場合にも、ｐ型クラッド層６６のキャリア濃度を０．５〜３×１０１７ｃｍ−３とすると、図３のように低電流動作において輝度変動率を１０％以下とすることが容易となる。
【００５０】
第３の実施形態においては、発光領域Ｇから下方へ向かう放出光を第１の金属層９０により上方へ向かって反射し、光取り出し効率を高めることが容易である。このために、第４の基板はＳｉのように光を透過しない材料であってもよい。    
【００５１】
第１の実施形態及びこれに付随する変形例において、発光層を成長したのちｐ型クラッド層を結晶成長し、接着界面から見て前記ｐ型クラッド層の位置は前記発光層の位置よりも遠くする。また、第２及び第３の実施形態において、接着加熱工程の線膨張係数差により生じる応力の影響を緩和するために、接着界面から見て前記ｐ型クラッド層の位置を前記発光層の位置よりも遠くする。これらにより、アクセプタが発光層へ拡散することが抑制することが容易となる。さらに、第１〜第３の実施形態及びこれらに付随した実施形態において、ｐ型クラッド層のキャリア濃度を、０．５〜３×１０１７ｃｍ−３の間に保つことにより、低電流動作においても輝度低下を抑制することが容易となる。
【００５２】
このようにして、定格電流と、その略１０分の１の低電流と、の間の動作範囲において、長時間動作後の輝度変動率を１０％以下と低く保つことが容易となる。このために、例えば自動車のストップランプやテールランプなど、厳しい使用条件において安定に動作可能な信頼性が改善された発光装置が提供される。また、照明、信号機、大型ディスプレイ装置などの用途においても、広い動作電流範囲において安定した輝度を保つことが容易となる。
【００５３】
なお、基板、コンタクト層、積層体などの導電型は、第１〜第３の実施形態及びこれに付随した変形例に限定されることはなく、それぞれが反対の導電型を有していてもよい。
【００５４】
以上、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかしながら本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。本発明を構成する基板、積層体、発光層、ｐ型クラッド層、接着層、接着界面、電流拡散層、金属層などの材質、サイズ、形状、配置などに関して当業者が各種の設計変更を行ったものであっても、本発明の主旨を逸脱しない限り本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】第１の実施形態にかかる発光素子の模式断面図
【図２】第１の実施形態にかかる発光素子の製造方法の工程断面図
【図３】輝度変動率を表すグラフ図
【図４】順方向電圧ＶＦ及び輝度を表すグラフ図
【図５】第１の実施形態の変形例にかかる発光素子の模式断面図
【図６】第２の実施形態にかかる発光素子を表す模式図
【図７】第３の実施形態にかかる発光素子を表す模式図
【符号の説明】
【００５６】
１０、８０、９４  基板、１５、８５、９６  接着界面、２３、７２  接着層、３２、６８  発光層、３４、６６  ｐ型クラッド層、９０、９２  金属層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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