(57)【要約】【課題】レーザ照射とエッチング工程だけでパターンを形成することができるIII族窒化物半導体基板のパターン形成方法を提供する。【解決手段】本発明のIII族窒化物半導体基板のパターン形成方法は、III族窒化物半導体基板１００の第１領域Ａ上にレーザを照射して、窒素極性の第１領域ＡをIII族元素極性に変換する段階と、レーザが照射されてIII族元素極性に変換された第１領域Ａをマスクとして利用して第２領域Ｂをウェットエッチングする段階とを含んでいる。【選択図】図１ｃ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
III族窒化物半導体基板の表面において、エッチングを防止するための少なくとも一つの第１領域上にレーザを照射する段階と、 
前記レーザが照射された第１領域をマスクとして利用し、前記第１領域を除いた少なくとも一つの第２領域をエッチングする段階と
を含むことを特徴とするIII族窒化物半導体基板のパターン形成方法。
【請求項２】
前記III族窒化物半導体基板は、 
窒素極性を有する第１表面と、
前記第１表面と反対側に位置してIII族元素極性を有する第２表面と
を含むことを特徴とする請求項１に記載のIII族窒化物半導体基板のパターン形成方法。
【請求項３】
前記少なくとも一つの第１領域及び第２領域は、前記III族窒化物半導体基板の第１表面上に位置し、前記第１領域は前記レーザ照射によってIII族元素極性に変換されることを特徴とする請求項２に記載のIII族窒化物半導体基板のパターン形成方法。
【請求項４】
前記III族窒化物半導体基板は、ＡｌｘＩｎｙＧａ（１−ｘ−ｙ）Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）半導体からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のIII族窒化物半導体基板のパターン形成方法。
【請求項５】
前記第２領域をエッチングする段階は、ＫＯＨ、Ｈ２ＳＯ４及びＨ２ＰＯ４のうちのいずれか一つの物質を利用したウェットエッチングで行われることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のIII族窒化物半導体基板のパターン形成方法。
【請求項６】
窒化物単結晶成長用基板上に、第１III族窒化物半導体層と、活性層と、第２III族窒化物半導体層とを含んだ発光構造物を成長させる段階と、
前記第２III族窒化物半導体層上に前記発光構造物を支持するための支持基板を形成する段階と、
前記発光構造物から前記窒化物単結晶成長用基板を除去する段階と、
前記窒化物単結晶成長用基板を除去することによって露出した前記発光構造物の表面において、エッチングを防止するための少なくとも一つの第１領域上にレーザを照射する段階と、
前記レーザが照射された第１領域をマスクとして利用し、前記第１領域を除いた少なくとも一つの第２領域をエッチングする段階と
を含むことを特徴とするIII族窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項７】
前記発光構造物は、 
前記第１III族窒化物半導体層の一方の面に構成されて窒素極性を有する第１表面と、
前記第１表面と反対側に位置する前記第２III族窒化物半導体層の一方の面に構成されてIII族元素極性を有する第２表面と
を含むことを特徴とする請求項６に記載のIII族窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項８】
前記少なくとも一つの第１領域及び第２領域は、前記発光構造物の第１表面上に位置し、前記第１領域は前記レーザ照射によってIII族元素極性に変換されることを特徴とする請求項７に記載のIII族窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項９】
前記少なくとも一つの第２領域をエッチングする段階は、前記第２領域を、前記第１III族窒化物半導体層の一定の深さまでエッチングして、光を抽出するための凹凸パターンを形成することを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれか１項に記載のIII族窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項１０】
前記少なくとも一つの第２領域をエッチングする段階は、前記第２領域を、前記第１III族窒化物半導体層から前記第２III族窒化物半導体層まで貫通するような深さまでエッチングして、前記発光構造物を素子単位で分離するための溝パターンを形成することを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれか１項に記載のIII族窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項１１】
前記窒化物単結晶成長用基板は、サファイア、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯ、ＭｇＡｌ２Ｏ４、ＭｇＯ、ＬｉＡｌＯ２及びＬｉＧａＯ２で構成されたグループから選ばれた物質からなることを特徴とする請求項６乃至請求項１０のいずれか１項に記載のIII族窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項１２】
前記第１III族窒化物半導体層、前記活性層及び前記第２III族窒化物半導体層は、ＡｌｘＩｎｙＧａ（１−ｘ−ｙ）Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）半導体からなることを特徴とする請求項６乃至請求項１１のいずれか１項に記載のIII族窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項１３】
前記少なくとも一つの第２領域をエッチングする段階は、ＫＯＨ、Ｈ２ＳＯ４及びＨ２ＰＯ４のうちのいずれか一つの物質を利用したウェットエッチングで行われることを特徴とする請求項６乃至請求項１２のいずれか１項に記載のIII族窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項１４】
前記レーザが照射された第１領域上に第１電極を形成する段階と、
前記支持基板上に第２電極を形成する段階と
をさらに含むことを特徴とする請求項６乃至請求項１３のいずれか１項に記載のIII族窒化物半導体発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、III族窒化物半導体基板のパターン形成方法及びIII族窒化物半導体発光素子の製造方法に関するもので、より詳細には、より簡単な工程を利用してパターンを形成することができるIII族窒化物半導体基板のパターン形成方法及びIII族窒化物半導体発光素子の製造方法に関する。 
【背景技術】
【０００２】
一般的にIII族窒化物半導体発光素子は、青色または緑色波長滞の光を得るために使用される発光素子である。このようなIII族窒化物半導体発光素子において、チップ単位で分離するための溝パターンを形成したり、光抽出効率を向上させるための凹凸パターンを形成したりするためには、エッチング工程を経ることが必要であった。従来技術による具体的なエッチング工程は、次のような方法で行うことができる。 
【０００３】
先ず、III族窒化物半導体発光素子の表面上に金属物質または酸化物質等を利用してマスク層を形成した後、マスク層上にフォトレジストをコーティングして露光する。この場合、露光段階では、所望のパターンが設計されたマスクを利用することができる。 
【０００４】
次に、フォトレジストを現像して光に露出した部分（または光に露出されない部分）のフォトレジストを除去する。この後、フォトレジストの除去によって露出したマスク層及びIII族窒化物半導体発光素子の表面をエッチングしてパターンを形成することができる。そして、パターン形成が完了すると、残存したフォトレジスト及びマスク層を除去することになる。
【０００５】
上述したようにIII族窒化物半導体発光素子上にパターンを形成するためには、多数の工程を利用することが必要であった。従って、工程費用及び工程時間が増加するという問題点があった。特に、パターン形成のためにマスクを利用する場合、マスクを製作するための工程費用が増加するので、上記の問題がさらに浮き彫りになっていた。 
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述した問題点を解決するためのものであり、本発明の目的は、III族窒化物半導体基板上でレーザを照射した領域をマスクとして利用しながらエッチングすることによって、より簡単な工程でパターンを形成することが可能なIII族窒化物半導体基板のパターン形成方法及びIII族窒化物半導体発光素子の製造方法を提供する。 
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記のような目的を解決するために、本発明の一実施例に係るIII族窒化物半導体基板のパターン形成方法は、III族窒化物半導体基板の表面において、エッチングを防止するための少なくとも一つの第１領域上にレーザを照射する段階と、前記レーザが照射された第１領域をマスクとして利用し、前記第１領域を除いた少なくとも一つの第２領域をエッチングする段階とを含んでいる。
【０００８】
この場合に、前記III族窒化物半導体基板は、窒素極性を有する第１表面と、前記第１表面と反対側に位置してIII族元素極性を有する第２表面とを含むことができる。
【０００９】
また、前記少なくとも一つの第１領域及び第２領域は、前記III族窒化物半導体基板の第１表面上に位置し、前記第１領域は前記レーザ照射によってIII族元素極性に変換されることを特徴としている。
【００１０】
また、前記III族窒化物半導体基板は、ＡｌｘＩｎｙＧａ（１−ｘ−ｙ）Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）半導体からなることを特徴としている。
【００１１】
本発明のパターン形成方法において、前記第２領域をエッチングする段階は、ＫＯＨ、Ｈ２ＳＯ４及びＨ２ＰＯ４のうちのいずれか一つの物質を利用したウェットエッチングで行うことができる。
【００１２】
本発明の一実施例に係るIII族窒化物半導体発光素子の製造方法は、窒化物単結晶成長用基板上に、第１III族窒化物半導体層と、活性層と、第２III族窒化物半導体層とを含んだ発光構造物を成長させる段階と、前記第２III族窒化物半導体層上に前記発光構造物を支持するための支持基板を形成する段階と、前記発光構造物から前記窒化物単結晶成長用基板を除去する段階と、前記窒化物単結晶成長用基板を除去することによって露出した前記発光構造物の表面において、エッチングを防止するための少なくとも一つの第１領域上にレーザを照射する段階と、前記レーザが照射された第１領域をマスクとして利用し、前記第１領域を除いた少なくとも一つの第２領域をエッチングする段階とを含んでいる。
【００１３】
また、前記発光構造物は、前記第１III族窒化物半導体層の一方の面に構成されて窒素極性を有する第１表面と、前記第１表面と反対側に位置する前記第２III族窒化物半導体層の一方の面に構成されてIII族元素極性を有する第２表面とを含んでいる。
【００１４】
また、前記少なくとも一つの第１領域及び第２領域は、前記発光構造物の第１表面上に位置し、前記第１領域は前記レーザ照射によってIII族元素極性に変換されることを特徴としている。
【００１５】
本発明の製造方法において、前記少なくとも一つの第２領域をエッチングする段階は、前記第２領域を、前記第１III族窒化物半導体層の一定の深さまでエッチングして、光を抽出するための凹凸パターンを形成する。
【００１６】
また、前記少なくとも一つの第２領域をエッチングする段階は、前記第２領域を、前記第１III族窒化物半導体層から前記第２III族窒化物半導体層まで貫通するような深さまでエッチングして、前記発光構造物を素子単位で分離するための溝パターンを形成することも可能である。
【００１７】
そして、前記窒化物単結晶成長用基板は、サファイア、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯ、ＭｇＡｌ２Ｏ４、ＭｇＯ、ＬｉＡｌＯ２及びＬｉＧａＯ２で構成されたグループから選ばれた物質からなることを特徴としている。
【００１８】
また、前記第１III族窒化物半導体層、前記活性層及び前記第２III族窒化物半導体層は、ＡｌｘＩｎｙＧａ（１−ｘ−ｙ）Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）半導体からなることを特徴としている。
【００１９】
一方、前記少なくとも一つの第２領域をエッチングする段階は、ＫＯＨ、Ｈ２ＳＯ４及びＨ２ＰＯ４のうちのいずれか一つの物質を利用したウェットエッチングで行うことができる。
【００２０】
さらに、本製造方法は、前記レーザが照射された第１領域上に第１電極を形成する段階と、前記支持基板上に第２電極を形成する段階とをさらに含むことが可能である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、III族窒化物半導体基板上において、エッチングを防止するための第１領域にレーザを照射することによって、エッチング過程で第１領域をマスクとして利用することができるようにする。これによって、レーザ照射とエッチング工程を行うだけでIII族窒化物半導体基板上にパターンを形成できるので、より簡単にパターンを形成することができる。さらに、III族窒化物半導体発光素子をチップ単位で分離するための溝パターンまたは光抽出効率を向上させるための凹凸パターンの形成においても、この方法を利用することによって工程時間及び工程費用を節減することができる。 
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１ａ】本発明の一実施例に係るIII族窒化物半導体基板のパターン形成方法を示す図面である。
【図１ｂ】本発明の一実施例に係るIII族窒化物半導体基板のパターン形成方法を示す図面である。
【図１ｃ】本発明の一実施例に係るIII族窒化物半導体基板のパターン形成方法を示す図面である。
【図２ａ】本発明の一実施例に係るIII族窒化物半導体発光素子の製造方法を説明するための図面である。
【図２ｂ】本発明の一実施例に係るIII族窒化物半導体発光素子の製造方法を説明するための図面である。
【図２ｃ】本発明の一実施例に係るIII族窒化物半導体発光素子の製造方法を説明するための図面である。
【図２ｄ】本発明の一実施例に係るIII族窒化物半導体発光素子の製造方法を説明するための図面である。
【図２ｅ】本発明の一実施例に係るIII族窒化物半導体発光素子の製造方法を説明するための図面である。
【図２ｆ】本発明の一実施例に係るIII族窒化物半導体発光素子の製造方法を説明するための図面である。
【図３ａ】本発明の他の実施例に係るIII族窒化物半導体発光素子の製造方法を説明するための図面である。
【図３ｂ】本発明の他の実施例に係るIII族窒化物半導体発光素子の製造方法を説明するための図面である。
【図４】本発明の製造方法によって製造されたIII族窒化物半導体発光素子の表面を撮影した写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付した図面を参照して本発明をより詳しく説明する。 
【００２４】
図１ａ乃至図１ｃは、本発明の一実施例に係るIII族窒化物半導体基板のパターン形成方法を示す図面である。先ず、図１ａに図示したように、III族窒化物半導体基板１００を用意する。具体的に説明すると、III族窒化物半導体基板１００は、成長基板（未図示）上にIII族窒化物半導体層を成長させた後、成長基板を除去する過程を通じて形成することができる。この場合、成長基板としてはサファイア基板またはＳｉＣ基板等を利用することができる。 
【００２５】
また、III族窒化物半導体基板１００は、ＡｌｘＩｎｙＧａ（１−ｘ−ｙ）Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１である）半導体組成を有する単結晶層基板であることが好ましい。 
【００２６】
一方、III族窒化物半導体基板１００は、第１表面１１０と、反対側に位置する第２表面１２０とを含んでいる。この場合、第１表面１１０は窒素極性を有し、第２表面１２０はIII族元素極性を有する。具体的に説明すると、III族窒化物半導体基板１００においてIII族元素と窒素元素はＷｕｒｔｚｉｔｅ結晶構造を有するので、第１表面１１０には窒素元素が配列され、第２表面１２０にはIII族元素が配列された構造を有する。すなわち、第１表面１１０と第２表面１２０は、配列された元素によってその表面の極性が決定される。  
【００２７】
以下では、III族窒化物半導体基板１００上にパターンを形成する過程を具体的に説明する。 
【００２８】
図１ｂを参照すると、III族窒化物半導体基板１００において、窒素極性を有する第１表面１１０上にレーザを照射する。具体的に説明すると、パターンの形態を考慮して第１表面１１０上にエッチングを防止するための少なくとも一つの第１領域Ａと、エッチング処理をするための少なくとも一つの第２領域Ｂとを指定する。そして、エッチングを防ぐための第１領域Ａ上にレーザを照射する。 
【００２９】
III族窒化物半導体基板１００は、極性の差によって第１表面１１０と第２表面１２０との間でエッチング特性に差が生じる。具体的に説明すると、窒素極性を有する第１表面１１０はエッチングが可能であるが、III族元素極性を有する第２表面１２０はエッチングすることが難しい。この特性を考慮すると、エッチング処理を利用してパターンを形成するためには、窒素極性を有する第１表面１１０をエッチングすることが好ましい。従って、第１表面１１０上に第１及び第２領域Ａ、Ｂを指定して第１領域Ａ上にレーザを照射することによって、第１領域Ａの表面処理を行う。 
【００３０】
この場合、第１領域Ａ上にレーザを照射する前に、プラズマ処理またはイオンビーム照射を通じて第１領域Ａの表面から一部の厚さの層に窒素空隙が生じ、III族元素と窒素元素が不規則に配列されるようにする。例えば、プラズマ処理またはイオンビーム照射によって、第１領域Ａの表面を非晶質形態、多結晶形態またはIII族元素リッチ形態にすることができる。 
【００３１】
そして、第１領域Ａにレーザを照射することによって、第１領域Ａの表面を処理することができる。この処理によって、第１領域ＡはIII族元素極性に変換される。具体的に説明すると、レーザ照射を通じて第１領域Ａに不規則に配列されたIII族元素と窒素元素が再結晶化され、第１領域ＡではIII族元素が配列された構造を有することになる。これは、表面上に窒素元素よりIII族元素が配列されるほうが安定的であるために現れる現象で、III族元素と窒素元素が不規則に配列された状態でレーザを照射すると、相対的に安定した結晶構造を有するIII族元素が第１領域Ａ上に配列されることになる。これによって、第１表面１１０上には、III族元素極性に変換された第１領域Ａと、窒素極性を有する第２領域Ｂとが両方存在することになり、一つの表面上に二つの極性が存在する形態となる。
【００３２】
一方、本発明において表面処理のために使用されるレーザは、１９３ｎｍエキシマレーザ、２４８ｎｍエキシマレーザ及び３０８ｎｍエキシマレーザ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、Ｈｅ−Ｎｅレーザ及びＡｒイオンレーザのうちの少なくともいずれか一つを利用することができる。また、レーザを照射する以外に、一定の熱エネルギーを通じて、第１領域Ａ上に不規則に配列されたIII族元素と窒素元素を再配列させることができる方法を利用することも可能である。例えば、イオンビームやアニールのような方法を利用することもできる。 
【００３３】
次に、図１ｂに図示したIII族窒化物半導体基板１００をエッチングしてパターンを形成する。具体的に説明すると、III族窒化物半導体基板１００において、III族元素極性を有する第１領域Ａと窒素極性を有する第２領域Ｂとを含んだ第１表面１１０を、ＫＯＨ、Ｈ２ＳＯ４及びＨ２ＰＯ４のうちのいずれか一つの物質を利用してウェットエッチングする。この場合、III族元素極性を有する第１領域Ａはエッチング溶液と反応せず、エッチング時にはマスクとして利用される。その反面、窒素極性を有する第２領域Ｂはエッチング溶液と反応してエッチング処理される。これによって、第２領域Ｂのみがエッチングされて図１ｃに図示したようなパターンが形成される。 
【００３４】
上述したように、本発明はフォトレジストを利用した露光工程及びエッチングを通じてパターンを形成するものではなく、レーザ照射及びエッチングのみを利用してIII族窒化物半導体基板１００上にパターンを形成するものである。これによって従来と比較すると、より簡単な工程を通じてパターンを形成することができるようになり、工程時間及び工程費用を節減することができる。 
【００３５】
図２ａ乃至図２ｆは、本発明の一実施例に係るIII族窒化物半導体発光素子の製造方法を示す図面である。図２ａを参照すると、窒化物単結晶成長用基板２１０上に第１III族窒化物半導体層２３１、活性層２３２及び第２III族窒化物半導体層２３３を含んだ発光構造物２３０を形成する。この場合、窒化物単結晶成長用基板２１０はサファイア、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯ、ＭｇＡｌ２Ｏ４、ＭｇＯ、ＬｉＡｌＯ２及びＬｉＧａＯ２で構成されたグループから選ばれた物質によって形成されたものであればよい。また、第１III族窒化物半導体層２３１、活性層２３２、第２III族窒化物半導体層２３３の成長は、ＭＯＣＶＤ方法、ＨＶＰＥ方法及びＭＢＥ方法のうちのいずれかひとつの方法を利用することができる。 
【００３６】
図２ａに図示した第１III族窒化物半導体層２３１、活性層２３２及び第２III族窒化物半導体層２３３は、ＡｌｘＩｎｙＧａ（１−ｘ−ｙ）Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）半導体組成を有するもので、アルミニウム（Ａｌ）、インジウム（Ｉｎ）及びガリウム（Ｇａ）のうちの少なくとも一つ以上のIII族元素と窒素元素が一定の配列で結合した結晶構造を有する。 
【００３７】
この後、図２ｂに図示したように、発光構造物２３０上に支持基板２４０を形成する。この場合、支持基板２４０は発光構造物２３０を支持するためのものであり、伝導性基板（例えば、シリコン基板または金属基板）を利用することができる。そして、図２ｃに示すように、レーザリフトオフ方法を利用して窒化物単結晶成長用基板２１０を発光構造物２３０から分離する。その結果、図２ｄに図示したように、支持基板２４０が発光構造物２３０を支持する構造を有することになる。 
【００３８】
図２ｄにおいて、発光構造物２３０は、第１表面２３０ａ及び第２表面２３０ｂを含んでいる。この場合、第１表面２３０ａは窒化物単結晶成長用基板２１０を分離したことによって露出した第１III族窒化物半導体層２３１の一方の面で、窒素極性を有する。また、第２表面２３０ｂは第１表面２３０ａと反対側に位置して支持基板２４０と接する第２III族窒化物半導体層２３３の一方の面で、III族元素極性を有する。すなわち、第１表面２３０ａには窒素元素が配列され、第２表面２３０ｂにはIII族元素が配列された構造を有する。
【００３９】
この後、図２ｅに示すように、発光構造物２３０において窒素極性を有する第１表面２３０ａ上にレーザを照射する。第１表面２３０ａに該当する第１III族窒化物半導体層２３１の一方の面は、活性層２３２において発生した光を外部に放出する光放出面であって、この部分に凹凸パターンを形成することによって光抽出効率を増加させることができる。このため、図２ｅに図示したように、発光構造物２３０の第１表面２３０ａにレーザを照射する。具体的に説明すると、凹凸パターンの形態を考慮して、第１表面２３０ａ上にエッチングを防止するための少なくとも一つの第１領域Ｃと、エッチング処理をするための少なくとも一つの第２領域Ｄを指定する。そして、エッチングを防止するための第１領域Ｃ上にレーザを照射する。 
【００４０】
発光構造物２３０において、III族元素極性を有する第２表面２３０ｂのエッチングが難しいという点を考慮して、窒素極性を有する第１表面２３０ａをエッチングすることが好ましい。従って、第１表面２３０ａ上に第１及び第２領域Ｃ、Ｄを指定し、エッチングを防止するための第１領域Ｃ上にレーザを照射する。この場合、第１領域Ｃ上にレーザを照射する前に、プラズマ処理またはイオンビーム照射を通じて第１領域Ｃの表面を、III族元素と窒素元素が不規則に配列された非晶質形態、多結晶形態またはIII族元素リッチ形態となるように前処理を行うことができる。 
【００４１】
そして、第１領域Ｃにレーザを照射することによって、第１領域ＣがIII族元素極性を有することになる。これは、第１領域ＣがIII族元素と窒素元素を不規則に配列した状態でレーザを照射されると、相対的に安定した結晶構造を有するIII族元素が第１領域Ｃ上に配列されるためである。 
【００４２】
この後、レーザ処理された発光構造物２３０の第１表面２３０ａをエッチングしてパターンを形成する。具体的に説明すると、発光構造物２３０においてIII族元素極性を有する第１領域Ｃと、窒素極性を有する第２領域Ｄを含んだ第１表面２３０ａに対して、ウェットエッチングを行う。この場合に、III族元素極性を有する第１領域Ｃは、エッチング溶液と反応せず、窒素極性を有する第２領域Ｄはエッチング溶液と反応してエッチング処理される。これによって、第２領域Ｄのみがエッチングされて発光構造物２３０の光抽出面上に凹凸パターンを形成することができる。ここで、発光構造物２３０の第１表面２３０ａは、第１表面２３０ａを提供する第１III族窒化物半導体層２３１の一定の深さまでエッチングされるようにすることが好ましい。
【００４３】
図２ｆに図示したように、発光構造物２３０の光放出面上に凹凸パターンを形成したことによって、活性層２３２から発生した光が第１窒化物半導体層２３１の内部に進行して凹凸パターンに到達すると、光が放出面において全反射されても、凹凸パターンの内部で再び反射されて外部に抽出することができることになる。
【００４４】
図２ａ乃至図２ｆに図示したように、光抽出効率を向上させるための凹凸パターンは、レーザ照射及びエッチングのみを利用した簡単な工程を通じて形成することができる。
【００４５】
一方、図面を通じて図示してはいないが、図２ｆに図示したIII族窒化物半導体発光素子において第１窒化物半導体層２３１の表面処理領域、すなわち第１領域Ｃに第１電極を形成し、支持基板２４０の下部に第２電極を形成することができる。  
【００４６】
以下に示す表１は、実施例と比較例の２つの方法で製造されたIII族窒化物半導体発光素子の電気的特性を測定した結果を示したものである。具体的に説明すると、実施例の方法で製造したIII族窒化物半導体発光素子は、図２ａ乃至図２ｆで図示した方法を利用して製造したものであり、第１III族窒化物半導体層２３１の凹凸パターンのうちIII族元素極性を有する第１領域Ｃ上に電極（未図示）を形成した構造を有する。  
【００４７】
一方、比較例の方法で製造したIII族窒化物半導体発光素子は、図２ｆに図示したIII族窒化物半導体発光素子と同一の構造を有する。但し、凹凸パターンはマスク層を形成してフォトレジストを形成し、露光、現像及びエッチング等の工程を経て形成されたものであり、レーザ照射によって表面処理されて形成されたものではない。すなわち、凹凸パターンの凸部も凹部も全て窒素極性を有する。この場合に、比較例のIII族窒化物半導体発光素子も凹凸パターンの凸部の上に電極が形成された構造を有する。
【００４８】
【表１】
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【００４９】
実施例及び比較例の方法で製造されたIII族窒化物半導体発光素子のサンプルをそれぞれ１００個程度準備し、各サンプルの電圧特性を比較した。説明の便宜を図るため、表１では実施例及び比較例のサンプルの最大値、平均値、最小値及び標準偏差のみを示している。 
【００５０】
表１を参照すると、第１III族窒化物半導体層２３１のうちレーザ照射によってIII族元素極性に変換された第１領域Ｃ上に電極が形成された実施例と、窒素極性を有する領域上に電極が形成された比較例との間には、電圧に差がある。すなわち、比較例の発光素子のサンプルは、３５０ｍＡの電流において平均して３．８４Ｖの電圧が発生し、最大４．０９Ｖ、最小３．７３Ｖの電圧が発生した。そして、３５０ｍＡの電流におけるこれらのサンプルの標準偏差は約０．１０１Ｖとなった。
【００５１】
一方、実施例の発光素子サンプルは、３５０ｍＡの電流において平均的に３．４２Ｖの電圧が発生し、最大３．４９Ｖ、最小３．３６Ｖの電圧が発生した。そして、これらのサンプルの標準偏差は約０．０３２Ｖとなった。比較例の発光素子サンプルと比較すると、実施例のサンプルでは電圧が減少したことが分かる。 
【００５２】
実施例のようにIII族元素極性を有する領域に電極を形成した場合に、発光素子の電気的特性がより向上することが分かった。 
【００５３】
図３ａ及び図３ｂは、本発明の他の実施例に係るIII族窒化物半導体発光素子の製造方法を説明するための図面であり、発光素子をチップ単位で分離するための溝パターンを形成する方法を提供する。この場合、図３ａに図示した発光素子は、図２ａ乃至図２ｆに図示した方法と同一の方法で製造することができる。具体的に説明すると、窒化物単結晶成長用基板上に第１III族窒化物半導体層３３１、活性層３３２及び第２III族窒化物半導体層３３３を含んだ発光構造物３３０を形成する。そして、発光構造物３３０上に支持基板３４０を形成して図３ａに図示した発光素子を製造する。 
【００５４】
図３ａに図示した発光素子において、発光構造物３３０は、第１III族窒化物半導体層３３１の一方の面である第１表面３３０ａと、第２III族窒化物半導体層３３３の一方の面である第２表面３３０ｂとを含んでいる。この場合に、第１表面３３０ａは窒素極性を有し、第２表面３３０ｂはIII族元素極性を有している。 
【００５５】
この後、溝パターンを形成するために、発光構造物３３０に対して窒素極性を有する第１表面３３０ａにレーザを照射する。具体的に説明すると、第１表面３３０ａにおいて、エッチングを防止するための第１領域Ｅと、エッチング処理をするための第２領域Ｆとを指定して第１領域Ｅのみにレーザを照射する。これによって、窒素極性を有する第１表面３３０ａにおいて第１領域ＥだけがIII族元素極性に変換される。 
【００５６】
次に、図３ｂに図示したように、エッチング溶液を利用して発光構造物３３０の第１表面３３０ａをエッチングする。この過程において、III族元素極性を有する第１領域Ｅはエッチング溶液と反応せず、第２領域Ｆのみがエッチングされ、図３ｂに図示したようにチップ単位で分離するための溝パターンを形成することができる。このため、第１表面３３０ａの第２領域Ｆに対しては、第１III族窒化物半導体層３３１の表面から活性層３３２及び第２III族窒化物半導体層３３３まで貫通するような深さまでエッチングする。この場合、第２領域Ｆのエッチングの程度（深さ）は、エッチング時間によって調節することができる。
【００５７】
一方、図３ｂに図示した窒化物半導体発光素子には、直接図示していないが、第１III族窒化物半導体層３３１のうち表面処理された第１領域Ｅ上に第１電極を形成し、支持基板３４０上に第２電極を形成することができる。 
【００５８】
図４は、本発明の方法によって製造されたIII族窒化物半導体発光素子の表面を撮影した写真である。図４は、図２ａ乃至図２ｆに図示した方法と同一の方法で製造したIII族窒化物半導体発光素子４００の表面を撮影した写真である。
【００５９】
III族窒化物半導体発光素子４００の表面上には、凹凸パターンが形成されている。これはレーザ照射及びエッチングを通じて形成することができる。具体的に説明すると、III族窒化物半導体発光素子４００の表面を一部拡大した図面を参照すると、レーザが照射されていない部分はエッチングされて溝部４２０を形成し、レーザが照射された部分はエッチングされずに凸部４１０を形成することになる。これによって、レーザ照射及びエッチングを利用して凹凸パターンを形成することができ、発光素子のパターン形成が容易になる。
【００６０】
以上では、本発明の好ましい実施例について図示して説明したが、本発明は上述した特定の実施例に限定されるわけではなく、特許請求の範囲において請求する本発明の要旨を外れることなく、当該発明が属する技術分野において通常の知識を有する者によって多様な変形実施が可能であることは勿論、このような変形実施は本発明の技術的思想や展望から個別に理解されてはならないものである。
【符号の説明】
【００６１】
１００  III族窒化物半導体基板           
２１０  ベース基板
２３１  第１窒化物半導体層            
２３２  活性層
２３３  第２窒化物半導体層
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図２ｄ】
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【図２ｅ】
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【図２ｆ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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