(57)【要約】【課題】輝度が改良された半導体発光装置とそれを製造するための方法の提供。【解決手段】半導体発光素子の光取り出し表面へ自己組織化膜により凹凸構造を形成する際に、電極部分の厚さに起因する凹凸構造が形成できない部分を減少するため、電極形成部分を保護膜により保護し、最後に電極を形成する。このとき、光取り出し表面と電極との間にオーミックコンタクトを生成させるコンタクト層を設ける。【選択図】図１
2010161103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を取り出す半導体層の表面に電極と凹凸構造とが形成された半導体発光装置の製造方法であって、
基板上に活性層と前記半導体層とを形成させる工程と、
前記半導体層の上に、前記半導体層の表面と前記電極との間にオーミックコンタクトを生成するためのコンタクト層を形成させる工程と、
前記半導体層の表面の電極を生成する部分に酸化物膜を形成させる工程と、
前記酸化物膜を含む、半導体層の表面の全面に保護膜を形成させる工程と、
前記保護膜の上に自己組織化膜を形成させる工程と、
前記自己組織化膜をマスクとして用いて前記保護膜をドライエッチングにより加工して保護膜マスクを形成させる工程と、
前記保護膜マスクを用いて前記半導体層をドライエッチングにより加工して凹凸構造を形成させる工程と、
前記電極を形成させる部分の前記保護膜を除去して、前記コンタクト層の上に導電性材料を堆積させて電極を形成させる工程と、
を有することを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
【請求項２】
前記保護膜が、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、および酸化チタンからなる群から選択される、請求項１に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項３】
前記保護膜の膜厚が３００ｎｍ以下である、請求項１または２に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項４】
前記酸化物膜が、二酸化ケイ素である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項５】
前記半導体層が電流拡散層である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項６】
前記半導体層の表面が、３種類以上の元素を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項７】
前記半導体層の表面がＩｎＧａＡｌＰ、ＡｌＧａＡｓおよびＡｌＧａＮからなる群から選択される材料を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項８】
前記コンタクト層が、ＧａＡｓまたはＧａＮを含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項９】
前記自己組織化膜が、２つ以上のセグメントを含むブロックコポリマーを含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項１０】
前記自己組織化膜が、スピンコートにより形成される、請求項１〜９のいずれか１項に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項１１】
前記導電性材料が、金、金−亜鉛、金−ゲルマニウム、または金−ニッケル合金である、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項１２】
光を取り出す半導体層の表面に電極と凹凸構造とが形成された半導体発光装置の製造方法であって、
基板上に活性層と前記半導体層とを形成させる工程と、
前記半導体層の表面の電極を生成する部分に酸化物膜を形成させる工程と、
前記酸化物膜を含む、半導体層の表面の全面に保護膜を形成させる工程と、
前記保護膜の上に自己組織化膜を形成させる工程と、
前記自己組織化膜をマスクとして用いて前記保護膜をドライエッチングにより加工して保護膜マスクを形成させる工程と、
前記保護膜マスクを用いて前記半導体層をドライエッチングにより加工して凹凸構造を形成させる工程と、
前記電極を形成させる部分の前記保護膜を除去して、前記コンタクト層の上に導電性材料を堆積させて電極を形成させる工程と、
を有し、かつ
前記半導体層の表面と前記電極との間にオーミックコンタクトを生成させる工程と、をさらに有することを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１つの製造方法により製造されたことを特徴とする、半導体発光装置。
【請求項１４】
光を取り出す半導体層の表面に電極と凹凸構造とが形成された半導体発光装置であって、前記電極から１０μｍ以内の領域に、凹凸構造が形成されていることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項１５】
前記電極から１μｍ以内の領域に、凹凸構造が形成されていない、請求項１４に記載の半導体発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光取り出し面に改良された凹凸構造を形成させる半導体発光装置の製造方法と、その方法により製造された半導体発光装置に係わるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体発光装置、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）の光取り出し効率を改良するために、ブロックポリマーの自己組織化膜をマスクとして用いて、発光装置の光取り出し面に凹凸構造を形成させることが提案されている（特許文献１〜３参照）。
【０００３】
凹凸構造の形成は、通常、光取り出し面へ電極が形成された後に行われている。光取り出し面へ自己組織化膜をスピンコートにより形成した後、自己組織化のパターンをマスクとして光取り出し面へドライエッチングによって凹凸構造を形成している。しかし、通常、電極の厚さは１μｍ以上あるため、自己組織化膜をスピンコートにより形成すると電極近傍は段差が大きいため、自己組織化膜が狙った膜厚よりも大きく形成されてしまう。そのため厚膜の厚い電極近傍部分は自己組織化のパターンを光取り出し面へ転写することができない。そのため、凹凸構造が形成される領域が減少し、特に発光の強い電極近傍に凹凸構造が形成されにくいため発光装置の輝度に関して改良の余地があった。
【０００４】
また、特許文献４にはフォトリソグラフィーを用いて凹凸構造を形成させ、最後に電極を形成させる方法が記載されている。この方法では、電極に比較的近い領域に凹凸構造を形成させることができるものの、ＧａＡｓなどのエッチングレートが高い半導体を含む場合には良好な凹凸構造を形成することができなかった。
【特許文献１】特開２００３−２５８２９６号公報
【特許文献２】特開２００６−１０８６３５号公報
【特許文献３】特開２００６−２２２２８８号公報
【特許文献４】特開２００７−２２０８６５方公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、半導体発光装置において、光取り出し面において電極により近い領域に凹凸構造を形成させることができる、半導体発光装置の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施態様による半導体発光装置の製造方法は、
光を取り出す半導体層の表面に電極と凹凸構造とが形成された半導体発光装置の製造方法であって、
基板上に活性層と前記半導体層とを形成させる工程と、
前記半導体層の上に、前記半導体層の表面と前記電極との間にオーミックコンタクトを生成するためのコンタクト層を形成させる工程と、
前記半導体層の表面の電極を生成する部分に酸化物膜を形成させる工程と、
前記酸化物膜を含む、半導体層の表面の全面に保護膜を形成させる工程と、
前記保護膜の上に自己組織化膜を形成させる工程と、
前記自己組織化膜をマスクとして用いて前記保護膜をドライエッチングにより加工して保護膜マスクを形成させる工程と、
前記保護膜マスクを用いて前記半導体層をドライエッチングにより加工して凹凸構造を形成させる工程と、
前記電極を形成させる部分の前記保護膜を除去して、前記コンタクト層の上に導電性材料を堆積させて電極を形成させる工程と、
を有することを特徴とするものである。
【０００７】
本発明のほかの一実施態様による半導体発光装置の製造方法は、
光を取り出す半導体層の表面に電極と凹凸構造とが形成された半導体発光装置の製造方法であって、
基板上に活性層と前記半導体層とを形成させる工程と、
前記半導体層の表面の電極を生成する部分に酸化物膜を形成させる工程と、
前記酸化物膜を含む、半導体層の表面の全面に保護膜を形成させる工程と、
前記保護膜の上に自己組織化膜を形成させる工程と、
前記自己組織化膜をマスクとして用いて前記保護膜をドライエッチングにより加工して保護膜マスクを形成させる工程と、
前記保護膜マスクを用いて前記半導体層をドライエッチングにより加工して凹凸構造を形成させる工程と、
前記電極を形成させる部分の前記保護膜を除去して、前記コンタクト層の上に導電性材料を堆積させて電極を形成させる工程と、
を有し、かつ
前記半導体層の表面と前記電極との間にオーミックコンタクトを生成させる工程と、をさらに有することを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の一実施態様である半導体発光装置は、前記のいずれかの製造方法により製造されたことを特徴とするものである。
【０００９】
さらに、本発明のほかの一実施態様である半導体発光装置は、光を取り出す半導体層の表面に電極と凹凸構造とが形成された半導体発光装置であって、前記電極から１０μｍ以内の領域に、凹凸構造が形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電極形成部分を初期には保護しておき、最後に電極を形成することにより、電極により近い領域に凹凸構造を形成させることができる。この結果、凹凸構造が形成されない領域が減り、またより強い発光を取り出すことができる電極近傍に凹凸構造を形成することができため、輝度向上率が改良される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
本発明の一実施形態にかかる方法により製造される、ＬＥＤの構造を表わす断面図は図１に示す通りである。
【００１３】
この図に示された発光装置は、例えばｎ型のＧａＡｓからなる基板１０１を具備する。この基板１０１上に、例えばｎ型ＩｎＡｌＰクラッド層、ＩｎＧａＰ活性層、ｐ型ＩｎＡｌＰクラッド層などを含むヘテロ構造部１０２が形成され、その上に例えばｐ型のＩｎＧａＡｌＰからなる電流拡散層１０３が形成されている。電流拡散層１０３上の一部にはｐ側電極１０５が形成されている。そして、電極１０５と電流拡散層１０３の間にはオーミックコンタクトを取るためのＧａＡｓコンタクト層１０４が薄く形成されている。特に電流拡散層１０３が多元素からなる層である場合、例えばＩｎＧａＡｌＰ、またはＡｌＧａＡｓのような３元以上の元素からなる層である場合、このようなコンタクト層が無いと、その上に形成される電極がオーミックコンタクトしにくくなる。オーミックコンタクトが得られないと、電流の損失が起こり、発光は減少する。したがって、このコンタクト層が必要となる。ここで、コンタクト層の材料として用いられる材料は、コンタクト層の両側に隣接する半導体層や電極の種類により異なるが、一般的にはＧａＡｓ、またはＧａＰなどが好ましい。基板の裏面側にはｎ側電極１０６が形成されている。そして活性層における発光は、電流拡散層１０３の電極１０５が形成されていない面から取り出されるようになっている。
【００１４】
これに加えて本発明の一実施形態では、電流拡散層の電極が形成されていない露出表面に微小な突起１０７が形成され、凹凸構造を構成している。このような凹凸構造はＬＥＤの輝度の改良に寄与するものである。ここで、ＬＥＤにおいて発光は電極に近い部分で強いため、このような凹凸構造が電極により近い領域に形成されることが好ましい。ところが、従来の製造方法では凹凸構造が電極の近傍に形成できなかった。具体的には、図１における電極と凹凸構造を形成する突起との間隔（Ａ）が１０μｍ以上となることが一般的であった。これは、ブロックコポリマーを含む自己組織化膜を形成する際に、スピンコーティングを用いるため、あらかじめ電極が形成されていると、電極近傍で自己組織化膜が厚くなって段差ができてしまうためである。
【００１５】
これに対して、本発明の方法によれば、電極と凹凸構造を形成する突起との間隔を１０μｍ以下にすることができ、凹凸構造が形成された領域が拡大された発光装置を製造することが可能となった。ここで、本発明の方法によれば、電極と凹凸構造を形成する突起との間隔を著しく短くすることができるが、一般に１μｍ未満とすると、電流拡散層での電流の広がりが悪くなり、活性層での発光領域が狭くなるため内部の発光効率が下がる点で好ましくない。
【００１６】
［発光装置の製造方法］
次に、本発明の一実施形態である半導体発光装置の製造方法について説明する。この方法においては、本発明者らが開発したブロックコポリマーを用いたミクロ相分離構造を利用する方法（例えば、特許文献１参照）を用いることもできる。このような方法を図２を用いて説明すると以下の通りである。
【００１７】
まず、ｎ−ＧａＡｓ基板１０１上にｎ型ＩｎＡｌＰクラッド層、ＩｎＧａＰ活性層、ｐ型ＩｎＡｌＰクラッド層などを含むヘテロ構造部１０２を形成させ、その上にｐ型のＩｎＧａＡｌＰの電流拡散層１０３をエピタキシャル成長させる。電流拡散層の上にオーミックコンタクトをとるためにｐ型のＧａＡｓコンタクト層１０４（０．１μｍ）を形成させる。そして、基板の裏面側にｎ側電極１０６を形成させる（図２（ａ））。
【００１８】
次いで、発光素子基板に全面にＳｉＯ２膜２０１を化学気相成長法（以下、ＣＶＤという）により形成させる（図２（ｂ））。その後、ＳｉＯ２膜２０１上へレジスト膜（図示せず）を形成させ、露光および現像を行うことにより電極形成用のレジストパターンを形成させる。そのレジストパターンを用いてウエットエッチングによりＳｉＯ２膜を加工する。続いてＧａＡｓコンタクト層をウエットエッチングにより加工する。最後に残余のレジスト膜を除去する（図２（ｃ））。通常、ＧａＡｓコンタクト層は電極が形成される部分を残し除去される。
【００１９】
次いで、基板表面へ凹凸構造を形成させるための保護膜、例えばＳｉＯ２膜２０２を形成させる。保護膜の膜厚を３００ｎｍ以下にすると、後述する自己組織化膜の塗布後の電極近傍の厚膜の部分を大幅に減少でき、凹凸構造が形成される領域が増加するので好ましい。そのＳｉＯ２膜上へミクロ相分離構造組成物であるブロックコポリマーを溶剤に溶解させた溶液をスピンコートで塗布してブロックコポリマー膜２０３を形成させた後、プリベークして膜中の溶剤を除去する。ここで、ブロックコポリマーとしては、ポリスチレンセグメントとポリメチルメタクリレートセグメントを有するブロックコポリマーを用いることができる。続いて窒素雰囲気中でアニールを行い、ブロックコポリマーの相分離を行う（図２（ｄ））。この相分離によってブロックコポリマーを構成する複数のポリマーフラグメント（２０３Ａ、２０３Ｂ）が形成される。
【００２０】
次いで、図２（ｄ）に示す相分離させたブロックコポリマー膜付き基板をエッチングガス流通下でリアクティブイオンエッチング（以下、ＲＩＥという）によりブロックコポリマー膜をエッチングする。このとき、複数のポリマーフラグメントのエッチング速度の差によりいずれかのポリマーフラグメントの相が選択的にエッチングされるため、図２（ｅ）に示すように、微小なポリマーパターン２０４が残る。
【００２１】
次いで、ポリマーパターン２０４をマスクと用いてＳｉＯ２膜をＲＩＥ加工する。使用するガスはフッ素系のガスであるＣＦ４やＣＨＦ３、Ｃ４Ｆ８を使用し、またフッ素系のガスにＡｒやＯ２を添加して用いることもある。ＲＩＥ加工後、ポリマーマスク２０４は不要のため、一般的には酸素アッシングなどにより除去される。このような操作により、保護膜（ＳｉＯ２）のパターン２０５が形成される（図２（ｆ））。
【００２２】
次いで、ＳｉＯ２のパターン２０５をマスクにして、適当なエッチングガスによりＲＩＥ加工すると、ＩｎＧａＡｌＰの電流拡散層の表面に微小な突起１０７が形成され、微細な凹凸パターンが形成される。ＲＩＥ加工に使用されるガスは、Ｃｌ２に限定されるものではなく、ＢＣｌ３ 、Ｎ３、またはＡｒを添加してもエッチングできる。その後、ＳｉＯ２膜２０１およびＳｉＯ２のパターン２０５を除去することにより、発行装置の表面に、例えば円柱形状の突起１０７を含む、凹凸パターンが形成される（図２（ｇ））。
【００２３】
次いで、不活性ガス、例えばＡｒガスやＨｅガスでスパッタリングすると、図２（ｈ）に示すように、微小な突起１０７の上底部と下底部がスパッタエッチングされ、円錐形状、円柱形状、および円錐台形状を有する凹凸構造が得られる。
【００２４】
次いで、電極形成部分を保護しているＳｉＯ２膜をウエットエッチングより除去する。その後、リフトオフ用レジスト膜を形成させ、現像および露光により電極形成用のパターンを形成させる。続いて電極２０６を例えば金を蒸着することにより形成させる。その後、レジストを剥いで電極を形成する（図２（ｉ））。このようにして本発明の方法により半導体発光装置を製造することができる。
【００２５】
ここでは電極の保護膜としてＳｉＯ２膜を使用した例を説明した。しかしながら、保護膜として用いられるものはＳｉＯ２に限定されず、そのほかＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＴｉＯ２膜等を用いることができる。
【００２６】
本発明を実施例を用いて詳細に説明すると以下の通りである。従来の電極が形成された後に凹凸構造を形成したＬＥＤと本発明の製造方法により凹凸構造を形成したＬＥＤの輝度の比較を行った。
【００２７】
（実施例１）
前記した方法に準じてＬＥＤを製造した。
図２（ａ）に示すように、ｎ−ＧａＡｓ基板１０１上にｎ型ＩｎＡｌＰクラッド層、ＩｎＧａＰ活性層、ｐ型ＩｎＡｌＰクラッド層などを含むヘテロ構造部１０２を形成させた。その上にｐ型のＩｎＧａＡｌＰの４元元素を含む電流拡散層１０３をエピタキシャル成長させる。電流拡散層１０３の上にオーミックコンタクトをとるためにｐ型のＧａＡｓコンタクト層１０４（０．１μｍ）を形成させた。基板の裏面側にはｎ側電極１０６を形成させた。このＬＥＤの発光波長は６３５ｎｍであった。
【００２８】
次いで、発光素子基板に全面にＳｉＯ２膜２０１をＣＶＤ法により３００ｎｍの厚さで形成させた（図２（ｂ））。その後、ＳｉＯ２膜上へｉ線レジスト（ＴＨＭＲ（商品名）、東京応化工業株式会社製）を１μｍの厚さで形成させ、露光および現像を行って、電極形成用のレジストパターンを形成させた。そのレジストパターンを用いてフッ化アンモニウムによりＳｉＯ２膜をウエットエッチングした。続いてＧａＡｓコンタクト層１０４を燐酸によりウエットエッチングした。最後にレジストを剥離液により除去した（図２（ｃ））。
【００２９】
次いで、基板表面へ凹凸構造を形成させるためのＳｉＯ２膜２０２をＣＶＤ法により１００ｎｍの厚さで形成させた。続いて、ＳｉＯ２上に分子量３１５，０００のポリスチレン（以下、ＰＳという）ブロックと、分子量７８５，０００のポリメチルメタクリレート（以下、ＰＭＭＡという）ブロックを有するブロックコポリマーを溶剤に溶かした液をスピンコート法で３０００ｒｐｍで塗布した。さらに、１１０℃、９０秒の条件下でプリベークして溶剤を除去して１５０ｎｍの膜厚のブロックコポリマー膜２０３を得た。その膜を窒素雰囲気中で２１０℃、４時間の条件でアニールを行い、ＰＳとＰＭＭＡの相分離を行い、直径１１０ｎｍ程度のＰＳのドットパターンを形成させた（図２（ｄ））。
【００３０】
次いで、相分離したブロックコポリマー付き基板を、Ｏ２流量３０ｓｃｃｍ、圧力１３．３Ｐａ（１００ｍＴｏｒｒ）、パワー１００Ｗの条件でＲＩＥすることにより、相分離したブロックコポリマー膜をエッチングした。このとき、ＰＳとＰＭＭＡのエッチング速度差により、ＰＭＭＡが選択的にエッチングされ、図２（ｅ）に示すように、ＰＳのパターン２０４が残ることになる。
【００３１】
次いで、このＰＳのパターンをマスクにして、ＣＦ４流量３０ｓｃｃｍ、圧力１．３３Ｐａ（１０ｍＴｏｒｒ）、パワー１００Ｗの条件でＳｉＯ２膜２０２をエッチングした。残留したＰＳパターン２０４は不要のため、Ｏ２アッシングにより除去した。これにより、図２（ｆ）に示すように、ＳｉＯ２マスクパターンが形成された。
【００３２】
次いで、容量結合プラズマ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍ、以下ＩＣＰという）を用いて、Ａｒ／Ｃｌ２ ＝５／２０ｓｃｃｍ、０．２６６Ｐａ（２ｍＴｏｒｒ）、入射電力／バイアス電力＝１００／３００Ｗの条件で２分間処理を行うと、図２（ｇ）に示すように円柱形状の突起１０７が形成された。
【００３３】
次いで、ＡｒガスでＡｒ流量５０ｓｃｃｍ、圧力０．６５Ｐａ（５ｍＴｏｒｒ）、パワー３００Ｗで６０秒の条件でスパッタリングした。このような条件は比較的穏やかなもので、円柱状パターンがすべて除去されること無く、円柱形状の突起１０７の底辺部と頂上部がスパッタリングされ、円錐台形状または円錐形状の突起が形成された。
【００３４】
次いで、電極形成部分を保護しているＳｉＯ２膜２０１をウエットエッチングより除去した。その後、リフトオフ用レジスト（ＴＬＯＲ（商品名）、東京応化工業株式会社製）を３μｍの厚さで塗布してレジスト膜を形成させ、現像および露光を行うことにより電極形成用のパターンを形成させた。続いて、金／金−亜鉛を蒸着法により１μｍの膜厚で形成させた。その後、レジスト膜を剥離液で剥ぐことにより金電極２０６を形成させた（図２（ｉ））。最後に電極２０６とＧａＡｓコンタクト層１０４のオーミック性を形成させるため４００℃で３０分間、窒素雰囲気下でアニールを行った。このような方法により、本発明による半導体発光装置（ＬＥＤ）を製造した。
【００３５】
（比較例１）
次に、比較のため従来のプロセスによって、凹凸構造を具備したＬＥＤを製造した。具体的には、実施例１に対して、あらかじめ金電極が形成された発光素子基板を用意し、それに対して凹凸構造を形成させた。凹凸構造形成のプロセスは実施例１と同様に行った。
【００３６】
従来の方法により製造された比較例１のＬＥＤでは、電極から１２μｍ離れた領域からしか凹凸構造が形成されなかったが、実施例１のＬＥＤでは電極から１〜５μｍ離れた領域から凹凸構造が形成できた。それにより実施例１のＬＥＤは、比較例１のＬＥＤより２０％の輝度向上の改善を示した。
【００３７】
（実施例２）
図３（ａ）に示すように、ｎ−ＧａＰ基板１０１上に、ＩｎＧａＡｌＰ活性層１０２Ａをｎ−ＩｎＡｌＰクラッド層１０２Ｂ及びｐ−ＩｎＡｌＰクラッド層１０２Ｃで挟んだダブルへテロ構造１０２を形成させ、その上にｐ−ＧａＰ電流拡散層１０３を形成させた。この場合、ｐ−ＧａＰ電流拡散層は、光を取り出す半導体層であるが、コンタクト層としても作用するといえる。ｎ−ＧａＰ基板の反対側面の全面にｎ側電極１０６が形成され、これにより発光波長６１２ｎｍのＬＥＤが構成されている。
【００３８】
次いで、実施例１と同様にして、発光素子基板に全面にＳｉＯ２膜２０１をＣＶＤ法により２００ｎｍの厚さで形成させた（図３（ｂ））。その後、ＳｉＯ２膜上へｉ線レジスト（ＴＨＭＲ(商品名)、東京応化工業株式会社製）を塗布して１μｍの厚さでレジスト膜を形成させ、露光および現像を行うことにより電極用のレジストパターンを形成させた。そのレジストパターンを用いてフッ化アンモニウムによりＳｉＯ２膜をウエットエッチングした。最後にレジストを剥離液により除去した（図３（ｃ））。
【００３９】
次いで、基板表面へ実施例１と同様にして凹凸構造を形成させるためのＳｉＯ２膜２０２をＣＶＤ法により７０ｎｍの厚さで形成させた。続いて、実施例１と同様にして、ブロックコポリマー膜２０３を形成させ、ブロックポリマー膜の相分離パターンを形成させた（図３（ｄ））。
【００４０】
次いで、相分離したブロックコポリマー付き基板を、Ｏ２流量３０ｓｃｃｍ、圧力１３．３Ｐａ（１００ｍＴｏｒｒ）、パワー１００Ｗの条件でＲＩＥ処理することにより、相分離したＰＳとＰＭＭＡをエッチングした。図３（ｅ）に示すように、ＰＳのパターン２０４が残った。
【００４１】
次いで、実施例１と同様にして、このＰＳのパターン２０４をマスクにして、ＣＦ４流量３０ｓｃｃｍ、圧力１．３３Ｐａ（１０ｍＴｏｒｒ）、パワー１００Ｗの条件でＳｉＯ２膜２０２をエッチングした。残留したＰＳのパターン２０４は不要のため、Ｏ２アッシングにより除去した。これにより、図３（ｆ）に示すように、ＳｉＯ２マスクパターン２０５が形成された。
【００４２】
次いで、ＩＣＰを用いて、ＢＣｌ３／Ｃｌ２ ＝５／２０ｓｃｃｍ、０．２６６Ｐａ（２ｍＴｏｒｒ）、入射電力／バイアス電力＝１００／１００Ｗの条件で処理を２分間行うと、図３（ｇ）に示すように円柱形状の突起１０７が形成された。
【００４３】
次いで、実施例１と同様にして、ＡｒガスでＡｒ流量５０ｓｃｃｍ、圧力０．６５Ｐａ（５ｍＴｏｒｒ）、パワー３００Ｗで６０秒スパッタリングすることにより、円柱形状の突起の底辺部と頂上部がスパッタリングされ、円錐台形状または円錐形状の突起が形成された。
【００４４】
次いで、電極形成部分を保護しているＳｉＯ２膜をウエットエッチングより除去した。その後、リフトオフ用レジスト（ＴＬＯＲ（商品名）、東京応化工業株式会社製）を３μｍの厚さで塗布してレジスト膜を形成させ、現像および露光を行うことにより電極形成用のパターンを形成させた。続いて、金／金−亜鉛を蒸着法により１μｍの厚さで堆積させた。その後、レジスト膜を剥離液で剥いで金電極１０５を形成させた（図３（ｉ））。最後に電極１０５とＧａＰ電流拡散層（コンタクト層を兼ねる）１０３のオーミック性を形成するため４００℃で３０分間、窒素雰囲気下でアニールを行った。このような方法により、本発明による半導体発光装置（ＬＥＤ）を製造した。
【００４５】
（比較例２）
次に、比較のため従来のプロセスによって、凹凸構造を具備したＬＥＤを製造した。具体的には、実施例２に対して、あらかじめ金電極が形成された発光素子基板を用意し、それに対して凹凸構造を形成させた。凹凸構造形成のプロセスは実施例２と同様に行った。
【００４６】
従来の方法により製造された比較例２のＬＥＤでは、電極から１０μｍより離れた領域からしか凹凸構造が形成されなかったが、実施例２のＬＥＤでは電極から１〜３μｍ離れた領域から凹凸構造が形成できた。それにより実施例２のＬＥＤは、比較例２のＬＥＤより２５％の輝度向上の改善を示した。
【００４７】
（実施例３）
図４（ａ）に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１０１上に、ｎ型ＧａＮバッファ層、ｎ型ＧａＮクラッド層、およびＩｎＧａＮ／ＧａＮからなるＭＱＷ活性層４０１、ｐ型ＡｌＧａＮキャップ層４０２、ｐ型ＧａＮコンタクト層１０３を成長形成させ、基板の裏面にｎ側電極１０６を形成させた。ここで、ｎ型電極にはＴｉを用いた。この発光ダイオード（ＬＥＤ）の発光波長は４００ｎｍであった。
【００４８】
次いで、実施例１と同様にして、発光素子基板に全面にＳｉＯ２膜２０１をＣＶＤ法により３００ｎｍの厚さで形成させた（図４（ｂ））。その後、ＳｉＯ２膜２０１上へｉ線レジスト（ＴＨＭＲ（商品名）、東京応化工業株式会社製）を１μｍの厚さで塗布してレジスト膜を形成させ、露光および現像を行うことにより電極用のレジストパターンを形成させた。そのレジストパターンを用いてフッ化アンモニウムによりＳｉＯ２膜２０１をウエットエッチングした。最後にレジストを剥離液により除去した（図４（ｃ））。
【００４９】
次いで、基板表面へ実施例１と同様にして凹凸構造を形成させるためのＳｉＯ２膜２０２をＣＶＤ法により１３０ｎｍの厚さで形成させた。続いて、実施例１と同様にして、ブロックコポリマー膜２０３を形成させ、ブロックポリマー膜の相分離パターンを形成させた（図４（ｄ））。
【００５０】
次いで、相分離したブロックコポリマー付き基板を、Ｏ２流量３０ｓｃｃｍ、圧力１３．３Ｐａ（１００ｍＴｏｒｒ）、パワー１００Ｗの条件でＲＩＥ処理することにより、相分離したＰＳとＰＭＭＡをエッチングした。図４（ｅ）に示すように、ＰＳのパターン２０４が残った。
【００５１】
次いで、実施例１と同様にして、このＰＳのパターン２０４をマスクにして、ＣＦ４流量３０ｓｃｃｍ、圧力１．３３Ｐａ（１０ｍＴｏｒｒ）、パワー１００Ｗの条件でＳｉＯ２膜２０２をエッチングした。残留したＰＳのパターン２０４は不要のため、Ｏ２アッシングにより除去した。これにより、図４（ｆ）に示すように、ＳｉＯ２マスクパターン２０５が形成された。
【００５２】
次いで、ＩＣＰを用いて、ＢＣｌ３／Ｃｌ２ ＝５／２０ｓｃｃｍ、０．２６６Ｐａ（２ｍＴｏｒｒ）、入射電力／バイアス電力＝１００／３００Ｗの条件で処理を１５０秒間行うと、図４（ｇ）に示すように円柱形状の突起１０７が形成された。
【００５３】
次いで、実施例１と同様にして、ＡｒガスでＡｒ流量５０ｓｃｃｍ、圧力０．６５Ｐａ（５ｍＴｏｒｒ）、パワー３００Ｗで６０秒スパッタリングすることにより、円柱形状の突起の底辺部と頂上部がスパッタリングされ、円錐台形状または円錐形状の突起が形成された。
【００５４】
次いで、電極形成部分を保護しているＳｉＯ２膜をウエットエッチングより除去した。その後、リフトオフ用レジスト（ＴＬＯＲ（商品名）、東京応化工業株式会社製）を３μｍの厚さで塗布してレジスト膜を形成させ、現像および露光を行うことにより電極形成用のパターンを形成させた。続いて、ニッケル、金を電子ビーム蒸着法により１μｍの厚さで堆積させた。その後、レジスト膜を剥離液で剥いでニッケル−金電極を形成させた（図４（ｉ））。このような方法により、本発明による半導体発光装置（ＬＥＤ）を製造した。
【００５５】
(比較例３)
次に、比較のため従来のプロセスによって、凹凸構造を具備したＬＥＤを製造した。具体的には、実施例３に対してあらかじめニッケル−金電極が形成された発光素子基板を用意し、それに対して凹凸構造を形成させた。凹凸構造形成のプロセスは実施例３と同様に行った。
【００５６】
従来の方法により製造された比較例３のＬＥＤでは、電極から１５μｍより離れた領域からしか凹凸構造が形成されなかったが、実施例３のＬＥＤは電極から２〜８μｍ離れた領域から凹凸構造が形成できた。それにより実施例３のＬＥＤは比較例３のＬＥＤより２０％の輝度向上の改善を示した。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施形態にかかる方法により製造される、ＬＥＤの構造を表わす断面図。
【図２】本発明の一実施形態である半導体発光装置の製造方法を示す模式断面図。
【図３】実施例２の半導体発光装置の製造方法を示す模式断面図。
【図４】実施例３の半導体発光装置の製造方法を示す模式断面図。
【符号の説明】
【００５８】
１０１  基板
１０２  ヘテロ構造部
１０２Ａ  活性層
１０２Ｂ、１０２Ｃ  クラッド層
１０３  電流拡散層
１０４  コンタクト層
１０５、１０６  電極
１０７  突起
２０１  ＳｉＯ２膜
２０２  保護膜
２０３  ブロックコポリマー膜
２０３Ａ、２０３Ｂ  ポリマーフラグメント
２０４  ポリマーパターン
２０５  保護膜パターン
４０１  ＭＱＷ活性層
４０２  ギャップ層
【図１】
2010161103.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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