(57)【要約】【課題】ドライエッチング工程で生じる保護金属層の残留物が化合物半導体層に付着され、電気的特性が低下することを解決することができる発光素子及びその製造方法を提供すること。【解決手段】第１の導電型半導体層、活性層、及び第２の導電型半導体層を有する化合物半導体層と、前記第２の導電型半導体層の一部領域に形成された金属反射層と、少なくとも前記第２の導電型半導体層の境界領域に形成された絶縁構造体と、前記金属反射層及び前記絶縁構造体が形成された前記第２の導電型半導体層を覆うように形成された金属材料構造体と、前記金属材料構造体にボンディングされた基板と、を備え、前記第２の導電型半導体層の境界領域は、前記第２の導電型半導体層の外周に沿って、前記第２の導電型半導体層の外部領域を含むことを特徴とする発光素子が提供される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の導電型半導体層、活性層、及び第２の導電型半導体層を有する化合物半導体層と、
前記第２の導電型半導体層の一部領域に形成された金属反射層と、
少なくとも前記第２の導電型半導体層の境界領域に形成された絶縁構造体と、
前記金属反射層及び前記絶縁構造体が形成された前記第２の導電型半導体層を覆って形成された金属材料構造体と、
前記金属材料構造体にボンディングされた基板と、を備え、
前記第２の導電型半導体層の境界領域は、前記第２の導電型半導体層の外周に沿って、前記第２の導電型半導体層の外部領域を含むことを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記基板は、導電性基板であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記基板は、サファイア基板であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項４】
前記絶縁構造体は、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＭｇＯ、ＴａＯ、ＴｉＯ２、ポリマーの少なくともいずれか一つを有することを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項５】
前記絶縁構造体は、前記金属材料構造体の一部を露出させるように形成され、
前記発光素子は、
前記第１の導電型半導体層上に形成された第１の電極と、
前記絶縁構造体から露出される前記金属材料構造体上に形成された第２の電極と、をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項６】
前記第２の電極に接触する前記金属材料構造体は、前記絶縁構造体の上面まで充填されていることを特徴とする請求項５に記載の発光素子。
【請求項７】
前記金属材料構造体に接触する前記第２の電極は、前記絶縁構造体の下面まで充填されていることを特徴とする請求項５に記載の発光素子。
【請求項８】
前記絶縁構造体は、前記第２の導電型半導体層の下面の少なくとも一部に延長されて形成されたことを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項９】
前記絶縁構造体は、前記金属反射層の少なくとも一部を覆うように延長されて形成されたことを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項１０】
犠牲層上に第１の導電型半導体層、活性層、及び第２の導電型半導体層を形成し、前記第２の導電型半導体層の一部領域上に金属反射層を形成し、
少なくとも前記第２の導電型半導体層の境界領域に絶縁構造体を形成し、
前記金属反射層及び前記絶縁構造体が形成された前記第２の導電型半導体層の上部に金属材料構造体を形成し、
前記金属材料構造体上にボンディング基板を形成し、前記犠牲層を除去して前記第１の導電型半導体層を露出させ、
前記絶縁構造体が露出するまで、前記第１の導電型半導体層、前記活性層、前記第２の導電型半導体層をエッチングすること、を含み、
前記第２の導電型半導体層の境界領域は、前記第２の導電型半導体層の外周に沿って、前記第２の導電型半導体層の外部領域を含むことを特徴とする発光素子の製造方法。
【請求項１１】
前記基板は、導電性基板であることを特徴とする請求項１０に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１２】
前記基板は、サファイア基板であることを特徴とする請求項１０に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１３】
前記絶縁構造体は、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＭｇＯ、ＴａＯ、ＴｉＯ２、ポリマーの少なくともいずれか一つを有することを特徴とする請求項１０に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１４】
前記絶縁構造体は、前記金属材料構造体の一部を露出させるように形成され、
前記発光素子の製造方法は、
前記第１の導電型半導体層上に第１の電極を形成し、
前記絶縁構造体から露出される前記金属材料構造体上に第２の電極を形成すること、をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１５】
前記第２の電極に接触する前記金属材料構造体は、前記絶縁構造体の上面まで充填されていることを特徴とする請求項１４に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１６】
前記絶縁構造体は、前記第２の導電型半導体層の下面の少なくとも一部に延長されて形成されたことを特徴とする請求項１０に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１７】
前記絶縁構造体は、前記金属反射層の少なくとも一部を覆うように延長されて形成されたことを特徴とする請求項１０に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１８】
第１の導電型半導体層、活性層、及び第２の導電型半導体層を有する化合物半導体層と、
前記第２の導電型半導体層の一部領域に形成された金属反射層と、
少なくとも前記活性層及び前記第２の導電型半導体層の側面を覆うように形成された絶縁構造体と、
前記金属反射層が形成された前記第２の導電型半導体層及び前記絶縁構造体を覆うように形成された金属材料構造体と、
前記金属材料構造体にボンディングされた基板と、を備え、
前記絶縁構造体は、前記金属材料構造体の一部を露出させるように形成されたことを特徴とする発光素子。
【請求項１９】
前記第１の導電型半導体層上に形成された第１の電極と、
前記絶縁構造体から露出される前記金属材料構造体上に形成された第２の電極と、をさらに有することを特徴とする請求項１８に記載の発光素子。
【請求項２０】
前記第２の電極に接触する前記金属材料構造体は、前記絶縁構造体の上面まで充填されていることを特徴とする請求項１９に記載の発光素子。
【請求項２１】
前記金属材料構造体に接触する前記第２の電極は、前記絶縁構造体の下面まで充填されていることを特徴とする請求項１９に記載の発光素子。
【請求項２２】
前記絶縁構造体は、前記第１の導電型半導体層の側面の少なくとも一部を覆うように形成されたことを特徴とする請求項１８に記載の発光素子。
【請求項２３】
前記絶縁構造体は、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＭｇＯ、ＴａＯ、ＴｉＯ２、ポリマーの少なくともいずれか一つを有することを特徴とする請求項１８に記載の発光素子。
【請求項２４】
前記絶縁構造体は、前記第２の導電型半導体層の下面の少なくとも一部に延長されて形成されたことを特徴とする請求項１８に記載の発光素子。
【請求項２５】
前記絶縁構造体は、前記金属反射層の少なくとも一部を覆うように延長されて形成されたことを特徴とする請求項１８に記載の発光素子。
【請求項２６】
犠牲基板上に第１の導電型半導体層、活性層、及び第２の導電型半導体層を有する化合物半導体層を形成し、前記犠牲基板または前記第１の導電型半導体層を露出させるメサエッチング工程を行い、
前記第２の導電型半導体層の上部の一部領域に金属反射層を形成し、
前記メサエッチング工程により露出した前記第１の導電型半導体層または前記犠牲基板上に、少なくとも前記活性層及び前記第２の導電型半導体層の側面を取り囲む絶縁構造体を形成し、
前記金属反射層が形成された前記第２の導電型半導体層の上部と前記絶縁構造体の上部に、金属材料構造体及びボンディング基板を形成し、前記犠牲基板を除去して前記第１の導電型半導体層を露出させ、
少なくとも前記活性層及び前記第２の導電型半導体層の側面が、前記絶縁構造体により覆われている状態で、前記化合物半導体層を個別素子に分離するためのエッチング工程を行うこと、を含み、
前記絶縁構造体は、前記金属材料構造体の一部を露出させるように形成されたことを特徴とする発光素子の製造方法。
【請求項２７】
前記第１の導電型半導体層上に第１の電極を形成し、
前記絶縁構造体から露出された前記金属材料構造体上に第２の電極を形成すること、をさらに含むことを特徴とする請求項２６に記載の発光素子の製造方法。
【請求項２８】
前記第２の電極に接触する前記金属材料構造体は、前記絶縁構造体の上面まで充填されていることを特徴とする請求項２７に記載の発光素子の製造方法。
【請求項２９】
前記金属材料構造体に接触する前記第２の電極は、前記絶縁構造体の下面まで充填されていることを特徴とする請求項２７に記載の発光素子の製造方法。
【請求項３０】
前記絶縁構造体は、前記第１の導電型半導体層の側面の少なくとも一部を覆うように形成されたことを特徴とする請求項２６に記載の発光素子の製造方法。
【請求項３１】
前記絶縁構造体は、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＭｇＯ、ＴａＯ、ＴｉＯ２、ポリマーの少なくともいずれか一つを有することを特徴とする請求項２６に記載の発光素子の製造方法。
【請求項３２】
前記絶縁構造体は、前記第２の導電型半導体層の下面の少なくとも一部に延長されて形成されたことを特徴とする請求項２６に記載の発光素子の製造方法。
【請求項３３】
前記絶縁構造体は、前記金属反射層の少なくとも一部を覆うように延長されて形成されたことを特徴とする請求項２６に記載の発光素子の製造方法。
【請求項３４】
基板と、
前記基板の一領域の上部に配置され、第１導電型の上部半導体層、活性層、及び第２導電型の下部半導体層を有する化合物半導体の発光構造体と、
前記基板のまた他の領域の上部に配置され、前記発光構造体から離隔した第１の導電型半導体の分離層と、
前記発光構造体及び前記分離層と前記基板との間に配置され、前記下部半導体層と前記分離層を電気的に接続する金属材料構造体と、
前記上部半導体層及び前記活性層から前記金属材料構造体を絶縁させるように、前記発光構造体の側面を覆う絶縁構造体と、を備えることを特徴とする発光素子。
【請求項３５】
前記発光構造体上に形成された第１の電極パッドと、前記分離層上に形成された第２の電極パッドと、をさらに有することを特徴とする請求項３４に記載の発光素子。
【請求項３６】
前記下部半導体層の下面と前記金属材料構造体との間に介在された反射金属層をさらに有し、
前記金属材料構造体は、前記反射金属層を覆う保護金属層を有することを特徴とする請求項３４に記載の発光素子。
【請求項３７】
前記金属材料構造体と前記基板とをボンディングするボンディングメタルを有することを特徴とする請求項３４に記載の発光素子。
【請求項３８】
前記金属材料構造体は、前記絶縁構造体を貫通し、前記分離層に接続されることを特徴とする請求項３４に記載の発光素子。
【請求項３９】
前記分離層は、前記上部半導体層と同一レベルに配置されたことを特徴とする請求項３４に記載の発光素子。
【請求項４０】
前記分離層は、前記上部半導体層の少なくとも一部をなす材料と同一の材料により形成されたことを特徴とする請求項３４に記載の発光素子。
【請求項４１】
前記分離層は、前記発光構造体を取り囲むように形成されたことを特徴とする請求項３４に記載の発光素子。
【請求項４２】
前記絶縁構造体は、前記下部半導体層の下面に延長され、前記下部半導体層と前記金属材料構造体との間に介在されたことを特徴とする請求項３４に記載の発光素子。
【請求項４３】
犠牲基板上に第１の導電型半導体層、第２の導電型半導体層、及び前記第１及び第２の導電型半導体層間に介在された活性層を有する化合物半導体層を形成し、前記第１の導電型半導体層が前記犠牲基板の近くに配置され、
前記化合物半導体層をパターニングしてメサを形成し、前記メサの周囲に前記第１の導電型半導体層を露出させ、
前記メサの周囲に露出した前記第１の導電型半導体層及び前記活性層を覆う絶縁構造体を形成し、前記メサの周囲の前記第１の導電型半導体層の一部領域を露出させ、
前記メサと前記メサの周囲に露出した前記第１の導電型半導体層の一部領域を電気的に接続する金属材料構造体を形成し、
前記金属材料構造体に基板をボンディングし、
前記犠牲基板を除去し、前記第１の導電型半導体層を露出させ、前記露出した第１の導電型半導体層をパターニングし、前記メサ上の第１の導電型半導体層から前記メサの周囲の前記第１の導電型半導体層の一部領域を分離することを含むことを特徴とする発光素子の製造方法。
【請求項４４】
前記メサ上の前記第１の導電型半導体層上に第１の電極を形成し、
前記メサの周囲の前記第１の導電型半導体層の一部領域上に第２の電極を形成することをさらに含むことを特徴とする請求項３７に記載の発光素子の製造方法。
【請求項４５】
前記金属材料構造体を形成する前に、反射金属層を形成することをさらに含むことを特徴とする請求項３７に記載の発光素子の製造方法。
【請求項４６】
前記絶縁構造体を形成することは、
前記メサ及び前記メサの周囲に露出した前記第１の導電型半導体層を覆う絶縁層を形成すること、
前記絶縁層をパターニングし、前記メサの上部領域を露出させると共に、前記メサの周囲の前記第１の導電型半導体層の一部領域を露出させる貫通孔を形成すること、を含むことを特徴とする請求項３７に記載の発光素子の製造方法。
【請求項４７】
前記絶縁構造体は、前記メサの上部周縁を覆うことを特徴とする請求項３７に記載の発光素子の製造方法。
【請求項４８】
前記絶縁構造体を形成することは、
前記メサ及び前記メサの周囲に露出した前記第１の導電型半導体層を覆う絶縁層を形成すること、
前記絶縁層をパターニングし、前記メサの上部領域を露出させると共に、前記メサの周囲の前記第１の導電型半導体層の一部領域を露出させること、を含み、前記一部領域は、前記メサを取り囲むことを特徴とする請求項３７に記載の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、発光素子及びその製造方法に関し、より詳しくは、エッチング過程で露出する化合物半導体層の側面にエッチングによる金属残留物が付着して電気的光学的特性を阻害させないようにするため、金属残留物を生じる保護金属層が露出する部分に絶縁層を形成し、保護金属層の露出を防止または最小化させ、または、露出する化合物半導体層の側面を絶縁構造体で保護するように形成された発光素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のような３族元素の窒化物は、熱的安定性に優れ、直接遷移型のエネルギーバンド構造を有しており、最近、青色及び紫外線領域の発光素子用物質として多くの脚光を浴びている。特に、窒化ガリウム（ＧａＮ）を用いた青色及び緑色発光素子は、大型のフルカラー・フラットパネルディスプレイ、信号灯、室内照明、高輝度光源、高解像度出力システム、光通信等様々な応用分野に活用されている。
【０００３】
このようなIII族元素の窒化物、特にＧａＮは、それを成長させる同種の基板を作製し難く、類似した結晶構造を有する異種基板において、有機金属化学気相成長法（ｍｅｔａｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＭＯＣＶＤ）または分子線エピタキシー法（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｂｅａｍ ｅｐｉｔａｘｙ；ＭＢＥ）等の工程を通じて成長される。異種基板としては、六方晶系構造を有するサファイア基板が主に用いられる。しかしながら、サファイアは、電気的に不導体であるため、発光ダイオード構造を制限し、機械的化学的に極めて安定であり、切断及び成形等の加工が困難であり、熱伝導率が低い。これにより、最近は、サファイアのような異種基板上に窒化物半導体層を成長させた後、異種基板を分離し、垂直型構造の発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する技術が研究されている。
【０００４】
図１は、従来の垂直型発光ダイオードを説明するための断面図である。
【０００５】
図１を参照すると、垂直型発光ダイオードは、導電性基板３１を備える。導電性基板３１上にｎ型半導体層１５、活性層１７、及びｐ型半導体層１９を有する化合物半導体層が形成される。また、導電性基板３１とｐ型半導体層１９との間には、金属反射層２３、保護金属層２５、接着層２７が介在される。
【０００６】
化合物半導体層は、一般に、サファイア基板のような犠牲基板（図示せず）上に有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）等を用いて成長される。その後、化合物半導体層上に金属反射層２３、保護金属層２５、及び接着層２７が形成され、前記接着層２７に導電性基板３１が接着される。次いで、レーザリフトオフ技術等を用いて、犠牲基板が化合物半導体層から分離され、ｎ型半導体層１５が露出される。その後、エッチング工程を通じて、化合物半導体層を、導電性基板３１上においてそれぞれの発光セル領域に分離する。以降、分離された各発光セル領域に対して、ｎ型半導体層１５上に電極パッド３３が形成され、導電性基板３１を発光セル領域別にダイシングし、個別素子に分離する。これにより、熱放出性能に優れた導電性基板３１を採用することにより、発光ダイオードの発光効率を改善することができ、垂直型構造を有する図１の発光ダイオードが提供される。
【０００７】
しかしながら、このように導電性基板を用いる垂直型発光ダイオードの場合、製造する際にそれぞれのセルを分離するために、通常ドライエッチング工程を行う。このようなエッチング工程は、素子自体の分離であるので、電極を形成するためのメサエッチング工程とは異なりより深い（２μｍ以上）エッチングが行われる。したがって、エッチング後に一部露出した部分において、残っているものを除去するために、実際のエッチング深さよりもさらに深くエッチングされる。
【０００８】
このようなエッチング工程において、金属反射層２３を保護する保護金属層２５がエッチングされ、そのエッチングされた残留物が各セルの側面に付着される。各セルに付着された残留物は、ｎ型半導体層１５とｐ型半導体層１９を電気的に接続し、ショート（短絡）を引き起こす。エッチング工程において生じるこれらの残留物は、ウェットエッチング工程を通じて除去されなければならないが、通常、保護金属層２５として用いられているＷ、Ｐｔ、Ｎｉ等の金属は、ウェットエッチング工程でも除去されないため、残留物を除去することは困難である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、ドライエッチング工程で生じる保護金属層の残留物が化合物半導体層に付着され、電気的特性が低下することを解決することができる発光素子及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するため、本発明の一形態によれば、第１の導電型半導体層、活性層、及び第２の導電型半導体層を有する化合物半導体層と、前記第２の導電型半導体層の一部領域に形成された金属反射層と、少なくとも前記第２の導電型半導体層の境界領域に形成された絶縁構造体と、前記金属反射層及び前記絶縁構造体が形成された前記第２の導電型半導体層を覆って形成された金属材料構造体と、前記金属材料構造体にボンディングされた基板と、を備え、前記第２の導電型半導体層の境界領域は、前記第２の導電型半導体層の外周に沿って、前記第２の導電型半導体層の外部領域を含むことを特徴とする発光素子が提供される。
【００１１】
好ましくは、前記基板は、導電性基板である。
【００１２】
好ましくは、前記基板は、サファイア基板である。
【００１３】
好ましくは、前記絶縁構造体は、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＭｇＯ、ＴａＯ、ＴｉＯ２、ポリマーの少なくともいずれか一つを有する。
【００１４】
前記絶縁構造体は、前記金属材料構造体の一部を露出させるように形成され、前記発光素子は、前記第１の導電型半導体層上に形成された第１の電極と、前記絶縁構造体から露出した前記金属材料構造体上に形成された第２の電極と、をさらに有してもよい。
【００１５】
好ましくは、前記第２の電極に接触する前記金属材料構造体は、前記絶縁構造体の上面まで充填されていてもよい。
【００１６】
好ましくは、前記金属材料構造体に接触する前記第２の電極は、前記絶縁構造体の下面まで充填されていてもよい。
【００１７】
好ましくは、前記絶縁構造体は、前記第２の導電型半導体層の下面の少なくとも一部に延長されて形成されてもよい。
【００１８】
好ましくは、前記絶縁構造体は、前記金属反射層の少なくとも一部を覆って延長されて形成されてもよい。
【００１９】
本発明の他の形態によれば、犠牲層上に第１の導電型半導体層、活性層、第２の導電型半導体層を形成し、前記第２の導電型半導体層の一部領域上に金属反射層を形成し、少なくとも前記第２の導電型半導体層の境界領域に絶縁構造体を形成し、前記金属反射層及び前記絶縁構造体が形成された前記第２の導電型半導体層上に金属材料構造体を形成し、前記金属材料構造体上にボンディング基板を形成し、前記犠牲層を除去して前記第１の導電型半導体層を露出させ、前記絶縁構造体が露出するまで前記第１の導電型半導体層、前記活性層、前記第２の導電型半導体層をエッチングし、前記第２の導電型半導体層の境界領域は、前記第２の導電型半導体層の外周に沿って、前記第２の導電型半導体層の外部領域を含む発光素子の製造方法が提供される。
【００２０】
好ましくは、前記基板は、導電性基板である。
【００２１】
好ましくは、前記基板は、サファイア基板である。
【００２２】
好ましくは、前記絶縁構造体は、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＭｇＯ、ＴａＯ、ＴｉＯ２、ポリマーの少なくともいずれか一つを有する。
【００２３】
好ましくは、前記絶縁構造体は、前記金属材料構造体の一部を露出させるように形成され、前記発光素子の製造方法は、前記第１の導電型半導体層上に第１の電極を形成し、前記絶縁構造体から露出した前記金属材料構造体上に第２の電極を形成すること、をさらに含んでもよい。
【００２４】
好ましくは、前記第２の電極に接触する前記金属材料構造体は、前記絶縁構造体の上面まで充填されていてもよい。
【００２５】
好ましくは、前記絶縁構造体は、前記第２の導電型半導体層の下面の少なくとも一部に延長されて形成されてもよい。
【００２６】
好ましくは、前記絶縁構造体は、前記金属反射層の少なくとも一部を覆うように延長されて形成されてもよい。
【００２７】
本発明のさらに他の形態によれば、第１の導電型半導体層、活性層、及び第２の導電型半導体層を有する化合物半導体層と、前記第２の導電型半導体層の一部領域に形成された金属反射層と、少なくとも前記活性層及び前記第２の導電型半導体層の側面を覆って形成された絶縁構造体と、前記金属反射層が形成された前記第２の導電型半導体層及び前記絶縁構造体を覆って形成された金属材料構造体と、前記金属材料構造体にボンディングされた基板と、を備え、前記絶縁構造体は、前記金属材料構造体の一部を露出させるように形成された発光素子が提供される。
【００２８】
好ましくは、前記発光素子は、前記第１の導電型半導体層上に形成された第１の電極と、前記絶縁構造体から露出した前記金属材料構造体上に形成された第２の電極と、をさらに有してもよい。
【００２９】
好ましくは、前記第２の電極に接触する前記金属材料構造体は、前記絶縁構造体の上面まで充填されていてもよい。
【００３０】
好ましくは、前記金属材料構造体に接触する前記第２の電極は、前記絶縁構造体の下面まで充填されていてもよい。
【００３１】
好ましくは、前記絶縁構造体は、前記第１の導電型半導体層の側面の少なくとも一部をさらに覆うように形成されてもよい。
【００３２】
好ましくは、前記絶縁構造体は、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＭｇＯ、ＴａＯ、ＴｉＯ２、ポリマーの少なくともいずれか一つを有してもよい。
【００３３】
好ましくは、前記絶縁構造体は、前記第２の導電型半導体層の下面の少なくとも一部に延長されて形成されてもよい。
【００３４】
好ましくは、前記絶縁構造体は、前記金属反射層の少なくとも一部を覆うように延長されて形成されてもよい。
【００３５】
本発明のさらに他の形態によれば、犠牲基板上に第１の導電型半導体層、活性層、第２の導電型半導体層を有する化合物半導体層を形成し、前記犠牲基板または前記第１の導電型半導体層を露出させるメサエッチング工程を行い、前記第２の導電型半導体層の上部の一部領域に金属反射層を形成し、前記メサエッチング工程により露出した前記第１の導電型半導体層または前記犠牲基板上に、少なくとも前記活性層及び前記第２の導電型半導体層の側面を取り囲む絶縁構造体を形成し、前記金属反射層が形成された前記第２の導電型半導体層の上部と前記絶縁構造体の上部に、金属材料構造体及びボンディング基板を形成し、前記犠牲基板を除去して前記第１の導電型半導体層を露出させ、少なくとも前記活性層及び前記第２の導電型半導体層の側面が、前記絶縁構造体により覆われている状態で、前記化合物半導体層を個別素子に分離するためのエッチング工程を行い、前記絶縁構造体は、前記金属材料構造体の一部を露出させるように形成された発光素子の製造方法が提供される。
【００３６】
好ましくは、前記発光素子の製造方法は、前記第１の導電型半導体層上に第１の電極を形成し、前記絶縁構造体から露出した前記金属材料構造体上に第２の電極を形成すること、をさらに含んでもよい。
【００３７】
好ましくは、前記第２の電極に接触する前記金属材料構造体は、前記絶縁構造体の上面まで充填されていてもよい。
【００３８】
好ましくは、前記金属材料構造体に接触する前記第２の電極は、前記絶縁構造体の下面まで充填されていてもよい。
【００３９】
好ましくは、前記絶縁構造体は、前記第１の導電型半導体層の側面の少なくとも一部を覆うように形成されてもよい。
【００４０】
好ましくは、前記絶縁構造体は、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＭｇＯ、ＴａＯ、ＴｉＯ２、ポリマーの少なくともいずれか一つを有してもよい。
【００４１】
好ましくは、前記絶縁構造体は、前記第２の導電型半導体層の下面の少なくとも一部に延長されて形成されてもよい。
【００４２】
前記絶縁構造体は、前記金属反射層の少なくとも一部を覆うように延長されて形成されてもよい。
【００４３】
本発明のさらに他の形態によれば、基板と、前記基板の一領域上に配置され、第１導電型の上部半導体層、活性層、及び第２導電型の下部半導体層を有する化合物半導体の発光構造体と、前記基板の他の領域上に配置され、前記発光構造体から離隔した第１の導電型半導体の分離層と、前記発光構造体及び前記分離層と前記基板との間に配置され、前記下部半導体層と前記分離層を電気的に接続する金属材料構造体と、前記上部半導体層及び前記活性層から前記金属材料構造体を絶縁させるように、前記発光構造体の側面を覆う絶縁構造体と、を備える発光素子が提供される。
【００４４】
好ましくは、前記発光素子は、前記発光構造体上に形成された第１の電極パッド及び前記分離層上に形成された第２の電極パッドをさらに有してもよい。
【００４５】
好ましくは、前記発光素子は、前記下部半導体層の下面と前記金属材料構造体との間に介在された反射金属層をさらに有し、前記金属材料構造体は、前記反射金属層を覆う保護金属層を有してもよい。
【００４６】
好ましくは、前記発光素子は、前記金属材料構造体と前記基板をボンディングするボンディングメタルをさらに有してもよい。
【００４７】
好ましくは、前記金属材料構造体は、前記絶縁構造体を貫通し、前記分離層に接続されてもよい。
【００４８】
好ましくは、前記分離層は、前記上部半導体層と同一レベルに配置されてもよい。
【００４９】
好ましくは、前記分離層は、前記上部半導体層の少なくとも一部をなす材料と同一の材料で形成されてもよい。
【００５０】
好ましくは、前記分離層は、前記発光構造体を取り囲んで形成されてもよい。
【００５１】
好ましくは、前記絶縁構造体は、前記下部半導体層の下面に延長され、前記下部半導体層と前記金属材料構造体との間に介在されてもよい。
【００５２】
好ましくは、前記上部半導体層の上面は、粗面を有してもよい。
【００５３】
本発明のさらに他の形態によれば、犠牲基板上に第１の導電型半導体層、第２の導電型半導体層、及び前記第１及び前記第２の導電型半導体層間に介在された活性層を有する化合物半導体層を形成し、前記第１の導電型半導体層は前記犠牲基板側に近接して配置され、前記化合物半導体層をパターニングしてメサを形成し、前記メサの周囲に前記第１の導電型半導体層が露出され、前記メサの周囲に露出される前記第１の導電型半導体層及び前記活性層を覆う絶縁構造体を形成し、前記メサの周囲の第１の導電型半導体層の一部領域は部分的に露出され、前記メサと前記メサの周囲に露出された前記第１の導電型半導体層の一部領域を電気的に接続する金属材料構造体を形成し、前記金属材料構造体に基板をボンディングし、前記犠牲基板を除去して前記第１の導電型半導体層を露出させ、前記露出した第１の導電型半導体層をパターニングして前記メサ上の第１の導電型半導体層から前記メサの周囲の前記第１の導電型半導体層の一部領域を分離することを含む発光素子の製造方法が提供される。
【００５４】
好ましくは、前記製造方法は、前記メサ上の前記第１の導電型半導体層上に第１の電極を形成し、前記メサの周囲の前記第１の導電型半導体層の一部領域上に第２の電極を形成することをさらに含んでもよい。
【００５５】
好ましくは、前記製造方法は、前記金属材料構造体を形成する前に、前記メサ上に反射金属層を形成することをさらに含んでもよい。
【００５６】
好ましくは、前記絶縁構造体を形成することは、前記メサ及び前記メサの周囲に露出した前記第１の導電型半導体層を覆う絶縁層を形成し、前記絶縁層をパターニングして前記メサの上部領域を露出させると共に、前記メサの周囲の前記第１の導電型半導体層の一部領域を露出させる貫通孔を形成することを含んでもよい。
【００５７】
好ましくは、前記絶縁構造体は、前記メサの上部の周縁を覆ってもよい。
【００５８】
好ましくは、前記絶縁構造体を形成することは、前記メサ及び前記メサの周囲に露出した前記第１の導電型半導体層を覆う絶縁層を形成し、前記絶縁層をパターニングして前記メサの上部領域を露出させると共に、前記メサの周囲の前記第１の導電型半導体層の一部領域を露出させることを含み、前記一部領域は、前記メサを取り囲んでもよい。
【発明の効果】
【００５９】
本発明の一実施例によると、化合物半導体層上に、金属反射層、金属材料構造体、ボンディング基板を形成して発光素子を製造するにあたって、金属残留物を生じる金属材料構造体が露出される部分に絶縁構造体を形成した。これにより、ドライエッチング工程を行う際に、金属材料構造体の露出を防止または最小化することにより、従来のドライエッチング工程において問題視された、金属材料構造体の残留物が化合物半導体層に付着して電気的特性を低下させることを効果的に減少させることができる。
【００６０】
また、化合物半導体層上に、金属反射層、金属材料構造体、ボンディング基板を形成して発光素子を製造するにあたって、化合物半導体層の側面を絶縁構造で保護することにより、従来のドライエッチング工程において問題視された、金属材料構造体の残留物が化合物半導体層の側面に付着して電気的特性を低下させることを効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】従来の垂直型発光ダイオードを説明するための断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る発光ダイオードを説明するための断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を説明するための平面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を説明するための平面図である。
【図１４】本発明の他の実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を説明するための平面図である。
【図１５】本発明の他の実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を説明するための平面図である。
【図１６】本発明の他の実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を説明するための平面図である。
【図１７】本発明の他の実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を説明するための平面図である。
【図１８】本発明の他の実施形態に係る発光ダイオードを説明するための断面図である。
【図１９】本発明の他の実施形態に係る発光ダイオードを説明するための断面図である。
【図２０】本発明の他の実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。
【図２１】本発明の他の実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。
【図２２】本発明の他の実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。
【図２３】本発明の他の実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。
【図２４】本発明の他の実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。
【図２５】本発明の他の実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。
【図２６】本発明の他の実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。
【図２７】本発明の他の実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。
【図２８】本発明の他の実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。
【図２９】本発明の他の実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。
【図３０】本発明の他の実施形態に係る発光ダイオードを説明するための断面図である。
【図３１】本発明の他の実施形態に係る発光ダイオードを説明するための断面図である。
【図３２】本発明の他の実施形態に係る発光ダイオードを説明するための断面図である。
【図３３】本発明の他の実施形態に係る発光ダイオードを説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６２】
以下、添付した図面に基づき、本発明の実施形態について詳述する。以下に紹介される実施形態は、本発明の思想を当業者に充分理解させるために、一例として提供されるものである。したがって、本発明は、後述する実施形態に限定されず、他の形態で実施してもよい。なお、図面において、構成要素の幅、長さ、厚さ等は、便宜のために誇張して表現されることもある。明細書の全体にわたって、同一の参照番号は、同一の構成要素を示す。
【００６３】
図２は、本発明の一実施形態に係る発光ダイオードを説明するための断面図である。
【００６４】
図２を参照すると、ボンディング基板７１上の一部領域に、ｎ型半導体層５５、活性層５７、ｐ型半導体層５９を有する化合物半導体層が配置される。ボンディング基板７１は、サファイア基板であってもよいが、これに限定されるものではなく、他の異種基板であってもよい。一方、化合物半導体層は、III−Ｎ系化合物半導体層である。例えば、（Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ）Ｎ半導体層である。
【００６５】
化合物半導体層とボンディング基板７１との間に、金属反射層６１、絶縁構造体６２、金属材料構造体６３が介在される。
【００６６】
金属反射層１６は、反射率の大きい金属材料、例えば、銀（Ａｇ）またはアルミニウム（Ａｌ）で形成される。
【００６７】
絶縁構造体６２は、ｐ型半導体層５９の境界領域に形成されている。ここで、ｐ型半導体層５９の境界領域は、ｐ型半導体層５９の外周に沿って、ｐ型半導体層５９とｐ型半導体層５９の外部領域を含む領域である。この実施形態では、絶縁構造体６２は、ｐ型半導体層５９の下面の少なくとも一部と接し、ｐ型半導体層５９と金属材料構造体６３との間に延長されて形成されている。絶縁構造体６２は、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＭｇＯ、ＴａＯ、ＴｉＯ２、ポリマーが用いられてもよい。絶縁構造体６２は、少なくとも一部が金属材料構造体６３を露出するように、開口領域を有してもよい。開口領域は、絶縁構造体６２をパターニングして形成されてもよい。絶縁構造体６２の開口領域から金属材料構造体６３が露出し、露出した金属材料構造体６３上にｐ型電極８３ｂが形成される。
【００６８】
金属材料構造体６３は、金属反射層６１及び絶縁構造体６２が形成されたｐ型半導体層５９を覆う保護金属層を含む。保護金属層は、金属元素が、接着層６７から金属反射層６１へ拡散することを防止し、金属反射層６１の反射率を維持させることができる。金属材料構造体６３は、金属反射層６１を保護するのみならず、犠牲基板の除去後にエッチング工程を行う場合、露出層となる。ドライエッチング工程により、金属材料構造体６３から残留物が生じることがある。金属材料構造体６３は、絶縁構造体６２の開口領域から露出する部分のみがエッチングされることにより、従来のＬＥＤに比べて、発生する残留物が顕著に少なくなる。これにより、該当残留物が、ｎ型半導体層５５、活性層５７、ｐ型半導体層５９に電気的に及ぼす影響を顕著に少なくすることができる。
【００６９】
本実施形態では、ｐ型電極８３ｂに接触する金属材料構造体６３は、絶縁構造体６２の上面まで充填されているものと示されているが、本発明は、これに限定されず、ｐ型電極８３ｂが、絶縁構造体６２の下面まで充填されていてもよい。
【００７０】
接着層６７は、ボンディング基板７１と金属反射層６１との間の接着力を向上させ、ボンディング基板７１が金属反射層６１から分離することを防止する。
【００７１】
一方、ｎ型半導体層５５上にｎ型電極８３ａが形成され、絶縁構造体６２の少なくとも一部（開口領域）から露出する金属材料構造体６３上に、ｐ型電極８３ｂが形成される。これにより、ｎ型電極８３ａとｐ型電極８３ｂから電流を供給することにより、光を放出することができる。
【００７２】
図３〜図１３は、本発明の一実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図及び平面図である。
【００７３】
図３を参照すると、犠牲基板５１上に化合物半導体層が形成される。犠牲基板５１は、サファイア基板であってもよいが、これに限定されるものではなく、他の異種基板であってもよい。一方、化合物半導体層は、ｎ型半導体層５５、活性層５７、ｐ型半導体層５９を有する。化合物半導体層は、III−Ｎ系化合物半導体であり、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）または分子線エピタキシー法（ＭＢＥ）等を用いて成長される。
【００７４】
一方、化合物半導体層を形成する前に、バッファ層（図示せず）が犠牲基板５１上に形成されてもよい。バッファ層は、犠牲基板５１と化合物半導体層との間の格子不整合を緩和するために採用され、一般に、窒化ガリウム系物質層であってもよい。
【００７５】
図４を参照すると、ｐ型半導体層５９の一部領域上に金属反射層６１が形成される。金属反射層６１は、例えば、銀（Ａｇ）またはアルミニウム（Ａｌ）で、メッキ法または蒸着法を用いて形成される。
【００７６】
図５を参照すると、金属反射層６１が形成されたｐ型半導体層５９上に絶縁構造体６２が形成される。絶縁構造体６２の厚さは、金属反射層６１の厚さよりも高く形成してもよい。しかしながら、本発明は、これに制限されず、いくらでも変形が可能である。絶縁構造体６２の少なくとも一部は、ｐ型半導体層５９が露出するように、開口領域６２ａ、６２ｂを有する。図６は、図５に示した工程の平面図であって、図６を参照すると、絶縁構造体６２の開口領域６２ａ、６２ｂからｐ型半導体層５９の一部が露出していることがわかる。絶縁構造体６２の開口領域６２ａ、６２ｂには、後工程を通じて、金属材料構造体６３が充填される。
【００７７】
図７を参照すると、絶縁構造体６２が形成された後、絶縁構造体６２を覆う金属材料構造体６３が形成される。金属材料構造体６３は、例えば、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｗ、Ｃｒ、Ｐｄ等で形成されてもよい。金属材料構造体６３は、絶縁構造体６２の開口領域６２ａ、６２ｂから露出したｐ型半導体層５９の一部及び金属反射層６１上に形成される。
【００７８】
図８を参照すると、絶縁構造体６２上に第１のボンディングメタル６７ａが形成される。第１のボンディングメタル６７ａは、例えば、ＡｕＳｎ（８０／２０ｗｔ％）が１５０００Åの厚さで形成されてもよい。
【００７９】
図９を参照すると、第２のボンディングメタル６７ｂが形成されたボンディング基板７１を、第１のボンディングメタル６７ａ上にボンディングさせる。
【００８０】
図１０を参照すると、犠牲基板５１が化合物半導体層から分離される。犠牲基板５１は、レーザリフトオフ（ＬＬＯ）法または他の機械的方法や化学的方法を用いて分離されてもよい。この際、バッファ層も一緒に除去され、ｎ型半導体層５５が露出される。犠牲基板５１が除去されることにより露出したｎ型半導体層５５を上方に向けると、図１１に示す形態となる。
【００８１】
図１２を参照すると、ｐ型半導体層５９、活性層５７、ｎ型半導体層５５に対して、メサエッチング工程を行われる。メサエッチング工程は、ｐ型半導体層５９の下に形成されている絶縁構造体６２及び金属材料構造体６３が露出するまで行われる。これにより、ｐ型半導体層５９、活性層５７、ｎ型半導体層５５の一部はエッチングされ、ｐ型半導体層５９、活性層５７、ｎ型半導体層５５の側面が露出される。
【００８２】
図１３は、図１２の工程の平面図であって、図１３を参照すると、絶縁構造体６２の開口領域から金属材料構造体６３の一部が露出することがわかる。
【００８３】
以降、ｎ型半導体層５５上にｎ型電極８３ａを形成し、ドライエッチング工程により、露出した金属材料構造体６３にｐ型電極８３ｂを形成し、化合物半導体層を単位セル領域に分離するために、ドライエッチング工程を行うと、図２に示したＬＥＤが完成する。
【００８４】
一方、図１２のメサ工程及び以降のドライエッチング工程を行う際に、金属材料構造体６３の一部がエッチングされてもよく、これにより、金属材料構造体６３の残留物が生じることがある。しかしながら、エッチング工程により残留物が生じ得る金属材料構造体６３の面積は、図１３に示すように、絶縁構造体６２の全体面積の一部領域に該当する。したがって、従来のＬＥＤに比べて、エッチング工程により生じ得る残留物の量が顕著に減少する。
【００８５】
以上の本発明は、上述された実施形態に限定されず、当業者により様々な変形及び変更が可能であり、これは、添付の請求項に定義される本発明の趣旨と範囲に含まれる。
【００８６】
例えば、上述した絶縁構造体６２は、金属材料構造体６３が充填される開口領域により、内側部と外側部が分離するように形成されてもよく、内側と外側が完全に分離されず、部分的に形成された開口領域に金属材料構造体６３が充填されるようにしてもよい。
【００８７】
図１４〜図１７は、本発明の変形した実施形態に係る絶縁構造体６２の形態を、図１３に応じて平面図として示す。図１３には、露出したｎ型半導体層５５を中心として左右側にそれぞれ配置された２つの開口領域を通して一つずつ金属材料構造体６３が露出しているが、図１４を参照すると、左右側にそれぞれ配置された６つの開口領域を通じて３つずつ金属材料構造体６３が露出している。図１５を参照すると、左右側のみならず、上下側にも金属材料構造体６３が露出している。図１６を参照すると、露出したｎ型半導体層５５を中心として、長方形の各角に一つずつ４つの金属材料構造体６３が露出している。図１４〜図１６に示した形態は、絶縁構造体６２に部分的に所々に形成された開口領域に充填された金属材料構造体６３が露出する形態であるが、図１７は、露出したｎ型半導体層５５を取り囲んで形成された絶縁構層が、露出した金属材料構造体６３により、内側部分と外側部分が分離されていることを示す。
【００８８】
さらに、ｎ型電極８３ａが形成されたｎ型半導体層５５には、ラフニング工程により凹凸の表面を形成することにより、光抽出効率を高めることができる。
【００８９】
また、本発明の実施形態では、絶縁構造体が金属材料構造体の一部を露出させるように形成され、絶縁層から露出した金属材料構造体に形成されたｐ型電極が形成されるものについて説明した。しかしながら、本発明は、これに限定されず、図１８に示すような変形例も可能である。図１８を参照すると、ｎ型半導体層５５、活性層５７、及びｐ型導電型半導体層５９を有する化合物半導体層が形成される。ｐ型半導体層５９の一部領域に、金属反射層６１が形成されている。また、少なくともｐ型半導体層５９の境界領域に、絶縁構造体６２が形成されている。ここで、ｐ型半導体層５９の境界領域は、ｐ型半導体層５９の外周に沿って、ｐ型半導体層５９の外部領域を含む領域である。ここでは、絶縁構造体６２がｐ型半導体層５９の下面の少なくとも一部に延長されて形成されているものと示しているが、本発明は、これに制限されない。
【００９０】
金属材料構造体６３が、金属反射層６１及び絶縁構造体６２が形成されたｐ型半導体層５９を覆って形成される。金属材料構造体６３には、接着層６７を介在して導電性基板７１がボンディングされる。ｎ型半導体層５５上には、ｎ型電極８３が形成され、導電性基板７１がｐ型電極として用いられる。
【００９１】
また、本発明の一実施形態では、絶縁構造体６２が金属反射層６１と互いに離隔して形成されているものと説明したが、本発明は、これに限定されない。すなわち、本発明の他の実施形態では、絶縁構造体６２が金属反射層６１の側面と接して延長された形成されていてもよい。本発明のまた他の実施形態では、絶縁構造体６２が金属反射層６１の少なくとも一部を覆って延長されて形成されてもよい。本発明のさらにまた他の実施形態では、絶縁構造体６２が金属反射層６１の側面と接しながら、金属反射層６１の少なくとも一部を覆って延長されて形成されてもよい。
【００９２】
図１９は、本発明のさらに他の実施形態に係る発光ダイオードを説明するための断面図である。
【００９３】
図１９を参照すると、ボンディング基板７１上に、ｎ型半導体層５５、活性層５７、ｐ型半導体層５９を有する化合物半導体層が形成される。ボンディング基板７１は、サファイア基板であってもよいが、これに限定されるものではなく、他の異種基板であってもよい。一方、化合物半導体層は、III−Ｎ系化合物半導体層である。例えば、化合物半導体層は、（Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ）ｎ半導体層である。
【００９４】
化合物半導体層とボンディング基板７１との間に、金属反射層６１、絶縁構造体６２、金属材料構造体６３が介在される。
【００９５】
金属反射層１６は、反射率の大きい金属物質、例えば、銀（Ａｇ）またはアルミニウム（Ａｌ）で形成される。
【００９６】
絶縁構造体６２は、化合物半導体層の側面と、金属反射層６１が形成された面の一部を取り囲んで形成される。絶縁構造体６２は、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＭｇＯ、ＴａＯ、ＴｉＯ２、ポリマーが用いられてもよい。絶縁構造体６２が化合物半導体層の側面を取り囲むように形成するためには、ｐ型半導体層５９、活性層５７、及びｎ型半導体層５５の一部をメサエッチングした後、メサエッチングにより露出した化合物半導体層の側面部分を取り囲むように、絶縁構造体６２を形成する。この際、絶縁構造体６２は、化合物半導体層の側面を取り囲む内側部６２ｂ、６２ｃと、電極を形成するために金属材料構造体６３で充填される部分を挟んで形成される内側部６２ｂ、６２ｃと外側部６２ａ、６２ｄとからなってもよい。絶縁構造体６２は、少なくとも一部が金属材料構造体６３を露出するように、開口領域を有して形成されてもよい。したがって、絶縁構造体６２は、金属材料構造体６３が充填される開口領域により、内側部６２ｂ、６２ｃと外側部６２ａ、６２ｄが分離されるように形成されてもよく、内側部６２ｂ、６２ｃと外側部６２ａ、６２ｄが完全に分離されず、部分的に所々に形成された開口領域に金属材料構造体６３が充填されるようしてもよい。また、図面では、絶縁構造体６２の内側部６２ｂ、６２ｃが、化合物半導体層の側面と金属反射層６１が形成されたｐ型半導体層５９の一部まで覆って形成されているが、本発明は、これに制限されず、絶縁構造体６２がｐ型半導体層５９の一部まで覆わなくても、化合物半導体層の側面のみを覆うように形成してもよい。
【００９７】
金属材料構造体６３は、金属元素が、接着層６７から金属反射層６１へ拡散することを防止し、金属反射層６１の反射率を維持させることができる。金属材料構造体６３は、金属反射層６１を保護するのみならず、犠牲基板の除去後にエッチングを行う場合、露出層となる。金属材料構造体６３は、ドライエッチング工程により、残留物が生じことがある。このような残留物が化合物半導体層の側面を取り囲んで形成されている絶縁構造体６２上に付着することにより、該当残留物が、ｎ型半導体層５５、活性層５７、ｐ型半導体層５９に電気的影響を及ぼすことを防止することができる。
【００９８】
実施形態では、ｐ型電極８３ｂに接触する金属材料構造体６３は、絶縁構造体６２の上部面まで充填されているものと示されているが、本発明は、これに限定されず、ｐ型電極８３ｂが、絶縁構造体６２の下面まで充填され、または、絶縁構造体６２の中間位置まで充填されて形成されてもよい。
【００９９】
接着層６７は、ボンディング基板７１と金属反射層６１との間の接着力を向上させることにより、ボンディング基板７１が金属反射層６１から分離することを防止する。
【０１００】
一方、ｎ型半導体層５５上にｎ型電極８３ａが形成され、絶縁構造体６２の少なくとも一部（開口領域）から露出する金属材料構造体６３上にｐ型電極８３ｂが形成される。これにより、ｎ型電極８３ａとｐ型電極８３ｂから電流を供給することにより、光を放出することができる。
【０１０１】
図２０〜図２８は、本発明の他の実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を説明するための断面図である。
【０１０２】
図２０を参照すると、犠牲基板５１上に化合物半導体層が形成される。犠牲基板５１は、サファイア基板であってもよいが、これに限定されるものではなく、他の異種基板であってもよい。化合物半導体層は、ｎ型半導体層５５、活性層５７、ｐ型半導体層５９を有する。化合物半導体層は、III−Ｎ系化合物半導体層であり、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）または分子線エピタキシー法（ＭＢＥ）等を用いて成長させてもよい。
【０１０３】
一方、化合物半導体層を形成する前に、犠牲基板５１上にバッファ層（図示せず）を形成してもよい。バッファ層は、犠牲基板５１と化合物半導体層の間の格子不整合を緩和するために採用され、一般に、窒化ガリウム系物質層であってもよい。
【０１０４】
図２１を参照すると、ｐ型半導体層５９、活性層５７、ｎ型半導体層５５に対して、メサエッチング工程が行われる。これにより、ｐ型半導体層５９、活性層５７、ｎ型半導体層５５の一部はエッチングされることにより、ｐ型半導体層５９、活性層５７の側面と、ｎ型半導体層５５の少なくとも側面が露出されるようになる。この際、ｎ型半導体層５５の露出した側面の高さは、エッチングの程度に応じて変えてもよい。
【０１０５】
図２２を参照すると、ｐ型半導体層５９の一部領域上に金属反射層６１が形成される。金属反射層６１は、例えば、銀（Ａｇ）またはアルミニウム（Ａｌ）で、メッキ法または蒸着法を用いて形成されてもよい。
【０１０６】
以降、ｎ型半導体層５５上に絶縁構造体６２が形成される。絶縁構造体６２の厚さは、金属反射層６１の厚さよりも高く形成してもよい。しかしながら、本発明は、これに制限されず、いくらでも変形してもよい。絶縁構造体６２は、ｐ型半導体層５９、活性層５７、ｎ型半導体層５５の側面を取り囲むように形成される。絶縁構造体６２の少なくとも一部は、ｎ型半導体層５５が露出するように、開口領域を有する。これにより、絶縁構造体６２は、化合物半導体層の側面を取り囲む内側部６２ｂ、６２ｃと、電極を形成するために金属材料構造体６３で充填される開口領域を挟んで形成される内側部６２ｂ、６２ｃと外側部６２ａ、６２ｄとからなってもよい。
【０１０７】
この際、絶縁構造体６２にｎ型半導体層５５が露出するように形成された開口領域は、絶縁構造体６２の所々に形成されてもよく、開口領域により、内側部６２ｂ、６２ｃと外側部６２ａ、６２ｄが分離されて形成されてもよい。
【０１０８】
図２３を参照すると、絶縁構造体６２が形成された後、金属材料構造体６３が形成される。金属材料構造体６３は、例えば、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｗ、Ｃｒ、Ｐｄ等で形成されてもよい。金属材料構造体６３は、絶縁構造体６２の開口領域から露出したｎ型半導体層５５の一部、金属反射層６１、絶縁構造の内側部６２ｂ、６２ｃと金属反射層６１との間に露出したｐ型半導体層５９上に形成される。
【０１０９】
図２４を参照すると、絶縁構造体６２上に第１のボンディングメタル６７ａが形成される。第１のボンディングメタル６７ａは、例えば、ＡｕＳｎ（８０／２０ｗｔ％）を用いて１５０００Åの厚さに形成されてもよい。
【０１１０】
図２５を参照すると、第２のボンディングメタル６７ｂが形成されたボンディング基板７１が、第１のボンディングメタル６７ａ上にボンディングされる。
【０１１１】
図２６を参照すると、犠牲基板５１が化合物半導体層から分離される。犠牲基板５１は、レーザリフトオフ（ＬＬＯ）法または他の機械的方法や化学的方法により分離させてもよい。この際、バッファ層も一緒に除去され、ｎ型半導体層５５が露出される。犠牲基板５１が除去されることにより露出したｎ型半導体層５５を上方に向けると、図２７に示す形態となる。
【０１１２】
図２８を参照すると、化合物半導体層を単位セル領域に分離すると共に、ｐ型半導体層５９に電流を供給するのに必要な金属材料構造体６３を露出させるためにドライエッチング工程が行われる。このドライエッチング工程により、ｎ型半導体層５５の一部がエッチングされる。ドライエッチングにより金属材料構造体６３の一部がエッチングされ、これにより、金属材料構造体６３の残留物が生じことがある。しかしながら、ｎ型半導体層５５、活性層５７、及びｐ型半導体層５９の側面は、絶縁構造体６２で取り囲まれていることにより、金属材料構造体６３の残留物は、ｎ型半導体層５５、活性層５７、及びｐ型半導体層５９に対していかなる電気的な影響も及ぼさないようになる。以降、ｎ型半導体層５５上にｎ型電極８３ａを形成し、ドライエッチング工程により露出した金属材料構造体６３上にｐ型電極８３ｂを形成すると、図１９の発光素子が完成する。さらに、図２９に示すように、ｎ型電極８３ａが形成されたｎ型半導体層５５には、ラフニング工程により凹凸の表面５５ａを形成することにより、光抽出効率を高めることができる。
【０１１３】
以上の本発明は、上述された実施形態に限定されず、当業者により様々な変形及び変更が可能であり、これは、添付の請求項に定義される本発明の趣旨と範囲に含まれる。
【０１１４】
例えば、本発明の実施形態では、絶縁構造体６２が、ｐ型半導体層５９の下面の少なくとも一部に延長されて形成されているものと示されているが、本発明は、これに制限されるものではない。
【０１１５】
また、本発明の実施形態では、絶縁構造体６２が金属反射層６１と互いに離隔して形成されているものと説明したが、本発明は、これに限定されない。すなわち、本発明のまた他の実施形態では、絶縁構造体６２が金属反射層６１の側面と接するように延長されて形成されていてもよい。本発明のまた他の実施形態では、絶縁構造体６２が金属反射層６１の少なくとも一部を覆うように延長されて形成されてもよい。本発明のさらにまた他の実施形態では、絶縁構造体６２が金属反射層６１の側面と接しながら、金属反射層６１の少なくとも一部を覆うように延長されて形成されてもよい。
【０１１６】
また、本発明の実施形態では、ｎ型半導体層５５の側面の一部は、絶縁構造体６２により覆われていないが、本発明は、これに限定されず、ｎ型半導体層５５の両側面の全部が、絶縁構造体６２により覆われるように変形してもよい。
【０１１７】
また、本発明の他の変形例として、図３０及び図３１に示すように、ｎ型半導体層５５の一部が、絶縁構造体６２の上部の一部を覆うように延長されて形成されてもよく、その延長された部分の表面にも、ラフニング工程により凹凸の表面を形成することにより、光抽出効率を高めることができる。
【０１１８】
また、本発明の他の変形例として、図３２に示すように、ｎ型半導体層５５（第１導電型の上部半導体層）、活性層５７、ｐ型半導体層５９（第２導電型の下部半導体層）を有する発光構造体５８から離隔するｎ型半導体の分離層５５ｓ（第１の導電型半導体の分離層）が形成され、ｐ型電極８３ｂが分離層５５ｓ上に形成される。ｐ型電極８３ｂが、ｎ型半導体層の分離層５５ｓ上に形成されるので、ｐ型電極８３ｂの接着力を向上させることができる。
【０１１９】
分離層５５ｓは、ｎ型半導体層５５のような導電型であるｎ型半導体で形成され、発光構造体５８から離隔して配置される。分離層５５ｓは、発光構造体５８の周囲に一つまたは複数個配置するように形成してもよく、または、発光構造体５８を取り囲むような形状、すなわち、リング状、例えば、矩形リング状で形成してもよい。
【０１２０】
分離層５５ｓは、ｎ型半導体層５５と一緒に成長された後、ｎ型半導体層５５から分離されて形成されてもよい。したがって、分離層５５ｓは、ｎ型半導体層５５と同一レベルに配置してもよく、ｎ型半導体層５５の少なくとも一部分と同一の材料で形成されてもよい。
【０１２１】
一方、絶縁構造体６２は、分離層５５ｓを露出させる貫通孔を有してもよく、金属材料構造体６３は、貫通孔を介して分離層５５ｓに電気的に接続されてもよい。貫通孔は、発光構造体５８の周囲に複数個形成されてもよい。これとは異なり、絶縁構造体６２は、発光構造体５８の側面の周囲に限定され、金属材料構造体６３が、絶縁構造体６２及び分離層５５ｓを覆うことにより分離層５５ｓに電気的に接続されてもよい。
【０１２２】
図３２の発光素子を製造する工程について説明すると、図２７と関連した工程を行った後、図３３の工程を行う。図３３を参照すると、露出したｎ型半導体層５５をパターニングし、メサ上に形成されたｎ型半導体層５５から、メサの周囲に形成されたｎ型半導体層５５の一部領域が分離される。これにより、発光構造体５８（図３２参照）が完成され、発光構造体５８から離隔した分離層５５ｓが形成される。
【０１２３】
以降、メサ上のｎ型半導体層５５上にｎ型電極８３ａが形成され、分離層５５ｓ上にｐ型電極８３ｂが形成される。電極８３ａ、８３ｂは、互いに同一の材料で形成されてもよい。一方、メサ上のｎ型半導体層５５の上面５５ａに、ＰＥＣ（photoelectrochemical）エッチング工程等によって粗面が形成されてもよい。粗面は、ｎ型電極８３ａの形成前または後に形成されてもよい。これにより、図３２の発光素子が完成される。
【０１２４】
本発明の一実施形態によれば、化合物半導体層上に金属反射層、金属材料構造体、及びボンディング基板が形成されることにより製造される発光素子は、金属残留物を生成し露出させる可能性がある前記金属材料構造体を介した部分上に絶縁構造体が形成される。これにより、ドライエッチング工程が行われる際に、前記金属材料構造体の露出を防止し、又は、最小化し、従来のドライエッチング工程における成長において、化合物半導体に対する金属材料構造体の残留物の付着による電気的特性の劣化を効果的に緩和することができる。
【０１２５】
本発明の他の実施形態によれば、化合物半導体層上に金属反射層、金属材料構造体、及びボンディング基板が形成されることにより製造される発光素子は、化合物半導体層の側面が絶縁構造体により保護されるため、従来のドライエッチング工程における成長において、化合物半導体の側面に対して金属材料構造体の残留物の付着による電気的特性の劣化を効果的に緩和することができる。
【符号の説明】
【０１２６】
５１…犠牲基板、５５…ｎ型半導体層、５５ａ…凹凸の表面、５５ｓ…分離層、５７…活性層、５９…ｐ型半導体層、６１…金属反射層、６２…絶縁構造体、６２ａ，６２ｄ…外側部、６２ｂ，６２ｃ…内側部、６３…金属材料構造体、６７…接着層、６７ａ…第１のボンディングメタル、６７ｂ…第２のボンディングメタル、７１…ボンディング基板、８３ａ…ｎ型電極、８３ｂ…ｐ型電極。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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