(57)【要約】【課題】光取り出し効率の向上と、発光の均一性を両立させたIII 族窒化物半導体発光素子の実現。【解決手段】発光素子１００は、ｎ型層１０６のｎ電極１０７側の面に、凹部１０８と微細な凹凸１０９とによる、深さ、幅の異なる２段階の凹凸加工が施されているため、微細な凹凸１０９のみを施した場合に比べて光取り出し効率が向上している。また、凹部１０８のパターンとｎ電極１０７の配線部１１０のパターンは格子状パターンであり、凹部１０８の正方形の各格子内に必ずｎ電極１０７の配線部１１０が形成されているようなパターンとなっている。そのため、素子面内に電流が均一に拡散し、発光の均一性を保持することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成長基板上にIII 族窒化物半導体からなるｎ型層、活性層、ｐ型層を順に積層し、前記ｐ型層上にｐ電極を形成する第１工程と、
前記ｐ電極上に、導電性の支持体を形成する第２工程と、
基板リフトオフにより前記成長基板を分離し除去する第３工程と、
前記成長基板の除去により露出した前記ｎ型層表面上に、複数の閉曲線を有するパターンの凹部を形成し、前記ｎ型層表面および前記凹部底面に、ウェットエッチングによって微細な凹凸を形成する第４工程と、
凹凸が形成された前記ｎ型層上に、前記凹部による閉曲線内すべてを通るパターンの配線状のｎ電極を形成する第５工程と、
を有することを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項２】
成長基板上にIII 族窒化物半導体からなるｎ型層、活性層、ｐ型層を順に積層し、前記ｐ型層上にｐ電極を形成する第１工程と、
前記ｐ電極上に、導電性の支持体を形成する第２工程と、
基板リフトオフにより前記成長基板を分離し除去する第３工程と、
前記成長基板の除去により露出した前記ｎ型層表面に、所定のパターンの凹部を形成し、前記ｎ型層表面および前記凹部底面に、ウェットエッチングによって微細な凹凸を形成する第４工程と、
凹凸が形成された前記ｎ型層上に、複数の閉曲線を有するパターンの配線状であって、各閉曲線内の前記ｎ型層領域に前記凹部を含むようにｎ電極を形成する第５工程と、
を有することを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項３】
前記ｎ電極のパターンまたは前記凹部のパターンは、前記凹部による閉曲線が配線状の前記ｎ電極により等分割されるパターンであることを特徴とする請求項１に記載のIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項４】
前記ｎ電極のパターンまたは前記凹部のパターンは、配線状の前記ｎ電極による閉曲線が、前記凹部によって等分割されるパターンであることを特徴とする請求項２に記載のIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項５】
前記ｎ電極のパターンまたは前記凹部のパターンは、格子状であることを特徴とする請求項１ないし請求項４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６】
前記第４工程は、ドライエッチングによって前記凹部を形成する工程と、前記凹部の形成後にウェットエッチングによって微細な凹凸を形成する工程と、からなることを特徴とする請求項１ないし請求項５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７】
前記第４工程は、前記成長基板の除去により露出した前記ｎ型層表面上に、ウェットエッチングによって融解する融解層を形成する工程と、ウェットエッチングによって前記ｎ型層と前記融解層を融解させることで、前記凹部と前記微細な凹凸を同時に形成する工程と、からなることを特徴とする請求項１ないし請求項５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８】
導電性の支持体と、前記支持体上に形成されたｐ電極と、前記ｐ電極上に順に積層された、III 族窒化物半導体からなるｐ型層、活性層、ｎ型層と、前記ｎ型層上に形成されたｎ電極と、を有するIII 族窒化物半導体発光素子において、
前記ｎ型層の前記ｎ電極形成側の表面には、複数の閉曲線を有するパターンの凹部が形成され、前記表面および前記凹部の底面には微細な凹凸が形成され、
前記ｎ電極は、前記凹部による閉曲線内すべてを通るパターンの配線状に形成されている、
ことを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子。
【請求項９】
導電性の支持体と、前記支持体上に形成されたｐ電極と、前記ｐ電極上に順に積層された、III 族窒化物半導体からなるｐ型層、活性層、ｎ型層と、前記ｎ型層上に形成されたｎ電極と、を有するIII 族窒化物半導体発光素子において、
前記ｎ型層の前記ｎ電極形成側の表面には、所定のパターンの凹部が形成され、前記表面および前記凹部の底面には微細な凹凸が形成され、
前記ｎ電極は、複数の閉曲線を有するパターンの配線状であって、各閉曲線内の前記ｎ型層領域に前記凹部を含むように形成されている、
ことを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子。
【請求項１０】
前記ｎ電極のパターンまたは前記凹部のパターンは、前記凹部による閉曲線が配線状の前記ｎ電極により等分割されるパターンであることを特徴とする請求項８に記載のIII 族窒化物半導体発光素子。
【請求項１１】
前記ｎ電極のパターンまたは前記凹部のパターンは、配線状の前記ｎ電極による閉曲線が、前記凹部によって等分割されるパターンであることを特徴とする請求項９に記載のIII 族窒化物半導体発光素子。
【請求項１２】
前記ｎ電極のパターンまたは前記凹部のパターンは、格子状であることを特徴とする請求項８ないし請求項１１のいずれか１項に記載のIII 族窒化物半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板リフトオフ法によって成長基板を除去する工程を有したIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法、およびその発光素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
III 族窒化物半導体の成長基板として、一般的にサファイア基板が用いられている。しかし、サファイアは導電性や熱伝導性に問題があり、明確な劈開面がなく加工が容易でない。そこで、これらの問題を解決する技術として、成長基板上にIII 族窒化物半導体を成長させた後に成長基板を除去する技術（基板リフトオフ）が開発されている。
【０００３】
その技術の１つがレーザーリフトオフ法である。これは、III 族窒化物半導体層と支持基板とを接合した後、成長基板とIII 族窒化物半導体との界面にレーザーを照射してIII 族窒化物半導体層を分解させて成長基板を分離除去する方法である。また、別の技術として、III 族窒化物半導体層の成長基板に近い層に薬液に溶解可能な層を導入し、III 族窒化物半導体層と支持基板とを接合した後に、所望の薬液により上記薬液に溶解可能な層を溶解して成長基板を除去する方法（ケミカルリフトオフ法）も知られている。
【０００４】
成長基板の除去により露出したIII 族窒化物半導体層表面には、従来は光取り出し効率を高めるためにウェットエッチングによる微細な凹凸加工が施されていた。しかし、ウェットエッチングによる凹凸加工はばらつきがあり、所々に平坦な領域や、光取り出しに有効ではない深さの凹凸の領域が残ってしまう。そのため、光取り出し効率を十分に高めることができていなかった。
【０００５】
そこで特許文献１では、２段階の凹凸加工を施すことで、光取り出し効率を向上させる方法が示されている。具体的には、露出したIII 族窒化物半導体層表面にマスクを用いたエッチングによって周期的なパターンの凹凸を形成し、その後、III 族窒化物半導体層表面や、凹部の底面にウェットエッチングによって微細な凹凸を形成している。
【特許文献１】特開２００８−４７８６１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の方法では、ウェットエッチングによる微細な凹凸よりも深い凹凸をIII 族窒化物半導体層表面に設けるため、面内方向への電流の拡散に支障をきたし、発光の均一性が損なわれていた。特許文献１には２段階の凹凸加工が施されたIII 族窒化物半導体層表面の全面にＩＴＯなどの透明電極を設けて電流拡散性を向上させる方法も示されているが、ＩＴＯはそれほど抵抗が低くなく、電流拡散性を十分に改善させることはできない。
【０００７】
そこで本発明の目的は、光取り出し効率の向上と、発光の均一性を両立させたIII 族窒化物半導体発光素子、およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、成長基板上にIII 族窒化物半導体からなるｎ型層、活性層、ｐ型層を順に積層し、ｐ型層上にｐ電極を形成する第１工程と、ｐ電極上に、導電性の支持体を形成する第２工程と、基板リフトオフにより成長基板を分離し除去する第３工程と、成長基板の除去により露出したｎ型層表面上に、複数の閉曲線を有するパターンの凹部を形成し、ｎ型層表面および凹部底面に、ウェットエッチングによって微細な凹凸を形成する第４工程と、凹凸が形成されたｎ型層上に、前記凹部による閉曲線内すべてを通る配線状のパターンのｎ電極を形成する第５工程と、を有することを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法である。
【０００９】
第２の発明は、成長基板上にIII 族窒化物半導体からなるｎ型層、活性層、ｐ型層を順に積層し、ｐ型層上にｐ電極を形成する第１工程と、ｐ電極上に、導電性の支持体を形成する第２工程と、基板リフトオフにより成長基板を分離し除去する第３工程と、成長基板の除去により露出したｎ型層表面に、所定のパターンの凹部を形成し、ｎ型層表面および凹部底面に、ウェットエッチングによって微細な凹凸を形成する第４工程と、凹凸が形成されたｎ型層上に、複数の閉曲線を有するパターンの配線状であって、各閉曲線内のｎ型層領域に凹部を含むようにｎ電極を形成する第５工程と、を有することを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法である。
【００１０】
第１、２の発明において、III 族窒化物半導体とは、一般式Ａｌx Ｇａy Ｉｎz Ｎ（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０≦ｘ、ｙ、ｚ≦１）で表される半導体であり、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎの一部を他の第１３族元素であるＢやＴｌで置換したもの、Ｎの一部を他の第１５族元素であるＰ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉで置換したものをも含むものとする。より一般的には、Ｇａを少なくとも含むＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＧａＩｎＮを示す。ｎ型不純物としてはＳｉ、ｐ型不純物としてはＭｇが通常用いられる。
【００１１】
また、微細な凹凸とは、その凹凸の深さ、幅が、ｎ型層表面に形成される凹部の深さ、幅に比べて小さいことを意味するものである。凹部の深さは、ｎ型層の厚さの１／４〜３／４であることが望ましい。ｎ型層の厚さの１／４より浅いと、光取り出し効率の向上が期待できず、ｎ型層の厚さの３／４よりも深いと、面方向の電流拡散性に支障をきたし、発光の均一性が損なわれてしまい、出力の低下を招くとともに、駆動電圧の上昇を招いてしまう。また、凹部の幅は、確実に形成できる最小の幅とすることが好ましく、たとえば１０〜２０μｍである。幅が広いほど面方向の電流拡散性に支障をきたし、発光の均一性が損なわれてしまうからである。もちろん、精度の高い加工工程によって１０μｍよりも幅を狭くしてよい。
【００１２】
成長基板は、サファイアが一般的であるが、他にもＳｉＣ、ＺｎＯ、スピネル、などを用いることができる。また、支持体には、Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、Ｃｕ、Ｃｕ−Ｗなどを用いることができ、金属層を介してｐ電極と支持基板を接合することで、ｐ電極上に支持体を形成することができる。また、ｐ電極上に直接めっきやスパッタなどによってＣｕなどの金属層を形成して支持体としてもよい。
【００１３】
基板リフトオフは、たとえばレーザーリフトオフやケミカルリフトオフなどの方法である。
【００１４】
凹部やｎ電極のパターンは、第１の発明にあっては、凹部のパターンが少なくとも複数の最小閉曲線の連続したものを有するパターンであればよく、ｎ電極のパターンは閉曲線を有しないパターンであってもよい。また、第２の発明にあっては、ｎ電極のパターンが少なくとも複数の最小閉曲線の連続したものを有するパターンであればよく、凹部のパターンは閉曲線を有しないパターンであってもよい。複数の最小閉曲線の連続したものを有するパターンは、たとえばストライプ状や格子状であり、矩形の閉曲線を複数有するパターンである。最小閉曲線は、閉曲線の中に閉曲線が存在しない閉曲線を意味し、請求項の閉曲線は、最小閉曲線を意味する。そして、第１の発明では、すべての凹部による最小閉曲線の内部に、少なくとも１本の配線状のｎ電極を有する。また、第２の発明では、すべての配線状のｎ電極による最小閉曲線の内部に、少なくとも１本の凹部を有する。
【００１５】
ウェットエッチングに用いる溶液には、たとえばＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）などのアルカリ水溶液を用いることができる。
【００１６】
第３の発明は、第１の発明において、ｎ電極のパターンまたは凹部のパターンは、凹部による閉曲線が配線状のｎ電極により等分割されるパターンであることを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法である。
【００１７】
第４の発明は、第２の発明において、ｎ電極のパターンまたは凹部のパターンは、配線状のｎ電極による閉曲線が、凹部によって等分割されるパターンであることを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法である。
【００１８】
第５の発明は、第１の発明から第４の発明において、ｎ電極のパターンまたは凹部のパターンは、格子状であることを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法である。
【００１９】
第６の発明は、第１の発明から第５の発明において、第４工程は、ドライエッチングによって凹部を形成する工程と、凹部の形成後にウェットエッチングによって微細な凹凸を形成する工程と、からなることを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法である。
【００２０】
第７の発明は、第１の発明から第５の発明において、第４工程は、成長基板の除去により露出したｎ型層表面上に、ウェットエッチングによって融解する融解層を形成する工程と、ウェットエッチングによってｎ型層と融解層を融解させることで、凹部と微細な凹凸を同時に形成する工程と、からなることを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法である。
【００２１】
第８の発明は、導電性の支持体と、支持体上に形成されたｐ電極と、ｐ電極上に順に積層された、III 族窒化物半導体からなるｐ型層、活性層、ｎ型層と、ｎ型層上に形成されたｎ電極と、を有するIII 族窒化物半導体発光素子において、ｎ型層のｎ電極形成側の表面には、複数の閉曲線を有するパターンの凹部が形成され、その表面および凹部の底面には微細な凹凸が形成され、ｎ電極は、凹部による閉曲線内すべてを通る配線状のパターンに形成されている、ことを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子である。
【００２２】
第９の発明は、導電性の支持体と、支持体上に形成されたｐ電極と、ｐ電極上に順に積層された、III 族窒化物半導体からなるｐ型層、活性層、ｎ型層と、ｎ型層上に形成されたｎ電極と、を有するIII 族窒化物半導体発光素子において、ｎ型層のｎ電極形成側の表面には、所定のパターンの凹部が形成され、その表面および凹部の底面には微細な凹凸が形成され、ｎ電極は、複数の閉曲線を有するパターンの配線状であって、各閉曲線内のｎ型層領域に凹部を含むように形成されている、ことを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子である。
【００２３】
第１０の発明は、第８の発明において、電極のパターンまたは凹部のパターンは、凹部による閉曲線が配線状のｎ電極により等分割されるパターンであることを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子である。
【００２４】
第１１の発明は、第９の発明において、ｎ電極のパターンまたは凹部のパターンは、配線状のｎ電極による閉曲線が、凹部によって等分割されるパターンであることを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子である。
【００２５】
第１２の発明は、第８の発明から第１１の発明において、ｎ電極のパターンまたは凹部のパターンは、格子状であることを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子である。
【発明の効果】
【００２６】
第１、２の発明では、凹部と微細な凹凸による２段階の凹凸加工により、光取り出し効率を向上させている。また、第１、２の発明のように凹部のパターン、ｎ電極のパターンを形成すれば、ｎ型層表面上に凹部を形成したことによる面内方向の電流拡散性の悪化を抑制することができ、発光の均一性を保持することができる。したがって、第１、２の発明によれば、発光の均一性を悪化させることなく、光取り出し効率を向上させることができる。
【００２７】
また、第３、４の発明のように凹部のパターン、ｎ電極のパターンを形成すれば、より面内方向の電流拡散性の悪化を抑制することができる。また、第５の発明のように凹部のパターン、ｎ電極のパターンとして格子状のパターンを採用することができ、このような格子状のパターンによれば、第３、４の発明のパターンを容易に実現することができる。
【００２８】
また、凹部と微細な凹凸による２段階の凹凸加工は、第６、７の発明の工程によって容易に実現することができる。
【００２９】
また、第８〜１２の発明によると、光取り出し効率が高く、かつ発光の均一性が高いIII 族窒化物半導体発光素子を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の具体的な実施例について図を参照に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００３１】
図１は、実施例１の発光素子１００の構造を示す断面図である。発光素子１００は、支持体１０１と、支持体１０１上に低融点金属層１０２を介して接合されたｐ電極１０３と、ｐ電極１０３上に順に積層されたIII 族窒化物半導体からなるｐ型層１０４、活性層１０５、ｎ型層１０６と、ｎ型層１０６上に形成されたｎ電極１０７と、によって構成されている。
【００３２】
支持体１０１には、Ｓｉ、ＧａＡｓ、Ｃｕ、Ｃｕ−Ｗなどからなる導電性基板を用いることができる。
【００３３】
低融点金属層１０２には、Ａｕ−Ｓｎ層、Ａｕ−Ｓｉ層、Ａｇ−Ｓｎ−Ｃｕ層、Ｓｎ−Ｂｉ層などの金属共晶層を用いることができ、低融点金属ではないが、Ａｕ層、Ｓｎ層、Ｃｕ層などを用いることもできる。
【００３４】
ｐ電極１０３には、Ａｇ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｒｕやこれらの金属を主成分とする合金などの高光反射率で低コンタクト抵抗な金属や、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ａｕ合金などを用いることができる。また、ＩＴＯなどの透明電極膜と高反射金属膜からなる複合層であってもよい。なお、光取り出し効率を向上させるため、ｐ電極１０３のパターンは、ｎ電極１０７のパターンを反転させたパターンとすることが望ましい。すなわち、ｎ電極１０７の形成されていない領域の下にｐ電極１０３を形成し、ｎ電極１０７が形成されている領域の下にはｐ電極１０３を形成しない。このｐ電極を形成しない領域には、低融点金属層１０２とｐ型層１０４が直接に接触しないよう絶縁膜などを設けるとよい。
【００３５】
ｐ型層１０４、活性層１０５、ｎ型層１０６は、従来より発光素子の構成として知られている任意の構成でよい。ｐ型層１０４は、たとえば、支持体１０１側から順に、ＧａＮからなるＭｇがドープされたｐコンタクト層、ＡｌＧａＮからなるＭｇがドープされたｐクラッド層が積層された構造である。活性層１０５は、たとえば、ＧａＮからなる障壁層とＩｎＧａＮからなる井戸層が繰り返し積層されたＭＱＷ構造である。ｎ型層１０６は、たとえば、活性層１０５側から順に、ＧａＮからなるｎクラッド層、ＧａＮからなる高濃度にＳｉがドープされたｎ型コンタクト層、が積層された構造である。
【００３６】
図２は、発光素子１００をｎ電極１０７側からみた平面図である。発光素子１００の平面形状は、正方形である。図２のように、ｎ型層１０６のｎ電極１０７側の表面には、格子状のパターンの凹部１０８が形成されていて、ｎ型層１０６表面が正方形に区画されている。さらに凹部１０８の底面１０８ａや、凹部１０８が形成されていないｎ型層１０６の表面１０６ａには、凹部１０８の深さ、幅に比べて小さな高さ、幅である微細な凹凸１０９が形成されている。すなわち、ｎ型層１０６のｎ電極１０７側の面には、凹部１０８と微細な凹凸１０９による２段階の凹凸加工が施されている。
【００３７】
ｎ電極１０７には、たとえばＡｌ／Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕなどを用いる。ｎ電極１０７は、図２のように、配線状部１１０と、２つのパッド部１１１とで構成されている。２つのパッド部１１１は、正方形の発光素子のある一辺側の２つの角部にそれぞれ配置されている。配線状部１１０は、発光素子１００の平面形状である正方形の辺に対して平行に配線を揃えた、正方形の格子状のパターンに形成されており、２つのパッド部１１１に接続している。また、凹部１０８のパターンと配線部１１０のパターンは、配線部１１０の正方形の各格子の中心と、凹部１０８の格子点とが一致するようなパターンに形成されている。そのため、配線部１１０の正方形の各格子は、十字型の凹部１０８によって４つの正方形に等分割されている。また、凹部１０８の正方形の各格子内には、配線部１１０が十字型、Ｔ字型、またはＬ字型に形成されたパターンとなっていて、凹部１０８による格子内に配線部１１０が形成されていないものはない。なお、配線状部１１０、凹部１０８の格子状パターンによる正方形は、本発明の閉曲線に対応するものである。
【００３８】
この発光素子１００は、ｎ型層１０６のｎ電極１０７側の面に、凹部１０８と微細な凹凸１０９とによる、深さ、幅の異なる２段階の凹凸加工が施されているため、微細な凹凸１０９のみを施した場合に比べて光取り出し効率が向上している。また、凹部１０８のパターンと配線部１１０のパターンは、凹部１０８の正方形の各格子内に必ずｎ電極１０７の配線部１１０が形成されているようなパターンとなっている。ｎ型層１０６上に凹部１０８が存在する場合、凹部１０８で囲われた閉領域（各格子）内には電流が拡散しづらく、発光の均一性が損なわれていたが、実施例１ではすべての閉領域内にｎ電極１０７の配線部１１０が形成されているため、閉領域内にも電流が均一に拡散し、発光の均一性を保持することができる。特に、配線部１１０の正方形の各格子が凹部１０８によって等分割されるパターンであるため、凹部１０８と配線部１１０との距離がおおむね均一であり、さらに電流を面内に均一に拡散させ、発光の均一性を高めることができる。なお、これとは逆に、凹部１０８による正方形の各格子が配線部１１０によって等分割されるパターンであっても、同様に電流を面内に均一に拡散させることができる。
【００３９】
凹部１０８の深さは、ｎ型層１０６の厚さの１／４から３／４とすることが望ましい。１／４よりも浅いと、光取り出し効率の向上効果を十分に得ることができず、３／４よりも深いと、ｎ型層１０６のシート抵抗に悪影響を及ぼして面内方向への電流拡散に支障をきたし、発光の均一性が損なわれてしまうとともに、駆動電圧の上昇も招いてしまう。また、凹部１０８の幅は、確実に形成できる最小の幅とすることが望ましい。幅が広いほど発光の均一性が損なわれてしまうからである。たとえばその幅は、１０〜２０μｍである。もちろん、精度の高い加工工程によりこれよりも狭い幅としてよい。
【００４０】
次に、発光素子１００の製造工程について、図３を参照に説明する。なお、説明の簡単のため、以下の説明において、複数の発光素子１００に分離するための素子分離工程については省略する。
【００４１】
まず、サファイア基板１１２（本発明の成長基板に相当）上に、ＭＯＣＶＤ法によってIII 族窒化物半導体からなるｎ型層１０６、活性層１０５、ｐ型層１０４を順に積層させる（図３．Ａ）。ＭＯＣＶＤ法において用いる原料ガスは、窒素源として、アンモニア（ＮＨ3 ）、Ｇａ源として、トリメチルガリウム（Ｇａ（ＣＨ3 ）3 ）、Ｉｎ源として、トリメチルインジウム（Ｉｎ（ＣＨ3 ）3 ）、Ａｌ源として、トリメチルアルミニウム（Ａｌ（ＣＨ3 ）3 ）、ｎ型ドーピングガスとして、シラン（ＳｉＨ4 ）、ｐ型ドーピングガスとしてシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｍｇ（Ｃ5 Ｈ5 ）2 ）、キャリアガスとしてＨ2 またはＮ2 である。サファイア基板１１２以外にもＳｉＣ、ＺｎＯ、スピネル、などを用いることができる。
【００４２】
次に、ｐ電極１０３をレジストを用いたリフトオフ法によってｐ型層１０４表面の所定の領域に形成し、ｐ電極１０３上に低融点金属拡散防止層（図示しない）、さらにその上に低融点金属層１０２を形成する（図３．Ｂ）。
【００４３】
次に、支持体１０１を用意し、低融点金属層１０２を介して、支持体１０１とｐ電極１０３を接合する（図３．Ｃ）。なお、図示しない低融点金属拡散防止層は、低融点金属層１０２の金属が、低融点金属拡散防止層を超えてｐ電極１０３側に拡散するのを防止するための層である。
【００４４】
そして、サファイア基板１１２側からレーザー光を照射して、レーザーリフトオフにより、サファイア基板１１２を分離除去する（図３．Ｄ）。
【００４５】
次に、サファイア基板１１２の除去により露出したｎ型層１０６の表面に、マスクを用いた塩素プラズマ処理等によるドライエッチングにより、ｎ型層１０６をエッチングし、正方形の格子状のパターンの凹部１０８を形成する（図３．Ｅ）。
【００４６】
次に、４．５ｗｔ％、６０℃のＫＯＨ水溶液にウェハを浸漬することで、ｎ型層１０６の凹部１０８が形成されていない表面や、凹部１０８底面に微細な凹凸１０９を形成する（図３．Ｆ）。ＫＯＨ以外にもＮａＯＨや、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）などの水溶液を用いることもできる。
【００４７】
次に、凹部１０８、微細な凹凸１０９が形成されたｎ型層１０６上に、格子状パターンの配線部１１０と２つのパッド部１１１とを有したｎ電極１０７を、レジストを用いたリフトオフ法によって形成する。以上の製造工程によって、図１に示す発光素子１００を製造することができる。
【実施例２】
【００４８】
実施例２は、実施例１の発光素子の製造工程の、凹部１０８と、微細な凹凸１０９の形成方法を、次のように変えたものである。
【００４９】
図３．Ａから図３．Ｄまでは同一の製造工程である。図３．Ｄの工程により、サファイア基板１１２を分離除去した後、サファイア基板１１２の除去により露出したｎ型層１０６の表面に、形成する凹部１０８のパターンとは反対のパターンでＳｉＯ2 膜１２０（本発明の融解層に相当）をスパッタなどにより形成する（図４．Ａ）。すなわち、凹部１０８を形成するところに窓が開けられ、凹部１０８を形成しないところにＳｉＯ2 膜１２０を形成する。
【００５０】
次に、４．５ｗｔ％、６０℃のＫＯＨ水溶液にウェハを浸漬する。これにより、ＳｉＯ2 膜１２０の形成されていないｎ型層１０６の表面はエッチングされて、底面に微細な凹凸１０９が形成された凹部１０８が形成され、ＳｉＯ2 膜１２０自体も徐々にエッチングされていく（図４．Ｂ）。
【００５１】
エッチングがさらに進行すると、凹部１０８の深さがより深くなるとともに、ＳｉＯ2 膜１２０はエッチングされて除去され、ＳｉＯ2 膜１２０に覆われていたｎ型層１０６の表面にも微細な凹凸１０９が形成される（図４．Ｃ）。なお、凹部１０８の深さは、ＳｉＯ2 膜１２０の厚さによって制御可能である。また、ＳｉＯ2 膜１２０以外にも、III 族窒化物半導体のウェットエッチング溶液に対して徐々にエッチングされる材料であればよく、Ｔｉ、Ｎｉなどの金属材料も用いることができる。
【００５２】
このように、実施例２の製造工程によると、ウェットエッチングによって凹部１０８と微細な凹凸１０９の２段階の凹凸加工を施すことができる。
【００５３】
なお、各実施例では、凹部のパターンとｎ電極のパターンの双方を格子状としたが、本発明はこれに限るものではなく、複数の閉曲線を有するパターンであれば任意のパターンでよい。凹部のパターンを複数の閉曲線を有するパターンとする場合には、最小の各閉曲線内に配線状の少なくとも１本のｎ電極が形成されていればよく、ｎ電極のパターンは閉曲線を有しないパターンでもよい。また、ｎ電極のパターンを複数の閉曲線を有するパターンとする場合には、最小の各閉曲線内に少なくとも１本の凹部が形成されていればよく、凹部のパターンは閉曲線を有しないパターンでもよい。いずれの場合にも、素子面内の電流拡散性の悪化を抑制することができる。
【００５４】
また、各実施例では、サファイア基板の除去にレーザーリフトオフを用いているが、サファイア基板とｎ型層との間に薬液に溶解させることができるバッファ層を形成し、支持体との接合後に薬液によってバッファ層を溶解させてサファイア基板を分離除去するケミカルリフトオフを用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明のIII 族窒化物半導体発光素子は、表示装置や照明装置などに用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】実施例１の発光素子１００の構造を示した図。
【図２】発光素子１００を上面からみた図。
【図３．Ａ】実施例１の発光素子１００の製造工程を示した図。
【図３．Ｂ】実施例１の発光素子１００の製造工程を示した図。
【図３．Ｃ】実施例１の発光素子１００の製造工程を示した図。
【図３．Ｄ】実施例１の発光素子１００の製造工程を示した図。
【図３．Ｅ】実施例１の発光素子１００の製造工程を示した図。
【図３．Ｆ】実施例１の発光素子１００の製造工程を示した図。
【図４．Ａ】実施例２の発光素子１００の製造工程の一部を示した図。
【図４．Ｂ】実施例２の発光素子１００の製造工程の一部を示した図。
【図４．Ｃ】実施例２の発光素子１００の製造工程の一部を示した図。
【符号の説明】
【００５７】
１００：発光素子
１０１：支持体
１０２：低融点金属層
１０３：ｐ電極
１０４：ｐ型層
１０５：活性層
１０６：ｎ型層
１０７：ｐ電極
１０８：凹部
１０９：微細な凹凸
１１０：配線部
１２０：ＳｉＯ2 膜
【図１】
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【図２】
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【図３．Ａ】
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【図３．Ｂ】
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【図３．Ｃ】
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【図３．Ｄ】
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【図３．Ｅ】
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【図３．Ｆ】
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【図４．Ａ】
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【図４．Ｂ】
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【図４．Ｃ】
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