(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に第１の導電型の第１の半導体層と、発光層と、第２の導電型の第２の半導体層とを有する積層半導体層を形成する積層半導体層形成工程と、
前記第２の半導体層上に、前記発光層が発光する波長に対して透光性の酸化物で構成される透明電極を形成する透明電極形成工程と、
ポジ型レジストのイメージリバーサルにより形成したマスクを用いて、前記積層半導体層における前記発光層に電流を供給するように、前記透明電極上の第１の電極と、露出させた前記第１の半導体層上の第２の電極とをリフトオフにより形成する電極形成工程と、
前記第１の電極および前記第２の電極の形成後に、アルカリ溶液で洗浄するアルカリ洗浄工程と、
前記第１の電極および前記第２の電極のそれぞれの表面の一部を除いて、前記積層半導体層を覆う保護層を形成する保護層形成工程と、を含み、
前記第１の電極および前記第２の電極のそれぞれは、当該第１の電極が前記透明電極に接する側および当該第２の電極が前記第１の半導体層に接する側が少なくとも弁作用金属の酸化物または窒化物を含むように構成された接着層と、当該接着層上に当該接着層の表面および側面を覆うよう設けられたバリア層と、当該バリア層上に設けられたボンディング層と、を備え、当該接着層、当該バリア層および当該ボンディング層が連続して堆積されることを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
【請求項２】
前記アルカリ洗浄工程のアルカリ溶液は、有機アルカリを含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項３】
前記アルカリ洗浄工程の有機アルカリは、ＴＭＡＨ（テトラメチル  アンモニウム  ハイドロオキサイド）を含むことを特徴とする請求項２に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項４】
前記ポジ型レジストは、ノボラック樹脂を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の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、半導体発光素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体発光素子の進展が目覚しい。特に、短波長光用の半導体材料として、窒化ガリウム（ＧａＮ）などのＩＩＩ族窒化物半導体が注目を集めている。ＩＩＩ族窒化物半導体は、サファイア単結晶を始めとして、種々の酸化物やＩＩＩ−Ｖ族化合物を基板として、その上に有機金属気相化学反応法（ＭＯＣＶＤ法）や分子線エピタキシャル法（ＭＢＥ法）等によって形成される。
【０００３】
このようなＩＩＩ族窒化物半導体を用いた半導体発光素子では、基板上にｎ型半導体層、発光層、ｐ型半導体層からなる発光ダイオード（ＬＥＤ）構造を有する積層半導体層を形成し、最上部のｐ型半導体層に透光性の電極（透明電極）を形成し、この透明電極を介して発光を取り出している。
【０００４】
特許文献１には、基板上に窒化ガリウム系化合物半導体からなるｎ型半導体層、発光層およびｐ型半導体層がこの順で積層され、該ｐ型半導体層上に透光性正極が積層されるとともに該透光性正極上に正極ボンディングパッドが設けられ、ｎ型半導体層上に負極ボンディングパッドが設けられた窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、透光性正極の表面の少なくとも一部に無秩序な凹凸面が形成されてなる窒化ガリウム系化合物半導体発光素子が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１６５６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ＧａＮなどのＩＩＩ族窒化物半導体を用いた半導体発光素子では、ｐ型半導体層上に形成した透明電極上にｐ型電極、ｎ型半導体層上にｎ型電極が形成される。これらのｐ型電極およびｎ型電極は、いわゆるレジストをマスクに用いたリフトオフ（剥離）法で形成される。しかし、リフトオフ工程において、マスクのレジストが完全に除去できず、しばしばレジスト残渣が発生していた。このレジスト残渣により、保護層に穴（ホール）が形成されるなど、半導体発光素子の信頼性を損なうおそれがあった。
【０００７】
本発明は、半導体発光素子の製造方法において、レジスト残渣の発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的のもと、本発明が適用される半導体発光素子の製造方法は、基板上に第１の導電型の第１の半導体層と、発光層と、第２の導電型の第２の半導体層とを有する積層半導体層を形成する積層半導体層形成工程と、第２の半導体層上に、発光層が発光する波長に対して透光性の酸化物で構成される透明電極を形成する透明電極形成工程と、ポジ型レジストのイメージリバーサルにより形成したマスクを用いて、積層半導体層上における発光層に電流を供給するように、透明電極上の第１の電極と、露出させた第１の半導体層上の第２の電極とをリフトオフにより形成する電極形成工程と、第１の電極および第２の電極の形成後に、アルカリ溶液で洗浄するアルカリ洗浄工程と、第１の電極および第２の電極のそれぞれの表面の一部を除いて、積層半導体層を覆う保護層を形成する保護層形成工程と、を含み、第１の電極および第２の電極のそれぞれは、第１の電極が透明電極に接する側および第２の電極が第１の半導体層に接する側が少なくとも弁作用金属の酸化物または窒化物を含むように構成された接着層と、接着層上に接着層の表面および側面を覆うよう設けられたバリア層と、バリア層上に設けられたボンディング層と、を備え、接着層、バリア層およびボンディング層が連続して堆積されることを特徴とする。
そして、アルカリ洗浄工程のアルカリ溶液は、有機アルカリを含むことを特徴とすることができる。
さらに、アルカリ洗浄工程の有機アルカリは、ＴＭＡＨ（テトラメチル  アンモニウム
ハイドロオキサイド）を含むことを特徴とすることができる。
さらにまた、ポジ型レジストは、ノボラック樹脂を含むことを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、レジスト残渣の発生を抑制して、半導体発光素子の製造ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態である半導体発光素子の製造方法が適用される半導体発光素子の断面模式図の一例である。
【図２】図１に示す半導体発光素子の平面模式図の一例である。
【図３】半導体発光素子を構成する積層半導体層の断面模式図の一例である。
【図４】本実施の形態が適用される半導体発光素子の製造方法のフローチャートである。
【図５】半導体発光素子の製造方法の各工程における断面模式図の一例である。
【図６】本実施の形態が適用される半導体発光素子の製造方法における、電極形成工程および保護層形成工程のフローチャートである。
【図７】逆テーパ型マスクを形成する工程を説明するための図である。
【図８】図６に示した電極形成工程の各工程における断面模式図の一例である。
【図９】比較例、実施例１〜５における、洗浄時間（秒）とレジスト残渣率（％）との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本実施の形態である半導体発光素子の製造方法が適用される半導体発光素子（発光ダイオード）１の断面模式図の一例であり、図２は図１に示す半導体発光素子１の平面模式図の一例であり、図３は半導体発光素子１を構成する積層半導体層１００の断面模式図の一例である。
【００１２】
（半導体発光素子１）
図１に示すように、半導体発光素子１は、基板１１０と、基板１１０上に積層される中間層１２０と、中間層１２０上に積層される下地層１３０とを備える。また、半導体発光素子１は、下地層１３０上に積層されるｎ型半導体層１４０と、ｎ型半導体層１４０上に積層される発光層１５０と、発光層１５０上に積層されるｐ型半導体層１６０とをさらに備える。なお、以下の説明においては、必要に応じて、これら中間層１２０、下地層１３０、ｎ型半導体層１４０、発光層１５０およびｐ型半導体層１６０を、まとめて積層半導体層１００と呼ぶ。
【００１３】
さらに、半導体発光素子１は、積層半導体層１００の上面１６０ｃ上に積層される透明電極１７０を備える。そして、半導体発光素子１は、透明電極１７０上の一部に積層される第１の接合層１９０と、第１の接合層１９０上に積層される第１のボンディングパッド電極２００とを備える。さらにまた、半導体発光素子１は、ｐ型半導体層１６０、発光層１５０およびｎ型半導体層１４０の一部を切り欠くことによって露出したｎ型半導体層１４０の半導体層露出面１４０ｃ上の一部に積層される第２の接合層２２０と、第２の接合層２２０上に積層される第２のボンディングパッド電極２３０とを備える。なお、以下の説明においては、透明電極１７０上に積層される第１の接合層１９０と第１のボンディングパッド電極２００とを、まとめて第１の電極２１０と呼ぶ。また、第２の接合層２２０と第２のボンディングパッド２３０とを、まとめて第２の電極２４０と呼ぶ。
さらにまた、半導体発光素子１は、第１の電極２１０および第２の電極２４０のそれぞれの表面の一部を除いて、透明電極１７０の表面、積層半導体層１００の表面および側面を覆う保護層１８０を備える。
【００１４】
この半導体発光素子１においては、正極の一例としての第１の電極２１０と、負極の一例としての第２の電極２４０とを介してｐ型半導体層１６０、発光層１５０およびｎ型半導体層１４０に電流を流すことで、発光層１５０が発光するようになっている。
【００１５】
では次に、半導体発光素子１の各構成要素について、より詳細に説明する。
＜基板１１０＞
基板１１０としては、ＩＩＩ族窒化物半導体の結晶が表面にエピタキシャル成長される基板であれば、特に限定されず、各種の基板を選択して用いることができる。例えば、サファイア、ＳｉＣ、シリコン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化マンガン、酸化ジルコニウム、酸化マンガン亜鉛鉄、酸化マグネシウムアルミニウム、ホウ化ジルコニウム、酸化ガリウム、酸化インジウム、酸化リチウムガリウム、酸化リチウムアルミニウム、酸化ネオジウムガリウム、酸化ランタンストロンチウムアルミニウムタンタル、酸化ストロンチウムチタン、酸化チタン、ハフニウム、タングステン、モリブデン等からなる基板を用いることができる。
また、上記基板の中でも、特に、ｃ面を主面とするサファイア基板を用いることが好ましい。サファイア基板を用いる場合は、サファイアのｃ面上に中間層１２０（バッファ層）を形成するとよい。
【００１６】
なお、上記した基板には、高温でアンモニアに接触することで化学的な変性を引き起こすことが知られている酸化物基板や金属基板が含まれる。これらの基板には、アンモニアを使用せずに中間層１２０を成膜すればよく、中間層１２０がコート層として作用するので、ＭＯＣＶＤ法においてアンモニアを使用して下地層１３０を成膜することができる。このように、中間層１２０を成膜すると、基板１１０の化学的な変質を防ぐ点で効果的である。
また、中間層１２０をスパッタ法により形成した場合、基板１１０の温度を低く抑えることが可能なので、高温で分解してしまう性質を持つ材料から構成される基板１１０を用いた場合でも、基板１１０にダメージを与えることなく基板上への各層の成膜が可能である。
【００１７】
＜積層半導体層１００＞
積層半導体層１００は、例えば、ＩＩＩ族窒化物半導体からなる層であって、図１に示すように、基板１１０上に、中間層１２０、下地層１３０、ｎ型半導体層１４０、発光層１５０およびｐ型半導体層１６０の各層がこの順で積層されて構成されている。
また、図３に示すように、ｎ型半導体層１４０、発光層１５０およびｐ型半導体層１６０の各層は、それぞれ、複数の半導体層から構成してもよい。ここで、ｎ型半導体層１４０は、電子をキャリアとする第１の導電型にて電気伝導を行い、ｐ型半導体層１６０は、正孔をキャリアとする第２の導電型にて電気伝導を行う。
なお、積層半導体層１００は、ＭＯＣＶＤ法で形成すると結晶性の良いものが得られるが、スパッタ法によっても条件を最適化することで、ＭＯＣＶＤ法よりも優れた結晶性を有する半導体層を形成できる。以下、順次説明する。
【００１８】
＜中間層１２０＞
中間層１２０は、多結晶のＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１）からなるものが好ましく、単結晶のＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１）のものがより好ましい。
中間層１２０は、上述のように、例えば、多結晶のＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１）からなる厚さ０．０１μｍ〜０．５μｍのものとすることができる。中間層１２０の厚みが０．０１μｍ未満であると、中間層１２０により基板１１０と下地層１３０との格子定数の違いを緩和する効果が十分に得られない場合がある。また、中間層１２０の厚みが０．５μｍを超えると、中間層１２０としての機能には変化が無いのにも関わらず、中間層１２０の成膜処理時間が長くなり、生産性が低下するおそれがある。
【００１９】
中間層１２０は、基板１１０と下地層１３０との格子定数の違いを緩和し、特にｃ面を主面とするサファイアで基板１１０を構成した場合には、基板１１０の（０００１）面（ｃ面）上にｃ軸配向した単結晶層の形成を容易にする働きがある。したがって、中間層１２０の上に単結晶の下地層１３０を積層すると、より一層結晶性の良い下地層１３０が積層できる。なお、本発明においては、中間層形成工程を行なうことが好ましいが、行なわなくても良い。
【００２０】
また、中間層１２０は、ＩＩＩ族窒化物半導体からなる六方晶系の結晶構造を持つものであってもよい。また、中間層１２０をなすＩＩＩ族窒化物半導体の結晶は、単結晶構造を有するものであってもよく、単結晶構造を有するものが好ましく用いられる。ＩＩＩ族窒化物半導体の結晶は、成長条件を制御することにより、上方向だけでなく、面内方向にも成長して単結晶構造を形成する。このため、中間層１２０の成膜条件を制御することにより、単結晶構造のＩＩＩ族窒化物半導体の結晶からなる中間層１２０とすることができる。このような単結晶構造を有する中間層１２０を基板１１０上に成膜した場合、中間層１２０のバッファ機能が有効に作用するため、その上に成膜されたＩＩＩ族窒化物半導体は良好な配向性および結晶性を有する結晶膜となる。
【００２１】
また、中間層１２０をなすＩＩＩ族窒化物半導体の結晶は、成膜条件をコントロールすることにより、六角柱を基本とした集合組織からなる柱状結晶（多結晶）とすることも可能である。なお、ここでの集合組織からなる柱状結晶とは、隣接する結晶粒との間に結晶粒界を形成して隔てられており、それ自体は縦断面形状として柱状になっている結晶のことをいう。
【００２２】
＜下地層１３０＞
下地層１３０としては、ＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）を用いることができるが、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ＜１）を用いると結晶性の良い下地層１３０を形成できるため好ましい。
下地層１３０の膜厚は０．１μｍ以上が好ましく、より好ましくは０．５μｍ以上であり、１μｍ以上が最も好ましい。この膜厚以上にした方が、結晶性の良好な下地層１３０が得られやすい。
下地層１３０の結晶性を良くするためには、下地層１３０は不純物をドーピングしない方が望ましい。しかし、ｐ型あるいはｎ型の導電性が必要な場合は、ｐ型不純物（アクセプター）あるいはｎ型不純物（ドナー）を添加することができる。
【００２３】
＜ｎ型半導体層１４０＞
図３に示すように、ｎ型半導体層１４０は、ｎコンタクト層１４０ａとｎクラッド層１４０ｂとから構成されるのが好ましい。なお、ｎコンタクト層１４０ａがｎクラッド層１４０ｂを兼ねることも可能である。また、前述の下地層１３０をｎ型半導体層１４０に含めてもよい。
【００２４】
ｎコンタクト層１４０ａは、第２の電極２４０（図１参照）を設けるための層である。ｎコンタクト層１４０ａとしては、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ層（０≦ｘ＜１、好ましくは０≦ｘ≦０．５、さらに好ましくは０≦ｘ≦０．１）から構成されることが好ましい。
【００２５】
また、ｎコンタクト層１４０ａにはｎ型不純物がドープされていることが好ましく、ｎ型不純物を１×１０１７／ｃｍ３〜１×１０２０／ｃｍ３、好ましくは１×１０１８／ｃｍ３〜１×１０１９／ｃｍ３の濃度で含有すると、第２の電極２４０との良好なオーミック接触を維持できる点で好ましい。ｎ型不純物としては、特に限定されないが、例えば、Ｓｉ、ＧｅおよびＳｎ等が挙げられ、好ましくはＳｉおよびＧｅが挙げられる。
【００２６】
ｎコンタクト層１４０ａの膜厚は、０．５μｍ〜５μｍとされることが好ましく、１μｍ〜３μｍの範囲に設定することがより好ましい。ｎコンタクト層１４０ａの膜厚が上記範囲にあると、発光層１５０等の結晶性が良好に維持される。
【００２７】
ｎコンタクト層１４０ａと発光層１５０との間には、ｎクラッド層１４０ｂを設けることが好ましい。ｎクラッド層１４０ｂは、発光層１５０へのキャリアの注入とキャリアの閉じ込めとを行なう層である。ｎクラッド層１４０ｂはＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＧａＩｎＮなどで形成することが可能である。また、これらの構造のヘテロ接合や複数回積層した超格子構造としてもよい。ｎクラッド層１４０ｂをＧａＩｎＮで形成する場合には、発光層１５０のＧａＩｎＮのバンドギャップよりも大きくすることが望ましいことは言うまでもない。なお、本明細書中には、ＡｌＧａＮ、ＧａＩｎＮについて、各元素の組成比を省略した形で記述する場合がある。
【００２８】
ｎクラッド層１４０ｂの膜厚は、特に限定されないが、好ましくは５ｎｍ〜５００ｎｍであり、より好ましくは５ｎｍ〜１００ｎｍである。ｎクラッド層１４０ｂのｎ型不純物濃度は１×１０１７／ｃｍ３〜１×１０２０／ｃｍ３が好ましく、より好ましくは１×１０１８／ｃｍ３〜１×１０１９／ｃｍ３である。不純物濃度がこの範囲であると、良好な結晶性の維持および素子の動作電圧低減の点で好ましい。
【００２９】
なお、ｎクラッド層１４０ｂを、超格子構造を含む層とする場合には、詳細な図示を省略するが、１０ｎｍ以下の膜厚を有したＩＩＩ族窒化物半導体からなるｎ側第１層と、ｎ側第１層と組成が異なるとともに１０ｎｍ以下の膜厚を有したＩＩＩ族窒化物半導体からなるｎ側第２層とが積層された構造を含むものであっても良い。
また、ｎクラッド層１４０ｂは、ｎ側第１層とｎ側第２層とが交互に繰返し積層された構造を含んだものであってもよく、ＧａＩｎＮとＧａＮとの交互構造又は組成の異なるＧａＩｎＮ同士の交互構造であることが好ましい。
【００３０】
＜発光層１５０＞
ｎ型半導体層１４０の上に積層される発光層１５０としては、単一量子井戸構造あるいは多重量子井戸構造などを採用することができる。
図３では、発光層１５０を、障壁層１５０ａと井戸層１５０ｂとが交互に積層されてなる多重量子井戸構造で示している。そして、発光層１５０のうち、ｎクラッド層１４０ｂと接する側およびｐクラッド層１６０ａと接する側は、それぞれ障壁層１５０ａとなっている。多重量子井戸構造の井戸層１５０ｂとしては、Ｇａ１−ｙＩｎｙＮ（０＜ｙ＜０．４）からなるＩＩＩ族窒化物半導体層が通常用いられる。井戸層１５０ｂの膜厚としては、量子効果の得られる程度の膜厚、例えば１ｎｍ〜１０ｎｍとすることができ、好ましくは２ｎｍ〜６ｎｍとすると発光出力の点で好ましい。
また、多重量子井戸構造の発光層１５０の場合は、上記Ｇａ１−ｙＩｎｙＮを井戸層１５０ｂとし、井戸層１５０ｂよりバンドギャップエネルギーが大きいＡｌｚＧａ１−ｚＮ（０≦ｚ＜０．３）を障壁層１５０ａとする。井戸層１５０ｂおよび障壁層１５０ａには、設計により不純物を添加してもしなくてもよい。
【００３１】
＜ｐ型半導体層１６０＞
図３に示すように、ｐ型半導体層１６０は、通常、ｐクラッド層１６０ａおよびｐコンタクト層１６０ｂから構成される。また、ｐコンタクト層１６０ｂがｐクラッド層１６０ａを兼ねることも可能である。
【００３２】
ｐクラッド層１６０ａは、発光層１５０へのキャリアの閉じ込めとキャリアの注入とを行なう層である。ｐクラッド層１６０ａとしては、発光層１５０のバンドギャップエネルギーより大きくなる組成であり、発光層１５０へのキャリアの閉じ込めができるものであれば特に限定されないが、例えばＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０＜ｘ≦０．４）のものが挙げられる。
【００３３】
ｐクラッド層１６０ａが、このようなＡｌＧａＮからなると、発光層１５０へのキャリアの閉じ込めの点で好ましい。ｐクラッド層１６０ａの膜厚は、特に限定されないが、好ましくは１ｎｍ〜４００ｎｍであり、より好ましくは５ｎｍ〜１００ｎｍである。
ｐクラッド層１６０ａのｐ型不純物濃度は、１×１０１８／ｃｍ３〜１×１０２１／ｃｍ３が好ましく、より好ましくは１×１０１９／ｃｍ３〜１×１０２０／ｃｍ３である。ｐ型不純物濃度が上記範囲であると、結晶性を低下させることなく良好なｐクラッド層１６０ａが得られる。
また、ｐクラッド層１６０ａは、複数回積層した超格子構造としてもよく、この場合には、組成比が異なるＡｌＧａＮと他のＡｌＧａＮとの交互構造または組成が異なるＡｌＧａＮとＧａＮとの交互構造であることが好ましい。
【００３４】
ｐコンタクト層１６０ｂは、透明電極１７０を設けるための層である。ｐコンタクト層１６０ｂは、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦０．４）であることが好ましい。Ａｌ組成が上記範囲であると、良好な結晶性の維持および透明電極１７０との良好なオーミック接触の維持が可能となる点で好ましい。
ｐコンタクト層１６０ｂでは、ｐ型不純物を１×１０１８／ｃｍ３〜１×１０２１／ｃｍ３の濃度、好ましくは５×１０１９／ｃｍ３〜５×１０２０／ｃｍ３の濃度で含有していると、良好なオーミック接触の維持、クラック発生の防止、良好な結晶性の維持の点で好ましい。ｐ型不純物としては、特に限定されないが、例えば好ましくはＭｇが挙げられる。
ｐコンタクト層１６０ｂの膜厚は、特に限定されないが、１０ｎｍ〜５００ｎｍが好ましく、より好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍである。ｐコンタクト層１６０ｂの膜厚がこの範囲であると、発光出力の点で好ましい。
【００３５】
＜透明電極１７０＞
図１に示すように、ｐ型半導体層１６０の上には透明電極１７０が積層されている。
図２に示すように平面視したときに、透明電極１７０（図１参照）は、第２の電極２４０を形成するために、エッチング等の手段によって一部が除去されたｐ型半導体層１６０の上面１６０ｃのほぼ全面を覆うように形成されているが、このような形状に限定されるわけでなく、隙間を開けて格子状や樹形状に形成してもよい。なお、透明電極１７０の構造も、従来公知の構造を含めて如何なる構造のものも何ら制限なく用いることができる。
【００３６】
透明電極１７０は、ｐ型半導体層１６０との接触抵抗が小さいものであることが好ましい。また、この半導体発光素子１では、発光層１５０からの光を第１の電極２１０が形成された側に取り出すことから、透明電極１７０は発光層１５０からの光に対する透過性に優れたものが好ましい。さらにまた、ｐ型半導体層１６０の全面に渡って均一に電流を拡散させるために、透明電極１７０は優れた導電性を有したものであることが好ましい。
【００３７】
以上のことから、透明電極１７０として、Ｉｎを含む酸化物の導電性材料が用いられる。Ｉｎを含む酸化物の一部は、他の透明導電膜と比較して光透過性および導電性の両者がともに優れている点で好ましい。Ｉｎを含む導電性の酸化物としては、例えばＩＴＯ（酸化インジウム錫（Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２））、ＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛（Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ））、ＩＧＯ（酸化インジウムガリウム（Ｉｎ２Ｏ３−Ｇａ２Ｏ３））、ＩＣＯ（酸化インジウムセリウム（Ｉｎ２Ｏ３−ＣｅＯ２））等が挙げられる。なお、これらの中に、例えばフッ素などが添加されていてもかまわない。
【００３８】
これらの材料を、この技術分野で公知の手段で設けることによって、透明電極１７０を形成できる。また、透明電極１７０を形成した後に、透明電極１７０の透明化を目的とした熱アニールを施す場合もある。
【００３９】
透明電極１７０は、結晶化された構造のものを使用してよく、特に六方晶構造又はビックスバイト構造を有するＩｎ２Ｏ３結晶を含む透光性材料（例えば、ＩＴＯやＩＺＯ等）を好ましく使用することができる。
例えば、六方晶構造のＩｎ２Ｏ３結晶を含むＩＺＯを透明電極１７０として使用する場合、エッチング性に優れたアモルファスのＩＺＯ膜を用いて特定形状に加工することができ、さらにその後、熱処理等によりアモルファス状態から結晶を含む構造に転移させることで、アモルファスのＩＺＯ膜よりも透光性の優れた電極に加工することができる。
【００４０】
また、ＩＺＯ膜としては、比抵抗が最も低くなる組成を使用することが好ましい。
例えば、ＩＺＯ中のＺｎＯ濃度は１質量％〜２０質量％であることが好ましく、５質量％〜１５質量％の範囲であることがさらに好ましい。１０質量％であると特に好ましい。また、ＩＺＯ膜の膜厚は、低比抵抗、高光透過率を得ることができる３５ｎｍ〜１００００ｎｍ（１０μｍ）の範囲であることが好ましい。さらに、生産コストの観点から、ＩＺＯ膜の膜厚は１０００ｎｍ（１μｍ）以下であることが好ましい。
ＩＺＯ膜のパターニングは、後述の熱処理工程を行なう前に行なうことが望ましい。熱処理により、アモルファス状態のＩＺＯ膜は結晶化されたＩＺＯ膜となるため、アモルファス状態のＩＺＯ膜と比較してエッチングが難しくなる。これに対し、熱処理前のＩＺＯ膜は、アモルファス状態であるため、周知のエッチング液（ＩＴＯ−０７Ｎエッチング液（関東化学社製））を用いて容易に精度良くエッチングすることが可能である。
【００４１】
アモルファス状態のＩＺＯ膜のエッチングは、ドライエッチング装置を用いて行なっても良い。このとき、エッチングガスにはＣｌ２、ＳｉＣｌ４、ＢＣｌ３等を用いることができる。アモルファス状態のＩＺＯ膜は、例えば５００℃〜１０００℃の熱処理を行ない、条件を制御することで六方晶構造のＩｎ２Ｏ３結晶を含むＩＺＯ膜や、ビックスバイト構造のＩｎ２Ｏ３結晶を含むＩＺＯ膜にすることができる。六方晶構造のＩｎ２Ｏ３結晶を含むＩＺＯ膜は前述したようにエッチングし難いので、上述のエッチング処理の後に熱処理することが好ましい。
【００４２】
特に、前述のように、熱処理によって結晶化したＩＺＯ膜は、アモルファス状態のＩＺＯ膜に比べて、第１の接合層１９０やｐ型半導体層１６０との密着性が良いため、本発明の実施形態において有効である。
【００４３】
＜第１の電極２１０＞
次に、第１の電極２１０の構成の一例について詳細に説明する。なお、本発明では、第１の電極である正電極は、公知な材料や構造、形状を採用することができるが、好ましくは後述の電極構成を採用することができる。
上述したように、第１の電極２１０は、透明電極１７０上に積層される第１の接合層１９０と、第１の接合層１９０上に積層される第１のボンディングパッド電極２００とを有している。
図２に示すように、平面視したときに、第１の電極２１０は円形状とされているが、このような形状に限定されるわけでなく、多角形状など任意の形状とすることができる。また、第１の電極２１０はボンディングパットを兼ねており、ボンディングワイヤを接続することができる構成とされている。
【００４４】
＜第１の接合層１９０＞
第１の接合層１９０は、透明電極１７０に対する第１のボンディングパッド電極２００の接合強度を高めるために、透明電極１７０と第１のボンディングパッド電極２００との間に積層される。また、第１の接合層１９０は、透明電極１７０を透過して第１のボンディングパッド電極２００に照射される発光層１５０からの光を低損失で透過させるために、透光性を有していることが好ましい。
【００４５】
第１の接合層１９０は、弁作用金属（バルブメタル）で形成することが好ましく、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｇ、Ｂｉ、Ｓｉ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｐｔからなる群より選ばれた少なくとも一種の元素を含むとともに透明電極１７０と接する側がこれらの元素の酸化物または窒化物を含むように透明電極１７０上に積層されるのがより好ましい。これにより、バルブメタルそのもので第１の接合層１９０を構成した場合と比較して、透明電極１７０と第１のボンディングパッド電極２００との接合強度をより向上させることができる。
特に、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ等の金属およびこれらの金属の酸化物または窒化物を含めることによって、水（水分）の存在下における電気化学反応により接合金属元素がイオン化して溶出することを防ぐことができ、好ましい。これらは、弁作用金属の中でもイオン化しにくい性質を持つ。これにより、透光性電極１７０に対する第１のボンディングパッド電極２００の接合強度を格段に高めることができる。
【００４６】
また、第１の接合層１９０のすべてすなわち全体が弁作用金属の酸化物で構成されていてもよいが、少なくとも部分的、局所的あるいは薄膜状に透明電極１７０と接する側が弁作用金属の酸化物で形成されていればよい。したがって、第１の接合層１９０が、透明電極１７０側に形成される弁作用金属酸化物層と第１のボンディングパッド電極２００側に形成される弁作用金属層とで形成されていてもかまわない。
【００４７】
また、第１の接合層１９０は厚みが０．５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲の薄膜であること、より好ましくは１ｎｍ以上４０ｎｍ以下の範囲の薄膜であることが好ましい。これにより、発光層１５０からの光を遮ることなく効果的に透過させることができる。なお、厚みが０．５ｎｍ未満になると、第１の接合層１９０の強度が低下し、これにより透明電極１７０に対する第１のボンディングパッド電極２００の接合強度が低下する恐れがある。第１の接合層１９０における金属酸化物層の厚さは約０．５ｎｍ〜５ｎｍが好ましい。０．５ｎｍ以下では透明電極１７０との接合強度の向上効果が少なくなり、５ｎｍ以上では、接合層１９０と透明電極１７０との導電性の低下を招く恐れがある。
【００４８】
＜第１のボンディングパッド電極２００＞
図１に示すように、接続電極の一例としての第１のボンディングパッド電極２００は、透明電極１７０側から順に、第１のバリア層２００ａと第１のボンディング層２００ｂとが積層された積層体からなる。第１のバリア層２００ａは、第１のボンディング層２００ｂを形成する元素のマイグレーションをバリアする作用を有し、第１のボンディング層２００ｂは、給電用の外部端子材料との密着性を高める作用がある。
なお、第１のボンディングパッド電極２００は、第１のバリア層２００ａのみからなる単層構造であってもよく、第１のバリア層２００ａと第１のボンディング層２００ｂと間に、第１のボンディングパッド電極２００全体の強度を強化する別のバリア層をさらに挿入して、三層構造としてもよい。
【００４９】
＜第１のバリア層２００ａ＞
図１に示す第１のバリア層２００ａは、第１のボンディングパッド電極２００全体の強度を強化する役割を有している。このため、比較的強固な金属材料を使用することが好ましく、例えば、Ａｇ、Ａｌ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｎｂのうちの何れかまたはこれら金属の何れかを含む合金からなるものが選べる。また、第１のバリア層２００ａは、発光層１５０から出射された光を反射させるために、反射率の高い金属で構成することが好ましく、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ等の白金族金属、Ａｌ、Ａｇ、Ｔｉおよびこれらの金属の少なくも一種を含む合金で構成することがより好ましい。これにより、発光層１５０からの光を効果的に反射させることができる。
なかでも、Ａｌ、Ａｇ、Ｐｔおよびこれらの金属の少なくも一種を含む合金は、電極用の材料として一般的であり、入手のし易さ、取り扱いの容易さなどの点から優れている。
また、第１のバリア層２００ａは、高い反射率を有する金属で形成した場合、厚さが２０ｎｍ〜３００ｎｍであることが望ましい。第１のバリア層２００ａが２０ｎｍよりも薄いと充分な反射の効果が得らない。一方、第１のバリア層２００ａを３００ｎｍより厚くしても特に利点は生じず、工程時間の長時間化と材料の無駄を生じるのみである。さらに望ましくは、５０ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００５０】
また、第１のバリア層２００ａは、第１の接合層１９０に密着していることが、発光層１５０からの光を効率良く反射するとともに、第１のボンディングパッド電極２００の接合強度を高められる点で好ましい。第１のボンディングパッド電極２００が充分な強度を得るためには、第１のバリア層２００ａが第１の接合層１９０を介して透明電極１７０に強固に接合されていることが必要である。最低限、一般的な方法でボンディングパッドに金線を接続する工程で剥離しない程度の強度が好ましい。特に、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔおよびこれらの金属の少なくも一種を含む合金は、光の反射性などの点から第１のバリア層２００ａとして好適に使用される。
【００５１】
＜第１のボンディング層２００ｂ＞
図１に示す第１のボンディング層２００ｂは、Ａｕ、Ａｌまたはこれらの金属の少なくも一種を含む合金からなることが好ましい。ＡｕおよびＡｌはボンディングボールとして使用されることが多い金ボールとの密着性の良い金属なので、Ａｕ、Ａｌまたはこれらの金属の少なくも一種を含む合金を用いることにより、ボンディングワイヤとの密着性に優れたものとすることができる。中でも、特に好ましいのはＡｕである。
また、第１のボンディング層２００ｂの厚みは、５０ｎｍ〜２０００ｎｍであることが好ましく、５００ｎｍ〜１５００ｎｍであることがさらに好ましい。
第１のボンディング層２００ｂが薄すぎると電極の強度が低下し、ボンディングボールとの密着性が悪くなり、厚すぎても特に利点は生ぜず、コスト増大を招くのみである。
【００５２】
第１の接合層１９０およびこれに積層される第１のボンディングパッド電極２００は、透明電極１７０の上であれば、どこへでも形成することができる。例えば第２の電極２４０から最も遠い位置に形成してもよいし、半導体発光素子１の中心などに形成してもよい。しかし、あまりにも第２の電極２４０に近接した位置に形成すると、ボンディングした際にボンディングワイヤ間、ボンディングボール間のショートを生じてしまうため好ましくない。
また、第１のボンディングパッド電極２００の電極面積としては、できるだけ大きいほうがボンディング作業はしやすいものの、大きすぎると発光の取り出しの妨げになる。例えば、チップ面の面積の半分を超えるような面積を覆っては、発光の取り出しの妨げとなり、出力が著しく低下する。逆に小さすぎるとボンディング作業がしにくくなり、製品の収率を低下させる。
具体的には、第１のボンディングパッド電極２００の電極面積としては、ボンディングボールの直径よりもわずかに大きい程度が好ましく、直径１００μｍ程度の円形であることが一般的である。
また、前述したように、正電極である第１の電極２１０は、公知な材料や構造、形状を採用することができるが、第１のボンディングパッド電極２００を積層した第１の接合層１９０は、透明電極１７０上以外にｐコンタクト層１６０ｂ（図３参照）上またはｐコンタクト層１６０ｂの一部を切り欠いた部分上に形成してもよい。
【００５３】
＜第２の電極２４０＞
続いて、第２の電極２４０の構成について詳細に説明する。
上述したように、第２の電極２４０は、第２の接合層２２０と、第２の接合層２２０上に積層される第２のボンディングパッド電極２３０とを有している。
図１に示すように、ｎ型半導体層１４０の半導体層露出面１４０ｃに第２の電極２４０が形成されている。このように、第２の電極２４０を形成する際には、エッチング等の手段によってｐ型半導体層１６０、発光層１５０およびｎ型半導体層１４０の一部を切り欠け除去してｎ型半導体層１４０のｎコンタクト層１４０ａ（図３参照）を露出させ、得られた半導体層露出面１４０ｃ上に第２の電極２４０を形成する。
図２に示すように、平面視したときに、第２の電極２４０は円形状とされているが、このような形状に限定されるわけでなく、多角形状など任意の形状とすることができる。また、第２の電極２４０はボンディングパットを兼ねており、ボンディングワイヤを接続することができる構成とされている。
【００５４】
＜第２の接合層２２０＞
第２の接合層２２０は、ｎ型半導体層１４０のｎコンタクト層１４０ａに形成される半導体層露出面１４０ｃに対する第２のボンディングパッド電極２３０の接合強度を高めるために、ｎコンタクト層１４０ａと第２のボンディングパッド電極２３０との間に積層される。
【００５５】
第２の接合層２２０は、第１の接合層１９０と同様に、弁作用金属（バルブメタル）すなわちＡｌ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｇ、Ｂｉ、Ｓｉ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｐｔからなる群より選ばれた少なくとも一種の元素を含むとともに半導体層露出面１４０ｃと接する側がこの元素の酸化物または窒化物を含むように半導体層露出面１４０ｃ上に積層される。これにより、弁作用金属そのもので第２の接合層２２０を構成した場合と比較して、ｎコンタクト層１４０ａと第２のボンディングパッド電極２３０との接合強度をより向上させることができる。中でも、第２の接合層２２０は、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉからなる群より選ばれた少なくとも一種の元素を含むとともに半導体層露出面１４０ｃと接する側がこの元素の酸化物または窒化物にて構成することがより好ましい。特に、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ等の金属およびこれらの酸化物または窒化物を用いることによって、ｎコンタクト層１４０ａに対する第２のボンディングパッド電極２３０の接合強度を格段に高めることができる。
【００５６】
ただし、第２の接合層２２０のすべてすなわち全体が弁作用金属の酸化物で構成されている必要はなく、少なくともｎコンタクト層１４０ａと接する側が弁作用金属の酸化物で形成されていればよい。したがって、第２の接合層２２０が、ｎコンタクト層１４０ａ側に形成される弁作用金属酸化物層と第２のボンディングパッド電極２３０側に形成される弁作用金属層とで形成されていてもかまわない。
【００５７】
また、第２の接合層２２０は厚みが０．５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲の薄膜であること、さらに１ｎｍ〜４０ｎｍの範囲の薄膜であることがより好ましい。なお、厚みが０．５ｎｍ未満になると、第２の接合層２２０の強度が低下し、これによりｎコンタクト層１４０ａに対する第２のボンディングパッド電極２３０の接合強度が低下するので好ましくない。
【００５８】
＜第２のボンディングパッド電極２３０＞
図１に示すように、第２のボンディングパッド電極２３０は、ｎコンタクト層１４０ａ側から順に、第２のバリア層２３０ａと第２のボンディング層２３０ｂとが積層された積層体からなる。第２のバリア層２３０ａは、第２のボンディング層２３０ｂを形成する元素のマイグレーションをバリアする作用を有し、第２のボンディング層２３０ｂは、給電用の外部端子材料との密着性を高める作用がある。
なお、第２のボンディングパッド電極２３０は、第２のバリア層２３０ａのみからなる単層構造であってもよく、第２のバリア層２３０ａと第２のボンディング層２３０ｂと間に、第２のボンディングパッド電極２３０全体の強度を強化する別のバリア層を挿入して、三層構造としてもよい。
【００５９】
＜第２のバリア層２３０ａ＞
図１に示す第２のバリア層２３０ａは、第１のバリア層２００ａと同様に第２のボンディングパッド電極２３０全体の強度を強化する役割を有している。このため、比較的強固な金属材料を使用することが好ましく、例えば、Ａｇ、Ａｌ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｎｂのうちの何れかまたはこれら金属の何れかを含む合金からなるものが選べる。なお、第２のバリア層２３０ａを、第１のバリア層２００ａと同様に、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ等の白金族金属、Ａｌ、Ａｇ、Ｔｉおよびこれらの金属の少なくも一種を含む合金で構成することがより好ましい。
そして、第２のバリア層２３０ａは、第１のバリア層２００ａと同様に厚さが２００ｎｍ〜３００ｎｍであることが望ましく、５０ｎｍ〜２００ｎｍであることがさらに望ましい。
【００６０】
また、第２のバリア層２３０ａは、第２の接合層２２０に密着していることが、第２のボンディングパッド電極２３０の接合強度を高められる点で好ましい。第２のボンディングパッド電極２３０が充分な強度を得るためには、第２のバリア層２３０ａが第２の接合層２２０を介してｎコンタクト層１４０ａに強固に接合されていることが必要である。最低限、一般的な方法でボンディングパッドに金線を接続する工程で剥離しない程度の強度が好ましい。特に、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔおよびこれらの金属の少なくも一種を含む合金は、第２のバリア層２３０ａとして好適に使用される。
【００６１】
＜第２のボンディング層２３０ｂ＞
図１に示す第２のボンディング層２３０ｂは、第１のボンディング層２００ｂと同様、Ａｕ、Ａｌまたはこれらの金属の少なくも一種を含む合金からなることが好ましい。ＡｕおよびＡｌはボンディングボールとして使用されることが多い金ボールとの密着性の良い金属なので、Ａｕ、Ａｌまたはこれらの金属の少なくも一種を含む合金を用いることにより、ボンディングワイヤとの密着性に優れたものとすることができる。中でも、特に望ましいのはＡｕである。
また、第２のボンディング層２３０ｂの厚みは、５０ｎｍ〜２０００ｎｍであることが好ましく、５００ｎｍ〜１５００ｎｍであることがさらに望ましい。
第２のボンディング層２３０ｂが薄すぎると電極の強度が低下し、ボンディングボールとの密着性が悪くなり、厚すぎても特に利点は生ぜず、コスト増大を招くのみである。
【００６２】
第２の接合層２２０およびこれに積層される第２のボンディングパッド電極２３０は、ｎコンタクト層１４０ａの半導体層露出面１４０ｃの上であれば、どこへでも形成することができる。また、第２のボンディングパッド電極２３０の面積に関しては、ボンディング作業のしやすさという観点からは、ボンディングボールの直径よりもわずかに大きい程度が好ましく、直径１００μｍ程度の円形であることが一般的である。
【００６３】
なお、後述するように、第１の接合層１９０と第２の接合層２２０とが同一のプロセスにおいて形成され、また、第１のボンディングパッド電極２００と第２のボンディングパッド電極２３０とが同一のプロセスにおいて形成される。このため、第１の接合層１９０と第２の接合層とが同じ構成を有しており、第１のボンディングパッド電極２００と第２のボンディングパッド電極２３０とが同じ構成を有している。
【００６４】
＜保護層１８０＞
保護層１８０は、半導体発光素子１の内部への水分等の進入を抑制するために、第１の電極２１０および第２の電極２４０のそれぞれの表面の一部を除いて、透明電極１７０の表面、積層半導体層１００の表面および側面を覆うように設けられている。
また、本実施の形態では、発光層１５０からの光を、保護層１８０を介して取り出すことから、保護層１８０は発光層１５０からの光に対する透過性に優れたものであることが望ましい。そこで、保護層１８０をＳｉＯ２で構成している。ただし、保護層１８０を構成する材料についてはこれに限られるものではなく、ＳｉＯ２に代えて、ＴｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ等を用いることができる。
【００６５】
（半導体発光素子１の製造方法）
次に、本実施の形態である半導体発光素子の製造方法の一例について説明する。
図４は、本実施の形態が適用される半導体発光素子の製造方法のフローチャートである。図５は、半導体発光素子の製造方法の各工程における断面模式図の一例である。以下、図５を参照しつつ、図４によって、本実施の形態が適用される半導体発光素子１の製造方法を説明する。
【００６６】
本実施形態である半導体発光素子の製造方法は、基板１１０上に、発光層１５０を含む積層半導体層１００を形成する積層半導体層形成工程（ステップ１００）と、積層半導体層１００上に透明電極１７０を形成する透明電極形成工程（ステップ２００）と、積層半導体層１００の一部を切り欠いて半導体層露出面１４０ｃを形成する露出面形成工程（ステップ３００）と、透明電極１７０上に第１の電極２１０および半導体層露出面１４０ｃ上に第２の電極２４０を形成する電極形成工程（ステップ４００）と、さらに保護層１８０を形成する保護層形成工程（ステップ５００）とを含んでいる。
【００６７】
ここで、積層半導体層形成工程（ステップ１００）は、中間層１２０を形成する中間層形成工程、下地層１３０を形成する下地層形成工程、ｎ型半導体層１４０を形成するｎ型半導体層形成工程、発光層１５０を形成する発光層形成工程、ｐ型半導体層１６０を形成するｐ型半導体層形成工程を有している。
【００６８】
また、電極形成工程（ステップ４００）は、透明電極１７０上に第１の接合層１９０を形成するとともに半導体層露出面１４０ｃ上に第２の接合層２２０を形成する接合層形成工程、第１の接合層１９０上に第１のバリア層２００ａを形成するとともに第２の接合層２２０上に第２のバリア層２３０ａを形成するバリア層形成工程、第１のバリア層２００ａ上に第１のボンディング層２００ｂを形成するとともに第２のバリア層２３０ａ上に第２のボンディング層２３０ｂを形成するボンディング層形成工程を有している。
【００６９】
さらに、本実施の形態における半導体発光素子の製造方法は、必要に応じて、電極形成工程もしくは保護層形成工程の後、得られた半導体発光素子１に熱処理を施すアニール工程をさらに有している場合がある。
【００７０】
以下、各工程について、順番に説明する。
＜積層半導体層形成工程＞
図５（ａ）に示す積層半導体層形成工程（ステップ１００）は、基板１１０上に中間層１２０を形成する中間層形成工程と、中間層１２０上に下地層１３０を形成する下地層形成工程と、下地層１３０上にｎ型半導体層１４０を形成するｎ型半導体層形成工程と、ｎ型半導体層１４０上に発光層１５０を形成する発光層形成工程と、発光層１５０上にｐ型半導体層１６０を形成するｐ型半導体層形成工程とからなる。
【００７１】
＜中間層形成工程＞
先ず、サファイア基板等の基板１１０を用意し、前処理を施す。前処理としては、例えば、スパッタ装置のチャンバ内に基板１１０を配置し、中間層１２０を形成する前にスパッタするなどの方法によって行うことができる。
【００７２】
次に、基板１１０の上面に、スパッタ法によって、中間層１２０を積層する。
スパッタ法によって、単結晶構造を有する中間層１２０を形成する場合、チャンバ内の窒素原料と不活性ガスの流量に対する窒素流量の比を、窒素原料が５０％〜１００％、望ましくは７５％となるようにすることが望ましい。
なお、中間層１２０は、スパッタ法だけでなく、ＭＯＣＶＤ法で形成することもできる。
【００７３】
＜下地層形成工程＞
次に、中間層１２０を形成した後、中間層１２０が形成された基板１１０の上面に、スパッタ法またはＭＯＣＶＤ法等で単結晶の下地層１３０を形成する。下地層１３０は、スパッタ法を用いて成膜することが望ましい。
【００７４】
＜ｎ型半導体層形成工程＞
下地層１３０の形成後、ｎコンタクト層１４０ａ及びｎクラッド層１４０ｂを積層してｎ型半導体層１４０を形成する。ｎコンタクト層１４０ａ及びｎクラッド層１４０ｂは、スパッタ法で形成してもよく、ＭＯＣＶＤ法で形成してもよい。
【００７５】
＜発光層形成工程＞
発光層１５０の形成は、スパッタ法、ＭＯＣＶＤ法のいずれの方法でもよいが、特にＭＯＣＶＤ法が好ましい。具体的には、障壁層１５０ａと井戸層１５０ｂとを交互に繰り返して積層し、且つ、ｎ型半導体層１４０側及びｐ型半導体層１６０側に障壁層１５０ａが配される順で積層すればよい。
【００７６】
＜ｐ型半導体層形成工程＞
また、ｐ型半導体層１６０の形成は、スパッタ法、ＭＯＣＶＤ法のいずれの方法でもよい。具体的には、ｐクラッド層１６０ａと、ｐコンタクト層１６０ｂとを順次積層すればよい。
【００７７】
＜透明電極形成工程＞
図５（ｂ）に示すように、ｐ型半導体層１６０上に、スパッタ法などの公知の方法を用いて、透明電極１７０を構成する材料を形成し、公知のフォトリソグラフィーの手法によってパターニングし、透明電極１７０を形成する（ステップ２００）。
【００７８】
＜露出面形成工程＞
図５（ｃ）に示すように、公知のフォトリソグラフィーの手法によってパターニングして、予め定められた領域の積層半導体層１００の一部をエッチングしてｎコンタクト層１４０ａの一部を露出させ、半導体層露出面１４０ｃを形成する（ステップ３００）。
なお、上述の透明電極形成工程と露出面形成工程との順序を入れ替えもかまわない。入れ替える場合には、積層半導体層１００の一部をエッチングして、半導体層露出面１４０ｃを形成した後、フォトレジスト等のマスクで半導体層露出面１４０ｃをカバーして、ｐ型半導体層１６０の上面１６０ｃ上に、スパッタ法などの公知の方法を用いて透明電極１７０を形成する。
【００７９】
＜電極形成工程＞
電極形成工程は、接合層形成工程と、バリア層形成工程と、ボンディング層形成工程とからなる（ステップ４００）。図５（ｄ）に示すように、透明電極１７０上の一部に第１の電極２１０と、半導体層露出面１４０ｃ上の一部に第２の電極２４０を積層させる。電極形成工程は後に詳述するが、イメージリバーサルにより形成された逆テーパ型マスク５００（後述する図８参照）を用いたリフトオフにより形成される。
＜保護層形成工程＞
図５（ｅ）に示すように、第１の電極２１０および第２の電極２４０のそれぞれの表面の一部（開口）を除いて、透明電極１７０の表面、積層半導体層１００の表面および側面を覆うように、ＳｉＯ２からなる保護層１８０を形成する（ステップ５００）。
以上により、半導体発光素子１が得られる。
【００８０】
＜アニール工程＞
そして、このようにして得られた半導体発光素子１を、例えば窒素などの還元雰囲気下において、１５０℃以上６００℃以下、より好ましくは２００℃以上５００℃以下でアニール処理する。このアニール工程は、第１の接合層１９０を介した透明電極１７０と第１のボンディングパッド電極２００との密着性、および、第２の接合層２２０を介した半導体層露出面１４０ｃと第２のボンディングパッド電極２３０との密着性を高めるために行われる。
【００８１】
このようにして得られた半導体発光素子１をランプ等に使用する場合には、基板１１０を半導体発光素子１（チップ）毎に分割し、それぞれの半導体発光素子１の基板１１０側をランプの基台にダイボンドした後、第１の電極２１０の第１のボンディングパッド電極２００の第１のボンディング層２００ｂの露出した表面（開口）に、ボンディングワイヤを接続するとともに、第２の電極２４０の第２のボンディングパッド電極２３０の第２のボンディング層２３０ｂの露出した表面（開口）に、同じくボンディングワイヤを接続する。
【００８２】
そして、両方のボンディングワイヤを介して半導体発光素子１に電流を流すことにより、発光層１５０が発光することになる。
【００８３】
次に、電極形成工程を詳細に説明する。
図６は、本実施の形態における半導体発光素子の製造方法における、電極形成工程（図４のステップ４００）および保護層形成工程（図４および図６で同じステップ５００）のフローチャートである。電極形成工程（図４のステップ４００）は、電極形成用マスク形成工程（ステップ４０１）と、電極材料堆積工程（ステップ４０２）と、電極形成用マスクリフトオフ工程（ステップ４０３）と、アルカリ洗浄工程（ステップ４０４）とを有している。
【００８４】
まず、電極形成用マスク形成工程（ステップ４０１）における逆テーパ型マスク５００（後述する図８参照）の形成方法について、具体例を挙げて説明する。
このような逆テーパ型マスク５００を形成する方法としては、ポジ型レジストを用いる方法あるいはネガ型レジストを用いる方法など公知の方法があるが、ここでは後述するイメージリバーサルに用いられるポジ型フォトレジストを用いて、イメージリバーサルによって形成する方法について説明する。なお、以下では、透明電極１７０上に電極形成のためのマスク形成について説明を行うが、各工程は、電極形成用マスク形成工程（ステップ４０１）において、同時に半導体層露出面１４０ｃ側においても行われる。
【００８５】
図７は、後述する図８（ａ）に示す逆テーパ型マスク５００を形成する工程を説明するための図である。
＜マスク形成工程＞
マスク形成工程は、透明電極１７０にポジ型レジストを塗布して不溶性レジスト部５１０を形成するレジスト塗布工程と、不溶性レジスト部５１０の一部を遮光（マスク）して露光を行うことにより、露光された不溶性レジスト部５１０を可溶性レジスト部５２０にする一部露光工程と、加熱により可溶性レジスト部５２０を三次元的に架橋させて不溶な硬化レジスト部５３０とする架橋工程と、不溶性レジスト部５１０と硬化レジスト部５３０とを全面露光することにより不溶性レジスト部５１０を可溶性レジスト部５２０とする全面露光工程と、レジスト現像液に浸漬することにより可溶性レジスト部５２０を除去する現像工程とを有している。
【００８６】
＜レジスト塗布工程＞
まず、図７（ａ）に示すように、透明電極１７０の上にポジ型レジストを塗布し、不溶性レジスト部５１０を形成する。ポジ型フォトレジストとしては、例えば、ノボラック樹脂を含む、イメージリバーサルに用いられるレジストであるＡＺ５２００ＮＪ（製品名：ＡＺエレクトロニックマテリアルズ株式会社製）などを用いることができる。
【００８７】
＜一部露光工程＞
次に、図７（ｂ）に示すように、不溶性レジスト部５１０の前面に第１の電極２１０を形成する位置をカバーするようにフォトマスク（レチクル）の遮光部６００を配置して、遮光部６００側から透明電極１７０側へ矢印に示すように予め定められた強さおよび波長の光を照射することにより、光が照射された部分の不溶性レジスト部５１０を光反応させて、可溶性レジスト部５２０とする。なお、遮光部６００は、この波長の光を透過しない材料で構成されている。
この光反応は光の強さに応じて進行するので、光照射面側では光反応の進行が早く、透明電極１７０側では光反応の進行が遅くなる。そのため、可溶性レジスト部５２０は、断面視したときに、図７（ｂ）に示すように、遮光部６００で覆われた部分から透明電極１７０に向けて、透明電極１７０に近づくほど横方向の間隔が狭まる逆テーパ形状となるように形成される。
なお、遮光部６００下の光が照射されない部分は、そのまま不溶性レジスト部５１０として残される。
【００８８】
＜架橋工程＞
次に、例えば、ホットプレートまたはオーブンなどを用いて、この透明電極１７０上の不溶性レジスト部５１０および可溶性レジスト部５２０を加熱することにより、図７（ｃ）に示すように、可溶性レジスト部５２０を熱反応により架橋させて硬化させ、架橋高分子からなる硬化レジスト部５３０とする。このとき、不溶性レジスト部５１０はそのままの状態を維持する。
【００８９】
＜全面露光工程＞
続いて、図７（ｄ）に示すように、マスクを用いず、不溶性レジスト部５１０および硬化レジスト部５３０の表面側から光を照射することにより、図７（ｂ）において可溶性レジスト部５２０に変換されなかった不溶性レジスト部５１０を光反応させて、可溶性レジスト部５２０とする。
【００９０】
＜現像工程＞
最後に、予め定められた現像液を用いて、可溶性レジスト部５２０を溶解させて除去することにより、図７（ｅ）に示すように、透明電極１７０上に、逆テーパ形状の開口部５０１を有する硬化レジスト部５３０すなわち逆テーパ型マスク５００（後述する図８（ａ）参照）を形成することができる。
現像液としては、例えば、水で希釈したＴＭＡＨ（テトラメチル  アンモニウム  ハイドロオキサイド）が使用しうる。
以上説明したように、逆テーパ型マスク５００は、一部露光工程において可溶性としたポジ型レジストの部分（可溶性レジスト部５２０）を、加熱することにより架橋させて硬化させて不溶性（硬化レジスト部５３０）にし、逆に一部露光工程で不溶のままに残されたポジ型レジストの部分（不溶性レジスト部５１０）を、全面露光工程により、可溶性にしている（可溶性レジスト部５２０）。すなわち、一部露光工程における可溶と不溶との関係を、逆転させている。このように、可溶と不溶との関係を逆転させることはイメージリバーサルと呼ばれる。そして、このような用途に使用されるレジストはイメージリバーサルレジストと呼ばれる。
なお、このようにイメージリバーサルによる逆テーパ型マスク５００を用いると、逆テーパ型マスク５００上に成膜された材料が、逆テーパ型マスク５００の端部において、不連続となりやすいため、リフトオフ（剥離）によるパターンの形成に好ましい。
【００９１】
次に、電極形成工程（ステップ４００）を説明する。
電極形成工程（ステップ４００）は、電極形成用マスク形成工程（ステップ４０１）と、電極材料堆積工程（ステップ４０２）と、電極形成用マスクリフトオフ工程（ステップ４０３）と、アルカリ洗浄工程（ステップ４０４）とを有している。
図８は、図６に示した電極形成工程（ステップ４００）の各工程における断面模式図の一例である。
以下、図８を参照しつつ、図６によって、本実施の形態が適用される電極形成工程を説明する。
ここでも、図７と同様に、透明電極１７０上の第１の電極２１０の形成について説明するが、同時に半導体層露出面１４０ｃ上の第２の電極２４０の形成も行われる。
【００９２】
＜電極形成用マスク形成工程＞
まず、図８（ａ）に示すように、前述した逆テーパ型マスク５００の形成方法にしたがって、透明電極１７０の上に、透明電極１７０側に近づくほど横方向の径が拡がる開口部５０１を設けた逆テーパ型マスク（前述したように逆テーパ型マスクは硬化レジスト部５３０であるので、以下、硬化レジスト部と称することがある）５００を形成する。この開口部５０１は、第１の電極２１０を形成する透明電極１７０の領域に対応する部位に形成される。このとき、図示しないが、半導体層露出面１４０ｃにおいて第２の電極２４０を形成するための部位にも、同様の開口部５０１を設けた逆テーパ型マスク５００を形成する。
【００９３】
＜電極材料堆積工程＞
本実施の形態では、スパッタ法を用い、同一のバッチ処理において、第１の接合層１９０および第２の接合層２２０、第１のバリア層２００ａおよび第２のバリア層２３０ａ、第１のボンディング層２００ｂおよび第２のボンディング層２３０ｂを、この順で連続的に形成する。すなわち、接続層形成工程、バリア層形成工程、およびボンディング層形成工程が一連で行われる。なお、以下では、透明電極１７０側における各層の形成について説明を行うが、各工程は、同時に半導体層露出面１４０ｃ側に対しても行われる。
【００９４】
＜接合層形成工程＞
次に、図８（ｂ）に示すように、例えば、スパッタ法により、透明電極１７０の露出面上に第１の接合層１９０を形成するとともに、半導体層露出面１４０ｃの露出面に第２の接合層２２０を形成する。
接合層形成工程では、上述したように、バルブメタルの酸化物または窒化物の層が透明電極１７０および半導体層露出面１４０ｃと接するように製膜を行う。ここで、スパッタ法を用い、バルブメタルの酸化膜または窒化物を形成する手法としては、例えばバルブメタルからなる金属ターゲットを用い、酸素または窒素を含む雰囲気下においてスパッタを行う方法が挙げられる。このとき、スパッタ条件を制御したスパッタ法を用いることにより、スパッタ材料によらず、カバレッジ性を高くして第１の接合層１９０および第２の接合層２２０を成膜することができる。なお、このとき、透明電極１７０上および半導体層露出面１４０ｃ上に残存する硬化レジスト部にも第１の接合層１９０および第２の接合層２２０と同じ材料が積層される。
【００９５】
＜バリア層形成工程＞
続いて、図８（ｃ）に示すように、スパッタ法により、第１の接合層１９０上に第１のバリア層２００ａを形成するとともに、第２の接合層２２０上に第２のバリア層２３０ａを形成する。このとき、透明電極１７０上および半導体層露出面１４０ｃ上に残存する硬化レジスト部上にも第１のバリア層２２０ａおよび第２のバリア層２３０ａと同じ材料が積層される。
【００９６】
＜ボンディング層形成工程＞
さらに、図８（ｄ）に示すように、スパッタ法により、第１のバリア層２００ａ上に第１のボンディング層２００ｂを形成するとともに、第２のバリア層２３０ａ上に第２のボンディング層２３０ｂを形成する。このとき、透明電極１７０上および半導体層露出面１４０ｃ上に残存する硬化レジスト部上にも第１のボンディング層２００ｂおよび第２のボンディング層２３０ｂと同じ材料が積層される。
【００９７】
＜電極形成用マスクリフトオフ工程＞
図８（ｅ）に示すように、レジスト剥離液にボンディング層形成工程が終了した基板１１０を浸漬することにより、硬化レジスト部をリフトオフ（剥離）する。このとき、レジスト剥離液は、第１の接合層１９０、第１のバリア層２００ａおよび第１のボンディング層２００ｂのそれぞれを構成する材料が付着していない逆テーパ型レジスト５００の側壁部から浸透する。これにより、硬化レジスト部上に積層した、第１の接合層１９０および第２の接合層２２０を構成する材料、第１のバリア層２００ａおよび第２のバリア層２３０ａを構成する材料、第１のボンディング層２００ｂおよび第２のボンディング層２３０ｂを構成する材料が、硬化レジスト部と同時にリフトオフされる。
このように、透明電極１７０上に、第１の接合層１９０と第１のバリア層２００ａおよび第１のボンディング層２００ｂを有する第１のボンディングパッド電極２００とからなる第１の電極２１０が形成される。また、半導体層露出面１４０ｃ上に、第２の接合層２２０と第２のバリア層２３０ａおよび第２のボンディング層２３０ｂを有する第２のボンディングパッド電極２３０とからなる第２の電極２４０が形成される。
レジスト剥離液としては、例えば、硬化レジスト部を膨潤させて剥離できるＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）を使用しうる。
【００９８】
＜アルカリ洗浄工程＞
次に、レジスト剥離液に浸漬しても、除去できなかった硬化レジスト部の一部であるレジスト残渣を除去するため、アルカリ溶液によるアルカリ洗浄を行う。
逆テーパ型マスク５００は、一部露光工程において可溶性としたレジストの部分（可溶性レジスト部５２０）を、加熱することにより架橋させて硬化させ、不溶性（硬化レジスト部５３０）にしている。ノボラック樹脂を含むポジ型レジストを、加熱により架橋硬化させると、機械的強度、耐熱性、耐酸性に優れた三次元的な架橋構造になる。よって、この硬化レジスト部５３０は三次元的な架橋構造をなしているため、電極形成用マスクリフトオフ工程において除去されづらく、その一部がレジスト残渣となりやすい。
しかし、三次元的な架橋構造をなしたレジスト残渣は、アルカリに弱いことから、アルカリ溶液、特に強アルカリ溶液に浸漬することで除去できる。
【００９９】
アルカリ溶液としては、半導体発光素子１を劣化させるという観点から、ＮａやＫなどのアルカリ金属を含むアルカリ溶液は好ましくない。そこで、アルカリ溶液としては、アルカリ金属を含まない有機アルカリが好ましい。例えば、レジストの現像液として使用されるＴＭＡＨ（テトラメチル  アンモニウム  ハイドロオキサイド）を用いることができる。さらに、強アルカリ状態で使用することが好ましい。
【０１００】
上記の電極形成工程（ステップ４００）に引き続き、保護層形成工程（ステップ５００）が行われる。
＜保護層形成工程＞
保護層１８０は、前述したように第１の電極２１０および第２の電極２４０のそれぞれの表面の一部（開口）を除いて、透明電極１７０の表面、積層半導体層１００の表面および側面を覆うようにスパッタ法により形成される。
【０１０１】
保護層１８０に設けられた開口は、公知のフォトリソグラフィーの手法によってパターニングし、エッチングによって形成してもよい。
【実施例】
【０１０２】
次に、本発明の実施例について説明を行うが、本発明は実施例に限定されるものではない。
本発明者は、本実施の形態が適用される半導体発光素子の製造方法におけるアルカリ洗浄工程（図６のステップ４０４）の洗浄時間とレジスト残渣の数との関係について、以下に説明する手法を用いて検討を行った。
図９は、比較例、実施例１〜５における、洗浄時間（秒）とレジスト残渣率（％）との関係を示す図である。
【０１０３】
ここで、洗浄時間（秒）とは、電極形成用レジストリフトオフ工程（図６のステップ４０３）に引き続いて行われるアルカリ洗浄工程（図６のステップ４０４）における、アルカリ溶液への浸漬時間をいう。具体的にいうと、室温で保持された濃度１５％のＴＭＡＨへの秒単位での浸漬時間をいう。
そして、レジスト残渣率（％）とは、アルカリ洗浄工程を行う前に顕微鏡下でカウントしたレジスト残渣の数（レジスト残渣数）に対する、アルカリ洗浄工程を行った後に顕微鏡下でカウントしたレジスト残渣の数（レジスト残渣数）の割合をいう。この割合が１００％未満であれば、アルカリ洗浄工程によりレジスト残渣が減少していることを示している。
なお、比較例はアルカリ洗浄工程を用いていないものとした。この場合、レジスト残渣率は１００％である。
【０１０４】
図９に示すように、実施例１〜５において、レジスト残渣率は、洗浄時間３０秒、６０秒、１８０秒、３００秒、１８００秒のいずれにおいても、１００％以下であって、５．５％から１０．３％の範囲にある。実施例１では、アルカリ溶液にわずか３０秒浸漬するだけで、レジスト残渣率を１０％以下にできている。しかし、実施例５で示すように、アルカリ溶液での洗浄時間を１８００秒と長くしても、レジスト残渣率は約６％である。これは、アルカリ洗浄工程における洗浄時間を増しても、レジスト残渣率を低下させる効果は変わらないことを示している。
すなわち、本実施の形態における半導体発光素子の製造方法では、ごく短時間のアルカリ洗浄工程を設ければ十分であって、製造に要するプロセス時間を増加させることがない。そして、このアルカリ洗浄工程により、レジスト残渣率を大幅に低減しうるので、半導体発光素子１の歩留まりおよび信頼性を向上させうる。
【０１０５】
なお、本実施の形態の半導体発光素子の製造方法のアルカリ洗浄工程は、基板１１０をアルカリ溶液に浸漬する方法で行ったが、基板１１０の表面にアルカリ溶液をスプレイする方法など、他の方法を用いて行ってもよい。
以上において、本実施の形態を適用した半導体発光素子の製造方法を、ＩＩＩ族窒化物半導体を用いた半導体発光素子１について説明した。しかし、本実施の形態における半導体発光素子の製造方法は、ＧａＡｓなどを用いたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体やＩＩ−ＶＩ族化合物半導体などを用いた半導体発光素子にも適用できることは明らかである。
【符号の説明】
【０１０６】
１…半導体発光素子、１００…積層半導体層、１１０…基板、１２０…中間層、１３０…下地層、１４０…ｎ型半導体層、１５０…発光層、１６０…ｐ型半導体層、１７０…透明電極、１８０…保護層、２００…第１のボンディングパッド電極、２１０…第１の電極、２３０…第２のボンディングパッド電極、２４０…第２の電極、５００…逆テーパ型マスク、５１０…不溶性レジスト部、５２０…可溶性レジスト部、５３０…硬化レジスト部、６００…遮光部
【図１】
0005573138.tif 000002
【図２】
0005573138.tif 000003
【図３】
0005573138.tif 000004
【図４】
0005573138.tif 000005
【図５】
0005573138.tif 000006
【図６】
0005573138.tif 000007
【図７】
0005573138.tif 000008
【図８】
0005573138.tif 000009
【図９】
0005573138.tif 000010