(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光層が内部に設けられた半導体層が基板上に形成された矩形体形状の構造を具備する発光ダイオードが用いられる発光素子であって、
前記発光ダイオードと、
前記矩形体形状を構成する前記半導体層及び前記基板の側面に隣接して形成された透光性絶縁層と、
前記発光ダイオードの上面及び前記透光性絶縁層の上面を覆い、前記発光ダイオードの一方の極と電気的に接続された透明電極と、
前記透明電極上における前記透光性絶縁層の上面となる領域に形成された電極パッドと、
を具備することを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記基板はシリコン単結晶であり、
前記半導体層は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料からなるｎ型半導体層とｐ型半導体層とを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記基板は導電性であり、
前記基板の下面に、前記発光ダイオードの他方の極と電気的に接続された裏面電極が形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記半導体層の上面側において、
前記発光ダイオードの一方の極、他方の極とそれぞれ電気的に接続された前記透明電極及び前記電極パッドを、それぞれ２組具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の発光素子。
【請求項５】
前記透光性絶縁層中に蛍光材料が混入されたことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体を構成材料として発光する発光素子の構造及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体の発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた照明機器は、従来の白熱電球や蛍光灯と比べて低消費電力かつ低発熱性のために、これらを将来的に置換することが期待されている。しかしながら、白熱電球や蛍光灯等と比べてＬＥＤ照明機器は現状は非常に高価となるため、その低価格化が最大の課題である。
【０００３】
一方で、半導体のｐｎ接合を発光面とするＬＥＤは、大面積のものを製造することが困難であるため、これを照明機器として用いるためには、小さなＬＥＤ素子を多数配列させて実質的に大面積とすることが必要である。このため、ＬＥＤ照明機器を低価格化するためには、小さなＬＥＤ素子を、その発光効率を高く保ったままで多数配列させる製造技術が重要である。
【０００４】
特許文献１には、この一例の製造方法が記載されている。ここでは、１枚の半導体ウェハ中に多数の発光ダイオードを形成した後で、個々の発光ダイオードを分離するために、ダイシングテープ上で半導体ウェハをダイシング（切断）する。その後、ダイシングテープを膨張させることによって広げられた発光ダイオード間の空間に透光性絶縁層を充填する。この製造方法によって製造された発光素子９０の断面形状を図７に示す。発光素子９０においては、内部に発光層を有する半導体層９１の上下面に導電性接着剤層９２を介して電極９３が形成され、側面には透光性絶縁層９４が形成されている。半導体層９１は、ＧａＮ等からなり、そのｎ型層とｐ型層とが図中の上下方向に積層されて構成される。発光層は主にこのｐｎ接合界面付近となる。ｎ型層とｐ型層はそれぞれ上下の電極９３に接続され、上下の電極９３間にこの発光ダイオードの順方向電流が流されることによって、この発光素子９０は発光する。
【０００５】
この構造の発光素子９０が１枚の半導体ウェハから多数個作成され、これが所望の形態に配列されて照明器具とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１４４６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図７の構造の発光素子９０においては、導電性接着剤層９２、電極９３は、発光ダイオードが発する光に対して透明ではない。このため、この発光素子９０が使用される際には、図７中の矢印で示されるように、側面から透光性絶縁層９４を通して発光が取り出される。しかしながら、半導体層９１における発光層は図７中の左右方向に延びるｐｎ接合界面であるため、その発光強度が特に高いのは、図中の上下方向であり、左右方向には弱い。このため、図７の構造では発光効率を高くすることは困難である。
【０００８】
また、図７の構造において導電性接着剤層９２、電極９３を透明な材料で構成すれば、上方向からも光を取り出すことが可能となる。しかしながら、例えば図７中の上側の電極９３に対して電気的接続を外部からとる場合には、電極９３上にワイヤボンディング又ははんだ接合を施す、すなわち金属でできた配線をこれらの方法によって接続することが必要となる。このため、この場合においても、上方向に発した光は、この配線やはんだで遮られる。この際、配線の太さ、ワイヤボンディングやはんだ接合がなされる電極の大きさには下限があり、この遮光される領域の面積を小さくすることは困難である。結局、上方向に発した光を高効率で取り出すことは困難である。
【０００９】
このように、光を高効率で取り出すことのできる発光素子を得ることは困難であった。
【００１０】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決する発明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】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
本発明の発光素子は、発光層が内部に設けられた半導体層が基板上に形成された矩形体形状の構造を具備する発光ダイオードが用いられる発光素子であって、前記発光ダイオードと、前記矩形体形状を構成する前記半導体層及び前記基板の側面に隣接して形成された透光性絶縁層と、前記発光ダイオードの上面及び前記透光性絶縁層の上面を覆い、前記発光ダイオードの一方の極と電気的に接続された透明電極と、前記透明電極上における前記透光性絶縁層の上面となる領域に形成された電極パッドと、を具備することを特徴とする。
本発明の発光素子において、前記基板はシリコン単結晶であり、前記半導体層は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料からなるｎ型半導体層とｐ型半導体層とを含むことを特徴とする。
本発明の発光素子において、前記基板は導電性であり、前記基板の下面に、前記発光ダイオードの他方の極と電気的に接続された裏面電極が形成されたことを特徴とする。
本発明の発光素子は、前記半導体層の上面側において、前記発光ダイオードの一方の極、他方の極とそれぞれ電気的に接続された前記透明電極及び前記電極パッドを、それぞれ２組具備することを特徴とする。
本発明の発光素子は、前記透光性絶縁層中に蛍光材料が混入されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は以上のように構成されているので、光を高効率で取り出すことのできる発光素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る発光素子の斜視図（ａ）及びそのＡ−Ａ方向における断面図（ｂ）である。
【図２】本発明の実施の形態に係る発光素子の製造方法を示す工程断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る発光素子の製造方法を示す工程断面図（図２の続き）である。
【図４】本発明の実施の形態に係る発光素子の製造方法の各工程を上面から見た図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る発光素子の製造方法の各工程を上面から見た図（図４の続き）である。
【図６】本発明の実施の形態に係る発光素子の変形例の斜視図（ａ）、上面図（ｂ）、及びそのＢ−Ｂ方向における断面図（ｃ）である。
【図７】従来の発光素子の一例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態となる発光素子及びその製造方法につき説明する。この発光素子においては、発光層が半導体層中に形成された発光ダイオードが用いられる。この発光ダイオードの側面に隣接して透光性絶縁層が形成され、発光ダイオードの上面と透光性絶縁層の上面が共通の透明電極によって覆われる。透明電極上における透光性絶縁層の上面となる領域には電極パッドが形成される。発光ダイオードの上面は発光ダイオードにおける一方の極とされるため、この電極パッドはこの極と電気的に接続される。この構造においては、発光ダイオードからの発光が遮られることが少ないため、高い発光効率を得ることができる。
【００１５】
図１は、この発光素子の斜視図（ａ）、及びそのＡ−Ａ方向の断面図（ｂ）である。
【００１６】
この発光素子１０においては、発光ダイオード２０が用いられる。発光ダイオード２０は、導電性の基板（Ｓｉ基板２１）と、この上にエピタキシャル成長によって形成された半導体層で形成される。この半導体層は、ｎ型ＧａＮ層（ｎ型半導体層）２２と、ｐ型ＧａＮ層（ｐ型半導体層）２３とからなる。この発光ダイオード２０においては、ｎ型ＧａＮ層２２とｐ型ＧａＮ層２３の界面のｐｎ接合近傍が主な発光層となる。この際、このｐｎ接合に順方向電流を流すことにより、この発光ダイオード２０を発光させることができる。
【００１７】
図１（ｂ）に示されるように、この発光ダイオード２０の側面には、透光性絶縁層３０が隣接して形成される。透光性絶縁層３０は、例えば発光ダイオード２０が発する光に対して透明でかつ絶縁性の材料であり、例えばエポキシ樹脂やポリイミド等が用いられる。
【００１８】
発光ダイオード２０と透光性絶縁層３０とが隣接して形成された構成の下面には裏面電極４１が、上面には透明電極４２が形成される。裏面電極４１は、Ｓｉ基板２１を介してｎ型ＧａＮ層２２と電気的接続のとれる材料として、例えばアルミニウム（Ａｌ）で構成される。透明電極４２は、ｐ型ＧａＮ層２３とオーミック接触が可能で、かつ発光ダイオード２０が発する光に対して透明な材料として、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）やＺｎＯ（Ｚｉｎｃ−Ｏｘｉｄｅ）等で構成される。なお、ｐ型ＧａＮ層２３との間のオーミック性や透光性絶縁層３０との間の密着性等を向上させるために、これらの間に薄いチタン（Ｔｉ）層やニッケル（Ｎｉ）層を挿入することもできる。
【００１９】
この構成においては、発光ダイオード２０と透光性絶縁層３０の上面が共に共通の透明電極４２で覆われる。ただし、透光性絶縁層３０は絶縁性であるため、この構造において電流はＳｉ基板２１、ｎ型ＧａＮ層２２、ｐ型ＧａＮ層２３中のみを流れる。このため、裏面電極４１と透明電極４２に電圧を印加してこの発光ダイオード２０を順方向として電流を流すことにより、この発光ダイオード２０を発光させることができる。
【００２０】
透明電極４２における透光性絶縁層３０上の領域において、電極パッド４３が形成される。電極パッド４３は、この上にワイヤボンディングあるいははんだ接合を施すことのできる金属で構成され、例えばチタン（Ｔｉ）／金（Ａｕ）の積層構造や、Ａｌ等で構成される。その厚さは、この上にワイヤボンディングあるいははんだ接合を施すことのできる程度に充分厚くされ、発光ダイオード２０が発する光を透過させない程度の厚さとすることができる。
【００２１】
この発光素子１０を動作させるためには、発光ダイオード２０における一方の極（ｐ型ＧａＮ層２３）と、他方の極（ｎ型ＧａＮ層２２）の間で順方向電流を流す。このうち、ｐ型ＧａＮ層２３に対しては、上記の通り、これに接続された電極パッド４３からボンディングワイヤあるいははんだ接合された配線を通して外部から電流を流すことができる。一方、ｎ型ＧａＮ層２２に対しては、この発光素子１０を例えば導電性接着剤で電極上に固定すれば、これに間接的に接続された裏面電極４１を介して電流を流すことが可能である。
【００２２】
上記の構造においては、発光ダイオード２０からの発光は、特許文献１に記載の技術と同様に、図１（ｂ）における横方向から取り出されるが、更に、透明電極４２を介して上側からも取り出される。この際、電極パッド４３は発光ダイオード２０上には形成されていないため、電極パッド４３や電極パッド４３上に接続されるボンディングワイヤあるいははんだ、はんだ接合された配線等によって光が遮られることがない。このため、高い発光効率を得ることができる。
【００２３】
この際、電極パッド４３を、光に対する反射率の高いＡｌや銀（Ａｇ）等で構成すれば、光が電極パッド４３で吸収される割合を減少させることができ、更に発光効率を高くすることができる。
【００２４】
なお、図１における発光素子１０においては、これを上面から見た矩形の一頂点側に発光ダイオード２０が設けられた構成としたが、発光ダイオード２０をこの矩形の中央部に設け、その全周を透光性絶縁層３０が取り囲む構成とすることも可能である。
【００２５】
また、透光性絶縁層３０を構成する材料を、光透過率の高い透明材料ではなく蛍光材料とする、あるいはこれに蛍光材料を混入することも可能である。この場合、発光ダイオード２０からの発光光をこの蛍光材料が吸収し、この蛍光材料がこの発光光と異なる波長の光を発する多色発光をさせることができる。例えば、発光ダイオードが発する光が青色である場合、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系の蛍光材料を用いれば、この２種類の波長の光が混合された疑似白色の発光を得ることも可能である。
【００２６】
また、透光性絶縁層３０上の電極パッド４３にワイヤボンディングが施される場合には、高い圧力や超音波が印加される。これらに対応するために、透光性絶縁層３０中にガラスフィラー等を添加すれば、透光性絶縁層３０の機械的強度を高め、ワイヤボンディング時の耐性を高めることができる。また、透光性絶縁層３０の表面に凹凸を設けることによって、透明電極４２との間の密着性を高めることも可能である。
【００２７】
この構造の発光素子１０は、以下に説明する製造方法によって容易に製造することができる。図２（ａ）〜（ｈ）、図３（ｉ）〜（ｌ）は、この製造方法を示す工程断面図であり、図３は図２に続く工程を示す。また、図４（ａ）〜（ｈ）、図５（ｉ）〜（ｌ）は、この製造方法における図２、３における各工程に対応した形態を発光素子１０における上面側から見た上面図である。なお、これらの図においては、記載を簡略化しており、図中の寸法比率や切断されて得られる発光素子１０の個数等は、実際の場合とは異なる。
【００２８】
まず、図２（ａ）に示されるように、導電性のＳｉ基板２１上にｎ型ＧａＮ層２２、ｐ型ＧａＮ層２３が順次形成された構成のウェハ２４を製造する（ウェハ形成工程）。Ｓｉ基板２１は、シリコンの単結晶基板であり、導電性となるように不純物がドーピングされている。また、この上に良質のｎ型ＧａＮ層２２、ｐ型ＧａＮ層２３がヘテロエピタキシャル成長できるように、その面方位は適宜設定される。ｎ型ＧａＮ層２２、ｐ型ＧａＮ層２３をこのＳｉ基板２１上に形成する工程は、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ）法、あるいはＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によって行うことができる。ｎ型ＧａＮ層２２にはドナーとなる不純物が、ｐ型ＧａＮ層２３にはアクセプタとなる不純物が適宜ドーピングされる。ｎ型ＧａＮ層２２の厚さは例えば５．０μｍ、ｐ型ＧａＮ層２２の厚さは例えば０．２μｍ程度とすることができる。
【００２９】
次に、図２（ｂ）に示されるように、上記のウェハ２４におけるＳｉ基板２１側をダイシングテープ（エキスパンドテープ）１００に貼り付ける。ダイシングテープ１００は、熱処理等によって均一に膨張をさせることのできるテープであり、その大きさは図４（ｂ）に示されるように、上記のウェハ２４よりも大きい。
【００３０】
次に、図２（ｃ）に示されるように、ダイシングテープ１００上において、ｐ型ＧａＮ層２３側の表面からＳｉ基板２１までを貫通するように複数の溝１１０を形成する（発光ダイオード分離工程）。この溝１１０は、図４（ｃ）に示されるように、垂直な２方向にわたり形成される。溝１１０は、例えばダイシングソーやレーザーダイシングを用いて形成される。
【００３１】
次に、図２（ｄ）に示されるように、ダイシングテープ１００に熱処理を加え、膨張させる（エキスパンド工程）。これにより、ｐ型ＧａＮ層２３、ｎ型ＧａＮ層２２、Ｓｉ基板２１で構成された個々の発光ダイオード２０が分離されて形成される。また、隣接する発光ダイオード２０間には溝１１０よりもより広い空隙が形成される。
【００３２】
次に、図２（ｅ）に示されるように、この状態で、透光性絶縁材料を上面全面に塗布する（透光性絶縁層形成工程）。これにより、透光性絶縁材料からなる透光性絶縁層３０が、発光ダイオード２０間に形成される。この際、透光性絶縁層３０の表面と発光ダイオード２０（ｐ型ＧａＮ層２３）の表面とがほぼ同一面上となるようにする。また、この透光性絶縁材料が発光ダイオード２０の上面（ｐ型ＧａＮ層２３の上面）に残らない形態とすることが好ましく、このため、この工程前に予めこの面をマスキングし、透光性絶縁性材料の塗布後にこのマスクを除去してもよい。あるいは、透光性絶縁性材料の塗布後に発光ダイオード２０の上面の透光性絶縁層を選択的にエッチングしてもよい。
【００３３】
次に、図２（ｆ）に示されるように、この状態で、表面全面に透明電極４２を形成する（透明電極形成工程）。例えば透明電極４２として用いられる前記の材料に対してスパッタリング等の方法を用いることにより、この工程を行うことができる。なお、図２（ｅ）では透光性絶縁層３０の表面と発光ダイオード２０の表面（ｐ型ＧａＮ層２３の表面）が同一平面をなすように記載しているが、図２（ｆ）の工程において透明電極４２が発光ダイオード２０上と透光性絶縁層３０上の間で分断されない限りにおいて、これらが厳密に同一平面をなす必要はない。
【００３４】
次に、図２（ｇ）に示されるように、この状態でダイシングテープ１００を取り外す。この状態では、個々の発光ダイオード２０（Ｓｉ基板２１）は分断されているものの、透光性絶縁材料（透光性絶縁層３０）が全面にわたり形成されているため、図２（ｇ）に示された構造を取り扱うことが可能である。なお、この工程は透明電極形成工程（図２（ｆ））の前に行うこともできる。
【００３５】
次に、図２（ｈ）に示されるように、この構造の裏面に、裏面電極４１を形成する（裏面電極形成工程）。裏面電極４１の成膜も、透明電極４２の成膜と同様に行うことができる。
【００３６】
次に、図３（ｉ）（図２の続き）に示されるように、この構造の表面における透光性絶縁層３０上の領域における透明電極４２上に、電極パッド４３を形成する（電極パッド形成工程）。その形成方法としては、全面に電極パッド４３を構成する金属材料を成膜し、所望の箇所にフォトレジスト等のマスクを形成してからエッチングを行い、所望の箇所以外の金属材料を除去する（エッチング法）、（２）所望の箇所以外にフォトレジスト等のマスクを形成してから全面に上記の金属材料を成膜し、後でマスクを除去することによって所望の箇所以外の金属材料を除去する（リフトオフ法）、のいずれかの方法を用いることができる。なお、この工程は、透明電極形成工程（図２（ｆ））の後であれば、裏面電極形成工程（図２（ｈ））の前に行うことも可能である。
【００３７】
次に、図３（ｊ）に示されるように、この構造における裏面電極４１側を、前記のダイシングテープ１００と同様のダイシングテープ１０１に貼り付ける。
【００３８】
次に、図３（ｋ）に示されるように、表面側から透明電極４２、透光性絶縁層３０、裏面電極４１側を貫通する複数の溝１２０を形成し、上記の構造を切断する（切断工程）。この工程は、発光ダイオード分離工程（図２（ｃ））と同様である。ただし、この場合に切断されるのは透光性絶縁層３０がある箇所であり、図５（ｋ）に示されるように、溝１２０は垂直な２方向にわたって形成される。これにより、個々の発光素子１０が分離される。
【００３９】
この後、図３（ｌ）に示されるように、エキスパンド工程（図２（ｄ））と同様に、ダイシングテープ１０１を膨張させる。これによって、図１に示された形態の発光素子１０がダイシングテープ１０１上でその間隔を広くした状態で分離して得られる。発光素子１０の大きさは、例えば２００μｍ（縦）×２００μｍ（横）×２００μｍ（高さ）程度であり、例えばこれを真空吸着するダイコレット等の取り扱い治具を用いて、これを移動して配列させる等の作業が可能である。従って、発光素子１０を並べて照明器具等を製造することができる。なお、図３（ｋ）、図５（ｋ）に示された状態で個々の発光素子１０を取り扱うことが可能であれば、図３（ｌ）、図５（ｌ）の工程は不要である。
【００４０】
この際、取り扱う発光素子のサイズが小さい場合、取り扱い治具を用いてこれを移動する等の作業が困難となる。これに対して、この発光素子１０において発光に直接寄与するのは発光ダイオード２０であるが、その隣、あるいは周囲に透光性絶縁層３０が形成されているため、発光素子１０の実際の大きさは発光ダイオード２０よりも大きくなる。従って、発光素子１０を実質的に大きくし、その取り扱いを容易にすることができる。あるいは、発光素子１０の大きさを一定とした場合には、発光ダイオード２０をより小さくすることができるため、同じ大きさのウェハからより多くの発光素子１０を製造することが可能である。
【００４１】
このため、この製造方法により、上記の発光素子１０を、容易かつ低コストで得ることができる。
【００４２】
なお、上記の製造方法においては、図１に示されたように、これを上面から見た矩形の一頂点側に発光ダイオード２０が設けられた構成の発光素子１０が製造された。しかしながら、発光ダイオード２０をこの矩形の中央部に設け、その全周を透光性絶縁層３０が取り囲む構成としても、例えば図３（ｋ）、図５（ｋ）に示される切断工程における溝１２０の位置を適宜設定することにより、同様に製造できることは明らかである。
【００４３】
図１の構成の発光素子１０においては、発光ダイオード２０における一方の極（ｐ型ＧａＮ層２３）に接続される電極として透明電極４２あるいは電極パッド４３が上面側に形成され、他方の極（ｎ型ＧａＮ層２２）と接続される電極として裏面電極４１がＳｉ基板２１を介して下面側に形成された。この構成においては、ウェハ２４において発光層が形成される半導体層の基板となるＳｉ基板２１に導電性があるために、裏面電極４１とｎ型ＧａＮ層２２とが電気的に接続することができた。
【００４４】
これに対して、絶縁性の基板上に形成された半導体層を用いて同様の発光素子を形成することも可能である。図６は、この構成の発光素子５０の斜視図（ａ）、上面図（ｂ）、そのＢ−Ｂ方向の断面図（ｃ）である。この発光素子５０においては、上面側に透明電極と電極パッドが２組形成され、各々の組が発光ダイオードの２つの極に電気的に接続される。
【００４５】
この構成における発光ダイオード６０は、基板６１上に形成されたｎ型ＧａＮ層６２、ｐ型ＧａＮ層６３で構成される。ただし、この構成においては基板６１としては、絶縁性材料である例えばサファイア等が基板６１として用いられる。このため、基板６１を介してｎ型ＧａＮ層６２への電気的接続をとることは困難である。ノンドープのシリコン等、絶縁性ではなくともその導電率の低い材料を基板６１として用いた場合についても同様である。
【００４６】
このため、この発光ダイオード６０においては、ｐ型ＧａＮ層６３は、図６（ｃ）中の右側の領域にのみ形成される。図６中の左側の領域には、その代わりにｎ側電極７１が形成されている。この構造を製造するには、ます基板６１上にｎ型ＧａＮ層６２，ｐ型ＧａＮ層６３を順次形成した後に、図６中の左側の領域におけるｐ型ＧａＮ層６３を選択的にエッチングすることにより除去してｎ型ＧａＮ層２２を露出させる。その後、露出したｎ型ＧａＮ層２２上にｎ側電極７１を選択的に形成することによって製造できる。ｎ側電極７１は、ｎ型ＧａＮ層６２に対してオーミック接触が可能な金属材料を用いて形成することができる。ただし、その下部には発光層は存在しないため、この発光ダイオード６０が発する光に対して透明である必要はない。
【００４７】
透光性絶縁層７０は、図１の構成の発光素子１０と同様に、発光ダイオード６０に隣接して形成されるが、上面側には、２本の透明電極８１、８２が電気的に独立とされて形成される。透明電極８１は、ｐ型ＧａＮ層６３及び隣接する透光性絶縁層７０を覆って形成され、透明電極８２は、ｎ側電極７１及び隣接する透光性絶縁層７０を覆って形成される。透明電極８１の透光性絶縁層７０上の領域には電極パッド８３が、透明電極８２の透光性絶縁層７０上の領域には電極パッド８４がそれぞれ形成される。電極パッド８３、８４上にワイヤボンディングが施されることにより、外部と電気的接続が可能となり、発光ダイオード６０に順方向電流を流し、これを発光させることができる。すなわち、この構成においては、発光ダイオード６０における２つの極に接続された２つの電極が共に上面側（同じ側）から取り出される。なお、図１に示された発光素子１０とは異なり、裏面電極は不要である。
【００４８】
この構成においても、ｐ型ＧａＮ層６３上からの光は電極パッド８３、８４等によって遮られないため、高い発光効率を得ることができることは明らかである。
【００４９】
この構成の発光素子５０を製造するに際しては、例えば、前記の構成の発光ダイオード６０が形成されたウェハに対して、前記の図２（ｂ）以降の工程を同様に行えばよい。この際、透明電極形成工程（図２（ｆ））後に、透明電極８１、８２を分離すること、電極パッド形成工程（図３（ｉ））において透明電極８１上に電極パッド８３、透明電極８２上に電極パッド８４をそれぞれ形成すること、裏面電極形成工程（図２（ｈ））を行わないこと、が異なる。また、透光性絶縁層形成工程（図２（ｅ））において、ｐ型ＧａＮ層６３上だけでなく、ｎ側電極７１上にも透光性絶縁材料が残存しないようにすることも必要である。これらの点以外については前記の発光素子１０と同様に、この構成の発光素子５０も容易に製造することが可能である。
【００５０】
なお、この発光素子５０においては、前記の通り、絶縁性の基板６１を使用することができる。しかしながら、基板６１が導電性であっても、同様の構成を用いることができることは明らかである。基板６１の種類に関わらず、発光ダイオード６０における２つの極に接続された２つの電極を共に上面側に形成する必要がある場合に、この構成を使用することが可能である。
【００５１】
なお、上記の構成の発光素子１０，発光素子５０においては、いずれも基板上にエピタキシャル成長によって形成された半導体層を用いた発光ダイオードが用いられるとしたが、バルク半導体ウェハ中に形成された層を用いた発光ダイオードを用いた場合でも、同様の構成とすることができ、同様の効果を奏することは明らかである。
【００５２】
また、上記の構成においては、ｎ型ＧａＮ層とｐ型ＧａＮ層の界面のｐｎ接合によって発光層が形成されるとしたが、その他の構成を用いることもできる。例えば、半導体層中にヘテロ構造を含んでもよく、ＧａＮ層とＩｎＧａＮ層が積層されたＭＱＷ（Ｍｕｌｔｉ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌ）層をｎ型ＧａＮ層とｐ型ＧａＮ層間に形成してもよい。その他、ｎ型半導体層とｐ型半導体層の上下関係等、発光ダイオードの構造も任意である。
【００５３】
また、発光ダイオードにおける特に発光層を形成する材料としては、発光波長に応じて任意の材料を用いることができる。また、例えば前記の通りに透光性絶縁層に蛍光材料を添加する場合には、この蛍光材料が発する光よりも短い波長の光を発する材料を発光層に用いることが必要である。従って、この場合には、短い波長の光を発する材料として、例えばＧａＮ、ＧａＩｎＮ等のＩＩＩ族窒化物半導体やＺｎＯ等の酸化物半導体を用いることが好ましい。また、ＧａＡｓやＧａＰ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いることもできる。
【００５４】
また、上記の構成の発光素子１０、発光素子５０を以上に示した製造方法以外の製造方法でも製造することも可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１０、５０、９０  発光素子
２０、６０  発光ダイオード
２１  Ｓｉ基板（基板）
２２、６２  ｎ型ＧａＮ層（ｎ型半導体層）
２３、６３  ｐ型ＧａＮ層（ｐ型半導体層）
２４  ウェハ
３０、７０、９４  透光性絶縁層
４１  裏面電極
４２、８１、８２  透明電極
４３、８３、８４  電極パッド
６１  基板
７１  ｎ側電極
９１  半導体層
９２  導電性接着剤層
９３  電極
１００、１０１  ダイシングテープ
１１０、１２０  溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図７】
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【図４】
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【図５】
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