(57)【要約】【課題】発光層の面積を素子面積よりも増大させる。【解決手段】ｎ−ＧａＮクラッド層２１の表面に、＜１−１００＞方向に沿ったマスク２３を、結晶成長温度で固体である高融点材料（タングステン）で形成する工程と、マスク２３の開口部に、(１１−２２)面と（１１−２２）面と同等な面を有する面で囲まれたｎ−ＧａＮ結晶２４を選択成長する工程とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ−ＧａＮクラッド層の表面に、＜１−１００＞方向に沿ったマスクを、結晶成長温度で固体である高融点材料で形成する工程と、
前記マスクの開口部に、(１１−２２)面と（１１−２２）面と同等な面を有する面で囲まれたｎ−ＧａＮ結晶を選択成長する工程と、
を備えることを特徴とする窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法であって、
前記マスクは、ラインアンドスペース、又は開口部を有する六角形状である
ことを特徴とする窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法であって、
前記高融点材料は、タングステン又はタンタルを含むことを特徴とする窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法であって、
前記高融点材料で形成する工程は、
前記ｎ−ＧａＮクラッド層の＜１−１００＞方向に沿って、レジストパターンを形成する工程と、
前記ｎ−ＧａＮクラッド層、及び前記レジストパターンの表面に、前記高融点材料を蒸着する工程と、
前記レジストパターンを剥離し、前記ｎ−ＧａＮクラッド層の表面に蒸着された前記高融点材料を残すことを特徴とする窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項５】
ＧａＮクラッド層と、
前記ＧａＮクラッド層の表面に形成された、＜１−１００＞方向に沿ったラインアンドスペース、及び該方向に沿った開口部を有する六角形の何れか一方の形状に形成され、結晶成長温度で固体である高融点金属と、
前記ラインアンドスペースのスペース部、及び前記開口部の何れか一方に形成された、(１１−２２)面と（１１−２２）面と同等な面を有する面で囲まれたＧａＮ結晶と、
を備えていることを特徴とする窒化物半導体発光素子。
【請求項６】
請求項５に記載の窒化物半導体発光素子であって、
前記ＧａＮクラッド層は、Ｓｉドープされたｎ−ＧａＮクラッド層であり、
前記高融点金属は、ｎ型電極として使用されていることを特徴とする窒化物半導体発光素子。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載の窒化物半導体発光素子であって、
前記高融点金属は、タングステン又はタンタルであり、その表面が鏡面であることを特徴とする窒化物半導体発光素子。
【請求項８】
請求項５乃至請求項７の何れか一項に記載の窒化物半導体発光素子であって、
前記ＧａＮクラッド層は、支持基板に、(１１１)面Ｓｉ基板、(０００１)面ＳｉＣ基板、(０００１)面サファイア基板の表面にバッファ層を介して形成されていることを特徴とする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、窒化物半導体発光ダイオード、及びその製造方法に関し、特に、発光面積の拡大、発光光量の増大に効果がある窒化物半導体発光ダイオードの製造方法、及び窒化物半導体発光ダイオードに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光ダイオードの輝度や、発光光量の増大が求められており、発光面積の増大（言い換えれば、非発光面積の減少）が課題となっている。まず、従来の発光ダイオードの構成、特に、非発光部（電極）の構成について説明する。
図１８は、特許文献１に記載されているような、従来の発光ダイオードの切断断面図であり、主要部を説明するための概略図である。
発光ダイオード１０Ｃは、支持基板１１の表面に、バッファ層１２、ｎ型クラッド層１３、発光層１４、及びｐ型クラッド層１５が順次、積層されて構成されている。以下、発光ダイオードを、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子と称することもある。
【０００３】
ＬＥＤ素子のｐ型クラッド層１５の基板反対側表面上には、Ｎｉや、ＩＴＯ、ＺｎＯ(酸化亜鉛)、ＡＺＯ（アルミニウムドープ酸化亜鉛）、ＧＺＯ（ガリウムドープ酸化亜鉛）、ＩＺＯ（インジウムドープ酸化亜鉛）、ＴｉＯ２（二酸化チタン）等の透明導電膜のｐ型電極１６が形成され、ｎ型クラッド層１３の表面まで掘り込まれた箇所、すなわち、ｎ型クラッド層１３の基板反対側表面の発光層１４（発光部）から離間した位置に非発光部としてのｎ型電極１７がオーミック接合で形成されている。なお、ｐ型電極１６には、配線用のｐ型用電極１８が接触している。
【０００４】
窒化物半導体を用いたＬＥＤ素子において、窒化ガリウム（ＧａＮ：Gallium Nitride）の単結晶基板は、高価であり、また、基板サイズも小さいものしか入手することができない。このため、窒化物系ＬＥＤ素子を製造する場合は、通常、支持基板１１として、他の材質で形成された異種材料基板を用いて、この異種材料基板の表面上に、バッファ層を積層し、バッファ層の表面に、ＧａＮなどの窒化物半導体薄膜を成長させるようにしている。ここで、異種材料基板として、例えば、シリコン（Ｓｉ（１１１））基板、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）基板、サファイア基板などが用いられる。
【０００５】
特許文献２は、発光面積を縮小させない構造として、従来のＬＥＤ構造をフリップチップ化し、基板の裏面から光を取り出す方法が記載されている。しかしながら、この方法は、支持基板には炭化珪素（ＳｉＣ）やサファイアなどの透明な基板が必要になるが、ＳｉＣや、サファイアは、Ｓｉに比べると高価であるという欠点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２３２６４９号公報
【特許文献２】特開２００９−０４９３４２号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】「Jpn.J.Appl.Phys.Vo1.38(1999)pp.L1000-L1002」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
プレーナ状やモノシリックに素子を構成しなければならない場合や、サファイア等の絶縁性基板の上に窒化物半導体ＬＥＤ素子を形成させる場合は、ｎ型電極、ｐ型電極のうち、一方の電極を形成するために、ｎ型クラッド層１３の表面まで掘り込む加工を行い、非発光部としての電極領域を形成し、同一平面状に形成させる必要がある。このため、ＬＥＤ素子は、発光層の面積である発光面積がＬＥＤ素子面積よりも更に縮小されてしまう。
シリコン基板やＳｉＣ基板等の導電性基板（異種基板）の上に窒化物半導体ＬＥＤ素子を形成させることで、平面分（素子面積分）の発光面積は確保できるが、それ以上の面積拡大はできない。また、ＬＥＤ構造をフリップチップ化し、裏面より光を取り出す方法もあるが、いずれにせよ、基板に占める素子面積が発光層の面積の最大になってしまう。
【０００９】
そこで、本発明は、発光層の面積を素子面積よりも増大させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明の窒化物半導体発光素子の製造方法は、ｎ−ＧａＮクラッド層の表面に、＜１−１００＞方向に沿ったマスクを、結晶成長温度で固体である高融点材料で形成する工程と、前記マスクの開口部に、(１１−２２)面と（１１−２２）面と同等な面を有する面で囲まれたｎ−ＧａＮ結晶を選択成長する工程と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の窒化物半導体発光素子は、ＧａＮクラッド層と、前記ＧａＮクラッド層の表面に形成された、＜１−１００＞方向に沿ったラインアンドスペース、及び該方向に沿った開口部を有する六角形の何れか一方の形状に形成され、結晶成長温度で固体である高融点金属と、前記ラインアンドスペースのスペース部、及び前記開口部の何れか一方に形成された、(１１−２２)面と（１１−２２）面と同等な面を有する面で囲まれたＧａＮ結晶と、を備えていることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、(１１−２２)面を有するｎ−ＧａＮ結晶が形成され、この(１１−２２)面に発光層、及びｐ−ＧａＮクラッド層を積層することができるので、発光層が傾斜面を有し、発光層の面積は素子面積よりも広くなる。
また、ｎ−ＧａＮクラッド層を選択成長するときの金属マスクは、ｎ型電極として用いることができ、従来よりもｎ型電極の領域が縮小するので、発光面積が拡大する。金属マスクは、裏面側に出射する光を前面側に反射する反射膜として機能するので、光量が増加する。なお、この金属マスクは、タングステンやタンタル等の高融点材料で形成することにより、ＧａＮの結晶成長温度で軟化・溶融しない。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、発光層の面積を素子面積よりも増大させることができる。これにより、光量が増加する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態の窒化物半導体発光素子の構成図であり、（ａ）は、三角柱型の窒化物半導体発光素子の構成図であり、（ｂ）は、六角錐型の窒化物半導体発光素子の構成図である。
【図２】ＧａＮの面方位を説明するための図である。
【図３】支持基板にバッファ層、及びｎ−ＧａＮクラッド層を積層した積層基板の斜視図である。
【図４】ラインアンドスペースのレジストパターンを形成した積層基板の斜視図である。
【図５】ラインアンドスペースのマスクパターンを形成した積層基板の斜視図である。
【図６】三角柱のｎ−ＧａＮクラッド層を積層した積層基板の斜視図である。
【図７】発光層を積層した積層基板の斜視図である。
【図８】ｐ−ＧａＮクラッド層を積層した積層基板の斜視図である。
【図９】透明電極を積層した積層基板の斜視図である。
【図１０】ｎ型用電極を積層した積層基板の斜視図である。
【図１１】裏面電極を形成した積層基板の斜視図である。
【図１２】六角形のレジストパターンを形成した積層基板の斜視図である。
【図１３】六角形のマスクパターンを形成した積層基板の斜視図である。
【図１４】六角錐のｎ−ＧａＮクラッド層を積層した積層基板の斜視図である。
【図１５】発光層を積層した積層基板の斜視図である。
【図１６】ｐ−ＧａＮクラッド層を積層した積層基板の斜視図である。
【図１７】透明電極を積層した積層基板の斜視図である。
【図１８】従来の発光ダイオードの切断断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態（以下、「本実施形態」と称する）につき詳細に説明する。なお、各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。また、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。
【００１６】
(構成の説明)
図１は、本発明の実施形態の窒化物半導体発光素子の構成図であり、図１（ａ）は、三角柱型の窒化物半導体発光素子の構成図であり、図１（ｂ）は、六角錐型の窒化物半導体発光素子の構成図である。
図１（ａ）において、窒化物半導体発光素子としての発光ダイオード１０Ａは、支持基板１９の裏面に裏面電極２９が積層されており、支持基板１９の表面にバッファ層２０が積層されている。バッファ層２０の基板反対側表面には、ｎ−ＧａＮクラッド層２１が積層され、ｎ−ＧａＮクラッド層２１の基板反対側表面には、＜１−１００＞方向に沿って、複数のラインアンドスペースのマスクパターン２３ａが積層されている。マスクパターン２３ａは、ＧａＮ等の結晶成長温度でも軟化・溶融しない、タングステンやタンタルなどの高融点材料を用いている。また、マスクパターン２３ａは、金属光沢を有し、発光層２５の裏面からの出射光を反射する。
【００１７】
また、マスクパターン２３ａのスペース部分は、複数の三角柱状のｎ−ＧａＮクラッド層２４が形成され、ｎ−ＧａＮクラッド層２４は、スペース部分の中心線上方が尾根部となり、谷部がマスク部分に延在するように、（１１−２２）面の傾斜を有している。また、発光ダイオード１０Ａは、三角柱状のｎ−ＧａＮクラッド層２４の基板反対側の傾斜面に発光層２５が形成され、発光層２５の基板反対側の傾斜面にｐ−ＧａＮクラッド層２６が積層され、ｐ−ＧａＮクラッド層２６の基板反対側の傾斜面に透明電極２７が積層されている。
また、複数の三角柱の配列方向端部は、ｎ−ＧａＮクラッド層２４と発光層２５とｐ−ＧａＮクラッド層２６と透明電極２７とが支持基板１９に平行に積層されている。
なお、ｐ−ＧａＮクラッド層２６は、コンタクト層が共通に記載されている。
【００１８】
ここで、図２は、ＧａＮの面方位を説明するための模式図であり、＜１−１００＞方向、及び（１１−２２）面を示している。
ＧａＮは、通常、ウルツ鉱型（Wurtzite）結晶構造をとり、＜１−１００＞方向とは、中心軸から側面方向に向かう方向を意味する。（１１−２２）面とは、六角形の平行な二辺の端部を結ぶ第一の辺と、第一の辺の二段上の六角形の第一の辺に対向する第二の辺とを含む図示の斜面である。なお、図２は模式図であり、実際の（１１−２２）面は、後記するように、５８．４°の角度を有している。＜１−１００＞方向と同等の方向とは、例えば、＜１０−１０＞方向や＜−１１００＞方向のことであり、（１１−２２）面と同等の面とは、例えば、（−２１１２）面や（１−２１２）面のことである。なお、図２には、後記される（０００１）面も記載してある。
【００１９】
図１（ｂ）の説明に戻って、窒化物半導体発光素子としての発光ダイオード１０Ｂは、支持基板１９の表面にバッファ層２０が積層され、バッファ層２０の基板反対側表面には、ｎ−ＧａＮクラッド層２１が積層され、ｎ−ＧａＮクラッド層２１の基板反対側表面には、複数の六角形の開口部を有したマスクパターン２３ｂが形成されている。このマスクパターン２３ｂは、六角形状の辺がｎ−ＧａＮクラッド層２１の＜１−１００＞方向に沿っている。マスクパターン２３ｂの複数の開口部は、ｎ−ＧａＮクラッド層２４が選択成長され、（１１−２２）面の傾斜を有する、複数の三角錘状のｎ−ＧａＮクラッド層２４が形成される。複数の三角錘状のｎ−ＧａＮクラッド層２４の基板反対側斜面、及びマスクパターン２３ｂのマスク部の表面は、発光層２５が積層され、発光層２５の基板反対側斜面は、ｐ−ＧａＮクラッド層２６が形成され、ｐ−ＧａＮクラッド層２６の基板反対側斜面には、透明電極２７が積層されている。
【００２０】
(ラインアンドスペース型の製造方法)
（１）  まず、（１１１）面Ｓｉ基板、（０００１）面ＳｉＣ基板、及び（０００１）面サファイア基板の何れかからなる支持基板１９を用意し、支持基板１９は、その表面上に、ＧａＮ、若しくは窒化アルミガリウム（ＡｌＧａＮ）、又は窒化アルミ(ＡｌＮ)といったバッファ層２０が、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ：Metal Organic Chemical Vapor Deposition）で堆積される。なお、バッファ層２０のこれらの組み合わせは、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１）と表記される。なお、格子定数は、（１１１）面Ｓｉ基板で３．８４であり、サファイア基板で４．７５８であり、ＧａＮで３．１８であり、ＡｌＮで３．１１である。
【００２１】
続いて、図３のように、バッファ層２０が堆積された積層基板は、その基板反対側表面にＳｉドープのＧａＮからなるｎ−ＧａＮクラッド層２１が積層される。ＧａＮは、例えば、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、及びアンモニア（ＮＨ３）を原料ガスとし、窒素（Ｎ２）や水素（Ｈ２）をキャリアガスとして、エピタキシャル成長される。バッファ層２０は、支持基板１９とｎ−ＧａＮクラッド層２１との間の格子定数の違いを緩和するために設けられている。
【００２２】
（２）  次に、図４に示されるように、ｎ−ＧａＮクラッド層２１が成長された積層基板は、その表面に、フォトレジストにより、＜１−１００＞方向に沿ったラインアンドスペースのレジストパターン２２が施される。
【００２３】
次に、図５に示されるように、レジストパターン２２の表面、及びｎ−ＧａＮクラッド層２１の表面にタングステン（Ｗ）等の高融点材料が蒸着法等で成膜され、リフトオフによってラインアンドスペースのマスクパターン２３ａが、ｎ−ＧａＮクラッド層２１の表面に形成される (図５) 。なお、タングステン（Ｗ）等は、高融点材料なので、例えば、ＧａＮの単結晶成長温度（エピタキシー温度：約１０００℃）で軟化・溶融しない。
【００２４】
（３）  次に、図６のように、マスクパターン２３ａが施された積層基板は、タングステン（Ｗ）等を窒化物半導体の結晶成長を妨げるマスクとし、ＭＯＣＶＤ法を用いて、スペース部に選択的にＳｉドープのｎ−ＧａＮクラッド層２４が三角柱状に１次結晶成長される。ここで、非特許文献１には、(１１−２２)面は、基板温度９５０℃、成長圧力５００Ｔｏｒｒの条件で選択的に成長することにより形成できることが記載されている。ここで、選択成長とは、基板上に成長層（ｎ−ＧａＮクラッド層２４）と不活性の材料（マスクパターン２３ａ）とを形成させることで、結晶成長させる領域を制限する手法であり、例えば、マスク幅を制御することにより、(１１−２２)面方向に結晶成長させる。
【００２５】
つまり、選択成長領域に降ってきた成膜種は、空間的に均一な濃度で降りてくる。しかし、マスクパターン２３ａに降ってきた成膜種は、横滑りするか、上に跳ね返されてしまう。横滑りした成膜種は、そのまま成長領域まで到達する。マスク近傍の成長領域では、平坦領域よりも成長速度が高い状態で成長が起こり、ある一定の成長速度を超えると、ファセット面が形成されつつ成長が進む。横滑りする長さは、成膜種によって決まっており、その値を表面拡散長という。ＧａＮの場合、数μｍである。また、一度、マスク上に降ってきて、跳ね返されてもう一度、選択成長領域に降ってくるまでに移動する距離を気相拡散長といい、ＧａＮの場合、数１０〜１００μｍである。気相拡散の場合、跳ね返された成膜種は、気相拡散長だけ移動し、降ってくるので、ＧａＮでは(１１−２２)面成長方向に寄与すると考えられる。
【００２６】
次に、図７に示すように、ｎ−ＧａＮクラッド層２４が積層された積層基板は、その表面に、シリコン（Ｓｉ）やマグネシウム（Ｍｇ）がドープされたＩｎＧａＮ／ＧａＮ、又はＡｌＧａＮ／ＧａＮの数ｎｍ単位で超格子状に積層された発光層２５が結晶成長される。つまり、発光層２５は、量子井戸層を複数持つ多重量子井戸（ＭＱＷ：Multi Quantum Well）構造となっており、バルク型よりも明るく鮮やかな発光が可能である。なお、量子井戸構造においては、電子やホールが閉じ込められるバンドギャップの小さい材料の層を井戸層と呼び、電子やホールに対して壁の役割をするバンドギャップの大きい材料の層をバリア層と呼ぶ。
【００２７】
次に、図８に示されるように、発光層２５が積層された多層基板は、その表面に、Ｍｇドープのｐ−ＧａＮクラッド層２６が１次結晶成長される。また、ｐ−ＧａＮクラッド層２６は、ｐ−ＧａＮ層だけでなく、さらにＡｌＧａＮ層が積層されることが多い。なお、ｐ−ＧａＮクラッド層２６は、窒素雰囲気中の熱処理により活性化アニールが行われる。活性化アニールとは、原料ガスのアンモニア（ＮＨ３）に含まれる水素、又はキャリアガスの水素との結合により不活性化されたＭｇを、窒素雰囲気中の熱処理により、水素原子を乖離させ、アクセプタを活性化させることである。
【００２８】
（４）  図９に示されるように、ｐ−ＧａＮクラッド層２６が結晶成長された積層基板は、その表面に、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の透明電極２７がスパッタ等で３００ｎｍ程度堆積される。透明電極２７は、ＬＥＤ素子により発光された光を透過させつつ、発光層２５に広く効率よく電流を流すために用いられる。なお、透明電極２７は、ＩＴＯの代わりに、ＺｎＯ、ＡＺＯ、ＧＺＯ、ＩＺＯ、ＴｉＯ２などの透明導電材料であれば、同様の効果が得られる。
【００２９】
（５）  サファイア基板等の絶縁基板を用いた場合で、プレーナ構造やモノシリック構造など、ｐ−ＧａＮクラッド層２６側にｎ型電極を形成したいときがある。このときは、図１０に示されるように、従来のＬＥＤ構造の製造方法と同様に、透明電極２７が堆積された積層基板は、チタン／アルミニウム（Ｔｉ／Ａｌ）等のｎ型用電極２８が形成される。
つまり、透明電極２７が堆積された積層基板は、塩素（Ｃｌ２）や三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）のガスによる誘導結合型反応性イオンエッチング法で、Ｗマスク（マスクパターン２３ａ）の箇所まで続けてドライエッチングが行なわれ、ｎ型用電極２８が形成される。
【００３０】
（６）  一方、ＳｉやＳｉＣ等の導電性基板を用いた場合で、ＧａＮを成長させていない裏側に電極構造が形成できるときは、図１１に示されるように、透明電極２７が堆積された積層基板は、裏面にＴｉ／Ａｌ等のｎ型用の裏面電極２９が形成される。
【００３１】
（六角錐型の製造方法）
ラインアンドスペース型と同様なプロセスを行うが、六角形のレジストパターン２２が施され、複数の六角形の開口部を有するマスクパターン２３ｂが形成され、六角錐のｎ−ＧａＮクラッド層２４が形成される点で、前記したラインアンドスペース型と相違する。
つまり、図１２のように、ｎ−ＧａＮクラッド層２４が積層された積層基板は、＜１−１００＞と同等の方向を持つ複数の六角形のレジストパターン２２が施され、次に、高融点材料の形成、リフトオフ法で、図１３に示すように、複数の六角形の開口部を有するマスクパターン２３ｂが形成される。次に、図１４に示すように、マスクパターン２３ｂが形成された積層基板は、（１１−２２）面を有する六角錐のｎ−ＧａＮクラッド層２４が形成される。
【００３２】
そして、ｎ−ＧａＮクラッド層２４が形成された積層基板は、順次、発光層２５（図１５）、ｐ−ＧａＮクラッド層２６（図１６）、透明電極２７（図１７）が形成され、六角錐型のＬＥＤ構造が形成される。
【００３３】
(動作の説明)
本実施形態のＬＥＤ構造は、選択成長法によって様々な面方位を作り出し、平面の面積よりも発光面積を拡大させて、高輝度化を実現するものである。
例えば、＜１−１００＞方向に対して、ラインアンドスペースのマスクパターンを施し、選択成長を行うことにより、５８．４°の角度を持つ（１１−２２）面と、(１１−２２)面と同等な面に囲まれた三角柱の形を持ったストライプが形成される。また六方晶の特徴を利用し、＜１−１００＞方向と同等な三方向で囲まれた六角形の開口部を持つマスクパターンから、選択成長を行うと、（１１−２２）面とそれと同等の面に囲まれた六角錐が形成される。これらの面方位を用いて平面の面積より発光面積が拡大される。
【００３４】
一般的に、ウルツ鉱構造の結晶の（０００１）面は、ＧａＮ／ＩｎＧａＮ等のヘテロ接合を形成すると、Ｇａ原子−Ｎ原子の極性が顕著に現れ、ピエゾ電界が発生し易いことが知られている。このピエゾ電界は、ＬＥＤ素子内部のｐｎ接合の発光部の発光効率を低下させてしまう。しかしながら、本発明が提案している面方位は、半極性面である（１１−２２）面であり、（０００１）面よりも発光効率の低下を抑制することができる。
【００３５】
(効果の説明)
マスクパターン２３ａ，２３ｂに高融点材料を用いて、ｎ−ＧａＮを結晶成長させることにより、（１１−２２）面の傾斜面が形成され、この傾斜面に発光層２５を形成することができる。この傾斜面は、支持基板に平行な素子面積よりも広い。つまり、高融点材料が広い範囲にｎ型領域と接しているので、従来のＴｉ／Ａｌ等のｎ型電極を、ｎ型クラッド層１３の表面のＬＥＤ素子外部に配置するだけよりも低抵抗なｎ型電極の形成が可能となる。その効果により、ｎ型電極を縮小することができ、発光領域を削り取る面積を小さくできることから、更に発光面積を拡大することができる。
平面にＬＥＤ構造を形成するよりも、立体にすることで発光面積が多くなる分、単位平面面積当たりの発光量やＬＥＤの輝度を高くすることができる。
【００３６】
ＬＥＤ構造の選択的な成長により、発光面積は平面に比べ、ラインアンドスペースでは、約１．９倍の拡大が可能であり、六角錐では、約３．９倍の拡大が可能である。
また、（１１−２２)面は、半極性面であるので、ウルツ鉱構造の結晶の（０００１）面を用いるＬＥＤ構造で問題となるピエゾ電界によるＬＥＤ内部のｐｎ接合の発光部の発光効率低下を抑制することができる。
また、マスクパターン２３ａ，２３ｂは、金属光沢を有し、光の反射膜として、ＬＥＤ構造の下側方向に発光する光を反射させ、ＬＥＤ構造の上部の方向へ発光する光量を増大させることが可能である。
【００３７】
（変形例）
本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような種々の変形が可能である。
（１）前記各実施形態は、マスクパターン２３ａ，２３ｂの表面に、（１１−２２)面を有するｎ−ＧａＮクラッド層２１，２４を積層させ、発光層２５の基板反対側表面に、ｐ−ＧａＮクラッド層２６を積層させた。しかしながら、＜１−１００＞方向や（１１−２２)面は、ＧａＮの結晶構造で定まるので、マスクパターン２３ａ、２３ｂの表面に、ｐ−ＧａＮクラッド層を積層させ、発光層２５の基板反対側表面に、ｎ−ＧａＮクラッド層を積層させることもできる。
（２）前記実施形態は、発光ダイオード単体について説明したが、支持基板１９に複数の発光ダイオード１０Ａ，１０Ｂを二次元配列して、表示装置とすることができる。
【符号の説明】
【００３８】
１０、１０Ａ，１０Ｂ、１０Ｃ  発光ダイオード
１１  支持基板（Ｓｉ基板）
１２  バッファ層
１３  ｎ型クラッド層
１４  発光層
１５  ｐ型クラッド層
１６  ｐ型電極
１７  ｎ型電極
１９  支持基板
２０  バッファ層
２１  ｎ−ＧａＮクラッド層
２２  レジストパターン
２３ａ，２３ｂ  マスクパターン
２４  ｎ−ＧａＮクラッド層
２５  発光層
２６  ｐ−ＧａＮクラッド層
２７  透明電極
２８  ｎ型用電極
２９  裏面電極
【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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