(57)【要約】【課題】  逆方向サージ耐量の向上を図ることができる半導体装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】  窒化物系化合物半導体を有してなる半導体基板８と、半導体基板８の一方の主面１２に存在するピット又はクラックからなる凹形状部位である穴部１１と、半導体基板８の一方の主面に形成されている第１電極３と、穴部１１の凹形状部位に配置されている高抵抗層１０とを有することを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化物系化合物半導体を有してなる半導体基板８と、
前記半導体基板８の一方の主面１２に存在するピット又はクラックからなる凹形状部位である穴部１１と、
前記半導体基板８の一方の主面１２に形成されている金属膜３と、
前記穴部１１の凹形状部位に配置されている高抵抗層１０とを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
窒化合物系化合物半導体を有してなる半導体基板８と、
前記半導体基板８の一方の主面１２に存在するピット又はクラックからなる凹形状部位である穴部１１と、
前記半導体基板８の一方の主面１２に形成され、且つ貫通する穴部３ａを有する金属膜３であって、
前記穴部３ａは前記穴部１１と対向する部位を含むように形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
前記半導体基板８は第１導電型の窒化物系化合物半導体からなる第１クラッド層５と、第２導電型の窒化物系化合物半導体からなる第２クラッド層６と、前記第１クラッド層５と前記第２クラッド層６との間に配置されている発光層７とを有することを特徴とする請求項１または２いずれかに記載の半導体装置。
【請求項４】
前記一方の主面はｐ型窒化物系化合物半導体からなることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
窒化物系化合物半導体を有してなる半導体基板８の一方の主面１２に存在するピット又はクラックからなる凹形状部位である穴部１１に埋められた材料の上面及びその周辺に金属膜３を形成させ、前記穴部１１に埋められた材料の上面に形成された金属膜３に前記穴部１１よりも小さい穴（３ｂ）を形成する工程と、
前記穴（３ｂ）を介して前記穴部１１に埋められた材料をエッチングし、前記穴部１１に埋められた材料の上面に形成された金属膜とを取り除く工程と
を有する半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容易に逆方向サージ耐量の向上を図ることができる窒化物系化合物半導体を有してなる半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化物系化合物半導体を有する半導体発光素子は、シリコン、セラミック又はＳｉＣなどの基板の上に、発光部が配置された半導体基板を有している。発光部としては、以下の各種構造がある。第１に、第１導電型の窒化物系化合物半導体層からなる第１クラッド層と、第２導電型の窒化物系化合物半導体層からなる第２クラッド層とで形成されたホモヘテロ構造がある。第２に、上記の第１クラッド層と第２クラッド層との間に極めて薄い発光層を挟んだ単一量子井戸構造（ＳＱＷ）がある。第３に、発光層が多層化された多重量子井戸構造（ＭＱＷ）がある。また、従来の半導体発光素子は、半導体基板の一方の主面上に、第１電極が配置されている。
【０００３】
窒化物系化合物半導体を有する半導体発光素子は、逆方向サージ耐量が１００Ｖ程度と低い。半導体発光素子の外部で発生した静電気などの高い逆方向電圧が半導体発光素子に印加されると、逆方向耐圧が低いため、半導体発光素子が容易に破壊されてしまう。そこで、半導体発光素子に過度の逆方向電圧が印加されないように、半導体発光素子の外部に保護素子を形成したものが考え出されている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、従来の半導体発光素子としては、発光層の上に形成される第２クラッド層と第２クラッド層の上に形成される第１電極との間にコンタクト層を設けて第１電極から発光層までの間に厚みを持たせる構造が考え出されている。このようにするとピットを有する第１電極の底面から発光層までの距離が増し、逆方向電圧のサージ耐量が向上できると考えられる（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１０−２００１５９号公報
【特許文献２】特開２００４−２１４３３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、窒化物系化合物半導体を有する半導体発光素子の逆方向サージ耐量が低い原因として、転位で発光部の一方の主面に存在するクラックの溝やピットなどの凹形状部位を含むように第１電極が形成されることが挙げられる。この場合、第１電極の凹形状部位の底面において、凹形状部位以外の第１電極の底面よりも低い電圧でサージが発生しやすくなり、容易に発光部が破壊される。すなわち、クラッド層の表面（一方の主面）に凹形状部位を有し、その表面に第１電極を形成する場合、第１電極と発光層との距離が近いため、容易にサージが発生しやすくなり、発光部が破壊される。特に、ｐ型窒化物系化合物半導体層は、横方向の電流拡散性がｎ型窒化物系化合物半導体層に比べて劣っており、第１電極は一方の主面の全面に形成されるので、第１電極は、クラックの溝やピットなどの凹形状部位の上に形成されやすくなり、低い電圧でサージが発生し、容易に発光部が破壊される。
【０００６】
ちなみに、窒化物系化合物半導体を有する半導体発光素子において、ピット及びクラックなどの凹形状部位が発生する原因として、基板表面に凹凸があり、その上に発光部を形成するため、基板表面の凹凸が伝播して、発光部の表面にも同じように凹凸（ピット）が生じると考えられている。また、シリコン、セラミック又はＳｉＣなどからなる基板と、基板上に積層する窒化物系化合物半導体からなる発光部との格子定数の差異も上記原因に挙げられる。格子定数の異なる半導体材料を積層すると、基板上に積層した発光部において横方向に力が加わり、その力が原因で半導体基板の一方の主面にクラッド及びピットなどの凹形状部位が発生するとも考えられている。
【０００７】
この格子定数の差異を解消するために、基板材料を変更する方法、基板と発光部との間にバッファ（緩衝）層を設ける方法が考え出されている。しかし、現在、窒化物系化合物半導体に最適な基板材料はまだ見つかっておらず、緩衝層を設けても完全にクラック及びピットなどの凹形状部位を無くすまでには至っていない。さらに、第１クラッド層と第１クラッド層の上に形成される発光層との成長温度の違いもピット及びクラッドの凹形状部位の発生に影響すると考えられる。
【０００８】
これに対して、上記特許文献２に記載の半導体発光素子では、発光層の上に形成される第２クラッド層と第２クラッド層の上に形成される第１電極との間にコンタクト層を設けて第１電極から発光層までの厚みを持たせる構造としている。これにより、ピットの上に形成された第１電極の底面から発光層までの距離が増し、逆方向電圧のサージ耐量を向上させようとしている。
【０００９】
しかしながら、特許文献２に示すようにコンタクト層を厚くした場合、発光部と同様にコンタクト層はエピタキシャル成長で形成されるため、基板とその上に形成されるエピタキシャル成長で形成される発光部やコンタクト層との熱膨張係数の違いから、発光部は割れやすくなり、クラックが生じやすい。特に、ｐ型窒化物系化合物半導体層において顕著である。
【００１０】
また、特許文献２においては、第２クラッド層と第１電極との間に形成するコンタクト層を厚くし、半導体発光素子全体の膜厚を厚くすることによって、横方向（水平方向）の光取り出し効果の向上を図ることが記載されている。しかし、半導体発光素子の膜厚を厚くすると、発光層から出た光がコンタクト層で吸収されやすくなり、半導体発光素子の外部に光が出にくくなる。これにより、半導体発光素子における全体的な光取り出し効率は低下してしまう。
【００１１】
また、特許文献２の「従来の技術」欄で記載されているように、結晶成長の良いコンタクト層を早い成長速度で形成させることは困難であり、コンタクト層を厚くする程、コンタクト層の形成時間が長くなってしまう。
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、保護素子を設けることなく、容易に逆方向サージ耐量の向上を図ることができる窒化物系化合物半導体を有してなる半導体装置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】
【００１３】
上記課題を解決し、上記目的を達成するために請求項１の発明は、窒化物系化合物半導体を有してなる半導体基板８と、前記半導体基板８の一方の主面１２に存在するピット又はクラックからなる凹形状部位である穴部１１と、前記半導体基板８の一方の主面１２に形成されている金属膜３（第１電極又は貼り合わせ金属）と、前記穴部１１の凹形状部位に配置されている高抵抗層１０とを有することを特徴とする半導体装置に係わるものである。なお、請求項１の発明において、高抵抗層１０とは、低導電性物質又は低誘電体物質からなるものを意味する。
【００１４】
また、請求項２に示すように、本発明は、窒化合物系化合物半導体を有してなる半導体基板８と、前記半導体基板８の一方の主面１２に存在するピット又はクラックからなる凹形状部位である穴部１１と、前記半導体基板８の一方の主面１２に形成され、且つ貫通する穴部３ａを有する金属膜３であって、前記穴部３ａは前記穴部１１と対向する部位を含むように形成されていることを特徴とする半導体装置に係わるものである。
【００１５】
また、請求項３に示すように、本発明は、前記半導体基板８は第１導電型の窒化物系化合物半導体からなる第１クラッド層５と、第２導電型の窒化物系化合物半導体からなる第２クラッド層６と、前記第１クラッド層５と前記第２クラッド層６との間に配置されている発光層７とを有することを特徴とする請求項１または２いずれかに記載の半導体装置に係わるものである。
【００１６】
なお、請求項４に示すように、本発明は、前記一方の主面１２はｐ型窒化物系化合物半導体からなることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置に係わるものである。
【００１７】
また、請求項５に示すように、本発明は、窒化物系化合物半導体を有してなる半導体基板８の一方の主面１２に存在するピット又はクラックからなる凹形状部位である穴部１１に埋められた材料の上面及びその周辺に金属膜３を形成させ、前記穴部１１に埋められた材料の上面に形成された金属膜３に前記穴部１１よりも小さい穴３ｂを形成する工程と、前記穴３ｂを介して前記穴部１１に埋められた材料をエッチングし、前記穴部１１に埋められた材料の上面に形成された金属膜とを取り除く工程とを有する半導体装置の製造方法とすることが望ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は次に効果を有する。
（１）従来の窒化物系化合物半導体を有してなる半導体発光素子において、発光層を有する半導体基板８の一方の主面１２にピット又はクラックの穴部１１が存在すると、穴部１１の上に形成された金属膜３が発光層７に近いので、穴部１１にサージが発生しやすい。しかし、本発明では、穴部１１に高抵抗層１０を配置している。この結果、穴部１１の内部が高抵抗化され、穴部１１を通るサージを大幅に低減することができる。すなわち、半導体発光素子における逆方向サージ耐量などを大幅に高めることができる。
（２）半導体基板８の一方の主面１２に存在する穴部１１に高抵抗層１０を埋めることで、半導体基板８の一方の主面１２に形成される金属膜３の表面に凹形状部位が形成されて金属膜３と発光部２との距離が短くなることを抑制することができる。さらに、金属膜３の凹形状部位における角度を和らげることができる。穴部１１に鋭角部を有していると、その上に形成される金属膜３も凹形状部位の鋭角部を形成しやすい。本発明では穴部１１に高抵抗層１０を埋めることで金属膜３の凹形状部位の鋭角部の形成を抑制し、サージを起こりにくくすることができる。すなわち、ピット又はクラックの穴部１１に高抵抗層を形成しているので、穴部１１及びその近傍におけるサージ発生を抑制することができ、半導体発光素子における逆方向サージ耐量などを大幅に高めることができる。
（３）半導体基板８の一方の主面１２に発生する穴部１１を抑制するために、発光層７と金属膜３との間にコンタクト層を設けることを不用としながら、逆方向サージ耐量を向上することができる。従って、コンタクト層を含むエピタキシャル層と、基板との熱膨張係数の違いから、発光部は割れやすくなり、クラックが生じやすくなることを本願発明は回避することができる。
（４）半導体基板８の一方の主面１２に発生する穴部１１を抑制するために形成されるコンタクト層を発光層７と金属膜３との間に設けることを不用としているので、コンタクト層での光吸収がなく、比較的高輝度で高い逆サージ電圧特性を有する半導体発光素子を提供することができる。
（５）結晶成長の良いコンタクト層を発光層７と金属膜３との間に形成する必要がないので、製造工程の簡素化及び製造時間の短縮化を図ることができ、製造コストを低減することができる。
【００１９】
また、請求項２の発明によれば、半導体基板８の一方の主面１２に存在するピット又はクラックからなる凹形状部位である穴部１１と半導体基板８の一方の主面１２上に形成され、且つ貫通する穴部３ａを有する金属膜３であって、金属膜３の穴部３ａは穴部１１と対向する部位（穴部１１の上側の部位）を含むように形成されている。よって、金属膜３の穴部３ａ上に金属膜が形成されていないため、かかるサージ破壊を低減でき、逆方向サージ耐量を高めることができる。
【００２０】
また、一方の主面１２がｐ型窒化物系化合物半導体からなる場合、金属膜３は一方の主面１２の全面に形成されるため、穴部１１の上に金属膜３が形成されやすくなる。請求項４の発明によれば、ｐ型窒化物系化合物半導体の表面（一方の主面１２）に穴部１１があり、一方の主面１２に金属膜３を形成する場合においても、金属膜３と穴部１１を通る抵抗値が増大するため、発光層７を流れる電流が穴部１１に集中することを回避でき、逆方向サージ耐量を高めることができる。
【００２１】
また、請求項５の発明によれば、逆方向サージ耐量の高い半導体発光素子を安価且つ容易に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、図面を参照して本発明の実施形態に係わる半導体装置としての窒化物系化合物半導体を有する半導体発光素子（発光ダイオード）について説明する。
【００２３】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係わる半導体発光素子を示す断面図である。第１の実施形態の半導体発光素子は、半導体基板８と、金属膜である第１電極３と、第２電極４と、高抵抗層１０とを有して構成されている。半導体基板８は、シリコン又はＳｉＣなどからなる基板１と、基板１の上に形成された発光部２とを有して構成されている。
【００２４】
発光部２は、各種構造が適用できる。発光部２の第１構造例としては、第１導電型の窒化物系化合物半導体層からなる第１クラッド層５と、第２導電型の窒化物系化合物半導体層からなる第２クラッド層６とで形成されたホモヘテロ構造が挙げられる。発光部２の第２構造例としては、図１に示すように、第１クラッド層５と第２クラッド層６との間に発光層７を挟んだダブルヘテロ構造が挙げられる。発光部２の第３構造例としては、図１に示すように、第１クラッド層５と第２クラッド層６との間に極めて薄い発光層７を挟んだ単一量子井戸構造（ＳＱＷ）が挙げられる。発光部２の第４構造例としては、図１に示すように、第１クラッド層５と第２クラッド層６との間に配置された発光層７が多層化された多重量子井戸構造（ＭＱＷ）が挙げられる。第１の実施形態では、例えばＭＱＷ構造の発光部２を適用する。
【００２５】
具体的な構成材料としては、例えば次のようにする。基板１は、低抵抗のｎ型のシリコンで構成する。すなわち、ｎ型の導電型決定不純物としてＡｓ（砒素）を含むｎ＋型シリコン単結晶で構成する。第１クラッド層５は、ｎ型の窒化ガリウム（ＧａＮ）で構成する。発光層７は、ｐ型の窒化ガリウムインジウム（ＩｎＧａＮ）で構成する。第２クラッド層６は、ｐ型の窒化ガリウム（ＧａＮ）で構成する。
【００２６】
第１電極３は、半導体基板８の表面（図１の上方側の面）上に形成されている。第１電極３は、第１の実施形態の半導体発光素子（発光ダイオード）のアノード電極をなしている。そして第１電極３は、発光部２から出る光を透過させるために、薄く形成されていると共に、光透過性を有している。例えば、膜厚５ｎｍのＮｉ（ニッケル）と膜厚５ｎｍのＡｕ（金）との積層で第１電極３を構成する。ちなみに、図１において、第１電極３の厚さは一様に形成されているが、一様でなくてもよい。例えば、穴部１１に形成される電極の厚さがその周囲の厚さよりも厚くても良い。更に、図１に示すように、第１電極３が発光部２の全面に形成されていなくても良い。ｐ型の窒化物系化合物半導体で形成している場合、横方向の電流拡散性を良くするため、一方の主面１２の全面に第１電極３を形成するが、一方の主面１２をｎ型窒化物系化合物半導体で形成する場合、第１電極３を全面に形成しなくてもよい。第２電極４は、半導体基板８の裏面（図の下方側面）に形成されている。第２電極４は、第１の実施形態の半導体発光素子のカソード電極をなしている。例えばＡｌ（アルミニウム）で第２電極４を構成する。そして、第２電極４は、第１電極３に対して短絡することなく、且つ発光部２を介して第１電極３との間で電流を流すように形成されている。また、第１電極３の表面には、パッド電極９が形成されている。パッド電極９は、ワイヤボンディング方法などで電気的に接続される電極である。
【００２７】
半導体基板８の表面には、転位などによって生じた六角錐状のピット又は溝状に形成されたクラックからなる凹形状部位である穴部１１が多数存在する。ちなみに、図２（ａ）及び（ｂ）は、転位が生じる箇所が異なった場合における第１の実施形態の半導体発光素子を示す部分断面図である。図２（ａ）に示すように、基板１表面に凹凸があり、その上に発光部を形成するため、基板表面の凹凸が伝播し、発光部の一方の主面に同じように生じた穴部１１や、図２（ｂ）に示すように基板上に積層する窒化物系化合物半導体からなるクラッド層及び発光層などで構成される発光部との格子定数の差異によって発光部内の界面に凹凸があり、発光部内の界面に生じた凹凸が伝播し、発光部の一方の主面に同じように生じた穴部１１を含む。
【００２８】
第１の実施形態の半導体発光素子における高抵抗層１０は、図４（ａ）に示すように、半導体基板８の表面に形成されている穴部１１の凹形状部位を埋めるように配置されている。ちなみに、図４（ａ）において、図１に示す半導体発光素子の構成要素と同一のものには同一符号を付けている。また、高抵抗層１０は、穴部１１と第１電極３とで挟まれるように配置されている。高抵抗層１０は、例えば低導電性物質又は低誘電体物質で構成する。
【００２９】
高抵抗層１０の構成材料は、第２クラッド層６の構成材料と同一ものを適用することができる。また、高抵抗層１０の構成材料としては、第２クラッド層６及び第１電極３と密着性の優れた材料であることが望ましく、例えばＳｉＮｘ、シリカなどが適用できる。また、高抵抗層１０の構成材料は、光透過性を有している方が良い。しかし、通常、第１電極３の面積に比較して穴部１１の占める総面積は充分に小さいので、高抵抗層１０の光透過性の有無は、半導体発光素子の光取り出し効率に対してほとんど影響を与えない。したがって高抵抗層１０は、例えばシリカのように光透過性を有しないものでもよい。
【００３０】
サージは、なるべく抵抗値の低い箇所を流れようとする性質を有する。そこで、少なくとも、第１電極３における穴部１１の上の部位と第２電極４との間の抵抗値が、第１電極３における穴部１１の上の部位周辺の部位と第２電極４との間の抵抗値の最小値（かかる範囲の各部の抵抗値の最小値）よりも高くなるように、高抵抗層１０の導電率（または誘電率）及び高抵抗層１０の厚さを設定する。
【００３１】
ただし、サージは第１の電極３における穴部１１の上の部位の断面形状が鋭角である程飛びやすい性質をもつ。したがって、第１の実施形態の半導体発光素子の第１電極３における穴部１１の上の部位に鋭角な部位を有する場合は、特に高抵抗層１０の抵抗値を高めることが望ましい。
【００３２】
これらにより、第１の実施形態の半導体発光素子は、穴部１１を埋めるように高抵抗層１０を配置しているので、穴部１１に流れるサージ電流を低減し、サージの発生を抑制することができる。したがって、第１の実施形態の半導体発光素子は、逆方向サージ耐量を向上することができる。
【００３３】
図１において、縦型の半導体発光素子を例に示しているが、横型の半導体発光素子においても、本発明の効果を適応することができる。たとえば、横型の半導体発光素子においても、半導体基板８の一方の主面１２に存在する穴部１１に高抵抗層１０を埋めることで、半導体基板８の一方の主面１２に形成される第１電極３の表面に凹形状部位が形成されて発光部２との距離が短くなることを抑制することができる。さらに、穴部１１に高抵抗層１０を埋めることで、高抵抗層１０の上に形成される第１電極３の凹形状部位の角度を和らげることができる。すなわち、ピット又はクラックの穴部１１に高抵抗層を形成しているので、穴部１１及びその近傍におけるサージ発生を抑制することができ、半導体発光素子における逆方向サージ耐量などを大幅に高めることができる。また、本発明で標記するところのピット及びクラックの凹形状部位である穴部１１は、図２（ａ）に示すように基板１表面の凹凸が伝播して半導体基板８の一方の主面１２に形成されているところの穴部１１、又は図２（ｂ）に示すように第１クラッド層５又は発光層７表面の凹凸が伝播して半導体基板８の一方の主面１２に形成されているところの穴部１１とする。
【００３４】
（第１の実施形態の製造方法）
次に、図３を参照して、第１の実施形態の半導体発光素子の製造方法について説明する。図３は、第１の実施形態に係わる半導体発光素子の製造方法の一例を示す部分断面図である。図３において、図１に示す半導体発光素子の構成要素と同一のものには同一符号を付けている。
【００３５】
先ず、図３（ａ）に示すように、基板１を用意して、基板１の一方の主面上に発光部２を形成する。すなわち、基板１の一方の主面上に第１クラッド層５、発光層７及び第２クラッド層６を順次積層させる。これらは、基板１の上に、第１クラッド層５、発光層７及び第２クラッド層６それぞれの構成材料を、順次にそれぞれの結晶方位を揃えてエピタキシャル成長させることなどで、形成できる。ここで、一方の主面１２と接する（表層である）第２クラッド層６には、転位などによって、穴部１１が存在するものとする。
【００３６】
次いで、図３（ａ）に示すように、第２クラッド層６の露出面全体に、シリカ１０ａを塗布する。シリカ１０ａは、上記高抵抗層１０をなす材料であればよく、シリカに限定されない。このシリカ１０ａの塗布は、例えば、スピンコーティングなどにより、シリカフィルムを第２クラッド層６の露出面全体に均一に塗布することが望ましい。これにより、第２クラッド層６の露出面全体に多数の穴部１１が形成されていても、その多数の穴部１１の全部に、簡便に、シリカ１０ａを埋め込むことができる。
【００３７】
次いで、図３（ｂ）に示すように、穴部１１に埋まっているもの以外のシリカ１０ａを除去して、上記の高抵抗層１０とする。この除去は、例えばバフ研磨により行う。
次いで、図３（ｂ）に示す状態のものを焼成する。この焼成は、例えば窒素雰囲気中において、３００℃で１時間行う。
【００３８】
次いで、図３（ｃ）に示すように、第２クラッド層６の露出面（上面）及び高抵抗層１０の露出面（上面）の上に第１電極３を形成する。この第１電極３の形成は、例えば真空蒸着により行う。
次いで、図１に示すように、第１電極３の上にパッド電極９を形成し、基板１の底面側に第２電極４を形成する。これらにより、図１に示す第１の実施形態に係わる半導体発光素子が完成する。
【００３９】
これらにより、第１の実施形態の製造方法によれば、逆方向サージ耐量の高い半導体発光素子を、安価且つ容易に形成することができる。
【００４０】
（第２の実施形態）
次に、図４（ｂ）を参照して、本発明の第２の実施形態に係わる半導体発光素子について説明する。図４（ｂ）は、第２の実施形態に係わる半導体発光素子の主要部位を示す部分断面図である。図４（ｂ）において、図１に示す半導体発光素子の構成要素と同一のものには同一符号を付けている。
【００４１】
第２の実施形態の半導体発光素子は、高抵抗層１０が穴部１１に入っているが、その高抵抗層１０が穴部１１を全体的には埋めていない。また、第２の半導体発光素子では、高抵抗層１０の上面が凹形状であり、その高抵抗層１０の上方部位において第１電極３にも凹形状が形成されている。その他の構成は、図１に示す半導体発光素子と同一にすることができる。ただし、第２の実施形態では、高抵抗層１０の膜厚が第１実施形態の高抵抗層１０の膜厚よりも薄く、且つ、第１電極３に凹形状があるので、高抵抗層１０の抵抗値が第１実施形態の場合よりも高いことが望ましい。
【００４２】
また、第２の実施形態の半導体発光素子は、高抵抗層１０が２種類以上の材料を積層してなるものであってもよい。
【００４３】
また、第２の実施形態の半導体発光素子において、穴部１１に形成される高抵抗層１０の膜厚が一様でなくてもよい。例えば、パッド電極９とパッド電極９直下の第２電極４との電流経路の距離が短く、パッド電極９と第２電極４の端部との電流通路は長い。そこで、パッド電極９の近傍の穴部１１に形成する高抵抗層１０の膜厚を厚くして、パッド電極９から離れる程、高抵抗層１０を薄く形成してもよい。このようにすると、パッド電極９の近傍ほど穴部１１の抵抗値が大きくなり、比較的高輝度で逆方向サージ耐量をより高めることができる。また、高抵抗層１０が半導体基板８に接していなくても良い。高抵抗層１０は穴部１１の凹形状部位に配置され、第１電極と半導体基板８との間に形成されていればよく、高抵抗層１０と、半導体基板８が電気的に接続されていない状態、つまり高抵抗層１０と半導体基板８との間に空間や他の物質が間に介在しても良い。ちなみに、第２の実施形態の製造方法は、第１の実施形態の製造方法と同様の方法で形成される。
【００４４】
（第３の実施形態）
次に、図４（ｃ）を参照して、本発明の第３の実施形態に係わる半導体発光素子について説明する。図４（ｃ）は、本発明の第３の実施形態に係わる半導体発光素子の主要部位を示している。図４（ｃ）において、図１に示す半導体発光素子の構成要素と同一のものには同一符号を付けている。
【００４５】
第３の実施形態の半導体発光素子は、第１電極３に貫通孔である穴３ａが設けられている。穴３ａは、半導体発光素子を上面から見て第２クラッド層６に形成されている穴部１１の上に穴部１１を含むように位置している。したがって第１電極３の穴部１１に対向する部位を含むよう電極の穴３ａが配置されている。
【００４６】
これにより、第３の実施形態の半導体発光素子は、第１電極３が発光層７に向かって凸形状となる部位（図４（ｂ）の第１電極３を参照）を無くすことができ、第１電極３と発光層７との距離を確保することができる。また、サージが発生し易い穴部１１の近傍に第１電極３の構成材料を配置していない。したがって、第３の実施形態の半導体発光素子は、逆方向電圧のサージを抑制し、耐圧を向上させることができる。
【００４７】
（第３の実施形態の製造方法）
次に、第３の実施形態の半導体発光素子の製造方法について図５で説明する。先ず、第１の実施形態の製造方法の初期段階と同様にして（図３（ａ）参照）、基板１を用意し、基板１の一方の主面上に発光部２を形成する。すなわち、基板１の一方の主面上に第１クラッド層５、発光層７及び第２クラッド層６を順次積層させる。ここで、表層である第２クラッド層６には、転位などによって、穴部１１が形成されたものとする。
【００４８】
次いで、図３（ａ），（ｂ）に示す方法と同様にして、穴部１１に半導体基板８（基板１及び発光部２）の構成材料と異なるシリカなどの材料１００を埋め込む。ここで、材料１００は、後述で示すように、材料１００の上に形成される第１電極３が良好に形成されないものが望ましい。すなわち、材料１００は、図５（ａ）に示すように、第１電極３における材料１００上の部位の表面及び裏面が粗くなるような材料が望ましい。例えば、材料１００としては、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）が適用できる。
【００４９】
次いで、図５（ａ）に示すように、第２クラッド層６の露出面及び材料１００の露出面の上に、第１電極３を形成する。すると、第１電極３における材料１００上の部位の表面及び裏面が粗くなり、その表面及び裏面に穴部１１よりも小さい凹凸が形成される。次いで、エッチング液（例えばＨＦ（フッ酸））２００で処理する。
この時、図５（ｂ）に示すように、第１電極３の底面における異なる材料１００の上面（露出面）に接する領域では、穴部１１よりも小さいピンホールのような穴３ｂが形成される。この状態において、さらに、エッチング液２００で処理すると、穴３ｂをエッチング液２００が通過して材料１００はエッチングされる。また、このエッチング液２００での処理により、第１電極３における穴部１１の上方部位は非常に脆くなっている。
【００５０】
次いで、第１電極３を平面板などで擦ることなどして、第１電極３における穴部１１の上方部位を取り除く。これにより、図５（ｃ）及び図４（ｃ）に示すように、穴部１１の上方部位に、貫通孔をなす穴３ａが形成された第１電極３が形成される。よって、穴３ｂ近傍の第１電極は凹凸を有しており、平面板などで擦った時に引っかかるような構造となることが望ましく、材料Ｘは材料Ｘの上に形成される第１電極の表面に凹凸を形成する材料であることが望ましい。
次いで、図１に示すように、第１電極３の上にパッド電極９を形成し、基板１の底面側に第２電極４を形成することで、第３の実施形態に係わる半導体発光素子が完成する。
これらにより、第３の実施形態の製造方法によれば、逆方向サージ耐量の高い半導体発光素子を安価且つ容易に形成することができる。また、第３の実施形態の製造方法によれば、第１電極３における穴部１１の上方部位のみならず、第１電極３における穴部１１の周辺部位についても除去できるため、穴部１１での電界集中を抑制する効果をより高めることができる。
【００５１】
（第４の実施形態）
次に、図６を参照して、本発明の第４の実施形態に係わる半導体発光素子について説明する。図６は、本発明の第４の実施形態に係わる半導体発光素子を示す断面図である。第４の実施形態の半導体発光素子は、パワーＬＥＤを構成している。そして、第４の実施形態の半導体発光素子は、張り合わせ基板を用いて製造及び構成されている。
【００５２】
すなわち、第４の実施形態の半導体発光素子は、基板２１と、底面電極２２と、金属膜３である貼り合わせ金属２３と、主電極３３と、第１クラッド層３５と、第２クラッド層３６と、発光層３７と、を有して構成されている。第４の実施形態の半導体発光素子は、基板２１、底面電極２２及び貼り合わせ金属２３からなる第１基板と、主電極３３、第１クラッド層３５、第２クラッド層３６及び発光層３７からなる第２基板とを、貼り合わせ金属２３において張り合わせて構成されている。
【００５３】
また、第４の実施形態の半導体発光素子では、第２クラッド層３６などにおいて、穴部１１が存在する。この穴部１１は、第１〜第３の実施形態の穴部１１と同様のものであり、転位などで生じたものである。また、穴部１１には、高抵抗層１０が埋め込まれている。この高抵抗層１０も、第１又は第２の実施形態と同様に形成する。そして、高抵抗層１０は、上記の第１基板と第２基板とを張り合わせる前に、前記第１又は第３の実施形態の製造方法と同様にして形成することができる。
【００５４】
これらにより、第４の実施形態の半導体発光素子は、穴部１１又は穴部１１の近傍においてサージが発生することを大幅に低減することができる。したがって、第４の実施形態によれば逆方向サージ耐量の高いパワーＬＥＤを提供することができる。
【００５５】
以上、第１〜第４の実施形態について説明したが、本発明の半導体発光素子及びその製造方法は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えることができる。例えば、実施例の図では穴部１１が１個しか記載されていないが、複数の穴部１１が存在していても良い。また、本発明の実施形態は導電性を有する基板１を利用した例で示しているが、セラミック基板のように絶縁性を有する基板を利用した例に置きかえても良い。また、本発明の構造及び効果は、半導体装置全般に適応することができる。すなわち、ピットやクラックの穴部１１を半導体基板８の一方の主面１２に有し、且つ一方の主面１２上に金属膜３を有する半導体装置において、穴部１１上に金属膜３を形成した場合、金属膜３と接する半導体基板８の厚さが設計値より薄くなり、穴部１１でサージが発生しやすい半導体装置となる。しかしながら、本発明を適応することにより、半導体装置においても前記半導体発光素子の場合と同様にサージが発生しにくい構造とすることができる。特に窒化物系化合物半導体を有する半導体装置は、高耐圧で順方向電圧が低い半導体装置として多く使用されているが、半導体基板の表面にピットやクラックなどの穴部１１が形成されやすいため、本発明を適応することにより、更に高耐圧化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、各種の半導体装置に有用である。特に、本発明は窒化ガリウム系化合物青色発光ダイオードに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わる半導体発光素子を示す断面図である。
【図２】転位が生じる箇所が異なった場合における第１の実施形態に係わる半導体発光素子を示す部分断面図である。
【図３】第１の実施形態の半導体発光素子の製造方法を示す部分断面図である。
【図４】本発明の第１〜第３実施形態の半導体発光素子の部分断面図である。
【図５】第３の実施形態の半導体発光素子の製造方法を示す部分断面図である。
【図６】本発明の第４の実施形態に係わる半導体発光素子を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１…基板、２…発光部、３…金属膜、３ａ…穴、４…第２電極、５…第１クラッド層、６…第２クラッド層、７…発光層、８…半導体基板、９…パッド電極、１０，１０ｂ…高抵抗層、１０ａ…シリカ、１１…穴部
【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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