(57)【要約】【課題】  製造コストが低く、量産性に優れた半導体発光素子を提供する。【解決手段】  電流分散層として金属酸化膜９を有する半導体発光素子において、前記金属酸化膜９に電極１０がメッキされている。メッキ法で電極を形成することで、製造コストを下げることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流分散層として金属酸化膜を有する半導体発光素子において、前記金属酸化膜に電極がメッキされていることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
前記電極の材料が金、ニッケル、アルミニウム、亜鉛のいずれかであることを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記電極は、複数の材料が積層されていることを特徴とする請求項１又は２記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記電極をメッキする方法が電気メッキ法、無電解メッキ法、又はこれらを組み合わせた方法であることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記金属酸化膜の材料が酸化インジウム、酸化錫、錫添加酸化インジウム、酸化亜鉛、アルミニウム添加酸化亜鉛、ガリウム添加酸化亜鉛、ホウ素添加酸化亜鉛のいずれかであることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記金属酸化膜の膜厚が１００ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項１〜５いずれか記載の半導体発光素子。
【請求項７】
前記金属酸化膜にメッキされている電極とは反対極の電極が半導体面に蒸着されたオーミック電極にメッキされていることを特徴とする請求項１〜６いずれか記載の半導体発光素子。
【請求項８】
前記電極のメッキ厚０．５μｍ以上１０μｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項１〜７いずれか記載の半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属酸化膜よりなる電流分散層を有する半導体発光素子に係り、製造コストが低く、量産性に優れた半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＧａＮ系やＡｌＧａＩｎＰ系の結晶層を有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）で高品質に成長させることができるようになったことから、可視域及び可視外域の高輝度（高出力）発光ダイオード（ＬＥＤ）が製造できるようになった。ＬＥＤの製造に掛かるコストは、ＬＥＤを構成する原料のコスト、これらの原料を素子に加工するための加工コスト、素子をパッケージングするためのコストに大別できる。このうち、原料コストに関しては、各層の薄膜化や構造の革新により低コスト化が達成されている。
【０００３】
一方、加工コストは、現状の水準から更なる低コスト化を図ることが困難となっている。加工コストは工程の内容に強く依存する。工程は、基板のバックラップ、電極形成、素子分離化（ダイシング等）に大別できる。これらの工程は、ほぼ確立された技術である。その確立された技術の中で、大幅なコスト低減を図るためには、現状よりも大型の装置を導入してスループットを向上させたり、歩留りの低減に努めるしかない。しかし、これには装置の導入費や維持費が掛かるため、画期的かつ即効的なコスト低減には直結しない。
【０００４】
ここで、図３に、従来技術における半導体発光素子のためのエピタキシャルウエハを示す。この発光素子用エピタキシャルウエハは、図示下から上まで９の層でできている。すなわち、裏面電極３１、半導体基板３２、バッファ層３３、ＤＢＲ３４、ｎ型クラッド層３５、活性層３６、ｐ型クラッド層３７、電流分散層３８、表面電極３９である。電流分散層３８は半導体からなる。
【０００５】
図３のエピタキシャルウエハは、例えば、ＧａＰ型ＬＥＤ用のエピタキシャルウエハであり、裏面電極３１及び表面電極３９がＡｕＢｅを蒸着して形成されている。
【０００６】
図３の構造で発光波長６３０ｎｍ付近の赤色ＬＥＤ用エピタキシャルウエハを製造する場合を例に、材料や寸法などの詳細を製造手順と共に説明する。
【０００７】
エピタキシャル成長方法、エピタキシャル層膜厚、エピタキシャル構造、電極形成方法及びＬＥＤ素子制作方法は、以下の通りである。
【０００８】
ｎ型ＧａＡｓ基板３２上にＭＯＶＰＥ法でｎ型（Ｓｅドープ）ＧａＡｓから成るバッファ層３３（膜厚４００ｎｍ、キャリア濃度１×１０18／ｃｍ3）、ｎ型のＤＢＲ３４、ｎ型（Ｓｅドープ）（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐクラッド層３５（膜厚３００ｎｍ、キャリア濃度１×１０18／ｃｍ3）、アンドープ（Ａｌ０．１Ｇａ０．９）０．５Ｉｎ０．５Ｐ活性層３６（膜厚６００ｎｍ）、ｐ型（Ｚｎドープ）（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐクラッド層３７（膜厚３００ｎｍ、キャリア濃度５×１０17／ｃｍ3）、ｐ型（Ｚｎドープ）ＧａＰ電流分散層３８（厚さ１０μｍ、キャリア濃度５×１０18／ｃｍ3）を順次積層成長させた。
【０００９】
ＭＯＶＰＥ成長での成長温度は、ｎ型ＧａＡｓバッファ層３３からｐ型クラッド層３７までを成長させるとき６５０℃とし、ｐ型ＧａＰ電流分散層３８を成長させるとき６６０℃とする。その他の成長条件は、成長圧力５０Ｔｏｒｒ、各層の成長速度は０．３〜１．０ｎｍ／ｓｅｃ、Ｖ／ＩＩＩ比は２００前後とする。ただし、ｐ型ＧａＰ電流分散層３８のＶ／ＩＩＩ比のみ９とした。ここでＶ／ＩＩＩ比とは、分母をＴＭＧａやＴＭＡｌなどのＩＩＩ族原料のモル数とし、分子をＡｓＨ3、ＰＨ3等のＶ族原料のモル数とした場合の比率（商）を指す。
【００１０】
ＭＯＶＰＥ法による成長において用いる原料としては、例えば、トリメチルガリウム（ＴＭＧａ）、トリエチルガリウム（ＴＥＧａ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）等の有機金属やアルシン（ＡｓＨ3）、ホスフィン（ＰＨ3）等の水素化物ガスがある。また、ｎ型ＧａＡｓバッファ層３３のようなｎ型層の導電型決定不純物の添加物原料としては、セレン化水素（Ｈ2Ｓｅ）がある。その他に、ｎ型層の導電型決定不純物の添加物原料として、シラン（ＳｉＨ4）、ジエチルテルル（ＤＥＴｅ）、ジメチルテルル（ＤＭＴｅ）もある。ｐ型クラッド層３７のようなｐ型層の導電型決定不純物の添加物原料としては、ジエチルジンク（ＤＥＺｎ）がある。その他にｐ型層の導電型決定不純物の添加物原料として、ジメチルジンク（ＤＭＺｎ）がある。
【００１１】
図３のエピタキシャルウエハの上面に、レジストやマスクアライナなどの一般的なフォトリソグラフィプロセスに用いられる機材と方法を駆使し、真空蒸着法により表面電極３９である上から見て直径１１０μｍの円形電極を多数個マトリックス状に配置して形成する。蒸着後の電極形成にはリフトオフ法を用いる。表面電極３９は、金・ベリリウム（ＡｕＢｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）をそれぞれ厚さ５０ｎｍ、１０ｎｍ、８００ｎｍで順に蒸着する。一方、図３のエピタキシャルウエハの下面には、全面に裏面電極３１を真空蒸着法により形成する。この裏面電極３１は、金・ゲルマニウム（ＡｕＧｅ）合金、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）をそれぞれ厚さ６０ｎｍ、１０ｎｍ、５００ｎｍで順に蒸着する。その後、電極の合金化であるアロイ工程を窒素ガス雰囲気中４００℃で５分間熱処理することで行う。
【００１２】
その後、上記のようにして製造された電極付きエピタキシャルウエハをダイシング装置を用いて各々表面電極３９が中心になるように切断し、チップサイズ３００μｍ角のＬＥＤベアチップを多数製造する。このＬＥＤベアチップをＴＯ−１８ステム上にマウント（ダイボンディング）し、さらにこのマウントされたＬＥＤベアチップにワイヤボンディングを行い、ＬＥＤ素子を多数製造し終える。
【００１３】
実際に上記の通り製造したＬＥＤ素子の初期特性を評価した結果、２０ｍＡ通電時（評価時）の発光出力１．９８ｍＷ、動作電圧２．０３Ｖという優れた初期特性があった。
【００１４】
しかし、ワイヤボンディング時のワイヤボンディングダメージによると思われる素子破壊（いっさい発光しないという状態のこと）がこのロット全体の３０％程度発生した。
【００１５】
上記製造方法における電極形成方法の手順は、表面電極のためのフォトリソグラフィ、表面電極の蒸着（全面）、表面電極のパターンニング（リフトオフ法）、裏面電極の蒸着となっている。ここでリフトオフ法を用いる理由は、ＡｕＺｎよりも低接触抵抗が得られるＡｕＢｅを用いた場合には電極エッチングによる電極形成方法では非常に時間を要するためである。これは、ＡｕＢｅをアロイ処理するとＡｕＢｅが拡散し、表面電極のエッチングレートが著しく遅くなることに起因している。しかし、リフトオフ法は大量のＬＥＤ用エピタキシャルウエハの電極形成を行う際に、一枚ごとに丁寧な電極剥離作業が必要なため非常にスループットが悪いという欠点もある。
【００１６】
【特許文献１】特開２００４−４７７０４号公報
【特許文献２】特許第３４５５０８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ところで、電極形成の工程に着目すると、従来は、蒸着によって電極を形成している。これは一般の半導体発光素子が電流分散層に半導体を用いているからである。そして、この蒸着の工程がコストを高くする要因となっている。
【００１８】
また、一般に半導体発光素子では、活性層から電極までの膜厚（層厚）が薄いものを製造するとき、ワイヤボンディング時のワイヤボンディングダメージによる素子破壊があるので、これを回避するために電極を厚くして機械的強度を高めるようにしている。しかし、蒸着によって厚い金属膜を形成するには時間が掛かる。
【００１９】
電流分散層に金属酸化膜を用いている半導体発光素子においても、従来は、蒸着によって電極を形成している。これに対して本出願人は、金属酸化膜であるならば電極がメッキによって形成できるのではないかと着想するに至った。
【００２０】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、製造コストが低く、量産性に優れた半導体発光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するために本発明は、電流分散層として金属酸化膜を有する半導体発光素子において、前記金属酸化膜に電極がメッキされているものである。
【００２２】
前記電極の材料が金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚｎ）のいずれかであってもよい。
【００２３】
前記電極は、複数の材料が積層されていてもよい。
【００２４】
前記電極をメッキする方法が電気メッキ法、無電解メッキ法、又はこれらを組み合わせた方法であってもよい。
【００２５】
前記金属酸化膜の材料が酸化インジウム、酸化錫、錫添加酸化インジウム、酸化亜鉛、アルミニウム添加酸化亜鉛、ガリウム添加酸化亜鉛、ホウ素添加酸化亜鉛のいずれかであってもよい。
【００２６】
前記金属酸化膜の膜厚が１００ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の範囲であってもよい。
【００２７】
前記金属酸化膜にメッキされている電極とは反対極の電極が半導体面に蒸着されたオーミック電極にメッキされていてもよい。
【００２８】
前記電極のメッキ厚が０．５μｍ以上１０μｍ以下の範囲であってもよい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
（１）製造コストが低減することができ、量産性に優れている。
（２）素子破壊を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
１）第一の実施形態
以下、本発明の第一の実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００３１】
図１に、本発明に係る半導体発光素子のためのエピタキシャルウエハを示す。この発光素子用エピタキシャルウエハは、図示下から上まで１０の層でできている。すなわち、裏面電極１、半導体基板２、バッファ層３、ＤＢＲ（分布ブラッグ反射層）４、ｎ型クラッド層５、活性層６、ｐ型クラッド層７、コンタクト層８、ＩＴＯ膜９、表面電極１０である。このうち、ＩＴＯ膜９が電流分散層としての金属酸化膜である。そして、このＩＴＯ膜９上に表面電極１０がメッキによって形成されているのが本発明の特徴である。
【００３２】
図１のエピタキシャルウエハは、ＩＴＯ−ＬＥＤ（電流分散層にＩＴＯ膜を用いたＬＥＤ）において、ＩＴＯ膜９にＮｉ及びＡｕの２層からなる表面電極１０がメッキされているものである。
【００３３】
以下、図１の構造で発光波長６３０ｎｍ付近の赤色ＬＥＤ用エピタキシャルウエハを製造する場合を例に、材料や寸法などの詳細を製造手順と共に説明する。
【００３４】
エピタキシャル成長方法、エピタキシャル層膜厚、エピタキシャル構造及びＬＥＤ素子制作方法は、図３の従来技術と基本的に同じである（符号３１〜３７と符号１〜７が対応）。そこで、従来技術とは異なる点を列挙して説明する。
【００３５】
図１のエピタキシャルウエハは、ｐ型クラッド層７の上にｐ型（Ｚｎドープ）Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ａｓから成るコンタクト層８（膜厚３ｎｍ、キャリア濃度８×１０19／ｃｍ3）を成長させる。さらに、このエピタキシャルウエハ（途中品）をＭＯＶＰＥ装置から搬出し、その表面側、つまりｐ型コンタクト層８の主表面上に真空蒸着法によって膜厚２５０ｎｍのＩＴＯ膜９を形成する。
【００３６】
このとき、ＩＴＯ膜蒸着の同一バッチ内に評価用ガラス基板をセットしておくと良い。膜形成後に取り出した評価用ガラス基板をＨａｌｌ測定が可能なサイズに切断し、ＩＴＯ膜単体の電気特性を評価することができる。ＩＴＯ膜９は、例えば、キャリア濃度１．２１×１０21／ｃｍ3、移動度１９．６ｃｍ2／Ｖｓ、抵抗率２．３５×１０-4Ωｃｍとする。
【００３７】
つぎに、このエピタキシャルウエハの底面全面に従来技術と同様の裏面電極１を真空蒸着法によって形成する。その後、ＩＴＯ膜９の上全面に表面電極１０を電気メッキ法で形成する。この表面電極１０の詳細な構造は、一般的な金メッキの構造であるニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）の積層膜とする。この表面電極１０を従来技術の場合と同様にパターンニングする。そして、電極エッチングのエッチャントに浸す。エッチャントの組成は、ヨウ素：ヨウ化アンモニウム：塩酸：水をそれぞれ２ｇ：１４ｇ：４０ｍｌ：６０ｍｌとする。
【００３８】
その後のアロイ工程及びＬＥＤ素子制作工程は従来と同じとする。
【００３９】
実際に上記の通り製造したＬＥＤ素子の初期特性を評価した結果、２０ｍＡ通電時（評価時）の発光出力１．８５ｍＷ、動作電圧１．９０Ｖという優れた初期特性があった。また、従来技術で生じたワイヤボンディングによる素子破壊はいっさい発生しなかった。
【００４０】
この製造方法における電極形成方法の手順は、裏面電極（Ａｕ層含む）の蒸着、メッキによる表面電極の形成（全面）、表面電極のためのフォトリソグラフィ、表面電極のパターンニング（電極エッチング法）となっている。
【００４１】
従来技術では、仮に表面電極（パッド）をメッキで形成しようとすると、表面がｐ型のＧａＰやＡｌＧａＡｓであるため、ＡｕＢｅやＡｕＺｎなどを用いたオーミック電極を形成してからパッドとなる部分、つまりＡｕ層などを厚くメッキすることになる。しかし、本発明ではエピタキシャルウエハ（途中品）の表面が極めてキャリア濃度の高いＩＴＯ膜９であるため、単純なＮｉ／Ａｕ構造のメッキを施すだけでオーミック接合を得ることができる。したがって、従来技術のように下地となるオーミック電極を形成する必要はない。
【００４２】
以上の製造方法から分かるように、本発明の半導体発光素子は、電極形成の工程が大幅に簡素化されている。これにより安価にＬＥＤが製造できる。また、Ａｕ層を容易に厚く形成できるため、活性層からエピタキシャル層の表面までの膜厚が薄い場合でも、ワイヤボンディング時のワイヤボンディングダメージを軽減することができ、ＬＥＤの素子破壊を極めて少なくすることができる。
【００４３】
２）第二の実施形態
次に、本発明の第二の実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００４４】
図２に、本発明に係る半導体発光素子のためのエピタキシャルウエハを示す。この発光素子用エピタキシャルウエハは、図示下から上まで１１の層でできている。すなわち、裏面電極１、オーミック接合用電極１１、半導体基板２、バッファ層３、ＤＢＲ４、ｎ型クラッド層５、活性層６、ｐ型クラッド層７、コンタクト層８、ＩＴＯ膜９、表面電極１０である。図１との違いは、オーミック接合用電極１１が設けられていることである。
【００４５】
以下、図２の構造で発光波長６３０ｎｍ付近の赤色ＬＥＤ用エピタキシャルウエハを製造する場合を例に、材料や寸法などの詳細を製造手順と共に説明する。
【００４６】
エピタキシャル成長方法、エピタキシャル層膜厚、エピタキシャル構造及びＬＥＤ素子制作方法は、第一の実施の形態と基本的に同じである。そこで、第一の実施の形態とは異なる点を列挙して説明する。
【００４７】
図２のエピタキシャルウエハは、ＭＯＶＰＥ工程の後、底面つまり半導体基板２の全面にオーミック接合用電極１１としてＡｕＧｅを厚さ６０ｎｍ、真空蒸着する。次に、ＩＴＯ膜９の主表面に表面電極１０（全面）を電気メッキ法で形成する。ただし、このとき基本的には表面電極１０を形成するために電気メッキを行うのだが、実際には表面（ＩＴＯ膜９）以外に裏面にもメッキ層は付着堆積する。このときのメッキ層の構造は、一般的な金メッキの構造であるニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）の積層膜とする。メッキ槽に浸漬する時間を調整することにより、Ｎｉ層の膜厚を約０．１μｍ、Ａｕ層の膜厚を４μｍとする。従って、裏面電極１は、オーミック接合用電極１１に上記メッキの積層膜が重なったものとなる。
【００４８】
その後、第一の形態と同様に、表面電極１０のパターンニング工程、アロイ工程、ＬＥＤ素子制作工程を行う。
【００４９】
実際に上記の通り製造したＬＥＤ素子の初期特性を評価した結果、２０ｍＡ通電時（評価時）の発光出力１．８６ｍＷ、動作電圧１．９１Ｖという優れた初期特性があった。また、従来技術で生じたワイヤボンディングによる素子破壊はいっさい発生しなかった。
【００５０】
この製造方法における電極形成方法の手順は、オーミック接合用電極１１（ＡｕＧｅのみ）の蒸着、メッキによる表面電極（全面）及び裏面電極の形成、表面電極のためのフォトリソグラフィ、表面電極のパターンニング（電極エッチング法）となっている。
【００５１】
本実施形態によれば、表面電極に関しては、エピタキシャルウエハ（途中品）の表面が極めてキャリア濃度の高いＩＴＯ膜９であるため、単純なＮｉ／Ａｕ構造のメッキを施すだけでオーミック接合を得ることができる。したがって、従来技術のように下地となるオーミック電極を形成する必要はない。しかも、メッキ槽にエピタキシャルウエハを浸漬する電気メッキ法においてエピタキシャルウエハの反対面にもメッキ層が付着堆積する。これを利用し、予めオーミック接合用電極１１を形成しておけば、このオーミック接合用電極１１上に裏面電極１をメッキすることができる。従来技術（図３）では、裏面電極３１の機械的強度を高め、かつオーミック接合を確実に図るために裏面電極３１を真空蒸着のみで厚く形成する必要があったが、本発明ではオーミック接合用電極１１を蒸着する厚さは薄くし、裏面電極１のメッキを厚くすればよい。
【００５２】
以上の製造方法から分かるように、本発明の半導体発光素子は、電極形成の工程が大幅に簡素化されている。これにより安価にＬＥＤが製造できる。また、Ａｕ層を容易に厚く形成できるため、活性層からエピタキシャル層の表面までの膜厚が薄い場合でも、ワイヤボンディング時のワイヤボンディングダメージを軽減することができ、ＬＥＤの素子破壊を極めて少なくすることができる。
【００５３】
次に、本発明のさらに他の実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００５４】
３）第３の実施形態
図１の構造で発光波長６３０ｎｍ付近の赤色ＬＥＤ用エピタキシャルウエハを製造するものとする。エピタキシャル成長方法、エピタキシャル層膜厚、エピタキシャル構造及びＬＥＤ素子制作方法は、第一の実施形態と基本的に同じである。そこで、第一の実施形態とは異なる点を列挙して説明する。
【００５５】
本実施の形態では、エピタキシャルウエハの表面側、つまりＩＴＯ膜９の主表面に表面電極１０（全面）を電気メッキ法で形成する。この表面電極１０の構造は、Ｎｉ（ニッケル）、Ａｌ（アルミニウム）の積層膜とする。メッキ槽に浸漬する時間を調整することにより、Ｎｉ層の膜厚を約０．２μｍ、Ａｌ層の膜厚を５μｍとする。その後の表面電極１０のパターンニング工程、アロイ工程、ＬＥＤ素子制作工程は最初の実施形態と同じとする。なお、パターンニング工程に用いるエッチャントとしては、塩素系、フッ化水素系のものを適宜使用する。
【００５６】
実際に上記の通り製造したＬＥＤ素子の初期特性を評価した結果、２０ｍＡ通電時（評価時）の発光出力１．８５ｍＷ、動作電圧１．９１Ｖという優れた初期特性があった。また、従来技術で生じたワイヤボンディングによる素子破壊はいっさい発生しなかった。
【００５７】
この製造方法における電極形成方法の手順は、裏面電極（Ａｕ層含む）の蒸着、メッキによる表面電極の形成（全面）、表面電極のためのフォトリソグラフィ、表面電極のパターンニング（電極エッチング法）となっている。
【００５８】
この実施形態では、表面電極の形成に際して、エピタキシャルウエハ（途中品）の表面が極めてキャリア濃度の高いＩＴＯ膜９であるため、単純なＮｉ／Ａｕ構造のメッキを施すだけでオーミック接合を得ることができる。したがって、従来技術のように下地となるオーミック電極を形成する必要はない。
【００５９】
また、Ａｌ層を容易に厚く形成できるため、活性層からエピタキシャル層の表面までの膜厚が薄い場合でも、ワイヤボンディング時のワイヤボンディングダメージを軽減することができ、ＬＥＤの素子破壊を極めて少なくすることができる。
【００６０】
さらに、この実施形態では、メッキにＮｉ、Ａｌを用いており、貴金属を用いないので著しいコスト低減を図ることができる。
【００６１】
次に、これまで説明した第一から第３の実施の形態に共通し、本発明を実施する上で、好ましい諸条件を説明する。
【００６２】
１）条件１
金属酸化膜からなる電流分散層（例えばＩＴＯ膜９）と接するオーミックコンタクト層８は、極めて高濃度に導電型決定不純物が添加されているのが好ましい。具体的には亜鉛（Ｚｎ）が添加されたコンタクト層８の場合、その結晶材料はＡｌ混晶比が０から０．３までのＧａＡｓまたはＡｌＧａＡｓであることが好ましく、そのキャリア濃度は１×１０19／ｃｍ3以上が好ましく、これは高ければ高いほど好ましい。また、導電型決定不純物にＭｇ（マグネシウム）を用いたコンタクト層８の場合は、その結晶材料はＧａＰ組成が０から０．２までのＩｎＰまたはＧａＩｎＰであることが好ましく、そのキャリア濃度は１×１０19／ｃｍ3以上が好ましく、これは高ければ高いほど好ましい。
【００６３】
２）条件２
ＩＴＯ膜９は、基本的にｎ型の半導体材料に属し、また、ＬＥＤは一般的にｐサイドアップで作成される。このため、ＩＴＯ膜９を電流分散層に使用したＬＥＤは導電型が半導体基板２の側から見てｎ／ｐ／ｎ接合になる。このため、ＩＴＯ膜９を直接ｐ型クラッド層７上に形成すると、ＩＴＯ膜９とｐ型クラッド層７との界面に大きな電位障壁が生じ、ＬＥＤの動作電圧が高くなる。そこで、コンタクト層８を設けてある。このコンタクト層８のバンドギャップを狭くする理由は、そのほうが高キャリア濃度にできるからである。
【００６４】
３）条件３
コンタクト層８の膜厚は、１ｎｍから５０ｎｍの範囲であることが好ましい。それは、コンタクト層８が活性層６で発光した光に対して吸収層となるバンドギャップを有するからであり、膜厚が厚くなるにつれてＬＥＤの発光輝度（出力）が低下してしまうからである。したがって、コンタクト層８の膜厚の上限は５０ｎｍとするのが好ましく、より好ましくは３０ｎｍまでである。一方、コンタクト層８の膜厚が１ｎｍ未満になると、ＩＴＯ膜９とコンタクト層８との間でトンネル接合が難しくなり、動作電圧を低くしたり安定化させることが難しくなる。以上より、コンタクト層８の膜厚は、１ｎｍから５０ｎｍの範囲であることが好ましい。
【００６５】
４）条件４
金属酸化膜からなる電流分散層を形成する方法は、真空蒸着法であることが好ましい。その理由は、次に示す他の製造方法との比較で述べる。まず、スパッタ法はスパッタ装置自体の設備費が高額である。また、１バッチあたりのチャージ枚数が少ないことからスループットが良くない。よって、電流分散層形成に掛かるコストを大幅に低減するのは難しい。ＭＯＤ溶液を用いたスプレー法は、第一に、半導体基板２の表面温度を５００℃以上に加熱しないとＩＴＯ膜９の抵抗率を下げることができないため、エピタキシャルウエハに対する熱の影響が大きく、コンタクト層８の表面が酸化してしまい、トンネル接合が達成されなくなってしまうという問題が発生する。第二に、ＩＴＯ膜９の成膜が高温でおこなわれるので、ＩＴＯ膜９のキャリア濃度が低下してしまい、トンネル接合しづらい状況になるという問題が発生する。さらに、多数枚チャージによるスループットの高い製造設備の作製が難しく、安定した量産を行うのが難しい。塗布法は、スプレー法、スパッタ法、真空蒸着法と比較して抵抗率を下げることが難しいため、トンネル接合が非常に難しい。さらに、ＩＴＯ膜９を厚さ１００ｎｍから３５０ｎｍ程度まで形成するのに、塗布、乾燥、焼成といった工程を幾度となく行う必要があることから、スループットが非常に悪い。
【００６６】
これらの方法に対して、真空蒸着法は、製造装置の価格が安価であり、安定性にも優れ、スループットが高いという優位性を有する。
【００６７】
５）条件５
ＩＴＯ膜９の厚さは、１００ｎｍから４５０ｎｍの範囲にあるのが好ましい。下限が１００ｎｍである理由は、十分な電流分散効果を得るために１００ｎｍ程度以上の膜厚が必要だからである。上限が４５０ｎｍである理由は、膜厚が４５０ｎｍを超えるとＩＴＯ膜９の透明性（透過率）が悪くなるからである。また、およそ１００ｎｍから３００ｎｍ程度のＩＴＯ膜９によって十分な電流分散効果が得られるので、それ以上に厚くすることは製造コストを増大させるだけになる。以上のことから、ＩＴＯ膜９の厚さは１００ｎｍから４５０ｎｍの範囲にあるのが好ましく、より好ましくは２００ｎｍから３００ｎｍの範囲である。
【００６８】
次に、その他の実施の形態を変形例として挙げておく。
【００６９】
１）変形例１
これまで述べた実施の形態では、活性層６とクラッド層７との間に何も介在させないものとした。しかし、活性層６とクラッド層７との間に、例えば、真性なアンドープ層を設けたり、多少導電型不純物を含んでいようとも擬似的にアンドープ層となるような疑似アンドープ層を設けてもよい。これにより、ＬＥＤの出力の信頼性を向上させるなどの効果が本発明の効果に併せて得られる。
【００７０】
２）変形例２
これまで述べた実施の形態では、発光波長６３０ｎｍの赤色ＬＥＤを製造するものとしたが、ＡｌＧａＩｎＰ系の材料を使用した各種のＬＥＤ（例えば、発光波長５６０ｎｍ〜６６０ｎｍ）についても、各層（特にウインドウ層）の材料、キャリア濃度は同じである。よって、発光波長によらず本発明は有効である。
【００７１】
３）変形例３
これまで述べた実施の形態では、バッファ層３、ＤＢＲ４を設けたが、これらの層がないものでも、本発明は有効である。
【００７２】
４）変形例４
これまで述べた実施の形態では、ｐ型層に添加する導電型決定不純物を亜鉛（Ｚｎ）とし、ｎ型層に添加する導電型決定不純物をセレン（Ｓｅ）としたが、ｐ型導電型決定不純物にマグネシウム（Ｍｇ）を用いたり、ｎ型導電型決定不純物にシリコン（Ｓｉ）やテルル（Ｔｅ）を用いた場合にも、本発明は有効である。
【００７３】
５）変形例５
これまで述べた実施の形態では、表面電極１０のパターン形状は円形としたが、それ以外の形状、例えば、四角、菱形、多角形としても、本発明は有効である。
【００７４】
６）変形例６
これまで述べた実施の形態では、電極形成方法を電気メッキ法としたが、無電解メッキ法を用いたり、電気メッキ法と無電解メッキ法とを組み合わせた方法などを用いても、本発明は有効である。
【００７５】
７）変形例７
これまで述べた実施の形態では、メッキをする電極の材料がＡｕ、Ｎｉ、Ａｌなどであったが、これ以外にＺｎを組み合わせても、本発明は有効である。
【００７６】
８）変形例８
これまで述べた実施の形態では、金属酸化膜からなる電流分散層としてＩＴＯ膜９を採用したが、Ｉｎ2Ｏ3（酸化インジウム）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、ＧＺＯ（ホウ素添加酸化亜鉛）などの低抵抗の金属酸化物で電流分散層を形成しても、本発明は有効である。
【００７７】
９）変形例９
これまで述べた実施の形態では、半導体基板２（出発基板）にＧａＡｓを採用したエピタキシャルウエハを製造するものとしたが、Ｇｅを出発基板とするエピタキシャルウエハを製造するときも本発明は有効である。また、ＧａＡｓまたはＧｅを出発基板としてエピタキシャル成長させた後に出発基板を除去し、代替えの自立基板としてＳｉやＳｉ以上の熱伝導率を有する金属基板を取り付けるエピタキシャルウエハに対しても本発明は有効である。
【００７８】
各実施の形態で示した各層組成・キャリア濃度等はそれぞれ一具体例であり、数値を変更してもよいことはもちろんである。発光部（活性層６）を形成する材料が（ＡｌXＧａ1-X）YＩｎ1-YＰ（ただし、０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１）であり、さらに、ｐ型の導電型決定不純物にＺｎを用いた場合は、ｐ型コンタクト層８は、材料をＡｌXＧａ1-XＡｓ（ただし、０≦Ｘ≦０．２）とし、かつ、キャリア濃度が１×１０19／ｃｍ3以上となるようにする。また、ｐ型の導電型決定不純物にＭｇを用いた場合は、ｐ型コンタクト層８は、材料をＧａXＩｎ1-XＰ（ただし、０≦Ｘ≦０．２）とし、かつ、キャリア濃度が１×１０19／ｃｍ3以上となるようにする。
【００７９】
本実施の形態による効果をまとめると次のようになる。
【００８０】
（１）蒸着による電極を形成する工程を省略することができ、これにより、製造コストを低減することができ、量産性に優れている。
【００８１】
（２）電極を厚く形成することが容易になり、これにより、ワイヤボンディングダメージによる素子破壊を防止することができる。
【００８２】
前記電極のメッキ厚が０．５μｍという値は、上記効果（２）を得ることは望めないが、電極として正常に機能し、上記効果（１）を得ることができる下限値である。また、前記電極のメッキ厚が１０μｍという値は、ワイヤボンディングダメージによる素子破壊をほぼ確実に防止することができる厚さであり、電極をそれ以上に厚く形成しても、ワイヤボンディングダメージによる素子破壊を防止するという効果の向上は望めないといえる。よって、費用対効果の点から考えると、前記電極のメッキ厚は１μｍ以上５μｍ以下がより好ましいといえる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の第一及び第３の実施の形態を示すエピタキシャルウエハの断面構造図である。
【図２】本発明の第二の実施形態を示すエピタキシャルウエハの断面構造図である。
【図３】従来のエピタキシャルウエハの断面構造図である。
【符号の説明】
【００８４】
１  裏面電極
２  半導体基板
５  ｎ型クラッド層
６  活性層
７  ｐ型クラッド層
９  ＩＴＯ膜（金属酸化膜からなる電流分散層）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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