(57)【要約】【課題】  導電性基板とオーミック電極との密着性を良好にして、信頼性の高い窒化物系化合物半導体発光素子およびその製造方法を提供すること。【解決手段】  本発明の窒化物系化合物半導体発光素子によれば、支持基板と、該支持基板上に形成された第一のオーミック電極と、該第一のオーミック電極上に形成された接着用金属層と、該接着用金属層上に形成された第二のオーミック電極と、該第二のオーミック電極上に形成された窒化物系化合物半導体層と、該半導体層の略全上面に形成された透明電極と、前記支持基板の裏面に形成されたオーミック電極とを含む。【選択図】        図１
2006049871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板と、該支持基板上に形成された第一のオーミック電極と、該第一のオーミック電極上に形成された接着用金属層と、該接着用金属層上に形成された第二のオーミック電極と、該第二のオーミック電極上に形成された窒化物系化合物半導体層と、該半導体層の略全上面に形成された透明電極と、前記支持基板の裏面に形成されたオーミック電極とを含む、窒化物系化合物半導体発光素子。
【請求項２】
前記窒化物系化合物半導体層は、支持基板側から少なくともＰ型層、発光層およびＮ型層がこの順番で積層されていることを特徴とする、請求項１に記載の窒化物系化合物半導体発光素子。
【請求項３】
前記支持基板は導電性であり、かつＳｉ、ＧａＡｓまたはＧａＰのいずれか一種以上で構成され、該支持基板の低抗率が１０−４Ωｃｍ〜１０Ωｃｍの範囲内であることを特徴とする、請求項１または２に記載の窒化物系化合物半導体発光素子。
【請求項４】
前記支持基板は導電性であり、かつＣｕＷ、ＣｕＡｇまたはＣｕＭｏのいずれか一種以上で構成され、該支持基板の熱伝導性が１．５Ｗ／ｃｍ・ｋ〜２．５Ｗ／ｃｍ・ｋの範囲内であることを特徴とする、請求項１または２に記載の窒化物系化合物半導体発光素子。
【請求項５】
前記接着用金属層は２層以上であり、これら２層以上のそれぞれの層は互いに異なる材料または同一の材料で形成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の窒化物系化合物半導体発光素子。
【請求項６】
前記接着用金属層はＡｕ、Ｓｎ、Ａｕ−ＳｎまたはＡｕ−Ｇｅのいずれかの金属で構成されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の窒化物系化合物半導体発光素子。
【請求項７】
前記接着用金属層が２層以上ある場合において、Ａｕ、Ｓｎ、Ａｕ−ＳｎまたはＡｕ−Ｇｅのうち異なる２種以上の金属で構成されることを特徴とする、請求項５に記載の窒化物系化合物半導体発光素子。
【請求項８】
前記発光層からの光を反射するための反射層が、前記第二のオーミック電極と前記接着用金属層との間に形成されていることを特徴とする、請求項２〜７のいずれかに記載の窒化物系化合物半導体発光素子。
【請求項９】
前記第二のオーミック電極は、層厚が１ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の窒化物系化合物半導体発光素子。
【請求項１０】
前記窒化物系化合物半導体層は、サファイア、スピネルまたはニオブ酸リチウムのいずれかの絶縁性基板上であるか、あるいは炭化ケイ素、シリコン、酸化亜鉛またはガリウム砒素のいずれかの導電性基板上に積層形成されたことを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の窒化物系化合物半導体発光素子。
【請求項１１】
前記絶縁性基板または前記導電性基板は、研削かつ研磨またはレーザリフトオフ法により除去され得ることを特徴とする、請求項１０に記載の窒化物系化合物半導体発光素子。
【請求項１２】
基板上に窒化物系化合物半導体を積層形成する工程と、該窒化物系化合物半導体上に第二のオーミック電極を形成する工程と、該第二のオーミック電極の上に第二の接着用金属層を形成する工程と、支持基板上に第一のオーミック電極を形成する工程と、該第一のオ
ーミック電極上に第一の接着用金属層を形成する工程と、前記第一の接着用金属層と前記第二の接着用金属層とを接合する工程と、前記基板を除去して前記窒化物系化合物半導体層の表面を露出させる工程と、該露出した表面に透明電極を形成する工程とを包含する、窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法。
【請求項１３】
前記基板上に窒化物系化合物半導体を積層形成する工程は、基板側からＮ型層、発光層およびＰ型層をこの順番で少なくとも積層形成する工程を含むことを特徴とする、請求項１２に記載の窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法。
【請求項１４】
前記第二のオーミック電極を形成する工程と、前記第二の接着用金属層を形成する工程との間に、前記第二のオーミック電極上に反射層を形成する工程を含み、前記第二の接着用金属層を形成する工程は、該反射層上に該第二の接着用金属層を形成する工程であることを特徴とする、請求項１２または１３に記載の窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法。
【請求項１５】
前記窒化物系化合物半導体層の一部を除去して、前記第二のオーミック電極を露出させる工程と、該露出した表面にレーザを照射する工程と、該レーザを照射された部分に、支持基板側からスクライブラインを形成する工程と、該スクライブラインに沿って分割する工程とをさらに含む、請求項１２〜１４のいずれかに記載の窒化物系化合物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、青色領域から紫外域領域まで発光可能な窒化物系化合物半導体発光素子およびその製造方法に関し、特に、導電性基板を貼り付けられた窒化物系化合物半導体発光素子およ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は、たとえばＩｎｘＧａｙＡｌｚＮ（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０≦ｘ＜１、０＜ｙ≦１、０≦ｚ＜１）で表わされ、大きなエネルギバンドギャップや高い熱的安定性を有し、またその組成を調節することによってバンドギャップ幅を制御することも可能である。したがって、窒化物系化合物半導体は、発光素子や高温デバイスをはじめとして、さまざまな半導体デバイスに応用可能な材料として期待されている。
【０００３】
なかでも、窒化物系化合物半導体を用いた発光ダイオードでは、青から緑の光波長域で数ｃｄ級の光度を有するデバイスが既に開発されて実用化されている。また、大容量光ディスクメディアに対するピックアップ用光源として、窒化物系化合物半導体を用いたレーザダイオードの実用化が研究開発の目標になりつつある。
【０００４】
下記特許文献１には、このようなレーザや発光ダイオードの素子構造が開示されている。具体的には、図５に示すように、正電極１０７が形成された導電性基板１００上に、第一のオーミック電極１０２と第二のオーミック電極１０１が形成され、その上に窒化ガリウム系半導体のＰ型層１０３、活性層１０４およびＮ型層１０５が順次積層され、この上に負電極１０６が形成された構造を有する。ここで、上記第一のオーミック電極１０２と第二のオーミック電極１０１とは、加熱圧着されている。
【０００５】
このように下記特許文献１に記載されるような従来の技術においては、導電性基板上にオーミック電極を形成し、加熱圧着接合等の手法を用いて窒化ガリウム系半導体層を接合している。
【０００６】
しかしながら、導電性基板とオーミック電極との密着性が弱いために、導電性基板がオーミック電極から剥がれてしまう問題があった。導電性基板とオーミック電極が全て剥がれた場合は、サファイア基板の除去ができず、このため発光素子を形成することができない。また、部分的に剥がれた場合は、電流が窒化ガリウム系半導体層から導電性基板にうまく流れず動作電圧が大きくなり、それによって発光素子の信頼性を悪化させるという問題があった。
【０００７】
さらにまた、上記部分的に剥がれた場合は、プロセス中に溶剤、レジスト、エッチング液が染み込み、たとえばランプ発光素子にする場合には樹脂、水分等が剥がれた部分から入り込み剥がれを拡大し、またオーミック電極を破壊することがあった。これにより、発光素子の信頼性を悪化させてしまっていた。
【０００８】
また、パッド電極にＡｕワイヤをボンディングした場合に、導電性基板とその上のオーミック電極の密着性が悪いと、導電性基板とオーミック電極間において剥がれが発生し、動作電圧が上昇するという問題があった。
【特許文献１】特開平９−８４０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記従来の技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、導電性基板とオーミック電極との密着性を良好にして、信頼性の高い窒化物系化合物半導体発光素子およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の窒化物系化合物半導体発光素子によれば、支持基板と、該支持基板上に形成された第一のオーミック電極と、該第一のオーミック電極上に形成された接着用金属層と、該接着用金属層上に形成された第二のオーミック電極と、該第二のオーミック電極上に形成された窒化物系化合物半導体層と、該半導体層の略全上面に形成された透明電極と、前記支持基板の裏面に形成されたオーミック電極とを含む。
【００１１】
好ましくは、前記窒化物系化合物半導体層は、支持基板側から少なくともＰ型層、発光層およびＮ型層がこの順番で積層されている。
【００１２】
好ましくは、前記支持基板は導電性であり、かつＳｉ、ＧａＡｓまたはＧａＰのいずれか一種以上で構成され、該支持基板の抵抗率が１０Ωｃｍ〜１０−４Ωｃｍの範囲内である。
【００１３】
好ましくは、前記支持基板は導電性であり、かつＣｕＷ、ＣｕＡｇまたはＣｕＭｏのいずれか一種以上で構成され、該支持基板の熱伝導率が１．５Ｗ／ｃｍ・ｋ〜２．５Ｗ／ｃｍ・ｋの範囲内である。
【００１４】
好ましくは、前記接着用金属層は２層以上であり、これら２層以上のそれぞれの層は互いに異なる材料または同一の材料で形成されている。
【００１５】
好ましくは、前記接着用金属層はＡｕ、Ｓｎ、Ａｕ−ＳｎまたはＡｕ−Ｇｅのいずれかの金属で構成される。
【００１６】
好ましくは、前記接着用金属が２層以上ある場合において、Ａｕ、Ｓｎ、Ａｕ−ＳｎまたはＡｕ−Ｇｅのうち異なる２種以上の金属で構成される。
【００１７】
好ましくは、前記発光層からの光を反射するための反射層が、前記第二のオーミック電極と前記接着用金属層との間に形成されている。
【００１８】
好ましくは、前記第二のオーミック電極は、層厚が１ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内である。
好ましくは、前記窒化物系化合物半導体層は、サファイア、スピネルまたはニオブ酸リチウムのいずれかの絶縁性基板上であるか、あるいは炭化ケイ素、シリコン、酸化亜鉛またはガリウム砒素のいずれかの導電性基板上に積層形成された。
【００１９】
好ましくは、前記絶縁性基板または前記導電性基板は、研削かつ研磨またはレーザリフトオフ法により除去され得る。
【００２０】
本発明の別の局面に従う窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法によれば、基板上に窒化物系化合物半導体層を積層形成する工程と、該窒化物系化合物半導体層上に第二のオーミック電極を形成する工程と、該第二のオーミック電極の上に第二の接着用金属層を形成する工程と、支持基板上に第一のオーミック電極を形成する工程と、該第一のオーミック電極上に第一の接着用金属層を形成する工程と、前記第一の接着用金属層と前記第二の接着用金属層とを接合する工程と、前記基板を除去して前記窒化物系化合物半導体層の表面を露出させる工程と、該露出した表面に透明電極を形成する工程とを包含する。
【００２１】
好ましくは、前記基板上に窒化物系化合物半導体層を積層形成する工程は、基板側からＮ型層、発光層およびＰ型層をこの順番で少なくとも積層形成する工程を含む。
【００２２】
好ましくは、前記第二のオーミック電極を形成する工程と、前記第二の接着用金属層を形成する工程との間に、前記第二のオーミック電極上に反射層を形成する工程を含み、前記第二の接着用金属層形成する工程は、該反射層上に該第二の接着用金属層を形成する工程である。
【００２３】
好ましくは、前記窒化物系化合物半導体層の一部を除去して、前記第二のオーミック電極を露出させる工程と、該露出した金属表面にレーザを照射する工程と、該レーザを照射された部分に、支持基板の裏面側からスクライブラインを形成する工程と、該スクライブラインに沿って分割する工程とをさらに含む。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の窒化物系化合物半導体発光素子およびその製造方法によれば、接着用金属層により短絡を防止しているため、プロセス中の歩留まりが上がる。また素子のリーク電流が低減できるために、信頼性も良好である。また、窒化物系化合物半導体層のＰ型層を基板除去中にＰ型化することが可能であり、熱処理工程が必要でなくプロセスが簡略化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の窒化物系化合物半導体発光素子によれば、支持基板と、該支持基板上に形成された第一のオーミック電極と、該第一のオーミック電極上に形成された接着用金属層と、該接着用金属層上に形成された第二のオーミック電極と、該第二のオーミック電極上に形成された窒化物系化合物半導体層と、該半導体層の略全上面に形成された透明電極と、前記支持基板の裏面に形成されたオーミック電極とを含む。特に接着用金属層を形成することに特徴を有する。
【００２６】
このように第一のオーミック電極と第二のオーミック電極との間に、接着用金属層を形成することにより、オーミック電極の剥がれを防止することができ、信頼性の高い発光素子を得ることができる。
【００２７】
以下、本発明を、図を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の窒化物系化合物半導体発光素子の概略断面図である。本発明の窒化物系化合物半導体発光素子は、支持基板１１上に、第一のオーミック電極１２が形成され、当該第一のオーミック電極１２上に接着用金属層２０が形成され、当該接着用金属層２０の上に第二のオーミック電極１３が形成され、当該第二のオーミック電極１３上に窒化物系化合物半導体層３０が形成され、当該窒化物系化合物半導体層３０上に透明電極１７が形成され、当該透明電極１７上にパッド電極１８が形成されている。ここで、接着用金属層２０と第二のオーミック電極１３との間には反射金属層１９が形成されていることが好ましい。
【００２８】
また、上記図１の窒化物系化合物半導体発光素子において、支持基板１１の裏面には、図２に示すようにオーミック電極１４がさらに形成され、パッド電極１８上にはワイヤボンディング１０が形成されていることが好ましい。
【００２９】
本発明において、接着用金属層２０は、２層以上で形成されていることが好ましい。この場合、図２に示すように、たとえば、第一の接着用金属層２１と第二の接着用金属層２２とから構成することができる。
【００３０】
また、本発明において、窒化物系化合物半導体層３０は、図２に示すように、支持基板側から順番に、Ｐ型層３３、発光層３２およびＮ型層３１とする。発光素子として機能させるためである。
【００３１】
本発明において、支持基板１１としては、ＣｕＷ、ＣｕＡｇまたはＣｕＭｏなどを用いることができる。この場合、該支持基板の熱伝導性は２．５Ｗ／ｃｍ・ｋ以下の範囲内であることが好ましい。２．５Ｗ／ｃｍ・ｋを超えると、発光素子に大電流を流したときに発熱が生じ発光素子の信頼性を悪化させるという問題がある。より好ましくは、１．５Ｗ／ｃｍ・ｋ近傍であるところのＣｕＷ、ＣｕＡｇまたはＣｕＭｏなどの材料が好ましい。
【００３２】
また、本発明において支持基板１１には、Ｓｉ、ＧａＡｓまたはＧａＰなども用いることができる。この場合、該支持基板の抵抗率は１０Ωｃｍ以下１０−４Ωｃｍ以上の範囲内であることが好ましい。１０−４Ωｃｍ未満の基板を作製することは困難であり、また、１０Ωｃｍを超えると、オーミック電極とのオーミック性が悪化し、ここでの電圧上昇が生じて発光素子の駆動電圧が上昇するという問題が生じるおそれがあるためである。より好ましくは、１０−３Ωｃｍ以上１０−２Ωｃｍ以下の範囲内である。
【００３３】
また、支持基板の厚さは、５０μｍ以上５００μｍ以下とすることが好ましい。５００μｍを超えると、チップ分割する際に困難を伴うおそれがあり、５０μｍ未満であると、チップのハンドリング等が困難である。
【００３４】
本発明において、第一のオーミック電極は、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｔｉ−Ａｌを用いることができるが、これに限定されるわけではない。
【００３５】
本発明において、接着用金属層は、後述するように、第二のオーミック電極と第一のオーミック電極の接着性を良好にするために設けられる。このような接着用金属層としては、Ａｕ、Ｓｎ、Ａｕ−ＳｎまたはＡｕ−Ｇｅのいずれかを用いることができる。また、接着用金属層が２層以上ある場合には、それぞれの層は同一であっても異なってもよく、上記の材料のうち同一の材料または異なる材料を適宜組み合わせて用いることができる。
【００３６】
ここで、接着用金属層が２層以上ある場合とは、接着用金属層の形成過程において、第一のオーミック電極上に形成された第一の接着用金属層と、第二のオーミック電極上に形成された第二の接着用金属層とを予め形成しておき、これらの接着用金属層を接合させることにより２層となる場合などが挙げられる。
【００３７】
本発明において、第二のオーミック電極は、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｎｉ−Ａｕを用いることができるが、これに限定されるわけではない。また、第二のオーミック電極の厚さは、１ｎｍ以上１５ｎｍ以下の範囲が好ましい。１５ｎｍを超えると、発光の透過が減少する問題が生じるおそれあり、１ｎｍ未満であると、オーミック性接触が悪化するという問題が生じるおそれがあるためである。
【００３８】
本発明において、窒化物系化合物半導体は、青色領域〜紫外域の光を発することができる。このような窒化物系化合物半導体としては、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙ（Ｏ≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）が挙げられるが、これに限定されるわけではない。また、本発明における窒化物系化合物半導体層は、基板側からＮ型層、発光層およびＰ型層とする。Ｎ型層、発光層およびＰ型層の作製方法は当該分野で公知のものを用いることができ、ＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法などが挙げられる。
【００３９】
なお、本発明において、窒化物系化合物半導体層は、第一のオーミック電極と接合する前に、予めＮ型層、発光層およびＰ型層が積層形成されていることが好ましい。すなわち、図３に示すように、基板３５上に、バッファ層３６、Ｎ型層３１、発光層３２およびＰ型層３３をこの順番で積層成長し、窒化物系化合物半導体層を形成しておく。次いで、Ｐ型層上に第二のオーミック電極１３、反射層１９、バリヤ層１５、第二の接着用金属層２２をこの順番で蒸着法などにより形成する。その後、第二の接着用金属層２２を第一の接着用金属層２１に接合する。
【００４０】
上記基板には、サファイア、スピネルまたはニオブ酸リチウムなどの絶縁性や、あるいは炭化ケイ素、シリコン、酸化亜鉛またはガリウム砒素などの導電性基板を用いることができる。また、このような基板は、研削かつ研磨またはレーザリフトオフ法により除去することができる。
【００４１】
上記反射層は、発光層からの光を上方に反射させるためのものである。当該反射層には、Ａｇ、Ａｌ、Ａｇに希土類（たとえばＮｄ等）を混入した材料を用いることができるが、これに限定されない。
【００４２】
上記バリヤ層は、接着用金属が反射層に進入することを防止するためのものである。当該バリヤ層には、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｎｉ−Ｔｉの材料を用いることができるが、これに限定されない。また、バリヤ層の厚さは、５ｎｍ以上とすることができる。５ｎｍ未満であると、バリヤそうの厚さの不均一が発生して層が形成されない領域が発生し接着用金属が反射層に進入するという問題が生じるおそれがあるためである。
【００４３】
本発明において、透明電極には、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｎｉ−Ａｕを用いることができ、その厚さは、１ｎｍ以上１５ｎｍ以下とすることができる。１５ｎｍを超えると、発光が上方に透過しないという問題があり、１ｎｍ未満であると、オーミック性接触の悪化という問題が生じるおそれがあるためである。また、ＩＴＯなどの透明導電体膜を用いることができる。
【００４４】
次に、本発明の窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法について説明する。本発明の窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法によれば、基板上に窒化物系化合物半導体を積層形成する工程と、該窒化物系化合物半導体上に第二のオーミック電極を形成する工程と、該第二のオーミック電極の上に第二の接着用金属層を形成する工程と、支持基板上に第一のオーミック電極を形成する工程と、該第一のオーミック電極上に第二の接着用金属層を形成する工程と、前記第一の接着用金属層と前記第一の接着用金属層とを接合する工程と、前記基板を除去して前記窒化物系化合物半導体層の表面を露出させる工程と、該露出した表面に透明電極を形成する工程とを包含する。
【００４５】
本発明の製造方法において、上述したように、基板上に窒化物系化合物半導体、第二のオーミック電極および第二の接着用金属層を予め形成しておき、これを支持基板側の構造、すなわち、支持基板、第一のオーミック電極および第一の接着用金属層を含む構造と合せることを特徴とする。
【００４６】
これにより、電極を素子の上下に形成することができ、また、接着用金属層により両者が接合されているので、オーミック電極が剥がれたりせず接着性も良好となり、得られる発光素子の信頼性が高くなるものである。
【００４７】
本発明の製造方法において、支持基板上に第一のオーミック電極、第一の接着用金属層を形成するには、電子ビーム蒸着法（ＥＢ法）、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法を用いることができる。また、窒化物系化合物半導体層上に第二のオーミック電極を形成する工程にも、上記ＥＢ法などを用いることができる。
【００４８】
また、本発明の製造方法において、第一の接着用金属層と第二の接着用金属層とを接合するには、共晶接合法を用いることができる。この場合、温度および圧力は、用いる材料により適宜設定することができる。
【００４９】
本発明の製造方法において、窒化物系化合物半導体層の一部を除去して、第二のオーミック電極を露出させる工程は、たとえば、ＲＩＥを用いて行うことができる。また、該露出した表面にレーザを照射する工程は、レーザ波長３５５ｎｍまたは１０６４ｎｍのレーザ光を照射する手法により行うことができる。さらに、レーザを照射された部分に、支持基板の裏面側からスクライブラインを形成する工程は、赤外線透過型スクライブ装置を用いてレーザ光を照射して形成した溝と対向するスクライブライン形成手法により行うことができる。また、スクライブラインに沿って分割する工程は、ブレーキングの手法により行うことができる。
【００５０】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれに限定されることを意図しない。
【実施例】
【００５１】
（実施例１）
支持基板１１としてのＳｉ基板上に第一のオーミック電極１２としてＴｉ（１５ｎｍ）／Ａｌ（１５０ｎｍ）層を、第一の接着用金属層２１として、Ａｕ（３μｍ）層をこの順に電子ビーム蒸着法（ＥＢ法）にて形成した。
【００５２】
次いで、基板３５としてサファイア基板上に、バッファ層３６、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３１、発光層３２、Ｐ型窒化物系化合物半導体層３３を順次成長した。ここでは、ＭＯＣＶＤ法（有機金属気相成長法）を用いて作製した。また、バッファ層３６としてはＧａＮバッファ層を厚さ２０ｎｍで形成し、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３１は厚さ７μｍで形成し、発光層３２としてはＭＱＷ発光層を厚さ５０ｎｍで形成し、Ｐ型窒化物系化合物半導体層３３は厚さ２００ｎｍで順次積層形成した。
【００５３】
次いで、前記Ｐ型窒化物系化合物半導体層３３上に第二のオーミック電極１３、反射金属層１９、バリヤ金属層１５、および第二の接着用金属層２２を蒸着形成した。具体的には、Ｐ型窒化物系化合物半導体層３３側から第二のオーミック電極１３としてＰｄを３ｎｍの厚さで形成し、反射金属層１９としてＡｇを１５０ｎｍの厚さで形成し、バリヤ金属層１５としてＭｏを５０ｎｍの厚さで形成し、第二の接着用金属層２２としてＡｕおよびＡｕＳｎをそれぞれ１００ｎｍおよび３μｍの厚さで順次形成した。当該形成にはＥＢ法にて蒸着形成した。ここで、ＡｕＳｎのＳｎは２０質量％とした。
【００５４】
次に、上記第一の接着用金属層２１とＰ型窒化物系化合物半導体層３３上の第二の接着用金属２２を接合した。具体的には、ＡｕとＡｕＳｎを対向させ共晶接合法を用いて温度２９０℃、圧力２００Ｎ／ｃｍ２にて貼り付けた。
【００５５】
その後、図４に示すように、上記基板３５としてのサファイア基板を除去した。具体的には図４中の矢印で示されるＹＡＧ−ＴＨＧレーザ（波長３５５ｎｍ）をサファイア基板側から照射し、サファイア基板とＧａＮバッファ層３６とＮ型窒化物系化合物半導体層３１の一部を熱分解することによりサファイア基板を除去した。
【００５６】
前記サファイア基板が除去され露出されたＮ型窒化物系化合物半導体層３１に透明電極１７（ＩＴＯを厚さ１５０ｎｍで形成したもの）と透明電極１７のほぼ中心にボンディングパッド１８を形成した。このボンディングパッド１８上にワイヤボンディング１０としてＡｕワイヤーをボールボンディングする。これにより発光素子の製造工程が完了した。
【００５７】
次に、ＲＩＥを用いて、上記のプロセスで作製した窒化物系化合物半導体層を溝形状に除去し、第二のオーミック電極を露出させ、前記露出した金属表面に前記レーザを照射することにより前記金属層を通じて支持基板に達する溝（深さ２０μｍ、幅１５μｍ）を形成した。その後、前記レーザ照射部に対して支持基板の裏面側からスクライブライン（分割ライン）を形成し、前記スクライブラインに沿って分割することによりチップ化した。
【００５８】
上述のようにして作製された本発明の窒化物系化合物半導体発光素子によれば、Ｓｉ材料を用いた支持基板上に膜厚の比較的厚いＮ型窒化物系化合物半導体層、発光層、Ｐ型窒化物系化合物半導体層を形成するために、接着用金属層により短絡を防止しているため、プロセス中の歩留まりが上がり、また素子のリーク電流が低減できるために、信頼性の良好な窒化物系化合物半導体発光素子の作製が可能となった。また、Ｐ型窒化物系化合物半導体層をＰ型化するために従来は熱処理が必要であったが本発明においてはサファイア基板除去中にレーザ照射している間にＰ型化することが可能であり、熱処理工程が必要でなくさらにプロセスが簡略化される。
【００５９】
（実施例２）
支持基板１１としてのＣｕＷ基板上に第一のオーミック電極１２としてＴｉ（１５ｎｍ）／Ａｌ（１５０ｎｍ）層を、第一の接着用金属層２１として、Ａｕ（３μｍ）層をこの順に電子ビーム蒸着法（ＥＢ法）にて形成した。
【００６０】
次いで、基板３５としてサファイア基板上に、バッファ層３６、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３１、発光層３２、Ｐ型窒化物系化合物半導体層３３を順次成長した。ここでは、ＭＯＣＶＤ法（有機金属気相成長法）を用いて作製した。また、バッファ層３６としてはＧａＮバッファ層を厚さ２０ｎｍで形成し、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３１は厚さ５μｍで形成し、発光層３２としてはＭＱＷ発光層を厚さ５０ｎｍで形成し、Ｐ型窒化物系化合物半導体層３３は厚さ２００ｎｍで順次積層形成した。
【００６１】
次いで、前記Ｐ型窒化物系化合物半導体層３３上に第二のオーミック電極１３、反射金属層１９、バリヤ金属層１５、および第二の接着用金属層２２を蒸着形成した。具体的には、Ｐ型窒化物系化合物半導体層３３側から第二のオーミック電極１３としてＰｄを３ｎｍの厚さで形成し、反射金属層１９としてＡｇ−Ｎｄを１５０ｎｍの厚さで形成し、バリヤ金属層１５としてＮｉ−Ｔｉを５０ｎｍの厚さで形成し、第二の接着用金属層２２としてＡｕＳｎを３μｍの厚さで順次形成した。当該形成にはＥＢ法にて蒸着形成した。
【００６２】
次に、上記第一の接着用金属層２１とＰ型窒化物系化合物半導体層３３上の第二の接着用金属２２を接合した。具体的には、ＡｕとＡｕＳｎを対向させ共晶接合法を用いて温度３２０℃、圧力２００Ｎ／ｃｍ２にて貼り付けた。
【００６３】
その後、図４に示すように、上記基板３５としてのサファイア基板を除去した。具体的には図４中の矢印で示されるＹＡＧ−ＴＨＧレーザ（波長３５５ｎｍ）をサファイア基板側から照射し、サファイア基板とＧａＮバッファ層３６とＮ型窒化物系化合物半導体層３１の一部を熱分解することによりサファイア基板を除去した。
【００６４】
前記サファイア基板が除去され露出されたＮ型窒化物系化合物半導体層３１に透明電極１７（ＩＴＯを厚さ１５０ｎｍで形成したもの）と透明電極１７のほぼ中心にボンディングパッド１８を形成した。このボンディングパッド１８上にワイヤボンディング１０としてＡｕワイヤーをボールボンディングする。これにより発光素子の製造工程が完了した。
【００６５】
次に、ＲＩＥを用いて、上記のプロセスで作製した窒化物系化合物半導体層を溝形状に除去し、第二のオーミック電極を露出させ、前記露出した金属表面に前記レーザを照射することにより前記金属層を通じて支持基板に達する溝（深さ２０μｍ、幅１５μｍ）を形成した。その後、前記レーザ照射部に対して支持基板の裏面側からスクライブライン（分割ライン）を形成し、前記スクライブラインに沿って分割することによりチップ化した。
【００６６】
上述のようにして作製された本発明の窒化物系化合物半導体発光素子によれば、熱伝導率の良好なＣｕＷをＳｉの代わりに支持基板として用いた。ＣｕＷ，ＣｕＡｇ，ＣｕＭｏ等は熱伝導が良いためにこの支持基板と反対側からレーザを照射してサファイア基板を剥離する際にレーザ照射により発生した熱を効率よく逃がしてやることができるため、レーザ照射による発光層への熱ダメージが少なくなるという利点がある。また、実施例１と同様にさらにまた、Ｐ型窒化物系化合物半導体層をＰ型化するために従来は熱処理が必要であったが本発明においてはサファイア基板除去中にレーザ照射している間にＰ型化することが可能であり、熱処理工程が必要でなくさらにプロセスが簡略化される。また熱の放散が良く大電流を流すことができるために、高出力の窒化物系化合物半導体発光素子が可能となる。
【００６７】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の窒化物系化合物半導体発光素子の概略断面図である。
【図２】本発明の窒化物系化合物半導体発光素子の具体例の概略断面図である。
【図３】本発明における窒化物系化合物半導体層の具体例の概略断面図である。
【図４】本発明における窒化物系化合物半導体発光素子の基板を除去するプロセスを説明するための概略断面図である。
【図５】従来の化合物半導体発光素子の概略断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０  ワイヤボンディング、１１  支持基板、１２  第一のオーミック電極、１３  第二のオーミック電極、１４  オーミック電極、１５  バリヤ層、１７  透明電極、１８  パッド電極、１９  反射金属層、２０  接着用金属層、２１  第一の接着用金属層、２２  第二の接着用金属層、３０  窒化物系化合物半導体層、３１  Ｎ型層、３２  発光層、３３  Ｐ型層、１００  導電性基板、１０１  第二のオーミック電極、１０２  第一のオーミック電極、１０３  Ｐ型層、１０４  活性層、１０５  Ｎ型層、１０６  負電極、１０７  正電極。
【図１】
2006049871.tif 000003
【図２】
2006049871.tif 000004
【図３】
2006049871.tif 000005
【図４】
2006049871.tif 000006
【図５】
2006049871.tif 000007