(57)【要約】【課題】半導体発光素子を構成する積層半導体層を基板から容易に剥離できる半導体発光素子の製造方法を提供する。【解決手段】半導体発光素子の製造方法は、基板上に、基板の表面の一部が露出するように犠牲層を形成する犠牲層形成工程（Ｓ１０１）と、基板の露出した表面上および犠牲層上に積層半導体層を形成する積層半導体層形成工程（Ｓ１０２）と、積層半導体層側より、基板に到達するとともに、犠牲層の側面が露出するように溝を形成する溝形成工程（Ｓ１０３）と、犠牲層を除去する犠牲層除去工程（Ｓ１０４）と、ｎ電極およびｐ電極を形成する電極形成工程（Ｓ１０５）と、積層半導体層を基板から剥離する基板剥離工程（Ｓ１０６）とを含む。【選択図】図３
2011071449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、前記基板の表面の一部が露出するように犠牲層を形成する犠牲層形成工程と、
前記基板の露出した表面上および前記犠牲層上に積層半導体層を形成する積層半導体層形成工程と、
前記積層半導体層側より、前記基板に到達するとともに、前記犠牲層の側面が露出するように溝を形成する溝形成工程と、
前記犠牲層を除去する犠牲層除去工程と、
前記積層半導体層を前記基板から剥離する基板剥離工程とを含む
ことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
【請求項２】
前記積層半導体層が、前記基板側から、ｎ型半導体層、発光層、ｐ型半導体層が順に積層されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項３】
前記積層半導体層が、前記基板と前記ｎ型半導体層との間に、当該基板と当該ｎ型半導体層との格子不整合を緩和するための下地層をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項４】
前記積層半導体層は、ガリウム（Ｇａ）を含むＩＩＩ族窒化物半導体により構成されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項５】
前記基板は、サファイア単結晶であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項６】
前記犠牲層は、シリコン酸化物であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項７】
前記犠牲層除去工程が、前記犠牲層をエッチングする溶液が前記溝を介して浸透することによることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項８】
前記基板剥離工程が、レーザリフトオフによることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項９】
前記レーザリフトオフは、使用するレーザ光の波長が１５０ｎｍ以上且つ３６６ｎｍ以下であることを特徴とする請求項８に記載の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、半導体発光素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体発光素子の進展が目覚しい。特に、短波長光用の半導体材料として、ＧａＮ系化合物半導体が注目を集めている。ＧａＮ系化合物半導体は、サファイア単結晶を始めとして、種々の酸化物やＩＩＩ−Ｖ族化合物を基板として、その上に有機金属気相化学反応法（ＭＯＣＶＤ法）や分子線エピタキシャル法（ＭＢＥ法）等によって形成される。
【０００３】
このような半導体発光素子は、例えば、基板上に、ｎ型半導体層、発光層、ｐ型半導体層がこの順に積層されて構成される。このとき、基板がサファイア単結晶等であって絶縁性であると、ｐ型半導体層と接続されるｐ電極およびｎ型半導体層と接続されるｎ電極は、基板に対して反対側に設けられることになる。ｐ電極はｐ型半導体層上に設けられた透明電極の一部に設けられ、ｎ電極はｐ型半導体層および発光層の一部を切り欠き除去して設けられる。
ここで、半導体発光素子の発光する光を、基板とは反対側（ｎ電極およびｐ電極を設けた側）から取り出すとすると、ｎ電極およびｐ電極が形成された部分からは光を取り出せない。
【０００４】
そこで、半導体発光素子を裏返して、半導体発光素子の発光する光を基板側から取り出すとすると、ｐ電極に妨げられないで光を取り出すことができるようになる。しかし、基板を通して、光を取り出すことになるため、基板における光の吸収および散乱が問題になる。よって、この場合、基板が取り除かれていることが好ましい。
なお、半導体発光素子を裏返して、パッケージやサブマウント基板に実装することを、フリップチップ（ＦＣ：Ｆｌｉｐ  Ｃｈｉｐ）実装という。
【０００５】
一方、半導体発光素子の発光する光を基板とは反対側から取り出す場合でも、基板を除去して露出したｎ型半導体層にｎ電極を設ければ、半導体発光素子の発光する光をｎ電極に妨げられないで取り出すことができる。この場合、基板を取り除くこととなる。
【０００６】
特許文献１には、出発基板上に出発基板表面を選択的に露出する端部から連続したパターンの犠牲膜を形成し、犠牲膜を含んだ出発基板上にボイド窒化物半導体層を形成し、ボイド窒化物半導体層の上に素子形成用窒化物半導体層を形成し、素子形成用窒化物半導体層上に支持基板を取り付けた後、犠牲膜を除去して出発基板をボイド窒化物半導体層から剥離させる窒化物半導体装置の製造方法が記載されている。
特許文献２には、サファイア基板上に、開口部を有する二酸化珪素（ＳｉＯ２）のマスクを形成し、開口部に、サファイア基板の基板面に対して傾斜するファセット面｛１−１０１｝を有するＧａＮ膜を成長させ、隣接する第一のＧａＮ膜同士がマスクを覆い尽くす前に、第一のＧａＮ膜の成長を止め、続いてマスクを除去し空隙を形成した後、内部に空隙を有する第一のＧａＮ膜上に第二のＧａＮ膜を成膜し、冷却する過程でサファイア基板を分離除去してＧａＮ自立基板を得るＩＩＩ族窒化物半導体基板の製造方法が記載されている。
特許文献３には、段差形成した基板の溝部に剥離膜を成膜する第１の工程と、前記剥離膜が溝部に成膜された基板上に第１の窒化物半導体を成長し、その後、前記剥離膜上の第１の窒化物半導体をリフトオフにより除去し、その後、前記基板の凸部面上に残された第１の窒化物半導体を成長核として第２の窒化物半導体をラテラル成長させる第２の工程とを備える窒化物半導体基板の製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２６６４７２号公報
【特許文献２】特開２００６−３１６３０７号公報
【特許文献３】特開２００４−５６０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、基板から基板上に形成した積層半導体層を剥離するにあたっては、基板から積層半導体層が容易に剥離できることが求められる。
しかし、特許文献１ないし３に示された製造方法では、基板上に形成された窒化物半導体を一体として剥離するため、犠牲膜を含んだ出発基板上にボイド窒化物半導体層を形成する等複雑な工程を用いている。
本発明は、半導体発光素子を構成する積層半導体層を基板から容易に剥離することができる半導体発光素子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】
【０００９】
かかる目的のもと、本発明が適用される半導体発光素子の製造方法は、基板上に、基板の表面の一部が露出するように犠牲層を形成する犠牲層形成工程と、基板の露出した表面上および犠牲層上に積層半導体層を形成する積層半導体層形成工程と、積層半導体層側より、基板に到達するとともに、犠牲層の側面が露出するように溝を形成する溝形成工程と、犠牲層を除去する犠牲層除去工程と、積層半導体層を基板から剥離する基板剥離工程とを含むことを特徴としている。
そして、積層半導体層が、基板側から、ｎ型半導体層、発光層、ｐ型半導体層が順に積層されていることを特徴とすることができる。
さらに、積層半導体層が、基板とｎ型半導体層との間に、基板とｎ型半導体層との格子不整合を緩和するための下地層をさらに備えることを特徴とすることができる。
また、積層半導体層は、ガリウム（Ｇａ）を含むＩＩＩ族窒化物半導体により構成されることを特徴とすることができる。
【００１０】
一方、基板は、サファイア単結晶であることを特徴とすることができる。
そして、犠牲層は、シリコン酸化物であることを特徴とすることができる。
【００１１】
さて、このような製造方法において、犠牲層除去工程が、犠牲層をエッチングする溶液が溝を介して浸透することによることを特徴とすることができる。
また、基板剥離工程が、レーザリフトオフによることを特徴とすることができる。そして、使用するレーザ光の波長が１５０ｎｍ以上且つ３６６ｎｍ以下であることを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の半導体発光素子の製造方法によれば、基板から基板上に形成した積層半導体層を容易に剥離することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施の形態の製造方法を用いて製造される半導体発光素子の一例の断面を示す図である。
【図２】第１の実施の形態の製造方法を用いて製造される半導体発光素子を配線基板に実装した発光装置の構成の一例を示す図である。
【図３】第１の実施の形態における半導体発光素子の製造方法を説明するフローチャートである。
【図４】第１の実施の形態の製造方法における半導体発光素子の断面を示す図である。
【図５】第１の実施の形態の製造方法における基板の平面を示す図である。
【図６】第２の実施の形態の製造方法を用いて製造される半導体発光素子の一例の断面を示す図である。
【図７】第２の実施の形態の製造方法を用いて製造される半導体発光素子を配線基板に実装した発光装置の構成の一例を示す図である。
【図８】第２の実施の形態における半導体発光素子の製造方法を説明するフローチャートである。
【図９】第２の実施の形態の半導体発光素子の製造工程における断面を示す図である。
【図１０】第２の実施の形態の製造方法における基板の平面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に示す図面は、正確な縮尺に基づいていない。
【００１５】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本実施の形態の製造方法を用いて製造される半導体発光素子ＬＣの一例の断面を示す図である。なお、製造方法は後に詳述する。
この、半導体発光素子ＬＣに用いられる化合物半導体としては、特に限定されるものではなく、例えば、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体、ＩＶ−ＩＶ族化合物半導体等が挙げられる。以下では、Ｇａを含むＩＩＩ族窒化物半導体を有する、青色発光の半導体発光素子ＬＣを例に挙げて説明する。
【００１６】
半導体発光素子ＬＣは、下地層１３０と、下地層１３０に接触して設けられるｎ型半導体層１４０と、ｎ型半導体層１４０に接触して設けられる発光層１５０と、発光層１５０に接触して設けられるｐ型半導体層１６０とを備えている。
ここで、ｎ型半導体層１４０は、下地層１３０側に設けられるｎ型コンタクト層１４０ａと発光層１５０側に設けられるｎ型クラッド層１４０ｂとを有している。また、発光層１５０は、障壁層１５０ａと井戸層１５０ｂとが交互に積層され、２つの障壁層１５０ａによって１つの井戸層１５０ｂを挟み込んだ構造を有している。さらに、ｐ型半導体層１６０は、発光層１５０側に設けられるｐ型クラッド層１６０ａと最上層に設けられるｐ型コンタクト層１６０ｂとを有している。なお、以下の説明においては、下地層１３０、ｎ型半導体層１４０、発光層１５０およびｐ型半導体層１６０を、まとめて積層半導体層１００と称する。
【００１７】
さらに、半導体発光素子ＬＣにおいては、ｐ型半導体層１６０のｐ型コンタクト層１６０ｂ上に透明電極１７０が積層され、さらにその上にｐ電極１８０が形成されるとともに、ｎ型半導体層１４０のｎ型コンタクト層１４０ａに形成された露出領域１４０ｃにｎ電極１９０が積層されている。
【００１８】
半導体発光素子ＬＣは、例えば３５０μｍ角である。しかしながら、半導体発光素子ＬＣのサイズは任意に選ばれ、正方形型の他に、例えば２４０μｍ×５００μｍとする長方形型も用いられる。
【００１９】
（下地層１３０）
下地層１３０に用いる材料としては、Ｇａを含むＩＩＩ族窒化物半導体（ＧａＮ系化合物半導体）が用いられ、特に、ＧａＮ又はＡｌＧａＮを好適に用いることができる。
そして、図１における下地層１３０の下面１３０ａは凹凸に形成されている。凹部１３０ｂは、下地層１３０の側面１３０ｃまで繋がるように構成されている。
下地層１３０の凸の部分の膜厚は、０．１μｍ以上、好ましくは０．５μｍ以上、さらに好ましくは１μｍ以上である。
下地層１３０の結晶性をよくするためには、下地層１３０は不純物を添加しない方が好ましい。しかし、ｐ型あるいはｎ型の導電性が必要な場合は、アクセプター不純物あるいはドナー不純物を添加することができる。
凹部１３０ｂの深さは、凸の部分の膜厚より小さく、１０ｎｍ以上、好ましくは０．１μｍ以上、さらに好ましくは０．５μｍ以上である。そして、凹部１３０ｂの幅は１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下、さらに好ましくは２μｍ以下である。これらについては、後述の製造の方法の説明において詳述する。
【００２０】
（ｎ型半導体層１４０）
ｎ型半導体層１４０は、ｎ型コンタクト層１４０ａおよびｎ型クラッド層１４０ｂから構成される。
ここで、ｎ型コンタクト層１４０ａとしては、下地層１３０と同様にＧａＮ系化合物半導体が用いられる。また、下地層１３０およびｎ型コンタクト層１４０ａを構成するＧａＮ系化合物半導体は同一組成であることが好ましく、これらの合計の膜厚を０．１μｍ〜２０μｍ、好ましくは０．５μｍ〜１５μｍ、さらに好ましくは１μｍ〜１２μｍの範囲に設定することが好ましい。
また、ｎ型コンタクト層１４０ａにはｎ型不純物がドープされていることが好ましく、ｎ型不純物を１×１０１７／ｃｍ３〜１×１０２０／ｃｍ３、好ましくは１×１０１８／ｃｍ３〜１×１０１９／ｃｍ３の濃度で含有すると、ｎ電極１９０との良好なオーミック接触を維持できる点で好ましい。ｎ型不純物としては、特に限定されないが、例えば、Ｓｉ、ＧｅおよびＳｎ等が挙げられ、好ましくはＳｉおよびＧｅが挙げられる。
【００２１】
一方、ｎ型クラッド層１４０ｂは、ＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＧａＩｎＮ等によって形成することが可能である。なお、本明細書中には、ＡｌＧａＮ、ＧａＩｎＮについて、各元素の組成比を省略した形で記述する場合がある。また、これらの構造をヘテロ接合したものや複数回積層した超格子構造を採用してもよい。ｎ型クラッド層１４０ｂとしてＧａＩｎＮを採用した場合には、そのバンドギャップを、発光層１５０のＧａＩｎＮのバンドギャップよりも大きくすることが望ましい。ｎ型クラッド層１４０ｂの膜厚は、好ましくは５ｎｍ〜５００ｎｍ、より好ましくは５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲である。ｎ型クラッド層１４０ｂのｎ型不純物のドープ濃度は１×１０１７／ｃｍ３〜１×１０２０／ｃｍ３が好ましく、より好ましくは１×１０１８／ｃｍ３〜１×１０１９／ｃｍ３である。ドープ濃度がこの範囲であると、良好な結晶性の維持および発光素子の動作電圧低減の点で好ましい。
【００２２】
（発光層１５０）
発光層１５０は、ＧａＮ系化合物半導体からなる障壁層１５０ａと、インジウムを含有するＧａＮ系化合物半導体からなる井戸層１５０ｂとが交互に繰り返して積層され、且つ、ｎ型半導体層１４０側及びｐ型半導体層１６０側にそれぞれ障壁層１５０ａが配される順で積層して形成される。本実施の形態において、発光層１５０は、６層の障壁層１５０ａと５層の井戸層１５０ｂとが交互に繰り返して積層され、発光層１５０の最上層及び最下層に障壁層１５０ａが配され、各障壁層１５０ａ間に井戸層１５０ｂが配される構成となっている。
【００２３】
井戸層１５０ｂには、インジウムを含有するＧａＮ系化合物半導体として、例えば、Ｇａ１−ｓＩｎｓＮ（０＜ｓ＜０．４）等の窒化ガリウムインジウム（ＧａＩｎＮ）を用いることができる。
また、障壁層１５０ａとしては、例えば、井戸層１５０ｂよりもバンドギャップエネルギーが大きいＡｌｃＧａ１−ｃＮ（０≦ｃ≦０．３）等のＧａＮ系化合物半導体を好適に用いることができる。
井戸層１５０ｂの膜厚としては、特に限定されないが、量子効果の得られる程度の膜厚であることが好ましい。
【００２４】
（ｐ型半導体層１６０）
ｐ型半導体層１６０は、ｐ型クラッド層１６０ａおよびｐ型コンタクト層１６０ｂから構成される。ｐ型クラッド層１６０ａとしては、好ましくは、ＡｌｄＧａ１−ｄＮ（０＜ｄ≦０．４）のものが挙げられる。ｐ型クラッド層１６０ａの膜厚は、好ましくは１ｎｍ〜４００ｎｍであり、より好ましくは５ｎｍ〜１００ｎｍである。ｐ型クラッド層１６０ａのｐ型ドープ濃度は、１×１０１８／ｃｍ３〜１×１０２１／ｃｍ３が好ましく、より好ましくは１×１０１９／ｃｍ３〜１×１０２０／ｃｍ３である。ｐ型ドープ濃度が上記範囲であると、結晶性を低下させることなく良好なｐ型結晶が得られる。
一方、ｐ型コンタクト層１６０ｂとしては、ＡｌｅＧａ１−ｅＮ（０≦ｅ＜０．５）を含んでなるＧａＮ系化合物半導体層が挙げられる。ｐ型コンタクト層１６０ｂの膜厚は、特に限定されないが、１０ｎｍ〜５００ｎｍが好ましく、より好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍである。ｐ型不純物（ドーパント）を１×１０１８／ｃｍ３〜１×１０２１／ｃｍ３の濃度、好ましくは５×１０１９／ｃｍ３〜５×１０２０／ｃｍ３の濃度で含有していると、良好なオーミック接触の維持、クラック発生の防止、良好な結晶性の維持の点で好ましい。ｐ型不純物としては、特に限定されないが、例えば好ましくはＭｇが挙げられる。
【００２５】
（透明電極１７０）
透明電極１７０を構成する材料としては、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２）、ＡＺＯ（ＺｎＯ−Ａｌ２Ｏ３）、ＩＺＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ）、ＧＺＯ（ＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３）等の従来公知の材料が挙げられる。また、透明電極１７０の構造は特に限定されず、従来公知の構造を採用することができる。透明電極１７０は、ｐ型半導体層１６０上のほぼ全面を覆うように形成しても良く、格子状や樹形状に形成しても良い。
【００２６】
（ｐ電極１８０）
透明電極１７０上に形成され、透明電極１７０とオーミック接触するｐ電極１８０は、例えば、従来公知のＡｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｕ等の材料から構成される。ｐ電極１８０の構造は特に限定されず、従来公知の構造を採用することができる。
ｐ電極１８０の厚さは、例えば１００ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲内であり、好ましくは３００ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内である。
【００２７】
（ｎ電極１９０）
ｎ電極１９０は、ｎ型半導体層１４０のｎ型コンタクト層１４０ａにオーミック接触している。すなわち、積層半導体層１００（下地層１３０、ｎ型半導体層１４０、発光層１５０およびｐ型半導体層１６０）のｐ型半導体層１６０、発光層１５０およびｎ型半導体層１４０の一部を除去し、ｎ型コンタクト層１４０ａの露出領域１４０ｃを形成し、この上にｎ電極１９０が設けられている。
ｎ電極１９０の材料としては、ｐ電極１８０と同じ組成・構造でもよく、各種組成および構造のｎ電極が従来公知であり、これらのｎ電極を何ら制限無く用いることができ、この技術分野で従来公知の手段で設けることができる。
【００２８】
次に、図１に示す半導体発光素子ＬＣの使用方法の一例について説明する。
図２は、本実施の形態の製造方法を用いて製造される半導体発光素子ＬＣを配線基板１０に実装した発光装置の構成の一例を示す図である。図２において、半導体発光素子ＬＣは、下地層１３０を上側に、透明電極１７０を下側にした倒立した状態で実装されている。
配線基板１０には、正電極１１と負電極１２とが形成されている。そして、配線基板１０に対し、図１の半導体発光素子ＬＣの上下を反転させた状態で、正電極１１にはｐ電極１８０を、負電極１２にはｎ電極１９０を、それぞれはんだ又は金で形成されたバンプ２０を用いて電気的に接続すると共に機械的に固定している。前述したように、この実装方法は、フリップチップ（ＦＣ）実装である。
これに対し、図示しないが、配線基板１０に対し、図１の半導体発光素子ＬＣの上下を反転させない状態（正立した状態）で固定し、正電極１１とｐ電極１８０とを、負電極１２とｎ電極１９０とを、それぞれボンディングワイヤを用いて電気的に接続するフェイスアップ（ＦＵ：Ｆａｃｅ  Ｕｐ）実装がある。
【００２９】
図２に示す発光装置の発光動作について説明する。
配線基板１０の正電極１１および負電極１２を介して、半導体発光素子ＬＣに正電極１１から負電極１２に向かう電流を流すと、半導体発光素子ＬＣでは、ｐ電極１８０からｐ型半導体層１６０、発光層１５０およびｎ型半導体層１４０を介してｎ電極１９０に向かう電流が流れ、発光層１５０は四方に向けて青色光を出力する。ここで、図２には、下地層１３０側に向かう矢印Ａ方向の光およびｐ電極１８０側に向かう矢印Ｂ方向の光を例示している。
【００３０】
発光層１５０から出射される光のうち下地層１３０側に向かう矢印Ａ方向の光は、ｎ型半導体層１４０、下地層１３０を透過し、下地層１３０の下面１３０ａから、図２に示す矢印Ｃ方向すなわち半導体発光素子ＬＣの外部に出射される。
これに対し、図示しないが、ＦＵ実装においては、矢印Ｂ方向に向かう光が半導体発光素子ＬＣの外部に出射することになる。
なお、図２において、発光層１５０から横の方向に向かう光や、配線基板１０やｐ電極１８０等によって吸収または反射される光がある。反射される光の一部は、半導体発光素子ＬＣの外部に出射するが、ここでは説明を省略する。
【００３１】
このように、ｐ電極１８０は、図２に示すＦＣ実装においては光を外部に出射させる妨げにならないが、ＦＵ実装においては光を外部に出射させる妨げになる。
また、本実施の形態における製造方法によって製造される半導体発光素子ＬＣには基板が存在しないため、ＦＣ実装に際して、基板により光が吸収、散乱されることがなく、光を有効に出射させることができる。さらに、下地層１３０の下面１３０ａには、凹部１３０ｂが形成されているため、下地層１３０の下面１３０ａと空気との界面で全反射した光を凹部１３０ｂの側面から取り出すことができ、光の利用効率を向上させている。
【００３２】
図３は、本実施の形態における半導体発光素子ＬＣの製造方法を説明するフローチャートである。図４は、本実施の形態の製造方法における半導体発光素子ＬＣの断面を示す図である。図４では、一の基板１１０（ウエハ）上に製造される４個の半導体発光素子ＬＣの断面図を示している。なお、４個の半導体発光素子ＬＣのうち、両端の２つは一部のみを示している。
図４を参照しつつ、図３のフローチャートに示す半導体発光素子ＬＣの製造方法を説明する。
本実施の形態における半導体発光素子ＬＣの製造方法は、犠牲層形成工程、積層半導体層形成工程、溝形成工程、犠牲層除去工程、電極形成工程、基板剥離工程を備えている。以下、順に説明する。
【００３３】
（犠牲層形成工程）
図４（ａ）に示すように、基板１１０上に、犠牲層１２０を構成する材料からなる膜を一様に成膜し、その後、基板１１０の表面の一部が露出するように、予め定められた形状の犠牲層１２０に加工する（ステップ１０１）。
本発明において使用できる基板１１０の材料としては、ＧａＮ系化合物半導体の結晶が表面にエピタキシャル成長される基板であれば、特に限定されず、各種材料を選択して用いることができる。ただし、後述するように、基板剥離工程において、基板１１０を通してレーザ光をＧａＮ系化合物半導体に照射する場合には、このレーザ光に対して光透過性を有していることが好ましい。したがって、例えば、サファイア、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化マンガン、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウムアルミニウム、酸化ガリウム、酸化インジウム、酸化リチウムガリウム、酸化リチウムアルミニウム、酸化ネオジウムガリウム、酸化ランタンストロンチウムアルミニウムタンタル、酸化ストロンチウムチタン、酸化チタン等からなる基板１１０を用いることができる。
また、上記材料の中でも、特に、ＧａＮ系化合物半導体と格子間隔が近い、Ｃ面を主面とするサファイアを基板１１０として用いることが好ましい。
基板１１０は、例えば、外径４インチ（約１００ｍｍ）、厚さ１２０μｍである。基板１１０の外径サイズ（インチ）や基板材料の厚さは任意に選ばれる。本発明においては、研磨・研削工程により基板材料の厚さを約５０μｍ〜３００μｍの範囲で好適に調整して使用しうる。
【００３４】
本発明において使用できる犠牲層１２０の材料としては、基板１１０および後述する積層半導体層１００に対して、選択的にエッチング除去される材料であって、積層半導体層１００形成時の温度および雰囲気に耐えるものであれば、特に限定されず、各種材料を選択して用いることができる。例えば、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）、シリコン窒化物（ＳｉＮｘ）、タンタル酸化物（ＴａＯｘ）等を犠牲層１２０として用いることができる。
また、上記材料の中でもシリコン酸化物の一例としての二酸化シリコン（ＳｉＯ２）は、フッ酸（ＨＦ）を含むエッチング液により容易にエッチングされるが、基板１１０のサファイアや積層半導体層１００のＩＩＩ族窒化物半導体はフッ酸（ＨＦ）を含むエッチング液ではエッチングされにくい。したがって、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）を犠牲層１２０として用いることが好ましい。
【００３５】
犠牲層１２０の成膜は、従来公知の化学気相成長（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、プラズマＣＶＤ法、蒸着法、スパッタリング法などで行うことができる。
後述するように、犠牲層１２０の形状が、下地層１３０の下面１３０ａに設けられる凹凸の形状となる。前述したように、下地層１３０の凹部１３０ｂは、下地層１３０の側面１３０ｃまで繋がるように構成される。よって、犠牲層１２０の形状は、後述する溝２００に犠牲層１２０の側面が露出するように構成されている。なお、犠牲層１２０は、例えば、一面に形成された均一な犠牲層１２０を構成する膜に複数の開口が設けられて基板１１０面が露出しているパターン、格子状パターン、ストライプ状パターンなどとすることができる。犠牲層１２０を容易に除去できるという観点から、犠牲層１２０に繋がりのないパターンは望ましくない。上述の３つのパターンの中では、良好な結晶成長を得られるという観点から、一面に均一な犠牲層１２０を構成する膜に複数の開口が設けられて基板１１０面が露出しているパターンが望ましい。
犠牲層１２０の厚さは、下地層１３０の凹部１３０ｂの深さであり、１０ｎｍ以上、好ましくは０．１μｍ以上、さらに好ましくは０．５μｍ以上である。
そして、犠牲層１２０の最小幅は、凹部１３０ｂの幅であり、１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下、さらに好ましくは２μｍ以下である。
さらに、結晶成長の観点からは、犠牲層１２０の面積と基板１１０表面の露出している面積との比率が重要である。基板１１０表面が１０％以上露出していることが必要であり、３０％以上露出していることが好ましく、４０％以上が露出していることがさらに好ましい。
【００３６】
犠牲層１２０の加工は、従来公知のフォトリソグラフィ法によりレジストのパターンを形成し、従来公知の化学エッチング法、ドライエッチング法等により、レジストで覆われていない部分の犠牲層１２０を除去する方法が使用できる。
【００３７】
（積層半導体層形成工程）
次に、積層半導体層１００を形成する（ステップ１０２）。積層半導体層形成工程は、下地層形成工程、ｎ型半導体層形成工程、発光層形成工程、ｐ型半導体層形成工程を備えている。以下、順に説明する。
＜下地層形成工程＞
まず、図４（ｂ）に示すように、犠牲層１２０が形成された基板１１０上に、下地層１３０を成膜する。
下地層１３０は、基板１１０とｎ型半導体層１４０との格子不整合を緩和し、基板１１０に用いるサファイア単結晶のＣ面上にｃ軸配向したＧａＮ系化合物半導体の単結晶層の形成を容易にする働きがある。
下地層１３０の形成は、従来公知の有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を使用して行うことができる。
犠牲層１２０が形成された基板１１０上において、犠牲層１２０が除去されて基板１１０の表面が露出した部分に、下地層１３０を構成する結晶の核が形成され、核から結晶が矢印Ｖ方向（基板１１０に垂直方向）に成長する。一方、犠牲層１２０上には、下地層１３０を構成する結晶の核は形成されにくく、犠牲層１２０上からは下地層１３０を構成する結晶は成長しづらい。
【００３８】
下地層１３０は、矢印Ｖ方向に、犠牲層１２０が除去されて基板１１０の表面が露出した部分を埋めるように成長していく。その後、下地層１３０を構成する結晶の表面が犠牲層１２０の厚さを超えるようになると、下地層１３０は、矢印Ｖ方向と同時に、犠牲層１２０の表面を横切るように矢印Ｈ方向（基板１１０に平行方向）にも成長していく。下地層１３０は、犠牲層１２０上において、犠牲層１２０の左右から横方向に成長し、犠牲層１２０上の中央において一体化し、連続した結晶膜となって犠牲層１２０上を含む基板１１０の全表面を覆う。この後は、下地層１３０は犠牲層１２０上を含む、基板１１０の全面にわたって、矢印Ｖ方向（基板１１０に対して垂直の方向）に成長していく。
この基板１１０に平行な方向（矢印Ｈ方向）への結晶成長は、一般に横方向成長またはラテラル成長（ＥＬＯ：Ｅｐｉｔａｘｉａｌ  Ｌａｔｅｒａｌ  Ｏｖｅｒｇｒｏｗｔｈ）と呼ばれる。
【００３９】
なお、ＭＯＣＶＤ法では、１０００℃前後での加熱と、腐食性の強いアンモニア（ＮＨ３）が使用されることが多い。しかし、犠牲層１２０にＳｉＯ２を使用した場合には、高温において安定でアンモニアによる腐食も抑制できる。
また、下地層１３０は、犠牲層１２０を覆いつくすとともに、下地層１３０上であっても、結晶性が良好であることが求められる。よって、犠牲層１２０の幅は、下地層１３０が横方向成長しうる距離の２倍以下であることが好ましい。ただし、犠牲層１２０の長手方向は、幅より大きく設定してよい。
なお、下地層１３０は、基板１１０上にエピタキシャル成長しているため、基板１１０との結合が堅固なものになっている。
【００４０】
＜ｎ型半導体層形成工程＞
図４（ｃ）に示すように、下地層１３０の形成後、ｎ型コンタクト層１４０ａ及びｎ型クラッド層１４０ｂを積層してｎ型半導体層１４０を形成する。ｎ型コンタクト層１４０ａ及びｎ型クラッド層１４０ｂは、スパッタ法で形成してもよく、ＭＯＣＶＤ法で形成してもよい。
【００４１】
＜発光層形成工程＞
ｎ型半導体層１４０を形成後、発光層１５０を形成する。発光層１５０の形成は、スパッタ法、ＭＯＣＶＤ法のいずれの方法でもよいが、特にＭＯＣＶＤ法が好ましい。具体的には、障壁層１５０ａと井戸層１５０ｂとを交互に繰り返して積層し、且つ、ｎ型半導体層１４０側及びｐ型半導体層１６０側に障壁層１５０ａが配される順で積層すればよい。
【００４２】
＜ｐ型半導体層形成工程＞
さらに、発光層１５０を形成後、ｐ型半導体層１６０を形成する。ｐ型半導体層１６０の形成は、スパッタ法、ＭＯＣＶＤ法のいずれの方法でもよい。具体的には、ｐ型クラッド層１６０ａと、ｐ型コンタクト層１６０ｂとを順次積層すればよい。
なお、積層半導体層１００（下地層１３０、ｎ型半導体層１４０、発光層１５０、ｐ型半導体層１６０）は、真空状態を破ることなく、連続して成膜されるのが好ましい。それぞれの層の界面が不純物等で汚染されることを抑制できるからである。
【００４３】
（溝形成工程）
そして次に、図４（ｄ）に示すように、積層半導体層１００の表面（ｐ型半導体層１６０側）から基板１１０の表面（犠牲層１２０および下地層１３０が形成された側）に達する溝２００を形成する（ステップ１０３）。
溝２００は、前述したように、犠牲層１２０の側面が露出するように形成される。
溝２００が半導体発光素子ＬＣをチップに分割するための分割ラインを兼ねると、分割ラインを形成するための工程を新たに設ける必要がない点で好ましい。
溝２００は、従来公知のフォトリソグラフィ法によりレジストパターンを形成し、従来公知の化学エッチング法またはドライエッチング法等により、積層半導体層１００および犠牲層１２０を除去する方法が使用できる。
また、エキシマレーザやＹＡＧ（Ｙｔｔｒｉｕｍ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ｇａｒｎｅｔ）レーザ等により、積層半導体層１００および犠牲層１２０を溶解、揮発させて除去する方法（レーザスクライブ法）も使用できる。さらに、ダイシングソーにより、積層半導体層１００および犠牲層１２０を切削除去する方法（ダイシング法）も使用できる。これらにおいて、溝２００は基板１１０の内部に達していてもよい。
【００４４】
（犠牲層除去工程）
次に、図４（ｅ）示すように、犠牲層１２０を除去する（ステップ１０４）。犠牲層１２０が完全に除去されると、犠牲層１２０のあった部分は中空になる。そして、基板１１０と下地層１３０とが接触する部分において、積層半導体層１００は基板１１０と結合している。
ＳｉＯ２は、フッ酸（ＨＦ）を含んだ水溶液または緩衝フッ酸の溶液等のエッチング液により容易にエッチングされる。よって、犠牲層１２０がＳｉＯ２である場合には、図４（ｄ）に示す工程まで進んだ基板１１０を上記エッチング液に浸漬することにより、エッチング液が溝２００から浸透し、犠牲層１２０を溶解することができる。一方、ＧａＮ系化合物半導体は、上記エッチング液ではエッチングされにくい。
また、ＳｉＯ２は、フロン系のガス（エッチングガス）を用いたドライエッチング法により容易にエッチングされる。よって、犠牲層１２０がＳｉＯ２である場合には、基板１１０を上記エッチングガスのプラズマに曝すことにより、エッチングガスのラジカルが溝２００から浸透し、犠牲層１２０をエッチングすることができる。
犠牲層１２０がＳｉＯ２以外である場合においても、エッチング液またはエッチングガスを、従来公知の技術によって選択して使用することができる。
【００４５】
また、溝２００が半導体発光素子ＬＣをチップに分割するための分割ラインを兼ねていれば、犠牲層１２０を除去するためにエッチング液またはエッチングガスが浸透する距離は、チップ一辺長の１／２となる。もし、溝２００を設けないで犠牲層１２０を除去しようとすると、基板１１０の周辺から、エッチング液またはエッチングガスを浸透させることになる。この場合、犠牲層１２０を除去するためにエッチング液またはエッチングガスが浸透する距離は基板１１０（ウエハ）径の１／２となる。よって、溝２００を設けることにより、犠牲層１２０の除去に要する時間を大幅に短縮しうる。
以上説明したように、溝２００から浸透したエッチング液またはエッチングガスにより、犠牲層１２０がエッチングされる。よって、犠牲層１２０の側面は溝２００に露出していることを要する。図４（ｅ）では、溝２００に側面が露出していないように見える犠牲層１２０があるが、これらの犠牲層１２０の側面は、図４に示す溝２００と直交する溝２００に露出している（後述する図５参照）。
【００４６】
（電極形成工程）
図４（ｆ）に示す電極形成工程は、透明電極形成工程と、露出領域形成工程と、ｐ電極およびｎ電極形成工程とを備える（ステップ１０５）。
＜透明電極形成工程＞
ｐ型半導体層１６０上に、スパッタ法などの従来公知の方法を用いて、透明電極１７０を構成する材料からなる膜を成膜した後、従来公知のフォトリソグラフィ法によりレジストパターンを形成し、従来公知の化学エッチング法またはドライエッチング法等により、透明電極１７０を形成する。
＜露出領域形成工程＞
予め定められた領域の積層半導体層１００の一部を除去するため、従来公知のフォトリソグラフィの手法によりレジストパターンを形成し、エッチングしてｎ型半導体層１４０（図１におけるｎ型コンタクト層１４０ａ）の一部を露出させ、露出領域１４０ｃを形成させる。
【００４７】
＜ｐ電極およびｎ電極形成工程＞
透明電極１７０上にｐ電極１８０を、露出領域１４０ｃ上にｎ電極１９０を、従来公知の手段を用いて形成する。
なお、ｐ電極１８０およびｎ電極１９０の組成または構造が異なると、それぞれの形成を別の工程で行うことが必要となる。一方、ｐ電極１８０とｎ電極１９０とが同じ組成・構造であると、工程を増加させないので好ましい。
本実施の形態では、ｐ型半導体層１６０上に透明電極１７０を設けた。しかし、前述したＦＣ実装において、ｐ型半導体層１６０側から光を取り出さない場合には、透明電極１７０を設けなくともよい。この場合、透明電極１７０の代わりに、金属膜や誘電体多層膜による反射層（ミラー）を設け、ｐ型半導体層１６０側に向かう光を反射させ、ｎ型半導体層１４０側から取り出してもよい。このようにすることで、光の利用効率を向上させることができる。
【００４８】
図５は、本実施の形態の製造方法（図４（ｆ）に示す状態）における基板１１０の（透明電極１７０側から見た）平面を示す図である。半導体発光素子ＬＣ毎に、透明電極１７０、ｐ電極１８０、ｎ電極１９０が形成されている。そして、半導体発光素子ＬＣの間には溝２００が形成されている。
なお、図１に示した断面図は、図５のＩ−Ｉ線での断面に、図４（ａ）〜（ｇ）の各工程に示した断面図は、図５のＩＶ−ＩＶ線での断面にあたる。
【００４９】
（基板剥離工程）
ここで、図４（ｇ）に示すように、基板１１０から積層半導体層１００を剥離する（ステップ１０６）。
基板１１０から積層半導体層１００を剥離する方法としては、基板１１０を透過し、下地層１３０に吸収される光（レーザ光）を基板１１０側から照射する方法を用いることができる。光エネルギを基板１１０と下地層１３０との結合部分（界面）の下地層１３０に吸収させ、下地層１３０を構成する化合物半導体を分解させることで、基板１１０と下地層１３０との結合を解離させる。例えば、化合物半導体がＧａＮの場合、分解してＧａとＮ２とになると考えられる。これにより、基板１１０と積層半導体層１００との結合が弱まり、基板１１０から積層半導体層１１０を剥離する。この方法はレーザリフトオフ（ＬＬＯ：Ｌａｓｅｒ  Ｌｉｆｔ  Ｏｆｆ）と呼ばれる。
基板１１０がサファイアで、下地層１３０がＧａＮの場合には、サファイアにおいて透過率が高い波長１５０ｎｍ以上、且つ、ＧａＮの吸収端である波長３６６ｎｍ以下の光を用いることが好ましい。例えば、波長２４８ｎｍのＫｒＦ、波長３０８ｎｍのＸｅＣｌ、波長３５３ｎｍのＸｅＦ等のエキシマレーザが使用できる。
【００５０】
レーザ光の照射面積が基板１１０より小さい場合、またはレーザ光を集光して基板１１０に照射する場合は、基板１１０を順次移動させながら、基板１１０全面を照射するようにすればよい（ステップアンドリピート）。
また、本実施の形態では、基板１１０と積層半導体層１００とは、犠牲層１２０が形成されていない部分、すなわち基板１１０と下地層１３０とが接触している部分でのみ結合している。よって、基板１１０と下地層１３０とが基板１１０の全面で結合している場合に比べ、照射する光エネルギは少なくてよい。すなわち、本実施の形態の製造方法によれば、容易に基板１１０から積層半導体層１００を剥離することができる。
以上のようにして、図１に示した半導体発光素子ＬＣを製造することができる。
【００５１】
以上説明したように、本実施の形態では、溝２００から犠牲層１２０を除去しているので、犠牲層１２０を除去する工程を短時間に行いうる。さらに、基板１１０と下地層１３０とは全面で結合していないため、基板１１０と下地層１３０とが結合している割合が小さい。よって、ＬＬＯによる基板１１０からの積層半導体層１００の剥離において、照射する光エネルギを少なく抑えることができる。これらによって、本実施の形態における半導体発光素子ＬＣの製造方法によれば、基板１１０から積層半導体層１００を容易に剥離することができる。
【００５２】
なお、本実施の形態では下地層１３０を形成したが、犠牲層１２０を形成した基板１１０上に結晶性のよいｎ型半導体層１４０を形成できる場合には、下地層１３０を形成しなくともよい。この場合、次に示す第２の実施の形態と同様な構成になる。
【００５３】
また、本実施の形態では、犠牲層除去工程の後に電極形成工程を行ったが、電極形成工程の後に犠牲層除去工程を行ってもよい。電極形成工程の後に犠牲層除去工程を行う場合、犠牲層除去工程のエッチング液により透明電極１７０、ｐ電極１８０、ｎ電極１９０が損傷を受ける場合には、これらをレジスト等で覆ってからエッチング液に浸漬することが好ましい。
【００５４】
＜第２の実施の形態＞
図６は、本実施の形態の製造方法を用いて製造される半導体発光素子ＬＣの一例の断面を示す図である。なお、本実施の形態において、第１の実施の形態と同様なものについては、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５５】
半導体発光素子ＬＣに用いられる化合物半導体としては、第１の実施の形態と同様に、特に限定されるものではなく、例えば、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体、ＩＶ−ＩＶ族化合物半導体等が挙げられる。以下では、ＩＩＩ族窒化物化合物半導体を有する、青色発光の半導体発光素子ＬＣを例に挙げて説明する。
半導体発光素子ＬＣの積層半導体層１０５は、ｎ型半導体層１４０と発光層１５０とｐ型半導体層１６０とを備えている。すなわち、第１の実施の形態と異なり、下地層１３０を有していない。
そして、第１の実施の形態における半導体発光素子ＬＣと同様に、ｎ型半導体層１４０は、ｎ型コンタクト層１４０ａとｎ型クラッド層１４０ｂとを有している。また、発光層１５０は、障壁層１５０ａと井戸層１５０ｂとが交互に積層され、２つの障壁層１５０ａによって１つの井戸層１５０ｂを挟み込んだ構造を有している。さらに、ｐ型半導体層１６０は、発光層１５０側に設けられるｐ型クラッド層１６０ａと最上層に設けられるｐ型コンタクト層１６０ｂとを有している。
【００５６】
そして、ｎ型コンタクト層１４０ａの下面１４０ｄが凹凸に形成されている。凹部１４０ｅは、第１の実施の形態における下地層１３０に形成された凹部１３０ｂと同様の形状を有している。すなわち、凹部１４０ｅは、ｎ型コンタクト層１４０ａの側面１４０ｆまで繋がるように構成されている。
そして、ｎ型コンタクト層１４０ａの凸の部分の膜厚は、０．１μｍ以上、好ましくは０．５μｍ以上、さらに好ましくは１μｍ以上である。
凹部１４０ｅの深さは、凸の部分の膜厚より小さく、１０ｎｍ以上、好ましくは０．１μｍ以上、さらに好ましくは０．５μｍ以上である。そして、凹部１４０ｅの幅は１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下、さらに好ましくは２μｍ以下である。
なお、上記以外についてのｎ型半導体層１４０、発光層１５０、ｐ型半導体層１６０については、第１の実施の形態における半導体発光素子ＬＣと同様である。
【００５７】
本実施の形態における半導体発光素子ＬＣは、ｎ電極１９０がｎ型コンタクト層１４０ａの下面１４０ｄにオーミック接触するように設けられている。このため、本実施の形態における半導体発光素子ＬＣは、第１の実施の形態における半導体発光素子ＬＣと異なり、ｎ型コンタクト層１４０ａに露出領域１４０ｃを形成していない。よって、透明電極１７０は、半導体発光素子ＬＣのｐ型半導体層１６０のほぼ全面に設けられている。
そして、ｐ電極１８０が透明電極１７０上に設けられている。
なお、上記以外についての透明電極１７０、ｐ電極１８０、ｎ電極１９０については、第１の実施の形態における半導体発光素子ＬＣと同様である。
【００５８】
次に、図６に示す半導体発光素子ＬＣの使用方法の一例について説明する。
図７は、本実施の形態の製造方法を用いて製造される半導体発光素子ＬＣを配線基板１０に実装した発光装置の構成の一例を示す図である。図７において、半導体発光素子ＬＣは、透明電極１７０を上側に、ｎ型半導体層１４０を下側にして正立して実装されている。
配線基板１０には、正電極１１と負電極１２とが形成されている。
そして、配線基板１０の負電極１２はｎ電極１９０と、はんだもしくは金で形成されたバンプ（不図示）または導電性接着剤等を用いて電気的に接続されると共に機械的に固定され、配線基板１０の正電極１１はｐ電極１８０とボンディングワイヤ１３により接続されている。この実装方法はフェイスアップ（ＦＵ）実装である。
【００５９】
図７に示す発光装置の発光動作について説明する。
配線基板１０の正電極１１および負電極１２を介して、半導体発光素子ＬＣに正電極１１から負電極１２に向かう電流を流すと、半導体発光素子ＬＣでは、ｐ電極１８０からｐ型半導体層１６０、発光層１５０およびｎ型半導体層１４０を介してｎ電極１９０に向かう電流が流れ、発光層１５０は四方に向けて青色光を出力する。ここで、図７には、ｎ電極１９０側に向かう矢印Ａ方向の光および透明電極１７０側に向かう矢印Ｂ方向の光を例示している。
【００６０】
透明電極１７０側に向かう矢印Ｂ方向の光は、ｐ型半導体層１６０、透明電極１７０を透過し、図７に示す矢印Ｃ方向すなわち半導体発光素子ＬＣの外部に出射される。
一方、ｎ型半導体層１４０側に向かう矢印Ａ方向の光は、ｎ電極１９０により反射され、透明電極１７０側に向かう矢印Ｂ方向の光となって、矢印Ｃ方向すなわち半導体発光素子ＬＣの外部に出射される。
よって、ｎ電極１９０が発光層１５０から出力した光に対して反射特性に優れていれば、ｎ電極１９０側に向かう光を反射させ、外部に取出すことができるので、光利用効率が向上する。
【００６１】
図８は、本実施の形態における半導体発光素子ＬＣの製造方法を説明するフローチャートである。図９は、本実施の形態の半導体発光素子ＬＣの製造工程における断面を示す図である。図９では、一の基板１１０（ウエハ）上に製造される４個の半導体発光素子ＬＣの断面図を示している。なお、４個の半導体発光素子ＬＣのうち、両端の２つは一部のみを示している。
図９を参照しつつ、図８のフローチャートに示す半導体発光素子ＬＣの製造方法を説明する。
本実施の形態における半導体発光素子ＬＣの製造方法は、犠牲層形成工程、積層半導体層形成工程、溝形成工程、犠牲層除去工程、ｐ電極形成工程、基板剥離工程、ｎ電極形成工程を備えている。第１の実施の形態とは、電極形成工程がｐ電極形成工程とｎ電極形成工程とに分かれている点で異なっている。これは、ｐ電極１８０とｎ電極１９０とが同一側にないためである。以下、順に説明する。
【００６２】
（犠牲層形成工程）
まず、図９（ａ）に示すように、第１の実施の形態における犠牲層形成工程（ステップ１０１）と同様に、基板１１０上に犠牲層１２０を形成する（ステップ２０１）。
【００６３】
（積層半導体層形成工程）
積層半導体層形成工程は、ｎ型半導体層形成工程、発光層形成工程、ｐ型半導体層形成工程を備え、図９（ｂ）および（ｃ）に示すように、犠牲層１２０が形成された基板１１０上に、ｎ型半導体層１４０、発光層１５０、ｐ型半導体層１６０を順に積層し、積層半導体層１０５を形成する（ステップ２０２）。
積層半導体層形成工程は、第１の実施の形態と異なり、下地層形成工程を含まない。すなわち、ｎ型コンタクト層１４０ａが下地層１３０の代わりをし、第１の実施の形態における下地層１３０を、ｎ型コンタクト層１４０ａと読み替えたと同様になる。
【００６４】
犠牲層１２０が除去されて基板１１０の表面が露出した部分に、ｎ型コンタクト層１４０ａを構成する結晶の核が形成され、核から結晶が矢印Ｖ方向（基板１１０に垂直方向）に成長する。一方、犠牲層１２０上には、ｎ型コンタクト層１４０ａを構成する結晶の核は形成されにくく、犠牲層１２０上からはｎ型コンタクト層１４０ａを構成する結晶は成長しづらい。
【００６５】
そして、ｎ型コンタクト層１４０ａは、矢印Ｖ方向に、犠牲層１２０が除去されて基板１１０の表面が露出した部分を埋めるように成長していく。その後、ｎ型コンタクト層１４０ａを構成する結晶の表面が犠牲層１２０の厚さを超えるようになると、ｎ型コンタクト層１４０ａは、矢印Ｖ方向と同時に、犠牲層１２０の表面を横切るように矢印Ｈ方向（基板１１０に平行方向）にも成長する。ｎ型コンタクト層１４０ａは、犠牲層１２０上において、犠牲層１２０の左右から横方向に成長し、犠牲層１２０上の中央において一体化し、連続した結晶膜となって犠牲層１２０上を含む基板１１０の全表面を覆う。この後は、ｎ型コンタクト層１４０ａは犠牲層１２０上を含む、基板１１０の全面にわたって、矢印Ｖ方向（基板１１０に対して垂直の方向）に成長する。
【００６６】
なお、下地層１３０にドナー不純物を添加して、下地層１３０をｎ型コンタクト層１４０ａの一部としたと考えてもよい。なお、後述するように、下地層１３０にドナー不純物を添加するのは、下面１３０ａにオーミック接触してｎ電極１９０を形成するためである。
なお、ｎ型クラッド層１４０ｂの形成，発光層形成工程およびｐ型半導体層形成工程は、第１の実施の形態と同様である。
【００６７】
（溝形成工程）
そして、図９（ｄ）に示すように、積層半導体層１０５の表面（ｐ型半導体層１６０側）から基板１１０の表面（犠牲層１２０およびｎ型半導体層１４０が形成された側）に達する溝２００を形成する（ステップ２０３）。
（犠牲層除去工程）
次に、図９（ｅ）に示すように、犠牲層１２０を除去する（ステップ２０４）。犠牲層除去工程は第１の実施の形態と同様である。
【００６８】
（ｐ電極形成工程）
その後、図９（ｆ）に示すように、透明電極１７０を形成し、透明電極１７０上にｐ電極１８０を形成する（ステップ２０５）。
図１０は、本実施の形態の製造方法（図９（ｆ）に示す状態）における（透明電極１７０側から見た）基板１１０の平面を示す図である。半導体発光素子ＬＣ毎に、透明電極１７０、ｐ電極１８０が形成されている。そして、半導体発光素子ＬＣの間には溝２００が形成されている。
なお、図６に示した断面図は、図１０のＶＩ−ＶＩ線での断面に、図９（ａ）〜（ｇ）に示した断面図は、図１０のＩＸ−ＩＸ線での断面にあたる。
【００６９】
（基板剥離工程およびｎ電極形成工程）
そして、第１の実施の形態と同様に、図９（ｇ）に示すように基板１１０から積層半導体層１０５を剥離し（ステップ２０６）、ｎ型コンタクト層１４０ａの下面１４０ｄに接するようにｎ電極１９０を形成する（ステップ２０７）。
これにより、半導体発光素子ＬＣが完成する。
【００７０】
以上説明したように、本実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、溝２００から犠牲層１２０を除去しているので、犠牲層１２０を除去する工程を短時間に行いうる。さらに、基板１１０とｎ型半導体層１４０とは全面で結合していないため、基板１１０とｎ型半導体層１４０との結合している面積の割合が小さい。よって、ＬＬＯによる基板１１０からの積層半導体層１０５の剥離において、照射する光エネルギを少なく抑えることができる。これらによって、本実施の形態における半導体発光素子ＬＣの製造方法によれば、基板１１０から積層半導体層１０５を容易に剥離することができる。
また、図６および図１０に示すように、半導体発光素子ＬＣの光の出射側（透明電極１７０が形成された側）にｎ電極１９０を設けていないため、発光する領域を広げることができ、光の利用効率を向上させることができる。
【符号の説明】
【００７１】
１０…配線基板、１１…正電極、１２…負電極、１３…ボンディングワイヤ、２０…バンプ、１００、１０５…積層半導体層、１１０…基板、１２０…犠牲層、１３０…下地層、１４０…ｎ型半導体層、１５０…発光層、１６０…ｐ型半導体層、１７０…透明電極、１８０…ｐ電極、１９０…ｎ電極、２００…溝、ＬＣ…半導体発光素子
【図１】
2011071449.tif 000003
【図２】
2011071449.tif 000004
【図３】
2011071449.tif 000005
【図４】
2011071449.tif 000006
【図５】
2011071449.tif 000007
【図６】
2011071449.tif 000008
【図７】
2011071449.tif 000009
【図８】
2011071449.tif 000010
【図９】
2011071449.tif 000011
【図１０】
2011071449.tif 000012