(57)【要約】【課題】六方晶系III族窒化物からなる支持基体の非極性主面上に設けられた発光層等を有するIII族窒化物発光ダイオードにおいて、側面における欠けやチッピングといった形状不良を低減する。【解決手段】発光ダイオード１１は、六方晶系III族窒化物半導体からなる支持基体１７及び半導体領域１９を含む発光構造体１３を備える。半導体領域１９は、第１半導体層２１と、第２半導体層２３と、発光層２５とを有する。支持基体１７の六方晶系III族窒化物半導体のｃ軸は、ｍ軸の方向に法線軸に対して有限な角度ＡＬＰＨＡで傾斜している。発光構造体１３は、六方晶系III族窒化物半導体のｍ軸及び法線軸によって規定されるｍ−ｎ面に交差する一対の割断面２７，２９と、ｍ−ｎ面又は｛１１−２０｝面からなる一対の劈開面１３ａ，１３ｂとを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
六方晶系III族窒化物半導体からなり半極性主面を有する支持基体、及び前記支持基体の前記半極性主面上に設けられた半導体領域を含む発光構造体と、
前記半導体領域上に設けられた電極と
を備え、
前記半導体領域は、第１導電型のIII族窒化物半導体からなる第１半導体層と、第２導電型のIII族窒化物半導体からなる第２半導体層と、III族窒化物半導体からなり前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられた発光層とを有し、
前記第１半導体層、前記第２半導体層及び前記発光層は、前記半極性主面の法線軸に沿って配列されており、
前記支持基体の前記六方晶系III族窒化物半導体のｃ軸は、前記六方晶系III族窒化物半導体のｍ軸の方向に前記法線軸に対して有限な角度ＡＬＰＨＡで傾斜しており、
前記発光構造体は、前記六方晶系III族窒化物半導体のｍ軸及び前記法線軸によって規定されるｍ−ｎ面に交差する一対の割断面と、前記ｍ−ｎ面又は｛１１−２０｝面からなる一対の劈開面とを有することを特徴とする、III族窒化物発光ダイオード。
【請求項２】
前記法線軸と前記六方晶系III族窒化物半導体のｃ軸との成す角度は、４５度以上８０度以下又は１００度以上１３５度以下の範囲であることを特徴とする、請求項１に記載のIII族窒化物発光ダイオード。
【請求項３】
前記法線軸と前記六方晶系III族窒化物半導体のｃ軸との成す角度は、６３度以上８０度以下又は１００度以上１１７度以下の範囲であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のIII族窒化物発光ダイオード。
【請求項４】
前記半極性主面は、｛２０−２１｝面、｛１０−１１｝面、｛２０−２−１｝面、及び｛１０−１−１｝面のいずれかの面から−５度以上＋５度以下の範囲でオフした微傾斜面であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のIII族窒化物発光ダイオード。
【請求項５】
前記半極性主面は、｛２０−２１｝面、｛１０−１１｝面、｛２０−２−１｝面、又は｛１０−１−１｝面であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のIII族窒化物発光ダイオード。
【請求項６】
前記支持基体の積層欠陥密度は１×１０４ｃｍ−１以下であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のIII族窒化物発光ダイオード。
【請求項７】
前記支持基体は、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ又はＩｎＡｌＧａＮからなることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のIII族窒化物発光ダイオード。
【請求項８】
前記発光層は、波長３６０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の光を発生するように設けられた発光領域を含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のIII族窒化物発光ダイオード。
【請求項９】
前記発光層は、波長４３０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の光を発生するように設けられた量子井戸構造を含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のIII族窒化物発光ダイオード。
【請求項１０】
前記一対の割断面の各々には、前記支持基体の端面及び前記半導体領域の端面が現れており、
前記支持基体及び前記半導体領域の各端面と前記支持基体のｍ軸に直交する基準面との成す角度である端面傾斜角を、前記六方晶系III族窒化物半導体のｃ軸及びｍ軸によって規定される第１平面に投影した角度が（ＡＬＰＨＡ−５）度以上（ＡＬＰＨＡ＋５）度以下であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のIII族窒化物発光ダイオード。
【請求項１１】
前記端面傾斜角を前記第１平面及び前記法線軸の双方と直交する第２平面に投影した角度が−５度以上＋５度以下であることを特徴とする、請求項１０に記載されたIII族窒化物発光ダイオード。
【請求項１２】
前記ｍ−ｎ面と｛１１−２０｝面との成す角度は−５度以上＋５度以下であることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のIII族窒化物発光ダイオード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、III族窒化物発光ダイオードに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
非特許文献１には、（１１−２２）面ＧａＮ基板上に作製された半導体レーザが記載されている。この半導体レーザでは、ドライエッチングにより共振端面が形成されている。
【０００３】
非特許文献２には、（１１−２２）面ＧａＮ基板上に作製された発光ダイオードが記載されている。この発光ダイオードは、ダイシングによりチップ化されている。
【０００４】
非特許文献３には、（１１−２２）面サファイア基板上に作製された発光ダイオードが記載されている。この発光ダイオードもまた、ダイシングによりチップ化されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Hirokuni Asamizu et al.,”Demonstration of 426 nm InGaN/GaN Laser Diodes Fabricated onFree-Standing Semipolar (11-22) Gallium Nitride Substrates ”, AppliedPhysics Express, Vol.1, 091102 (2008)
【非特許文献２】Natalie FELLOWS et al., ”IncreasedPolarization Ratio on Semipolar (11-22) InGaN/GaN Light-Emitting Diodes withIncreasing Indium Composition ”, Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 47, No.10, 2008, pp.7854-7856
【非特許文献３】Hisashi Masui et al., ”Light-polarizationcharacteristics of electroluminescence from InGaN/GaN light-emitting diodesprepared on (11-22)-plane GaN ”, Journal of Applied Physics, American Institute ofPhysics, 100, 113109 (2006)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えばＧａＮといった六方晶系III族窒化物基板の非極性主面上に発光層等を成長させ、発光ダイオードを作製する技術が研究されている。従来、このような発光ダイオードを作製する際には、III族窒化物基板上に発光層等を成長させた後、該基板生産物に対してダイシングを施すことによりチップ化を行っている。しかしながら、ダイシングによるチップ化は、チップの側面に欠けやチッピングといった形状不良を生じさせるおそれがある。このような形状不良は、発光ダイオード内部での発光分布に影響を及ぼすほか、発光ダイオードの信頼性も低下する。このため、発光ダイオードを製造する際の歩留まりの低下に繋がるという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、六方晶系III族窒化物からなる支持基体の非極性主面上に設けられた発光層等を有するIII族窒化物発光ダイオードにおいて、側面における欠けやチッピングといった形状不良を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、本発明によるIII族窒化物発光ダイオードは、（ａ）六方晶系III族窒化物半導体からなり半極性主面を有する支持基体、及び支持基体の半極性主面上に設けられた半導体領域を含む発光構造体と、（ｂ）半導体領域上に設けられた電極とを備える。半導体領域は、第１導電型のIII族窒化物半導体からなる第１半導体層と、第２導電型のIII族窒化物半導体からなる第２半導体層と、III族窒化物半導体からなり第１半導体層と第２半導体層との間に設けられた発光層とを有する。第１半導体層、第２半導体層及び発光層は、半極性主面の法線軸に沿って配列されている。支持基体の六方晶系III族窒化物半導体のｃ軸は、六方晶系III族窒化物半導体のｍ軸の方向に法線軸に対して有限な角度ＡＬＰＨＡで傾斜している。発光構造体は、六方晶系III族窒化物半導体のｍ軸及び法線軸によって規定されるｍ−ｎ面に交差する一対の割断面と、ｍ−ｎ面又は｛１１−２０｝面からなる一対の劈開面とを有する。
【０００９】
このIII族窒化物発光ダイオードでは、一対の側面を割断面によって構成しており、他の一対の側面を劈開面によって構成している。割断面は、発光構造体において、六方晶系III族窒化物半導体のｍ−ｎ面に交差する面であり、割断により形成された面である。また、劈開面は、ｍ−ｎ面又は｛１１−２０｝面からなる。これらの割断面及び劈開面は、発光ダイオードの側面として十分な平坦性及び垂直性を有する。したがって、このIII族窒化物発光ダイオードによれば、発光ダイオードの側面における欠けやチッピングといった形状不良を低減することができる。
【００１０】
また、III族窒化物発光ダイオードは、法線軸と六方晶系III族窒化物半導体のｃ軸との成す角度が、４５度以上８０度以下又は１００度以上１３５度以下の範囲であることが好ましい。この場合、III族窒化物発光ダイオードは、法線軸と六方晶系III族窒化物半導体のｃ軸との成す角度が、６３度以上８０度以下又は１００度以上１１７度以下の範囲であることが更に好ましい。
【００１１】
また、III族窒化物発光ダイオードは、半極性主面が、｛２０−２１｝面、｛１０−１１｝面、｛２０−２−１｝面、及び｛１０−１−１｝面のいずれかの面から−５度以上＋５度以下の範囲でオフした微傾斜面であってもよい。或いは、III族窒化物発光ダイオードは、半極性主面が、｛２０−２１｝面、｛１０−１１｝面、｛２０−２−１｝面、又は｛１０−１−１｝面であってもよい。
【００１２】
また、III族窒化物発光ダイオードは、支持基体の積層欠陥密度が１×１０４ｃｍ−１以下であることが好ましい。
【００１３】
また、III族窒化物発光ダイオードは、支持基体が、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ又はＩｎＡｌＧａＮからなることが好ましい。
【００１４】
また、III族窒化物発光ダイオードは、発光層が、波長３６０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の光を発生するように設けられた発光領域を含んでもよい。或いは、III族窒化物発光ダイオードは、発光層が、波長４３０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の光を発生するように設けられた量子井戸構造を含んでもよい。
【００１５】
また、III族窒化物発光ダイオードは、一対の割断面の各々に、支持基体の端面及び半導体領域の端面が現れており、支持基体及び半導体領域の各端面と支持基体のｍ軸に直交する基準面との成す角度である端面傾斜角を、六方晶系III族窒化物半導体のｃ軸及びｍ軸によって規定される第１平面に投影した角度が（ＡＬＰＨＡ−５）度以上（ＡＬＰＨＡ＋５）度以下であることを特徴としてもよい。また、この場合、III族窒化物発光ダイオードは、上記端面傾斜角を第１平面及び法線軸の双方と直交する第２平面に投影した角度が−５度以上＋５度以下であることが好ましい。
【００１６】
また、III族窒化物発光ダイオードは、ｍ−ｎ面と｛１１−２０｝面との成す角度が−５度以上＋５度以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、六方晶系III族窒化物からなる支持基体の非極性主面上に設けられた発光層等を有するIII族窒化物発光ダイオードにおいて、側面における欠けやチッピングといった形状不良を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本実施形態に係るIII族窒化物発光ダイオードの構造を示す斜視図である。
【図２】図２は、III族窒化物半導体レーザ素子を示す図面である。
【図３】図３は、ｃ軸及びｍ軸によって規定される断面を模式的に示す図面である。
【図４】図４は、III族窒化物発光ダイオードを作製する方法の主要な工程を示す図面である。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｃ）は、III族窒化物発光ダイオードを作製する方法の主要な工程を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照しながら本発明によるIII族窒化物発光ダイオードの実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２０】
図１は、本実施形態に係るIII族窒化物発光ダイオード（以下、発光ダイオードという）の構造を示す斜視図である。発光ダイオード１１は、発光構造体１３及び電極１５を備える。発光構造体１３は、支持基体１７及び半導体領域１９を含む。支持基体１７は、六方晶系III族窒化物半導体からなり、半極性主面１７ａ及び裏面１７ｂを有する。半導体領域１９は、支持基体１７の半極性主面１７ａ上に設けられる。電極１５は、発光構造体１３の半導体領域１９上に設けられる。半導体領域１９は、第１半導体層２１と、第２半導体層２３と、発光層２５とを含む。
【００２１】
第１半導体層２１は、第１導電型のIII族窒化物半導体からなり、Ｇａ、Ａｌ、及びＩｎのうち少なくとも一つの元素と、Ｎとを組成に含む。第１半導体層２１は、例えばｎ型ＧａＮ、ｎ型ＩｎＧａＮ、ｎ型ＡｌＧａＮ、ｎ型ＩｎＡｌＧａＮ等からなる。第２半導体層２３は、第２導電型のIII族窒化物半導体からなり、Ｇａ、Ａｌ、及びＩｎのうち少なくとも一つの元素と、Ｎとを組成に含む。第２半導体層２３は、例えばｐ型ＧａＮ、ｐ型ＩｎＧａＮ、ｐ型ＡｌＧａＮ、ｐ型ＩｎＡｌＧａＮ等からなる。第２半導体層２３は、電子ブロック層として機能する。
【００２２】
発光層２５は、第１半導体層２１と第２半導体層２３との間に設けられる。発光層２５はIII族窒化物半導体からなり、井戸層２５ａ及び障壁層２５ｂが交互に配列されて成る。井戸層２５ａは、例えばＩｎＧａＮ等からなり、障壁層２５ｂは例えばＧａＮ、ＩｎＧａＮ等からなる。井戸層２５ａは、波長３６０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の光を発生するように設けられた発光領域であることができる。また、発光層２５は、波長４３０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の光を発生するように設けられた量子井戸構造を含むことができる。すなわち、支持基体１７の半極性面の利用により、発光層２５は、波長４３０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の光の発生に好適である。
【００２３】
第１半導体層２１、第２半導体層２３及び発光層２５は、半極性主面１７ａの法線軸ＮＸに沿って配列されている。発光構造体１３は、六方晶系III族窒化物半導体のｍ軸及び法線軸ＮＸによって規定されるｍ−ｎ面に交差する一対の割断面２７，２９を含む。また、発光構造体１３は、六方晶系III族窒化物半導体のｍ−ｎ面又は｛１１−２０｝面（すなわちａ軸に直交する面）である劈開面１３ａ，１３ｂを含む。このｎ−ｍ面と、｛１１−２０｝面（すなわちａ面）との成す角度は−５度以上＋５度以下であることが好ましい。
【００２４】
図１を参照すると、直交座標系Ｓ及び結晶座標系ＣＲが描かれている。法線軸ＮＸは、直交座標系ＳのＺ軸の方向に向く。半極性主面１７ａは、直交座標系ＳのＸ軸及びＹ軸により規定される所定の平面に平行に延在する。また、図１には、代表的なｃ面Ｓｃが描かれている。支持基体１７の六方晶系III族窒化物半導体のｃ軸は、六方晶系III族窒化物半導体のｍ軸の方向に法線軸ＮＸに対して有限な角度ＡＬＰＨＡで傾斜している。
【００２５】
電極１５は、半導体領域１９の表面１９ａ（例えば第２導電型のコンタクト層３３）に接触を成している。支持基体１７の裏面１７ｂには別の電極４１が設けられ、電極４１は例えば支持基体１７の裏面１７ｂを覆っている。
【００２６】
発光ダイオード１１では、一対の割断面２７及び２９は、六方晶系III族窒化物半導体のｍ軸及び法線軸ＮＸによって規定されるｍ−ｎ面と交差する。割断面２７は、支持基体１７及び半導体領域１９における一つの側面を構成し、割断面２９は、支持基体１７及び半導体領域１９における割断面２７とは反対側の側面を構成する。割断面２７及び２９は、ダイシングにより形成された側面より優れた平坦性及び垂直性を有する。また、発光構造体１３は一対の劈開面１３ａ及び１３ｂを含む。劈開面１３ａは、支持基体１７及び半導体領域１９における別の一つの側面を構成し、劈開面１３ｂは、支持基体１７及び半導体領域１９における劈開面１３ａとは反対側の側面を構成する。割断面２７及び２９は、劈開面１３ａのエッジから劈開面１３ｂのエッジまで延在する。劈開面１３ａ及び１３ｂは例えばａ面といった劈開面であり、割断面２７及び２９は、ｃ面、ｍ面又はａ面といった劈開面とは異なる面である。
【００２７】
ここで、図２は、発光ダイオード１１を示す図面である。図３は、ｃ軸及びｍ軸によって規定される断面を模式的に示す図面である。発光ダイオード１１では、割断面２７及び２９の各々には、支持基体１７の端面１７ｃ及び半導体領域１９の端面１９ｃが現れている。いま、端面１７ｃ及び１９ｃの法線ベクトルＮＡと、支持基体１７のｍ軸ベクトルＭＡとの成す角度（端面傾斜角）ＢＥＴＡを、III族窒化物半導体のｃ軸及びｍ軸によって規定される第１平面Ｓ１に投影した角度成分をＢＥＴＡ１とする。また、端面傾斜角ＢＥＴＡを、第１平面Ｓ１及び法線軸ＮＸの双方と直交する第２平面Ｓ２に投影した角度成分をＢＥＴＡ２とする。ここで、ＢＥＴＡ２＝（ＢＥＴＡ１）２＋（ＢＥＴＡ２）２である。
【００２８】
角度成分ＢＥＴＡ１は、（ＡＬＰＨＡ−５）度以上（ＡＬＰＨＡ＋５）度以下の範囲であることが好ましい。この角度範囲は、図３において、代表的なｍ面ＳＭと参照面ＦＡとの成す角度として示されている。代表的なｍ面ＳＭが、理解を容易にするために、図３において、発光構造体の内側から外側にわたって描かれている。参照面ＦＡは、支持基体１７の端面１７ｃ及び半導体領域１９の端面１９ｃに沿って延在する。この発光ダイオード１１は、ｃ軸及びｍ軸の一方から他方に取られる端面傾斜角ＢＥＴＡに関して、十分な垂直性を満たす端面を有する。
【００２９】
また、角度成分ＢＥＴＡ２は、第２平面Ｓ２において−５度以上＋５度以下の範囲であることが好ましい。これにより、発光ダイオード１１の端面２７、２９は、半極性面１７ａの法線軸ＮＸに垂直な面において規定される角度に関して十分な垂直性を有する。
【００３０】
再び図１を参照すると、発光ダイオード１１では、良質な割断面２７，２９を得るために、支持基体１７の厚さＤＳＵＢは４００μｍ以下であることが好ましい。また、更に良質な割断面を得るために、厚さＤＳＵＢは、５０μｍ以上２５０μｍ以下であることが更に好ましい。また、これによってハンドリングが容易になり、生産歩留まりを向上させることができる。
【００３１】
法線軸ＮＸと六方晶系III族窒化物半導体のｃ軸との成す角度ＡＬＰＨＡは、４５度以上であることが好ましく、また８０度以下であることが好ましい。或いは、角度ＡＬＰＨＡは１００度以上であることが好ましく、また１３５度以下であることが好ましい。４５度未満及び１３５度を越える角度では、押圧により形成される端面がｍ面からなる可能性が高くなる。その結果、一対の割断面２７，２９が非対象な形状となり、発光強度分布の対称性が低下するおそれがある。また、８０度を越え１００度未満の角度では、所望の平坦性及び垂直性が得られないおそれがある。
【００３２】
更に好ましくは、法線軸ＮＸと六方晶系III族窒化物半導体のｃ軸との成す角度ＡＬＰＨＡは６３度以上であることが好ましく、また８０度以下であることが好ましい。或いは、角度ＡＬＰＨＡは１００度以上であることが好ましく、また１１７度以下であることが好ましい。６３度未満及び１１７度を越える角度では、押圧により形成される端面の一部に、ｍ面が出現する可能性がある。また、８０度を越え１００度未満の角度では、所望の平坦性及び垂直性が得られないおそれがある。
【００３３】
半極性主面１７ａは、｛２０−２１｝面、｛１０−１１｝面、｛２０−２−１｝面、又は｛１０−１−１｝面であることができる。更に、これらの面から−５度以上＋５度以下の範囲で微傾斜した面も前記主面として好適である。これら典型的な半極性面１７ａにおいて、当該発光ダイオード１１の側面として十分な平坦性及び垂直性を有する割断面２７及び２９を提供できる。
【００３４】
支持基体１７の積層欠陥密度は、１×１０４ｃｍ−１以下であることができる。積層欠陥密度が１×１０４ｃｍ−１以下であるので、偶発的な事情により割断面２７及び２９の平坦性及び／又は垂直性が乱れる可能性が低い。また、支持基体１７は、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ又はＩｎＡｌＧａＮからなることができる。これらの窒化ガリウム系半導体からなる支持基体を用いるとき、良好な割断面２７及び２９を得ることができる。特に、ＩｎＧａＮからなる支持基体１７を用いるとき、支持基体１７と発光層２５との格子不整合率を小さくでき、結晶品質を向上できる。
【００３５】
図４は、本実施形態に係る発光ダイオード１１を作製する方法の主要な工程を示す図面である。図５（ａ）を参照すると、基板５１が示されている。工程Ｓ１０１では、発光ダイオードの作製のための基板５１を準備する。基板５１の六方晶系III族窒化物半導体のｃ軸（ベクトルＶＣ）は、六方晶系III族窒化物半導体のｍ軸方向（ベクトルＶＭ）に法線軸ＮＸに対して有限な角度ＡＬＰＨＡで傾斜している。それ故に、基板５１は、六方晶系III族窒化物半導体からなる半極性主面５１ａを有する。
【００３６】
工程Ｓ１０２では、基板生産物ＳＰを形成する。図５（ａ）では、基板生産物ＳＰはほぼ円板形の部材として描かれているけれども、基板生産物ＳＰの形状はこれに限定されるものではない。基板生産物ＳＰを得るために、まず、工程Ｓ１０３では、発光構造体５５を形成する。発光構造体５５は、半導体領域５３及び基板５１とを含んでおり、工程Ｓ１０３では、半導体領域５３は半極性主面５１ａ上に形成される。半導体領域５３を形成するために、半極性主面５１ａ上に、第１導電型の窒化ガリウム系半導体からなる第１半導体層５７、発光層５９、及び第２導電型の窒化ガリウム系半導体からなる第２半導体層６１を順に成長する。第１半導体層５７は例えばｎ型バッファ層を含み、第２半導体層６１は例えば電子ブロック層を含むことができる。発光層５９は、第１半導体層５７と第２半導体層６１との間に設けられる。第１半導体層５７、発光層５９、及び第２半導体層６１は、半極性主面５１ａの法線軸ＮＸに沿って配列されている。これらの半導体層はエピタキシャル成長される。半導体領域５３の表面は、絶縁膜５４で覆われている。絶縁膜５４は例えばシリコン酸化物からなる。絶縁膜５４は開口５４ａを有する。
【００３７】
工程Ｓ１０４では、発光構造体５５上に、アノード電極５８ａ及びカソード電極５８ｂが形成される。また、基板５１の裏面に電極を形成する前に、結晶成長に用いた基板の裏面を研磨して、所望の厚さＤＳＵＢの基板生産物ＳＰを形成する。電極の形成では、例えばアノード電極５８ａが半導体領域５３上に形成されると共に、カソード電極５８ｂが基板５１の裏面（研磨面）５１ｂ上に形成される。アノード電極５８ａは半導体領域５３上の一部に設けられ、カソード電極５８ｂは裏面５１ｂの全面を覆う。これらの工程により、基板生産物ＳＰが形成される。基板生産物ＳＰは、第１の面６３ａと、これとは反対側に位置する第２の面６３ｂとを含む。
【００３８】
工程Ｓ１０５では、図５（ｂ）に示されるように、基板生産物ＳＰの第１の面６３ａをスクライブする。このスクライブは、レーザスクライバ１０ａを用いて行われる。スクライブによりスクライブ溝６５ａが形成される。図５（ｂ）では、縦５本、横５本、計１０本のスクライブ溝が既に形成されており、レーザビームＬＢを用いてスクライブ溝６５ｂの形成が進められている。一方向に沿ったスクライブ溝６５ａの長さは、六方晶系III族窒化物半導体のａ軸及び法線軸ＮＸによって規定されるａ−ｎ面と第１の面６３ａとの交差線の長さとほぼ等しく、この交差線の全範囲にレーザビームＬＢの照射が行われる。また、これと直交する方向に沿ったスクライブ溝６５ａの長さは、六方晶系III族窒化物半導体のｍ軸及び法線軸ＮＸによって規定されるｍ−ｎ面、若しくは六方晶系III族窒化物半導体の｛１１−２０｝面と、第１の面６３ａとの交差線の長さとほぼ等しく、この交差線の全範囲にレーザビームＬＢの照射が行われる。このレーザビームＬＢの照射により、互いに直交するＸ方向及びＹ方向に延在し半導体領域に到達する溝が第１の面６３ａに形成される。
【００３９】
工程Ｓ１０６では、図５（ｃ）に示されるように、基板生産物ＳＰの第２の面６３ｂへの押圧により基板生産物ＳＰの分離を行って、基板生産物ＳＰ１及びチップＬＣを形成する。押圧は、例えばブレード６９といったブレイキング装置を用いて行われる。ブレード６９は、一方向に延在するエッジ６９ａと、エッジ６９ａを規定する少なくとも２つのブレード面６９ｂ、６９ｃを含む。また、基板生産物ＳＰ１の押圧は支持装置７１上において行われる。支持装置７１は、支持面７１ａと溝部７１ｂとを含み、溝部７１ｂは一方向に延在する。溝部７１ｂは、支持面７１ａに形成されている。基板生産物ＳＰ１のスクライブ溝６５ａの向き及び位置を支持装置７１の溝部７１ｂの延在方向に合わせて、基板生産物ＳＰ１を支持装置７１上において溝部７１ｂに位置決めする。溝部７１ｂの延在方向にブレイキング装置のエッジの向きを合わせて、第２の面６３ｂに交差する方向からブレイキング装置のエッジを基板生産物ＳＰ１に押し当てる。交差方向は好ましくは第２の面６３ｂにほぼ垂直方向である。これによって、基板生産物ＳＰの分離を行って、基板生産物ＳＰ１及びチップＬＣを形成する。押し当てにより、一対の割断面である端面６７ａ及び６７ｂ、並びに一対の劈開面である端面６８ａ及び６８ｂを有するチップＬＣが形成され、これらの端面６７ａ，６７ｂ，６８ａ，及び６８ｂは、発光ダイオードの側面として十分な垂直性及び平坦性を有する。
【００４０】
形成されたチップＬＣは、上記の分離により形成された一対の端面６７ａ，６７ｂ及び一対の端面６８ａ，６８ｂを有し、端面６７ａ，６７ｂ，６８ａ，及び６８ｂの各々は、第１の面６３ａから第２の面６３ｂにまで延在する。これ故に、端面６７ａ，６７ｂ，６８ａ，及び６８ｂは、当該発光ダイオードの側面を構成し、端面６７ａ，６７ｂはＸＺ面に交差する。このＸＺ面は、六方晶系III族窒化物半導体のｍ軸及び法線軸ＮＸによって規定されるｍ−ｎ面に対応する。
【００４１】
この方法によれば、六方晶系III族窒化物半導体のａ軸の方向に基板生産物ＳＰの第１の面６３ａをスクライブした後に、基板生産物ＳＰの第２の面６３ｂへの押圧により基板生産物ＳＰの分離を行って、新たな基板生産物ＳＰ１及びチップＬＣを形成する。これ故に、ｍ−ｎ面に交差するように、チップＬＣの側面としての端面６７ａ，６７ｂが形成される。この側面形成によれば、一対の端面６７ａ，６７ｂに当該発光ダイオードの側面として十分な平坦性及び垂直性が提供される。
【００４２】
以上の工程により、ｍ−ｎ面と交差する割断面と、ｍ−ｎ面又は｛１１−２０｝面からなる劈開面とを側面に含む、個々の発光ダイオードのチップが完成する。
【００４３】
本実施形態に係る製造方法では、角度ＡＬＰＨＡは、４５度以上８０度以下又は１００度以上１３５度以下の範囲であることができる。４５度未満及び１３５度を越える角度では、押圧により形成される端面がｍ面からなる可能性が高くなる。その結果、端面６７ａ，６７ｂが非対象な形状となり、発光強度分布の対称性が低下するおそれがある。また、８０度を越え１００度未満の角度では、所望の平坦性及び垂直性が得られないおそれがある。更に好ましくは、角度ＡＬＰＨＡは、６３度以上８０度以下又は１００度以上１１７度以下の範囲であることができる。４５度未満及び１３５度を越える角度では、押圧により形成される端面の一部に、ｍ面が出現する可能性がある。また、８０度を越え１００度未満の角度では、所望の平坦性及び垂直性が得られないおそれがある。半極性主面５１ａは、｛２０−２１｝面、｛１０−１１｝面、｛２０−２−１｝面、又は｛１０−１−１｝面であることができる。更に、これらの面から−５度以上＋５度以下の範囲で微傾斜した面も上記主面として好適である。これら典型的な半極性面において、十分な平坦性及び垂直性で当該発光ダイオードの側面を提供できる。
【００４４】
また、基板５１は、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ又はＩｎＡｌＧａＮからなることができる。これらの窒化ガリウム系半導体からなる基板を用いるとき、発光ダイオードとして好適な側面を得ることができる。基板５１は好ましくはＧａＮからなる。
【００４５】
基板生産物ＳＰを形成する工程Ｓ１０４において、結晶成長に使用された半導体基板は、基板厚が４００μｍ以下になるようにスライス又は研削といった加工が施され、第２の面６３ｂが研磨により形成された加工面であることができる。この基板厚では、十分な平坦性及び垂直性を有し、イオンダメージの無い端面６７ａ，６７ｂを歩留まりよく形成できる。第２の面６３ｂが研磨により形成された研磨面であり、研磨されて基板厚が２５０μｍ以下であれば更に好ましい。また、基板生産物ＳＰを比較的容易に取り扱うためには、基板厚が５０μｍ以上であることが好ましい。
【００４６】
本実施形態に係る製造方法では、バーＬＢ１においても、図２を参照しながら説明された端面傾斜角ＢＥＴＡが規定される。バーＬＢ１では、端面傾斜角ＢＥＴＡの角度成分ＢＥＴＡ１は、III族窒化物半導体のｃ軸及びｍ軸によって規定される第１平面（図２を参照した説明における第１平面Ｓ１に対応する面）において（ＡＬＰＨＡ−５）度以上（ＡＬＰＨＡ＋５）度以下の範囲であることが好ましい。バーＬＢ１の端面６７ａ及び６７ｂは、ｃ軸及びｍ軸の一方から他方に取られる端面傾斜角ＢＥＴＡの角度成分に関して十分な垂直性を満たす。また、端面傾斜角ＢＥＴＡの角度成分ＢＥＴＡ２は、第２平面（図２に示された第２平面Ｓ２に対応する面）において−５度以上＋５度以下の範囲であることが好ましい。このとき、バーＬＢ１の端面６７ａ，６７ｂは、半極性面５１ａの法線軸ＮＸに垂直な面において規定される端面傾斜角ＢＥＴＡの角度成分に関して十分な垂直性を満たす。
【００４７】
端面６７ａ，６７ｂは、半極性面５１ａ上にエピタキシャルに成長された複数の窒化ガリウム系半導体層への押圧によるブレイクによって形成される。半極性面５１ａ上へのエピタキシャル膜であるが故に、端面６７ａ，６７ｂは、ｃ面、ｍ面、又はａ面といった低面指数の劈開面ではない。しかしながら、半極性面５１ａ上へのエピタキシャル膜の積層のブレイクにおいて、端面６７ａ，６７ｂは、発光ダイオードの側面として十分な平坦性及び垂直性を有する。
【００４８】
以上に説明した発光ダイオード１１及びその製造方法によれば、次の効果が得られる。前述したように、従来のダイシングによるチップ化は、チップの側面に欠けやチッピングといった形状不良を生じさせるおそれがある。このような形状不良は、発光ダイオード内部での発光分布に影響を及ぼすほか、発光ダイオードの信頼性も低下する。このため、発光ダイオードを製造する際の歩留まりの低下に繋がるという問題がある。これに対し、本実施形態に係る発光ダイオード１１及びその製造方法では、一対の側面を割断面２７，２９（端面６７ａ，６７ｂ）によって構成しており、他の一対の側面を劈開面１３ａ，１３ｂによって構成している。割断面２７，２９（端面６７ａ，６７ｂ）は、発光構造体１３において、六方晶系III族窒化物半導体のｍ−ｎ面に交差する面であり、割断により形成された面である。また、劈開面１３ａ，１３ｂは、ｍ−ｎ面又は｛１１−２０｝面からなる。これらの割断面２７，２９（端面６７ａ，６７ｂ）並びに劈開面１３ａ，１３ｂは、上述したように、発光ダイオードの側面として十分な平坦性及び垂直性を有する。したがって、本実施形態に係る発光ダイオード１１及びその製造方法によれば、発光ダイオード１１の側面における欠けやチッピングといった形状不良を低減することができる。
【００４９】
（実施例）
以下の通り、半極性面ＧａＮ基板（上記実施形態の支持基体１７に相当）上に、発光ダイオードを有機金属気相成長法により成長した。基板には、ＨＶＰＥ法で厚く成長した（０００１）ＧａＮインゴットからｍ軸方向に７５度の角度で切り出した｛２０−２１｝面ＧａＮ基板を用いた。なお、原料にはトリメチルガリウム（ＴＭＧａ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）、アンモニア（ＮＨ３）、シラン（ＳｉＨ４）を用いた。
【００５０】
まず、ＧａＮ基板の温度をＮＨ３及びＨ２雰囲気中において１０５０℃まで上昇させて１０分間保持し、前処理（サーマルクリーニング）を行った。その後、基板温度を１１００℃とし、ＧａＮ基板上にｎ型ＧａＮ層（第１半導体層２１に相当）を２μｍ成長させた。
【００５１】
続いて、基板温度を８４０℃に下げて、ｎ型Ｉｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎ緩衝層を成長させた後、量子井戸発光層（発光層２５に相当）を成長させた。このとき、井戸層の成長温度を７４０℃とし、バリア層の成長温度を８４０℃とした。その後、基板温度を１０００℃に上げて、ｐ型Ａｌ０．１８Ｇａ０．８２Ｎ電子ブロック層（第２半導体層２３に相当）を２０ｎｍ成長させ、更にその上に、ｐ型ＧａＮコンタクト層（コンタクト層３３に相当）を５０ｎｍ成長させた。
【００５２】
続いて、Ｎｉ／Ａｕから成る電極（アノード電極１５に相当）をコンタクト層３３上に蒸着し、これとは別に、Ｔｉ／Ａｕから成るパッド電極を蒸着した。また、ＧａＮ基板の裏面に、Ｔｉ／Ａｌから成る電極（カソード電極４１に相当）を蒸着した。その後、ｎ型ＧａＮ層、量子井戸発光層及びｐ型ＡｌＧａＮ電子ブロック層等が形成された基板生産物の表面に、該表面の全面にわたってレーザースクライバーでスクライブラインを入れ、基板生産物の裏面（すなわちＧａＮ基板の裏面）にブレーキング用の刃を押し当てて、チップ化を行った。
【００５３】
ブレイクによって形成された割断面を走査型電子顕微鏡で観察した結果、顕著な凹凸は観察されなかった。このことから、割断面の平坦性（凹凸の大きさ）は、２０ｎｍ以下と推定される。更に、割断面の試料表面に対する垂直性は、±５度の範囲内であった。
【００５４】
この結果、チップ端部における割れや欠けなどの不良が発生することなく、チップの四方の側面が基板主面に対して十分な垂直性を有する発光ダイオードが得られた。これにより、発光強度分布の対称性が良好な発光ダイオードが実現した。
【符号の説明】
【００５５】
１１…発光ダイオード、１３…発光構造体、１３ａ，１３ｂ…劈開面、１５…アノード電極、１７…支持基体、１７ａ…半極性主面、１７ｂ…裏面、１７ｃ…端面、１９…半導体領域、１９ｃ…端面、２１…第１半導体層、２３…第２半導体層、２５…発光層、２５ａ…井戸層、２５ｂ…障壁層、２７，２９…割断面（端面）、３３…コンタクト層、４１…カソード電極、ＢＥＴＡ…端面傾斜角、ＢＲＥＡＫ…割断線、ＦＡ…参照面、ＬＢ…レーザビーム、ＬＢ１…バー、ＮＡ…法線ベクトル、ＮＸ…法線軸、Ｓｃ…ｃ面、ＳＭ…ｍ面。
【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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