(57)【要約】【課題】発光素子の光を有効に発光させ、或いは発光した光を効率的に捕捉するためには発光する化合物半導体膜の直下に導電性のある透明膜や反射膜を持つ基板構造であることが望まれる。しかしながらこの様な反射膜の上に結晶構造の半導体を形成することは一般的にはできない。【解決手段】本発明はサファイア基板に結晶構造を持つ化合物半導体を形成してその上に導電性反射膜や酸化膜面などを設けてもう一枚の基板と親和性の良い表面の状態で貼り合わせ、その後にサファイア基板をリフトオフなどにより除去して、結晶構造の化合物半導体の下に導電性反射膜や透明導電膜を有する基板を形成するものである。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも結晶構造を有する一層または複層の化合物半導体膜を形成したサファイア基板の該化合物半導体側と他の基板の表面側あるいは何らかの薄膜を形成した他の基板の該薄膜側とを貼り合わせるにあたり、各々の表面が親和性の良い材料の組み合わせで貼り合わせ、その後に該サファイア基板を除去することにより該結晶構造を有する一層または複層の化合物半導体を他の基板上に形成した基板を用いる半導体装置。
【請求項２】
請求項１の手法において、結晶構造を有する一層または複層の化合物半導体をサファイア基板上に形成して、その上に反射導体膜を形成し、その上にシリコン酸化膜を形成したサファイア基板のシリコン酸化膜面と他のシリコン基板のシリコン面とを貼り合わせた基板から該サファイア基板を除去した基板を用いる半導体装置。
【請求項３】
請求項１の手法において、結晶構造を有する一層または複層の化合物半導体をサファイア基板上に形成した該化合物半導体面とシリコン基板などの他の基板に反射導体膜を形成しその上に形成した該化合物半導体の多結晶膜面とを貼り合わせて形成した基板において、或いは結晶構造を有する一層または複層の化合物半導体をサファイア基板上に形成しその上に反射導電膜を形成した該反射導電膜面とシリコン基板などの他の基板に形成した該反射導電膜と同じ材料の薄膜の面とを貼り合わせて形成した基板において、或いは結晶構造を有する一層または複層の化合物半導体をサファイア基板上に形成した化合物半導体面とシリコン基板などの他の基板の表面とを導電性金属ペーストを用いて接着して貼り合わせて形成した基板において、或いは結晶構造を有する一層または複層の化合物半導体をサファイア基板上に形成しその上に反射導電膜を形成した該反射導電膜面とシリコン基板などの他の基板の表面とを導電性金属ペーストを用いて接着して貼り合わせて形成した基板において、貼り合わせの後に該サファイア基板を除去した基板を用いる半導体装置。
【請求項４】
請求項１の手法において、結晶構造を有する一層または複層の化合物半導体をサファイア基板上に形成した化合物半導体面と他のサファイア基板に酸化インジウム膜などの透明導電膜を形成しその上に形成した該化合物半導体の多結晶膜の面とを貼り合わせて形成した基板において、或いは結晶構造を有する一層または複層の化合物半導体をサファイア基板上に形成しその上に形成した酸化インジウムなどの透明導電膜の面と他のサファイア基板の上に形成した該酸化インジウムなどの透明導電膜の面とを貼り合わせて形成した基板において、貼り合わせの後に化合物半導体を形成していた側のサファイアを除去した形成した基板を用いる半導体装置。
【請求項５】
請求項１，２，３、４による基板作成方法において、一層または複層の化合物半導体膜を形成したサファイア基板と他の基板との間を貼り合わせる双方の界面に、機能上は必要ないものの、親和性の良い金属薄膜をあるいは透明導電膜を形成して貼り合わせて基板を形成して、その後に該サファイアを除去して形成した基板を用いる半導体装置。
【請求項６】
請求項１，２，３、４、５において、化合物半導体は発光ダイオードに用いる少なくともＰ型半導体及びＮ型半導体からなる化合物半導体であり、この手法により作成した基板を用いる発光ダイオード。
【請求項７】
請求項１，２，３、４、５、６において、化合物半導体はＧａＡｌＮやＧａＰＮ、ＧａＮなどのＧａＮ系のＰ型半導体、Ｎ型半導体からなる化合物半導体であり、この手法により作成した基板を用いる発光ダイオード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は発光ダイオードのウエーハの構造とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】従来のＬＥＤは図１−１に示すような構造を有している。ＧａＡｌＮなどよりなる発光素子をパッケージ基板上に実装してボンディングポストへのワイヤのボンディングを通して電極を取り出し、発光した紫外光を蛍光体にあてて波長の長い光を励起する構造である。可視光を直接発生する場合には蛍光体は不要である。（特許文献１）。【０００３】１は発光素子を実装するパッケージの基板、２はパッケージから外部へ電極を取り出すリード、３はキャップ、４は発光素子でありその平面図を図１−２、断面図を１−３に示す。５はボンディグワイア、６は蛍光体であり発光素子から放出される波長の短い光で励起されて波長の長い光を発光するものである。この光はカバーガラスであるキャップ３を経て外部に放出される。【０００４】図１−２において７はサファイア基板９の上に形成されたＧａＡｌＮなどよりなる半導体の境界を示し、８はその半導体のＰ型半導体層とＮ型半導体層の境界を示す。１０はＮ型半導体層、１１はＰ型半導体層を示し、１２、１３はそれぞれＮ型半導体層のボンディングパッド部、Ｐ型半導体層のボンディングパッド部を示す。【０００５】図１−３は図１−２のＸ−Ｘ’の断面図を示す。１４はサファイア基板、１５はＮ型半導体層であり、１２はその電極を示す。１６は半導体の活性層であり、１７はＰ型半導体層であり、１３はその電極を示す。１８はサファイア基板の裏面に設けられた銀やニッケルからなる反射膜層である。【０００６】発光素子の光はカバーガラスの方向である集光方向、反対方向、直角方向に発光されるが、集光方向の光はそのまま集光方向へ集まり、反対方向の光はサファイア基板の裏面の反射膜層で反射されて集光方向に集まる。集光方向と直角方向の光の多くは減衰してその残りであるごく一部の光をパッケージの側面などを傾斜させて集光方向に反射させることにより利用されている。【０００７】集光方向の光はそのまま集光方向である表面方向に放出される。Ａにより示している。集光方向と反対方向の光は図の様に反射膜層１８で反射され集光方向に集まるがその方向によりさまざまである。垂直に対して角度を持たない光はサファイアの裏面で反射され半導体層を通過して集光方向に集まる。Ｂでその様子を示す。しかしサファイア層を往復するためにその間の減衰は少なくない。また端面に近いところでは側面方向に反射してしまう。Ｃでその様子を示す。この結果として反射膜で反射する光のうち一部しか表面を通して集光方向へ集められない。この様な現象を排除するには、サファイア基板の裏面での反射ではなくサファイアの表面側すなわちサファイアと半導体層の界面に反射層があることが理想である。しかし、現実的にはサファイア基板の上に形成した金属などの反膜層の上に結晶構造の半導体膜を形成することはできない。【０００８】図２において、集光方向をサファイア基板側にした発光ダイオードとその実装構造を示す。図において３１はサファイア基板、３２はＮ型半導体、３３はＰ型半導体、３４は反膜層、３５，３６はフリップチップ電極、３７は発光ダイオード素子全体を示し、３８は実装の為のパッケージ基板、３９は外部へ電極を取り出すための電極、４０は傾斜を持った側壁、４１は蛍光体、４２はカバーガラスのキャップである。Ｐ型、Ｎ型半導体層の界面の活性層にて発光する光はサファイア基板を通過してパッケージ表面の集光方向へ集まる。Ａの方向でその様子を示す。反対側への光は反射膜３４にて至近距離で反射されて集光方向へ導かれる。Ｂの方向でその様子を示す。Ｐ型半導体の電極は金属である反射膜層経由でフリップチップ電極へ接続される、Ｎ型半導体の電極はＮ型半導体を経由してフリップチップ電極に至る。【０００９】この構造の課題は二つある。一つの課題はＮ型半導体を抵抗率は低くするには限界があるために大電流の発光ダイオードでは、Ｎ型半導体の電位が面内で電位が一定でなくなることである。これが面内の輝度のバラツキの原因となることにある。この対応としてＮ型半導体とサファイア基板の界面に酸化インジウムのような抵抗率が低く透明な薄膜を存在させることができればこの問題は解決できる。【００１０】もう一つの課題はこの素子のＮ型電極部の形成過程にある。すなわち、Ｎ型半導体だけを残してＰ型半導体をエッチングすることは工程管理が難しいことである。この対策として半導体膜の下地に透明導電膜のような異種類のものでエッチング速度が大きく異なる層があれば容易になる。半導体層をエッチング中に一部残すのではなく全てエッチングして透明導電膜を残す手法を採用できるようにすることである。この対応としてＮ型半導体とサファイア基板との界面に酸化インジウムのような導電性があり透明な薄膜を存在させることができればこの問題は解決できる。【００１１】しかしながら、サファイア基板に形成した酸化インジウムの上に結晶構造の良い半導体層を形成することは一般的には不可能である。
【特許文献１】
【００１２】  特開平１０  −９３１４６  号公報  特願２００８−３３６２５１  特願２００９−２４２５６  特願２００９−２６８０５１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】本発明は、この様な事情に鑑みなされたものであり、従来技術ではＧａＡｌＮなどの結晶構造を持つ化合物半導体が反射導電膜や透明導電膜に形成できなかったものを実現する方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】本発明の新規点は、ＧａＡｌＮなどの半導体膜を一旦はサファイア基板のような基板に結晶構造を持つ状態で形成して、その状態で、あるいは、その上に形成したニッケル薄膜などの反射導電膜やシリコン酸化膜の透明絶縁膜や酸化インジウムの透明導電膜などの薄膜層を形成した状態で、別のシリコン基板やサファイア基板と、或いはシリコン基板やサファイア基板上に形成した同様な薄膜層とともに貼り合わせて、その後に結晶構造のＧａＡｌＮを形成していたサファイア基板を除去することにより完全な結晶構造の半導体膜を金属膜の上やその他の薄膜の上に実現するものである。【００１５】シリコン基板上のニッケル膜あるいは銀薄膜の上に結晶構造を持つＧａＡｌＮなどの半導体膜を形成する手法を説明する。貼り合わせるウエーハがサファイアとシリコンの場合である。サファイア基板に公知の技術によりＧａＡｌＮのような半導体の結晶膜を形成して、その上に反射膜となるニッケルやクロムや銀などの薄膜層を形成し、その上にシリコン酸化膜を形成し、表面がシリコン酸化膜となったサファイア基板と別のシリコン基板を貼り合わせる手法である。この手法が発明の要点の一つである。すなわち、サファイア基板のシリコン酸化膜面とシリコン基板のシリコン面での貼り合わせである。これは、シリコンの酸化物であるＳｉＯ２面とシリコンのＳｉ面の結合であり、貼り合わせた界面で酸素Ｏ２のやり取りをする極めて親和性の良い界面での張り合わせである。すでに実用化が始まっているシリコン基板上のシリコン酸化膜の面と別のシリコン基板のシリコン面とを貼り合わせ技術と類似しており室温での貼り合わせが可能であり、必要に応じて低温でのアニーリングによりこの界面の結合は分子レベルで完全になる。シリコン基板とサファイア基板を貼り合わせた後、サファイア基板を公知のリフトオフ法で除去することにより目的とするシリコン基板上の金属薄膜、その上の結晶構造の化合物半導体層の構造を実現することができる。【００１６】この事例の新規点は、半導体と金属薄膜を形成したサファイア基板に本来機能には必要ではないシリコン酸化膜を積層することにあり、このシリコン酸化膜をバッファ層としてシリコン基板との貼り合わせが容易に可能となる点にある。【００１７】また、同様な手法により酸化膜を介さずに貼り合わせることも可能である。サファイア基板に公知の技術により結晶構造のＧａＡｌＮ半導体膜を形成したサファイア基板とシリコン基板上に蒸着やスパッタリングによりニッケルや銀などの金属薄膜を形成しさらにＧａＡｌＮなどの多結晶膜を形成したシリコン基板を貼り合わせるものである。すなわち、これはシリコン基板上の多結晶ＧａＡｌＮ面とサファイア基板上の結晶構造を持つＧａＡｌＮ面を表面活性化した後に貼り合わせて一枚とするものである。その後に結晶構造を持つＧａＡｌＮ基板側のサファイア層を除去する。これにより、シリコン基板上のニッケル膜などの上の多結晶ＧａＡｌＮ膜、その上に結晶構造を持つＧａＡｌＮの半導体膜を有する構造を可能にするものである。【００１８】この事例の新規点は、２枚の基板を貼り合わせるために機能上は必要ではない多結晶のＧａＡｌＮ膜をシリコン基板側の上のニッケル膜上に形成して、この多結晶ＧａＡｌＮ膜をバッファー層として結晶構造のＧａＡｌＮと親和性の良い状態で貼り合わせを容易に行う点にある。【００１９】同様に、貼り合わせる２枚の基板をニッケル膜を共通界面にして貼り合わせる手法も可能である。すなわち、サファイア基板に結晶構造のＰ型、Ｎ型のＧａＡｌＮ膜を形成してその上にニッケル薄膜を形成したサファイア基板とシリコン基板上にニッケル薄膜を形成したシリコン基板をニッケル薄膜を共通の界面として表面活性化処理をしながら貼り合わせる手法である。別の手法としては、サファイア基板に結晶構造のＧａＡｌＮ膜を形成した基板とシリコン基板を同一の装置内にてニッケルを形成して、真空中のままで２枚の基板を貼り合わせることも可能である。必要に応じて基板加熱をした状態でニッケル薄膜を形成して、その状態で貼りあり合わせる。貼り合わせ終了後に結晶構造のＧａＡｌＮ基板側のサファイ層を除去する。これにより、シリコン基板上のニッケル膜、サファイア基板側にあったニッケル膜、その上に結晶構造を持つＧａＡｌＮの半導体膜を有する構造を可能にするものである。【００２０】この事例の新規点は、２枚の基板を貼り合わせるために２枚の基板の双方には必ずしも必要としないニッケル膜を双方の基板に形成して、共通のニッケル膜をバッファー層としてこの界面を親和性の良い表面状態でもって容易に貼り合わせを行う点にある。【００２１】貼り合わせる基板がともにサファイア基板の場合も同様な手法により可能である。サファイア基板上に形成した酸化インジウムの上に結晶構造を有するＧａＡｌＮなどの半導体膜を形成する方法について説明する。サファイア基板上に結晶構造を持つＧａＡｌＮなどの半導体膜を公知の手法で形成し、その上に酸化インジウム膜を形成する。一方でもう１枚の別のサファイア基板上に酸化インジウムの薄膜を形成する。この２枚のサファイア基板を両基板の表面に形成した酸化インジウムの面を表面活性化処理をして貼り合わせる。その後にＧａＡｌＮ半導体側の基板のサファイ層を除去することにより、サファイア基板上の酸化インジウムの上に結晶構造を持つＧａＡｌＮなどの半導体膜が形成されている状態の実現を可能にするものである。【００２２】この事例の新規点は、２枚の基板を貼り合わせるために２枚の基板の双方には必ずしも必要としない酸化インジウム膜を双方の基板に形成して、共通の酸化インジウム膜をバッファー層として親和性の良い表面状態でもって貼り合わせを容易に行う点にある。【００２３】同様に貼り合わせる面を両基板とも酸化インジウムではなく、両基板とも半導体膜面として貼り合わせることも可能である。すなわち、サファイア基板上に結晶構造を持つＧａＡｌＮなどの半導体膜を公知の手法で形成する。一方でもう１枚の別のサファイア基板上に酸化インジウムの薄膜を形成して、その上に多結晶のＧａＡｌＮを形成する。この２枚のサファイア基板を両基板の表面に形成したＧａＡｌＮ層の面を表面活性化処理をして貼り合わせる。その後にＧａＡｌＮ半導体側の基板のサファイア層を除去することにより、サファイア基板上の酸化インジウム、多結晶構造のＧａＡｌＮ層の上に結晶構造を持つＧａＡｌＮなどの半導体膜が形成されている状態の実現を可能にするものである。【００２４】この事例の新規点は、２枚の基板を貼り合わせるために機能上は必要ではない多結晶のＧａＡｌＮ膜をサファイア基板側に形成した酸化インジウム膜上に形成して、この多結晶ＧａＡｌＮ膜をバッファー層として結晶構造のＧａＡｌＮと親和性の良い状態で貼り合わせを容易に行う点にある。【００２５】これらの過程においては両サファイア基板ともに酸化インジウム膜やＧａＡｌＮ膜などの同じ母材界面にして貼り合わせたが表面活性化処理の方法次第では必ずしも両方の面が同じ母材の界面である必要はない。すなわち、ＧａＡｌＮ結晶構造の半導体膜を形成したサファイア基板上に酸化インジウム膜を形成し、この基板にサファイア基板を直接貼り合わせることも可能であり、また、ＧａＡｌＮ結晶構造の半導体膜を形成したサファイア基板には酸化インジウムは積層せずに、サファイア基板上に酸化インジウムの薄膜を形成し、サファイア基板上のＧａＡｌＮ結晶面と別のサファイア基板上の酸化インジウム面とを表面活性化した後に貼り合わせることも可能である。
【発明の効果】
【００２６】以上のように開示してきたシリコンとシリコン酸化膜のような親和性の良い組み合わせ、ＧａＡｌＮの結晶構造膜と多結晶膜との同一素材での界面の組み合わせ、また同じ金属や薄膜材料をバッファー層として異種のウエーハ材料を貼り合わせることやサファイア基板上に形成した化合物半導体を結晶構造のままで貼り合わせ結晶構造の半導体層を別の基板の移動させる技術は画期的であり、極めて新規性の高い技術である。ウエーハの貼り合わせはシリコン基板同士では実用化が始まっているがサファイア基板とシリコン基板との組み合わせやサファイア基板同士の貼り合わせ、その他材料の基板との組み合わせも多々可能である。この新しい貼り合わせにより新しい価値を生み出すことができる。【００２７】事例として挙げている材料はＧａＡｌＮやニッケルであるが、本発明の応用は、この材料に限定されることなく幅広い半導体材料、金属材料、金属酸化物材料などに適用できるものである。また目的は発光ダイオードだけではなく産業界で多くの用途に対して新構造の基板作りが可能になる。具体的には、熱伝導率の高い材料の基板と化合物半導体との貼り合わせで高温度特性に優れた半導体基板の実現が可能になる。また、誘電率の小さな基板と半導体基板との貼り合わせにより、高周波特性の良い半導体基板の実現が可能になる。【００２８】本発明により作成する発光ダイオードの基板は、発光した光をできるだけ多く活用できる方向へ光を反射させたり、発光層の電位を一定にして効率的な発光をするようにすることにより集光効率の向上を格段に上げることを可能にするものある。
発光素子の効率を高めることは省エネルギーの重要な手段の一つであり、発光ダイオードが家庭用の電灯の代わりや液晶テレビのバックライトに使用され、さらに、自動車のヘッドライトの代わりに用いられるに至り、省エネルギーのために発光の高効率化はますます重要なものになってきている。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】  従来の発光ダイオードの構造を示す断面図
【図２】  従来の発光ダイオードの構造を示す断面図の別の事例
【図３】  本発明による基板の作成方法
【図４】  本発明による別の基板の作成方法
【図５】  本発明による別の基板の作成方法
【図６】  本発明による別の基板の作成方法
【図７】  本発明による別の基板の作成方法
【図８】  本発明による別の基板の作成方法
【図９】  本発明による基板を持いた発光ダイオードの構造
【図１０】  本発明による基板を持いた発光ダイオードの別の実施例の構造
【図１１】  発光ダイオードの詳細構造
【図１２】  発光ダイオードの作成工程
【図１３】  本発明による基板を用いた発光ダイオードの構造の別の実施例
【図１４】  本発明による基板を用いた発光ダイオードの構造の別の実施例
【図１５】  発光ダイオードの詳細構造
【図１６】  光マイクロセルの構造
【図１７】  発光ダイオードの作成工程
【発明を実施するための形態】
【００３０】図３においてサファイア基板とシリコン基板を貼り合わせる基板の製造方法を示す。サファイア基板のシリコン酸化膜面とシリコン基板のシリコン面とを貼り合わせる事例である。図３−１はサファイ基板側の準備である。サファイア基板５０にＧａＡｌＮあるいはＧａＮからなる低温バッファー層４７、結晶構造を有するＰ型ＧａＡｌＮ膜５４、活性層、Ｎ型ＧａＡｌＮ膜５２を形成する。その上へニッケル薄膜５１をスパッタリングや蒸着などにより形成し、その上へシリコン酸化膜をスパッタリングなどで形成する。必要に応じてＣＭＰ（ケミカル、メカニカル、ポリッシュ）手法などにより表面の平坦化処理を行う。図３−２はシリコン基板５６である。図３−３はサファイア基板５０の表層のシリコン酸化膜面とシリコン基板のシリコン面を表面活性化処理した上で貼り合わせ結合した状態を表す。表面活性化処理としてはアルゴンスパッタ処理などがあるがこの組み合わせでは単にシリコンのフッ酸処理だけでもよい。すなわち表面を活性化させた後に室温近傍で貼り合わせを行うものである。シリコン面とシリコン酸化膜面を貼り合わせる組み合わせは、近年普及が始まったシリコン基板の上にシリコン酸化膜を形成してもう一枚のシリコンと貼り合わせる面の組み合わせと同じである。このシリコン酸化膜とシリコン面の組み合わせは、シリコン同士の貼り合わせやシリコン酸化膜同士の貼り合わせよりはるかに容易である。シリコン酸化膜ＳｉＯ２とシリコンＳｉの界面が酸素Ｏ２の授受により容易に貼り合わせができることが公知でありこの手法を用いるものである。図３−４は張り合わせた後にサファイア基板を公知のリフトオフ手法により除去した状態を示す。低温バッファー層４９によりリフトオフが助長される。シリコン基板５６にシリコン酸化膜５５、ニッケルなどの金属反射膜５１、Ｎ型ＧａＡｌＮ層５２、Ｐ型ＧａＡｌＮ層５４が形成されている構造である。シリコン基板上のニッケル膜の上に結晶構造のＧａＡｌＮ層が形成されることは、従来手法ではなく、極めて新規性の高い手法である。
【００３１】図３の事例では結晶構造の化合物半導体ＧａＡｌＮを形成しているサファイア基板をレーザリフトオフ法で除去するためにＧａ系のバッファー層を設けているが近年レーザを用いないケミカルリフトオフ法も実用化検討がされている。この場合にはバッファー層がメタルバッファー層になる。いずれの方法でもサファイア基板をリフトオフするための構造と本発明の貼り合わせの方法は両立する手法である。従って以降の図でもサファイ基板と結晶構造の化合物半導体の間のリフトオフの為の低温バッファー層の表示はするが化合物半導体種類によっては必ずしも必要ではなく、また必ずしも低温バッファー層であるとは限らない。
【００３２】図３の事例では、金属反射膜５１にニッケルを用いた事例を示したが、クロム薄膜や可視光の反射率の高い銀薄膜を用いることも可能であり、材料に依存しない発明である。
【００３３】図４においてサファイア基板とシリコン基板を貼り合わせる基板の製造方法の別の事例を示す。基板上のＧａＡｌＮの多結晶膜面と基板のＧａＡｌＮの結晶膜面とを貼り合わせる事例である。図４−１はサファイ基板側の準備である。サファイア基板５０に結晶構造を有するＰ型ＧａＡｌＮ膜５４、活性層、Ｎ型ＧａＡｌＮ膜５２を形成する。図４−２はシリコン基板５６にニッケル膜を蒸着やスパッタリングで形成してその上に多結晶膜Ｎ型ＧａＡｌＮ５７を形成する。図４−３はサファイア基板５０の表層の結晶構造を有するＮ−ＧａＡｌＮ膜面とシリコン基板のＮ型多結晶ＧａＡｌｎ膜面を表面活性化処理した上で貼り合わせ結合した状態を表す。表面活性化処理としてはアルゴンスパッタ処理などがあるがこの組み合わせでは単にフッ酸処理などにより自然形成酸化膜の除去だけでもよい。すなわち表面を活性化させた後に室温近傍で貼り合わせを行うものである。図４−４は張り合わせた後にサファイア基板をリフトオフ手法などで除去した状態を示す。シリコン基板５６にニッケルなどの金属反射膜５１、Ｎ型多結晶ＧａＡｌＮ５７、Ｎ型ＧａＡｌＮ層５２、Ｐ型ＧａＡｌＮ層５４の構造であり、シリコン基板上に結晶構造のＧａＡｌＮ層が形成されている。
【００３４】図５においてサファイア基板とシリコン基板を貼り合わせる基板の製造方法の別の事例を示す。基板上のニッケル膜面と別の基板のニッケル膜面とを貼り合わせる事例である。図５−１はサファイ基板側の準備である。サファイア基板５０に結晶構造を有するＰ型ＧａＡｌＮ膜５４、活性層、Ｎ型ＧａＡｌＮ膜５２、ニッケル薄膜５８を形成する。図５−２はシリコン基板５６にニッケル膜５１を蒸着やスパッタリングで形成する。図５−３はサファイア基板５０の表層のニッケル薄膜とシリコン基板のニッケル薄膜面を表面活性化処理した上で貼り合わせ結合した状態を表す。表面活性化処理としてはアルゴンスパッタ処理などがある。すなわち表面を活性化させた後に室温近傍で貼り合わせを行うものである。図５−４は張り合わせた後にサファイア基板をリフトオフで除去した状態を示す。リフトオフの為に低温バッファー層４７あるいは相当の層が必要であれば図５−１、図５−３に示すようにサファイ基板５０とＰ−ＧａＡｌＮ層５４の間に形成しておく。結果として図５−４のようにシリコン基板５６にはニッケルなどの金属反射膜５８、５１、Ｎ型ＧａＡｌＮ層５２、Ｐ型ＧａＡｌＮ層５４の構造となり、シリコン基板上に結晶構造のＧａＡｌＮ層が形成されている。
【００３５】図５においては基板上のニッケル膜面と別の基板のニッケル膜面とを貼り合わせを表面活性化して行う事例を説明したが、両基板のニッケル膜を同じ真空室で形成して、ニッケル表面が活性化しているそのままの状態で貼り合わせる手法でも容易に貼り合わせが可能である。この場合には図５−１においてサファイア基板５０に結晶構造を有するＰ型ＧａＡｌＮ膜５４、活性層、Ｎ型ＧａＡｌＮ膜５２までを形成して、図５−２においてシリコン基板５６にニッケル膜５８を蒸着やスパッタリングで形成する時に、同じ真空室内で同じニッケル膜５１を形成して、その環境内で貼り合わせを行うものである。これにより図５−３に示す状態を作り出すことができるものである。以降は同様な工程である。
【００３６】図６においてサファイア基板とシリコン基板を貼り合わせる基板の製造方法の別の事例を示す。サファイア上に形成した結晶構造の化合物半導体の上にバリア金属薄膜を形成してその面とシリコンの面を銀ペーストにより貼り合わせる構造である。図６−１はサファイ基板に結晶構造のＰ型半導体５４、Ｎ型半導体５２、バリア金属反射膜４６を形成した状態を示す。図６−２においてシリコン基板に銀ペースト４５を塗布した状態を示す。図６−３において、その状態で図６−１のサファイア基板と貼り合わせた状態を示す。図６−４においてその状態からサファイア基板をリフトオフ手法で除去した状態を示す。これにより、シリコン基板上に銀ペースト、バリア金属、結晶構造のＮ−ＧａＡｌＮ膜、Ｐ−ＧａＡｌＮ膜の構造を実現することができる。銀ペーストを含んでいるために、後工程で高温度で処理する用途には適用できないが多くの用途では、高温度の処理は必要としないためにこ手法を持ちいることもできる。
【００３７】図７においてサファイア基板ともう一枚のサファイア基板を貼り合わせる製造方法の事例を示す。サファイア基板に形成した半導体膜の上の酸化インジウム膜面ともう一枚のサファイア基板上の酸化インジウム膜面とを貼り合わせる事例である。図７−１はサファイ基板側の準備である。サファイア基板５０に結晶構造を有するＰ型ＧａＡｌＮ膜５４、活性層、Ｎ型ＧａＡｌＮ膜５２、酸化インジウム膜５９を形成する。図７−２はサファイア基板４８に酸化インジウム膜４９をスパッタリングなどで形成する。図７−３はサファイア基板５０の表層の酸化インジウム膜面とサファイア基板４８の酸化インジウム膜面を表面活性化処理した上で貼り合わせ結合した状態を表す。表面活性化処理としてはアルゴンスパッタ処理などがある。すなわち表面を活性化させた後に室温近傍で貼り合わせを行うものである。図７−４は張り合わせた後にサファイア基板５０をリフトオフで除去した状態を示す。サファイア基板４８に酸化インジウム４９、５９、Ｎ型ＧａＡｌＮ層５２、Ｐ型ＧａＡｌＮ層５４の構造であり、サファイア基板上に結晶構造のＧａＡｌＮ層が形成されている。
【００３８】図８においてサファィア基板ともう一枚のサファイア基板を貼り合わせる製造方法の別の事例を示す。サファイア基板に形成した結晶構造の半導体面ともう一枚のサファイア基板上に形成した酸化インジウムの上に形成した多結晶半導体面とを貼り合わせる事例である。図８−１はサファイ基板側の準備である。サファイア基板５０に結晶構造を有するＰ型ＧａＡｌＮ膜５４、活性層、Ｎ型ＧａＡｌＮ膜５２を形成する。図８−２はサファイア基板４８の上に酸化インジウム５９を形成して、さらに多結晶ＧａＡｌＮ層５７を形成した状態である。図８−３はサファイア基板５０の表層のＮ−ＧａＡｌＮ層５２とサファイア基板４８の多結晶ＧａＡｌＮ層を表面活性化処理した上で貼り合わせ結合した状態を表す。表面活性化処理としてはアルゴンスパッタ処理などがある。すなわち表面を活性化させた後に室温近傍で貼り合わせを行うものである。図８−４は張り合わせた後にサファイア基板５０をリフトオフ手法で除去した状態を示す。サファイア基板４８に酸化インジウム５９、多結晶ＧａＡｌＮ層５７、Ｎ型ＧａＡｌＮ層５２、Ｐ型ＧａＡｌＮ層５４の構造である、サファイア基板上の酸化インジウムの上にシリコン基板上に結晶構造のＧａＡｌＮ層が形成されている。
【００３９】図９において本発明の基板を用いた発光素子の事例を説明する。この事例では図５に示した手法で制作したシリコン基板にニッケル膜、Ｎ型ＧａＡｌＮ膜、Ｐ型ＧａＡｌＮ膜の上にさらに酸化インジウム膜を形成した基板を用いている。図９は素子の断面図を除いて図１と同様である。６１は本発明の発光素子を実装するパッケージの基板、６２はパッケージから外部へ電極を取り出すリード、６３はキャップ、６４は発光素子でありその平面図を図９−２、断面図を９−３に示す。６５はボンディグワイア、６６は蛍光体であり発光素子から放出される波長の短い光で励起されて波長の長い光を発光するものである。この光はカバーガラス６３を経て外部に放出される。
【００４０】図９−２において６７はシリコン基板６９の上に形成されたＧａＡｌＮなどよりなる半導体の境界を示し、６８はその半導体のＰ型半導体層とＮ型半導体層の境界を示す。７０はＮ型半導体層、７１はＰ型半導体層を示し、７２、７３はそれぞれＮ型半導体層のボンディングパッド部、Ｐ型半導体層のボンディングパッド部を示す。
【００４１】図９−３は図９−２のＸ−Ｘ’の断面図を示す。７４はシリコン基板、７５はニッケル薄膜層、７６Ｎ型半導体層であり、７２はその電極を示す。７７は半導体の活性層であり、７８はＰ型半導体層であり、７９はその上に形成した透明導電膜である酸化インジウム７９であり、７３はその電極を示す。
【００４２】集光方向の光はそのまま集光方向である表面方向に放出される。Ａにより示している。集光方向と反対方向の光は図の様にニッケル膜などによる反射膜層７５で反射され集光方向に集まる。至近位置での反射であるため殆んどが減衰されることなく反射される。Ｂにその様子を示す。
【００４３】本発明の別の実施例を示す。発光素子のパターン平面図を図１０−１に示す。素子の実装は図９−１と同様であるため省略する。図１０−１において６行４列のマトリックス的な配置において、１３０は素子の全体を示し、２４個のセルが構成されている。１３１はＰ電極の部分であり、１３２はＮ電極の部分である。１３１、１３２以外のセルが光マイクロセルであり番号１から２２が付与して示してある。１３３は１１番目の光マイクロセルのＰ型領域を示し、１３４はそのＮ型領域を示している。光マイクロセル１１、１２，２２へはＰ電極のアルミ材料と同じ配線材料で光マイクロセルの境界部である図９−２の１５３の部分を用いて配線１３５がなされている。この配線層１３５は発光部及び光マイクロミラー部を遮らないように配線がされている。また縦列の光マイクロセルのＰ型領域の相互接続は透明導電膜１３６，１４５などにより配線されている。Ｐ電極１３１から光マイクロセル１方向へは透明導電膜１５２により接続されている。Ｎ電極１３２から各光マイクロセルのＮ型領域への接続も同様に発光部とマイクロミラーを遮らないように光マイクロセルの境界部を用いて配線をしてある。Ｎ電極１３２からのＡｌ配線１３７がその様子を示している。光マイクロセルはＰ型電極、Ｎ型電極がそれぞれに共通に接続されるため、等価回路図は図１０−１の右の記号のように一つのダイオードとなる。
【００４４】図１０−３において４，５，６，７番目の光マイクロセルの内部と周辺の配線の詳細を示す。１４５が光マイクロセル４のＰ型領域と光マイクロセル５のＰ型領域とを接続する透明導電膜であり、同様に１４６が光マイクロセル６のＰ型領域と光マイクロセル７のＰ型領域とを接続する透明導電膜である。１４７が各光マイクロセルのＮ型領域へのアルミ配線層を示す。
【００４５】図１０−４においてＮ電極１３２と１８番目の光マイクロセルのＮ型領域の接続の拡大図を示す。アルミ配線１４９により接続されている様子を示している。
【００４６】図１０−５においてＰ電極１３１と１番目の光マイクロセルのＰ型領域の接続を透明導電膜１５２により行っている様子を示す。
【００４７】図１０−２はひとつの光マイクロセルの詳細を示したものである。１３８がＧａＡｌＮ半導体の境界を示し、１３９はＰ型領域とＮ型領域の境界を示す。１４０がＰ型領域を示し、１４１がＮ型領域を示す。１４２はマイクロミラーの銀或いはニッケルなどの反射薄膜の端面を示す。また、１５３はＰ電極、Ｎ電極からのアルミ配線の為のスペースであり、発光層からの光、マイクロミラーからの光を遮らないような位置に設けてある。
【００４８】図１１に本発明の光マイクロセルの断面構造を示す。
図１１−１、図１１−２、図１１−３において構造の詳細を説明する。基板としては低コストなシリコン基板を用いて、発光するＧａＡｌＮ膜の下面に反射膜を有している場合の事例である。図５で示した手法により作成することができる。図１１−１は光マイクロセル１７２の拡大図である。２０５はシリコン基板、２０４はニッケル薄膜、或いはクロム或いは銀の薄膜のように光を反射する導電薄膜であり、１６１はＮ型ＧａＡｌＮ半導体、１６３はＰ型ＧａＡｌＮ半導体である。Ｎ型ＧａＡｌＮ半導体とＰ型ＧａＡｌＮ半導体の界面に活性層が存在するが薄い層なので線としてのみ表示している。１６５は１６１，１６２、１６３と同じ材料で同時に形成されたＧａＡｌＮをテーパ加工したテーパ面を示し、１６６はマイクロミラーとなる銀或いはニッケルなどの薄膜層、１６７はＳｉＯ２などからなる透明絶縁層、１６８，１６９は酸化インジウムなどからなる透明電極層であり、１６８はＰ型電極部、１６９はＮ型電極部である。図１１−２は光マイクロセル１７３の詳細断面図を示す。構造は図１１−１と同様である。図１１−３において図１０−１のＸ−Ｘ’の断面図を示す。１７１，１７２，１７３，１７４がそれぞれ光マイクロセルを表し、図１０−１の１８，１６、７、４の光マイクロセルの断面を示す。１７５，１７６，１７７、１７８，１７９がマイクロミラ−を示す。
【００４９】図１１−４において半導体層からの光がミクロミラーにより反射される様子を示している。図において活性層から表面方向への光はそのまま放出される。Ａにてその様子を示している。活性層から裏面方向への光は反射膜層により反射され、その後、表面に放出される。Ｂにおいてその様子を示す。活性層から半導体薄膜方向に沿って発光した光はマイクロミラーにより反射され、表面方向に放出される。Ｃによりその例を示している。この図の例では活性層から裏面方向の光が直下にある反射膜層により反射され、活性層の裏面方向、横方向ともにミラーに囲まれているために、光マイクロミラーとしては理想に近い構造である。
【００５０】図１２に本発明の光マイクロセルの製造工程を示す。図１２−１において２０５はシリコン基板、２０４はニッケルやクロムや銀の導電薄膜、１８２はＮ型ＧａＡｌＮ半導体、１８４はＰ型ＧａＡｌＮ半導体を示す。活性層はこのＰ型半導体とＮ型半導体の界面である。１８５はその上に設けたフォトレジストであり、１８２から１８４の半導体膜をエッチング加工するためのものである。図１２−２は１８２から１８４の半導体膜をドライエッチング加工、或いはテーパなしウエットエッチング加工した状態に、さらに次の加工のためのフォトレジストを設けてパターンを形成した様子を示したものである。１８６が半導体膜のエッチング面を示し、１８７は次のエッチングの為のフォトレジストを示す。図１２−３は公知のウエットエッチング手法により斜面を形成するようにテーパエッチングを行ったものである。フォトレジスト１８７を用いてウエットエッチング手法によりテーパ部１８８が形成されている様子を示す。図１２−４はフォトレジスト除去後に銀或いはニッケルの薄膜１９０を形成して、さらにフォトレジストを塗布してさらにフォトレジストのパターン１９１を形成した状態を示している。図１２−５はその状態から銀あるいはニッケルの薄膜を図１１−２で言及した方法と同様な手法によりテーパエッチングした状態でマイクロミラー１９２を完成させ、その後、次のＮ型電極部を形成するためのフォトレジストを塗布して、フォトレジストのパターン１９３を形成した状態を示す。図１２−６はＧａＡｌＮ半導体をエッチングしてニッケルあるいはクロム、銀などの薄膜２０４を露出させたＮ電極領域２０６の様子を示している。金属薄膜がＧａＡｌＮ半導体のエッチングのストッパーの役割を果たしているため、エッチングの管理はし易い。２０６の表面がＮ電極部であり、１９５の表面がＰ型半導体である。図１２−７はシリコン酸化膜層１９６を形成してその後に電極のための開口部を形成し、フォトレジストを除去した状態を示している。１９６がシリコン酸化膜による透明保護部分であり、１９７がＰ型電極の為のコンタクト部であり、２０７がＮ型電極の為のコンタクト部である。図１２−８は酸化インジウムなどの透明導電膜を全面に形成して、フォトエッチング技術により電極部に透明導電薄膜を形成し、フォトレジストを除去した様子を示す。１９９と２０１はＰ型電極部を示し、２００はＮ型電極部を示す。
【００５１】本発明のウエーハ基板を用いた発光素子の別の事例を図１３において説明する。この事例で用いる基板は図７において示した手法により制作したサファイア基板上に酸化インジウム、Ｎ型半導体、Ｐ型半導体を積層した基板を用いており、その上にニッケルなどの全反射を目的として薄膜を形成したものである。図１３において、集光方向をサファイア基板側にした発光ダイオードとその実装構造を示す。図において２１１はサファイア基板、２１２は酸化インジウムの透明導電薄膜、２１３はＮ型半導体、２１４はＰ型半導体、活性層はこのＮ型半導体とＰ型半導体の間にあり、２１５は反射膜層、２１６，２１７はフリップチップ電極であり、２１８は実装の為の基板、２１９は外部へ電極を取り出すための電極、２２０は傾斜を持った側壁、２２１は蛍光体、２２２はカバーガラスのキャップである。Ｐ型半導体の電極は金属である反射膜層経由でフリップチップ電極へ接続される、Ｎ型半導体の電極は酸化インジウムの透明導電膜を経由してフリップチップ電極に至る。この構造においてはＮ型半導体への電源は低抵抗の酸化インジウム膜経由で行われるために安定した電位が供給される。これによりＬＥＤの面内電位が安定して損失の少ない効率的な発光をすることができる。本発明のウエーハ基板を用いる大きな利点である。
【００５２】図１４において本発明の基板を用いた別の事例を示す。図において２３１は本発明の発光素子、２３２，２３３は光マイクロセルを表す。他の部分は図１３と同様である。
【００５３】図１５においてこの発光ダイオード素子部の断面構造を示す。光マイクロセル構造を示すものである。（特許文献１）図１５−ａにおいて、発光素子２４１の電極はフリップチップ電極２４２であり集光の妨げにならないように集光方向２４０の反対に設けてある。２４３が電源配線層であり２層の配線で構成されており光マイクロセル２４７に電源を供給するための配線層である。２４４が反射薄膜層、２４５が発光層とマイクロミラー層、２４６がサファイア基板である。２４７が一つの光マイクロセルで４方向あるいは全周囲がマイクロミラー２４８により囲まれている。この図の例ではマイクロミラー２４８が一辺に９個設けてあり８個の光マイクロセル２４７を構成している。図１４−ｂはその斜視図である。Ａ面２４９−ａとＢ面２４９−ｂにそれぞれ９個のマイクロミラーが設けてあり、発光素子は８×８＝６４個の光マイクロセルから構成されている。６４個の光マイクロセルへの電源はフリップチップ電極２４２から電源配線層２４３経由で供給される。マイクロミラー２４８で囲まれた部位が一つの光マイクロセル２４７を構成しておりこの事例では幅・奥行きともに１００ミクロンビッチで構成してある。この事例では８個×８個＝６４の発光セルが構成してある。
【００５４】図１６−ａには一つの光マイクロセルの構造を示す。サファイア基板２６０、透明電極２６１、Ｎ型ＧａＡｌＮ層２６２、活性層２６３、Ｐ型ＧａＡｌＮ層２６４、反射導体膜２６５、シリコン酸化膜２６６、Ｐ型Ａｌ電極２６７、Ｎ型極Ａｌ電極２６８を示す。２７１がマイクロミラーであり、光マイクロセル２６９の全周囲を囲んでいる。これら断面図に対する平面図を図１６−ｂに示す。Ｐ型Ａｌ電極２６７、Ｎ型Ａｌ電極２６８、２６２〜２６５薄膜の発光層の境界、光マイクロセルの境界を示している。一つ一つの光マイクロセルが独立状態であり、電気的にはＰ型層が絶縁されて孤立された構造となっている。
【００５５】光マイクロセル２６９内で発光する光のうち集光方向２７０への光はサファイア基板２６０を通じて集光方向に集められる。その様子をＡの矢印で示す。集光方向２７０と反対方向の光は反射膜層２６５により反射されてサファイア基板２６０を通して集光方向に集められ、その様子をＢの矢印で示す。集光方向２７０と直角をなす方向への光、すなわち、活性層に沿った方向の光はマイクロミラー２７１にて反射されて集光方向に集められる。その様子をＣの矢印で示す。４方向あるいは全方向に形成された約４５度の角度を有するマイクロミラー２７１と反射層２６５とにより光マイクロセルの光はほぼ全て集光方向に向けることができる構造である。
【００５６】本発明のマイクロミラーを作るウエーハ状態の工程図を図１７において説明する。図１７−ａは３インチのサファイア基板２８０に酸化インジウムなどの透明電極２８１、Ｎ型ＧａＡｌＮ層２８２、活性層２８３、Ｐ型ＧａＡｌＮ層２８４、フォトレジスト膜２８７が積層してある。このフォトレジスト膜が光マイクロセルのピッチを決め、この図では１００μｍピッチとしてある。
【００５７】図１７−ｂはフォトレジスト膜２８７をレジストとしてテーパ付きウエットエッチング処理によりＰ型ＧａＡｌＮ層２８４、活性層２８３、Ｎ型ＧａＡｌＮ層２８２をテーパエッチングした状態である。２８８がそのテーパエッチ部の例を示している。この事例では酸化インジウムの透明電極膜がエッチングのストッパーの役割をはたしている。
【００５８】図１７−ｃは、フォトレジストを除去して、反射導体膜を全面に形成して、その後フォトリソグラフィー工程によりＰ型ＧａＡｌＮ層のほぼ全面を覆うように加工され図のような反射導体膜２８５を形成したものである。ている。
【００５９】図１７−ｄがシリコン酸化膜２８６を形成した状態を示す。
【００６０】図１７−ｅはシリコン酸化膜に電極取り出し用に開口した状態を示す。シリコン酸化膜のエッチングはマイクロミラーの底の部分の形状をなだらかにする為にテーパエッチを行っている。２８９がテーパエッチ形状を持ったコンタクト部を示す。
【００６１】図１７−ｆはこの状態でアルミニウム薄膜を蒸着してＰ型電極２９０とＮ型極電極２９１とを形成した状態である。
【００６２】この様な光マイクロセルとマイクロミラーが構成できるのは、サファイア基板と発光層の間に化合物半導体とは異なるエッチング特性や低抵抗の特性を持つ酸化インジウム層を設けることができたことによるところが大きく、本発明の大きな効果といえる。
【００６３】尚、図１６−ａにおいて２６７，２６８、及び図１７−ｆにおいて２９０、２９１はＰ電極、Ｎ電極であり、アルミニウム薄膜を用いる事例を説明したが可視光域の反射率の高い銀薄膜を下層に用い、電極処理のしやすいアルミニウム薄膜を上層に用いる２層構造とすることが有効である。この場合、必要に応じて銀薄膜とＰ型ＧａＡｌＮ膜との間にバリア膜を用いることも可能である。本発明の基板による一つの応用事例である。
【産業上の利用の可能性】
【００６４】発光ダイオードの輝度向上に向けてその用途が拡大している現在、最大の効率出せるような素子構造を形成する本発明はいろいろな用途に応用できる。発光ダイオードの事例で説明をしたが化合物半導体と他の母材の組み合わせも可能になり多くの用途に用いることができる。
【符号の説明】１・・・パッケージの基板    ２・・・パッケージの配線部    ３・・・キャップ
４・・・発光素子    ５・・・ワイアボンディング部    ６・・・蛍光体
７・・・ＧａＡｌＮ半導体    ８・・・ＰＮの境界    ９・・・サファイア基板
１０・・・Ｎ型半導体    １１・・・Ｐ型半導体    １２・・・Ｎ電極
１３・・・Ｐ電極    １４・・・サファイア基板    １５・・・Ｎ型半導体
１６・・・活性層    １７・・・Ｐ型半導体    １８・・・反射膜
３１・・・サファイア    ３２・・・Ｎ型半導体    ３３・・・Ｐ型半導体
３４・・・反射導電膜    ３５、３６・・・フリップチップ電極
３７・・・発光素子    ３８・・・パッケージの基板    ３９・・・電極
４０・・・側壁    ４１・・・蛍光体    ４２・・・キャップ    ４５・・・銀ペースト
４６・・・クロム膜    ４７・・・低温バッファー層    ４８・・・サファイア基板
４９・・・酸化インジウム    ５０・・・サファイア基板    ５１・・・ニッケル膜
５２・・・Ｎ−ＧａＡｌＮ膜    ５３・・・活性層    ５４・・・Ｐ−ＧａＡｌＮ膜
５５・・・シリコン酸化膜    ５６・・・シリコン基板
５７・・・多結晶ＧａＡｌＮ膜    ５８・・・ニッケル膜
５９・・・酸化インジウム膜    ６１・・・パッケージの基板
６２・・・パッケージの配線    ６３・・・キャップ    ６４・・・発光素子
６５・・・ワイアボンディング    ６６・・・蛍光体    ６７・・・ＧａＡｌＮ半導体
６８・・・ＰＮの境界    ６９・・・サファイア基板    ７０・・・Ｎ型半導体
７１・・・Ｐ型半導体    ７２・・・Ｎ電極    ７３・・・Ｐ電極
７４・・・シリコン基板    ７５・・・ニッケル薄膜    ７６・・・Ｎ型半導体
７７・・・活性層    ７８・・・Ｐ型半導体    ７９・・・酸化インジウム
１３０・・・発光素子    １３１・・・Ｐ電極    １３２・・・Ｎ電極
１３３・・・Ｐ型領域    １３４・・・Ｎ型領域    １３５・・・Ｐ電極配線
１３６・・・Ｐ型領域間の透明導電膜    １３７・・・Ｎ電極配線
１３８・・・半導体領域の境界    １３９・・・半導体のＰ、Ｎの境界
１４０・・・Ｐ型領域    １４１・・・Ｎ型領域
１４２・・・マイクロミラーの境界    １４３・・・光マイクロセル４番目のＰ型電極
１４４・・・光マイクロセル５番目のＰ型電極    １４５、１４６・・・透明導電膜
１４７・・・Ｎ電極の配線層    １４９・・・Ｎ電極の配線層
１５０・・・Ｐ電極のセル境界    １５１・・・Ｐ型電極境界
１５２・・・透明導電膜    １５３・・・Ｐ，Ｎ電極配線スペース
１６０・・・サファイア基板    １６１・・・Ｎ型半導体    １６２・・・活性層
１６３・・・Ｐ型半導体    １６５・・・テーパ部    １６６・・・反射膜
１６７・・・シリコン酸化膜絶縁膜    １６８・・・Ｐ型電極透明膜
１６９・・・Ｎ型電極透明膜    １７１、１７２，１７３，１７４・・・光マイクロセル
１７５，１７６，１７７，１７８，１７９・・・マイクロミラー
１８１・・・サファイア基板    １８２・・・Ｎ型ＧａＡｌＮ膜    １８３・・・活性層
１８４・・・Ｐ型ＧａＡｌＮ膜    １８５・・・フォトレジスト
１８６・・・半導体層のエッチング部分    １８７・・・フォトレジスト
１８８・・・テーパエッチ部    １９０・・・銀或いはニッケル、クロムなどの反射膜
１９１・・・フォトレジスト    １９２・・・マイクロミラー
１９３・・・フォトレジスト    １９５・・・Ｐ型半導体面
１９６・・・シリコン酸化絶縁膜    １９７・・・Ｐ型コンタクト部
１９９・・・光マイクロセルのＰ型電極部    ２００・・・光マイクロセルのＮ型電極部
２０１・・・光マイクロセルのＰ型電極部
２０４・・・ニッケルやクロムや銀など導体反射膜    ２０５・・・シリコン基板
２０６・・・Ｎ電極領域    ２０７・・・Ｎ極コンタクト部
２１１・・・サファイア基板    ２１２・・・酸化インジウム膜
２１３・・・Ｎ型ＧａＡｌＮ膜  ２１４・・・Ｐ型ＧａＡｌＮ膜  ２１５・・・反射膜
２１６、２１７・・・フリップチップ電極    ２１８・・・パッケージ基板
２１９・・・電極    ２２０・・・側壁    ２２１・・・蛍光体
２２２・・・キャップ    ２３１・・・発光素子
２３２、２３３・・・光マイクロセル    ２４１・・・発光素子
２４２・・・フリップチップ層    ２４３・・・光マイクロセルへの電源配線層
２４４・・・反射導体膜層    ２４５・・・発光層とマイクロミラー層
２４６・・・サファイア基板    ２４７・・・光マイクロセル
２４８・・・マイクロミラー    ２６０・・・サファイア基板
２６１・・・透明電極    ２６２・・・Ｎ型ＧａＡｌＮ    ２６３・・・活性層
２６４・・・Ｐ型ＧａＡｌＮ    ２６５・・・反射膜    ２６６・・・シリコン酸化膜
２６７・・・Ｐ型電極    ２６８・・・Ｎ型電極
２６９・・・光マイクロセル    ２７０・・・集光方向
２７１・・・マイクロミラー    ２８０・・・サファイア基板
２８１・・・透明電極    ２８２・・・Ｎ型ＧａＡｌＮ    ２８３・・・活性層
２８４・・・Ｐ型ＧａＡｌＮ    ２８５・・・反射導体膜
２８６・・・シリコン酸化膜    ２８７・・・フォトレジスト膜
２８８・・・テーパエッチ部    ２８９・・・テーパ付きコンタクト部
２９０・・・Ｐ型電極    ２９１・・・Ｎ型電極
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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