(57)【要約】【課題】ｎ型電極とｎ型窒化ガリウム層のコンタクト抵抗を軽減し、熱的安定性を向上させることができる縦型発光ダイオード素子及びその製造方法を提供すること。【解決手段】本発明に係る縦型発光ダイオード素子は、ｎ型電極１６０と、前記ｎ型電極１６０の下面に形成されて、前記ｎ型電極１６０と接する表面にＮ元素よりＧａ元素が多く含有されたＧａ+Ｎ層１１０ｃを有するｎ型窒化ガリウム層１１０と、前記ｎ型窒化ガリウム層１１０の下面に形成された活性層１２０と、前記活性層１２０の下面に形成されたｐ型窒化ガリウム層１３０と、前記ｐ型窒化ガリウム層１３０の下面に形成されたｐ型電極１４０と、前記ｐ型電極１４０の下面に形成された構造支持層１５０と、を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ型電極と、
前記ｎ型電極の下面に形成されて、前記ｎ型電極と接する表面にＮ元素よりＧａ元素が多く含有されたＧａ+Ｎ層を有するｎ型窒化ガリウム層と、
前記ｎ型窒化ガリウム層の下面に形成された活性層と、
前記活性層の下面に形成されたｐ型窒化ガリウム層と、
前記ｐ型窒化ガリウム層の下面に形成されたｐ型電極と、
前記ｐ型電極の下面に形成された構造支持層と、を含む縦型発光ダイオード素子。
【請求項２】
前記ｎ型電極は、Ｔｉ、Ｔａ及びＺｒからなるグループから選択された何れか一つ以上の金属からなる単一膜で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の縦型発光ダイオード素子。
【請求項３】
前記ｎ型電極は、Ｔｉ、Ｔａ及びＺｒからなるグループから選択された何れか一つ以上の金属からなる膜を含んで、二層以上に積層されている多層膜で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の縦型発光ダイオード素子。
【請求項４】
前記ｎ型窒化ガリウム層のＧａ+Ｎ層は、前記ｎ型電極と接するｎ型窒化ガリウム層の表面にレーザー処理を行って形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の縦型発光ダイオード素子。
【請求項５】
前記ｎ型窒化ガリウム層のＧａ+Ｎ層は、前記ｎ型電極と接するｎ型窒化ガリウム層の表面に熱処理を行って形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の縦型発光ダイオード素子。
【請求項６】
前記ｐ型電極は、導電性反射部材で形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の縦型発光ダイオード素子。
【請求項７】
前記ｎ型電極と接する前記Ｇａ+Ｎ層の表面は、凹凸構造を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の縦型発光ダイオード素子。
【請求項８】
基板上にｎ型窒化ガリウム層、活性層及びｐ型窒化ガリウム層が順次積層されている発光構造物を形成するステップと、
前記発光構造物上にｐ型電極を形成するステップと、
前記ｐ型電極上に構造支持層を形成するステップと、
前記基板を除去して、前記ｎ型窒化ガリウム層を露出させるステップと、
露出した前記ｎ型窒化ガリウム層の表面にレーザー処理を行って、表面から下へ順次積層されたＧａ層とＧａ+Ｎ層を形成するステップと、
レーザー処理した前記ｎ型窒化ガリウム層の表面上にｎ型電極を形成するステップと、
を含む縦型発光ダイオード素子の製造方法。
【請求項９】
前記レーザー処理を、ＧａＮのエネルギーバンドギャップ以上のエネルギーを有する波長のレーザーを利用して行うことを特徴とする請求項８に記載の縦型発光ダイオード素子の製造方法。
【請求項１０】
基板上にｎ型窒化ガリウム層、活性層及びｐ型窒化ガリウム層が順次積層されている発光構造物を形成するステップと、
前記発光構造物上にｐ型電極を形成するステップと、
前記ｐ型電極上に構造支持層を形成するステップと、
前記基板を除去して、前記ｎ型窒化ガリウム層を露出させるステップと、
露出した前記ｎ型窒化ガリウム層の表面に熱処理を行って、表面から下へ順次積層されたＧａ層とＧａ+Ｎ層を形成するステップと、
熱処理された前記ｎ型窒化ガリウム層の表面上にｎ型電極を形成するステップと、を含む縦型発光ダイオード素子の製造方法。
【請求項１１】
前記熱処理を、５００℃以上の温度で行うことを特徴とする請求項１０に記載の縦型発光ダイオード素子の製造方法。
【請求項１２】
前記ｎ型電極を、Ｔｉ、Ｔａ及びＺｒからなるグループから選択された何れか一つ以上の金属からなる単一膜で形成することを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項に記載の縦型発光ダイオード素子の製造方法。
【請求項１３】
前記ｎ型電極を、Ｔｉ、Ｔａ及びＺｒからなるグループから選択された何れか一つ以上の金属からなる膜を含んで、二層以上に積層されている多層膜で形成することを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項に記載の縦型発光ダイオード素子の製造方法。
【請求項１４】
前記ｐ型電極を、導電性反射部材で形成することを特徴とする請求項８から１３のいずれか１項に記載の縦型発光ダイオード素子の製造方法。
【請求項１５】
前記ｎ型電極を形成するステップの前に、前記ｎ型窒化ガリウム層の表面に凹凸構造を形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項８から１４のいずれか１項に記載の縦型発光ダイオード素子の製造方法。
【請求項１６】
前記ｎ型窒化ガリウム層の表面上にｎ型電極を形成するステップの前に前記Ｇａ層を除去するステップをさらに含むことを特徴とする請求項８から１５のいずれか１項に記載の縦型発光ダイオード素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、縦型（垂直電極型）発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ；以下、ＬＥＤとする）素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＬＥＤ素子は、サファイア基板上に成長させられるが、かかるサファイア基板は硬く、電気的に不導体であり、熱伝導特性がよくないことから、ＬＥＤのサイズを小さくして製造原価を低減するのに限界があり、また光出力及びチップの特性を改善するのにも限界がある。特に、ＬＥＤの高出力化のためには、大電流の印加が必須となっているため、ＬＥＤの熱放出問題を解決することが重要である。上記のような問題を解決するための手段として、従来、レーザリフトオフ（Ｌａｓｅｒ  Ｌｉｆｔ−Ｏｆｆ；以下、ＬＬＯという）技術を用いてサファイア基板を除去した縦型ＬＥＤ素子が提案されている。
【０００３】
以下、図１を参照して、従来の技術に係る縦型ＬＥＤ素子について詳細に説明する。ここで、図１は、従来の技術に係る縦型ＬＥＤ素子の構造を示した断面図である。
【０００４】
図１に示すように、従来の技術に係る縦型ＬＥＤ素子には、最下層に構造支持層１５０が形成されており、その上にｐ型電極１４０が位置している。このとき、前記ｐ型電極１４０は、電極機能及び反射機能を全て果たすことができる導電性反射部材から形成されていることが好ましい。
【０００５】
そして、前記ｐ型電極１４０上には、上方に向かって、ｐ型窒化ガリウム層１３０、活性層１２０、及びｎ型窒化ガリウム層１１０が順次形成されて、発光構造物をなしている。
【０００６】
このとき、前記発光構造物の上部、すなわちｎ型窒化ガリウム層１１０の表面は、光抽出効率を向上させることができる表面凹凸（図示せず）を有しており、その上にｎ型電極１６０が形成されている。
【０００７】
ところが、前記従来の技術に係る縦型ＬＥＤ素子のｎ型電極１６０と接触させられるｎ型窒化ガリウム層１１０の表面は、サファイア基板（図示せず）上に成長させられたｎ型窒化ガリウム層の表面のうち、サファイア基板と接する表面であって、Ｎ−ｆａｃｅ又はＮ−ｐｏｌａｒの表面極性を有する。
【０００８】
しかしながら、Ｎ−ｆａｃｅ又はＮ−ｐｏｌａｒの表面極性を有するｎ型窒化ガリウム層１１０の表面上にｎ型電極１６０が位置すると、ｎ型電極のコンタクト抵抗が高まり、これによって素子の動作電圧が大きくなって発熱量が増加するという問題がある。
【０００９】
このように、発熱量が増加して縦型ＬＥＤ素子の熱的安定性が低下すると、それによって素子のコンタクト抵抗がさらに高まり、結局、縦型ＬＥＤ素子の特性及び信頼性が低下するという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、縦型ＬＥＤ素子において、ｎ型電極とｎ型窒化ガリウム層のコンタクト抵抗を軽減し、熱的安定性を向上させることができる縦型ＬＥＤ素子を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、上記の縦型ＬＥＤ素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成すべく、本発明に係る縦型ＬＥＤ素子は、ｎ型電極と、前記ｎ型電極の下面に形成されて、前記ｎ型電極と接する表面にＮ元素よりＧａ元素が多く含有されたＧａ+Ｎ層を有するｎ型窒化ガリウム層と、前記ｎ型窒化ガリウム層の下面に形成された活性層と、前記活性層の下面に形成されたｐ型窒化ガリウム層と、前記ｐ型窒化ガリウム層の下面に形成されたｐ型電極と、前記ｐ型電極の下面に形成された構造支持層と、を含む。
【００１３】
また、前記本発明の縦型ＬＥＤ素子において、前記ｎ型電極は、Ｔｉ、Ｔａ及びＺｒからなるグループから選択された何れか一つ以上の金属からなる単一膜で形成されるか、又はＴｉ、Ｔａ及びＺｒからなるグループから選択された何れか一つ以上の金属からなる膜を含んで、二層以上に積層されている多層膜で形成されていることが好ましい。
【００１４】
また、前記本発明の縦型ＬＥＤ素子において、前記ｎ型窒化ガリウム層のＧａ+Ｎ層は、前記ｎ型電極と接するｎ型窒化ガリウム層の表面にレーザー処理又は熱処理して形成することができる。
【００１５】
また、前記本発明の縦型ＬＥＤ素子において、前記ｐ型電極は、導電性反射部材で形成されていることが好ましい。
【００１６】
また、前記本発明の縦型ＬＥＤ素子において、前記ｎ型電極と接する前記Ｇａ+Ｎ層の表面は、光抽出効率を向上させるために凹凸構造を有することが好ましい。
【００１７】
上記の目的を達成すべく、本発明の他の態様に係る縦型ＬＥＤ素子の製造方法は、基板上にｎ型窒化ガリウム層、活性層及びｐ型窒化ガリウム層が順次積層されている発光構造物を形成するステップと、前記発光構造物上にｐ型電極を形成するステップと、前記ｐ型電極上に構造支持層を形成するステップと、前記基板を除去して、前記ｎ型窒化ガリウム層を露出させるステップと、露出した前記ｎ型窒化ガリウム層の表面にレーザー処理を行って、表面から下へ順次積層されたＧａ層とＧａ+Ｎ層を形成するステップと、レーザー処理した前記ｎ型窒化ガリウム層の表面上にｎ型電極を形成するステップと、を含む。
【００１８】
また、前記本発明の縦型ＬＥＤ素子の製造方法において、前記レーザー処理は、ＧａＮのエネルギーバンドギャップ以上のエネルギーを有する波長のレーザーを利用して行うことが好ましい。
【００１９】
また、前記本発明の縦型ＬＥＤ素子の製造方法は、前記レーザー処理されたｎ型窒化ガリウム層の表面上にｎ型電極を形成するステップの前に前記Ｇａ層を除去するステップをさらに含むことが好ましい。
【００２０】
上記の目的を達成すべく、本発明のさらに他の態様に係る縦型発光ダイオード素子の製造方法は、基板上にｎ型窒化ガリウム層、活性層及びｐ型窒化ガリウム層が順次積層されている発光構造物を形成するステップと、前記発光構造物上にｐ型電極を形成するステップと、前記ｐ型電極上に構造支持層を形成するステップと、前記基板を除去して、前記ｎ型窒化ガリウム層を露出させるステップと、露出した前記ｎ型窒化ガリウム層の表面に熱処理を行って、表面から下へ順次積層されたＧａ層とＧａ+Ｎ層を形成するステップと、熱処理された前記ｎ型窒化ガリウム層の表面上にｎ型電極を形成するステップと、を含む。
【００２１】
また、前記本発明の縦型ＬＥＤ素子の製造方法において、前記熱処理は、５００℃以上の温度で行うことが好ましい。
【００２２】
また、前記本発明の縦型ＬＥＤ素子の製造方法は、前記熱処理されたｎ型窒化ガリウム層の表面上にｎ型電極を形成するステップの前に前記Ｇａ層を除去するステップをさらに含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の縦型ＬＥＤ素子によれば、ｎ型電極と接触させられるｎ型窒化ガリウム層の表面にＮ元素よりＧａ元素が多く含有されたＧａ+Ｎ層を形成して、ｎ型窒化ガリウム層の表面の電子濃度を増加させることによって、前記ｎ型電極とＮ−ｆａｃｅ又はＮ−ｐｏｌａｒの表面極性を有するｎ型窒化ガリウム層間の接触におけるショットキーバリアの高さを低くして、コンタクト抵抗を低くすることができる。
【００２４】
また、前記ｎ型電極のコンタクト抵抗が低くなると、その結果、素子の動作電圧も低くなって発熱量が減少するので、縦型ＬＥＤ素子の熱的安定性を向上させることができる。
【００２５】
したがって、本発明には、縦型ＬＥＤ素子の特性及び信頼性を向上させることができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態について本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。
【００２７】
図面において、複数の層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示した。明細書全体にわたって類似の部分に対しては、同一の図面符号を付してある。
【００２８】
以下、本発明の一実施形態に係る縦型ＬＥＤ素子及びその製造方法について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２９】
（縦型ＬＥＤ素子の構造）
図２を参照して、本発明の一実施形態に係る縦型ＬＥＤ素子の構造について詳細に説明する。図２は、本発明に係る縦型発光ダイオード素子の構造を示した断面図である。
【００３０】
図２に示すように、本発明に係る縦型ＬＥＤ素子の最上部には、ｎ型電極１６０が形成されている。このとき、前記ｎ型電極１６０は、後述のＧａ+Ｎ層の電子濃度をさらに増加させるために、窒化物を形成するＴｉ、Ｔａ及びＺｒからなるグループから選択された何れか一つ以上の金属からなる単一膜又はＴｉ、Ｔａ及びＺｒからなるグループから選択された何れか一つ以上の金属からなる膜を含んで、二層以上に積層されている多層膜で形成されることが好ましい。前記多層膜の例としては、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ又はＴｉ／Ａｌ、Ｔａ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｕ、ＴｉＴａ／Ａｕなどがある。前記ｎ型電極１６０の下面には、ｎ型窒化ガリウム層１１０が形成されている。
【００３１】
一方、一般に縦型ＬＥＤ素子において、前記ｎ型窒化ガリウム層１１０は、サファイア基板上にエピタキシャル成長法を利用して形成された後、サファイア基板が除去されることによって、前記ｎ型電極１６０と接する表面にＮ−ｆａｃｅ又はＮ−ｐｏｌａｒの表面極性を有する。
【００３２】
しかしながら、Ｎ−ｆａｃｅ又はＮ−ｐｏｌａｒの表面極性を有するｎ型窒化ガリウム層１１０の表面上にｎ型電極１６０が位置すると、従来と同様に、ｎ型電極１６０のコンタクト抵抗が高まり、これによって素子の動作電圧が大きくなって発熱量が増加するという問題がある。
【００３３】
そこで、本発明は、上記のような問題を解決するために、前記ｎ型電極１６０と接するｎ型窒化ガリウム層１１０の表面がＮ元素よりＧａ元素が多く含有されたＧａ+Ｎ層１１０ｃからなっている。すなわち、前記Ｇａ+Ｎ層１１０ｃは、前記ｎ型電極１６０と接するｎ型窒化ガリウム層１１０の表面の電子濃度を増加させる機能を果たす。
【００３４】
言い換えれば、前記ｎ型窒化ガリウム層１１０は、前記ｎ型電極１６０の下面を基準に下へＮ元素よりＧａ元素が多く含有されたＧａ+Ｎ層１１０ｃとＧａＮ層１１０ａが順次積層されている構造に形成されている。前記Ｇａ+Ｎ層１１０ｃは、ｎ型窒化ガリウム層１１０をなすＧａＮ層１１０ａのｎ型電極１６０と隣接した表面にレーザー処理又は熱処理を施して、ＧａＮをＧａ元素とＮ元素に分離することによって形成される。
【００３５】
上記のように、前記ｎ型電極１６０と接するｎ型窒化ガリウム層１１０の表面が電子の濃度の高いＧａ+Ｎ層１１０ｃからなると、前記ｎ型電極１６０と接触する際に、ショットキーバリア（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ  ｂａｒｒｉｅｒ）の高さが低くなり、コンタクト抵抗が低くなるという効果が得られ、その結果、縦型ＬＥＤ素子の熱的安定性を向上させることができる。
【００３６】
一方、図示していないが、前記ｎ型電極１６０と接するｎ型窒化ガリウム層１１０の表面、すなわち、Ｇａ+Ｎ層１１０ｃの表面は、光抽出効率を増加させるために凹凸構造を有することが好ましい。
【００３７】
前記ｎ型窒化ガリウム層１１０の下面には、下方に向かって、活性層１２０及びｐ型窒化ガリウム層１３０が順次積層されて、ＬＥＤ発光構造物をなしている。
【００３８】
前記ＬＥＤ発光構造物のうち、ｐ型窒化ガリウム層１３０は、ｐ型不純物のドーピングされたＧａＮ層又はＧａＮ／ＡｌＧａＮ層であって良く、活性層１２０は、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ層で構成された多重量子井戸構造（Ｍｕｌｔｉ−Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌ）であって良い。
【００３９】
前記ＬＥＤ発光構造物のｐ型窒化ガリウム層１３０の下面には、ｐ型電極１４０が形成されている。前記ｐ型電極１４０は、電極機能及び反射機能を同時に担うものであることが好ましく、したがって、導電性反射部材で形成されていることが好ましい。
【００４０】
一方、図示していないが、前記ｐ型窒化ガリウム層１３０の下面には、下方に向かって、ｐ型電極１４０に加えて反射膜が順次積層されている構造を有することもできる。
【００４１】
前記ｐ型電極１４０の下面には、導電性接合層（図示せず）により構造支持層１５０が接合されている。このとき、前記構造支持層１５０は、最終的なＬＥＤ素子の支持層及び電極としての機能を担うものであって、シリコン（Ｓｉ）基板、ＧａＡｓ基板、Ｇｅ基板又は金属層などからなる。ここで、前記金属層としては、電解メッキ、無電解メッキ、熱蒸着（Ｔｈｅｒｍａｌ  ｅｖａｐｏｒａｔｏｒ）、電子線蒸着（ｅ−ｂｅａｍ  ｅｖａｐｏｒａｔｏｒ）、スパッタ（Ｓｐｕｔｔｅｒ）、化学気相蒸着（ＣＶＤ）などの手法により形成されたものを使用可能である。
【００４２】
（縦型ＬＥＤ素子の製造方法）
本発明の一実施形態に係る縦型ＬＥＤ素子の製造方法について、図３Ａ〜図３Ｆ及び上述の図２を参照して詳細に説明する。図３Ａ〜図３Ｆは、本発明の一実施形態に係る縦型ＬＥＤ素子の製造方法の各工程を順次示した断面図である。
【００４３】
まず、図３Ａに示すように、基板１００上にｎ型窒化ガリウム層１１０、多重井戸構造のＧａＮ／ＩｎＧａＮ層である活性層１２０、及びｐ型窒化ガリウム層１３０が順次積層されている構造のＬＥＤ発光構造物を形成する。
【００４４】
このとき、前記ＬＥＤ発光構造物が形成される基板１００は、好ましくは、サファイアを含む透明な材料を利用して形成し、サファイアの他に、基板１００は、ジンクオキサイド（ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ、ＺｎＯ）、ガリウムナイトライド（ｇａｌｌｉｕｍ  ｎｉｔｒｉｄｅ、ＧａＮ）、シリコンカーバイド（ｓｉｌｉｃｏｎ  ｃａｒｂｉｄｅ、ＳｉＣ）及びアルミニウムナイトライド（ａｌｕｍｉｎｕｍ  ｎｉｔｒｉｄｅ、ＡｌＮ）で形成することもできる。
【００４５】
また、前記ｎ型窒化ガリウム層１１０、ｐ型窒化ガリウム層１３０及び活性層１２０は、ＭＯＣＶＤ工程のような公知の窒化物蒸着工程を介して形成することができる。
【００４６】
一方、前記活性層１２０は、一つの量子井戸層又はダブルヘテロ構造に形成さすることもできる。
【００４７】
その後、図３Ｂに示すように、前記ＬＥＤ発光構造物上に、すなわち、ｐ型窒化ガリウム層１３０上にｐ型電極１４０及び構造支持層１５０を順次形成する。
【００４８】
一方、本発明に係る前記ｐ型電極１４０は、導電性反射部材からなることが好ましく、これは、構造支持層１５０に活性層１２０から生成された光が吸収されて消滅することを防止するためである。
【００４９】
このとき、前記構造支持層１５０は、最終的なＬＥＤ素子の支持層及び電極としての機能を果たすものであって、シリコン（Ｓｉ）基板、ＧａＡｓ基板、Ｇｅ基板又は金属層などで形成でき、ここで、前記金属層は、電解メッキ、無電解メッキ、熱蒸着、電子線蒸着、スパッタ、化学気相蒸着などの手法により形成可能である。
【００５０】
次に、図３Ｃに示すように、前記基板１００とＬＥＤ発光構造物、すなわち、ｎ型窒化ガリウム層１１０を分離して、ｎ型窒化ガリウム層１１０を露出させる。
【００５１】
このとき、前記基板１００は、ＬＬＯ（Ｌａｓｅｒ  Ｌｉｆｔ−Ｏｆｆ）、ＣＬＯ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｌｉｆｔ−Ｏｆｆ）、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）などの方法を利用して除去する。
【００５２】
その後、図３Ｄに示すように、露出した前記ｎ型窒化ガリウム層１１０の表面を矢印方向に表面の一部厚さまでレーザー処理又は熱処理する。このとき、レーザー処理又は熱処理される一部厚さは、ｎ型窒化ガリウム層１１０の表面のみを改質することで、数百ｎｍ以下の厚さであることが好ましい。
【００５３】
前記レーザー処理は、ＧａＮのエネルギーバンドギャップ（Ｅｇ＝３．３ｅＶ）以上のエネルギーを有する波長のレーザーを利用して行うことが好ましく、さらに具体的には、２４８ｎｍのＫｒＦレーザー（５ｅＶ）又は１９３ｎｍのＡｒＦレーザー（６．４ｅＶ）を使用する。
【００５４】
また、前記熱処理は、前記ｎ型窒化ガリウム層１１０をなすＧａＮをＧａ元素とＮ元素とに分離できるように、５００℃以上の温度で行うことが好ましい。
【００５５】
すると、図３Ｅに示すように、前記ｎ型窒化ガリウム層１１０が、ｎ型電極１６０と接する表面から下方に向かって、Ｇａ層１１０ｂ、Ｇａ+Ｎ層１１０ｃ及びＧａＮ層１１０ａが順次積層されている構造を有するようになる。このとき、前記Ｇａ+Ｎ層１１０ｃは、分離されたＮ元素がＧａ層１１０ｂを通じて蒸発することにより、窒素空孔（Ｎ−ｖａｃａｎｃｙ）が生じることによって形成されている。すなわち、前記Ｇａ+Ｎ層１１０ｃは、電子の濃度が増加させられたｎ型窒化ガリウム層１１０の一部分である。
【００５６】
その後、図３Ｆに示すように、前記Ｇａ層１１０ｂをＨＣｌなどの化学溶液を利用して除去する。ただし、これは、必須ではなく、後述のｎ型電極１６０との密着力を良好にするために行うものである。
【００５７】
その後、前記Ｇａ層１１０ｂが除去されて露出したＧａ+Ｎ層１１０ｃの上面にｎ型電極１６０を形成する（図２参照）。
【００５８】
特に、本発明に係る前記ｎ型電極１６０は、その下に位置するＧａ+Ｎ層１１０ｃの電子濃度を増加させるために、窒化物を形成するＴｉ、Ｔａ及びＺｒからなるグループから選択された何れか一つ以上の金属からなる単一膜又はＴｉ、Ｔａ及びＺｒからなるグループから選択された何れか一つ以上の金属からなる膜を含んで、二層以上に積層されている多層膜で形成されることが好ましい。前記多層膜の一例としては、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ又はＴｉ／Ａｌ、Ｔａ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｕ、ＴｉＴａ／Ａｕなどがある。
【００５９】
上述した本発明の好ましい実施形態は、例示の目的のために開示しているものであり、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形、及び変更が可能であり、このような置換、変更などは、本発明の範囲内に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】従来の技術に係る縦型発光ダイオード素子の構造を示した断面図である。
【図２】本発明に係る縦型発光ダイオード素子の構造を示した断面図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態に係る縦型発光ダイオード素子の製造方法の一工程を示した断面図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態に係る縦型発光ダイオード素子の製造方法の他の工程を示した断面図である。
【図３Ｃ】本発明の一実施形態に係る縦型発光ダイオード素子の製造方法のさらに他の工程を示した断面図である。
【図３Ｄ】本発明の一実施形態に係る縦型発光ダイオード素子の製造方法のさらに他の工程を示した断面図である。
【図３Ｅ】本発明の一実施形態に係る縦型発光ダイオード素子の製造方法のさらに他の工程を示した断面図である。
【図３Ｆ】本発明の一実施形態に係る縦型発光ダイオード素子の製造方法のさらに他の工程を示した断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１００      基板
１１０      ｎ型窒化ガリウム層
１１０ａ      ＧａＮ層
１１０ｂ      Ｇａ層
１１０ｃ      Ｇａ+Ｎ層
１２０      活性層
１３０      ｐ型窒化ガリウム層
１４０      ｐ型電極
１５０      構造支持層
１６０      ｎ型電極
【図１】
2011109155.tif 000003
【図２】
2011109155.tif 000004
【図３Ａ】
2011109155.tif 000005
【図３Ｂ】
2011109155.tif 000006
【図３Ｃ】
2011109155.tif 000007
【図３Ｄ】
2011109155.tif 000008
【図３Ｅ】
2011109155.tif 000009
【図３Ｆ】
2011109155.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成23年4月8日(2011.4.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にバッファ層を形成するステップと、
前記バッファ層上にｎ型窒化ガリウム層、活性層及びｐ型窒化ガリウム層が順次積層されている発光構造物を形成するステップと、
前記発光構造物上にｐ型電極を形成するステップと、
前記ｐ型電極上に構造支持層を形成するステップと、
前記基板を前記発光構造物から分離し前記バッファ層を除去して、前記ｎ型窒化ガリウム層を露出させるステップと、
前記基板が前記発光構造物から分離された後、露出した前記ｎ型窒化ガリウム層の表面にレーザー処理を行って、表面から下へ順次積層されたＧａ層とＧａ+Ｎ層を形成するステップと、
レーザー処理した前記ｎ型窒化ガリウム層の表面上にｎ型電極を形成するステップと、
を含む縦型発光ダイオード素子の製造方法。
【請求項２】
前記レーザー処理を、ＧａＮのエネルギーバンドギャップ以上のエネルギーを有する波長のレーザーを利用して行うことを特徴とする請求項１に記載の縦型発光ダイオード素子の製造方法。
【請求項３】
前記ｎ型電極を、Ｔｉ、Ｔａ及びＺｒからなるグループから選択された何れか一つ以上の金属からなる単一膜で形成することを特徴とする請求項１または２に記載の縦型発光ダイオード素子の製造方法。
【請求項４】
前記ｎ型電極を、Ｔｉ、Ｔａ及びＺｒからなるグループから選択された何れか一つ以上の金属からなる膜を含んで、二層以上に積層されている多層膜で形成することを特徴とする請求項１または２に記載の縦型発光ダイオード素子の製造方法。
【請求項５】
前記ｐ型電極を、導電性反射部材で形成することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の縦型発光ダイオード素子の製造方法。
【請求項６】
前記ｎ型電極を形成するステップの前に、前記ｎ型窒化ガリウム層の表面に凹凸構造を形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の縦型発光ダイオード素子の製造方法。