(57)【要約】【課題】半導体層と、絶縁層の貫通孔内のコンタクト部を介して半導体層に電気的に接続された金属層とを含むＯＤＲ構造を備える半導体発光装置において、半導体層側のコンタクト領域の抵抗を低減しつつ、半導体層に対する絶縁層の密着性を向上させることができる半導体発光装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（０≦ｘ＜１）系半導体からなるｐ型コンタクト層１５を含むIII−Ｖ族半導体構造６と、貫通孔１０を有する絶縁層５と、III−Ｖ族半導体構造６と絶縁層５との間に配置され、（ＡｌｙＧａ１−ｙ）ｚＩｎ１−ｚＰ（０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）系半導体からなる中間接着層７と、貫通孔１０内のコンタクト部１１を介してｐ型コンタクト層１５に電気的に接続された金属層３とを含む、半導体発光装置１を提供する。【選択図】図２
2019040928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光領域を含むと共に光取り出し面としての表面およびその反対側の裏面を有し、前記裏面を形成するＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（０≦ｘ＜１）系半導体からなるコンタクト領域を含む半導体層と、
前記半導体層の前記裏面側に配置され、貫通孔を有する絶縁層と、
前記半導体層と前記絶縁層との間に配置され、（ＡｌｙＧａ１−ｙ）ｚＩｎ１−ｚＰ（０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）系半導体からなる中間接着層と、
前記絶縁層の前記半導体層の反対側に配置され、前記貫通孔内のコンタクト部を介して前記コンタクト領域に電気的に接続された金属層とを含む、半導体発光装置。
【請求項２】
前記絶縁層と前記金属層との間に配置され、前記コンタクト部を含む透光導電層をさらに含む、請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記貫通孔が、前記絶縁層に加えて前記中間接着層にも形成されており、前記透光導電層が、当該貫通孔を介して前記コンタクト領域に直接接続されている、請求項２に記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記コンタクト領域が、不純物としての炭素（Ｃ）を１．０×１０１９ｃｍ−３以上の濃度で含有している、請求項３に記載の半導体発光装置。
【請求項５】
前記コンタクト領域が、５００Å〜５０００Åの厚さを有する層からなる、請求項４に記載の半導体発光装置。
【請求項６】
前記貫通孔が、前記中間接着層の部分において、前記絶縁層の部分における前記貫通孔の縁部で覆われたサイドエッチング部を有し、
前記透光導電層が、前記サイドエッチング部に入り込むように横側に広がって形成された凸部を含む、請求項３〜５のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
【請求項７】
前記サイドエッチング部の側部と前記凸部との間には、空隙が形成されている、請求項６に記載の半導体発光装置。
【請求項８】
前記中間接着層が、ＩｎＧａＰ層からなる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
【請求項９】
前記絶縁層が、ＳｉＯ２、ＳｉＮまたはＳｉＯＮからなる、請求項１〜８のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
【請求項１０】
前記発光領域の発光波長が、８００ｎｍ以上である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
【請求項１１】
第１基板上に、発光領域を含むと共に、最上面にＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（０≦ｘ＜１）系半導体からなるコンタクト領域を含む半導体層を形成する工程と、
前記半導体層上に、（ＡｌｙＧａ１−ｙ）ｚＩｎ１−ｚＰ（０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）系半導体からなる中間接着層を形成する工程と、
前記中間接着層上に、絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層に貫通孔を形成する工程と、
前記絶縁層上に、前記貫通孔内のコンタクト部を介して前記コンタクト領域に電気的に接続された第１金属層を形成する工程と、
第２基板上に、第２金属層を形成する工程と、
前記第１金属層および前記第２金属層を互いに接合することによって、前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせる工程と、
前記貼り合わせ後、前記第１基板を除去する工程とを含む、半導体発光装置の製造方法。
【請求項１２】
前記絶縁層の形成前に、前記中間接着層をアッシング処理する工程を含み、
前記絶縁層が、アッシング処理された前記中間接着層の表面に形成される、請求項１１に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項１３】
前記アッシング処理が、酸素プラズマを使用して前記中間接着層の表面を処理する工程を含む、請求項１２に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項１４】
前記第１金属層の形成前に、前記貫通孔内に前記コンタクト部として一部が埋め込まれるように、前記絶縁層上に透光導電層を形成する工程をさらに含む、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項１５】
前記貫通孔を形成する工程が、前記絶縁層に加えて前記中間接着層にも前記貫通孔を形成する工程を含み、
前記透光導電層が、当該貫通孔を介して前記コンタクト領域に直接接続されるように形成される、請求項１４に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項１６】
前記貫通孔を形成する工程が、前記絶縁層の部分における前記貫通孔の縁部よりも横側に広がるように、前記中間接着層の部分にサイドエッチング部を形成する工程を含み、
前記透光導電層が、前記サイドエッチング部に入り込むように形成された凸部を含むように形成される、請求項１５に記載の半導体発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の発光ダイオードは、支持基板の一面にオーミックコンタクト層、第２金属層、第１金属層、絶縁層、ｐ型コンタクト層、ｐ型クラッド層、ＭＱＷ（Multiple Quantum Well ：多重量子井戸）発光層、ｎ型クラッド層およびｎ型コンタクト層がこの順に積層された半導体層を有すると共に、ＯＤＲ（Omni-Directional-Reflector）構造を有している。すなわち、ｐ型コンタクト層と第１金属層との間の絶縁層の一部領域にはコンタクト部が埋設されており、これにより第１金属層とｐ型コンタクト層とが電気的に接続されている。支持基板の裏面にはｐ側電極が、またｎ型コンタクト層上にはリング状のｎ側電極がそれぞれ設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２２１０２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、半導体層と、絶縁層の貫通孔内のコンタクト部を介して半導体層に電気的に接続された金属層とを含むＯＤＲ構造を備える半導体発光装置において、半導体層側のコンタクト領域の抵抗を低減しつつ、半導体層に対する絶縁層の密着性を向上させることができる半導体発光装置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】
【０００５】
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置は、発光領域を含むと共に光取り出し面としての表面およびその反対側の裏面を有し、前記裏面を形成するＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（０≦ｘ＜１）系半導体からなるコンタクト領域を含む半導体層と、前記半導体層の前記裏面側に配置され、貫通孔を有する絶縁層と、前記半導体層と前記絶縁層との間に配置され、（ＡｌｙＧａ１−ｙ）ｚＩｎ１−ｚＰ（０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）系半導体からなる中間接着層と、前記絶縁層の前記半導体層の反対側に配置され、前記貫通孔内のコンタクト部を介して前記コンタクト領域に電気的に接続された金属層とを含む。
【０００６】
この構成によれば、半導体層の裏面を形成するコンタクト領域がＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（０≦ｘ＜１）系半導体からなる。ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（０≦ｘ＜１）系半導体は、キャリア濃度を比較的容易に高くすることができる。そのため、コンタクト領域を厚く形成しなくても、十分高いキャリア濃度で不純物をドーピングすることができる。つまり、比較的薄い厚さのコンタクト領域に高濃度で不純物が含有されるので、コンタクト領域の抵抗を低減することができる。
【０００７】
一方、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（０≦ｘ＜１）系半導体と絶縁層との密着性が高くないため、上記の低抵抗化の達成には、半導体層から絶縁層が剥離しやすいという背反事象が発生する。しかしながら、この構成では、半導体層と絶縁層との間に、（ＡｌｙＧａ１−ｙ）ｚＩｎ１−ｚＰ（０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）系半導体からなる中間接着層が介在するので、半導体層と絶縁層との間に高い密着性を確保することができる。
【０００８】
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置は、前記絶縁層と前記金属層との間に配置され、前記コンタクト部を含む透光導電層をさらに含んでいてもよい。
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置では、前記貫通孔が、前記絶縁層に加えて前記中間接着層にも形成されており、前記透光導電層が、当該貫通孔を介して前記コンタクト領域に直接接続されていてもよい。
【０００９】
この構成によれば、コンタクト領域と透光導電層との間にオーミックコンタクトを形成することができるので、半導体発光装置の順方向電圧（ＶＦ）を低減することができる。
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置では、前記コンタクト領域が、不純物としての炭素（Ｃ）を１．０×１０１９ｃｍ−３以上の濃度で含有していてもよい。
コンタクト領域が１．０×１０１９ｃｍ−３以上の濃度で炭素（Ｃ）を含有することによって、コンタクト領域の低抵抗化を良好に達成することができる。
【００１０】
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置では、前記コンタクト領域が、５００Å〜５０００Åの厚さを有する層からなっていてもよい。
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置では、前記貫通孔が、前記中間接着層の部分において、前記絶縁層の部分における前記貫通孔の縁部で覆われたサイドエッチング部を有し、前記透光導電層が、前記サイドエッチング部に入り込むように横側に広がって形成された凸部を含んでいてもよい。
【００１１】
この構成によれば、透光導電層の凸部が、絶縁層の部分における貫通孔の縁部に引っ掛かるので、透光導電層を剥がれにくくすることができる。
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置では、前記サイドエッチング部の側部と前記凸部との間には、空隙が形成されていてもよい。
この構成によれば、中間接着層の屈折率（ｎ１＞１）よりも小さい屈折率（ｎ２＝１）を有する空隙（空気）が中間接着層の一部に形成されるので、絶縁層と中間接着層との界面における光の反射率を向上させることができる。したがって、当該界面から中間接着層および透光導電層を通過し、金属層に至るまでの経路で発生する光のロスを低減することができる。
【００１２】
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置では、前記中間接着層が、ＩｎＧａＰ層からなっていてもよい。
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置では、前記絶縁層が、ＳｉＯ２、ＳｉＮまたはＳｉＯＮからなっていてもよい。
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置では、前記発光領域の発光波長が、８００ｎｍ以上であってもよい。
【００１３】
この構成により、半導体層側のコンタクト領域の抵抗を低減しつつ、半導体層に対する絶縁層の密着性を向上できる、赤外発光半導体発光装置を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置の製造方法は、第１基板上に、発光領域を含むと共に、最上面にＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（０≦ｘ＜１）系半導体からなるコンタクト領域を含む半導体層を形成する工程と、前記半導体層上に、（ＡｌｙＧａ１−ｙ）ｚＩｎ１−ｚＰ（０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）系半導体からなる中間接着層を形成する工程と、前記中間接着層上に、絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層に貫通孔を形成する工程と、前記絶縁層上に、前記貫通孔内のコンタクト部を介して前記コンタクト領域に電気的に接続された第１金属層を形成する工程と、第２基板上に、第２金属層を形成する工程と、前記第１金属層および前記第２金属層を互いに接合することによって、前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせる工程と、前記貼り合わせ後、前記第１基板を除去する工程とを含む。
【００１４】
この方法によって、本発明の一実施形態に係る半導体発光装置を製造することができる。
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置の製造方法は、前記絶縁層の形成前に、前記中間接着層をアッシング処理する工程を含み、前記絶縁層が、アッシング処理された前記中間接着層の表面に形成されてもよい。
【００１５】
中間接着層の表面のアッシング処理によって、中間接着層に対する絶縁層の摩擦力を増加させることができるので、絶縁層の密着性を向上させることができる。
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置の製造方法では、前記アッシング処理が、酸素プラズマを使用して前記中間接着層の表面を処理する工程を含んでいてもよい。
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置の製造方法は、前記第１金属層の形成前に、前記貫通孔内に前記コンタクト部として一部が埋め込まれるように、前記絶縁層上に透光導電層を形成する工程をさらに含んでいてもよい。
【００１６】
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置の製造方法では、前記貫通孔を形成する工程が、前記絶縁層に加えて前記中間接着層にも前記貫通孔を形成する工程を含み、前記透光導電層が、当該貫通孔を介して前記コンタクト領域に直接接続されるように形成されてもよい。
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置の製造方法では、前記貫通孔を形成する工程が、前記絶縁層の部分における前記貫通孔の縁部よりも横側に広がるように、前記中間接着層の部分にサイドエッチング部を形成する工程を含み、前記透光導電層が、前記サイドエッチング部に入り込むように形成された凸部を含むように形成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る半導体発光装置の模式的な平面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る半導体発光装置の模式的な断面図である。
【図３】図３は、図２のIII−Ｖ族半導体構造の層構成の一例を示す図である。
【図４】図４は、図３の発光層の層構成の一例を示す図である。
【図５】図５は、ＡｌＧａＡｓ層のＡｌ組成と当該ＡｌＧａＡｓ層の吸収端波長との関係を示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、図２の絶縁層と中間接着層との界面近傍の構造を具体的に示す拡大図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａの貫通孔の拡大平面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、図２の半導体発光装置の製造工程の一部を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａの次の工程を示す図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、図７Ｂの次の工程を示す図である。
【図７Ｄ】図７Ｄは、図７Ｃの次の工程を示す図である。
【図７Ｅ】図７Ｅは、図７Ｄの次の工程を示す図である。
【図７Ｆ】図７Ｆは、図７Ｅの次の工程を示す図である。
【図７Ｇ】図７Ｇは、図７Ｆの次の工程を示す図である。
【図７Ｈ】図７Ｈは、図７Ｇの次の工程を示す図である。
【図７Ｉ】図７Ｉは、図７Ｈの次の工程を示す図である。
【図７Ｊ】図７Ｊは、図７Ｉの次の工程を示す図である。
【図８Ａ】図８Ａは、中間接着層、絶縁層および透光導電層の形成に関連する工程を示す図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図８Ａの次の工程を示す図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、図８Ｂの次の工程を示す図である。
【図８Ｄ】図８Ｄは、図８Ｃの次の工程を示す図である。
【図８Ｅ】図８Ｅは、図８Ｄの次の工程を示す図である。
【図９】図９は、前記半導体発光装置の第１の変形例を示す図である。
【図１０】図１０は、前記半導体発光装置の第２の変形例を示す図である。
【図１１】図１１は、ＴＬＭパターンを示す図である。
【図１２】図１２は、ＡｌＧａＡｓ層およびＧａＰ層のＩ−Ｖ特性を示す図である。
【図１３】図１３は、ＡｌＧａＡｓ層およびＧａＰ層に対するＩＴＯの接触抵抗を示す図である。
【図１４】図１４は、実施例および参考例の半導体発光装置のＩ−Ｖ特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る半導体発光装置１の模式的な平面図である。図２は、本発明の一実施形態に係る半導体発光装置１の模式的な断面図である。なお、図２は、図１の半導体発光装置１の特定位置の断面を示しているものではなく、半導体発光装置１の断面構造を便宜的に表したものである。したがって、図２において、図１に示した構成要素と同一のものであっても、その大きさの比率が異なっている場合がある。
【００１９】
半導体発光装置１は、基板２と、基板２上の金属層３と、金属層３上の透光導電層４と、透光導電層４上の絶縁層５と、絶縁層５上の本発明の半導体層の一例としてのIII−Ｖ族半導体構造６と、絶縁層５とIII−Ｖ族半導体構造６との間の中間接着層７と、基板２の裏面（III−Ｖ族半導体構造６と反対側の表面）に接触するように形成された裏面電極の一例としてのｐ側電極８と、III−Ｖ族半導体構造６の表面に接触するように形成された表面電極の一例としてのｎ側電極９とを含む。
【００２０】
基板２は、この実施形態では、シリコン基板で構成されている。むろん、基板２は、たとえば、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）、ＧａＰ（リン化ガリウム）等の半導体基板で構成されていてもよい。基板２は、この実施形態では、図１に示すように平面視略正方形状に形成されているが、基板２の平面形状は特に制限されず、たとえば、平面視長方形状であってもよい。また、基板２の厚さは、たとえば、５０μｍ〜２５０μｍであってもよい。また、基板２（シリコン基板）の屈折率は、３．７０５程度であってもよい。
【００２１】
金属層３は、この実施形態では、ＡｕまたはＡｕを含む合金で構成されている。金属層３は、Ａｕ層およびＡｕ合金層それぞれの単層であってもよいし、これらの層および他の金属層が複数積層された層であってもよい。金属層３は、複数の積層構造である場合、少なくとも透光導電層４と接触する第１金属層３１の透光導電層４との接触面がＡｕ層またはＡｕ合金層（たとえば、ＡｕＢｅＮｉ等）で構成されていることが好ましい。一方、少なくとも基板２と接触する第２金属層３２の基板２との接触面がＴｉ層で構成されていることが好ましい。この実施形態では、たとえば、金属層３は、（透光導電層４側）Ａｕ層３３／Ａｕ層３４／Ｔｉ層３５（基板２側）で示される積層構造が挙げられる。さらに、金属層３は、金属層３を構成する複数の金属材料間に明瞭な境界が形成されず、当該複数の金属材料が、たとえば基板２側から順々に分布して構成されていてもよい。一方、この実施形態では、金属層３は、後述するように、成長基板４４（後述）と基板２との貼り合わせによって第１金属層３１と第２金属層３２とが接合して形成されるものである。そこで、図２では、便宜的に第１金属層３１と第２金属層３２との境界（貼り合わせ面）を示しているが、この境界は、明瞭に視認できなくてもよい。
【００２２】
金属層３は、基板２の表面全域を覆うように形成されている。また、金属層３のトータル厚さは、たとえば、４０００Å〜１００００Åであり、好ましくは、５０００Å〜７０００Åである。また、金属層３を構成する個々の層３３〜３５の厚さは、たとえば、Ａｕ層３３＝５０００Å±５００Å程度、Ａｕ層３４＝１０００Å±１００Å程度、Ｔｉ層３５＝５００Å±５０Å程度であってもよい。
【００２３】
透光導電層４は、この実施形態では、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）で構成されている。むろん、透光導電層４は、たとえば、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、ＩＺＯ（酸化インジウム−酸化亜鉛）等の透明電極材料で構成されていてもよい。また、透光導電層４は、その光学膜厚が０．５λおよび１λ（ただし発光波長λ＝８００ｎｍ以上）であることが好ましく、物理膜厚が、５００Å〜６０００Å（たとえば２７００Å程度）であってもよい。また、透光導電層４（ＩＴＯ）の屈折率は、１．６０程度（発光波長λ＝８７０ｎｍ）であってもよい。
【００２４】
絶縁層５は、透光性を有し、かつ導電性を有さない絶縁材料によって構成されており、この実施形態では、ＳｉＯ２（酸化シリコン）で構成されている。むろん、絶縁層５は、たとえば、ＳｉＮ（窒化シリコン）、ＳｉＯＮ（酸窒化シリコン）等の絶縁材料で構成されていてもよい。また、絶縁層５は、その光学膜厚が０．２５λおよび０．７５λ（ただし発光波長λ＝８００ｎｍ以上）であることが好ましく、物理膜厚が、１０００Å〜２０００Å（たとえば１５００Å程度）であってもよい。
【００２５】
中間接着層７は、（ＡｌｙＧａ１−ｙ）ｚＩｎ１−ｚＰ（０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）系半導体によって構成されている。当該式で表される半導体としては、たとえば、ＩｎＧａＰ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＧａＰ等が挙げられる。これらは、絶縁層５の種類によって適宜選択され、たとえば、絶縁層５がＳｉＯ２やＳｉＯＮ等の酸素を含有する絶縁材料で構成されている場合は、ＩｎＧａＰが好ましく、絶縁層５がＳｉＮ等の窒素を含有する絶縁材料で構成されている場合は、ＧａＰが好ましい。また、中間接着層７の厚さは、たとえば、５０Å〜７００Åであり、たとえば、５００Å程度であってもよい。
【００２６】
そして、この実施形態では、絶縁層５および中間接着層７を連続して貫通する貫通孔１０が形成されている。貫通孔１０は、図１に示すように、基板２の面内に離散的に配列されている。たとえば、平面視四角形状のメサ部２６（後述）内に行列状に配列されていてもよい。透光導電層４は、その一部がコンタクト部１１として貫通孔１０に埋め込まれ、III−Ｖ族半導体構造６に接続されている。これにより、半導体発光装置１には、ＯＤＲ（Omni-Directional-Reflector）構造が形成されている。
【００２７】
III−Ｖ族半導体構造６は、発光領域の一例としての発光層１２と、第１導電型層の一例としてのｐ型半導体層１３と、第２導電型層の一例としてのｎ型半導体層１４とを含む。ｐ型半導体層１３は発光層１２に対して基板２側に配置されており、ｎ型半導体層１４は発光層１２に対してｎ側電極９側に配置されている。こうして、発光層１２が、ｐ型半導体層１３およびｎ型半導体層１４によって挟持されていて、ダブルヘテロ接合が形成されている。発光層１２には、ｎ型半導体層１４から電子が注入され、ｐ型半導体層１３から正孔が注入される。これらが発光層１２で再結合することによって、光が発生するようになっている。また、基板２の厚さとIII−Ｖ族半導体構造６の厚さとを合わせたトータル厚さは、たとえば、６０μｍ〜２６０μｍであってもよい。
【００２８】
発光層１２、ｐ型半導体層１３およびｎ型半導体層１４を構成する各層の組成は、発光層１２の発光波長の範囲によって適宜選択され、たとえば、発光波長が８００ｎｍ以上の赤外波長域の場合には、主に、ＡｌＧａＡｓ系半導体が選択され、発光波長が３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ程度の可視光波長域の場合には、主に、ＡｌＩｎＧａＰ系半導体が選択される。これらのうち、一例として、発光波長が８００ｎｍ以上の赤外波長域の場合の発光層１２、ｐ型半導体層１３およびｎ型半導体層１４の層構成を、図３および図４を参照して説明する。図３は、図２のIII−Ｖ族半導体構造６の層構成の一例を示す図である。図４は、図３の発光層１２の層構成の一例を示す図である。図５は、ＡｌＧａＡｓ層のＡｌ組成と当該ＡｌＧａＡｓ層の吸収端波長との関係を示す図である。
【００２９】
図３に示すように、ｐ型半導体層１３は、基板２側から順に、ｐ型コンタクト層１５、ｐ型ウィンドウ層１６およびｐ型クラッド層１７を積層して構成されている。一方、ｎ型半導体層１４は、発光層１２の上に、順に、ｎ型クラッド層１８、ｎ型ウィンドウ層１９およびｎ型コンタクト層２０を積層して構成されている。
ｐ型コンタクト層１５、ｐ型ウィンドウ層１６およびｐ型クラッド層１７は、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（０≦ｘ＜１）系半導体から構成されている。当該式中のＡｌ組成は、発光層１２の発光波長の範囲に合わせて適宜設定される。たとえば、８００ｎｍ以上の赤外波長域の場合には、図５に示すように、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（０≦ｘ＜１）系半導体のＡｌ組成が０．１未満（１０％未満）であると、吸収端波長が８００ｎｍ以上であるため、発光層１２からの赤外光が各層で吸収され易くなる。そのため、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（０≦ｘ＜１）系半導体のＡｌ組成は、たとえば、１０％〜７０％（ｘ＝０．１〜０．７）に設定され、好ましくは、１５％〜６０％（ｘ＝０．１５〜０．６）に設定される。Ａｌ組成が大きいほど吸収端波長が低くなるので、吸収端波長のみを考慮するのであれば、Ａｌ組成は６０％を超えてもよい。しかしながら、Ａｌ組成が高くなると、ＡｌＧａＡｓ層の表面が酸化し易く、Ａｌの酸化によって表面に形成されるＡｌ２Ｏ３（酸化アルミニウム）膜が原因で、ＡｌＧａＡｓ層に対するオーミックコンタクトをとることが難しくなる。したがって、電極とのコンタクトが形成されるｐ型コンタクト層１５に関しては、吸収端波長が若干高くなるが、Ａｌ組成が１５％〜３０％（ｘ＝０．１５〜０．３）のＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（０≦ｘ＜１）系半導体から構成されることが好ましい。一方、ｐ型ウィンドウ層１６およびｐ型クラッド層１７のＡｌ組成については、３０％〜６０％（ｘ＝０．３〜０．６）程度であってもよい。ｐ型ウィンドウ層１６およびｐ型クラッド層１７のＡｌ組成をこの範囲にすることによって、これらの層１６，１７において赤外光が吸収されることを確実に防止することができる。
【００３０】
また、ｐ型コンタクト層１５は、透光導電層４とのオーミックコンタクトをとるために低抵抗層となっていることが好ましく、ｐ型ドーパントとしての炭素（Ｃ）や亜鉛（Ｚｎ）を高濃度で含有している。この実施形態では、ｐ型コンタクト層１５は、炭素（Ｃ）を１．０×１０１９ｃｍ−３以上の濃度で含有している。なお、ｐ型ウィンドウ層１６およびｐ型クラッド層１７についても、上記ｐ型ドーパントが、適切な濃度で含有されている。
【００３１】
また、ｐ型コンタクト層１５、ｐ型ウィンドウ層１６およびｐ型クラッド層１７の各層の厚さは、たとえば、ｐ型コンタクト層１５が５００Å〜５０００Åの厚さを有し、ｐ型ウィンドウ層１６が２５０００Å〜４００００Åの厚さを有し、ｐ型クラッド層１７が７０００Å〜１５０００Åの厚さを有していてもよい。
なお、ｐ型コンタクト層１５、ｐ型ウィンドウ層１６およびｐ型クラッド層１７は、それぞれ、単層で形成されていてもよいし、たとえば、Ａｌ組成が互いに異なる複数の層で形成されていてもよい。
【００３２】
ｎ型コンタクト層２０、ｎ型ウィンドウ層１９およびｎ型クラッド層１８は、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（０≦ｘ＜１）系半導体から構成されている。当該式中のＡｌ組成は、発光層１２の発光波長の範囲に合わせて適宜設定される。たとえば、８００ｎｍ以上の赤外波長域の場合には、ｐ型半導体層１３と同様に図５に倣って、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（０≦ｘ＜１）系半導体のＡｌ組成は、たとえば、１０％〜７０％（ｘ＝０．１〜０．７）に設定され、好ましくは、１５％〜６０％（ｘ＝０．１５〜０．６）に設定される。
【００３３】
ｎ型コンタクト層２０に関しては、ｐ型コンタクト層１５と同様に、ｎ側電極９とのオーミックコンタクトを考慮して、Ａｌ組成が１５％〜３０％（ｘ＝０．１５〜０．３）でもよいが、この実施形態では、Ａｌ組成が０％（ｘ＝０）のＧａＡｓで構成されている。Ａｌ組成が０％であると、図５に基づけば、吸収端波長が高くなり、発光層１２からの赤外光がｎ型コンタクト層２０で吸収され易くなることが懸念される。しかしながら、ｎ型コンタクト層２０は、後述するように、金属からなるｎ側電極９と同じパターンで形成されており、当該ｎ側電極９で覆われた領域では、ｎ側電極９に光が遮蔽されて放出されないので、当該領域（つまり、ｎ型コンタクト層２０）で赤外光の吸収が発生しても問題ない。
【００３４】
一方、ｎ型ウィンドウ層１９およびｎ型クラッド層１８のＡｌ組成については、３０％〜６０％（ｘ＝０．３〜０．６）程度であってもよい。ｎ型ウィンドウ層１９およびｎ型クラッド層１８のＡｌ組成をこの範囲にすることによって、これらの層１８，１９において赤外光が吸収されることを確実に防止することができる。
また、ｎ型コンタクト層２０は、透光導電層４とのオーミックコンタクトをとるために低抵抗層となっていることが好ましく、ｎ型ドーパントとしてのシリコン（Ｓｉ）を高濃度で含有している。この実施形態では、ｎ型コンタクト層２０は、シリコン（Ｓｉ）を１．０×１０１８ｃｍ−３以上の濃度で含有している。なお、ｎ型ウィンドウ層１９およびｎ型クラッド層１８についても、上記ｎ型ドーパントが、適切な濃度で含有されている。
【００３５】
また、ｎ型コンタクト層２０、ｎ型ウィンドウ層１９およびｎ型クラッド層１８の各層の厚さは、たとえば、ｎ型コンタクト層２０が５００Å〜９０００Åの厚さを有し、ｎ型ウィンドウ層１９が１００００Å〜１０００００Åの厚さを有し、ｎ型クラッド層１８が５００Å〜１５０００Åの厚さを有していてもよい。
なお、ｎ型コンタクト層２０、ｎ型ウィンドウ層１９およびｎ型クラッド層１８は、それぞれ、単層で形成されていてもよいし、たとえば、Ａｌ組成が互いに異なる複数の層で形成されていてもよい。
【００３６】
発光層１２は、ＭＱＷ(multiple-quantum well)構造（多重量子井戸構造）を有しており、電子と正孔とが再結合することによって光が発生し、その発生した光を増幅させるための層である。
発光層１２は、この実施形態では、図４に示すように、ＩｎＧａＡｓ層からなる量子井戸層２１（たとえば９０Å厚程度）とＡｌＧａＡｓ層からなる障壁層２２（たとえば１１０Å厚程度）とを交互に複数周期繰り返し積層して構成された多重量子井戸（ＭＱＷ：Multiple-Quantum Well）構造２３と、この多重量子井戸構造２３を上下両側から挟む、ｐ型ガイド層２４およびｎ型ガイド層２５とを有している。ｐ型ガイド層２４およびｎ型ガイド層２５は、たとえば、Ａｌ組成が１５％〜６０％（ｘ＝０．１５〜０．６）程度のＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（０＜ｘ＜１）系半導体から構成されている。
【００３７】
たとえば、量子井戸層２１（ＩｎＧａＡｓ）と障壁層２２（ＡｌＧａＡｓ）とは交互に２〜５０周期繰り返し積層されており、これにより、多重量子井戸構造の発光層１２が構成されている。なお、図４では、量子井戸層２１および障壁層２２の１周期構造のみ示されている。発光波長は、量子井戸層２１のバンドギャップに対応しており、バンドギャップの調整はＩｎまたはＧａの組成比を調整すること、ならびに量子井戸層２１の膜厚を調整することによって行うことができる。この実施形態では、発光層１２の発光波長は、量子井戸層２１（ＩｎＧａＡｓ）におけるＩｎおよびＧａの組成を調整することによって、８００ｎｍ以上（たとえば８７０ｎｍ）とされている。
【００３８】
図１および図２に示すように、半導体発光装置１は、その一部が除去されることによって、メサ部２６を形成している。より具体的には、III−Ｖ族半導体構造６の表面から、ｎ型半導体層１４、発光層１２、ｐ型半導体層１３および中間接着層７がIII−Ｖ族半導体構造６の全周に亘ってエッチング除去され、横断面視略台形状のメサ部２６が形成されている。より具体的には、メサ部２６は、基板２側へ向かう方向に径が大きくなるテーパ状に形成された外周面２６Ｂを有している。メサ部２６の形状は、断面視略台形状に限らず、たとえば断面視略四角形状であってもよい。これにより、絶縁層５が、メサ部２６から横方向に引き出された引き出し部２７を構成している。図１に示すように、平面視において、メサ部２６は引き出し部２７に取り囲まれている。
【００３９】
なお、中間接着層７がエッチング除去されず、引き出し部２７の表面２７Ａが中間接着層７で形成されていてもよいが、半導体発光装置１の製造時の歩留まりを考慮すれば、図１のように、引き出し部２７の表面２７Ａとして、絶縁層５が露出していることが好ましい。図７Ｉにおいてメサ部２６が形成され、その後、図７Ｊに示すように微細な凹凸構造２８（後述）が形成された後、ウエハ状態の基板２が個々のチップサイズにダイシングされるが、その際に、チッピングが生じにくい。すなわち、ダイシングブレードとの接触面が絶縁材料であれば、当該接触面がIII−Ｖ族半導体の場合に比べて、切断によって引き出し部２７の表面２７Ａが欠けて散ることが少なく、散った小片で発光部であるメサ部２６が傷付けられることを抑制することができる。
【００４０】
メサ部２６の表面２６Ａには、微細な凹凸構造２８が形成されている。この微細な凹凸構造２８によって、III−Ｖ族半導体構造６から取り出される光を拡散させることができる。この実施形態では、後述するようにｎ型コンタクト層２０がｎ側電極９の形状と同じパターンで選択的に除去されることによってｎ型ウィンドウ層１９が露出しており、この露出面に微細な凹凸構造２８が形成されている。なお、図１では、明瞭化のため微細な凹凸構造２８を省略している。
【００４１】
裏面電極としてのｐ側電極８は、この実施形態では、ＡｕまたはＡｕを含む合金で構成されている。具体的には、（基板２側）Ｔｉ層８１／Ａｕ層８２で示される積層構造であってもよい。また、ｐ側電極８は、基板２の裏面全域を覆うように形成されている。また、ｐ側電極８のトータル厚さは、たとえば、１３００Å〜１７００Åである。また、ｐ側電極８を構成する個々の層８１，８２の厚さは、たとえば、Ｔｉ層８１＝５００Å±５０Å程度、Ａｕ層８２＝１０００Å±１００Å程度であってもよい。
【００４２】
表面電極としてのｎ側電極９は、この実施形態では、ＡｕまたはＡｕを含む合金で構成されている。具体的には、（III−Ｖ族半導体構造６側）ＡｕＧｅＮｉ層９１／Ａｕ層９２で示される積層構造であってもよい。また、ｎ側電極９のトータル厚さは、たとえば、１５０００Å〜２００００Åである。また、ｎ側電極９を構成する個々の層９１，９２の厚さは、たとえば、ＡｕＧｅＮｉ層９１＝２０００Å±２００Å程度、Ａｕ層９２＝１７０００Å±１７００Å程度であってもよい。
【００４３】
また、ｎ側電極９は、略円形状のパッド電極部９３と、当該パッド電極部９３の周囲に一定の領域を区画するようにパッド電極部９３から選択的に枝状に延びる枝状電極部９４とを一体的に含む。
この実施形態では、平面視において、パッド電極部９３がメサ部２６の略中央に配置されており、当該パッド電極部９３とメサ部２６の４つの隅のそれぞれとの間に包囲領域２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ，２９Ｄを区画するように枝状電極部９４が形成されている。各包囲領域２９Ａ〜２９Ｄは、パッド電極部９３からメサ部２６の各周縁（もしくは端面）に向かって十字状に延びる枝状電極部９４の中間部９４Ａと、当該十字型の中間部９４Ａに交差してメサ部２６の互いに対向する一対の周縁（もしくは外周面２６Ｂ）に沿って延びる枝状電極部の外周部９４Ｂと、パッド電極部９３によって取り囲まれている。
【００４４】
そして、この実施形態では、ｎ型コンタクト層２０がｎ側電極９と同じ形状を有していることから、包囲領域２９Ａ〜２９Ｄにｎ型半導体層１４が露出している
図６Ａは、図２の絶縁層５と中間接着層７との界面近傍の構造を具体的に示す拡大図である。図６Ｂは、図６Ａの貫通孔１０の拡大平面図である。
前述のように、この実施形態では、金属層３上に、透光導電層４、絶縁層５、中間接着層７およびIII−Ｖ族半導体構造６が、この順に積層されている。
【００４５】
絶縁層５および中間接着層７には、これらを連続して貫通する貫通孔１０が形成されている。貫通孔１０は、絶縁層５の部分の第１部分３６と、中間接着層７の部分の第２部分３７とを含む。
第１部分３６および第２部分３７は、共に、透光導電層４からIII−Ｖ族半導体構造６へ向かう方向に径が小さくなるテーパ状に形成されている。第１部分３６のテーパ面（側面）と第２部分３７のテーパ面（側面）とは、この実施形態では、互いに連続した面として形成されておらず、図６Ｂに示すように、第２部分３７のテーパ面の始端３７Ａ（透光導電層４側の端）が、第１部分３６のテーパ面の終端３７Ｂ（III−Ｖ族半導体構造６側の端）に対して径方向外側に一定間隔を配置される段差面となっている。このような段差面は、後述するように、貫通孔１０の第２部分３７を形成する際に中間接着層７がサイドエッチングされることに起因する。
【００４６】
これにより、貫通孔１０の第２部分３７は、第１部分３６における貫通孔１０の縁部３８で覆われたサイドエッチング部３９を有している。サイドエッチング部３９は、図６Ｂに示すように、貫通孔１０の周方向の全周にわたって環状に形成されている。
透光導電層４は、貫通孔１０に埋め込まれ、貫通孔１０内に露出するｐ型コンタクト層１５に直接接続されている。また、透光導電層４（コンタクト部１１）は、貫通孔１０の第２部分３７においては、サイドエッチング部３９に入り込むように横側に広がって形成された凸部４０（図６Ｂのハッチング部分）を有している。凸部４０は、図６Ｂに示すように、貫通孔１０の周方向の全周にわたって環状に形成されていてもよいし、周方向の一部のみに曲線状に形成されていてもよい。また、この凸部４０は、この実施形態では、サイドエッチング部３９を完全に満たすように形成されておらず、サイドエッチング部３９の側部と凸部４０との間には、空隙４１が形成されている。空隙４１は、この実施形態では、図６Ｂに示すように、貫通孔１０の全周にわたって環状に形成されている。
【００４７】
また、透光導電層４は、この実施形態では、絶縁層５の表面および貫通孔１０の内面に沿って略一様な厚さで形成されており、貫通孔１０上の部分において凹部４２を有している。金属層３（第１金属層３１）は、この凹部４２を覆うように形成されており、透光導電層４と金属層３との間には、貫通孔１０の部分において、凹部４２からなる第２の空隙４３が形成されている。第２の空隙４３は、空隙４１に取り囲まれるように形成されている。
【００４８】
中間接着層７における絶縁層５との界面７Ａは、後述するアッシング処理（図８Ａ参照）されており、微細な凹凸面となっている。この凹凸面によって、中間接着層７に対する絶縁層５の摩擦力を増加させることができるので、絶縁層５の密着性を向上させることができる。
そして、図２を参照して、この半導体発光装置１では、ｐ側電極８とｎ側電極９との間に順方向電圧が印加されると、発光層１２に、ｎ型半導体層１４から電子が注入され、ｐ型半導体層１３から正孔が注入される。これらが発光層１２で再結合することによって、光が発生する。この光は、ｎ型半導体層１４を透過して光取出し面としてのメサ部２６の表面２６Ａから、微細な凹凸構造２８を介して取り出される。一方、発光層１２からｐ型半導体層１３側に向かった光は、ｐ型半導体層１３および透光導電層４をこの順で透過して、金属層３で反射される。反射した光は、透光導電層４、ｐ型半導体層１３、発光層１２、ｎ型半導体層１４をこの順で透過して、メサ部２６の表面２６Ａから、微細な凹凸構造２８を介して取り出される。
【００４９】
この半導体発光装置１の構成によれば、III−Ｖ族半導体構造６の裏面を形成するｐ型コンタクト層１５がＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（０≦ｘ＜１）系半導体からなる。ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（０≦ｘ＜１）系半導体は、キャリア濃度を比較的容易に高くすることができる。そのため、前述のように、ｐ型コンタクト層１５の厚さが５００Å〜５０００Å程度でも、１．０×１０１９ｃｍ−３以上の高い濃度で炭素（Ｃ）をドーピングすることができる。つまり、比較的薄い厚さのｐ型コンタクト層１５に高濃度で不純物が含有されるので、ｐ型コンタクト層１５の抵抗を低減することができる。
【００５０】
さらに、上記の構成によれば、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（０≦ｘ＜１）系半導体からなるｐ型コンタクト層１５に透光導電層４が直接接続されているので、両者の間にオーミックコンタクトを良好に形成することができる。その結果、半導体発光装置１の順方向電圧（ＶＦ）を低減することができる。
一方、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（０≦ｘ＜１）系半導体と絶縁層５との密着性が高くないため、上記の低抵抗化の達成には、III−Ｖ族半導体構造６から絶縁層５が剥離しやすいという背反事象が発生する。しかしながら、この半導体発光装置１では、III−Ｖ族半導体構造６と絶縁層５との間に、（ＡｌｙＧａ１−ｙ）ｚＩｎ１−ｚＰ（０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）系半導体からなる中間接着層７が介在するので、III−Ｖ族半導体構造６と絶縁層５との間に高い密着性を確保することができる。さらに、上記の構成によれば、透光導電層４の凸部４０が、貫通孔１０の縁部３８に引っ掛かるので、透光導電層４を剥がれにくくすることもできる。
【００５１】
また、上記の構成によれば、中間接着層７の屈折率（ｎ１＞１）よりも小さい屈折率（ｎ２＝１）を有する空隙４１（空気）が中間接着層７の一部に形成されるので、絶縁層５と中間接着層７との界面における光の反射率を向上させることができる。したがって、当該界面から中間接着層７および透光導電層４を通過し、金属層３に至るまでの経路で発生する光のロスを低減することができる。
【００５２】
図７Ａ〜図７Ｊは、図１〜図３の半導体発光装置１の製造工程を工程順に示す図である。図８Ａ〜図８Ｅは、中間接着層７、絶縁層５および透光導電層４の形成に関連する工程を工程順に示す図である。
半導体発光装置１を製造するには、たとえば図７Ａに示すように、ＧａＡｓ等からなる第１基板の一例としての成長基板４４（ウエハ）上に、エピタキシャル成長によってIII−Ｖ族半導体構造６および中間接着層７が形成される。III−Ｖ族半導体構造６の成長方法は、たとえば、分子線エピタキシャル成長法、有機金属気相成長法等、公知の成長方法を適用できる。この際、必要により、各層に対してドーパント（たとえば、前述したｎ型ドーパントまたはｐ型ドーパント）がドーピングされる。この段階では、III−Ｖ族半導体構造６は、成長基板４４の側から順に、ｎ型半導体層１４、発光層１２、ｐ型半導体層１３を含んでいる。
【００５３】
次に、図８Ａに示すように、中間接着層７の表面７Ａがアッシング処理される。アッシング処理は、たとえば酸素プラズマを使用して行われる。
次に、図７Ｂおよび図８Ｂに示すように、アッシング処理された中間接着層７の表面７Ａに、たとえばＣＶＤ法によって、絶縁層５が形成される。絶縁層５の形成後、絶縁層５の成膜温度（たとえば、２４０℃〜３００℃）よりも高い温度（たとえば、３５０℃〜５００℃）で熱処理される。これにより、絶縁層５の応力が確定され、その後に熱処理工程が行われても、絶縁層５に余計な応力が発生することを抑制する。
【００５４】
次に、図８Ｃにより、たとえばＨＦ（フッ酸）を使用したウエットエッチングによって、絶縁層５が選択的にパターニングされる。これにより、絶縁層５が等方的にエッチングされ、テーパ状の貫通孔１０（第１部分３６）が形成される。
次に、図８Ｄに示すように、エッチング液を変え、具体的には、Ｃｌ系のエッチング液を使用したウエットエッチングによって、中間接着層７が第１部分３６から連続してパターニングされる。これにより、中間接着層７が等方的にエッチングされ、テーパ状の貫通孔（第２部分３７）が形成される。中間接着層７が等方的にエッチングされるため、当該エッチングが絶縁層５と中間接着層７との界面に沿う横方向にも進行し、サイドエッチング部３９が形成される。こうして、図７Ｃに示すように、ｐ型コンタクト層１５を露出させる貫通孔１０が形成される。
【００５５】
次に、図７Ｄおよび図８Ｅに示すように、たとえば蒸着法によって、絶縁層５上に透光導電層４が形成される。透光導電層４は、コンタクト部１１として貫通孔１０に埋め込まれ、貫通孔１０内に露出するｐ型コンタクト層１５に直接接続される。また、透光導電層４（コンタクト部１１）は、貫通孔１０の第２部分３７においては、サイドエッチング部３９に入り込むように横側に広がり、その広がった部分が凸部４０として形成される。
【００５６】
次に、図７Ｅに示すように、たとえば蒸着法によって、透光導電層４上に第１金属層３１が形成される。第１金属層３１は、ＡｕまたはＡｕを含む合金で構成されており、少なくとも最表面がＡｕ層で構成されている。
次の工程は、成長基板４４と基板２との貼合わせ工程である。貼合わせ工程では、成長基板４４上の第１金属層３１と基板２上の第２金属層３２とが接合される。第２金属層３２は、ＡｕまたはＡｕを含む合金で構成されており、少なくとも最表面がＡｕ層で構成されている。この第２金属層３２は、貼合わせ前に、たとえば蒸着法によって、第２基板の一例としての基板２の表面（前述のｐ側電極８が形成される面の反対面）に形成されたものである。
【００５７】
より具体的には、図７Ｆに示すように、第１および第２金属層３１，３２同士を向い合せた状態で成長基板４４と基板２とを重ね合わせ、第１および第２金属層３１，３２を接合する。第１および第２金属層３１，３２の接合は、たとえば熱圧着によって行ってもよい。熱圧着の条件は、たとえば、温度が２５０℃〜７００℃、好ましくは約３００℃〜４００℃であり、圧力が１０ＭＰａ〜２０ＭＰａであってもよい。この接合によって、図７Ｆに示すように、第１および第２金属層３１，３２が合わさって金属層３が形成される。次に、たとえばウエットエッチングによって、成長基板４４が除去される。
【００５８】
次の工程は、ｎ側電極９の形成工程である。この実施形態では、リフトオフ法によってｎ側電極９が形成される。より具体的には、まず、ｎ側電極９の電極パターンと同一パターンの開口を有するレジスト（図示せず）が、III−Ｖ族半導体構造６（ｎ型コンタクト層２０）上に形成される。次に、たとえば蒸着法によって、III−Ｖ族半導体構造６上に電極材料膜（図示せず）が積層される。次に、当該レジスト上の電極材料膜が、レジストと共に除去される。これにより、ｎ型コンタクト層２０上に残った電極材料膜からなるｎ側電極９が形成される。その後、図示しないが、ｎ側電極９から露出するｎ型コンタクト層２０がエッチングによって除去される。これにより、ｎ側電極９以外の部分にｎ型ウィンドウ層１９が露出することになる。
【００５９】
次に、図７Ｈに示すように、たとえば蒸着法によって、基板２の裏面にｐ側電極８が形成される。
次に、図７Ｉに示すように、III−Ｖ族半導体構造６の周縁部が選択的に除去されることによって、メサ部２６および引き出し部２７が形成される。メサ部２６および引き出し部２７の形成は、たとえば、ウエットエッチングによって行ってもよい。ウエットエッチングによって、メサ部２６の外周面２６Ｂは、基板２側へ向かう方向に径が大きくなるテーパ状に形成される。
【００６０】
次に、図７Ｊに示すように、たとえばフロスト処理（ウエットエッチング）等によって、メサ部２６の表面２６Ａに微細な凹凸構造２８が形成される。なお、フロスト処理は、ドライエッチングによって行ってもよい。
次に、図示しないが、基板２（ウエハ）が各チップサイズに分割されることによって、図１〜図３に示した半導体発光装置１が得られる。
【００６１】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。
たとえば、前述の実施形態では、貫通孔１０は、絶縁層５および中間接着層７を連続して貫通するように形成されていたが、たとえば図９に示すように、絶縁層５のみに形成されていてもよい。この場合、透光導電層４は、（ＡｌｙＧａ１−ｙ）ｚＩｎ１−ｚＰ（０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）系半導体からなる中間接着層７を介して、ｐ型コンタクト層１５に接続されていてもよい。
【００６２】
また、貫通孔１０の第１部分３６と第２部分３７とは、段差面となるように形成されていたが、たとえば図１０に示すように、互いにほぼ連続した面となるように形成されていてもよい。つまり、サイドエッチング部３９および空隙４１が形成されておらず、透光導電層４は、貫通孔１０内において第２部分３７の側部に接していてもよい。
さらに、図示はしないが、透光導電層４が設けられず、金属層３が、直接または貫通孔１０に埋め込まれたコンタクト部（金属コンタクト等）を介して、ｐ型コンタクト層１５に接続されていてもよい。
【００６３】
その他、本発明は、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【実施例】
【００６４】
次に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は下記の実施例によって限定されるものではない。
（１）絶縁層の密着性評価
実施例としてのＩｎＧａＰ層および参考例としてのＡｌＧａＡｓ層のそれぞれに対する絶縁層の密着性を評価した。
【００６５】
具体的には、ＩｎＧａＰ層およびＡｌＧａＡｓ層のそれぞれの表面に、図８Ａで示したアッシング処理を行い、ＳｉＯ２膜（ｎ＝１．４６、厚さ＝３０００Å）を形成した。その後、テープ（日東電工社製「ＳＰＶ−Ｃ−３００（製品名）」）をＳｉＯ２膜に貼り付け、テープを引っ張ることによって剥離試験を行った。剥離試験の結果、ＩｎＧａＰ層上のＳｉＯ２膜は剥離しなかったのに対し、ＡｌＧａＡｓ層のＳｉＯ２膜は剥離した。
【００６６】
同様に、ＳｉＯ２膜に代えて、ＳｉＯＮ膜の剥離試験も行った。結果は、ＩｎＧａＰ層上のＳｉＯＮ膜は剥離しなかったのに対し、ＡｌＧａＡｓ層のＳｉＯＮ膜は剥離した。
以上から、ＡｌＧａＡｓ層に比べて、ＩｎＧａＰ層の方が、絶縁層に対する密着性が高いことが分かった。
（２）ｐ型コンタクト層の抵抗評価
ｐ型コンタクト層の実施例としてのｐ−ＡｌＧａＡｓ層（炭素ドープ、厚さ＝２０００Å）および参考例としてのｐ−ＧａＰ層（炭素ドープ、厚さ＝３０００Å）のそれぞれに対する透光導電層（ＩＴＯ）のコンタクト抵抗を測定し、比較した。
【００６７】
具体的には、ｐ−ＡｌＧａＡｓ層およびｐ−Ｇａｐ層のそれぞれの表面に、図１１に示すＴＬＭ（Transmission Line Model）パターンでＩＴＯ膜を形成し、このパターンを用いたＴＬＭ法によってＩ−Ｖ測定をし、当該Ｉ−Ｖ測定の結果に基づいて、ＩＴＯの接触抵抗をグラフ化した。Ｉ−Ｖ測定の結果を図１２に示し、接触抵抗の結果を図１３に示す。
【００６８】
図１２に示すように、ＡｌＧａＡｓ層においては、電圧（ＶＦ）と電流（ＩＦ）とが比例関係になっており、これからＡｌＧａＡｓ層とＩＴＯとの間に良好なオーミックコンタクトが形成されていることが分かった。一方、図１２のＧａＰ層のグラフに基づけば、ＧａＰ層とＩＴＯとの間には、オーミックコンタクトではなくショットキーコンタクトが形成されていると考えられる。
【００６９】
また、図１３に示すように、ＧａＰ層に比べて、ＡｌＧａＡｓ層の方が、ＩＴＯの接触抵抗を大幅に低減できることが分かった。
（３）ｐ型コンタクト層の違いによるＶＦ比較
前述の実施形態に従って、ＡｌＧａＡｓからなるｐ型コンタクト層を備える半導体発光装置と、ＧａＰからなるｐ型コンタクト層を備える半導体発光装置をそれぞれ作製した。ｐ型コンタクト層以外の構成については、互いに同一とした。また、各半導体発光装置において、チップサイズ（基板２のサイズ）＝２００μｍ×２００μｍ、発光面積（メサ部２６の表面サイズ）＝１７５μｍ×１７５μｍ、電極径（パッド電極部９３の径）＝φ９０μｍとした。
【００７０】
そして、各半導体発光装置について、半導体パラメーターアナライザを用いてＩ−Ｖ特性を測定した。結果を図１４に示す。
図１４から、ｐ型コンタクト層としてＧａＰ層を用いる場合に比べて、ＡｌＧａＡｓ層を用いた方が、順方向電圧（ＶＦ）を低減できることが分かった。たとえば、順方向電流（ＩＦ）＝２０ｍＡでは、ＡｌＧａＡｓ層の場合がＧａＰ層の場合に比べて、０．１Ｖ程度、ＶＦが低くなっていた。
【符号の説明】
【００７１】
１  半導体発光装置
２  基板
３  金属層
４  透光導電層
５  絶縁層
６  III−Ｖ族半導体構造
７  中間接着層
１０  貫通孔
１１  コンタクト部
１２  発光層
１５  ｐ型コンタクト層
３１  第１金属層
３２  第２金属層
３６  第１部分（貫通孔）
３７  第２部分（貫通孔）
３８  縁部
３９  サイドエッチング部
４０  凸部
４１  空隙
４４  成長基板
【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】
2019040928.tif 000007
【図６Ａ】
2019040928.tif 000008
【図６Ｂ】
2019040928.tif 000009
【図７Ａ】
2019040928.tif 000010
【図７Ｂ】
2019040928.tif 000011
【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
2019040928.tif 000013
【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図７Ｇ】
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【図７Ｈ】
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【図７Ｉ】
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【図７Ｊ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
2019040928.tif 000021
【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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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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