(57)【要約】      （修正有）【課題】ＥＳＤ耐性を向上させた発光素子を提供する。【解決手段】第一導電型の第一半導体層１０６と活性層１０５と第二導電型の第二半導体層１０４とをこの順に含む発光部１２０と、発光部の第一半導体層側に設けられた支持基板３０１と、支持基板と発光部との間に設けられた反射層部２１１と、反射層部と発光部との間に設けられた透明導電膜又は誘電体膜２１０とを有する発光素子であって、発光素子が、発光部の第二半導体層側にある光取り出し面上に設けられたボンディングパッド部５０２と、ボンディングパッド部に電気的に接続され第一の方向に延在する細線電極部５０１と、発光部の反射層側に設けられたオーミックコンタクト部１０７’とをさらに有し、細線電極と最小間隔で配置されているオーミックコンタクト部の第一コンタクト部の長さと、第一コンタクト部と垂直な方向に延在する第二コンタクト部の長さの合計が１３００μｍ以上である。【選択図】図５
2015023057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一導電型の第一半導体層と、活性層と、第二導電型の第二半導体層とをこの順に含む発光部と、前記発光部の第一半導体層側に設けられた支持基板と、前記支持基板と前記発光部との間に設けられた反射層部と、前記反射層部と前記発光部との間に設けられた透明導電膜又は誘電体膜とを有する発光素子であって、
前記発光素子が、
前記発光部の前記第二半導体層側にある光取り出し面上に設けられたボンディングパッド部と、
光取り出し面上に設けられ、前記ボンディングパッド部に電気的に接続され、第一の方向に延在する細線電極部と、
前記発光部の前記反射層側に設けられたオーミックコンタクト部と
をさらに有し、
前記オーミックコンタクト部が、
前記第一の方向に延在する第一コンタクト部と、
前記第一の方向と垂直な第二の方向に延在する第二コンタクト部と
からなり、
前記細線電極と最小間隔で配置されている前記第一コンタクト部の前記第一の方向の長さと、前記細線電極と最小間隔で配置されている前記第二コンタクト部の前記第二の方向の長さの合計が、１３００μｍ以上であることを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記活性層が（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（０≦ｘ≦１、０．４≦ｙ≦０．６）からなり、
前記第一半導体層及び前記第二半導体層が（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（０≦ｘ≦１、０．４≦ｙ≦０．６）からなり、
前記ボンディングパッド部及び前記細線電極部がＡｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｎｉのいずれか一種類以上を含み、
前記オーミックコンタクト部がＣ、Ｍｇ、Ｚｎのいずれか一種類以上、又は、Ｓ、Ｓｅ、Ｓｉ、Ｇｅのいずれか一種類以上を２×１０１８／ｃｍ３以上含む半導体から成り、
前記透明導電膜がＩｎ、Ｇａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｓｎのいずれか一種類以上を含む酸化物からなることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記活性層が（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（０≦ｘ≦１、０．４≦ｙ≦０．６）からなり、
前記第一半導体層及び前記第二半導体層が（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（０≦ｘ≦１、０．４≦ｙ≦０．６）からなり、
前記ボンディングパッド部及び細線電極部が、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｎｉのいずれか一種類以上を含み、
前記オーミックコンタクト部が、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｎｉのいずれか一種類以上を含む金属からなり、
前記誘電体膜がＳｉ、Ａｌ、Ｏ、Ｎのいずれか一種類以上を含んでいることを特徴とする請求項1に記載の発光素子。
【請求項４】
前記活性層が（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０．１≦ｙ≦１）からなり、
前記第一半導体層及び前記第二半導体層が（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０．１≦ｙ≦１）からなり、
前記ボンディングパッド部及び細線電極部がＡｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｎｉのいずれか一種類以上を含み、
前記オーミックコンタクト部がＣ、Ｍｇ、Ｚｎのいずれか一種類以上、又は、Ｓ、Ｓｅ、Ｓｉ、Ｇｅのいずれか一種類以上を２×１０１８／ｃｍ３以上含む半導体からなり、
前記透明導電膜がＩｎ、Ｇａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｓｎのいずれか一種類以上を含む酸化物からなることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項５】
前記活性層が（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０．１≦ｙ≦１）からなり、
前記第一半導体層及び前記第二半導体層が（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０．１≦ｙ≦１）からなり、
前記ボンディングパッド部及び細線電極部がＡｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｎｉのいずれか一種類以上を含み、
前記オーミックコンタクト部がＡｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｎｉのいずれか一種類以上を含む金属からなり、
前記誘電体膜がＳｉ、Ａｌ、Ｏ、Ｎのいずれか一種類以上を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化合物半導体発光素子に関し、特に静電気放電（ＥＳＤ）耐性に優れた化合物半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、照明機器へのＬＥＤ（発光ダイオード）の採用が行われている。自動車用照明に採用した場合、ユニットの小型化による軽量化効果、及び低消費電力化による発電負荷低減により、燃費向上が期待できる。
その一方、自動車は移動するものであり、自動車に搭載されるデバイスは接触・摩擦を通じて静電気が帯電するため、自動車用照明に採用されたＬＥＤに静電気が突入することでＬＥＤを構成する素子を破壊する。
従って、ＥＳＤ特性に優れたＬＥＤでなければ自動車用照明へ採用することができない。従って、ＥＳＤ特性に優れたＬＥＤが求められている。
【０００３】
しかしながら、従来、ＥＳＤ特性を考慮したＬＥＤチップ設計に関しては、先行技術の提示はなかった。
ＬＥＤチップ設計に関しては、例えば、特許文献１に示すように、ＤＨ（ダブルへテロ）構造の半導体に対する細線電極とコンタクト部との距離と、中心電極とコンタクト部との距離との関係が規定されているデザインが開示されている。
特許文献２では、ＤＨ（ダブルへテロ）構造の半導体に対する表面電極とコンタクト部との間の距離が最短である電流経路の割合と、表面電極とコンタクト部との間の距離が最短でない電流経路の割合との関係が規定されているデザインが開示されている。
特許文献３では、複数のコンタクト電極を有する構造で、放射状の電極を有するデザインが開示されている。
特許文献４では中間電極の面積に関して規定するデザインが提示されている。
特許文献５では、上側電極部と中間電極部との投影図関係を規定したデザインが提示されている。
また、特許文献６では、上側電極部と中間電極部の距離を規定したデザインが提示されている。
【０００４】
しかしながら、いずれの先行技術においても、順方向電圧や光出力に関して考慮はされているものの、素子のＥＳＤ特性の向上に関する技術開示ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２１９５０２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１９２７０９号公報
【特許文献３】特開２００８−２８２８５１号公報
【特許文献４】特開２０１１−１２９７２４号公報
【特許文献５】特開２０１０−１８６７９８号公報
【特許文献６】特開２０１０−１８６８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、自動車用照明へＬＥＤを採用する場合に、ＥＳＤ耐性に優れていることが望まれているが、ＥＳＤ耐性を考慮したＬＥＤチップ設計に関しては、先行技術の提示はなく、ＥＳＤ耐性に優れたＬＥＤが得られる設計手法を示す必要があった。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、発光層と反射層との間に透明導電膜又は誘電体膜を有し、透明導電膜又は誘電体膜内の一部の領域にオーミックコンタクト部を有する発光素子において、ＥＳＤ耐性を向上させた発光素子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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、第一導電型の第一半導体層と、活性層と、第二導電型の第二半導体層とをこの順に含む発光部と、前記発光部の第一半導体層側に設けられた支持基板と、前記支持基板と前記発光部との間に設けられた反射層部と、前記反射層部と前記発光部との間に設けられた透明導電膜又は誘電体膜とを有する発光素子であって、前記発光素子が、前記発光部の前記第二半導体層側にある光取り出し面上に設けられたボンディングパッド部と、光取り出し面上に設けられ、前記ボンディングパッド部に電気的に接続され、第一の方向に延在する細線電極部と、前記発光部の前記反射層側に設けられたオーミックコンタクト部とをさらに有し、前記オーミックコンタクト部が、前記第一の方向に延在する第一コンタクト部と、前記第一の方向と垂直な第二の方向に延在する第二コンタクト部とからなり、前記細線電極と最小間隔で配置されている前記第一コンタクト部の前記第一の方向の長さと、前記細線電極と最小間隔で配置されている前記第二コンタクト部の前記第二の方向の長さの合計が、１３００μｍ以上であることを特徴とする発光素子を提供する。
【０００９】
このように、電流が流れやすい領域であるオーミックコンタクト部と細線電極部とが最小間隔で配置されている領域の長さを１３００μｍ以上とすることで、オーミックコンタクト部と細線電極部との間に瞬時に過剰電流が流れる場合であっても、この過剰電流を広い領域に分散させることができるので、ＥＳＤ耐性を向上させることができる。
【００１０】
ここで、前記活性層が（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（０≦ｘ≦１、０．４≦ｙ≦０．６）からなり、前記第一半導体層及び前記第二半導体層が（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（０≦ｘ≦１、０．４≦ｙ≦０．６）からなり、前記ボンディングパッド部及び前記細線電極部がＡｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｎｉのいずれか一種類以上を含み、前記オーミックコンタクト部がＣ、Ｍｇ、Ｚｎのいずれか一種類以上、又は、Ｓ、Ｓｅ、Ｓｉ、Ｇｅのいずれか一種類以上を２×１０１８／ｃｍ３以上含む半導体から成り、前記透明導電膜がＩｎ、Ｇａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｓｎのいずれか一種類以上を含む酸化物からなることが好ましい。
このように、活性層、第一半導体層、第二半導体層、ボンディングパッド部、細線電極部、及び、オーミックコンタクト部、透明導電膜として、上記のような材料を好適に用いることができる。
【００１１】
また、前記活性層が（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（０≦ｘ≦１、０．４≦ｙ≦０．６）からなり、前記第一半導体層及び前記第二半導体層が（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（０≦ｘ≦１、０．４≦ｙ≦０．６）からなり、前記ボンディングパッド部及び細線電極部が、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｎｉのいずれか一種類以上を含み、前記オーミックコンタクト部が、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｎｉのいずれか一種類以上を含む金属からなり、前記誘電体膜がＳｉ、Ａｌ、Ｏ、Ｎのいずれか一種類以上を含んでいることが好ましい。
このように、活性層、第一半導体層、第二半導体層、ボンディングパッド部、細線電極部、及び、オーミックコンタクト部、誘電体膜として、上記のような材料を好適に用いることができる。
【００１２】
また、前記活性層が（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０．１≦ｙ≦１）からなり、前記第一半導体層及び前記第二半導体層が（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０．１≦ｙ≦１）からなり、ボンディングパッド部及び細線電極部が、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｎｉのいずれか一種類以上を含み、前記オーミックコンタクト部がＣ、Ｍｇ、Ｚｎのいずれか一種類以上、又は、Ｓ、Ｓｅ、Ｓｉ、Ｇｅのいずれか一種類以上を２×１０１８／ｃｍ３以上含む半導体からなり、前記透明導電膜がＩｎ、Ｇａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｓｎのいずれか一種類以上を含む酸化物からなることが好ましい。
このように、活性層、第一半導体層、第二半導体層、ボンディングパッド部、細線電極部、及び、オーミックコンタクト部、透明導電膜として、上記のような材料を好適に用いることができる。
【００１３】
また、前記活性層が（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０．１≦ｙ≦１）からなり、前記第一半導体層及び前記第二半導体層が（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０．１≦ｙ≦１）からなり、前記ボンディングパッド部及び細線電極部がＡｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｎｉのいずれか一種類以上を含み、前記オーミックコンタクト部がＡｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｎｉのいずれか一種類以上を含む金属からなり、前記誘電体膜がＳｉ、Ａｌ、Ｏ、Ｎのいずれか一種類以上を含んでいることが好ましい。
このように、活性層、第一半導体層、第二半導体層、ボンディングパッド部、細線電極部、及び、オーミックコンタクト部、誘電体膜として、上記のような材料を好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によれば、電流が流れやすい領域であるオーミックコンタクト部と細線電極部とが最小間隔で配置されている領域の長さを１３００μｍ以上とすることで、オーミックコンタクト部と細線電極部との間に瞬時に過剰電流が流れる場合であっても、この過剰電流を広い領域に分散させることができるので、ＥＳＤ耐性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第一の実施形態の発光素子を製造するために用いられるエピタキシャルウェーハの断面図である。
【図２】本発明の第一の実施形態の発光素子を製造するために用いられる第一接合基板の平面図及び断面図である。
【図３】本発明の第一の実施形態の発光素子を製造するために用いられる第二接合基板の断面図である。
【図４】本発明の第一の実施形態の発光素子基板の断面図である。
【図５】本発明の第一の実施形態の発光素子の断面図である。
【図６】本発明の第一の実施形態の発光素子の上面図である。
【図７】本発明の第一の実施形態の発光素子の別の上面図である。
【図８】本発明の第一の実施形態の発光素子のさらに別の上面図である。
【図９】本発明の第一の実施形態の発光素子の変形例の上面図である。
【図１０】本発明の第二の実施形態の発光素子を製造するために用いられる第三接合基板の平面図及び断面図である。
【図１１】本発明の第二の実施形態の発光素子の断面図である。
【図１２】実施例１及び比較例１の近接パターン長ＬとＥＳＤ耐性との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明について、実施態様の一例として、図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
前述のように、自動車用照明へＬＥＤを採用する場合に、ＥＳＤ耐性に優れていることが望まれているが、ＥＳＤ耐性を考慮したＬＥＤチップ設計に関しては、先行技術の提示はなく、ＥＳＤ耐性に優れたＬＥＤが得られる設計手法を開発する必要があった。
【００１７】
そこで、発明者らは、発光層と反射層との間に透明導電膜又は誘電体膜を有し、透明導電膜又は誘電体膜内の一部の領域にオーミックコンタクト部を有する発光素子であって、ＥＳＤ耐性に優れた発光素子について鋭意検討を重ねた。
その結果、電流が流れやすい領域であるオーミックコンタクト部と細線電極部とが最小間隔で配置されている領域の長さを１３００μｍ以上とすることで、オーミックコンタクト部と細線電極部との間に瞬時に過剰電流が流れる場合であっても、この過剰電流を広い領域に分散させることができ、ＥＳＤ耐性を向上させることができることを見出し、本発明をなすに至った。
【００１８】
まず、本発明の第一の実施形態の発光素子について、図１乃至図９を用いて説明する。
図１は、本発明の第一の実施形態の発光素子を製造するために用いられるエピタキシャルウェーハの断面図である。
図２は、本発明の第一の実施形態の発光素子を製造するために用いられる第一接合基板の平面図及び断面図である。
図３は、本発明の第一の実施形態の発光素子を製造するために用いられる第二接合基板の断面図である。
図４は、本発明の第一の実施形態の発光素子基板の断面図である。
図５は、本発明の第一の実施形態の発光素子の断面図である。
図６乃至図９は、本発明の第一の実施形態の発光素子の上面図（第二の半導体層側から見た図）である。
【００１９】
図１（ａ）に示すように、出発基板１０１上に緩衝層１０２、エッチング阻止層１０３を形成し、その後、第二導電型の第二半導体層１０４、活性層１０５、第一導電型の第一半導体層１０６を積層して発光部１２０を形成し、エピタキシャルウェーハ１００とする。さらに、発光部１２０上に第一導電型のコンタクト層１０７を形成し、エピタキシャルウェーハ１００とする。
【００２０】
第一半導体層、第二半導体層、活性層、コンタクト層がＧａＡｓ基板に格子整合する材料である場合、出発基板１０１はＧａＡｓやＧｅが選択される。緩衝層１０２は、出発基板１０１がＧａＡｓ基板の場合は不純物や表面欠陥の影響を回避するために、出発基板１０１がＧｅの場合は微少な格子不整を緩和する層になるように、組成を調整して挿入する。
【００２１】
第一半導体層１０６及び第二半導体層１０４は平均して１×１０１７／ｃｍ３以上のキャリア濃度を有するようにドーピングされているが、電流分散を促進するため、二段階以上のドーピング濃度を有する層とする方が好適である。
具体的には、２×１０１７／ｃｍ３以下の領域と６×１０１７／ｃｍ３以上の領域を設けることが好ましい。
【００２２】
活性層１０５は単一の組成を持つ（ＳＡＬ）層としても良いが、障壁層を挟んだ１５ｎｍ以下の層厚を有する活性層を複数層積層した多重量子井戸（ＭＱＷ）構造や、障壁層を挟んだ１５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の活性層を複数積層した多重活性層(ＭＡＬ)構造としても良い。
ＭＱＷやＭＡＬ構造では、活性層のトータル膜厚をＳＡＬ構造の場合より薄くすることができるため、活性層部における自己吸収を抑制し、発光素子の出力を高める効果が期待される。
【００２３】
コンタクト層１０７は、６×１０１７／ｃｍ３以上のドーピング濃度でドーピングされる。コンタクト層１０７のドーピング濃度が高いほどオーミックコンタクトを実現しやすいため、ドーピング濃度は高いほど良いが、好適なのは２×１０１８／ｃｍ３以上の濃度である。
第一半導体層１０６の第一導電型がｐ型の場合、コンタクト層１０７は、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃ、Ｂｅのいずれか一種類以上のドーパントを含む半導体層より構成される。
第一半導体層１０６の第一導電型がｎ型の場合、コンタクト層１０７は、Ｓ、Ｓｅ、Ｓｉ、Ｇｅのいずれか一種類以上のドーパントを含む半導体層より構成される。
【００２４】
本実施形態では、出発基板１０１をＧａＡｓ、緩衝層１０２をＧａＡｓ、エッチング阻止層１０３をＡｌＩｎＰ、第二半導体層１０４を１μｍ以上の層厚を有するＡｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐ、活性層１０５を図１（ｂ）に示すように、ＭＱＷ構造とした。
ＭＱＷ構造の活性層１０５Ａは厚さ１２ｎｍのＧａ０．５Ｉｎ０．５Ｐであり、障壁層１０５Ｂは厚さ７ｎｍの（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐで、層数は２０とした。
第一半導体層１０６は１μｍ以上の層厚を有するＡｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐ、コンタクト層１０７は０．１μｍの厚さのＧａＡｓ０．０５Ｐ０．９５である。
【００２５】
その後、エピタキシャルウェーハ１００のコンタクト層１０７上にフォトリソグラフィー法によりマスクパターンを形成し、コンタクト層１０７の非被覆部をエッチングすることにより、図２（ａ）に示すように、パターン２０１を有するコンタクト層（コンタクト部）１０７’を形成する。
本実施例ではコンタクト層１０７でパターン２０１を形成しているが、コンタクト層１０７上にパターン２０１と同形状・同寸法で金属部を形成しても良い。
前述の範囲のドーピング濃度をコンタクト層１０７が有していれば、上記の金属部を設けなくとも良い。金属部を設ける場合、コンタクト層１０７とオーミックコンタクトを取りやすい金属を選択することが好ましい。仕事関数が大きい金属であれば、どのような金属も選択可能である事はいうまでもないが、ＡｇやＡｕを主体とした金属を選択することが好ましい。
【００２６】
次に、パターン２０１を有するコンタクト部１０７’の上に透明導電膜２１０を形成する。透明導電膜は本実施形態ではＩＴＯ（インジウム錫酸化膜）としたが、これに限定されるものではなく、ＮｉＯ、（Ａｌ）ＺｎＯやＧａ２Ｏ３等の同様の機能を有する透明導電膜であれば、どのような材料でも選択可能である。また、透明導電膜として、Ｔｉ、Ｗのいずれか一種類以上を含む酸化物を使うことができる。
【００２７】
その後、透明導電膜２１０上に反射金属層２１１及び第一接合金属層２１２を形成し、図２（ｂ）に示すように、第一接合基板２００とする。
本実施形態では反射金属層２１１と第一接合金属層２１２を共にＡｕで形成したが、両方の層或いは一方の層をＡｇやＡｌで形成しても同様の効果が得られる。
また、本実施形態では便宜上、反射金属層２１１と第一接合金属層２１２を分けて記述しているが、主材料が両方共に同一であれば、分ける必要はなく、反射金属層２１１と第一接合金属層２１２を単一の層としてもよい。
また、反射金属層２１１は光を反射する機能が付帯されていれば良いため、０．１μｍ以上の厚さを設けておけばよい。
第一接合金属層２１２は接合時の接合界面での変形を吸収できる厚さを有していれば良く、パターン２０１の形状を有するコンタクト部１０７’の厚さ以上を有していれば良い。
第一接合金属層２１２の変形吸収力が大きいほど不良発生が少ないため、第一接合金属層２１２の膜厚が厚ければ厚いほどよいが、膜厚を厚くするとコストが上昇するため、０．５μｍ以上３μｍ以下の範囲で設定しておくことが好適である。
【００２８】
次に、図３に示すように、支持基板３０１上に第二接合金属層３０２を形成し、第二接合基板３００とする。
本実施形態では、第二接合金属層３０２はＡｕで形成したが、ＡｇやＡｌで形成しても同様の効果が得られる。
第二接合金属層３０２は接合時の接合界面での変形を吸収できる厚さを有していれば良く、パターン２０１の形状を有するコンタクト部１０７’の厚さ以上を有していれば良い。
第二接合金属層３０２の変形量が大きいほど不良発生が少ないため、第二接合金属層３０２の膜厚が厚ければ厚いほど良いが、膜厚を厚くするとコストが上昇するため、０．５μｍ以上３μｍ以下の範囲で設定しておくことが好適である。
【００２９】
次に、第一接合基板２００と第二接合基板３００とを、第一接合金属層２１２の表面と第二接合金属層３０２表面とを向かい合わせるようにして圧力及び熱を加えて、第一金属層２１２と第二接合金属層３０２とを接合する。
接合圧力は４５Ｎ／ｃｍ２以上の圧力であれば、接合が可能である。また、接合温度は１００℃以上加えられていることが好ましく、１５０℃以上の温度であれば、より好ましい。
接合後、出発基板１０１及び緩衝層１０２を除去する。本実施形態では、出発基板１０１がＧａＡｓであるため、アンモニアと過酸化水素水の混合液で除去する。
エッチング阻止層１０３は本実施形態ではＡｌＩｎＰ層であるため、前述の混合液ではエッチングの選択性により、エッチング阻止層１０３でエッチングが停止する。
出発基板１０１及び緩衝層１０２を除去後、エッチング阻止層１０３を除去し、第二半
導体層１０４を露出させる。エッチング阻止層１０３の除去は、例えばＳＰＭ（硫酸過水）液等を用いると選択的な除去が可能である。以上の工程により、図４に示すような第二半導体層１０４が露出した発光素子基板４００が得られる。
【００３０】
次に、図５、図６に示すように、発光素子基板４００の第二半導体層１０４の表面に、細線電極部５０１とボンディングパッド部５０２、ボンディングパッド部５０２からチップ外周に向かって伸び細線電極部５０１とボンディングパッド部５０２とを電気的に接続する配線電極部５０３、を有する第一電極部５０４を形成する。
第一電極部５０４はコンタクト部１０７’と重ならないように配置され、図６に示すように、コンタクト部１０７’と細線電極部５０１とは、垂直又は平行となるような位置関係で配置される。
細線電極５０１とコンタクト部１０７’とが隣接する領域６０１（図７を参照）では、細線電極５０１とコンタクト部１０７’とは略同一の間隔で配置される。加工公差により領域６０１の間隔にはバラツキが生じるが、細線電極５０１とコンタクト部１０７’との水平距離を±１０μｍ以下に抑えておくことが好ましい。
【００３１】
細線電極部５０１と、コンタクト部１０７’とが垂直に配置される領域６０１Ａの長さをＬ１とする（図８参照）。Ｌ１は細線電極５０１の幅に略同一である。
細線電極部５０１とコンタクト部１０７’とが平行に配置される領域６０１Ｂの長さをＬ’とし、上記の領域長さＬ’の中で最も短い領域長さをＬ２、最も長い領域長さをＬ４、中間的な長さの領域長さをＬ３と定義する（図８参照）に示す。
なお、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４は便宜上の呼称であり、細線電極部５０１の数を図８のように５本ではなく、図９の変形例のように３本とするとＬ２とＬ４のみとなる。
細線電極部５０１の本数はチップサイズによって変化すべきものであり、長さＬ３は細線電極部５０１の本数、すなわちチップサイズによって左右され、長さＬ３が複数種類存在する場合もあれば、存在しない場合も有る。しかしながら、どのような細線電極部５０１のデザインをとっても、領域長さを同様に適宜定義することができる。
【００３２】
細線電極部５０１、ボンディングパッド部５０２及び配線電極部５０３は、本実施形態では、Ａｕを主とする金属で作製することができる。
細線電極部５０１、ボンディングパッド部５０２及び配線電極部５０３の材料は十分に電気抵抗が低い材料であればどのような材料を選択することも可能であり、Ａｌ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、又は、Ｐｔを使用しても同様の効果が得られる。
さらに、細線電極部５０１は半導体層とのオーミック抵抗を下げるため後述する金属を含む。
第二半導体層１０４の第二導電型がｐ型の場合、細線電極部５０１は、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃ、Ｂｅのいずれか一種類以上を含む金属層より構成される。
第二半導体層１０４の第二導電型がｎ型の場合、細線電極部５０１はＳ、Ｓｅ、Ｓｉ、Ｇｅのいずれか一種類以上を含む金属層より構成される。
【００３３】
なお、第二半導体層１０４に粗面を形成する場合、第一電極部５０４を形成後、実施する。粗面を形成する方法は種々の方法が既に開示されており、どのような方法でも可能だが、例えば、希薄塩酸を含有するエッチャントによるウエットエッチング法で粗面化が可能である。
【００３４】
第一電極部５０４形成後、図５に示すように、第二半導体層１０４を被覆する様に絶縁保護層９０１を被覆し、フォトリソグラフィーでパターン形成を行い、ボンディングパッド部５０２の上方の領域９０２を開口する。
絶縁保護層９０１の材料をＳｉＯ２とした場合、ＨＦ含有エッチャントでエッチングすれば、容易に絶縁保護層９０１に開口部９０２を形成する事ができる。
【００３５】
次に、図５に示すように、支持基板３０１の第一電極部５０４とは反対側の面に第二電極部９０３を形成する。第二電極部９０３はＡｕを主として含む金属で例えば０．２μｍの厚さとすることができるが、支持基板３０１とオーミックが取れる金属であればどのような金属を選択しても同様の効果が得られる。
【００３６】
第一電極部５０４、第二電極部９０３形成後、熱処理を施し、第一電極部５０４及び第二電極部９０３とのオーミックコンタクトを形成する。熱処理温度及び時間はどのような条件を選択することも可能だが、温度は２５０℃以上、時間は３０分以上であることが好ましい。また、熱処理温度を上昇させれば、時間を短くすることができる。
以上の工程により、発光素子９００を作製することができる。
【００３７】
次に、本発明の第二の実施形態の発光素子について、図１０乃至図１１を用いて説明する。
図１０は、本発明の第二の実施形態の発光素子を製造するために用いられる第三接合基板の平面図及び断面図である。
図１１は、本発明の第二の実施形態の発光素子の断面図である。
【００３８】
エピタキシャルウェーハ１００を形成する工程までは第一の実施形態と同じである。ただし、第二の実施形態では、第一の実施形態と異なり、パターン２０１を有するコンタクト部１０７’上に透明導電膜２１０を形成するのではなく、図１０に示すように、コンタクト層１０７上に絶縁誘電体膜１００１を積層し、フォトリソグラフィー法により誘電体膜１００１の一部を開口した開口部１００２を作製する。
【００３９】
絶縁誘電体膜１００１は、その特性を有する機能膜であればどのような材料でも選択可能である事は言うまでもないが、例えばＳｉＯ２を選択すればフッ酸含有エッチャントで容易にエッチングすることが可能である。絶縁誘電体膜１００１は発光波長の１／２の整数倍の厚さを有する事が好ましいが、これに限られるものではなく、例えば、３００ｎｍとすることができる。図１０（ａ）に示すように、開口部１００２のパターンは第一の実施例と同様にパターン２０１である。
【００４０】
次に、開口部１００２に界面電極１００３を形成し、絶縁誘電体膜１００１、界面電極１００３を被覆するように、反射層１００４、第三接合金属層１００５を積層し、第三接合基板１０００とする。
【００４１】
なお、本実施形態では反射金属層１００４と第三接合金属層１００５を共にＡｕで形成したが、両方或いは一方の層をＡｇやＡｌで形成しても同様の効果が得られる。
また、本実施形態では界面電極１００３は、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉの１種類以上を含む金属で形成することができる。
また、本実施形態では便宜上、反射金属層１００４と第三接合金属層１００５を分けて記載しているが、主材料が両方共に同一であれば、分ける必要はなく、反射金属層１００４と第三接合金属層１００５を単一の層としてもよい。
また、反射金属層１００４は光を反射する機能が付帯されていれば良いため、０．１μｍ以上の厚さを設けておけばよい。
さらに、第三接合金属層１００５は接合時の接合界面での変形を吸収できる厚さを有していれば良く、パターン２０１の形状を有する界面電極１００３の厚さ以上を有していれば良い。
第三接合金属層１００５は変形量が大きいほど不良発生が少ないため、第三接合金属層１００５の膜厚が厚ければ厚いほど良いが、膜厚を厚くするとコストが上昇するため、０．５μｍ以上３μｍ以下の範囲で設定しておくことが好適である。
【００４２】
次に、第三接合基板１０００と第二接合基板３００を、第三接合金属層１００５と第二接合金属層３０２とが向かい合わせになるように、第一の実施形態と同様の条件で接合する。
接合後の基板除去及び電極形成、保護膜形成の工程は、第一の実施形態と同一条件で行い、第一の実施形態と同様の形状・寸法の細線電極部５０１、ボンディングパッド部５０２等からなる第一電極部５０４を形成する（図１１参照）。その後の第二電極部９０３、熱処理等も第一の実施形態と同様に行う事で実現が可能である。
以上の工程により、発光素子１０１０を作製することができる。
【００４３】
なお、第一電極部５０４の形状・寸法及び界面電極１００３の形状・寸法が第一の実施形態と同一であるため、領域６０１の定義、領域長さＬ１、及び、領域長さＬ’は第一の実施形態と同様の定義が可能である。
【実施例】
【００４４】
以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４５】
（実施例１）
図５に示す構造の第一実施形態の発光素子９００を作製した。なお、第一電極部５０４及びコンタクト部１０７’の配置は図６に示すようなものにした。また、領域６００、領域長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の定義は図８に示すようなものとした。
実施例１における近接パターン長さＬは、Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４で定義される。
実施例１においては、近接パターン長さＬは１３００μｍ以上とした。
【００４６】
（比較例１）
実施例１と同様にして、発光素子９００を作製した。また、第一電極部５０４及びコンタクト部１０７’の配置は実施例１と同様に図６に示すようなものにし、領域６００、領域長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の定義も実施例１と同様に図８に示すようなものとし、近接パターン長さＬも実施例１と同様に定義した。ただし、比較例１においては、近接パターン長さＬは１３００μｍ未満とした。
【００４７】
図１２に、１３００μｍ未満の近接パターン長さＬを有する比較例１の発光素子、及び、１３００μｍ以上の近接パターン長さＬを有する実施例１の発光素子のＥＳＤ耐圧試験の結果を示す。
ＥＳＤ耐圧試験にはヒューマンモードとマシンモードがあるが、図１２はより厳しいマシンモードに対するＥＳＤ耐圧結果である。
図１２からわかるように、まず、近接パターン長さＬを長くしていくことでＥＳＤ耐圧が上昇する傾向がある。
ＥＳＤ耐圧は最低限５００Ｖ以上が必要であるが、近接パターン長さＬの長さが１３００μｍ以上である実施例１では、５００Ｖ以上のＥＳＤ耐圧が得られていることがわかる。
一方、近接パターン長さＬが１３００μｍ未満である比較例１では、５００Ｖ以上のＥＳＤ耐圧が得られていないことがわかる。
【００４８】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【００４９】
１００…エピタキシャルウェーハ、  １０１…出発基板、  １０２…緩衝層、
１０３…エッチング阻止層、  １０４…第二半導体層、  １０５…活性層、
１０６…第一半導体層、  １０７…コンタクト層、
１０７’…コンタクト部  １２０…発光部、
２００…第一接合基板、  ２０１…パターン、  ２１０…透明導電膜、
２１１…反射金属層、  ２１２…第一接合金属層、
３００…第二接合基板、  ３０１…支持基板、  ３０２…第二接合金属層、
４００…発光素子基板、
５０１…細線電極部、  ５０２…ボンディングパッド部、  ５０３…配線電極部、
５０４…第一電極部、
６０１、６０１Ａ、６０１Ｂ…領域、
９００…発光素子、  ９０１…絶縁保護層、  ９０２…領域（開口部）、
９０３…第二電極部、
１０００…第三接合基板、  １００１…絶縁誘電体膜、
１００２…界面電極第三接合基板、  １００３…界面電極、
１００４…反射層、  １００５…第三接合金属層、  １０１０…発光素子。
【図１】
2015023057.tif 000003
【図２】
2015023057.tif 000004
【図３】
2015023057.tif 000005
【図４】
2015023057.tif 000006
【図５】
2015023057.tif 000007
【図６】
2015023057.tif 000008
【図７】
2015023057.tif 000009
【図８】
2015023057.tif 000010
【図９】
2015023057.tif 000011
【図１０】
2015023057.tif 000012
【図１１】
2015023057.tif 000013
【図１２】
2015023057.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成26年6月19日(2014.6.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
その後、エピタキシャルウェーハ１００のコンタクト層１０７上にフォトリソグラフィー法によりマスクパターンを形成し、コンタクト層１０７の非被覆部をエッチングすることにより、図２（ａ）に示すように、パターン２０１を有するコンタクト層（コンタクト部）１０７’を形成する。
本実施形態ではコンタクト層１０７でパターン２０１を形成しているが、コンタクト層１０７上にパターン２０１と同形状・同寸法で金属部を形成しても良い。
前述の範囲のドーピング濃度をコンタクト層１０７が有していれば、上記の金属部を設けなくとも良い。金属部を設ける場合、コンタクト層１０７とオーミックコンタクトを取りやすい金属を選択することが好ましい。仕事関数が大きい金属であれば、どのような金属も選択可能である事はいうまでもないが、ＡｇやＡｕを主体とした金属を選択することが好ましい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
次に、第一接合基板２００と第二接合基板３００とを、第一接合金属層２１２の表面と第二接合金属層３０２表面とを向かい合わせるようにして圧力及び熱を加えて、第一接合金属層２１２と第二接合金属層３０２とを接合する。
接合圧力は４５Ｎ／ｃｍ２以上の圧力であれば、接合が可能である。また、接合温度は１００℃以上加えられていることが好ましく、１５０℃以上の温度であれば、より好ましい。
接合後、出発基板１０１及び緩衝層１０２を除去する。本実施形態では、出発基板１０１がＧａＡｓであるため、アンモニアと過酸化水素水の混合液で除去する。
エッチング阻止層１０３は本実施形態ではＡｌＩｎＰ層であるため、前述の混合液ではエッチングの選択性により、エッチング阻止層１０３でエッチングが停止する。
出発基板１０１及び緩衝層１０２を除去後、エッチング阻止層１０３を除去し、第二半
導体層１０４を露出させる。エッチング阻止層１０３の除去は、例えばＳＰＭ（硫酸過水）液等を用いると選択的な除去が可能である。以上の工程により、図４に示すような第二半導体層１０４が露出した発光素子基板４００が得られる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
次に、開口部１００２に界面電極１００３を形成し、絶縁誘電体膜１００１、界面電極１００３を被覆するように、反射金属層１００４、第三接合金属層１００５を積層し、第三接合基板１０００とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
１００…エピタキシャルウェーハ、  １０１…出発基板、  １０２…緩衝層、
１０３…エッチング阻止層、  １０４…第二半導体層、  １０５…活性層、
１０６…第一半導体層、  １０７…コンタクト層、
１０７’…コンタクト部  １２０…発光部、
２００…第一接合基板、  ２０１…パターン、  ２１０…透明導電膜、
２１１…反射金属層、  ２１２…第一接合金属層、
３００…第二接合基板、  ３０１…支持基板、  ３０２…第二接合金属層、
４００…発光素子基板、
５０１…細線電極部、  ５０２…ボンディングパッド部、  ５０３…配線電極部、
５０４…第一電極部、
６０１、６０１Ａ、６０１Ｂ…領域、
９００…発光素子、  ９０１…絶縁保護層、  ９０２…領域（開口部）、
９０３…第二電極部、
１０００…第三接合基板、  １００１…絶縁誘電体膜、
１００２…界面電極第三接合基板、  １００３…界面電極、
１００４…反射金属層、  １００５…第三接合金属層、  １０１０…発光素子。