(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に積層されたｎ型窒化物半導体層およびｐ型窒化物半導体層と、前記基板の同じ平面側に前記ｎ型窒化物半導体層にｎ側電極を電気的に接続するためのｎ側電極接続面と、前記ｐ型窒化物半導体層にｐ側電極を電気的に接続するためのｐ側電極接続面と、を有する窒化物半導体発光素子構造体と、
前記ｎ側電極接続面に接続された前記ｎ側電極と、
前記ｐ側電極接続面に接続された前記ｐ側電極と、
前記ｎ側電極上および前記ｐ側電極上に形成された金属バンプと、を有するフリップチップ型の窒化物半導体発光素子の製造方法であって、
前記窒化物半導体発光素子構造体上に、絶縁性の保護層を形成する保護層形成工程と、
前記ｎ側電極接続面上および前記ｐ側電極接続面上に開口部を有する第１レジストパターンを形成する第１レジストパターン形成工程と、
前記第１レジストパターンをマスクとして、前記保護層をエッチングする保護層エッチング工程と、
前記第１レジストパターン上、前記保護層から露出した前記ｎ側電極接続面上および前記ｐ側電極接続面上に前記ｎ側電極および前記ｐ側電極となる第１金属層を形成する第１金属層形成工程と、
前記保護層から露出した前記ｎ側電極接続面上および前記ｐ側電極接続面上に開口部を有する第２レジストパターンを形成する第２レジストパターン形成工程と、
前記第１金属層を電解メッキの電極として、電解メッキにより前記ｎ側電極上の金属バンプの下部および前記ｐ側電極上の金属バンプとなる第２金属層を形成する第２金属層形成工程と、
前記ｎ側電極接続面上に開口部を有するとともに、前記ｐ側電極接続面上に形成された前記第２金属層を被覆する第３レジストパターンを形成する第３レジストパターン形成工程と、
前記ｎ側電極接続面上に形成された前記第２金属層を電解メッキの電極として、電解メッキにより前記ｎ側電極上の金属バンプの上部となる第３金属層を、前記第３金属層の前記基板からの高さが前記ｐ側電極接続面上に形成された前記第２金属層の上面の前記基板からの高さと同じになるように形成する第３金属層形成工程と、
前記第１レジストパターンおよび前記第２レジストパターンを除去するレジストパターン除去工程と、
が順次行われることを特徴とする窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項２】
基板上に積層されたｎ型窒化物半導体層およびｐ型窒化物半導体層と、前記基板の同じ平面側に前記ｎ型窒化物半導体層にｎ側電極を電気的に接続するためのｎ側電極接続面と、前記ｐ型窒化物半導体層にｐ側電極を電気的に接続するためのｐ側電極接続面と、を有する窒化物半導体発光素子構造体と、
前記ｎ側電極接続面に接続された前記ｎ側電極と、
前記ｐ側電極接続面に接続された前記ｐ側電極と、
前記ｎ側電極上および前記ｐ側電極上に形成された金属バンプと、を有するフリップチップ型の窒化物半導体発光素子の製造方法であって、
前記窒化物半導体発光素子構造体上に、絶縁性の保護層を形成する保護層形成工程と、
前記ｎ側電極接続面上および前記ｐ側電極接続面上に開口部を有する第１レジストパターンを形成する第１レジストパターン形成工程と、
前記第１レジストパターンをマスクとして、前記保護層をエッチングする保護層エッチング工程と、
前記第１レジストパターン上、前記保護層から露出した前記ｎ側電極接続面上および前記ｐ側電極接続面上に前記ｎ側電極および前記ｐ側電極となる第１金属層を形成する第１金属層形成工程と、
前記ｎ側電極接続面上に開口部を有する第２レジストパターンを形成する第２レジストパターン形成工程と、
前記ｎ側電極接続面および前記ｐ側電極接続面の前記基板からの高さの差に相当する厚さの、前記ｎ側電極上の金属バンプの下部となる第２金属層を、前記第１金属層を電解メッキの電極とした電解メッキにより形成する第２金属層形成工程と、
前記第２レジストパターンにおいて、前記ｐ側電極接続面上に開口部を形成する第２レジストパターン開口部形成工程と、
前記第２金属層および前記第１金属層を電解メッキの電極として、電解メッキにより前記ｎ側電極上の金属バンプの上部および前記ｐ側電極上の金属バンプとなる第３金属層を形成する第３金属層形成工程と、
前記第１レジストパターンおよび前記第２レジストパターンを除去するレジストパターン除去工程と、
が順次行われることを特徴とする窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項３】
基板上に積層されたｎ型窒化物半導体層およびｐ型窒化物半導体層と、前記基板の同じ平面側に前記ｎ型窒化物半導体層にｎ側電極を電気的に接続するためのｎ側電極接続面と、前記ｐ型窒化物半導体層にｐ側電極を電気的に接続するためのｐ側電極接続面と、を有する窒化物半導体発光素子構造体と、
前記ｎ側電極接続面に接続された前記ｎ側電極と、
前記ｐ側電極接続面に接続された前記ｐ側電極と、
前記ｎ側電極上および前記ｐ側電極上に形成された金属バンプと、を有するフリップチップ型の窒化物半導体発光素子であって、
前記ｎ側電極上に形成された前記金属バンプの上面の前記基板からの高さと、前記ｐ側電極上に形成された前記金属バンプの上面の前記基板からの高さとが同じであり、前記ｎ側電極に形成された前記金属バンプは、平面視において上面側の面積が底面側の面積よりも小さく、
前記ｎ側電極上に形成された金属バンプは、その上端の外縁部が丸みを帯びていることを特徴とする窒化物半導体発光素子。
【請求項４】
基板上に積層されたｎ型窒化物半導体層およびｐ型窒化物半導体層と、前記基板の同じ平面側に前記ｎ型窒化物半導体層にｎ側電極を電気的に接続するためのｎ側電極接続面と、前記ｐ型窒化物半導体層にｐ側電極を電気的に接続するためのｐ側電極接続面と、を有する窒化物半導体発光素子構造体と、
前記ｎ側電極接続面に接続された前記ｎ側電極と、
前記ｐ側電極接続面に接続された前記ｐ側電極と、
前記ｎ側電極上および前記ｐ側電極上に形成された金属バンプと、を有するフリップチップ型の窒化物半導体発光素子であって、
前記ｎ側電極上に形成された前記金属バンプの上面の前記基板からの高さと、前記ｐ側電極上に形成された前記金属バンプの上面の前記基板からの高さとが同じであり、前記ｎ側電極上に形成された前記金属バンプは、平面視において底面側の面積が上面側の面積よりも小さく、
前記ｎ側電極は、平面視において、前記ｎ側電極上に形成された前記金属バンプの底面よりも広く、
前記窒化物半導体発光素子構造体の表面を被覆する絶縁性の保護層を有し、前記金属バンプが形成された領域を除く前記ｎ側電極の上面全体が前記保護層から露出していることを特徴とする窒化物半導体発光素子。
【請求項５】
前記ｎ側電極または前記ｐ側電極の少なくとも一方は、平面視において、それぞれ前記ｎ側電極上に形成された前記金属バンプの底面および前記ｐ側電極上に形成された前記金属バンプの底面よりも広いことを特徴とする請求項３に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項６】
前記窒化物半導体発光素子構造体の表面を被覆する絶縁性の保護層を有し、前記ｎ側電極および前記ｐ側電極の上面が前記保護層から露出していることを特徴とする請求項３または請求項５に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項７】
前記ｎ側電極上に形成された金属バンプまたは前記ｐ側電極上に形成された金属バンプの少なくとも一方は、その上端の外縁部が丸みを帯びていることを特徴とする請求項４に記載の窒化物半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属バンプを介して実装基板に実装する窒化物半導体発光素子およびその製造技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化物半導体は、一般に、発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザダイオード（ＬＤ）等の発光素子、太陽電池や光センサ等の受光素子、トランジスタやパワーデバイス等の電子デバイスに用いられる。特に、窒化物半導体を用いた発光ダイオード（窒化物半導体発光素子）は、バックライト等に用いる各種光源、照明、信号機、大型ディスプレイ等に幅広く利用されている。
【０００３】
このような窒化物半導体発光素子を実装基板に実装する方法として、発光素子の半導体層を下側にして、発光素子のｐ側電極およびｎ側電極を実装基板上の配線用電極に対向させて接続するフリップチップ型実装方法がある。
【０００４】
フリップチップ型実装方法に用いられる窒化物半導体発光素子は、サファイアなどの基板上に形成された活性層を含むｎ型窒化物半導体層およびｐ型窒化物半導体層と、そのｎ型窒化物半導体層およびｐ型窒化物半導体層にそれぞれ接続され基板上の同一平面側に形成されたｐ側電極およびｎ側電極と、を有しており、実装基板への実装は、ｐ型窒化物半導体層およびｎ型窒化物半導体層を下側にし、ｐ側電極およびｎ側電極を実装基板上の配線用電極に対向させ、金属バンプを介して配線用電極に押圧接触させて接続することにより行うことができる。
【０００５】
ところで、窒化物半導体発光素子に金属バンプを形成する方法として、例えば、特許文献１には、金属膜からなるパッド電極であるｐ側電極およびｎ側電極上に、両電極の上面以外をマスクするレジストパターンを形成した後、無電解メッキにより金属バンプ層を積層し、しかる後にレジストパターンを剥離する方法が開示されている。
【０００６】
また、他の方法として、例えば、特許文献２には、金属膜からなるｐ側電極およびｎ側電極を形成した後、発光素子の全面に金属層を積層し、両電極の上方に開口部を有するレジストパターンを形成後、前記した金属層をシード電極として電解メッキにより金属バンプ層を形成し、しかる後にレジストパターンを剥離し、さらに金属バンプ層が積層された電極面以外の金属層を除去する方法が開示されている。
【０００７】
ここで従来技術（例えば、特許文献２）による金属バンプを有する窒化物半導体発光素子の製造方法について、図１２を参照して説明する。図１２は、従来技術による金属バンプを有する半導体発光素子の製造工程を説明するための模式的断面図である。図１２に示すように、（ａ）ＧａＮ（窒化ガリウム）系発光素子ウェハに電極形成、（ｂ）絶縁膜形成、（ｃ）全面金属層形成、（ｄ）レジストパターニング、（ｅ）電気メッキによるバンプ形成、（ｆ）レジスト除去、（ｇ）金属層除去、そして（ｈ）サブマウント部材側ウェハとの接合（図示せず）、（ｉ）発光素子単位への分離（図示せず）、の各工程を含むものである。
【０００８】
まず、サファイア基板（図示せず）の表面にＧａＮ系化合物半導体を成長させたウェハ１２０に、ｎ側電極１０３とｐ側電極１０４を備えた発光素子単位１２１を、複数個、ウェハ１２０のほぼ全面に亘り行列状に形成し（図１２（ａ））、これらｎ側電極１０３およびｐ側電極１０４のバンプを形成する部分以外にＳｉＯ2膜の絶縁膜１２２を形成する（図１２（ｂ））。
【０００９】
次に、ウェハ１２０のほぼ全面に亘りｎ側電極１０３およびｐ側電極１０４と電気的に導通した平面状の金属層１０５をＡｕ／Ｔｉ合金によって形成する（図１２（ｃ））。金属層１０５は、蒸着やスパッタリング等により０．５ないし３μｍの厚さに形成する。
【００１０】
次に、金属層１０５の上にレジスト１２３を形成し（図１２（ｄ））、電気メッキを施すことにより、金属層１０５の上にバンプ１０６、１０７を形成する（図１２（ｅ））。
【００１１】
次に、レジスト１２３を除去し（図１２（ｆ））、さらに、表面に露出している部分の金属層１０５を除去することによりｎ側電極１０３と電気的に導通したバンプ１０６およびｐ側電極１０４と電気的に導通したバンプ１０７を有する発光素子単位１２１が行列状に形成された発光素子側ウェハが得られる（図１２（ｇ））。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００４−１５３１１０号公報
【特許文献２】特開２００５−７９５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１に記載されたように無電解メッキを用いて金属バンプを形成する方法では、安定して膜厚の厚い金属バンプを形成することが難しかった。そして、特許文献２に記載されたように蒸着やスパッタリング等により金属層１０５を形成する方法では平坦となるように金属層１０５を形成することが難しかった。
【００１４】
このため、特許文献１および特許文献２のいずれにおいても、ｐ側電極上およびｎ側電極上に形成された金属バンプの高さを揃えるのは困難であった。さらに高さの異なる金属バンプを用いて実装した場合、ｐ側電極上およびｎ側電極上の金属バンプに均等な力が加わらず、実装基板に対する金属バンプの接合強度が不十分となるという問題があった。
【００１５】
そこで本発明は、かかる問題に鑑みて創案されたものであり、膜厚の厚い金属バンプを有し、信頼性が高い窒化物半導体発光素子と、その窒化物半導体発光素子の生産性を向上した製造方法とを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記した課題を解決するために、第１の発明に係る窒化物半導体発光素子の製造方法は、基板上に積層されたｎ型窒化物半導体層およびｐ型窒化物半導体層と、基板の同じ平面側にｎ型窒化物半導体層にｎ側電極を接続するｎ側電極接続面と、ｐ型窒化物半導体層にｐ側電極を接続するｐ側電極接続面と、を有する窒化物半導体発光素子構造体と、ｎ側電極接続面に接続されたｎ側電極と、ｐ側電極接続面に接続されたｐ側電極と、ｎ側電極上およびｐ側電極上に形成された金属バンプと、を有するフリップチップ型の窒化物半導体発光素子の製造方法であって、保護層形成工程と、第１レジストパターン形成工程と、保護層エッチング工程と、第１金属層形成工程と、第２レジストパターン形成工程と、第２金属層形成工程と、第３レジストパターン形成工程と、第３金属層形成工程と、レジストパターン除去工程と、が順次行われるようにした。
【００１７】
かかる手順によれば、まず、保護層形成工程において、窒化物半導体発光素子構造体上に、絶縁性の保護層を形成する。次に、第１レジストパターン形成工程において、ｎ側電極接続面上およびｐ側電極接続面上に開口部を有する第１レジストパターンを形成する。次に、保護層エッチング工程において、第１レジストパターンをマスクとして、保護層をエッチングする。次に、第１金属層形成工程において、第１レジストパターンを除去せずに、第１レジストパターン上、保護層から露出したｎ側電極接続面上およびｐ側電極接続面上にｎ側電極およびｐ側電極となる第１金属層を形成する。これによって、ｎ側電極およびｐ側電極が形成される部分以外である保護層上には、直接第１金属層が形成されない。次に、第２レジストパターン形成工程において、保護層から露出したｎ側接続面上およびｐ側接続面上に開口部を有する第２レジストパターンを形成する。このとき、第２レジストパターンの開口部を、第１レジストパターンの開口部の内側になるように狭く形成した場合は、ｎ側電極およびｐ側電極の上面の周縁部に第２金属層が形成されない露出面を形成することができる。
【００１８】
次に、第２金属層形成工程において、第１金属層を電解メッキの電極として、電解メッキによりｎ側電極上の金属バンプの下部およびｐ側電極上の金属バンプを構成する第２金属層を形成する。これによって、ｎ側電極およびｐ側電極は、それぞれの電極の上面に形成される金属バンプを構成する第２金属層と直接接合する。このとき、ｎ側電極接続面上およびｐ側電極接続面上には、金属バンプとなるほぼ同じ厚さの第２金属層が形成されるため、基板からの第２金属層の上面の高さは、ｎ側電極接続面上よりもｐ側電極接続面上に形成された第２金属層の方が高くなる。
【００１９】
次に、第３レジストパターン形成工程において、ｎ側電極接続面上に開口部を有するとともに、ｐ側電極接続面上に形成された第２金属層を被覆する第３レジストパターンを形成する。そして、第３金属層形成工程において、ｎ側電極上の金属バンプの上部として、ｎ側電極接続面上に形成された第２金属層上に、高さの差分に相当する第３金属層をさらに電解メッキにより成長させる。これによって、ｎ側電極接続面上に形成される金属バンプの基板からの高さとｐ側電極接続面上に形成される金属バンプの基板からの高さとが同じになる。
【００２０】
最後に、レジストパターン除去工程において、第１レジストパターン、第２レジストパターンおよび第３レジストパターンを除去する。このようにして、ｎ側電極上の金属バンプの上面およびｐ側電極上の金属バンプの上面において基板からの高さが揃った窒化物半導体発光素子が製造される。また、第３金属層形成工程においてｎ側電極上に形成された第３金属層の上端の外縁部、および第２金属層形成工程においてｐ側電極上に形成された第２金属層の上端の外縁部が丸みを帯びている場合は、金属バンプの上部を切断または研磨して高さ調整をする場合と異なり、ｎ側電極上およびｐ側電極上の金属バンプの上端の外縁部には、その丸みが保存される。
【００２１】
また、第２の発明に係る窒化物半導体発光素子の製造方法は、基板上に積層されたｎ型窒化物半導体層およびｐ型窒化物半導体層と、基板の同じ平面側にｎ型窒化物半導体層にｎ側電極を接続するｎ側電極接続面と、ｐ型窒化物半導体層にｐ側電極を接続するｐ側電極接続面と、を有する窒化物半導体発光素子構造体と、ｎ側電極接続面に接続されたｎ側電極と、ｐ側電極接続面に接続されたｐ側電極と、ｎ側電極上およびｐ側電極上に形成された金属バンプと、を有するフリップチップ型の窒化物半導体発光素子の製造方法であって、保護層形成工程と、第１レジストパターン形成工程と、保護層エッチング工程と、第１金属層形成工程と、第２レジストパターン形成工程と、第２金属層形成工程と、第２レジストパターン開口部形成工程と、第３金属層形成工程と、レジストパターン除去工程と、が順次行われるようにした。
【００２２】
かかる手順によれば、まず、保護層形成工程において、窒化物半導体発光素子構造体上に、絶縁性の保護層を形成する。次に、第１レジストパターン形成工程において、ｎ側電極接続面上およびｐ側電極接続面上に開口部を有する第１レジストパターンを形成する。次に、保護層エッチング工程において、第１レジストパターンをマスクとして、保護層をエッチングする。次に、第１金属層形成工程において、第１レジストパターンを除去せずに、第１レジストパターン上、保護層か露出したｎ側電極接続面上およびｐ側電極接続面上にｎ側電極およびｐ側電極となる第１金属層を形成する。これによって、ｎ側電極およびｐ側電極が形成される部分以外である保護層上には、直接第１金属層が形成されない。
【００２３】
次に、第２レジストパターン形成工程において、ｎ側電極接続面上に開口部を有する第２レジストパターンを形成する。このとき、第２レジストパターンの開口部を、第１レジストパターンの開口部の内側になるように狭く形成した場合は、ｎ側電極の上面の周縁部に第２金属層が形成されない露出面を形成することができる。次に、第２金属層形成工程において、ｎ側電極接続面上の第１金属層を電解メッキの電極として、電解メッキによりｎ側電極上の金属バンプの下部を構成する第２金属層を形成する。このとき、形成される第２金属層の厚さは、ｎ側電極接続面とｐ側電極接続面との基板からの高さの差分と同じ厚さとする。
【００２４】
次に、第２レジストパターン開口部形成工程において、ｐ側電極接続面上に開口部を有する第２レジストパターンを形成する。これによって、ｎ側電極接続面上およびｐ側電極接続面上に開口部を有する第２レジストパターンが形成される。このとき、第２レジストパターンの開口部を、第１レジストパターンの開口部の内側になるように狭く形成した場合は、ｐ側電極の上面の周縁部に第２金属層が形成されない露出面を形成することができる。次に、第３金属層形成工程において、ｎ側電極接続面上に形成された第２金属層およびｐ側電極接続面上の第１金属層をそれぞれ電解メッキの電極として、電解メッキによりｎ側電極上の金属バンプの上部およびｐ側電極上の金属バンプを構成する第３金属層を、ｎ側電極接続面上およびｐ側電極接続面上に同じ厚さで形成する。これによって、ｎ側電極接続面上に形成された第３金属層の上面の基板からの高さと、ｐ側電極接続面上に形成された第３金属層の上面の基板からの高さとが一致する。
【００２５】
最後に、レジストパターン除去工程において、第１レジストパターンおよび第２レジストパターンを除去する。このようにして、ｎ側電極上の金属バンプの上面およびｐ側電極上の金属バンプの上面において基板からの高さが揃った窒化物半導体発光素子が製造される。また、第３金属層形成工程において形成された第３金属層の上端の外縁部が丸みを帯びている場合は、金属バンプの上部を切断または研磨して高さ調整をする場合と異なり、ｎ側電極上およびｐ側電極上の金属バンプの上端の外縁部には、その丸みが保存される。
【００２６】
第３の発明に係る窒化物半導体発光素子は、基板上に積層されたｎ型窒化物半導体層およびｐ型窒化物半導体層と、ｐ型窒化物半導体層上に設けられたｐ側電極と、ｐ側電極と基板の同一平面側であってｎ型窒化物半導体層上に設けられたｎ側電極と、ｎ側電極上およびｐ側電極上に設けられ金属バンプと、を有するフリップチップ型の窒化物半導体発光素子であって、ｎ側電極上に形成された金属バンプの上面の基板からの高さと、ｐ側電極上に形成された金属バンプの上面の基板からの高さとが同じであり、ｎ側電極上に形成された金属バンプは、平面視において上面側の面積が底面側の面積より小さく、ｎ側電極上に形成された金属バンプは、その上端の外縁部が丸みを帯びているように構成した。
【００２７】
かかる構成によれば、窒化物半導体発光素子は、ｎ側電極上に形成された金属バンプの上面の基板からの高さと、ｐ側電極上に形成された金属バンプの上面の基板からの高さとが同じであるため、フリップチップ実装の際に、これらの金属バンプには基板側から均等に押圧力を受けることになる。さらに、ｎ側電極上に形成された金属バンプは、平面視において上面側の面積が小さいため、フリップチップ実装の押圧力を受けてこの金属バンプが押しつぶされる際に、この金属バンプの上端部が必要以上に横方向に広がるのを抑制することができる。
また、金属バンプの上端の外縁部が丸みを帯びているため、上面の面積が小さくなっている。このためフリップチップ実装する際に、金属バンプは、この面積の小さい上面で実装基板の配線用電極と接触して、基板側から押圧力を受けることになる。このとき、金属バンプの上端部が必要以上に横方向に広がるのを抑制することができる。
【００２８】
第４の発明に係る窒化物半導体発光素子は、基板上に積層されたｎ型窒化物半導体層およびｐ型窒化物半導体層と、ｐ型窒化物半導体層上に設けられたｐ側電極と、ｐ側電極と基板の同一平面側であってｎ型窒化物半導体層上に設けられたｎ側電極と、ｎ側電極上およびｐ側電極上に設けられ金属バンプと、を有するフリップチップ型の窒化物半導体発光素子であって、ｎ側電極上に形成された金属バンプの上面の基板からの高さと、ｐ側電極上に形成された金属バンプの上面の基板からの高さとが同じであり、ｎ側電極上に形成された金属バンプは、平面視において底面側の面積が上面側の面積より小さく、
ｎ側電極は、平面視において、ｎ側電極上に形成された金属バンプの底面よりも広く、窒化物半導体発光素子構造体の表面を被覆する絶縁性の保護層を有し、金属バンプが形成された領域を除くｎ側電極の上面全体が保護層から露出しているように構成した。
【００２９】
かかる構成によれば、窒化物半導体発光素子は、ｎ側電極上に形成された金属バンプの上面の基板からの高さと、ｐ側電極上に形成された金属バンプの上面の基板からの高さとが同じであるため、フリップチップ実装の際に、これらの金属バンプには基板側から均等に押圧力を受けることになる。さらに、ｎ側電極上に形成された金属バンプは、平面視においてｎ側電極側の面積が小さいため、発光に寄与する活性層およびｐ型窒化物半導体層の面積を大きくすることができる。
また、窒化物半導体発光素子の金属バンプは、窒化物半導体発光素子を金属バンプを介して実装基板の配線用電極に押圧接触させて接合する際に、押しつぶされて横方向に広がる。このとき、金属バンプが設けられたｎ側電極は、平面視で金属バンプの底面より広く構成されているため、金属バンプは、平面視で広く構成されたｎ側電極上に広がる。
更に、ｎ側電極の金属バンプが設けられていない露出した上面は保護層で被覆されていないため、フリップチップ実装する際に、この電極の上面と横方向に広がった金属バンプとが電気的に接触し、ｎ側電極と金属バンプとの接合面積が増え、ｎ側電極と金属バンプとの間の接触抵抗が低下する。
【００３０】
第５の発明に係る窒化物半導体発光素子は、ｎ側電極またはｐ側電極の少なくとも一方は、平面視において、それぞれｎ側電極上に形成された金属バンプの底面およびｐ側電極上の金属バンプの底面よりも広くなるように構成してもよい。
【００３１】
かかる構成によれば、窒化物半導体発光素子の金属バンプは、窒化物半導体発光素子を金属バンプを介して実装基板の配線用電極に押圧接触させて接合する際に、押しつぶされて横方向に広がる。このとき、金属バンプが設けられたｎ側電極およびｐ側電極の少なくとも一方は、平面視で金属バンプの底面より広く構成されているため、金属バンプは、平面視で広く構成されたｎ側電極上またはｐ側電極上に広がる。
【００３２】
第６の発明に係る窒化物半導体発光素子は、窒化物半導体発光素子の表面を被覆する絶縁性の保護層を有し、ｎ側電極およびｐ側電極の上面が保護層から露出しているように構成してもよい。
【００３３】
かかる構成によれば、ｎ側電極およびｐ側電極の金属バンプが設けられていない露出した上面は保護層で被覆されていないため、フリップチップ実装する際に、この電極の上面と横方向に広がった金属バンプとが電気的に接触し、ｎ側電極およびｐ側電極と金属バンプとの接合面積が増え、ｎ側電極およびｐ側電極と金属バンプとの間の接触抵抗が低下する。
【００３４】
第７の発明に係る窒化物半導体発光素子は、ｎ側電極上に形成された金属バンプまたはｐ側電極上に形成された金属バンプの少なくとも一方は、その上端の外縁部が丸みを帯びているように構成してもよい。
【００３５】
かかる構成によれば、金属バンプの上端の外縁部が丸みを帯びているため、上面の面積が小さくなっている。このためフリップチップ実装する際に、金属バンプは、この面積の小さい上面で実装基板の配線用電極と接触して、基板側から押圧力を受けることになる。このとき、金属バンプの上端部が必要以上に横方向に広がるのを抑制することができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の製造方法によれば、ｎ側電極上の金属バンプの上面およびｐ側電極上の金属バンプの上面の基板からの高さを揃えるようにしたため、フリップチップ実装する際に、基板側から押圧力を受けたときに、両方の金属バンプに均等な押圧力がかかり、必要以上に押圧力を加えることなく良好に接続をすることができる窒化物半導体発光素子を製造することができる。さらに、金属バンプの高さ調整のために、高い方の金属バンプ上部を切断するのではなく、低い方の金属バンプに、高さの差分に相当する金属層を成長させるため、不要となる材料を少なくすることができ、低コストで窒化物半導体発光素子を製造することができる。
【００３７】
また、本発明の窒化物半導体発光素子は、ｎ側電極上に形成された金属バンプの上面の基板からの高さと、ｐ側電極上に形成された金属バンプの上面の基板からの高さとを揃えるようにしたため、フリップチップ実装する際に、基板側から押圧力を受けたときに、両方の金属バンプには均等に押圧力がかかり、窒化物半導体発光素子へ必要以上に押圧力を加えることなく良好に接続をすることができる。さらに平面視において、ｎ側電極上の金属バンプの上面側の面積を小さくした場合には、実装基板の配線用電極の面積を小さくできるため、実装基板の配線設計に自由度を増すことができる。さらにまた、ｎ側電極上に形成された金属バンプのｎ側電極側の面積を小さくした場合には、発光に寄与するｐ型窒化物半導体層の面積を広くすることができるため、窒化物半導体発光素子からより多くの光を取り出すようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施形態における窒化物半導体発光素子の構造を示す模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態における窒化物半導体発光素子の製造方法の流れを示すフローチャートである。
【図３Ａ】本発明の第１実施形態における窒化物半導体発光素子の製造工程の一部を説明するための模式的断面図であり、（ａ）は窒化物半導体発光素子構造体を形成した様子、（ｂ）は保護層を形成した様子、（ｃ）は電極を形成するための第１レジストパターンを形成した様子、をそれぞれ示す。
【図３Ｂ】本発明の第１実施形態における窒化物半導体発光素子の製造工程の一部を説明するための模式的断面図であり、（ａ）は電極接続部の保護層を除去した様子、（ｂ）は第１金属層を形成した様子、（ｃ）は第２レジストパターンに開口部を形成した様子、をそれぞれ示す。
【図３Ｃ】本発明の第１実施形態における窒化物半導体発光素子の製造工程の一部を説明するための模式的断面図であり、（ａ）は第２金属層を形成した様子、（ｂ）は第３レジストパターンに開口部を形成した様子、（ｃ）第３金属層を形成した様子、をそれぞれ示す。
【図３Ｄ】本発明の第１実施形態における窒化物半導体発光素子の製造工程の一部を説明するための模式的断面図であり、第１レジストパターンないし第３レジストパターンを除去した様子を示す。
【図４】本発明の第１実施形態における窒化物半導体発光素子の製造工程において、金属バンプの上部を形成する様子を説明するための模式的断面図であり、（ａ）は第３レジストパターンを塗布した様子、（ｂ）は第３レジストパターンに開口部を形成した様子、（ｃ）は第３金属層を形成した様子、（ｄ）は第２レジストパターンおよび第３レジストパターンを除去した様子、をそれぞれ示す。
【図５】本発明の第２実施形態における窒化物半導体発光素子の構造を示す模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態における窒化物半導体発光素子の製造工程において、金属バンプの上部を形成する様子を説明するための模式的断面図であり、（ａ）は第３レジストパターンを露光した様子、（ｂ）は第３レジストパターンを現像した様子、（ｃ）は第３金属層を形成した様子、（ｄ）は第２レジストパターンおよび第３レジストパターンを除去した様子、をそれぞれ示す。
【図７】本発明の第３実施形態における窒化物半導体発光素子の構造を示す模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態における窒化物半導体発光素子の製造方法の流れを示すフローチャートである。
【図９Ａ】本発明の第３実施形態における窒化物半導体発光素子の製造工程の一部を説明するための模式的断面図であり、（ａ）は第２レジストパターンに開口部を形成した様子、（ｂ）は第２金属層を形成した様子、（ｃ）は第２レジストパターンに開口部を追加形成した様子、をそれぞれ示す。
【図９Ｂ】本発明の第３実施形態における窒化物半導体発光素子の製造工程の一部を説明するための模式的断面図であり、（ａ）は第３金属層を形成した様子、（ｂ）は第１レジストパターンおよび第２レジストパターンを除去した様子、をそれぞれ示す。
【図１０】本発明の第３実施形態における窒化物半導体発光素子の製造工程において、金属バンプの上部を形成する様子を説明するための模式的断面図であり、（ａ）は第２金属層を形成した様子、（ｂ）は第３レジストパターンを２重露光して現像した様子、（ｃ）は第３金属層を形成した様子、（ｄ）は第２レジストパターンを除去した様子、をそれぞれ示す。
【図１１】本発明の第１実施形態および第３実施形態における窒化物半導体発光素子を実装する様子を説明するための模式的断面図であり、（ａ）は第１実施形態、（ｂ）は第３実施形態についての実装の様子を示す。
【図１２】従来技術による金属バンプを有する半導体発光素子の製造工程を説明するための模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明における窒化物半導体発光素子およびこの窒化物半導体発光素子の製造方法について説明する。
【００４０】
＜第1実施形態＞
〔窒化物半導体発光素子〕
本発明の第１実施形態における窒化物半導体発光素子の構造を、図１を参照して説明する。本発明の第１実施形態に係る窒化物半導体発光素子１は、フリップチップ型の実装をするＬＥＤであり、基板２と、基板２上に積層された窒化物半導体発光素子構造体１０と、保護層２０と、ｎ側電極２１と、ｐ側電極２２と、金属バンプ２３と、金属バンプ２４とを少なくとも備えている。
【００４１】
本明細書において、「窒化物半導体発光素子構造体」とは、活性層１２を含むｎ型窒化物半導体層１１とｐ型窒化物半導体層１３とが積層された積層構造体のことをいう。また、この窒化物半導体発光素子構造体１０は、基板２の同じ平面側にｎ側電極２１をｎ型窒化物半導体層１１と電気的に接続するためのｎ側電極接続面１０ａと、ｐ側電極２２をｐ型窒化物半導体層１３と電気的に接続するためのｐ側電極接続面１０ｂとを有し、フリップチップ型の窒化物半導体発光素子１の製造に好ましい構造を備えているものである。また、本明細書において、「上」とは、基板２の窒化物半導体発光素子構造体１０を積層した面に垂直方向であって、窒化物半導体発光素子構造体１０を積層した方向をいうものとする。例えば、図１（ｂ）においては図の上方向を指す。
【００４２】
（基板）
基板２は、窒化物半導体をエピタキシャル成長させることができる基板材料で形成されればよく、大きさや厚さ等は特に限定されない。このような基板材料としては、Ｃ面、Ｒ面、Ａ面のいずれかを主面とするサファイアやスピネル（ＭｇＡ１2Ｏ4）のような絶縁性基板、また炭化ケイ素（ＳｉＣ）、シリコン、ＺｎＳ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ダイヤモンド、および窒化物半導体と格子接合するニオブ酸リチウム、ガリウム酸ネオジウム等の酸化物基板が挙げられる。また、本実施形態における窒化物半導体発光素子１は、フリップチップ実装をするため、基板２の裏面が光取り出し面となる。したがって、窒化物半導体発光素子１で発光した光は、基板２を透過して光取り出し面から出射するため、基板２は、少なくとも、この光の波長に対して透明であることが好ましい。
【００４３】
（窒化物半導体発光素子構造体）
窒化物半導体発光素子構造体１０は、前記したように、活性層１２を含むｎ型窒化物半導体層１１とｐ型窒化物半導体層１３とが積層された積層構造体のことである。本実施形態においては、窒化物半導体発光素子構造体１０は、ｐ型窒化物半導体層１３上に全面電極１４と、カバー電極１５とが積層され、基板２の同じ平面側にｎ側電極２１をｎ型窒化物半導体層１１と電気的に接続するためのｎ型窒化物半導体層１１の上面であるｎ側電極接続面１０ａと、ｐ側電極２２をｐ型窒化物半導体層１３と電気的に接続するためのカバー電極１５の上面であるｐ側電極接続面１０ｂとを有している。
【００４４】
（全面電極、カバー電極）
全面電極１４は、ｐ型窒化物半導体層１３上に、ｐ型窒化物半導体層１３の略全面を覆うように設けられ、ｐ側電極２２およびカバー電極１５を介して供給される電流を、ｐ型窒化物半導体層１３の全面に均一に拡散するための電極である。また、フリップチップ実装をする本実施形態における窒化物半導体発光素子１においては、活性層１２で発光した光を光取り出し面である基板２の裏面側に反射するための反射層としての機能も有する。
【００４５】
全面電極１４は、ｐ型窒化物半導体層１３と電気的に良好に接続できるオーミック電極であることが好ましく、また、少なくとも活性層１２で発光する光の波長に対して、良好な反射率を有することが好ましい。したがって、全面電極１４としては、光の反射率の高いＡｇの単層膜、Ａｇを最下層とするＮｉ、Ｔｉなどとの多層膜を好適に用いることができる。より好ましくは、Ａｇを最下層（ｐ型窒化物半導体層１３側）とするＡｇ／Ｎｉ／Ｔｉ／Ｐｔの多層膜を用いることができ、この多層膜の膜厚は、例えば、それぞれ１０００ｎｍ程度とすることができる。全面電極１４は、これらの材料を、例えば、スパッタリングや蒸着により、順次積層して形成することができる。
【００４６】
カバー電極１５は、全面電極１４の上面および側面を覆い、ｐ側電極２２を全面電極１４から遮蔽し、全面電極１４の構成材料の、特にＡｇのマイグレーションを防止するためのバリア層として機能する。
【００４７】
カバー電極１５としては、例えば、Ｔｉ、Ａｕ、Ｗなどの金属の単層膜やこれらの金属の多層膜を用いることができる。好ましくは、Ｔｉを最下層（全面電極１４側）とするＴｉ（最下層）／Ａｕ／Ｗ／Ｔｉの多層膜を用いることができ、この多層膜の膜厚は、例えば、下層側からそれぞれ２ｎｍ、１７００ｎｍ、１２０ｎｍ、３ｎｍとすることができる。
【００４８】
なお、本実施形態では、全面電極１４およびカバー電極１５をｐ型窒化物半導体層１３上にのみ設けるようにしたが、ｎ型窒化物半導体層１１上にも全面電極１４およびカバー電極１５を設けるようにしてもよい。この場合、ｎ側電極接続面１０ａは、ｎ型窒化物半導体層１１の上面ではなく、カバー電極１５の上面となる。
【００４９】
（ｎ側電極、ｐ側電極）
ｎ側電極２１はｎ型窒化物半導体層１１に、ｐ側電極２２はカバー電極１５および全面電極１４を介してｐ型窒化物半導体層１３に、それぞれ電気的に接続して、窒化物半導体発光素子１に外部から電流を供給するためのパッド電極である。ｎ側電極２１は、窒化物半導体発光素子構造体１０のｎ型窒化物半導体層１１の上面であるｎ側電極接続面１０ａ内に設けられる。ｐ側電極２２は、窒化物半導体発光素子構造体１０のカバー電極１５の上面であるｐ側電極接続面１０ｂ内に設けられる。ｎ側電極２１およびｐ側電極２２の上面には、それぞれ金属バンプ２３および金属バンプ２４が設けられている。
【００５０】
ｎ側電極２１およびｐ側電極２２としては、電気抵抗が低い材料が好ましく、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｐｔなどの金属やこれらの合金の単層、または多層膜を用いることができる。ｎ側電極２１およびｐ側電極２２は、例えば、Ｃｕ単層またはＣｕ／Ｎｉ積層膜を下層とし、ＡｕまたはＡｕＳｎ合金を上層とする多層膜とすることができる。
【００５１】
また、ｎ側電極２１とｎ型窒化物半導体層１１との良好な電気的コンタクトを得るために、ｎ側電極２１の最下層はＴｉ、Ａｌ、ＡｌＣｕＳｉ合金などを用いることが好ましく、左端を最下層として、Ｔｉ／Ａｕ、Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ、Ａｌ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、ＡｌＣｕＳｉ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕなどの多層膜を用いることができる。また、ＡｌＣｕＳｉ合金を最下層として、ＡｌＣｕＳｉ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕの多層膜とする場合は、各層の膜厚は、例えば、それぞれ５００ｎｍ、１５０ｎｍ、５０ｎｍ、７００ｎｍとすることができる。
【００５２】
（金属バンプ）
金属バンプ２３および金属バンプ２４は、それぞれｎ側電極２１およびｐ側電極２２の上面であって、ｎ側電極２１およびｐ側電極２２の周縁部２１ａおよび周縁部２２ａを除く部分にそれぞれの電極に接して設けられている。すなわち図１（ａ）に示したように、平面視（上面視）において、ｎ側電極２１およびｐ側電極２２が、それぞれの電極上に設けられた金属バンプ２３および金属バンプ２４の底面よりも広くなっている。金属バンプ２３および金属バンプ２４は、窒化物半導体発光素子１のｎ側電極２１およびｐ側電極２２と実装基板の配線用電極（不図示）とを電気的に接続するための電極接続層である。すなわち、窒化物半導体発光素子１を実装基板にフリップチップ実装する際に、ｎ側電極２１およびｐ側電極２２を実装基板上の配線用電極（不図示）に対向させ、金属バンプ２３および金属バンプ２４を配線用電極に押圧接触させて、ｎ側電極２１およびｐ側電極２２と実装基板の配線用電極（不図示）とを電気的に接続するためのものである。
【００５３】
前記したように、平面視でパッド電極であるｎ側電極２１およびｐ側電極２２がそれぞれ金属バンプ２３および金属バンプ２４の底面よりも広くなるように構成されている。これは、窒化物半導体発光素子１を、金属バンプ２３および金属バンプ２４を介して実装基板の配線用電極に押圧接触させて接合する際に、金属バンプ２３および金属バンプ２４が押しつぶされて横方向に広がり、パッド電極であるｎ側電極２１およびｐ側電極２２の外側にはみ出ないようにするためである。すなわち、押しつぶされた金属バンプ２３および金属バンプ２４が、ｎ側電極２１およびｐ側電極２２からはみ出ると接合強度が低下するが、これを防止するためである。
【００５４】
また、ｎ側電極２１の周縁部２１ａ上およびｐ側電極２２の周縁部２２ａ上は、保護層２０によって被覆されておらず、露出している。これにより、窒化物半導体発光素子１を、金属バンプ２３および金属バンプ２４を介して実装基板の配線用電極に押圧接触させて接合する際に、金属バンプ２３および金属バンプ２４が押しつぶされて横方向に広がると、この横方向に広がった金属バンプ２３および金属バンプ２４は、それぞれパッド電極であるｎ側電極２１の周縁部２１ａおよびｐ側電極２２の周縁部２２ａと電気的に接触する。このため、ｎ側電極２１およびｐ側電極２２と、それぞれ金属バンプ２３および金属バンプ２４との間の電気的な接触面積が増加し、それぞれの間の接触抵抗を下げることができる。
【００５５】
また、金属バンプ２３および金属バンプ２４は、上端の外縁部が丸みを帯びている。すなわち、金属バンプ２３および金属バンプ２４の上端の中央部は平坦であり、上端の角に丸みを帯びている。この丸みを帯びた形状は、金属バンプ２３および金属バンプ２４を電解メッキ法で形成する場合に、電解メッキ工程において、成長端である上端の外縁部が丸みを帯びて形成される形状である。
【００５６】
また、ｎ側電極２１上の金属バンプ２３は、下部２３ａが太く、上部２３ｂが細くなっている。そして、金属バンプ２３の上面（すなわち上部２３ｂの上面）の基板２からの高さと、ｐ側電極２２上の金属バンプ２４の上面の基板２からの高さとが同じである。これにより、フリップチップ実装の際に、これらの金属バンプ２３および金属バンプ２４には基板２側から均等に押圧力を受けることになる。
【００５７】
なお、本明細書において、「基板からの高さ」とは、フリップチップ実装の際に、窒化物半導体発光素子１に押圧力を加える基板２の裏面からの高さをいうものとする。また、基板２の裏面に凹凸形状が設けられている場合は、基板２の最下面（図１（ｂ）において、最も下になる面）からの高さをいうものとする。
【００５８】
また、本明細書において、金属バンプ２３，２４の「高さが同じ」とは、完全に一致する場合に限定されるものではなく、フリップチップ実装において、金属バンプ２３，２４を同一平面内に配置された実装基板の配線用電極に接続させる際に、金属バンプ２３，２４が実質的に均等に押圧力を受ける状態をいうものとする。例えば、金属バンプ２３の厚さを２０μｍとした場合に、金属バンプ２３の上面の基板２からの高さと、金属バンプ２４の上面の基板からの高さとの差が、１．５μｍ程度の範囲内であれば「高さが同じ」とみなすことができる。
【００５９】
また、ｎ側電極２１上の金属バンプ２３は、平面視において上面側の面積（すなわち上部２３ｂの上面の面積）が底面側の面積（すなわち下部２３ａの底面の面積）より小さくなっている。これにより、フリップチップ実装において、押圧力を受けてこの金属バンプ２３が押しつぶされる際に、この金属バンプ２３の上端部が必要以上に横方向に広がるのを抑制することができる。
【００６０】
本実施形態における金属バンプ２３および金属バンプ２４は、ｎ側電極２１およびｐ側電極２２をシード電極とする電解メッキにより形成される。金属バンプ２３および金属バンプ２４としては、電気抵抗が低く、電解メッキにより形成できるものなら特に限定されず、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉなどの単層膜、またはこれらの多層膜を用いることができる。Ａｕは、電気抵抗および接触抵抗が低く好ましいが、安価なＳｎとの合金であるＡｕＳｎ合金を用いることができる。このＡｕＳｎ合金の組成としては、例えば、Ａｕが８０％、Ｓｎが２０％とすることができる。
【００６１】
また、金属バンプ２３および金属バンプ２４の最上層は、実装基板の配線電極の材料との接合性の相性に応じて選択することができる。このとき金属バンプ２３および金属バンプ２４の最上層と、実装基板の配線電極の最上層がともにＡｕである場合は、良好な接合性を得るために、金属バンプ２３および金属バンプ２４の上面をＣＭＰ（化学的機械的研磨）などにより研磨して平坦化し、配線電極との接合面の空隙をできる限り少なくすることが好ましい。なお、金属バンプ２３および金属バンプ２４の最上層を、例えば、前記したＡｕＳｎ合金とすることで、最上層にＡｕを用いた場合よりも、接合性を確保するために必要な平坦性の条件を緩和することができる。
また、フリップチップ実装において、接続不良の少ない、すなわち信頼性の高い実装をするために、金属バンプ２３および金属バンプ２４の総膜厚は１０μｍ以上とすることが好ましい。
【００６２】
（保護層）
保護層２０は、窒化物半導体発光素子構造体１０の露出した表面（上面および側面）を被覆する絶縁性の被膜であり、窒化物半導体発光素子１の保護膜および帯電防止膜として機能する。保護層２０は絶縁性のＳｉ，Ｔｉ，Ｔａなどの酸化物を用いることができ、蒸着、スパッタリングなどの公知の方法によって形成することができる。保護層２０の膜厚は１００ｎｍ以上とすることが好ましく、例えば、膜厚が３５０ｎｍ程度のＳｉＯ2とすることができる。なお、保護層２０は、ｎ側電極２１およびｐ側電極２２の露出した上面である周縁部２１ａおよび周縁部２２ａ、金属バンプ２３および金属バンプ２４の上面および側面は被覆していない。
【００６３】
〔窒化物半導体発光素子の動作〕
図１に示した本発明の第１実施形態における窒化物半導体発光素子１は、ｎ側電極２１およびｐ側電極２２に、それぞれ金属バンプ２３および金属バンプ２４を介して接続された実装基板の配線電極（不図示）を通して電流が供給されると、窒化物半導体発光素子構造体１０の活性層１２が発光する。活性層１２が発光した光は、基板２の裏面側から取り出される。活性層１２が発光した光のうち、基板２の表面側に進行する光は、反射層として機能する全面電極１４によって反射され、光取り出し面である基板２の裏面側から取り出される。
【００６４】
〔窒化物半導体発光素子の製造方法〕
本発明の第１実施形態における窒化物半導体発光素子の製造方法について、図２を参照して説明する。
【００６５】
図２に示すように、第１実施形態における窒化物半導体発光素子の製造方法は、窒化物半導体発光素子構造体形成工程Ｓ１０と、保護層形成工程Ｓ１１と、第１レジストパターン形成工程Ｓ１２と、保護層エッチング工程Ｓ１３と、第１金属層形成工程Ｓ１４と、第２レジストパターン形成工程Ｓ１５と、第２金属層形成工程Ｓ１６と、金属バンプ層高さ調整工程Ｓ１７と、レジストパターン除去工程Ｓ１８と、チップ分割工程Ｓ１９と、を含んで構成される。
【００６６】
以下、図３Ａないし図３Ｄを参照（適宜図１および図２参照）して、各工程について詳細に説明する。なお、図３Ａないし図３Ｄにおいて、基板２の記載は省略している。また、金属バンプ２３の下部２３ａおよび上部２３ｂとなる第２金属層２６ａおよび第３金属層２７の形状は簡略化して同じ太さで示している。
【００６７】
（窒化物半導体発光素子構造体形成工程：Ｓ１０）
まず、図３Ａ（ａ）に示すように、基板２上に窒化物半導体発光素子構造体１０を形成する。
窒化物半導体発光素子構造体１０の形成工程について具体的に説明すれば、まず、サファイアなどからなる基板２上に、ＭＯＶＰＥ法（有機金属気相成長法）を用いて、ｎ型窒化物半導体層１１、活性層１２およびｐ型窒化物半導体層１３を構成するそれぞれの窒化物半導体を成長させる。この後、窒化物半導体の各層を成長させた基板２（以下、適宜ウェハという）を窒素雰囲気で、６００〜７００℃程度のアニールを行って、ｐ型窒化物半導体層１３を低抵抗化することが好ましい。
【００６８】
次に、ｎ側電極２１を接続するためのｎ側電極接続面１０ａとして、ｎ型窒化物半導体層１１の一部を露出させる。アニール後のウェハ上にフォトレジストにて所定の形状のマスクを形成して、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）にて、ｐ型窒化物半導体層１３および活性層１２、さらにｎ型窒化物半導体層１１の一部を除去して、ｎ型窒化物半導体層１１を露出させる。エッチングの後、レジストを除去する。本実施形態では、このｎ型窒化物半導体層１１の露出面がｎ側電極接続面１０ａとなる。
【００６９】
次に、ウェハの全面に、全面電極１４として、例えば、Ａｇ／Ｎｉ／Ｔｉ／Ｐｔを順次積層してなる多層膜をスパッタリングにて成膜する。そして、フォトリソグラフィ法により所定形状の全面電極１４を形成する。その後、カバー電極１５として、例えば、Ｔｉ／Ａｕ／Ｗ／Ｔｉを順次積層してなる多層膜をスパッタリングにて成膜する。そして、フォトリソグラフィ法により全面電極１４を遮蔽する所定形状のカバー電極１５を形成する。本実施形態では、このカバー電極１５の上面がｐ側電極接続面１０ｂとなる。
以上により、窒化物半導体発光素子構造体１０が形成される。
【００７０】
なお、基板２上には、複数の窒化物半導体発光素子構造体１０がマトリクス状に配列して形成され、窒化物半導体発光素子１が基板２上に完成後にチップに分割される。図３Ａ（ａ）に示した例では、ｎ側電極接続面１０ａが二つ記載されているが、片方は隣接する窒化物半導体発光素子構造体１０に属するものである。
【００７１】
（保護層形成工程：Ｓ１１）
次に、図３Ａ（ｂ）に示すように、前工程で形成された窒化物半導体発光素子構造体１０の表面全体に、例えば、スパッタリングにより、絶縁性のＳｉＯ2などを積層して保護層２０を形成する。
【００７２】
（第１レジストパターン形成工程：Ｓ１２）
次に、図３Ａ（ｃ）に示すように、フォトリソグラフィ法により、ｎ側電極２１を形成する領域およびｐ側電極２２を形成する領域に、それぞれ開口部３０ａおよび開口部３０ｂを有する第１レジストパターン３０を形成する。
【００７３】
（保護層エッチング工程：Ｓ１３）
次に、図３Ｂ（ａ）に示すように、第１レジストパターン３０をマスクとして、開口部３０ａおよび開口部３０ｂの保護層２０をエッチングにより除去し、それぞれｎ型窒化物半導体層１１およびカバー電極１５を露出させる。
【００７４】
（第１金属層（パッド電極層）形成工程：Ｓ１４）
次に、図３Ｂ（ｂ）に示すように、スパッタリングなどにより、Ａｕ、Ｃｕなどの単層膜またはＡｌＣｕＳｉ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕなどの多層膜を、パッド電極であるｎ側電極２１およびｐ側電極２２となる第１金属層（パッド電極層）２５として形成する。このとき、活性層１２で発光する光の波長に対して反射率の高いＡｌなどを最下層とした多層膜または単層膜を形成することが好ましい。なお、この第１金属層２５は、ｎ側電極２１およびｐ側電極２２の形成領域だけでなく、第１レジストパターン３０上にも形成され、第１金属層２５の全面は電気的に導通している。
【００７５】
なお、本実施形態では、保護層２０を形成後にパッド電極であるｎ側電極２１およびｐ側電極２２となる第１金属層２５を形成するため、ｎ側電極２１およびｐ側電極２２の上面は保護層２０で被覆されない。また、ｎ側電極２１およびｐ側電極２２を形成する部分以外は、第１レジストパターン３０を介して第１金属層２５が形成され、保護層２０上には、直接第１金属層２５は形成されない。このため、後工程において第１レジストパターン３０を除去した後は、保護層２０上に金属膜が残留してリークの原因となることがない。
【００７６】
（第２レジストパターン形成工程：Ｓ１５）
次に、図３Ｂ（ｃ）に示すように、第１レジストパターンを除去することなく、フォトリソグラフィ法により、第１レジストパターン３０の開口部３０ａおよび開口部３０ｂ上に、開口部３１ａおよび開口部３１ｂを有する第２レジストパターン３１を形成する。なお、第２レジストパターン３１は、金属バンプ２３および金属バンプ２４を電解メッキによって形成するために用いられるものであるから、第２レジストパターン３１の膜厚は、金属バンプ２３および金属バンプ２４の膜厚よりも厚く形成する。この第２レジストパターン３１の厚さは、例えば、２０μｍ程度とすることができる。
【００７７】
また、本実施形態においては、第２レジストパターン３１は、ネガ型レジストを用いて形成する。このため、露光のためのマスク４０は、第２レジストパターンの開口部３１ａおよび開口部３１ｂとなる部分を遮光するように構成されている。このマスク４０を用いて露光されたネガ型レジストは、現像により未露光部である開口部３１ａおよび開口部３１ｂが除去される。
【００７８】
また、本実施形態においては、第２レジストパターン３１を形成する際に、第１レジストパターン３０を除去しない。これによって、ｎ側電極２１となる第１金属層２５とｐ側電極２２となる第１金属層２５とを含む全面が電気的に導通したまま第１金属層２５が残ることになる。このため、この第１金属層２５を、第２金属層形成工程Ｓ１６において、金属バンプ２３の下部２３ａを構成する第２金属層２６ａおよび金属バンプ２４を構成する第２金属層２６ｂを形成するための電解メッキのシード電極として用いることができる。
【００７９】
なお、金属バンプ２３および金属バンプ２４の上部を切断や研磨することで両者の高さを揃える場合には、製造プロセスの各種バラツキを考慮して、第２金属層２６ａおよび第２金属層２６ｂを４０μｍ程度の厚さに形成する必要がある（図３Ｃ（ａ）参照）。このため、第２レジストパターン３１の厚さを４０μｍ程度以上とする必要がある。
【００８０】
これに対して、本実施形態においては、第２金属層２６ａおよび第２金属層２６ｂの金属バンプ２３の上面の基板２からの高さと金属バンプ２４の基板２からの高さの差分に相当する金属層を電解メッキにより形成するため（図３Ｃ（ｃ）参照）、第２金属層２６ａおよび第２金属層２６ｂを、製造しようとする金属バンプ２３および金属バンプ２４の厚さ以上に形成する必要がない。
【００８１】
（第２金属層形成工程：Ｓ１６）
次に、図３Ｃ（ａ）に示すように、開口部３１ａおよび開口部３１ｂにおいて第２レジストパターン３１から露出した第１金属層２５をシード電極として、電解メッキを行うことにより、金属バンプ２３の下部２３ａを構成する第２金属層２６ａと、金属バンプ２４を構成する第２金属層２６ｂとを形成する。
【００８２】
これによって、ｎ側電極２１となる開口部３１ａに形成された第１金属層２５と金属バンプ２３の下部２３ａを構成する第２金属層２６ａとが直接接合され、ｐ側電極２２となる開口部３１ｂに形成された第１金属層２５と金属バンプ２４を構成する第２金属層２６ｂとが直接接合される。
【００８３】
このとき、開口部３１ａに形成された第２金属層２６ａと、開口部３１ｂに形成された第２金属層２６ｂとは、同じ高さに形成されるため、開口部３１ａに形成された第２金属層２６ａの上面のよりも、開口部３１ｂに形成された第２金属層２６ｂの上面の方が高くなる。
【００８４】
また、ここで、第２レジストパターン３１の開口部３１ａおよび開口部３１ｂを、それぞれ第１レジストパターン３０の開口部３０ａおよび開口部３０ｂの内側に開口する狭い開口とする。これにより、第１金属層２５の開口部３０ａ上および開口部３０ｂ上に第２レジストパターン３１が形成された部分には、第２金属層２６ａおよび第２金属層２６ｂが形成されない。この部分が、ｎ側電極２１の周縁部２１ａおよびｐ側電極２２の周縁部２２ａとなる。
【００８５】
一方で、第２レジストパターン３１の開口部３１ａおよび開口部３１ｂを、それぞれ第１レジストパターン３０の開口部３０ａおよび開口部３０ｂと同じ開口若しくは広い開口とすることもできる。これにより、第２金属層２６ａおよび第２金属層２６ｂの下部の側面のみに第１金属層２５を形成することができる。これにより第２金属層２６ａおよび第２金属層２６ｂの下部の側面に第１金属層２５が形成されていないときよりも、窒化物半導体発光素子１への電流投入時の電気抵抗を下げることができる。
【００８６】
（金属バンプ層高さ調整工程：Ｓ１７）
次に、第２金属層形成工程Ｓ１６で、開口部３１ａに形成された第２金属層２６ａの上面の基板２からの高さが、開口部３１ｂに形成された第２金属層２６ｂの上面の基板２からの高さと同じになるように、第２金属層２６ａ上に高さ調整のための第３金属層２７（図３Ｃ（ｃ）参照）を形成する。
【００８７】
そのために、まず、金属バンプ層高さ調整工程Ｓ１７のサブ工程である第３レジストパターン形成工程として、図３Ｃ（ｂ）に示すように、開口部３１ａに形成された第２金属層２６ａ上に開口部３２ａを有する第３レジストパターン３２を形成する。これによって、開口部３１ｂに形成された第２金属層２６ｂ上は、第３レジストパターンによって被覆される。
【００８８】
なお、第３レジストパターン３２は、ポジ型レジストおよびネガ型レジストの何れでも用いることができるが、本実施形態は、ポジ型レジストを用いるものである。このため、露光のためのマスク４１は、第３レジストパターンの開口部３２ａとなる部分に開口を有するように構成されている。このマスク４１を用いて露光されたポジ型レジストは、露光された開口部３２ａが現像によって除去される。
【００８９】
次に、図３Ｃ（ｃ）に示すように、金属バンプ層高さ調整工程Ｓ１７のサブ工程である第３金属層形成工程として、開口部３１ａに形成された第２金属層２６ａを電解メッキの電極として、高さ調整のための第３金属層２７の上面の基板２からの高さが、開口部３１ｂに形成された第２金属層２６ｂの上面の基板２からの高さと同じになるように、電解メッキにより第３金属層２７を形成する。これによって、ｎ側電極２１の上面の基板２からの高さとｐ側電極２２の上面の基板２からの高さとの差分と同じ厚さの第３金属層２７が、開口部３１ａに形成された第２金属層２６ａの上面に形成される。ここで、第３金属層２７は、金属バンプ２３の上部２３ｂを構成するものである。
【００９０】
なお、第３金属層２７を電解メッキにより形成する際に、電解メッキ液の濃度や電流値が同じ場合は、形成される通電時間によって第３金属層２７の厚さを制御することができる。また、電解メッキ液の濃度と電流値と通電時間とを適宜に組み合わせて第３金属層２７の厚さを制御するようにしてもよい。
【００９１】
（レジストパターン除去工程：Ｓ１８）
そして、図３Ｄに示すように、第１レジストパターン３０、第２レジストパターン３１および第３レジストパターン３２を除去すると、第２金属層２６ａおよび第３金属層２７が金属バンプ２３として、第２金属層２６ｂが金属バンプ２４として、それぞれ現れる。このとき、ｎ側電極２１上の金属バンプ２３の上面およびｐ側電極２２上の金属バンプ２４の上面の基板２からの高さが揃っており、さらにｎ側電極２１上の金属バンプ２３は、平面視において上面側の面積が小さくなっている（図１参照）。
【００９２】
（チップ分割工程：Ｓ１９）
基板２上にマトリクス状に配列して形成された複数の窒化物半導体発光素子１をスクライブやダイシングなどによりチップに分割することにより、チップ単位の窒化物半導体発光素子１が完成する。また、チップに分割する前に、基板２の裏面から基板２を研削（バックグラインド）して所望の厚さとなるまで薄く加工してもよい。
【００９３】
ここで、図４を参照（適宜図１および図２参照）して、ｎ側電極２１上に形成される金属バンプ２３の上面側の面積（上部２３ｂの上面の面積）が底面側の面積（下部２３ａの底面の面積）より小さく形成されることについて説明する。
【００９４】
前記した第２金属層形成工程Ｓ１６で形成される第２金属層２６ａは、上端の外縁部が丸みを帯びるように形成される。この上端の外縁部の丸みは、前記したように電解メッキによって金属層を形成する際の成長端である上端部に現れる形状である。
【００９５】
図４（ａ）は、金属バンプ層高さ調整工程Ｓ１７において、第３レジストパターン３２を形成するために、ポジ型レジストを塗布した状態を示している。
【００９６】
次に、図４（ｂ）に示すように、第３レジストパターン３２の開口部３２ａを形成するために、開口部３２ａとなる部分に開口を有するマスク４１を用いて露光した後、現像して露光された部分のレジストを除去する。このとき、丸みを帯びた第２金属層２６ａの周縁部は露光が不十分となり、現像後にもレジストが残ることとなる。
【００９７】
そして、金属メッキにより金属バンプ２３および金属バンプ２４の基板２からの高さを調整するために、第２金属層２６ａの外縁部にレジストが残ったままの状態で、電解メッキを行うと、図４（ｃ）に示すように、第２金属層２６ａより細い第３金属層２７が形成される。これは、レジストが残った第２金属層２６ａの外縁部では電解メッキによる第３金属層２７の成長がなく、第２金属層２６ａの露出した中央部上に第３金属層２７が成長するためである。
【００９８】
なお、第３金属層２７を、十分に長く成長させた場合は、横方向にも少しずつ成長するが、短く成長させた場合は、横方向にはほとんど成長せず、上端においても第２金属層２６ａより細い第３金属層２７が形成される。
【００９９】
そして、第２レジストパターン３１および第３レジストパターン３２を除去すると、図４（ｄ）に示すように、相対的に太い下部２３ａと、細い上部２３ｂとが積層された金属バンプ２３が現れる。
【０１００】
以上説明したように、本発明の第１実施形態における窒化物半導体発光素子の製造方法によれば、製造工程を短縮することができる。また、第１実施形態における窒化物半導体発光素子の製造方法によって製造される窒化物半導体発光素子１は、フリップチップ実装時の接続不良や電極間のリーク発生などの恐れのない信頼性の高い窒化物半導体発光素子とすることができる。
【０１０１】
＜第２実施形態＞
〔窒化物半導体発光素子〕
次に、本発明の第２実施形態における窒化物半導体発光素子の構造を、図５を参照して説明する。
本発明の第２実施形態に係る窒化物半導体発光素子１Ａは、フリップチップ型の実装をするＬＥＤであり、基板２と、基板２上に積層された窒化物半導体発光素子構造体１０と、保護層２０と、ｎ側電極２１と、ｐ側電極２２と、金属バンプ２３Ａと、金属バンプ２４とを少なくとも備えている。
なお、第１実施形態における窒化物半導体発光素子１と同じ構成については、同じ符号付して説明は適宜省略する。
【０１０２】
図５に示すように、第２実施形態に係る窒化物半導体発光素子１Ａは、図１に示した第１実施形態における窒化物半導体発光素子１に対して、金属バンプ２３に代えて、金属バンプ２３Ａを備え、ｎ側電極２１上の金属バンプ２３Ａは、下部２３Ａａが上部２３Ａｂに比べて細くなっていることが異なる。すなわち、ｎ側電極２１上の金属バンプ２３Ａは、平面視において底面側の面積（すなわち下部２３Ａａの底面の面積）が上面側の面積（すなわち上部２３Ａｂの上面の面積）より小さくなっている。なお、金属バンプ２３の上面（すなわち上部２３ｂの上面）の基板２からの高さと、ｐ側電極２２上の金属バンプ２４の上面の基板２からの高さとは同じであること、および、金属バンプ２３Ａおよび金属バンプ２４の上端部の外縁部に丸みを帯びていることは、第１実施形態における窒化物半導体発光素子１と同様である。
【０１０３】
このように、ｎ側電極２１上の金属バンプ２３Ａの上面およびｐ側電極２２上の金属バンプ２４の上面の基板２からの高さが同じであるため、フリップチップ実装の際に、これらの金属バンプ２３Ａおよび金属バンプ２４には基板２側から均等に押圧力を受けることになる。さらに、ｎ側電極２１上の金属バンプ２３Ａは、平面視においてｎ側電極２１側（底面側）の面積が上面側の面積より小さいため、ｎ側電極接続面１０ａの面積を小さくして、発光に寄与する活性層１２およびｐ型窒化物半導体層１３の面積を大きくすることができる。また、金属バンプ２３Ａの上面である実装基板の配線用電極と接合する実装面の面積が必要以上に小さくなることがないため、金属バンプ２３Ａと配線用電極との間の接合強度が大きく損なわれることがない。さらに、ｎ側電極２１側の面積に制約されずに、実装基板の配線用電極を設計することができるので好ましい。
【０１０４】
なお、第２実施形態における窒化物半導体発光素子１Ａの動作は、第１実施形態における窒化物半導体発光素子１の動作と同様であるから、説明は省略する。
【０１０５】
〔窒化物半導体発光素子の製造方法〕
本発明の第２実施形態における窒化物半導体発光素子の製造方法について説明する。
なお、第２実施形態における窒化物半導体発光素子の製造方法は、図２に示した第１実施形態における製造方法とは、金属バンプ層高さ調整工程Ｓ１７において、第３レジストパターンとして、ポジ型レジストに代えてネガ型レジストを用いること以外は同じであるため、各工程の説明は省略する。
【０１０６】
次に、図６を参照（適宜図２および図５参照）して、ｎ側電極２１上に形成される金属バンプ２３Ａの底面側の面積（下部２３Ａａの底面の面積）が上面側の面積（上部２３Ａｂの上面の面積）より小さく形成されることについて説明する。
【０１０７】
図６（ａ）は、金属バンプ層高さ調整工程Ｓ１７において、第３レジストパターン３２Ａを形成するために、ネガ型レジストを塗布した状態を示している。ここで、ネガ型レジストを用いて形成された第２レジストパターン３１と、第３レジストパターン３２Ａとは、一体のものとして示している。
【０１０８】
図６（ａ）に示すように、第３レジストパターン３２Ａの第２金属層２６ａ上に開口部３２Ａａを形成するために、この開口部３２Ａａを遮光するマスク４１Ａを用いて強度の弱い光で露光し、ベーク処理を行うことにより、第３レジストパターン３２Ａの露光された部分３２Ａｂが硬化される。その後、第３レジストパターン３２Ａの全面を強い強度の光で露光した後に現像することにより、図６（ｂ）に示すように、硬化された部分３２Ａｂおよびその下層を残して除去される。
【０１０９】
このとき、ネガ型レジストである第２レジストパターン３１と一体に形成された第３レジストパターン３２Ａは、硬化された部分３２Ａｂの下層部３２Ａｃが、エッチングされて除去されるため、第２金属層２６ａより上部の第３レジストパターン３２Ａの開口部３２Ａａの内径が広がることとなる。
【０１１０】
そして、このような形状の第３レジストパターン３２Ａを用いて、電解メッキを行うと、図６（ｃ）に示すように、上部が太くなったきのこ状の第３金属層２７Ａが形成される。第３金属層２７Ａは、電解メッキによって上方向に成長するものであるが、第３レジストパターン３２Ａの内径が広がった開口部３２Ａａにおいて、横方向にも少しずつ成長するため、上部では広がった形状となる。
【０１１１】
そして、第２レジストパターン３１および第３レジストパターン３２Ａを除去すると、図６（ｄ）に示すように、底面側の面積（下部２３Ａａの底面の面積）が上面側の面積（上部２３Ａｂの上面の面積）より小さく形成された金属バンプ２３Ａが現れる。
【０１１２】
以上説明したように、本発明の第２実施形態における窒化物半導体発光素子の製造方法によれば、製造工程を短縮することができる。また、第２実施形態における窒化物半導体発光素子の製造方法によって製造される窒化物半導体発光素子１Ａは、フリップチップ実装時の接続不良や電極間のリーク発生などの恐れのない信頼性の高い窒化物半導体発光素子とすることができる。
【０１１３】
＜第３実施形態＞
〔窒化物半導体発光素子〕
次に、本発明の第３実施形態における窒化物半導体発光素子の構造を、図７を参照して説明する。
第３実施形態における窒化物半導体発光素子１Ｂは、フリップチップ型の実装をするＬＥＤである。本実施形態における窒化物半導体発光素子１Ｂは、基板２と、基板２上に積層された窒化物半導体発光素子構造体１０と、保護層２０と、ｎ側電極２１と、ｐ側電極２２と、金属バンプ２３Ｂと、金属バンプ２４と、を少なくとも備えている。
なお、第１実施形態における窒化物半導体発光素子１と同じ構成については、同じ符号付して説明は適宜省略する。
【０１１４】
図７に示すように、第３実施形態における窒化物半導体発光素子１Ｂは、図１に示した第１実施形態における窒化物半導体発光素子１に対して、金属バンプ２３に代えて、金属バンプ２３Ｂを備え、ｎ側電極２１上の金属バンプ２３Ｂは、下部２３Ｂａが上部２３Ｂｂに比べて細くなっていることが異なる。すなわち、ｎ側電極２１上の金属バンプ２３Ｂは、平面視において上面側の面積（すなわち上部２３Ｂｂの上面の面積）が底面側の面積（すなわ下部２３Ｂａの底面の面積）より小さくなっている。なお、金属バンプ２３Ｂの上面（すなわち上部２３Ｂｂの上面）の基板２からの高さと、ｐ側電極２２上の金属バンプ２４の上面の基板２からの高さとは同じであること、および、金属バンプ２３Ｂおよび金属バンプ２４の上端部の外縁部に丸みを帯びていることは、第１実施形態における窒化物半導体発光素子１と同様である。
【０１１５】
このように、ｎ側電極２１上の金属バンプ２３Ｂの上面およびｐ側電極２２上の金属バンプ２４の上面の基板２からの高さが同じであるため、フリップチップ実装の際に、これらの金属バンプ２３Ｂおよび金属バンプ２４には基板２側から均等に押圧力を受けることになる。さらに、ｎ側電極２１上の金属バンプ２３Ｂは、平面視においてｎ側電極２１側（底面側）の面積が上面側の面積より小さいため、ｎ側電極接続面１０ａの面積を小さくして、発光に寄与する活性層１２およびｐ型窒化物半導体層１３の面積を大きくすることができる。また、金属バンプ２３Ｂの上面である実装基板の配線用電極と接合する実装面の面積が必要以上に小さくなることがないため、金属バンプ２３Ｂと配線用電極との間の接合強度が大きく損なわれることがない。さらに、ｎ側電極２１側の面積に制約されずに、実装基板の配線用電極を設計することができるので好ましい。
【０１１６】
〔窒化物半導体発光素子の製造方法〕
本発明の第３実施形態における窒化物半導体発光素子の製造方法について説明する。
【０１１７】
図８に示すように、第３実施形態における窒化物半導体発光素子の製造方法は、窒化物半導体発光素子構造体形成工程Ｓ２０と、保護層形成工程Ｓ２１と、第１レジストパターン形成工程Ｓ２２と、保護層エッチング工程Ｓ２３と、第１金属層形成工程Ｓ２４と、第２レジストパターン形成工程Ｓ２５と、金属バンプ層高さ調整工程Ｓ２６と、第２レジストパターン開口部形成工程Ｓ２７と、第３金属層形成工程Ｓ２８と、レジストパターン除去工程Ｓ２９と、チップ分割工程Ｓ３０と、を含んで構成される。
【０１１８】
第１実施形態においては、ｎ側電極２１上およびｐ側電極２２上に、同じ厚さの第２金属層２６ａおよび第２金属層２６ｂを形成した後に、基板２からの高さを調整するために、第２金属層２６ａ上に高さ調整のための第３金属層２７を形成するのに対して、第３実施形態においては、ｎ側電極２１上に高さ調整のための差分の厚さの高さ調整のための第２金属層２８を先に形成し、その後、第２金属層２８上およびｐ側電極２２上に、同じ厚さの第３金属層２９ａおよび第３金属層２９ｂ（図９Ｂ（ａ）参照）を形成するものである。
【０１１９】
以下、図９Ａおよび図９Ｂを参照（適宜図７および図８参照）して、各工程について詳細に説明する。なお、図９Ａおよび図９Ｂにおいて、基板２の記載は省略している。また、金属バンプ２３Ｂの下部２３Ｂａとなる第２金属層２８の形状と、上部２３Ｂｂとなる第３金属層２９ａの形状とは、簡略化して同じ太さで示している。
【０１２０】
なお、窒化物半導体発光素子構造体形成工程Ｓ２０から第１金属層形成工程Ｓ２４およびチップ分割工程Ｓ３０は、第１実施形態における製造方法の、それぞれ窒化物半導体発光素子構造体形成工程Ｓ１０から第１金属層形成工程Ｓ１４およびチップ分割工程Ｓ１９と同様であるから説明は省略する。
【０１２１】
（第２レジストパターン形成工程：Ｓ２５）
本実施形態においては、第１金属層形成工程Ｓ２４（図３Ｂ（ｂ）参照）の次に、図９Ａ（ａ）に示すように、第１レジストパターンを除去することなく、フォトリソグラフィ法により、第１レジストパターン３０の開口部３０ａ（図３Ｂ（ｂ）参照）上に、開口部３３ａを有する第２レジストパターン３３を形成する。また、第２レジストパターン３３は、ポジ型レジストを用いて形成する。このため、開口部３３ａに開口を有するマスク４２を用いて露光を行う。そして、現像することで、開口部３３ａにおいて、ｎ側電極２１となる第１金属層２５が露出する。
【０１２２】
なお、第２レジストパターン３３は、金属バンプ２３Ｂおよび金属バンプ２４を電解メッキによって形成するために用いられるものであるから、第２レジストパターン３３の膜厚は、金属バンプ２３Ｂおよび金属バンプ２４の膜厚よりも厚く形成する。この第２レジストパターン３３の厚さは、例えば、２０μｍ程度とすることができる。
【０１２３】
（金属バンプ層高さ調整工程（第２金属層形成工程）：Ｓ２６）
次に、図９Ａ（ｂ）に示すように、第２レジストパターン３３から露出されたｎ側電極２１上の第１金属層２５を電解メッキの電極として、電解メッキにより金属バンプ２３Ｂの下部２３Ｂａを構成する高さ調整のための第２金属層２８を形成する。このとき、形成される第２金属層２８の厚さは、ｎ側電極２１の上面とｐ側電極２２の上面との基板２からの高さの差分と同じ厚さとする。
【０１２４】
また、第２金属層２８は、Ｃｕ、Ａｕなどの単層膜またはＣｕ／Ｎｉ／Ａｕなどからなる多層膜であっても良い。
なお、電解メッキは、第２レジストパターン形成工程Ｓ２５まで終了したウェハをメッキ液に浸漬し、第１金属層２５を負電極とし、この負電極とメッキ液に浸漬した正電極との間に電流を流すことにより行う。
【０１２５】
（第２レジストパターン開口部形成工程：Ｓ２７）
次に、図９Ａ（ｃ）に示すように、ｐ側電極２２となる第１金属層２５が露出するように第２レジストパターン３３に開口部３３ｂを形成する。これによって、ｎ側電極２１上に形成された第２金属層２８の上面およびｐ側電極２２となる第１金属層２５の上面に開口を有する第２レジストパターン３３が形成される。
【０１２６】
（第３金属層形成工程：Ｓ２８）
次に、図９Ｂ（ａ）に示すように、開口部３３ａに形成された第２金属層２８および開口部３３ｂに形成された第１金属層２５を電解メッキの電極として、電解メッキにより金属バンプ２３Ｂの上部２３Ｂｂを構成する第３金属層２９ａと、金属バンプ２４を構成する第３金属層２９ｂとを同じ厚さで形成する。
これによって、開口部３３ａに形成された第３金属層２９ａの上面の基板２からの高さと、開口部３３ｂに形成された第３金属層２９ｂの上面の基板２からの高さとが一致する。
【０１２７】
（レジストパターン除去工程：Ｓ２９）
そして、図９Ｂ（ｂ）に示すように、第１レジストパターン３０および第２レジストパターン３３を除去すると、第３金属層２９ａおよび第２金属層２８からなる金属バンプ２３Ｂと、第３金属層２９ｂからなる金属バンプ２４とが現れる。このとき、ｎ側電極２１上の金属バンプ２３Ｂの上面の基板２からの高さと、ｐ側電極２２上の金属バンプ２４の上面の基板２からの高さとが揃っており、さらにｎ側電極２１上の金属バンプ２３Ｂは、平面視においてｎ側電極２１側（底面側）の面積が上面側の面積より小さくなっている。
【０１２８】
次に、図１０を参照（適宜図７および図８参照）して、ｎ側電極２１上に形成される金属バンプ２３Ｂの底面側の面積（下部２３Ｂａの底面の面積）が上面側の面積（上部２３Ｂｂの上面の面積）より小さく形成されることについて説明する。
【０１２９】
図１０（ａ）は、金属バンプ層高さ調整工程Ｓ２６において、ｎ側電極２１となる第１金属層２５（図９Ａ（ｃ）参照）上に、金属バンプ２３Ｂの上面の基板２からの高さと、金属バンプ２４の上面の基板２からの高さとの差分に相当する厚さの第２金属層２８を形成した状態を示している。そして、ｐ側電極２２となる第１金属層２５（図９Ａ（ｃ）参照）上に第３金属層２９ｂを形成できるようにするために、第２レジストパターン開口部形成工程Ｓ２７において、開口部３３ｂに開口を有するマスク４３（図９Ａ（ｃ）参照）を用いて露光する。
【０１３０】
このとき、ｎ側電極２１上の開口部３３ａの近傍の第２レジストパターン３３は露光されないが、第２レジストパターン形成工程Ｓ２５において露光された第２レジストパターン３３の開口部３３ａが、第２レジストパターン開口部形成工程Ｓ２７における２回目の現像によって、さらに開口部３３ａの内壁の一部が除去されて広がることとなる。
【０１３１】
そして、第３金属層形成工程Ｓ２８において電解メッキを行うことにより、図１０（ｃ）に示すように、広がった開口部３３ａの内径に沿うように、第３金属層２９ａが形成される。なお、電解メッキでは、金属層は上方向に成長するが、少しずつ横方向にも成長するため、第３金属層２９ａの上部は、第２金属層２８よりも径が太く形成されることとなる。
【０１３２】
そして、第２レジストパターン３３を除去すると、図１０（ｄ）に示すように、底面側の面積（下部２３Ｂａの底面の面積）が上面側の面積（上部２３Ｂｂの上面の面積）より小さく形成された金属バンプ２３Ｂが現れる。
【０１３３】
以上説明したように、本発明の第３実施形態における窒化物半導体発光素子の製造方法によれば、製造工程を短縮することができる。また、第３実施形態における窒化物半導体発光素子の製造方法によって製造される窒化物半導体発光素子１Ｂは、フリップチップ実装時の接続不良や電極間のリーク発生などの恐れのない信頼性の高い窒化物半導体発光素子とすることができる。
【０１３４】
次に、図１１（ａ）を参照して、第１実施形態における窒化物半導体発光素子１が、実装基板にフリップチップ実装される様子について説明する。
【０１３５】
図１１（ａ）は、第１実施形態における窒化物半導体発光素子１を、実装基板５０にフリップチップ実装する様子を示したものである。窒化物半導体発光素子１の金属バンプ２３は実装基板５０の配線用電極５１に対向し、また、金属バンプ２４は配線用電極５２に対向している。そして、窒化物半導体発光素子１の裏面側である基板２側から押圧力を受けて、金属バンプ２３が配線用電極５１と、金属バンプ２４が配線用電極５２と、それぞれ接合する。
【０１３６】
このとき、金属バンプ２３の上面の基板２からの高さと、金属バンプ２４の上面の基板２からの高さとが同じであるため、金属バンプ２３および金属バンプ２４には、基板２側から均等に押圧力を受ける。このため、金属バンプ２３と配線用電極５１との接合、および金属バンプ２４と配線用電極５２との接合において、同等の接合性を得ることができる。
【０１３７】
また、金属バンプ２３は、押圧力を受けて押しつぶされ、横方向に広がることなる。そのため、配線用電極５１は、この広がりを考慮して、金属バンプ２３の平面視での上面（配線用電極５１側）の面積よりも広く形成されている。金属バンプ２４と配線用電極５２との関係についても同様である。
【０１３８】
ここで、ｎ側電極２１上の金属バンプ２３は、配線用電極５１と接合する上部２３ｂの太さが、下部２３ａの太さより細いため、上部２３ｂが押しつぶされて広がる面積は、上部２３ｂの太さが下部２３ａの太さと同じ場合よりも小さくなる。従って、配線用電極５１は、上部２３ｂの太さに対応して面積を小さくすることができる。これによって、実装基板５０の配線設計の自由度を増すことができる。
【０１３９】
また、図１１（ｂ）は、第３実施形態における窒化物半導体発光素子１Ｂを、実装基板５０にフリップチップ実装する様子を示したものである。窒化物半導体発光素子１Ｂの金属バンプ２３Ｂは実装基板５０の配線用電極５１と対向し、金属バンプ２４は配線用電極５２と対向している。そして、窒化物半導体発光素子１Ｂの裏面側である基板２側から押圧力を受けて、金属バンプ２３Ｂが配線用電極５１と、金属バンプ２４が配線用電極５２と、それぞれ接合する。
【０１４０】
このとき、金属バンプ２３Ｂの上面の基板２からの高さと、金属バンプ２４の上面の基板２からの高さとが同じであるため、金属バンプ２３Ｂおよび金属バンプ２４には、基板２側から均等に押圧力を受ける。このため、金属バンプ２３Ｂと配線用電極５１との接合、および金属バンプ２４と配線用電極５２との接合において、同等の接合性を得ることができる。
【０１４１】
また、金属バンプ２３Ｂは、押圧力を受けて押しつぶされ、横方向に広がることなる。そのため、配線用電極５１は、この広がりを考慮して、金属バンプ２３Ｂの平面視での上面（配線用電極５１側）の面積よりも広く形成されている。金属バンプ２４と配線用電極５２との関係についても同様である。
【０１４２】
さらにまた、金属バンプ２３Ｂの下部（ｎ側電極２１側）においても、横方向に広がり、ｎ側電極２１の露出した周縁部２１ａと接触する。ここで、ｎ側電極２１上の金属バンプ２３Ｂは、下部２３Ｂａの太さは上部２３Ｂｂの太さより細いため、下部２３Ｂａが押しつぶされて広がる面積は、下部２３Ｂａが上部２３Ｂｂの太さと同じ場合よりも小さくなる。従って、ｎ側電極２１は、面積を小さくすることができる。これによって、窒化物半導体発光素子１Ｂは、ｎ側電極２１を形成するための領域を低減して、発光に寄与するｐ型窒化物半導体層１３および活性層１２の面積を増加することができる。このため、窒化物半導体発光素子１Ｂから、より多くの光を取り出すようにすることができる。
【０１４３】
なお、図５に示した第２実施形態における窒化物半導体発光素子１Ａについても、第３実施形態における窒化物半導体発光素子１Ｂと同様に、ｎ側電極２１上の金属バンプ２３Ａは、下部２３Ａａの平面視での面積が、上部２３Ａｂの平面視での面積より小さいため、第３実施形態における窒化物半導体発光素子１Ｂと同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【０１４４】
１、１Ａ、１Ｂ  窒化物半導体発光素子
２      基板
１０    窒化物半導体発光素子構造体
１０ａ  ｎ側電極接続面
１０ｂ  ｐ側電極接続面
１１    ｎ型窒化物半導体層
１２    活性層
１３    ｐ型窒化物半導体層
１４    全面電極
１５    カバー電極
２０    保護層
２１    ｎ側電極
２１ａ  周縁部
２２    ｐ側電極
２２ａ  周縁部
２３、２３Ａ、２３Ｂ  金属バンプ
２３ａ、２３Ａａ、２３Ｂａ  下部
２４ｂ、２４Ａｂ、２４Ｂｂ  上部
２４    金属バンプ
２５    第１金属層
２６ａ、２６ｂ  第２金属層
２７、２７Ａ  第３金属層
２８    第２金属層
２９ａ、２９ｂ  第３金属層
３０    第１レジストパターン
３０ａ、３０ｂ  開口部
３１    第２レジストパターン
３１ａ、３１ｂ  開口部
３２、３２Ａ  第３レジストパターン
３２ａ、３２ｂ  開口部
３３    第２レジストパターン
３３ａ、３３ｂ  開口部
４０、４１、４２、４３  マスク
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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