(57)【要約】【課題】光取出し効率が高く、かつ簡便に製造することのできる、窒化物半導体発光ダイオード素子を提供すること。【解決手段】窒化物半導体発光ダイオード素子１０は、基板１１上に形成されたｎ型窒化物半導体層１２ａと、ｎ型窒化物半導体層１２ａに電流を注入するための第２の電極Ｐ１２とを有し、ｎ型窒化物半導体層１２ａ上の縁部を含まない第１の領域には、発光層１３を含む複数の窒化物半導体層が、ｎ型窒化物半導体層１２ｂの厚さ方向に積層されてなる積層構造体Ｓ１０が形成されており、積層構造体Ｓ１０上には、第２の電極Ｐ１２とは反対の極性を有する第１の電極Ｐ１１が形成されており、発光層１３をその厚さ方向に直交する平面で切断したときにできる断面の面積が、ｎ型窒化物半導体層１２ａから離れるにつれて増加している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成されたｎ型窒化物半導体層と、該ｎ型窒化物半導体層に電流を注入するための第２の電極とを有し、
前記ｎ型窒化物半導体層上の縁部を含まない第１の領域には、発光層を含む複数の窒化物半導体層が、前記ｎ型窒化物半導体層の厚さ方向に積層されてなる積層構造体が形成されており、
前記積層構造体上には、前記第２の電極とは反対の極性を有する第１の電極が形成されており、
前記発光層をその厚さ方向に直交する平面で切断したときにできる断面の面積が、前記ｎ型窒化物半導体層から離れるにつれて増加している、窒化物半導体発光ダイオード素子。
【請求項２】
前記積層構造体をその厚さ方向に直交する平面で切断したときにできる断面の面積が、前記ｎ型窒化物半導体層から離れるにつれて増加している、請求項１に記載の窒化物半導体発光ダイオード素子。
【請求項３】
基板上に形成されたｎ型窒化物半導体層と、該ｎ型窒化物半導体層に電流を注入するための第２の電極とを有し、
前記ｎ型窒化物半導体層上の縁部を含まない第１の領域には、発光層を含む複数の窒化物半導体層が、前記ｎ型窒化物半導体層の厚さ方向に積層されてなる積層構造体が形成されており、
前記積層構造体上には、前記第２の電極とは反対の極性を有する第１の電極が形成されており、
前記発光層の側面と前記積層構造体の上面がなす角が鋭角となるように、該発光層の側面が傾斜している、窒化物半導体発光ダイオード素子。
【請求項４】
前記積層構造体の側面と該積層構造体の上面とがなす角が鋭角となるように、該積層構造体の側面が傾斜している、請求項３に記載の窒化物半導体発光ダイオード素子。
【請求項５】
前記ｎ型窒化物半導体層上の、前記第１の領域とは異なる第２の領域に、前記第２の電極が形成されている、請求項１〜４のいずれかに記載の窒化物半導体発光ダイオード素子。
【請求項６】
前記ｎ型窒化物半導体層上に、前記第１の領域を取り囲む誘電体膜が形成されており、該誘電体膜の側面と前記発光層の側面とが接している、請求項１〜４のいずれかに記載の窒化物半導体発光ダイオード素子。
【請求項７】
前記誘電体膜が前記ｎ型窒化物半導体層上の縁部を除く領域に形成されている、請求項６に記載の窒化物半導体発光ダイオード素子。
【請求項８】
前記誘電体膜に貫通孔または切り欠き部が設けられており、該貫通孔または切り欠き部に露出した前記ｎ型窒化物半導体層の表面に接するように前記第２の電極が形成されている、請求項６または７に記載の窒化物半導体発光ダイオード素子。
【請求項９】
（イ）結晶基板上に成長したｎ型窒化物半導体層上に、該ｎ型窒化物半導体層の厚さ方向に直交する平面で切断したときにできる断面の面積が該ｎ型窒化物半導体層から離れるにつれて増加する貫通孔を有する、誘電体膜を形成する工程と、
（ロ）前記ｎ型窒化物半導体層上の前記貫通孔を通して露出した領域に、発光層を含む複数の窒化物半導体層を成長させて、積層構造体を形成する工程と、
を有し、
前記（ロ）の工程において、前記発光層を、その側面が前記第１の貫通孔の内壁に接するように成長させることによって、該発光層をその厚さ方向に直交する平面で切断したときにできる断面の面積を、前記ｎ型窒化物半導体層から離れるにつれて増加させる、窒化物半導体発光ダイオード素子の製造方法。
【請求項１０】
（イ）結晶基板上に成長したｎ型窒化物半導体層上に、該ｎ型窒化物半導体層の厚さ方向に直交する平面で切断したときにできる断面の面積が該ｎ型窒化物半導体層から離れるにつれて増加する貫通孔を有する、誘電体膜を形成する工程と、
（ロ）前記ｎ型窒化物半導体層上の前記貫通孔を通して露出した領域に、発光層を含む複数の窒化物半導体層を成長させて、積層構造体を形成する工程と、
を有し、
前記（ロ）の工程において、前記積層構造体を、その側面が前記第１の貫通孔の内壁に接するように成長させることによって、該積層構造体をその厚さ方向に直交する平面で切断したときにできる断面の面積を、前記ｎ型窒化物半導体層から離れるにつれて増加させる、窒化物半導体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、発光素子構造の主要部を窒化物半導体で構成した窒化物半導体発光ダイオード素子とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化物半導体は、化学式ＡｌａＩｎｂＧａ１−ａ−ｂＮ（０≦ａ≦１、０≦ｂ≦１、０≦ａ＋ｂ≦１）で表される化合物半導体であり、３族窒化物半導体、窒化ガリウム系半導体などとも呼ばれる。上記化学式において、３族元素の一部をＢ（ホウ素）、Ｔｌ（タリウム）などで置換したもの、また、Ｎ（窒素）の一部をＰ（リン）、Ａｓ（ヒ素）、Ｓｂ（アンチモン）、Ｂｉ（ビスマス）などで置換したものも、窒化物半導体に含まれる。ダブルヘテロｐｎ接合型の発光素子構造を窒化物半導体で構成した窒化物半導体発光ダイオード素子（以下、「窒化物ＬＥＤ」ともいう。）は、現在、表示装置用の光源として広く使用されているが、照明装置用の光源としても期待されており、そのために、窒化物ＬＥＤの発光効率の改善を目的とした研究開発が盛んに行われている。なお、本明細書では、特に断らない限り、窒化物半導体発光ダイオード素子または窒化物ＬＥＤという場合、ウェハから切り出された後のチップ状のＬＥＤ素子（ダイス）のことを指すものとする。
【０００３】
図６に、特許文献１に開示された従来の窒化物ＬＥＤの断面構造を示す。この従来例では、サファイア基板１０１の上にｎ型窒化物半導体層１０２が積層され、そのｎ型窒化物半導体層１０２上の異なる領域に、窒化物半導体からなる発光層１０３とｐ型窒化物半導体層１０４とを含む積層構造体Ｓ１００と、負電極Ｐ１０２とが、それぞれ形成されている。積層構造体Ｓ１００の上には正電極Ｐ１０１が形成されている。正電極Ｐ１０１は、透光性電極Ｐ１０１ａとボンディングパッドＰ１０１ｂとから構成されている。
【０００４】
図６に示す従来の窒化物ＬＥＤ１００の特徴は、ＬＥＤ素子の外周部において、積層構造体Ｓ１００の側面とｎ型窒化物半導体層１０２の側面とが連続した傾斜面を構成しており、この傾斜面と積層構造体Ｓ１００の上面とがなす角βが鋭角となっているところである。この構造によって、発光層１０３で発生した光のうち、ダブルヘテロ構造に起因する光閉じ込めによって、発光層１０３内を該層と平行な方向に進行する光が、発光層１０３の側面で光取出し方向（透光性電極Ｐ１０１ａ側）に反射されるようになるため、素子の光取出し効率が高められる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３４７５８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、図１に示す窒化物ＬＥＤ１００では、上述のように、積層構造体Ｓ１００の側面だけでなく、ｎ型窒化物半導体層１０２の側面をも傾斜面としている。ここで、ｎ型窒化物半導体層１０２は、発光層１０３を気相成長により形成する際の下地層となることから、その結晶性を良好なものとするために、厚く形成することが望ましいとされている。また、この例のように、ｎ型窒化物半導体層１０２内を、該層に平行な方向に電流が流れるように構成した素子（いわゆる水平型の素子）では、順方向電圧が高くならないように、ｎ型窒化物半導体層の膜厚を大きくして、そのシート抵抗を低くする必要がある。このような理由から、ｎ型窒化物半導体層１０２は、少なくとも２μｍ以上の厚さに形成されるのが普通である。しかし、そのような厚いｎ型窒化物半導体層１０２の側面をエッチング加工により傾斜面にしようとすると、加工に多大な時間を要することになり、ＬＥＤ素子の製造効率が著しく低下することになる。また、エッチング時間が長くなるとエッチングマスクの予期せぬ損傷や変形が起こり、所定のエッチング形状が得られないというトラブルが発生し易いために、歩留りが低くなるという問題がある。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、光取出し効率が高く、かつ簡便に製造することのできる、窒化物半導体発光ダイオード素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は、ダブルヘテロ構造を有する窒化物半導体発光ダイオード素子においては、発光層への光の閉じ込めの度合がかなり大きく、そのために、膜厚の大きなｎ型窒化物半導体層の側面までをも傾斜面としなくても、活性層の側面を傾斜面とするだけで十分な光取出し効率の向上を達成できることを見出し、本発明に想到した。
【０００９】
すなわち、本発明の窒化物半導体発光ダイオード素子およびその製造方法は、次の特徴を有する。
（１）基板上に形成されたｎ型窒化物半導体層と、該ｎ型窒化物半導体層に電流を注入するための第２の電極とを有し、前記ｎ型窒化物半導体層上の縁部を含まない第１の領域には、発光層を含む複数の窒化物半導体層が、前記ｎ型窒化物半導体層の厚さ方向に積層されてなる積層構造体が形成されており、前記積層構造体上には、前記第２の電極とは反対の極性を有する第１の電極が形成されており、前記発光層をその厚さ方向に直交する平面で切断したときにできる断面の面積が、前記ｎ型窒化物半導体層から離れるにつれて増加している、窒化物半導体発光ダイオード素子。
（２）前記積層構造体をその厚さ方向に直交する平面で切断したときにできる断面の面積が、前記ｎ型窒化物半導体層から離れるにつれて増加している、前記（１）に記載の窒化物半導体発光ダイオード素子。
（３）基板上に形成されたｎ型窒化物半導体層と、該ｎ型窒化物半導体層に電流を注入するための第２の電極とを有し、前記ｎ型窒化物半導体層上の縁部を含まない第１の領域には、発光層を含む複数の窒化物半導体層が、前記ｎ型窒化物半導体層の厚さ方向に積層されてなる積層構造体が形成されており、前記積層構造体上には、前記第２の電極とは反対の極性を有する第１の電極が形成されており、前記発光層の側面と前記積層構造体の上面がなす角が鋭角となるように、該発光層の側面が傾斜している、窒化物半導体発光ダイオード素子。
（４）前記積層構造体の側面と該積層構造体の上面とがなす角が鋭角となるように、該積層構造体の側面が傾斜している、前記（３）に記載の窒化物半導体発光ダイオード素子。
（５）前記ｎ型窒化物半導体層上の、前記第１の領域とは異なる第２の領域に、前記第２の電極が形成されている、前記（１）〜（４）のいずれかに記載の窒化物半導体発光ダイオード素子。
（６）前記ｎ型窒化物半導体層上に、前記第１の領域を取り囲む誘電体膜が形成されており、該誘電体膜の側面と前記発光層の側面とが接している、請求項（１）〜（４）のいずれかに記載の窒化物半導体発光ダイオード素子。
（７）前記誘電体膜が前記ｎ型窒化物半導体層上の縁部を除く領域に形成されている、前記（６）に記載の窒化物半導体発光ダイオード素子。
（８）前記誘電体膜に貫通孔または切り欠き部が設けられており、該貫通孔または切り欠き部に露出した前記ｎ型窒化物半導体層の表面に接するように前記第２の電極が形成されている、前記（６）または（７）に記載の窒化物半導体発光ダイオード素子。
（９）（イ）結晶基板上に成長したｎ型窒化物半導体層上に、該ｎ型窒化物半導体層の厚さ方向に直交する平面で切断したときにできる断面の面積が該ｎ型窒化物半導体層から離れるにつれて増加する貫通孔を有する、誘電体膜を形成する工程と、（ロ）前記ｎ型窒化物半導体層上の前記貫通孔を通して露出した領域に、発光層を含む複数の窒化物半導体層を成長させて、積層構造体を形成する工程と、を有し、前記（ロ）の工程において、前記発光層を、その側面が前記第１の貫通孔の内壁に接するように成長させることによって、該発光層をその厚さ方向に直交する平面で切断したときにできる断面の面積を、前記ｎ型窒化物半導体層から離れるにつれて増加させる、窒化物半導体発光ダイオード素子の製造方法。
（１０）（イ）結晶基板上に成長したｎ型窒化物半導体層上に、該ｎ型窒化物半導体層の厚さ方向に直交する平面で切断したときにできる断面の面積が該ｎ型窒化物半導体層から離れるにつれて増加する貫通孔を有する、誘電体膜を形成する工程と、（ロ）前記ｎ型窒化物半導体層上の前記貫通孔を通して露出した領域に、発光層を含む複数の窒化物半導体層を成長させて、積層構造体を形成する工程と、を有し、前記（ロ）の工程において、前記積層構造体を、その側面が前記第１の貫通孔の内壁に接するように成長させることによって、該積層構造体をその厚さ方向に直交する平面で切断したときにできる断面の面積を、前記ｎ型窒化物半導体層から離れるにつれて増加させる、窒化物半導体発光ダイオード素子の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の窒化物半導体発光ダイオード素子では、発光層の側面と発光層を含む積層構造体の上面とがなす角が鋭角となるように、発光層の側面を傾斜させている。それによって、発光層に閉じ込められて、発光層内を該層に平行な方向に進行する光が、発光層の側面で反射されて、該積層構造体の上面に向かう方向に進行方向を変えるので、素子の光取り出し効率が高くなる。
【００１１】
また、本発明の窒化物半導体発光ダイオード素子は、製造する際に、膜厚の大きなｎ型窒化物半導体層の側面をエッチング加工する必要がないので、製造に要する時間が短く、かつ、歩留りよく製造することができる。
【００１２】
本発明の窒化物半導体発光ダイオード素子の製造方法によれば、本発明の窒化物半導体発光ダイオード素子を極めて簡便に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第一の実施形態）
本発明の第一の実施形態に係る窒化物ＬＥＤの構造を図１に示す。図１（ａ）に上面図を、図１（ａ）のＸ−Ｙ線の位置における断面図を図１（ｂ）に示す。本実施形態では、サファイア基板などの結晶基板１１の上に第１のｎ型窒化物半導体層１２ａが積層され、第１のｎ型窒化物半導体層１２ａ上の異なる領域に、第２のｎ型窒化物半導体層１２ｂ、窒化物半導体からなる発光層１３およびｐ型窒化物半導体層１４を含む積層構造体Ｓ１０と、負電極Ｐ１２とが、それぞれ形成されている。積層構造体Ｓ１０の上には正電極Ｐ１１が形成されている。正電極Ｐ１１は、透光性電極Ｐ１１ａとボンディングパッドＰ１１ｂとから構成されている。第１のｎ型窒化物半導体層１２ａ上には、また、積層構造体Ｓ１０を取り囲む誘電体膜Ｄが形成されており、積層構造体Ｓ１０の側面は、この誘電体膜Ｄの側面と接している。また、誘電体膜Ｄには貫通孔Ｔ１２が形成されており、負電極Ｐ１２は、この貫通孔Ｔ１２に露出した第１のｎ型窒化物半導体層１２ａの表面上に形成されている。
【００１４】
図１に示す窒化物ＬＥＤ１０では、発光層１３をその厚さ方向に直交する平面で切断したときにできる断面の面積が、前記第１のｎ型窒化物半導体層１２ａから離れるにつれて増加しており、発光層１３の側面が傾斜面となっている。発光層１３の側面と、積層構造体Ｓ１０の上面とがなす角αは鋭角である。かかる構成により、発光層１３で発生する光のうち、発光層１３内に閉じ込められて、該層と平行な方向に進行する光が、発光層１３の側面で透光性電極Ｐ１１ａ側に反射されるので、素子の光取出し効率が高められる。この効果を最大限に利用するには、透光性電極Ｐ１１ａ側が光取出し方向となるように素子を実装する、すなわち、基板１１の裏面をリードフレームや回路基板に接着固定する実装方式を採用することが望ましい。このようなＬＥＤ素子の実装方式は伝統的なものであり、フリップチップ実装のような高度な技術を必要としない。よって、窒化物ＬＥＤ１０は、高い光取り出し効率を有しながらも、汎用の装置を用いて、高速でかつ歩留りよく実装することが可能な素子ということができる。
【００１５】
次に、本実施形態の窒化物ＬＥＤ１０の製造方法を次に説明する。
【００１６】
まず、図２（ａ）に断面図を示すように、サファイアなどからなるウェハサイズの結晶基板１１の上に、ＭＯＶＰＥ法（有機金属化合物気相成長法）、ＨＶＰＥ法（ハイドライド気相成長法）、ＭＢＥ法（分子ビームエピタキシー法）などの気相成長法を用いて、第１のｎ型窒化物半導体層１２ａを成長させる。第１のｎ型窒化物半導体層１２ａは、例えば、キャリア濃度１×１０１８ｃｍ−３〜１×１０１９ｃｍ−３のＳｉドープＧａＮを用いて、２μｍ〜５μｍの厚さに形成する。ここで、結晶基板１１の表面には、予め窒化物半導体結晶のラテラル成長を発生させるための加工、例えば、酸化ケイ素からなるマスクパターンの形成や、エッチングによる凹凸加工を施してもよい。また、結晶基板１１と第１のｎ型窒化物半導体層１２ａとの間には、格子不整を緩和するためのバッファ層を介在させることが好ましい。好適なバッファ層として、窒化物半導体からなる低温バッファ層や高温バッファ層が挙げられる。
【００１７】
次に、図２（ｂ）に断面図を示すように、第１のｎ型窒化物半導体層１２ａ上に、その表面からは窒化物半導体結晶の成長が生じない誘電体膜Ｄを、０．８μｍの厚さに形成する。誘電体膜Ｄとしては、公知のＥＬＯ（Ｅｐｉｔａｘｉａｌ  Ｌａｔｅｒａｌ  Ｏｖｅｒｇｒｏｗｔｈ）法においてマスクとして用いられる誘電体膜を適宜用いることができ、具体的には、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化ジルコニウムなどからなる非晶質膜が例示される。
【００１８】
次に、図２（ｃ）に断面図を示すように、エッチング法を用いて誘電体膜Ｄに貫通孔Ｔ１１を形成する。貫通孔Ｔ１１を形成する領域は、後の工程で発光層１３を含む積層構造体Ｓ１０を成長させる領域とする。貫通孔Ｔ１１は、第１のｎ型窒化物半導体層１２ａの厚さ方向に直交する平面で切断したときにできる断面の面積（孔の断面積）が、第１のｎ型窒化物半導体層１２ａから離れるにつれて増加するように形成する。言い換えれば、その内壁面と第１のｎ型窒化物半導体層１２ａの上面とがなす角θが、鈍角となるように形成する。θの好ましい値は、１２０度〜１５０度であり、より好ましくは、１３０度〜１４０度である。θは、エッチング時のエッチングマスクと誘電体膜Ｄのエッチング選択比を変化させることなどにより、調節することができる。また、エッチングマスクの断面形状によっても調節することができる。この図では貫通孔Ｔ１１の内壁面の傾斜を一定とした場合を示しているが、この傾斜は一定でなくてもよく、貫通孔Ｔ１１の内壁面は図４（ａ）に示すような凹面であってもよいし、図４（ｂ）に示すような凸面であってもよい。
【００１９】
次に、図２（ｄ）に断面図を示すように、第１のｎ型窒化物半導体層１２ａ上の、貫通孔Ｔ１１を通して露出した領域に、気相成長法を用いて、第２のｎ型窒化物半導体層１２ｂ、発光層１３、ｐ型窒化物半導体層１４を順次成長させて、積層構造体Ｓ１０を形成する。第２のｎ型窒化物半導体層１２ｂは、例えば、キャリア濃度５×１０１７ｃｍ−３〜５×１０１８ｃｍ−３のＳｉドープＧａＮで、５００ｎｍの厚さに形成する。発光層１３は、例えば、Ｉｎ組成の異なるＩｎＧａＮ井戸層とＩｎＧａＮ障壁層とを交互に積層した、総膜厚１００ｎｍの多重量子井戸（ＭＱＷ）層とする。ｐ型窒化物半導体層１４は、例えば、発光層１３と接する側を膜厚５０ｎｍのＭｇドープＡｌＧａＮクラッド層とし、その上に膜厚１５０ｎｍのＭｇドープＧａＮコンタクト層を積層した２層構造とする。各窒化物半導体層をステップフローモードで成長させると、成長面が平坦となる一方、横方向の成長は誘電体膜Ｄにより制限される。その結果、積層構造体Ｓ１０の形状は、その厚さ方向に直交する断面で切断したときにできる断面の面積が、第１のｎ型窒化物半導体層１２ａから離れるにつれて増加する形状となり、また、積層構造体Ｓ１０の側面と、その上面とがなす角αが、鋭角となる。
【００２０】
本実施形態において、積層構造体Ｓ１０の最下層として設けた第２のｎ型窒化物半導体層１２ｂは、その上に成長させる発光層１３の結晶性を向上させるための下地層である。この層は、ＧａＮで形成する代わりに、発光層１３に含まれる井戸層よりも大きなバンドギャップを有するＩｎＧａＮで形成してもよいし、また、そのようなＩｎＧａＮとＧａＮとを交互に積層した超格子層としてもよい。また、発光層１３の発光波長が短波長（３８０ｎｍ以下）の場合には、発光層１３の下にキャリア閉じ込めに十分なバンドギャップを有するＡｌＧａＮクラッド層を設けることが好ましい。なお、積層構造体Ｓ１０の総膜厚に応じて誘電体膜Ｄの膜厚を設定することにより、少なくとも発光層１３の上面の位置が、誘電体膜Ｄの上面の位置よりも、第１のｎ型窒化物半導体層１２ａ側となるようにする。好ましくは、積層構造体Ｓ１０の側面全体が傾斜面となるように、積層構造体Ｓ１０の上面の位置が、誘電体膜Ｄの上面の位置よりも、第１のｎ型窒化物半導体層１２ａ側となるように、誘電体膜Ｄの膜厚を設定する。
【００２１】
次に、図３（ｅ）に断面図を示すように、積層構造体Ｓ１０上に正電極Ｐ１１（Ｐ１１ａ、Ｐ１１ｂ）を形成するとともに、エッチング法を用いて誘電体膜Ｄに貫通孔Ｔ１２を形成し、該貫通孔Ｔ１２に露出した第１のｎ型窒化物半導体層１２ａの表面に、負電極Ｐ１２を形成する。正電極Ｐ１１、負電極Ｐ１２の材料や形成方法については、従来公知の技術を適宜参照することができる。変形実施形態として、誘電体膜Ｄの代わりに、積層構造体Ｓ１０の一部をエッチングにより除去し、それによって露出する第１のｎ型窒化物半導体１２ａの表面に負電極Ｐ１２を形成することもできる。他の変形実施形態として、正負の電極を形成する前に、ウェットエッチングによって誘電体膜Ｄの全部をいったん除去してしまい、正負の電極を形成する前、または、形成した後に、保護が必要な部分を覆う誘電体保護膜を新たに形成してもよい。
【００２２】
次に、図３（ｆ）に断面図を示すように、後の工程でウェハを切断してチップ状のＬＥＤ素子を切り出す際の切断線が通る領域から、誘電体膜Ｄを除去する。誘電体膜Ｄの除去はエッチング法を用いて行う。このようにすることで、ウェハを切断する際の振動や応力が誘電体膜Ｄを介して積層構造体Ｓ１０に伝わり、積層構造体Ｓ１０内の発光層１３などが損傷を受けるのを、防ぐことができる。
【００２３】
最後に、必要に応じて結晶基板１１の裏面を研磨して、その厚みを落とした後、スクライビング、ダイシング、レーザ加工など、この分野で通常用いられている方法を用いて、図３（ｇ）に示すようにウェハを切断して、チップ状のＬＥＤ素子を得る。
【００２４】
（第二の実施形態）
本発明の第二の実施形態に係る窒化物ＬＥＤの断面図を図５に示す。本実施形態では、結晶基板２１として、ＧａＮ基板、ＳｉＣ基板、ＺｎＯ基板、Ｓｉ基板などの導電性基板を用いている。そのために、結晶基板２１の裏面に負電極Ｐ２２が形成可能となっている。その他の点は、第一の実施形態の場合と略同様であり、結晶基板２１の上に第１のｎ型窒化物半導体層２２ａが積層され、その第１のｎ型窒化物半導体層２２ａ上に、第２のｎ型窒化物半導体層２２ｂ、窒化物半導体からなる発光層２３、ｐ型窒化物半導体層２４をこの順に含む積層構造体Ｓ２０が形成されている。積層構造体Ｓ２０上には正電極Ｐ２１（Ｐ２１ａ、Ｐ２１ｂ）が形成されている。発光層２３は、その厚さ方向に直交する平面で切断したときにできる断面の面積が、第１のｎ型窒化物半導体層２２ａから離れるにつれて増加しており、その側面は傾斜面となっている。発光層２３の側面と、積層構造体Ｓ２０の上面とがなす角αは鋭角である。
【００２５】
（その他の実施形態１）
上記の各実施形態では、窒化物半導体層の成長に用いた結晶基板が、最終製品であるＬＥＤ素子中にも含まれていたが、必須ではなく、ウェハを切断する前に、この結晶基板を別途準備した支持基板に置換してもよい。支持基板として低融点ガラスなどの絶縁体からなるものを用いる場合には、上記第一の実施形態の場合のように、正電極と負電極を素子の同一面側に設ける水平型の素子構成とする。一方、支持基板として、金属（合金を含む）や半導体からなる導電性基板を用いる場合には、水平型の素子構成と、上記第二の実施形態の場合のような垂直型の素子構成の、いずれを採用することもできる。支持基板は、窒化物半導体層に対して、接着や熱圧着の方法により接合することができる。また、窒化物半導体層の表面に適当な下地層を形成し、その上に電気メッキや無電解メッキなどの方法で形成した厚膜の金属層を支持基板とすることもできる。
【００２６】
（その他の実施形態２）
本発明の窒化物ＬＥＤにおいて、発光層を含む複数の窒化物半導体からなる積層構造体は、キャリアが逆方向にトンネリングし得るトンネル接合を含んでいてもよい。例えば、前記第一の実施形態の窒化物ＬＥＤ１０において、第１のｎ型窒化物半導体層１２ａと発光層１３との間に、第２のｎ型窒化物半導体層１２ｂを設ける代わりにトンネル接合を設け、そのトンネル接合の上にｐ型層を介して発光層１３を形成するとともに、発光層の上にはｐ型窒化物半導体層１４に代えて第３のｎ型窒化物半導体層を形成すると、発光層１３に対して、第１のｎ型窒化物半導体層１２ａの側から正孔を注入し、第３のｎ型窒化物半導体層の側から電子を注入する素子構成とすることができる（この場合、第１のｎ型窒化物半導体層１２ａ上に形成する電極が正電極となり、第３のｎ型窒化物半導体上に形成する電極が負電極となる。）。
【００２７】
本発明は上記説明した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を損なわない範囲内で、種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る窒化物半導体発光ダイオード素子の構造を示す図であり、図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＸ−Ｙ線の位置における断面図である。
【図２】図１に示す窒化物半導体発光ダイオード素子の製造工程を説明するための図である。
【図３】図１に示す窒化物半導体発光ダイオード素子の製造工程を説明するための図である。
【図４】誘電体膜に設ける貫通孔の内壁面の形状例を示す図である。
【図５】本発明の第二の実施形態に係る窒化物半導体発光ダイオード素子の断面図である。
【図６】従来の窒化物半導体発光ダイオード素子の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０、２０  窒化物半導体発光ダイオード素子
１１、２１  結晶基板
１２、２２  ｎ型窒化物半導体層
１３、２３  発光層
１４、２４  ｐ型窒化物半導体層
Ｐ１１、Ｐ２１  正電極
Ｐ１２、Ｐ２２  負電極
Ｓ  積層構造体
Ｄ  誘電体膜
【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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