(57)【要約】【課題】光取り出し効率及び輝度を向上させた発光ダイオード及びその製造方法を提供する。【解決手段】表裏の関係にある第１の表面と第２の表面とを有する導電性基板１２４と、導電性基板１２４の第１の表面側に形成された金属接合層１３０と、必要に応じて拡散障壁層１２２を介して金属接合層１３０上に形成された金属反射層１２０と、必要に応じて透明導電層１１６及びｎ型金属コンタクト層１３４を介して金属反射層１２０上に形成されたｎ型半導体層１０６と、ｎ型半導体層１０６上に形成された活性層１０８と、活性層１０８上に形成されたｐ型半導体層１１０と、ｐ型半導体層１１０上に形成され、５０μｍ以上の厚さを有し、透明な導電性材料からなる窓層１１２と、窓層１１２上に形成されたｐ型電極（１１４）とを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表裏の関係にある第１の表面と第２の表面とを有する導電性基板と、
前記導電性基板の前記第１の表面に形成された金属接合層と、
前記金属接合層上に形成された金属反射層と、
前記金属反射層上に形成されたｎ型半導体層と、
前記ｎ型半導体層上に形成された活性層と、
前記活性層上に形成されたｐ型半導体層と、
前記ｐ型半導体層上に形成され、５０μｍ以上の厚さを有し、透明な導電性材料からなる窓層と、
前記窓層上に形成されたｐ型電極とを備えることを特徴とする発光ダイオード。
【請求項２】
前記導電性基板は、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＣ又はＡｌＮからなり、
前記金属反射層は、Ａｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｒ又はＮｉからなることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項３】
前記金属接合層は、ＰｂＳｎ合金、ＡｕＧｅ合金、ＡｕＢｅ合金、ＡｕＳｎ合金、Ｓｎ、Ｉｎ又はＰｄＩｎ合金からなることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項４】
前記ｎ型半導体層は、ｎ型（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなり、
前記活性層は、多重量子井戸構造であり、
前記ｐ型半導体層は、ｐ型（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項５】
前記窓層は、ＧａＰ、ＧａＡｓＰ又はＡｌＧａＡｓからなることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項６】
前記窓層の厚さは、５０〜２００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項７】
前記導電性基板の前記第１の表面と前記金属接合層との間に形成された第１のオーミックコンタクト層と、
前記導電性基板の前記第２の表面上に形成された第２のオーミックコンタクト層とをさらに備え、
前記第１のオーミックコンタクト層及び前記第２のオーミックコンタクト層は、Ｔｉ、Ｎｉ、Ａｕ又はＷからなることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項８】
前記金属接合層と前記金属反射層との間に形成され、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｗ、ＩＴＯ、ＺｎＯ又はＭｎからなる拡散障壁層をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項９】
前記金属反射層上に形成され、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、ＩＴＯ、ＣＴＯ、ＣｕＡｌＯ２、ＣｕＧａＯ２又はＳｒＣｕ２Ｏ２からなる透明導電層を、さらに備えることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項１０】
前記ｎ型半導体層上に部分的に形成されたｎ型金属コンタクト層を備え、
前記ｎ型金属コンタクト層は、
前記ｎ型半導体に接し、ｎ型ＧａＡｓ、ｎ型ＧａＡｓＰ又はｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｎ型コンタクト層と、
前記ｎ型コンタクト層上に形成された金属材料層とで構成され、
前記ｎ型金属コンタクト層が、前記透明導電層内に突出していることを特徴とする請求項９に記載の発光ダイオード。
【請求項１１】
成長基板を準備するステップと、
前記成長基板上にｎ型半導体層を形成するステップと、
前記ｎ型半導体層上に活性層を形成するステップと、
前記活性層上にｐ型半導体層を形成するステップと、
前記ｐ型半導体層上に、５０μｍ以上の厚さを有し、透明な導電性材料からなる窓層を形成するステップと、
前記成長基板を除去するステップと、
前記窓層上の一部にｐ型電極を形成するステップと、
前記ｎ型半導体層の前記活性層が形成された面とは反対側の面に金属反射層を形成するステップと、
表裏の関係にある第１の表面と第２の表面とを有し、前記第１の表面に金属接合層が形成された導電性基板を準備するステップと、
前記金属反射層と前記金属接合層とを接合するステップと、
を含むことを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
【請求項１２】
前記金属接合層を、ＰｂＳｎ合金、ＡｕＧｅ合金、ＡｕＢｅ合金、ＡｕＳｎ合金、Ｓｎ、Ｉｎ又はＰｄＩｎ合金で形成することを特徴とする請求項１１に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１３】
前記窓層を、ＧａＰ、ＧａＡｓＰ又はＡｌＧａＡｓで形成することを特徴とする請求項１１に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１４】
前記窓層を、５０〜２００μｍの厚さに形成することを特徴とする請求項１１に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１５】
前記導電性基板に前記金属接合層を形成する前に、
前記導電性基板の前記第１の表面に接した第１のオーミックコンタクト層を形成するステップと、
前記導電性基板の前記第２の表面に接した第２のオーミックコンタクト層を形成するステップとを、さらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１６】
前記ｎ型半導体層を形成するステップの前に、
前記成長基板上に、ｎ型コンタクト層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１１に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１７】
前記成長基板を除去するステップと前記金属反射層を形成するステップとの間に、
前記ｎ型コンタクト層をパターン化して残し、前記ｎ型半導体層のその他の部分を露出させるステップと、
前記ｎ型コンタクト層上に金属材料層を形成するステップと、
前記ｎ型コンタクト層、前記金属材料層及び露出した前記ｎ型半導体層を覆う透明導電層を形成するステップとをさらに含み、
前記ｎ型半導体層と前記透明導電層との間に、前記ｎ型コンタクト層及び前記金属材料層が積層されたｎ型金属コンタクト層を形成することを特徴とする請求項１６に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１８】
前記金属反射層を形成するステップと前記金属反射層と前記金属接合層とを接合するステップとの間に、前記金属反射層上に拡散障壁層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１１に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１９】
前記ｎ型半導体層を形成するステップの前に、前記成長基板上にエッチングストップ層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１１に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項２０】
前記窓層を形成するステップは、
有機金属化学気相成長法を利用し、前記窓層の一部の厚さを有する第１の薄膜を形成するステップと、
気相成長法を利用し、前記第１の薄膜上に、前記窓層の残りの厚さを有する第２の薄膜を形成するステップとを含むことを特徴とする請求項１１に記載の発光ダイオードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）及びその製造方法に関し、特に高い発光効率を有する発光ダイオード及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードの製造においては、基板材料として、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体（例えば、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮなど）が、よく用いられる。ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる発光部としてのエピタキシャル構造は、通常非導電性のサファイア基板上に形成され、導電性基板上に形成されるその他のタイプの発光ダイオードとは異なる。このサファイア基板は絶縁体であるため、このサファイア基板上に電極を直接形成することができない。そのため、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いる発光ダイオードの場合には、ｐ型半導体層及びｎ型半導体層の各々を電極に直接接続する方法で製造されていた。
【０００３】
一般に、従来の発光ダイオードは、成長基板(growth substrate)の材料として、ｎ型ＧａＡｓを利用していた。ｎ型ＧａＡｓからなる成長基板は光を吸収するため、発光ダイオードの活性層で発生した光子のうち、成長基板の方向へ向かう光子は大部分が成長基板により吸収され、発光ダイオードの発光効率に大きな影響を及ぼしていた。
【０００４】
発光ダイオードの基板による光の吸収問題を解決するため、いくつかの方法が提案されている。そのうちの一つは、ＧａＡｓ基板上からＧａＡｓ発光ダイオード用ウェーハを剥離した後、Ｓｉ基板へ直接接合する技術である（非特許文献１）。また、別の方法は、ＧａＡｓ基板からＡｌＧａＡｓ発光ダイオード用ウェーハを剥離した後、別の基板へ直接接合する技術である（特許文献１）。しかし、特許文献１で開示された技術では、半導体を接合媒体として用いるため、２つの半導体ウェーハ間の格子方位を揃えなければならず、製造が難しいため製造歩留りが低いという問題点があった。
【非特許文献１】ベルギーのゲント大学（Gent University）、I.Pollentirer他、“エレクトロニクス・レターズ・ジャーナル(Electronics Letters Journal)”
【特許文献１】米国特許第５３７６５８０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の第１の目的は、厚い窓層により電流を拡散させるようにして光取り出し効率を向上させ、発光輝度を向上させた発光ダイオードを提供することにある。
【０００６】
本発明の第２の目的は、ｐサイドアップ構造を採用し、素子表面の粗面化を容易にすることにより、光取り出し効率を向上させ、発光輝度を向上させた発光ダイオードを提供することにある。
【０００７】
本発明の第３の目的は、成長基板上に厚い窓層を形成し、窓層を構造支持体として用いて、成長基板の除去、発光用エピタキシャル構造の後続の処理及び永久基板に対する必要な処理をウェーハの接合前に行うことにより、ボンディング温度が低温に制限されずに、プロセスウィンドウを拡大させ、製造歩留りを向上させることができる発光ダイオードの製造方法を提供することにある。
【０００８】
本発明の第４の目的は、融点が低い合金をウェーハの接合媒体として用いることにより、ウェーハ接合の信頼性を向上させることができる発光ダイオード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】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明に係る発光ダイオードは、表裏の関係にある第１の表面と第２の表面とを有する導電性基板と、前記導電性基板の前記第１の表面に形成された金属接合層と、前記金属接合層上に形成された金属反射層と、前記金属反射層上に形成されたｎ型半導体層と、前記ｎ型半導体層上に形成された活性層と、前記活性層上に形成されたｐ型半導体層と、前記ｐ型半導体層上に形成され、５０μｍ以上の厚さを有し、透明な導電性材料からなる窓層と、前記窓層上に形成されたｐ型電極とを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、前記導電性基板は、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＣ又はＡｌＮからなり、前記金属反射層は、Ａｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｒ又はＮｉからなることが好ましい。
【００１１】
また、前記金属接合層は、ＰｂＳｎ合金、ＡｕＧｅ合金、ＡｕＢｅ合金、ＡｕＳｎ合金、Ｓｎ、Ｉｎ又はＰｄＩｎ合金からなることが好ましい。
【００１２】
また、前記ｎ型半導体層は、ｎ型（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなり、前記活性層は、多重量子井戸構造であり、前記ｐ型半導体層は、ｐ型（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなることが好ましい。
【００１３】
また、前記窓層は、ＧａＰ、ＧａＡｓＰ又はＡｌＧａＡｓからなることが好ましい。
【００１４】
また、前記窓層の厚さは５０〜２００μｍであることが好ましい。
【００１５】
また、前記導電性基板の前記第１の表面と前記金属接合層との間に形成された第１のオーミックコンタクト層と、前記導電性基板の前記第２の表面上に形成された第２のオーミックコンタクト層とをさらに備え、前記第１のオーミックコンタクト層及び前記第２のオーミックコンタクト層は、Ｔｉ、Ｎｉ、Ａｕ又はＷからなることが好ましい。
【００１６】
また、前記金属接合層と前記金属反射層の間に形成され、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｗ、ＩＴＯ、ＺｎＯ又はＭｎからなる拡散障壁層をさらに備えることが好ましい。
【００１７】
また、前記金属反射層上に形成され、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、ＩＴＯ、ＣＴＯ、ＣｕＡｌＯ２、ＣｕＧａＯ２又はＳｒＣｕ２Ｏ２からなる透明導電層を、さらに備えることが好ましい。
【００１８】
また、前記ｎ型半導体層上に部分的に形成されたｎ型金属コンタクト層を備え、前記ｎ型金属コンタクト層は、前記ｎ型半導体層に接し、ｎ型ＧａＡｓ、ｎ型ＧａＡｓＰ又はｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｎ型コンタクト層と、前記ｎ型コンタクト層上に形成された金属材料層とで構成され、前記ｎ型金属コンタクト層が、前記透明導電層内に突出していることが好ましい。
【００１９】
上記の目的の達成のための本発明に係る発光ダイオードの製造方法は、成長基板を準備するステップと、前記成長基板上にｎ型半導体層を形成するステップと、前記ｎ型半導体層上に活性層を形成するステップと、前記活性層上にｐ型半導体層を形成するステップと、前記ｐ型半導体層上に、５０μｍ以上の厚さを有し、透明な導電性材料からなる窓層を形成するステップと、前記成長基板を除去するステップと、前記窓層上の一部にｐ型電極を形成するステップと、前記ｎ型半導体層の前記活性層が形成された面とは反対側に金属反射層を形成するステップと、表裏の関係にある第１の表面と第２の表面とを有し、前記第１の表面に金属接合層が形成された導電性基板を準備するステップと、前記金属反射層と前記金属接合層とを接合するステップとを含むことを特徴とする。
【００２０】
また、前記金属接合層を、ＰｂＳｎ合金、ＡｕＧｅ合金、ＡｕＢｅ合金、ＡｕＳｎ合金、Ｓｎ、Ｉｎ又はＰｄＩｎ合金で形成することが好ましい。
【００２１】
また、前記窓層を、ＧａＰ、ＧａＡｓＰ又はＡｌＧａＡｓで形成することが好ましい。
【００２２】
また、前記窓層を、５０〜２００μｍの厚さに形成することが好ましい。
【００２３】
また、前記導電性基板に前記金属接合層を形成する前に、前記導電性基板の前記第１の表面に接した第１のオーミックコンタクト層を形成するステップと、前記導電性基板の前記第２の表面に接した第２のオーミックコンタクト層を形成するステップとを、さらに含むことが好ましい。
【００２４】
また、前記ｎ型半導体層を形成するステップの前に、前記成長基板上に、ｎ型コンタクト層を形成するステップを、さらに含むことが好ましい。
【００２５】
また、前記成長基板を除去するステップと前記金属反射層を形成するステップの間に、前記ｎ型コンタクト層をパターン化して残し、前記ｎ型半導体層のその他の部分を露出させるステップと、前記ｎ型コンタクト層上に金属材料層を形成するステップと、前記ｎ型コンタクト層、前記金属材料層及び露出した前記ｎ型半導体層を覆う透明導電層を形成するステップとを、さらに含み、前記ｎ型半導体層と前記透明導電層との間に、前記ｎ型コンタクト層及び前記金属材料層が積層されたｎ型金属コンタクト層を形成することが好ましい。
【００２６】
また、前記金属反射層を形成するステップと前記金属反射層と前記金属接合層とを接合するステップとの間に、前記金属反射層上に拡散障壁層を形成するステップを、さらに含むことが好ましい。
【００２７】
また、前記ｎ型半導体層を形成するステップの前に、前記成長基板上にエッチングストップ層を形成するステップを、さらに含むことが好ましい。
【００２８】
また、前記窓層を形成するステップは、有機金属化学気相成長法を利用し、前記窓層の一部の厚さを有する第１の薄膜を形成するステップと、気相成長法を利用し、前記第１の薄膜上に、前記窓層の残りの厚さを有する第２の薄膜を形成するステップとを含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る発光ダイオードによれば、厚い窓層により電流を拡散させて光取り出し効率を向上させ、発光ダイオードの輝度を向上させることができる。
【００３０】
また、本発明の発光ダイオードによれば、ｐサイドアップ構造により、容易に素子表面を粗面化することができ、光取り出し効率を向上させ、発光輝度を高くすることができる。
【００３１】
本発明に係る発光ダイオードの製造方法によれば、成長基板上に厚い窓層を形成するので十分な構造支持体が提供され、成長基板の除去、発光用エピタキシャル構造の形成等の後続の工程、及び永久基板に対して必要な工程を、ウェーハの接合前に完了させることができる。そのため、ボンディング温度が低く制限されず、プロセスウィンドウを拡大し、製造歩留りを効果的に向上させることができる。
【００３２】
また、本発明に係る発光ダイオードの製造方法によれば、融点が低い金属又は合金をウェーハの接合媒体として用いるため、ウェーハの接合の信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明の実施の形態に係る発光ダイオード及びその製造方法によって得られる発光ダイオードは、厚い窓層により電流を拡散させ、光取り出し効率を向上させることが可能であり、また、素子表面の粗面化を行い、光取り出し効率を向上させることにより発光輝度を向上させることができる。また、ウェーハの接合処理前に必要な工程のすべてを完了させるため、接合温度の自由度が高く、プロセスウィンドウを拡大することができる。また、融点が低い合金をウェーハの接合媒体として利用するので、ウェーハの接合の信頼性を効果的に向上させることができる。
【００３４】
以下、添付する図面を参照して、本発明に係る好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００３５】
以下、図１〜図４を参照して説明する。図１〜図４は、本発明の好適な一実施の形態に係る発光ダイオードの製造過程における素子の構造を示す断面図である。
【００３６】
図１は、成長基板上に、エッチングストップ層、ｎ型コンタクト層、ｎ型半導体層、活性層、ｐ型半導体層及び窓層を形成した段階を示している。本実施の形態に係る発光ダイオード素子の製造では、まず成長基板１００を準備した後、エピタキシー（エピタキシャル成長）法などにより、成長基板１００の表面にｎ型半導体層１０６を直接形成する。本発明に係る別の実施の形態では、成長基板１００の表面に、必要に応じて、ｎ型コンタクト層１０４を形成した後、ｎ型コンタクト層１０４上にｎ型半導体層１０６をエピタキシャル成長させる。その場合には、素子の電気的特性がより向上する。
【００３７】
さらに別の実施の形態では、後続の工程で成長基板１００の除去が容易に行えるように、必要に応じて、成長基板１００の表面にエッチングストップ層１０２を形成した後、エッチングストップ層１０２上に順にエピタキシャル成長させたｎ型コンタクト層１０４及びｎ型半導体層１０６を形成してもよい。ｎ型コンタクト層１０４の材料としては、ｎ型ＧａＡｓ、ｎ型ＧａＡｓＰ又はｎ型ＡｌＧａＩｎＰを用いることができる。ｎ型半導体層１０６の材料としては、ｎ型（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）０．５Ｉｎ０．５Ｐを用いることができる。
【００３８】
続いて、エピタキシャル成長法などにより、ｎ型半導体層１０６上に活性層１０８を形成する。この活性層１０８は、多重量子井戸(Multiple Quantum Well:MQW)構造でもよい。活性層１０８上には、エピタキシャル成長法などにより、ｐ型半導体層１１０を形成する。このｐ型半導体層１１０の材料としては、ｐ型（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）０．５Ｉｎ０．５Ｐなどを用いることができる。
【００３９】
その後、ｐ型半導体層１１０上に窓層１１２を形成することにより、図１に示したような構造を形成する。この窓層１１２は、透明な導電性材料からなり、窓層１１２の材料としては、ＧａＰ、ＧａＡｓＰ又はＡｌＧａＡｓを用いることができる。また、窓層１１２は、２段階のエピタキシャル成長法により形成することが好ましい。すなわち、本実施の形態に係る発光ダイオードの製造方法では、有機金属化学気相成長(Metal Organic Chemical Vapor Deposition :MOCVD)法を利用し、窓層１１２の厚さのうち、一部の厚さを有する第１の薄膜を形成し、エピタキシャル気相成長(Vapor Phase Epitaxy :VPE)法を利用し、第１の薄膜上に窓層１１２の厚さのうち、残りの厚さを有する第２の薄膜を形成する。本実施の形態の場合、窓層１１２の厚さは５０μｍ以上（例えば、５０〜２００μｍ）が好ましい。厚さが厚いため、ウェーハに、十分な強度を有する支持構造が提供され、窓層１１２による支持を基に後続の工程を行うことができる。
【００４０】
本実施の形態の場合、上記のように窓層１１２が厚いため、ｐサイドアップ構造を形成することができる。そのため、電流の拡散に役立つだけでなく、光取り出し効率を向上させることもできる。また、厚い窓層１１２が最上部に位置するため、素子表面に粗面化処理を行うことができる。そのため、光取り出し効率を向上させるとともに、素子の輝度を向上させることもできる。
【００４１】
窓層１１２の形成が完了した後、窓層１１２を構造支持体として用いて、エッチングにより成長基板１００を除去する。この際、成長基板１００の表面に、前述のエッチングストップ層１０２が形成されている場合には、エッチングストップ層１０２をエッチング終点の判定に用いることができる。本実施の形態の場合、成長基板１００を除去する処理の際に、エッチングストップ層１０２を同時に除去することが好ましい。
【００４２】
図２は、成長基板及びエッチングストリップ層が除去された状態の構造を示している。図１に示したように、エッチングストップ層１０２上にｎ型コンタクト層１０４が形成されているため、成長基板１００及びエッチングストップ層１０２が除去されると、図２に示すように、ｎ型コンタクト層１０４が露出する。またｎ型コンタクト層１０４が形成されていない場合には、成長基板１００及びエッチングストップ層１０２が除去されるとｎ型半導体層１０６が露出する。
【００４３】
厚い窓層１１２は、後続の工程を行う際にエピタキシャル構造を支持することができる十分な強度を有しているため、窓層１１２の支持の下、成長基板１００を容易に除去することができる。
【００４４】
図３（ａ）は、ｎ型半導体層上に、ｎ型金属コンタクト層、透明導電層、金属反射層及び拡散障壁層を順に形成するとともに、窓層上にｐ型電極を形成した段階の構造、すなわち素子の上部構造を示している。図３（ａ）に示すように、成長基板１００を除去した後、後続の処理を行う。例えば、ｎ型コンタクト層１０４が露出している場合には、ｎ型コンタクト層１０４をパターン化した後、ｎ型コンタクト層１０４上に金属材料層１３８を形成することにより、積層構造のｎ型金属コンタクト層１３４を形成する。パターン化されたｎ型金属コンタクト層１３４とすることにより、ｎ型半導体層１０６上に占めるｎ型金属コンタクト層１３４の占有面積が小さくなり、ｎ型金属コンタクト層１３４による光の吸収を抑制することができる。また、ｎ型金属コンタクト層１３４は、ｎ型半導体層１０６に対してメッシュ状又はドット状に形成してもよく、このような電極構造とすることにより、オーミックコンタクトの特性及び光取り出し効率を、さらに向上させることができる。金属材料層１３８の材料としては、ＡｕＧｅ合金などを用いることができる。このｎ型金属コンタクト層１３４は、後に透明導電層１１６が形成された段階では、透明導電層１１６内に突出した形態となる。
【００４５】
続いて、透明導電層１１６を形成することにより、露出したｎ型半導体層１０６及びメッシュ状、ドット状などのｎ型金属コンタクト層１３４上を覆う。透明導電層１１６は、表面１１８がｎ型半導体層１０６と接している。透明導電層１１６の材料としては、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、ＩＴＯ（Ｉｎ−Ｔｉ−Ｏ）、ＣＴＯ（Ｃｕ−Ｔｉ−Ｏ）、ＣｕＡｌＯ２、ＣｕＧａＯ２又はＳｒＣｕ２Ｏ２を用いることができる。
【００４６】
続いて、図３（ａ）に示したように、透明導電層１１６上に金属反射層１２０を形成する。この金属反射層１２０は、透明導電層１１６の表面１１８と表裏の関係にある裏面に形成する。また別の実施の形態では、透明導電層１１６及びｎ型金属コンタクト層１３４の形成を省略し、ｎ型半導体層１０６上に金属反射層１２０を直接形成してもよい。金属反射層１２０の材料としては、Ａｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｒ又はＮｉを用いることができる。
【００４７】
また図３（ａ）に示したように、必要に応じて、金属反射層１２０上に拡散障壁層１２２を形成してもよい。拡散障壁層１２２の材料としては、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｗ、ＩＴＯ、ＺｎＯ又はＭｎを用いることができる。さらに蒸着法などにより、窓層１１２上の一部にｐ型電極１１４を形成してもよい。
【００４８】
図３（ｂ）は、導電性基板の一方側の面にオーミックコンタクト層及び金属接合層、他方側の面にオーミックコンタクト層を形成した段階の構造、すなわち素子の下部構造を示している。図３（ｂ）に示した導電性基板１２４などの永久基板は、図３（ａ）に示した上部構造と並行して準備する。この導電性基板１２４は、高導電性及び高熱伝導性を有する材料で構成することが好ましい。導電性基板１２４の材料としては、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＣ又はＡｌＮを用いることができる。
【００４９】
次に、導電性基板１２４の表面に、金属接合層１３０を直接形成する。金属接合層１３０は、融点が低い金属であることが好ましい。この金属接合層１３０の材料としては、ＰｂＳｎ、ＡｕＧｅ、ＡｕＢｅ、ＡｕＳｎ、Ｓｎ、Ｉｎ又はＰｄＩｎが好適である。また、図３（ｂ）に示したように、別の実施の形態では、導電性基板１２４の両側の表面は、必要に応じてオーミックコンタクト層１２６及びオーミックコンタクト層１２８を形成する。金属接合層１３０と導電性基板１２４の間にオーミックコンタクト層１２６を形成することにより、発光ダイオード素子の電気的特性を向上させることができる。オーミックコンタクト層１２６及びオーミックコンタクト層１２８の材料としては、Ｔｉ、Ｎｉ、Ａｕ又はＷが好適である。
【００５０】
本実施の形態の場合には、窓層１１２が厚いため、光を吸収する成長基板１００を除去した状態であっても、エピタキシャルウェーハに対して、ウェーハボンディングを行う前に必要な処理工程をすべて実施することができる。そのため、ボンディング温度を低く制限する必要がなく、プロセスウィンドウを拡大させ、製造歩留りを向上させることができる。
【００５１】
図４は、一体的に接合された状態の素子の構造を示す断面図である。図３及び図４に示したように、窓層１１２により支持されたエピタキシャル構造ウェーハ及び導電性基板１２４に対して後続の処理を行った後、ボンディングにより、金属接合層１３０を接合材として、金属反射層１２０と導電性基板１２４とを直接、又は必要に応じて形成される拡散障壁層１２２及び／又はオーミックコンタクト層１２６を介して、金属反射層１２０と導電性基板１２４とを接合する。この接合により、発光ダイオード１３２の製造を完了させる。接合した状態では、金属反射層１２０は、金属接合層１３０に直接接しているか、図４に示したように、拡散障壁層１２２を介して金属接合層１３０に接している。
【００５２】
上記のように、本発明に係る好ましい実施の形態を開示したが、当業者であれば、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の精神と技術的範囲を逸脱しない範囲内で各種の変更や改良を加えることが可能であり、それらも本発明の技術的範囲内に含まれることを理解できるであろう。このように、本発明の特許請求の範囲は、上記変更や改良を含めて広く解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の好適な一実施の形態に係る発光ダイオードの製造過程における素子の構造を示す断面図であり、成長基板上に、エッチングストップ層、ｎ型コンタクト層、ｎ型半導体層、活性層、ｐ型半導体層及び窓層を形成した段階を示している。
【図２】本発明の好適な一実施の形態に係る発光ダイオードの製造過程における素子の構造を示す断面図であり、成長基板及びエッチングストリップ層が除去された状態の構造を示している。
【図３】本発明の好適な一実施の形態に係る発光ダイオードの製造過程における素子の構造を示す断面図であり、（ａ）は、ｎ型半導体層上に、ｎ型金属コンタクト層、透明導電層、金属反射層及び拡散障壁層を順に形成するとともに、窓層上にｐ型電極を形成した段階の構造、すなわち素子の上部構造、（ｂ）は、導電性基板の一方側の面にオーミックコンタクト層及び金属接合層、他方側の面にオーミックコンタクト層を形成した段階の構造、すなわち素子の下部構造を示している。
【図４】本発明の好適な一実施の形態に係る発光ダイオードの製造過程における素子の構造を示す断面図であり、一体的に接合された状態の素子の構造を示している。
【符号の説明】
【００５４】
１００    成長基板
１０２    エッチングストップ層
１０４    ｎ型コンタクト層
１０６    ｎ型半導体層
１０８    活性層
１１０    ｐ型半導体層
１１２    窓層
１１４    ｐ型電極
１１６    透明導電層
１１８    表面
１２０    金属反射層
１２２    拡散障壁層
１２４    導電性基板
１２６    オーミックコンタクト層
１２８    オーミックコンタクト層
１３０    金属接合層
１３２    発光ダイオード
１３４    ｎ型金属コンタクト層
１３８    金属材料層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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