(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上の接合部と、
前記接合部上のコンタクト電極と、
前記コンタクト電極上の半導体発光素子部と、
前記半導体発光素子部上の絶縁保護膜と、
前記絶縁保護膜上のパッド電極と、を備え、
前記半導体発光素子部は、前記基板側から、第１導電型半導体層と、活性層と、第２導電型半導体層と、ＡｌxＧａyＩｎzＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、０＜（ｘ＋ｙ＋ｚ）≦１）からなる２つの層と、を含んでおり、
前記半導体発光素子部には、前記第２導電型半導体層の一部を露出するように開口部が形成されており、
前記絶縁保護膜は、少なくとも、前記半導体発光素子部の側面および前記半導体発光素子部の前記開口部以外の上面を被覆しており、
前記パッド電極は、前記絶縁保護膜上から前記開口部における前記第２導電型半導体層上まで延在しており、
前記開口部の前記パッド電極および前記露出された前記第２導電型半導体層の上に封止材が設けられており、
前記封止材の屈折率が２．２以下である、半導体発光素子。
【請求項２】
前記パッド電極は、前記半導体発光素子部の側面上から上面上に延在する前記絶縁保護膜から前記開口部における前記第２導電型半導体層上まで延在している、請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記コンタクト電極に前記第１導電型半導体層の平坦部分全域が接触する、請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記パッド電極の前記絶縁保護膜に接する領域が露出するように、前記開口部の前記パッド電極上に前記封止材が設けられている、請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記封止材における前記活性層から放射された光の透過率が７５％以上である、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記接合部は、銀を含む、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項７】
前記封止材の厚さが１５μｍ以下である、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項８】
前記封止材は、珪素と酸素とを含む、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項９】
前記封止材は、主成分としてシリコーンを含む、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項１０】
前記第１導電型半導体層、前記活性層および前記第２導電型半導体層は、それぞれ、窒化物半導体を含み、
前記活性層から放射される光の波長は２１０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下である、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体は今や日常生活に欠かせない存在である。照明の分野でも半導体装置の一種である発光ダイオード（ＬＥＤ）が、従来の蛍光灯や白熱灯にとって代わりつつある。また、ＬＥＤが、テレビジョン、パーソナルコンピュータおよび携帯電話などの液晶表示パネルのバックライトや、交通信号機などに用いられていることは多くの人の知るところである。
【０００３】
ＬＥＤに用いられる半導体には様々な種類のものがあるが、最近ではＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮおよびそれらの混晶に代表される窒化物半導体が注目されている。窒化物半導体は、ＡｌＧａＩｎＡｓ系半導体およびＡｌＧａＩｎＰ系半導体に比べてバンドギャップＥｇが大きく、直接遷移型であるため、紫外光から緑色光にわたる広い波長領域での発光が可能である。窒化物半導体は、このような特質を生かして、各種波長の光を出力する半導体レーザ素子や、紫外光から赤色光までの広い発光波長範囲をカバーできるＬＥＤなどに利用することができる。
【０００４】
窒化物半導体を用いた窒化物半導体発光素子は、発光波長範囲が広いため、プロジェクターやフルカラーディスプレイへの応用が考えられている。また、発光波長を短波長化できるという特質を生かして、殺菌、浄水および公害物質の高速分解などの公衆衛生および環境分野への適用、ならびに各種医療分野への適用に期待が高まっている。それに伴い、深紫外領域（波長：２００ｎｍ〜３５０ｎｍ）で発光する半導体発光素子の研究開発が各研究機関で精力的に進められている。
【０００５】
たとえば特許文献１には、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の基板上に、チップの同一面側に正負一対の電極を有するＬＥＤがフェイスダウンまたはフェイスアップ実装された発光装置が開示されている（特許文献１の段落［００２５］）。ここで、ＬＥＤの発光波長は紫外光から赤外光まで種々選択が可能であり（特許文献１の段落［００５２］）、ＬＥＤは粉体ガラスを主成分とする封止材料を加熱プレスすることによって形成されたガラス封止部によって封止されている（特許文献１の段落［００３１］）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２６８０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような半導体発光素子の一形態として、近年、サファイア基板などの成長用基板上に複数の窒化物半導体層を成長させて半導体発光素子部を形成した後に成長用基板を分離し、ｐ側電極とｎ側電極とが半導体発光素子部の両側にそれぞれ互いに向かい合うようにして設けられた縦型デバイス構造を有する窒化物半導体発光素子の研究開発が進められている。
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載されているように、粉体ガラスを主成分とする封止材料を加熱プレスすることによって縦型デバイス構造の窒化物半導体発光素子をガラス封止部で封止した場合には、加熱プレス時の加圧により半導体発光素子部が損傷することがあった。また、パッド電極に金属ワイヤーを形成する際の加圧により半導体発光素子部が損傷することもあった。
【０００９】
したがって、従来においては、半導体発光素子部の損傷によって、パッケージングされた縦型デバイス構造の半導体発光素子の性能および信頼性が低下することがあったため、その改善が要望されていた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
ここで開示された実施形態は、基板と、基板上の接合部と、接合部上のコンタクト電極と、コンタクト電極上の半導体発光素子部と、半導体発光素子部上の絶縁保護膜と、絶縁保護膜上のパッド電極とを備え、半導体発光素子部は、基板側から、第１導電型半導体層と、活性層と、第２導電型半導体層とを含んでおり、半導体発光素子部には、第２導電型半導体層の一部を露出するように開口部が形成されており、絶縁保護膜は、少なくとも、半導体発光素子部の側面および半導体発光素子部の開口部以外の上面を被覆しており、パッド電極は、絶縁保護膜上から開口部における第２導電型半導体層上まで延在しており、開口部のパッド電極上に封止材が設けられている半導体発光素子である。
【発明の効果】
【００１１】
ここで開示された実施形態においては、性能および信頼性の低下を抑制することが可能なパッケージングされた縦型デバイス構造の半導体発光素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態の半導体発光素子の模式的な断面図である。
【図２】図１に示す実施形態の半導体発光素子を直上から直下に見下ろしたときの模式的な平面図である。
【図３】図１に示す実施形態の半導体発光素子の変形例を直上から直下に見下ろしたときの模式的な平面図である。
【図４】実施形態の半導体発光素子の製造方法の一例の製造工程の一部を図解する模式的な断面図である。
【図５】実施形態の半導体発光素子の製造方法の一例の製造工程の他の一部を図解する模式的な断面図である。
【図６】実施形態の半導体発光素子の製造方法の一例の製造工程の他の一部を図解する模式的な断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｆ）は、半導体発光素子部と基板との接合方法の他の一例を図解する図である。
【図８】実施形態の半導体発光素子の製造方法の一例の製造工程の他の一部を図解する模式的な断面図である。
【図９】実施形態の半導体発光素子の製造方法の一例の製造工程の他の一部を図解する模式的な断面図である。
【図１０】エキシマレーザ光の照射領域の好ましい一例を図解する模式的な平面図である。
【図１１】エキシマレーザ光の照射方法の好ましい一例を図解する模式的な平面図である。
【図１２】エキシマレーザ光の照射方法の好ましい一例を図解する模式的な平面図である。
【図１３】実施形態の半導体発光素子の製造方法の一例の製造工程の他の一部を図解する模式的な断面図である。
【図１４】ＬＬＯ法による成長用基板の剥離工程直後のＡｌＮからなる半導体バッファ層の表面の光学顕微鏡による観察写真である。
【図１５】ＬＬＯ法による成長用基板の剥離工程後に、６０℃のフッ酸に１５分間浸漬させた後のＡｌＮからなる半導体バッファ層の表面の光学顕微鏡による観察写真である。
【図１６】実施形態の半導体発光素子の製造方法の一例の製造工程の他の一部を図解する模式的な断面図である。
【図１７】実施形態の半導体発光素子の製造方法の一例の製造工程の他の一部を図解する模式的な断面図である。
【図１８】実施形態の半導体発光素子の製造方法の一例の製造工程の他の一部を図解する模式的な断面図である。
【図１９】実施形態の半導体発光素子の製造方法の一例の製造工程の他の一部を図解する模式的な断面図である。
【図２０】実施形態の半導体発光素子の製造方法の一例の製造工程の他の一部を図解する模式的な断面図である。
【図２１】実施形態の半導体発光素子の製造方法の一例の製造工程の他の一部を図解する模式的な断面図である。
【図２２】実施形態の半導体発光素子の製造方法の一例の製造工程の他の一部を図解する模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施形態について説明する。なお、実施形態の説明に用いられる図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
【００１４】
＜半導体発光素子の構造＞
図１に、実施形態の半導体発光素子の模式的な断面図を示す。図２に、図１に示す実施形態の半導体発光素子を直上から直下に見下ろしたときの模式的な平面図を示す。図１に示すように、実施形態の半導体発光素子は、縦型デバイス構造であって、基板１１１と、基板１１１上の接合部１１０と、接合部１１０上のｐ側電極１０８と、ｐ側電極１０８上の半導体発光素子部１１５とを備えている。ここで、半導体発光素子部１１５は、ｐ側電極１０８の側から順に、第１のｐ型半導体層１０７と、第２のｐ型半導体層１０６と、活性層１０５と、ｎ型半導体層１０４と、半導体下地層１０３と、半導体バッファ層１０２とがこの順に積層された構造を有している。
【００１５】
半導体発光素子部１１５の上部には開口部１１４が形成されている。開口部１１４は、半導体バッファ層１０２および半導体下地層１０３のそれぞれの一部が厚さ方向に除去されることによって、ｎ型半導体層１０４の表面の一部が露出するように形成されている。
【００１６】
半導体発光素子部１１５上には絶縁保護膜１１２が設けられている。絶縁保護膜１１２は、接合部１１０の表面１１０ａ、接合部１１０の側面１１０ｂ、ｐ側電極１０８の側面１０８ａ、半導体発光素子部１１５の側面１１５ａ、半導体発光素子部１１５の開口部１１４以外の上面１１５ｂを被覆するように設けられている。また、絶縁保護膜１１２は、接合部１１０の最端部１１０ｃを被覆するように設けられていてもよい。
【００１７】
絶縁保護膜１１２上にはｎ側パッド電極１１６が設けられている。ｎ側パッド電極１１６の一端は、半導体発光素子部１１５の上面１１５ｂ上の絶縁保護膜１１２上に設けられている。また、ｎ側パッド電極１１６の他端は、開口部１１４内のｎ型半導体層１０４の表面上に位置している。したがって、ｎ側パッド電極１１６は、絶縁保護膜１１２上から開口部１１４の内周面を通ってｎ型半導体層１０４の表面上まで延在している。
【００１８】
開口部１１４のｎ側パッド電極１１６上には封止材１１７が設けられている。封止材１１７は、開口部１１４を埋め込むようにして、ｎ側パッド電極１１６上に設けられている。
【００１９】
なお、上記においては、半導体発光素子部１１５が図２に示すような矩形状である場合について説明したが、半導体発光素子部１１５の形状は特に限定されるものではなく、たとえば図３に示すような円形状であってもよい。
【００２０】
＜半導体発光素子の製造方法＞
以下、図面を参照して、実施形態の半導体発光素子の製造方法の一例について説明する。
【００２１】
［半導体発光素子部の形成工程］
まず、図４の模式的断面図に示すように、成長用基板１０１上に半導体発光素子部１１５を形成する。ここで、半導体発光素子部１１５は、たとえば、成長用基板１０１上に、半導体バッファ層１０２、半導体下地層１０３、ｎ型半導体層１０４、活性層１０５、第２のｐ型半導体層１０６および第１のｐ型半導体層１０７をこの順に有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により成長させることによって形成することができる。
【００２２】
成長用基板１０１としては、半導体発光素子部１１５を形成した後に剥離することができるものであれば特に限定されず、たとえば、サファイア基板、ガラス基板、ＡｌＮ基板またはＡｌＧａＮ基板等を用いることができる。なかでも、成長用基板１０１上に窒化物半導体層を成長させて半導体発光素子部１１５を形成する観点からは、成長用基板１０１としてはサファイア基板を用いることが好ましい。
【００２３】
また、半導体バッファ層１０２、半導体下地層１０３、ｎ型半導体層１０４、活性層１０５、第２のｐ型半導体層１０６および第１のｐ型半導体層１０７は、半導体層であれば特に限定されないが、それぞれ独立に、ＡｌxＧａyＩｎzＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、０＜（ｘ＋ｙ＋ｚ）≦１）の式で表わされる窒化物半導体層を用いることが好ましい。なお、ｎ型半導体層１０４にはｎ型ドーパントがドープされており、第２のｐ型半導体層１０６および第１のｐ型半導体層１０７にはｐ型ドーパントがドープされていることは言うまでもない。
【００２４】
［ｐ側電極の形成工程］
次に、図５の模式的断面図に示すように、半導体発光素子部１１５上にｐ側電極１０８を形成する。ここで、ｐ側電極１０８は、たとえば、電子ビーム（ＥＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｂｅａｍ）蒸着法またはスパッタリング法により、半導体発光素子部１１５の第１のｐ型半導体層１０７上に形成することができる。
【００２５】
ｐ側電極１０８としては、半導体発光素子部１１５の第１のｐ型半導体層１０７と良好なオーミックコンタクトを形成するとともに、接合部１１０との優れた接合強度を有する材料を用いることが好ましく、たとえば、半導体発光素子部１１５側から厚さ２０ｎｍ程度のＰｔ膜と厚さ２０ｎｍ程度のＡｕ膜とがこの順に積層された積層体、または半導体発光素子部１１５側からＮｉ膜とＡｕ膜とがこの順に積層された積層体などを用いることができる。また、これらの積層体のＡｕ膜上に、ｐ側電極１０８の反射率向上の観点から、Ａｌ膜とＡｕ膜とをこの順序でさらに積層してもよい。なお、接合部１１０がＡｇを含む場合には、ｐ側電極１０８は、Ｐｔ膜、Ｐｄ膜およびＴｉ膜からなる群から選択された少なくとも１つの膜を含むことが好ましい。この場合には、ｐ側電極１０８中のＰｔ膜、Ｐｄ膜およびＴｉ膜の少なくとも１つの膜がバリアメタルの働きをすることによって、接合部１１０から半導体発光素子部１１５へのＡｇの拡散を抑制することができる。
【００２６】
［基板の接合工程］
次に、図６の模式的断面図に示すように、半導体発光素子部１１５と基板１１１とを接合する。ここで、半導体発光素子部１１５と基板１１１との接合は、たとえば、半導体発光素子部１１５上のｐ側電極１０８と、基板１１１上の接合部１１０とを接合することによって行うことができる。より具体的には、たとえば以下のようにして行うことができる。
【００２７】
まず、基板１１１として、たとえばＣｕＷ基板やｐ型半導体ドーパントがドープされたＳｉ基板などの導電性の基板を用意する。次に、基板１１１の一方の表面に、たとえば厚さ２０ｎｍ程度のＮｉ膜と厚さ１５０ｎｍ程度のＡｕ膜とがこの順に積層されてなる密着用金属層（図示せず）を形成する。
【００２８】
次に、密着用金属層上に接合部１１０を形成する。接合部１１０としては、ｐ側電極１０８と接合可能な導電性材料を用いることができ、たとえば、Ａｕ、Ｓｎ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ａｕ−Ｓｎ、Ｓｎ−Ｐｄ、Ｉｎ−Ｐｄ、Ｔｉ−Ｐｔ−ＡｕまたはＴｉ−Ｐｔ−Ｓｎ等を用いることもできる。接合部１１０に、これらの材料を用いた場合には、共晶反応により、ｐ側電極１０８との接合が可能となる。なお、共晶反応により形成された共晶形成層は、ｐ側電極１０８と接合部１１０との接合時にこれらの層から互いに拡散して共晶を形成することにより形成される。また、接合部１１０としては、上記の材料以外にも、たとえば、Ａｇを含む熱硬化型の導電性接着剤またはナノ粒子などからなるＡｇ接合剤などを用いることもできる。
【００２９】
次に、ｐ側電極１０８と接合部１１０とを加熱加圧処理プロセスによって、半導体発光素子部１１５と基板１１１とを接合する。
【００３０】
接合部１１０にＡｇを含む熱硬化型の導電性接着剤を用いたときの基板１１１とｐ側電極１０８との加熱加圧処理プロセスの条件としては、たとえば、数百Ｎ〜数ｋＮ程度の加圧を行い、１５０℃〜４００℃程度に加熱し、真空雰囲気、窒素雰囲気、または大気雰囲気下で、１５分程度保持する条件などを挙げることができる。無加圧状態での接合条件としては、たとえば、真空雰囲気、窒素雰囲気、または大気雰囲気下で、２００℃程度加熱し、６０分程度保持する条件などを挙げることができる。
【００３１】
また、半導体発光素子部１１５と基板１１１との接合は、たとえば図７（ａ）〜図７（ｆ）に例示される方法によっても行うことができる。以下、図７（ａ）〜図７（ｆ）を参照して、半導体発光素子部１１５と基板１１１との接合方法の他の一例について説明する。
【００３２】
まず、図７（ａ）の模式的断面図に示すように成長用基板１０１上に半導体発光素子部１１５を形成した半導体ウェハ２００を準備する。次に、図７（ｂ）の模式的平面図に示される半導体ウェハ２００を複数に分割して、図７（ｃ）の模式的平面図に示すチップ２０１を作製する。
【００３３】
次に、図７（ｄ）の模式的断面図に示すように、チップ２０１の半導体発光素子部１１５上にｐ側電極１０８を形成した後に、チップ２０１の外周を被覆するように保護膜２０２を形成する。なお、保護膜２０２としては、たとえばＳｉＯ2膜などを用いることができる。
【００３４】
次に、図７（ｅ）の模式的断面図に示すように、保護膜２０２の形成後のチップ２０１を接合部１１０と接合する。このように、保護膜２０２を形成することによって、半導体発光素子部１１５と接合部１１０との接触を妨げることができる。
【００３５】
最後に、図７（ｆ）の模式的断面図に示すように、保護膜２０２を除去することによって、半導体発光素子部１１５と接合部１１０との接触を防止しつつ、チップ２０１と基板１１１との接合が可能となるため、実施形態の半導体発光素子の性能および信頼性を向上させることができる。
【００３６】
［溝の形成工程］
次に、図８の模式的断面図に示すように、成長用基板１０１および半導体バッファ層１０２に溝１２０を形成する。溝１２０は、たとえば、レーザスクライブ法またはブレードダイシング法により、成長用基板１０１を貫通して半導体バッファ層１０２の表面が露出するまで、成長用基板１０１および半導体バッファ層１０２を除去することにより行うことができる。この場合には、後述するレーザリフトオフ（ＬＬＯ）法で半導体バッファ層１０２を蒸散させた際に発生する窒素ガス等のガスを溝１２０から外部に放出することができるため、当該ガスによって半導体発光素子部１１５が受ける圧力を低減することができる。これにより、後述するＬＬＯ法による成長用基板１０１の剥離時に、半導体発光素子部１１５に損傷が発生するのを抑制することができる。
【００３７】
なお、上記の溝１２０の形成前に、成長用基板１０１の厚さを低減してもよい。成長用基板１０１の厚さの低減方法としては、たとえば、基板１１１の設置側と反対側から成長用基板１０１の研削および研磨を行う方法を挙げることができる。
【００３８】
［成長用基板の剥離工程］
次に、図９の模式的断面図に示すように、溝１２０の形成後の成長用基板１０１にエキシマレーザ光１２を照射するＬＬＯ法によって、半導体発光素子部１１５から成長用基板１０１を剥離する。ＬＬＯ法による成長用基板１０１の剥離工程は、たとえば、波長約１９３ｎｍ程度のエキシマレーザ光１２を成長用基板１０１の裏面側から照射することによって行うことができる。このとき、エキシマレーザ光１２のエネルギー密度は、たとえば約５００ｍＪ／ｃｍ2〜８０００ｍＪ／ｃｍ2とすることができる。
【００３９】
ここで、エキシマレーザ光１２は、たとえば図１０の模式的平面図に示すように、エキシマレーザ光１２の照射領域１２ａの外周が溝１２０の内側に含まれるように照射されることが好ましい。この場合には、エキシマレーザ光１２の照射により半導体バッファ層１０２が蒸散することによって発生したガス（たとえば、半導体バッファ層１０２が窒化物半導体からなる場合には窒素ガス）を溝１２０を通して外部に放出することができる。この場合には、当該ガスの圧力によって、半導体発光素子部１１５に損傷が発生するのを抑制することができるため、実施形態の半導体発光素子の性能および信頼性を向上することができる。
【００４０】
エキシマレーザ光１２の照射は、たとえば図１１の模式的平面図に示すように、エキシマレーザ光１２の１ショット当たりの照射領域１２ａの一部が隣接するように矢印の方向に移動して繰り返し照射されることが好ましく、たとえば図１２の模式的平面図に示すように、エキシマレーザ光１２の１ショット当たりの照射領域１２ａを矢印１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの方向に移動させながらエキシマレーザ光１２を照射（ステップアンドリピート法）することが好ましく、照射領域１２ａの一辺の長さＷ１と、照射領域１２ａの成長用基板１０１の周縁からのはみ出し幅Ｗ２とが（（Ｗ１）／５）≦Ｗ２≦（（Ｗ１）／２）の関係を満たすようにステップアンドリピート法によりエキシマレーザ光１２を照射することがより好ましい。この場合にも、エキシマレーザ光１２の照射領域１２ａと成長用基板１０１との重複領域の端部においては、半導体バッファ層１０２および成長用基板１０１の一端が開放されているため、熱分解により発生する窒素ガスなどのガスを効果的に外部に逃がすことができる。なお、エキシマレーザ光１２の１ショット当たりの照射領域１２ａの一部が重複するように照射することもできる。
【００４１】
以上のように、成長用基板１０１の全面にエキシマレーザ光１２を照射するＬＬＯ法によって、図１３の模式的断面図に示すように、成長用基板１０１を剥離することができる。
【００４２】
［高温フッ酸処理工程］
次に、上記のＬＬＯ法による成長用基板１０１の剥離によって露出した半導体バッファ層１０２の表面を４０℃以上のフッ酸と接触させる。これにより、半導体バッファ層１０２がＡｌＮから形成される場合には、ＬＬＯ法による成長用基板１０１の剥離後に半導体バッファ層１０２の表面に残留したＡｌを含む残留物を除去することができる。
【００４３】
図１４に、ＬＬＯ法による成長用基板１０１の剥離工程直後のＡｌＮからなる半導体バッファ層１０２の表面の光学顕微鏡による観察写真を示す。図１４に示すように、ＡｌＮからなる半導体バッファ層１０２の表面全体には、Ａｌを含む残留物が付着しており、ＡｌＮからなる半導体バッファ層１０２ではないモフォロジーを観察することができる。
【００４４】
図１５に、ＬＬＯ法による成長用基板１０１の剥離工程後に、６０℃のフッ酸に１５分間浸漬させた後のＡｌＮからなる半導体バッファ層１０２の表面の光学顕微鏡による観察写真を示す。図１５に示すように、フッ酸との接触後のＡｌＮからなる半導体バッファ層１０２の表面には、ＡｌＮ特有のモフォロジーが見えており、図１４で確認されたようなＡｌを含む残留物が除去されている。
【００４５】
以上のように、フッ酸処理を行うことによって、ＬＬＯ法により成長用基板１０１を剥離した後のＡｌxＧａ1-xＮ（０＜ｘ≦１）からなる半導体バッファ層１０２の表面に特有に発生するＡｌを含む残留物を除去することができる。これにより、後述するエッチング工程において、当該Ａｌを含む残留物がエッチングマスクとなって、エッチング後のｎ側パッド電極１１６の形成面にピラー形状の突起物が発生するのを抑制することができるため、ｎ側パッド電極１１６の形成不良の発生を抑制することができる。
【００４６】
［溝の掘り込み工程］
次に、図１６および図１７の模式的断面図に示すように、溝１２０を掘り込むことによって溝１２０の深さをさらに深くする。溝１２０の掘り込みは、たとえば以下のようにして行うことができる。まず、図１６に示すように、半導体発光素子部１１５の半導体バッファ層１０２の表面上にレジストマスク１３１を形成する。次に、図１７に示すように、レジストマスク１３１をマスクとして、ｐ側電極１０８の表面が露出するまで、レジストマスク１３１が設置されていない溝１２０の下方の半導体発光素子部１１５の部分をエッチングする。これにより、溝１２０の深さをさらに深くすることができる。
【００４７】
［絶縁保護膜の形成工程］
次に、図１８の模式的断面図に示すように、上記のエッチング工程後の半導体発光素子部１１５の表面の全面を覆うように絶縁保護膜１１２を形成する。絶縁保護膜１１２は、たとえば、スパッタ法により形成することができる。
【００４８】
絶縁保護膜１１２としては、たとえば、ＳｉＯ2等の酸化物膜またはＡｌＮ等の窒化物膜を用いることができる。ただし、上記の高温フッ酸処理工程を絶縁保護膜の形成工程の後に行う場合には、絶縁保護膜１１２としては、ＡｌＮ膜を用いることが好ましい。絶縁保護膜１１２としてＡｌＮ膜を用いた場合には、後述の高温フッ酸処理工程における耐性が高いため、高温フッ酸処理工程において保護膜として用いることができる。
【００４９】
また、絶縁保護膜１１２としては、活性層１０５の屈折率と空気の屈折率との間の屈折率を有する材質を用いることが好ましい。この場合には、活性層１０５から放出された光の活性層１０５と絶縁保護膜１１２との界面における全反射および絶縁保護膜１１２と空気との界面における全反射を抑制することができるため、活性層１０５からの光を外部に高効率で取り出すことができる。たとえば、活性層１０５にＡｌＧａＮ膜を用いた場合には、絶縁保護膜１１２にＡｌＮ膜を用いることが好ましい。ＡｌＮの屈折率は、ＡｌＧａＮの屈折率よりも小さく、空気の屈折率（１．０）よりも大きいためである。また、絶縁保護膜１１２にＡｌＮ膜を用いた場合には、絶縁保護膜１１２は、ＡｌＧａＮ膜からなる活性層１０５から放出される光に対して透光性を有するため、絶縁保護膜１１２における光の吸収が抑えられ、活性層１０５からの光の取り出し効率を高めることができる。また、ＡｌＮ膜に代えて、ＳｉＮ膜またはＴｉＮ膜を絶縁保護膜１１２として用いた場合でも、ＡｌＮ膜と同様の効果を得ることができる。
【００５０】
次に、図１９の模式的断面図に示すように、絶縁保護膜１１２を一部除去する。これにより、絶縁保護膜１１２が、半導体発光素子部１１５の側面を覆うとともに、ｐ側電極１０８の露出部を覆うことになる。なお、絶縁保護膜１１２がＡｌＮ膜からなる場合には、リン酸などを用いて絶縁保護膜１１２の一部を除去することができる。また、絶縁保護膜１１２が半導体発光素子部１１５の側面を覆っていれば、ｐ側電極１０８を覆っていなくてもよい。
【００５１】
［開口部の形成工程］
次に、図２０の模式的断面図に示すように、半導体発光素子部１１５の上部に開口部１１４を形成する。開口部１１４の形成は、たとえば、半導体発光素子部１１５の上部に位置する半導体バッファ層１０２および半導体下地層１０３をそれぞれ厚さ方向に部分的にエッチングしてｎ型半導体層１０４の表面の一部を露出することによって行うことができる。
【００５２】
半導体バッファ層１０２および半導体下地層１０３のエッチングは、たとえば、塩素ガスを用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などのドライエッチングによって行われることが好ましい。本実施形態においては、図２０に示すように、接合部１１０が絶縁保護膜１１２で保護された状態でドライエッチングを行うことができることから、当該ドライエッチングによって接合部１１０がエッチングされて飛散し、半導体発光素子部１１５に付着するのを抑制することができる。
【００５３】
［ｎ側パッド電極の形成工程］
次に、図２１の模式的断面図に示すように、半導体バッファ層１０２の上面上の絶縁保護膜１１２、開口部１１４の内周面の一部、および開口部１１４において露出しているｎ型半導体層１０４の表面を被覆するようにｎ側パッド電極１１６を形成することができる。ｎ側パッド電極１１６は、たとえば、フォトリソグラフィーによって任意のパターンのレジスト（図示せず）を形成した後に所定の金属層を形成し、その後、リフトオフを行うことによって、図２１に示すような任意のパターンに形成することができる。
【００５４】
ｎ側パッド電極１１６は、たとえば、厚さ２５ｎｍのＴｉ層と厚さ２００ｎｍのＡｌ層とをＥＢ蒸着法で順次積層することによって形成することができる。なお、ＥＢ蒸着法以外にもスパッタ法などを用いてｎ側パッド電極１１６を形成することもできる。
【００５５】
また、ｎ側パッド電極１１６のうち、保護膜１１２上の部分のみ局所的にｎ側パッド電極１１６の厚さを厚くすることができる。このような構成とすることによって、ｎ側パッド電極１１６の厚さを局所的に厚くした部分のみに金属ワイヤーを設置しやすくすることができる。
【００５６】
［封止材の充填工程］
次に、図２２の模式的断面図に示すように、開口部１１４の内部に封止材１１７を充填する。ここで、封止材１１７としては、活性層１０５から放射された光を透過するものであれば特に限定されないが、屈折率が２．２以下である封止材を充填することが好ましい。この場合には、封止材１１７が、半導体発光素子部１１５と外部の空気との間の屈折率を有することから、半導体発光素子部１１５の活性層１０５から放射された光が、半導体発光素子部１１５から空気といった屈折率の急激な変化によって反射するのを抑制することができるため、半導体発光素子の光取り出し効率を高くすることができる。なお、たとえば、封止材１１７としてスピンオングラス（ＳＯＧ）材料を使用する場合には、封止材１１７は、スピンコートによるＳＯＧ材料の塗布および焼結によって形成することができる。封止材１１７の屈折率は、たとえば、屈折率が既知の基板上に封止材１１７を塗布し、屈折率測定系で屈折率測定を行うことにより求めることができる。
【００５７】
封止材１１７の厚さは、１５μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以下であることがより好ましい。封止材１１７の厚さが１５μｍ以下である場合、特に１０μｍ以下である場合には、封止材１１７を多量に用いる必要がないため、封止材１１７の設置コストを低減することができる。また、封止材１１７の厚さは、１μｍ以上であることが好ましい。封止材１１７の厚さが１μｍ以上である場合には、ｎ側電極パッド１１６に金属ワイヤーを形成する際に半導体発光素子部に損傷が生じるおそれがある。
【００５８】
また、封止材１１７の上面の高さと、絶縁保護膜１１２の上面の高さとは揃っていることが好ましい。
【００５９】
また、封止材１１７における活性層１０５から放射された光の透過率が７５％以上であることが好ましい。この場合には、半導体発光素子の光取り出し効率をさらに向上することができる。封止材１１７の透過率は、たとえば、石英基板上に封止材１１７を塗布し、透過率測定系で透過率測定を行うことにより求めることができる。
【００６０】
また、封止材１１７は、珪素と酸素とを含むことが好ましい。この場合には、紫外領域を含む広い波長範囲の光に対する封止材１１７の透過率を高くすることができる。また、封止材１１７が、主成分としてＳｉＯ2を含む場合には、スピンコートと焼結とにより封止材１１７を形成することが好ましい。これにより、封止材１１７を開口部１１４に形成する場合には、封止材１１７と開口部１１４との差異を視覚的に認識することができるため、選択的に封止材１１７を流し込んで硬化させることにより容易に封止材１１７を形成することができ、スループットが向上する。すなわち、開口部１１４に封止材１１７を選択的に充填することが可能となる。
【００６１】
また、封止材１１７は、主成分（全体の５０質量％以上を占める成分）としてシリコーンを含むことが好ましい。この場合には、広い波長範囲の光に対する封止材１１７の透過率を高くすることができる。また、この場合には、封止材１１７と開口部１１４との差異を視覚的に認識することができるため、選択的に封止材１１７を流し込んで硬化させることにより容易に封止材１１７を形成することができ、スループットが向上する。すなわち、開口部１１４に封止材１１７を選択的に充填することが可能となる。
【００６２】
［素子分離工程］
次に、複数の半導体発光素子に分離することによって、図１に示す実施形態の半導体発光素子を作製する。半導体発光素子の分離は、たとえば、溝１２０に沿って、絶縁保護膜１１２、接合層１１０および基板１１を切断することにより行うことができる。絶縁保護膜１１２、接合層１１０および基板１１の切断は、たとえば、ダイヤモンドスクライブ、レーザスクライブ、ブレードダイシング、ブレードブレイク若しくはローラーブレイクの１種またはこれらの２種以上を組み合わせて行うことができる。
【００６３】
なお、実施形態の半導体発光素子の直上から直下に見下ろしたときの形状は、１辺が３００μｍ以上の正方形であることが好ましく、１辺が５００μｍ以上の正方形であることがより好ましく、１辺が８００μｍ以上の正方形であることがさらに好ましい。
【００６４】
＜作用効果＞
実施形態の半導体発光素子は、ｎ側パッド電極１１６が絶縁保護膜１１２上に形成されていることから、ｎ側パッド電極１１６に金属ワイヤーを形成する際の圧力が半導体発光素子部１１５に直接に加わらず、絶縁保護膜１１２で緩和することができることから、半導体発光素子部１１５の損傷を抑制することができる。
【００６５】
また、実施形態の半導体発光素子においては、絶縁保護膜１１２が、半導体発光素子部１１５の側面および半導体発光素子部１１５の開口部１１４以外の上面を被覆しており、封止材１１７が開口部１１４から露出している半導体発光素子部１１５の表面を被覆している。そのため、絶縁保護膜１１２および封止材１１７によって、半導体発光素子部１１５を物理的に保護することができることから、半導体発光素子部１１５の損傷を抑制することができる。特に、封止材１１７として、特許文献１に記載のガラス封止部のような加熱プレスなどの加圧が要求されない材料を用いた場合には、封止材１１７の形成時における半導体発光素子部１１５への損傷も抑制することができるため、この観点からも半導体発光素子部１１５の損傷を抑制することができる。
【００６６】
さらに、封止材１１７として、半導体発光素子部１１５と外部の空気との間の屈折率を有するとともに、活性層１０５から放射された光を透過させる材料を用いた場合には、屈折率を段階的に減少させて光を外部に取り出すことができる。そのため、半導体発光素子の光取り出し効率が向上するため、半導体発光素子の性能を向上させることができる。
【００６７】
なお、上記において、ｎ型とｐ型とを入れ替えても同様の効果が発現することは言うまでもない。
【実施例】
【００６８】
＜実施例１＞
まず、図４に示すように、市販されている厚さ３５０μｍの両面研磨を施したサファイアからなる成長用基板１０１上に、厚さ約５μｍのノンドープＡｌＮからなる半導体バッファ層１０２、厚さ約１μｍのノンドープｎ型Ａｌ0.6Ｇａ0.4Ｎからなる半導体下地層１０３、厚さ約２μｍのＳｉドープｎ型Ａｌ0.6Ｇａ0.4Ｎからなるｎ型半導体層１０４、ノンドープＡｌ0.4Ｇａ0.6Ｎ量子井戸層とノンドープＡｌ0.6Ｇａ0.4Ｎ障壁層とが交互に５ペア積層されてなる活性層１０５、厚さ約１５ｎｍのＭｇドープｐ型Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ｎキャリアバリア層（図示せず）、厚さ約１０ｎｍのＭｇドープｐ型Ａｌ0.6Ｇａ0.4Ｎからなる第２のｐ型半導体層１０６、および厚さ約２０ｎｍのＭｇドープｐ型ＧａＮからなる第１のｐ型半導体層１０７がこの順序でＭＯＣＶＤ法により積層して、半導体発光素子部１１５を形成した。
【００６９】
次に、成長用基板１０１上に半導体発光素子部１１５を形成した半導体ウェハを酸素雰囲気下で８００℃で１０分程度熱処理した。これにより、ｐ型窒化物半導体層（Ｍｇドープｐ型Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ｎキャリアバリア層、第２のｐ型半導体層１０６および第１のｐ型半導体層１０７）中のｐ型ドーパントであるＭｇを活性化させて、ｐ型の半導体としての機能を発現させた。
【００７０】
次に、レーザスクライブ法を用いて、半導体ウェハから、一辺が８ｍｍの正方形状にチップを切り出した。また、一辺が１５ｍｍの正方形状の表面を有し、厚さ１．０ｍｍのタングステン板からなる基板１１の表面の有機洗浄を行なった。
【００７１】
次に、上記のようにして作製したチップおよびタングステン板からなる基板１１を窒素雰囲気中に１２０℃程度の温度で保持して、１０分程度のベーキングを行なった。
【００７２】
次に、図５に示すように、ＥＢ蒸着装置により、上記のベーキング後のチップの第１のｐ型半導体層１０７の表面上に、Ｎｉ膜を厚さ２０ｎｍで、Ａｕ膜を厚さ５０ｎｍで蒸着することによって、ｐ側電極１０８を形成した。そして、ｐ側電極１０８の形成後のチップを５００℃の窒素雰囲気で、１０分程度放置することによって、電極アロイを実施した。
【００７３】
次に、図６に示すように、厚さ１００μｍ程度の熱硬化型の導電性接着剤からなる接合部１１０とｐ側電極１０８とを接合することによって、タングステン板からなる基板１１と半導体発光素子部１１５とを接合した。ｐ側電極１０８と基板１１とを接合する際、導電性接着剤からなる接合部１１０のはみ出しの無いように貼り付けを行なった。
【００７４】
次に、成長用基板１０１の半導体発光素子部１１５の設置側の面とは反対側の裏面を研削することによって、成長用基板１０１を５０μｍ程度の厚さまで薄くした。その後、成長用基板１０１の裏面の研削により生じたスクラッチ傷を除去して研磨することによって研削後の荒れた成長用基板１０１の裏面の鏡面性を向上させた。
【００７５】
次に、図８に示すように、レーザスクライブ法により、成長用基板１０１および半導体バッファ層１０２の一部を除去することによって、幅２０μｍで、ピッチが８００μｍの溝１２０を形成した。
【００７６】
次に、図１０に示すように、エキシマレーザ光１２の照射領域１２ａの外周が溝１２０の内側に含まれるようにエキシマレーザ光を照射していくことによって、成長用基板１０１の裏面の全面にエキシマレーザ光を照射した。このとき、エキシマレーザ光の１回の照射当たりの照射領域１２ａの形状は、メタルマスクを用いて、一辺の長さＷ１が８００μｍの正方形に整形した形状であった。エキシマレーザ光の１回の照射当たりの照射エネルギー密度が１５００ｍＪ／ｃｍ2以上５０００ｍＪ／ｃｍ2以下の範囲である場合に、成長用基板１０１の剥離が確認された。
【００７７】
次に、チップを常温で６０℃に加熱したフッ酸に１０分程度浸漬させることによって、エキシマレーザ光の照射によってＡｌを含む残留物の除去を行った。
【００７８】
次に、図１６および図１７に示されるように、ＲＩＥによって溝１２０を掘り込んでｐ側電極１０８の表面を露出させた。次に、図１８に示すように、溝１２０を掘り込んだ後の半導体発光素子部１１５の表面の全面にＡｌＮ膜からなる絶縁保護膜１１２を形成した後に、リン酸によって絶縁保護膜１１２の一部を除去することによって、図１９に示すように、半導体バッファ層１０２の表面を露出させた。
【００７９】
次に、図２０に示すように、絶縁保護膜１１２をエッチングマスクとしたＲＩＥによって、半導体バッファ層１０２および半導体下地層１０３を除去し、ｎ型半導体層１０４の表面を露出させることによって、開口部１１４を形成した。
【００８０】
次に、図２１に示すように、フォトリソグラフィーによって任意のパターンのレジスト（図示せず）を形成した後、ｎ側パッド電極１１６を形成した。その後、リフトオフを行うことによって、図２１に示されるような形状にｎ側パッド電極１１６を形成した。ｎ側パッド電極１１６は、厚さ２５ｎｍ程度のＴｉ膜と、厚さ２００ｎｍ程度のＡｌ膜とをこの順序でＥＢ蒸着装置で順次積層することによって形成した。
【００８１】
次に、開口部１１４にシリコーンを主成分とする封止材１１７を、開口部１１４へ流し込み、２００℃程度で硬化させた。これにより、実施例１の半導体発光素子を作製した。
【００８２】
以上のようにして作製された実施例１の半導体発光素子の封止材１１７の波長２７０ｎｍ付近の光の透過率は８５％程度であった。なお、半導体発光素子の光出力を向上させる観点からは、封止材１１７の波長２７０ｎｍ付近の光の透過率は、７５％以上であることが好ましい。このような封止材１１７を開口部１１４に充填することによって、封止材１１７が存在しない場合と比べて、半導体発光素子の光出力を増大することができる。
【００８３】
＜実施例２＞
実施例２の半導体発光素子は、半導体発光素子部１１５の構成を変更したこと以外は実施例１と同様にして説明した。
【００８４】
すなわち、厚さ３５０μｍの両面研磨を施したサファイアからなる成長用基板１０１上に、厚さ約０．３μｍのノンドープＡｌＮからなる半導体バッファ層１０２、厚さ約３μｍのノンドープＧａＮからなる半導体下地層１０３、厚さ約２μｍのＳｉドープＧａＮからなるｎ型半導体層１０４、約１．５ｎｍのノンドープＧａＮ層と約１．５ｎｍのノンドープＩｎ0.03Ｇａ0.97Ｎ層とが交互に積層された超格子構造を有する厚さ約０．６μｍの超格子バッファ層（図示せず）、約３．５ｎｍのノンドープＩｎ0.4Ｇａ0.6Ｎ量子井戸層と約１５ｎｍのノンドープＧａＮ障壁層とが交互に６ペア積層されてなる活性層１０５、厚さ約１５ｎｍのｐ型ＡｌＧａＮキャリアバリア層（図示せず）、厚さ約８０ｎｍのＭｇドープｐ型ＧａＮからなる第２のｐ型半導体層１０６、および厚さ約２０ｎｍのＭｇドープｐ型ＧａＮからなる第１のｐ型半導体層１０７をこの順序でＭＯＣＶＤ法により積層して、半導体発光素子部１１５を形成した。
【００８５】
上記のようにして作製された実施例２の半導体発光素子は、実施例１の半導体発光素子と同様の効果が得られる。
【００８６】
＜実施例３＞
開口部１１４に封止材１１７を充填する前に光取出しのためのＡｌＮ膜を形成したこと以外は実施例１と同様にして実施例３の半導体発光素子を作製した。実施例３の半導体発光素子においては、実施例１の半導体発光素子と比較して、半導体発光素子部１１５から外部に取り出される光が通過する層の屈折率の変化がさらに多段となるため、光取り出し効率を向上することができた。
【００８７】
また、ＡｌＮ膜に代えて、ＡｌＮ膜よりも屈折率が低いＭｇＯ膜を形成した場合には、光取り出し効率を向上することができる。なお、開口部１１４に、封止材１１７の前に形成される膜としては、ｎ型Ａｌ0.6Ｇａ0.4Ｎからなるｎ型半導体層１０４よりも屈折率が小さく、封止材１１７よりも屈折率が大きい材料を用いることが好ましい。
【００８８】
＜実施例４＞
ｎ側パッド電極１１６に配線用の金属ワイヤーを形成したこと以外は実施例１と同様にして実施例４の半導体発光素子を作製した。配線用の金属ワイヤーを半導体発光素子部１１５に直接形成する場合と比べて、半導体発光素子部１１５が損傷するのを抑制することができるため、歩留まりを向上させることができた。
【００８９】
＜実施例５＞
開口部１１４に充填する封止材１１７をＳｉＯ2を主成分とする材料としたこと以外は実施例１と同様にして実施例５の半導体発光素子を作製した。このような封止材１１７としては、たとえばＳＯＧなどはスピンコートにより塗布して５００℃程度で硬化させたものを用いた。
【００９０】
以上のようにして作製された実施例５の半導体発光素子の封止材１１７の波長２７０ｎｍ付近の光の透過率は９０％程度であった。実施例５の封止材１１７を開口部１１４に充填することによって、開口部１１４に封止材１１７が存在しない場合と比べて、実施例５の半導体発光素子の光取出し効率を向上することができた。なお、実施例４においては、スピンコートにより開口部１１４に平坦な封止材１１７を容易に形成することができた。また、封止材１１７として、ガラス系の封止材を用いる場合には、硬化温度が比較的高温であるため、接合部１１０にはＡｇ系の接合部を用いることが好ましい。また、封止材１１７の上面と絶縁保護膜１１２の上面とは高さが揃っていることが好ましい。
【００９１】
＜実施例６＞
実施例１の半導体発光素子をさらに樹脂またはガラスによって加圧して封止することによって実施例６の半導体発光素子を作製した。実施例１の半導体発光素子の半導体発光素子部１１５は絶縁保護１１２および封止材１１７で保護されているため、後工程での加圧プロセスに耐え得ることができる。これにより、砲弾型のガラスまたは樹脂形状によって発光分布を制御することが可能となった。
【００９２】
［付記］
（１）ここで開示された実施形態は、基板と、基板上の接合部と、接合部上のコンタクト電極と、コンタクト電極上の半導体発光素子部と、半導体発光素子部上の絶縁保護膜と、絶縁保護膜上のパッド電極とを備え、半導体発光素子部は、基板側から、第１導電型半導体層と、活性層と、第２導電型半導体層とを含んでおり、半導体発光素子部には、第２導電型半導体層の一部を露出するように開口部が形成されており、絶縁保護膜は、少なくとも、半導体発光素子部の側面および半導体発光素子部の開口部以外の上面を被覆しており、パッド電極は、絶縁保護膜上から開口部における第２導電型半導体層上まで延在しており、開口部のパッド電極上に封止材が設けられている半導体発光素子である。このような構成とすることにより、ｎ側パッド電極の下方の絶縁保護膜によって、ｎ側パッド電極に金属ワイヤーを形成する際の衝撃を緩和することができるため、半導体発光素子部の損傷を抑制することができる。また、絶縁保護膜および封止材によって半導体発光素子部を保護することができるため、半導体発光素子部の損傷を抑制することができる。封止材が半導体発光素子部と外部の空気との間の屈折率を有する場合には、屈折率を段階的に減少させて光を外部に取り出すことができるため、半導体発光素子の光取り出し効率を向上させることができる。
【００９３】
たとえば、一般的な横型デバイス構造の半導体発光素子においては、活性層から放射された光は、半導体発光素子部および成長用基板を通して外部へ取り出される。そして、封止に樹脂が用いられている場合には、成長用基板からさらに樹脂を通じて光が外部に取り出される。すなわち、屈折率を段階的に減少させる構造となっている。
【００９４】
一方、縦型デバイス構造の半導体発光素子においては、成長用基板が剥離されているため、何の処理も施さなければ、半導体発光素子部から直接外部に光が放出される。横型デバイス構造の半導体発光素子と、縦型デバイス構造の半導体発光素子とを単純に比較した場合には、半導体発光素子部と外部の空気との間の屈折率変化が大きいために、これらの界面での光の反射による光取出し効率の低下が課題となっている。
【００９５】
封止材として、半導体発光素子部と外部の空気との間の屈折率を有する材料を用いた場合には、半導体発光素子部から外部の空気までの屈折率変化をより段階的に行うことが可能となるため、半導体発光素子部内に光が留まるのを押さえ、効率的に外部に光を取り出すことが可能となる。また、封止材が、半導体発光素子部を被覆することによって、ベアチップよりも、信頼性を高くすることができる。
【００９６】
（２）ここで開示された実施形態においては、封止材の屈折率が２．２以下であることが好ましい。この場合には、封止材が、半導体発光素子部と外部の空気との間の屈折率を有することから、半導体発光素子部の活性層から放射された光が、半導体発光素子部から空気といった屈折率の急激な変化によって反射するのを抑制することができるため半導体発光素子の光取り出し効率を高くすることができる。
【００９７】
（３）ここで開示された実施形態においては、封止材の厚さが１５μｍ以下であることが好ましい。封止材の厚さが１５μｍ以下である場合には、封止材を多量に用いる必要がないため、封止材の設置コストを低減することができる。
【００９８】
（４）ここで開示された実施形態においては、封止材における活性層から放射された光の透過率が７５％以上であることが好ましい。この場合には、半導体発光素子の光取り出し効率をさらに向上することができる。
【００９９】
（５）ここで開示された実施形態においては、封止材は、珪素と酸素とを含むことが好ましい。この場合には、紫外領域を含む広い波長範囲の光に対する封止材の透過率を高くすることができる。また、封止材が、主成分としてＳｉＯ2を含む場合には、スピンコートと焼結とにより封止材を形成することが好ましい。これにより封止材を開口部に形成する場合には、封止材と開口部との差異を視覚的に認識することができるため、選択的に封止材を流し込んで硬化させることにより容易に封止材を形成することができ、スループットが向上する。すなわち、開口部に封止材を選択的に充填することが可能となる。
【０１００】
（６）ここで開示された実施形態においては、封止材は、主成分としてシリコーンを含むことが好ましい。この場合には、広い波長範囲の光に対する封止材の透過率を高くすることができる。また、この場合には、封止材と開口部との差異を視覚的に認識することができるため、選択的に封止材を流し込んで硬化させることにより容易に封止材を形成することができ、スループットが向上する。すなわち、開口部に封止材を選択的に充填することが可能となる。
【０１０１】
（７）ここで開示された実施形態においては、接合部は、銀（Ａｇ）を含むことが好ましい。たとえば、主成分としてＳｉＯ2を含む封止材を形成する際のプロセスにおいて、たとえば２００℃以上のプロセスとなる場合であっても、耐熱性に優れているため、接合部の劣化を抑制することができる。また、接合部にＡｇを含む樹脂からなる導電性接着剤を用いた場合には、弾性率が小さく、熱プロセスの際、体積弾性率の高い固い物質と比べて、収縮する範囲があるため、半導体発光素子部への負荷を減らすことができる。Ａｇを含む樹脂からなる導電性接着剤におけるＡｇの含有量は、導電性接着剤全体の５０質量％以上であることが好ましい。また、Ａｇは、Ａｇナノ粒子などから形成されていてもよい。Ａｇナノ粒子は、低温で接合可能であり、また、放熱性および耐熱性に優れており、実施形態のプロセスに好適である。
【０１０２】
（８）ここで開示された実施形態においては、第１導電型半導体層、活性層および第２導電型半導体層は、それぞれ、窒化物半導体を含み、活性層から放射される光の波長は２１０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下であることが好ましい。活性層から放射される光が紫外領域の範囲である場合には、封止材として樹脂系材料を使用すると、活性層からの光により封止材が大幅に劣化し、長期信頼性が得られない場合がある。この構成は、特に紫外領域、さらに好ましくは、３００ｎｍ以下の深紫外領域で効果を発揮する。また、この波長帯は、活性層が、高いＡｌ組成のＡｌＧａＮ半導体から構成される。ＩｎＧａＮ系の活性層を有するよりも、高いＡｌ組成のＡｌＧａＮ半導体から構成される活性層の方が、衝撃に対する耐性が弱い傾向にある。そこで、本構成とすることで、縦型のデバイス構造を有する窒化物半導体発光素子において非常に有効な構成となる。
【０１０３】
以上のように本発明の実施形態および実施例について説明を行なったが、上述の各実施形態および各実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。
【０１０４】
今回開示された実施形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明は、窒化物半導体発光素子および窒化物半導体発光素子の製造方法に利用できる可能性がある。
【符号の説明】
【０１０６】
１２  エキシマレーザ光、１２ａ  照射領域、１０１  成長用基板、１０２  半導体バッファ層、１０３  半導体下地層、１０４  ｎ型半導体層、１０５  活性層、１０６  第２のｐ型半導体層、１０７  第１のｐ型半導体層、１０８  ｐ側電極、１０８ａ  側面、１１０  接合部、１１０ａ  表面、１１０ｂ  側面、１１０ｃ  最端部、１１１  基板、１１２  絶縁保護膜、１１４  開口部、１１５  半導体発光素子部、１１５ａ  側面、１１５ｂ  上面、１１６  ｎ側パッド電極、１１７  封止材、１２０  溝、２００  半導体ウェハ、２０１  チップ、２０２  保護膜。
【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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【図７】
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【図８】
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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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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