(57)【要約】      （修正有）【課題】光の散乱放射量を増加する窒化ガリウム系III-V族化合物半導体発光素子とその製造方法を提供する。【解決手段】サファイアまたは炭化珪素製基板上に緩衝層を形成した後、前記緩衝層上にｎ-ＧａＮ系のエピタキシャル沈殿層を成長する第１工程と、前記沈殿層の上にマルチ量子井戸活性層を形成する第２工程と、前記活性層の上にｐ-ＧａＮ系のエピタキシャル沈殿層を成長した後、一部のｎ-ＧａＮ層の表面と、一部のマルチ量子井戸活性層と、一部のｐ-ＧａＮ層とを取り除き、ｎ-ＧａＮ層が露出面を有する第３工程と、残ったｐ-ＧａＮ層上に、薄いＮｉ／Ａｕ層をメッキする第４工程と、前記Ｎｉ／Ａｕ層上に厚さが１μｍ以上のＺｎＯ系窓層をメッキし、且つ前記Ｎｉ／Ａｕ層をＺｎＯ系窓層とｐ-ＧａＮ層間のオーム接触層とする第５工程と、ＺｎＯ系窓層の露出面を表面処理をすることにより、露出面が荒くなり又はエンボシング模様を有する第６工程とを含む。【選択図】図３
2005197506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サファイアまたは炭化珪素を基板とし、前記基板の上面に緩衝層を形成した後、また、ｎ-ＧａＮ系のエピタキシャル沈殿層を成長する第１工程と、
前記ｎ-ＧａＮ系エピタキシャル沈殿層の上にマルチ量子井戸活性層を形成する第２工程と、
前記マルチ量子井戸活性層の上にｐ-ＧａＮ系のエピタキシャル沈殿層を成長した後、エッチング法により、一部のｎ-ＧａＮ層の表面と、一部のマルチ量子井戸活性層と、一部のｐ-ＧａＮ層とを取り除くことによって、ｎ-ＧａＮ層に露出面を形成させる第３工程と、
エッチングした後に残ったｐ-ＧａＮ層の上に、極めて薄いＮｉ／Ａｕ層をメッキする第４工程と、
前記Ｎｉ／Ａｕ層の表面に厚さが１μｍ以上のＺｎＯ系窓層をメッキし、且つ前記Ｎｉ／Ａｕ層を前記ＺｎＯ系窓層と前記ｐ-ＧａＮ層の間のオーム接触層とする第５工程と、
ｎ-ＧａＮ層の露出面の上にｎタイプ金属電極を設置し、ＺｎＯ系窓層の上にｐタイプ金属電極を設置し、且つＺｎＯ系窓層の露出面に表面処理を実施することにより、ＺｎＯ系窓層の露出面が荒くなり又はエンボシング模様を有する第６工程とを含み、
これにより、発光ダイオードによる発光デバイスが形成されたことを特徴とする窒化ガリウム基III-V族化合物半導体発光ダイオードの製造方法。
【請求項２】
サファイアまたは炭化珪素を基板とし、前記基板の上面に緩衝層を形成した後、また、ｎ-ＧａＮ系のエピタキシャル沈殿層を成長する第１工程と、
前記ｎ-ＧａＮ系エピタキシャル沈殿層の上にマルチ量子井戸活性層を形成する第２工程と、
前記マルチ量子井戸活性層の上にｐ-ＧａＮ系のエピタキシャル沈殿層を成長した後、エッチング法により、一部のｎ-ＧａＮ層の表面と、一部のマルチ量子井戸活性層と、一部のｐ-ＧａＮ層とを取り除くことによって、ｎ-ＧａＮ層に露出面を形成させる第３工程と、
エッチングした後に残ったｐ-ＧａＮ層の上に、極めて薄いＮｉ／Ａｕ層をメッキする第４工程と、
前記Ｎｉ／Ａｕ層の表面に厚さが１μｍ以上のＩｎｘＺｎ1-ｘＯ系窓層をメッキし、且つ前記Ｎｉ／Ａｕ層を前記ＩｎｘＺｎ1-ｘＯ系窓層と前記ｐ-ＧａＮ層の間のオーム接触層とする第５Ａ工程と、
ｎ-ＧａＮ層の露出面の上にｎタイプ金属電極を設置し、ＩｎｘＺｎ1-ｘＯ系窓層の上に一ｐタイプ金属電極を設置し、且つＩｎｘＺｎ1-ｘＯ系窓層の露出面に表面処理を実施することにより、ＩｎｘＺｎ1-ｘＯ系窓層の露出面が荒くなり又はエンボシング模様を有する第６Ａ工程とを含み、
これにより、発光ダイオードによる発光デバイスが形成されたことを特徴とする窒化ガリウム基III-V族化合物半導体発光ダイオードの製造方法。
【請求項３】
サファイアまたは炭化珪素（ＳｉＣ）を基板とし、前記基板の上面に緩衝層を形成した後、また、ｎ-ＧａＮ系のエピタキシャル沈殿層を成長する第１工程と、
前記ｎ-ＧａＮ系エピタキシャル沈殿層の上にマルチ量子井戸活性層を形成する第２工程と、
前記マルチ量子井戸活性層の上にｐ-ＧａＮ系のエピタキシャル沈殿層を成長した後、エッチング法により、一部のｎ-ＧａＮ層の表面と、一部のマルチ量子井戸活性層と、一部のｐ-ＧａＮ層とを取り除くことによって、ｎ-ＧａＮ層が一露出面を有する第３工程と、
エッチングした後に残ったｐ-ＧａＮ層の上に、極めて薄いＮｉ／Ａｕ層をメッキする第４工程と、
前記Ｎｉ／Ａｕ層の表面に厚さが１μｍ以上のＳｎｘＺｎ1-ｘＯ系窓層をメッキし、且つ前記Ｎｉ／Ａｕ層を前記ＳｎｘＺｎ1-ｘＯ系窓層と前記ｐ-ＧａＮ層の間のオーム接触層とする第５Ｂ工程と、
ｎ-ＧａＮ層の露出面の上にｎタイプ金属電極を設置し、ＳｎｘＺｎ1-ｘＯ系窓層の上にｐタイプ金属電極を設置し、且つＳｎｘＺｎ1-ｘＯ系窓層の露出面に表面処理を実施することにより、ＳｎｘＺｎ1-ｘＯ系窓層の露出面が荒くなり又はエンボシング模様を有する第６Ｂ工程とを含み、
これにより、発光ダイオードによる発光デバイスが形成されたことを特徴とする窒化ガリウム基III-V族化合物半導体発光ダイオードの製造方法。
【請求項４】
サファイアまたは炭化珪素を基板とし、前記基板の上面に緩衝層を形成した後、また、ｎ-ＧａＮ系のエピタキシャル沈殿層を成長する第１工程と、
前記ｎ-ＧａＮ系エピタキシャル沈殿層の上にマルチ量子井戸活性層を形成する第２工程と、
前記マルチ量子井戸活性層の上にｐ-ＧａＮ系のエピタキシャル沈殿層を成長した後、エッチング法により、一部のｎ-ＧａＮ層の表面と、一部のマルチ量子井戸活性層と、一部のｐ-ＧａＮ層とを取り除くことによって、ｎ-ＧａＮ層が露出面を有する第３工程と、
エッチングした後に残ったｐ-ＧａＮ層の上に、極めて薄いＮｉ／Ａｕ層をメッキする第４工程と、
前記Ｎｉ／Ａｕ層の表面に厚さが１μｍ以上のＩｎｘＳｎＹＺｎ1-ｘ-ＹＯ系窓層をメッキし、且つ前記Ｎｉ／Ａｕ層を前記ＩｎｘＳｎＹＺｎ1-ｘ-ＹＯ系窓層と前記ｐ-ＧａＮ層の間のオーム接触層とする第５Ｃ工程と、
ｎ-ＧａＮ層の露出面の上にｎタイプ金属電極を設置し、ＩｎｘＳｎＹＺｎ1-ｘ-ＹＯ系窓層の上にｐタイプ金属電極を設置し、且つＩｎｘＳｎＹＺｎ1-ｘ-ＹＯ系窓層の露出面に表面処理を実施することにより、ＩｎｘＳｎＹＺｎ1-ｘ-ＹＯ系窓層の露出面が荒くなり又はエンボシング模様を有する第６Ｃ工程とを含み、
これにより、発光ダイオードによる発光デバイスが形成されたことを特徴とする窒化ガリウム基III-V族化合物半導体発光ダイオードの製造方法。
【請求項５】
基板と、多層エピタキシャル構造と、Ｎｉ／Ａｕオーム接触層と、光取出層と、ｎタイプ金属電極と、ｐタイプ金属電極とから構成され、前記多層エピタキシャル構造は、緩衝層と、第１半導体層と、光発生層と、第２半導体層と、を含む窒化ガリウム基III-V族化合物半導体発光ダイオードであって、
前記基板は、サファイアまたは炭化珪素で作製され、
前記緩衝層は、基板の上面に形成されたＬＴ-ＧａＮ／ＨＴ-ＧａＮ緩衝層であり、ＬＴ-ＧａＮは先に基板で成長された低温緩衝層であり、ＨＴ-ＧａＮはＬＴ-ＧａＮの上に成長された高温緩衝層であり、
前記第１半導体層は、前記緩衝層の上に成長されたｎタイプＧａＮ基III-V族化合物半導体層であり、
前記光発生層は、前記第１半導体層の上に成長されたＧａＮ基III-V族化合物半導体層であり、または活性層と称し、ＧａＮのマルチ量子井戸でもよく、
前記第２半導体層は、前記光発生層の上に成長されたｐタイプＧａＮ基III-V族化合物半導体層であり、
前記Ｎｉ／Ａｕオーム接触層は、前記第２半導体層の表面に成長されたものであり、
前記光取出層は、前記Ｎｉ／Ａｕ層の上に成長され光が透過できる金属酸化層であり、ＺｎＯ材質から構成されてもよく、厚さは１μｍ以上であり、表面が荒くされ又はエンボシング模様を有し、且つ前記Ｎｉ／Ａｕ層を前記光取出層と前記第２半導体層の間のオーム接触層とし、
前記ｎタイプ金属電極は、前記第１半導体層の露出面に設置され、
前記ｐタイプ金属電極は前記光取出層の上に設置され、
これにより、後続のチップ加工と、設置と、ボンディングと、樹脂注入パッキングと、などの工程によって窒化ガリウム基の発光ダイオードが得られることを特徴とする窒化ガリウム基III-V族化合物半導体発光ダイオード。
【請求項６】
前記基板の厚さは３００〜４５０μｍ程度であり、前記ＬＴ-ＧａＮ緩衝層の厚さは３０〜５００Å程度であり、前記ＨＴ-ＧａＮ緩衝層の厚さは０．５〜６μｍ程度であり、前記第１半導体層の厚さは２〜６μｍ程度であり、前記第２半導体層は、ｐ-ＧａＮやｐ-ＩｎＧａＮやｐ-ＡｌＩｎＧａＮのエピタキシャル沈殿層でもよく、その厚さは０．２〜０．５μｍ程度であり、Ｎｉ／Ａｕオーム接触層の厚さは０．００５〜０．２μｍ程度であることを特徴とする請求項５に記載の窒化ガリウム基III-V族化合物半導体発光ダイオード。
【請求項７】
前記光発生層はＩｎＧａＮのマルチ量子井戸であることを特徴とする請求項５に記載の窒化ガリウム基III-V族化合物半導体発光ダイオード。
【請求項８】
前記光発生層はエピタキシャル層だけを含んでもよく、且つ前記エピタキシャル層はＡｌＧａＩｎＮ基III-V族化合物半導体から構成されたことを特徴とする請求項１３に記載の窒化ガリウム基III-V族化合物半導体発光ダイオード。
【請求項９】
前記光取出層は、ＩｎｘＺｎ1-ｘＯを材質として構成された金属酸化層でもよく、且つ０≦Ｘ≦１であることを特徴とする請求項５に記載の窒化ガリウム基III-V族化合物半導体発光ダイオード。
【請求項１０】
前記光取出層は、ＳｎｘＺｎ1-ｘＯを材質として構成された金属酸化層でもよく、且つ０≦Ｘ≦１であることを特徴とする請求項５に記載の窒化ガリウム基III-V族化合物半導体発光ダイオード。
【請求項１１】
前記光取出層は、ＩｎｘＳｎＹＺｎ1-ｘ-ＹＯを材質として構成された金属酸化層でもよく、且つ０≦Ｘ≦１であり、０≦Ｙ≦１であり、且つ０≦Ｘ＋Ｙ≦１であることを特徴とする請求項５に記載の窒化ガリウム基III-V族化合物半導体発光ダイオード。
【請求項１２】
前記光取出層は、１．５以上の屈折率を有する金属酸化層でもよいことを特徴とする請求項５に記載の窒化ガリウム基III-V族化合物半導体発光ダイオード。
【請求項１３】
前記光取出層は、ｎタイプ伝導又はｐタイプ伝導の金属酸化層でもよいことを特徴とする請求項５に記載の窒化ガリウム基III-V族化合物半導体発光ダイオード。
【請求項１４】
前記光取出層は、希土類元素がドーピングされた金属酸化層でもよいことを特徴とする請求項５に記載の窒化ガリウム基III-V族化合物半導体発光ダイオード。
【請求項１５】
前記光取出層は、より優れた可視光透過特性範囲を持つ金属酸化層でもよく、且つその範囲は４００〜７００ｎｍ程度であることを特徴とする請求項５に記載の窒化ガリウム基III-V族化合物半導体発光ダイオード。
【請求項１６】
前記エンボシング模様は円錐体から構成されてもよいことを特徴とする請求項５に記載の窒化ガリウム基III-V族化合物半導体発光ダイオード。
【請求項１７】
前記エンボシング模様は三角錐体から構成されてもよいことを特徴とする請求項５に記載の窒化ガリウム基III-V族化合物半導体発光ダイオード。
【請求項１８】
前記エンボシング模様は四角錐体から構成されてもよいことを特徴とする請求項５に記載の窒化ガリウム基III-V族化合物半導体発光ダイオード。
【請求項１９】
前記エンボシング模様は、どのような形状を持つ錐体から構成されてもよいことを特徴とする請求項５に記載の窒化ガリウム基III-V族化合物半導体発光ダイオード。
【請求項２０】
前記エンボシング模様は、多数の溝から構成され、且つ前記溝の配置は三角形を呈し、前記各溝は適当な距離で離間しており、それらに電流が流通できることを特徴とする請求項５に記載の窒化ガリウム基III-V族化合物半導体発光ダイオード。
【請求項２１】
前記エンボシング模様は、多数の溝から構成され、且つ前記溝の配置は矩形を呈し、前記各溝は適当な距離で離間しており、それらに電流が流通できることを特徴とする請求項５に記載の窒化ガリウム基III-V族化合物半導体発光ダイオード。
【請求項２２】
前記エンボシング模様は、多数の溝から構成され、且つ前記溝の配置は菱形を呈し、前記各溝は適当な距離で離間しており、それらに電流が流通できることを特徴とする請求項５に記載の窒化ガリウム基III-V族化合物半導体発光ダイオード。
【請求項２３】
前記エンボシング模様は、多数の溝から構成され、且つ前記溝の配置は多辺形を呈し、前記各溝は適当な距離で離間しており、それらに電流が流通できることを特徴とする請求項５に記載の窒化ガリウム基III-V族化合物半導体発光ダイオード。
【請求項２４】
前記エンボシング模様は、多数の溝から構成され、且つ前記溝の配置はどのような形状を呈してもよく、前記各溝は適当な距離で離間しており、それらに電流が流通できることを特徴とする請求項５に記載の窒化ガリウム基III-V族化合物半導体発光ダイオード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化ガリウム基III-V族化合物半導体発光ダイオードとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の窒化ガリウム基の発光デバイスは、Ｎｉ／Ａｕ構成をｐタイプ半導体層の表面での透明電極とすることにより、発光デバイスの発光効率を改善するが、このようなＮｉ／Ａｕ構成の自身は光透過特性が良くないため、Ｎｉ／Ａｕ構成の成型厚さは極めて薄く、具体的には、僅かに０．００５〜０．２μｍ程度であり、また、臨界角度θｃ原則によれば、透明電極は適当な厚さを有しないと、光りの散乱放射が難しくなるため、Ｎｉ／Ａｕ構成はその厚さの制限で、その光透過特性が理想的な状況になることはできない。
【０００３】
また、Ｎｉ／Ａｕ構成を透明電極とする従来の窒化ガリウム基発光デバイスは、上記構成の制限で、０．００５〜０．２μｍ程度の成型厚さの上に、表面処理を実施することによりサイドエッジを更に多くすることができないため、光の散乱放射率を向上することができない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、光が透過できる金属酸化層（例えば、ＺｎＯ）をＮｉ／Ａｕ層の上に形成し、前記金属酸化層を光取出層とし、且つ前記Ｎｉ／Ａｕ層を前記光取出層と多層エピタキシャル構造の間のオーム接触層とし、これにより、発光ダイオードによる発光デバイスが形成され、そして、前記光取出層の厚さは１μｍ以上であるため、前記光取出層に表面処理を実施することにより、もっと多くのサイドエッジを形成して光の散乱放射量を増加することができる窒化ガリウム基III-V族化合物半導体発光ダイオードとその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するためになされた本願の請求項１は、サファイアまたは炭化珪素（ＳｉＣ）を基板とし、前記基板の上面に緩衝層を形成した後、また、ｎ-ＧａＮ系のエピタキシャル沈殿層を成長する第１工程と、前記ｎ-ＧａＮ系エピタキシャル沈殿層の上にマルチ量子井戸（Multi-Quantum  Well）活性層を形成する第２工程と、前記マルチ量子井戸活性層の上にｐ-ＧａＮ系（p-GaN-based）のエピタキシャル沈殿層を成長した後、エッチング法により、一部のｎ-ＧａＮ層の表面と、一部のマルチ量子井戸活性層と、一部のｐ-ＧａＮ層と、を取り除くことによって、ｎ-ＧａＮ層が露出面を有する第３工程と、エッチングした後に残ったｐ-ＧａＮ層の上に、極めて薄いＮｉ／Ａｕ層をメッキする第４工程と、前記Ｎｉ／Ａｕ層の表面に厚さが１μｍ以上のＺｎＯ系窓層をメッキし、且つ前記Ｎｉ／Ａｕ層を前記ＺｎＯ系窓層と前記ｐ-ＧａＮ層の間のオーム接触層とする第５工程と、ｎ-ＧａＮ層の露出面の上にｎタイプ金属電極を設置し、ＺｎＯ系窓層の上にｐタイプ金属電極を設置し、且つＺｎＯ系窓層の露出面に表面処理を実施することにより、ＺｎＯ系窓層の露出面が荒くなり又はエンボシング模様を有する第６工程とを含み、これにより、発光ダイオードによる発光デバイスが形成された。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１から図３を参照する。
【実施例１】
【０００７】
本発明の実施例１は、光透過特性がより優れたＺｎＯ材料を利用し、エピタキシャル方式により、多層エピタキシャル構造の上に適当な厚さを有する金属酸化層を成長することによって、光取出層を形成する。また、図１から図２に示すのは、本発明の窒化ガリウム基III-V族化合物半導体発光ダイオードの製造方法であり、次の工程を含む。
【０００８】
サファイアまたは炭化珪素（ＳｉＣ）を基板１０とし、基板１０の上面１１に緩衝層を形成した後、また、ｎ-ＧａＮ系のエピタキシャル沈殿層２１を成長する第１工程と、
ｎ-ＧａＮ系エピタキシャル沈殿層２１の上にマルチ量子井戸活性層２３を形成する第２工程と、
マルチ量子井戸活性層２３の上にｐ-ＧａＮ系（p-GaN-basedであり、例えば、ｐ-ＧａＮやｐ-ＩｎＧａＮやｐ-ＡｌＩｎＧａＮ）のエピタキシャル沈殿層２５を成長した後、エッチング法により、一部のｎ-ＧａＮ層２１の表面と、一部のマルチ量子井戸活性層２３と、一部のｐ-ＧａＮ層２５とを取り除くことによって、ｎ-ＧａＮ層２１が一露出面２１ａを有する第３工程と、
エッチングした後に残ったｐ-ＧａＮ層２５の上に、極めて薄いＮｉ／  Ａｕ層２７をメッキする第４工程と、
Ｎｉ／Ａｕ層２７の表面に厚さが１μｍ以上のＺｎＯ系窓層３１をメッキし、且つＮｉ／Ａｕ層２７をＺｎＯ系窓層３１とｐ-ＧａＮ層２５の間のオーム接触層とする第５工程と、
ｎ-ＧａＮ層２１の露出面２１ａの上にｎタイプ金属電極４０を設置し、ＺｎＯ系窓層３１の上にｐタイプ金属電極５０を設置し、且つＺｎＯ系窓層３１の厚さは１μｍ以上であるため、ＺｎＯ系窓層３１の露出表面（すなわち、ＺｎＯ系窓層３１の表面にｐタイプ金属電極５０が設置されない部分）に表面処理を実施することにより、ＺｎＯ系窓層３１の露出面が荒くなり又はエンボシング模様を有する第６工程とを有する。
【０００９】
これにより、発光ダイオードによる発光デバイスが形成され、且つＺｎＯ系窓層３１は適当な厚さ及びもっと多くのサイドエッジを有するため、より優れた光取出層が形成し、内部で放射した光線の散乱放射率を向上することができる。
【００１０】
ここで説明したいのは、本発明の金属酸化層（ＺｎＯ）は、スパッタリング自己組織法により形成されても良いし、ＰＶＤ法により形成されても良いし、イオンプレーティング法により形成されても良いし、パルスドレーザ蒸着法により形成されても良いし、ＣＶＤ法により形成されても良いし、分子線エピタキシャル成長法により形成されても良い。
【００１１】
また、前記発光デバイスは、加工したチップをリードフレーム（図示せず）に設置した後、ボンディングして、樹脂を注入することによりパッキングすると、発光ダイオードが完成される。この作業は従来の技術と同様であるので、詳細に説明しない。
【００１２】
図３に示すのは本発明の構成である。基板１０と、多層エピタキシャル構造２０と、Ｎｉ／Ａｕオーム接触層２９と、光取出層３０と、ｎタイプ金属電極４０と、ｐタイプ金属電極５０と、から構成され、多層エピタキシャル構造２０は、緩衝層２２と、第１半導体層２４と、光発生層２６と、第２半導体層２８とを含む。
【００１３】
基板１０は、サファイアまたは炭化珪素（ＳｉＣ）で作製され、その厚さは３００〜４５０μｍ程度である。
【００１４】
緩衝層２２は、基板１０の上面１１に形成されたＬＴ-ＧａＮ／ＨＴ-ＧａＮ緩衝層であり、ＬＴ-ＧａＮは、先に基板１０で成長された低温緩衝層であり、その厚さは３０〜５００Å程度であり、なお、ＨＴ-ＧａＮは、ＬＴ-ＧａＮの上に成長された高温緩衝層であり、その厚さは０．５〜６μｍ程度である。
【００１５】
第１半導体層２４は、緩衝層２２の上に成長されたｎタイプＧａＮ基III-V族化合物半導体層であり、その厚さは２〜６μｍ程度であり、成長温度Ｔｇは約９８０〜１０８０℃である。
【００１６】
光発生層２６は、第１半導体層２４の上に成長されたＧａＮ基III-V族化合物半導体層であり、または活性層と称し、これは、ＧａＮのマルチ量子井戸でも良いし、ＩｎＧａＮのマルチ量子井戸でも良い。
【００１７】
第２半導体層２８は、光発生層２６の上に成長されたｐタイプＧａＮ基III-V族化合物半導体層であり、これは、例えばｐ-ＧａＮやｐ-ＩｎＧａＮやｐ-ＡｌＩｎＧａＮのエピタキシャル沈殿層でもよく、その厚さは０．２〜０．５μｍ程度であり、成長温度Ｔｇは約９５０〜１０００℃である。
【００１８】
Ｎｉ／Ａｕオーム接触層２９は、第２半導体層２８の表面に成長されたものであり、その厚さは０．００５〜０．２μｍ程度である。
【００１９】
光取出層３０は、Ｎｉ／Ａｕ層２９の上に成長され光が透過できる金属酸化層であり、ＺｎＯ材質から構成されてもよく、厚さは１μｍ以上であり、表面３０１が荒くされ又はエンボシング模様を有し、且つＮｉ／Ａｕ層２９を光取出層３０と第２半導体層２８の間のオーム接触層とする。
【００２０】
ｎタイプ金属電極４０は、第１半導体層２４の露出面２４ａに設置される。ｐタイプ金属電極５０は光取出層３０の上に設置される。
【００２１】
これにより、光取出層３０を有する発光デバイスが構成され、且つ活性ゾーンから発散した光線は、光取出層３０のサイドエッジと表面とを透過することが更にし易くなり、放射した光りの散乱放射量が多くになるので、発光デバイスの光取出率は向上にされた。
【００２２】
ここで説明したいのは、光発生層２６（すなわち、活性層）は、エピタキシャル層だけを含んでもよく、且つ前記エピタキシャル層がＡｌＧａＩｎＮ基III-V族化合物半導体層で構成されたものである。
【００２３】
また、光取出層３０は、ＩｎｘＺｎ1-ｘＯ又はＳｎｘＺｎ1-ｘＯ又はＩｎｘＳｎＹＺｎ1-ｘ-ＹＯなどを材質として形成された前記金属酸化層で構成されても良い。
【００２４】
また、光取出層３０は、１．５以上の屈折率を有する金属酸化層で構成されても良い。また、光取出層３０は、ｎタイプ伝導又はｐタイプ伝導の金属酸化層で構成されても良い。また、光取出層３０は、希土類元素がドーピングされた金属酸化層で構成されても良い。更には、光取出層３０は、より優れた可視光透過特性範囲（例えば、４００〜７００ｎｍ程度）を持つ金属酸化層で構成されても良い。
【００２５】
上記に述べたのは、全て本発明のデバイスの実施できる方式であり、本発明の中心思想から伸びたものであるため、これらの全ては本願の特許範囲内に含まれるべきである。
【００２６】
図６を参照する。具体的には、本発明の光取出層３０は、厚さを５０Å〜５０μｍ程度にすることができるため、薄膜を厚くに形成することができる。発光ダイオードのような発光デバイス内部の光りは、臨界角度θｃ以内の光りだけ外部に散乱放射することができるため、適当な厚さを持つ光取出層は発光デバイスの光取出率を向上することができる。図面に示すように、本発明の光取出層３０の厚さは少なくとも１μｍを有するので、活性ゾーンから発散した光線は、光取出層３０の表面３０１とサイドエッジ３０２とを更に透過し易くなり、光取出率が更に良くなった。
【００２７】
図５と図６を参照する。光取出層３０の表面をエンボシングしてエンボシング模様を形成してもよく、前記エンボシング模様によれば、光取出層３０ももっと多くのサイドエッジを形成して光の散乱放射量を増加することができる。図５に示すように、エンボシング模様３０３は、円錐体又は三角錐体を呈しても良い。また、図６に示すように、エンボシング模様３０５は、四角錐体などの形状を呈しても良い。そして、その他のどのような形状の錐体であっても、本発明のエンボシング模様の実施できる方案である。
【００２８】
図７と図８に示すのは、エンボシング模様のもう一つの実施例を示す概略図であって、前記エンボシング模様は、多数の溝３０７から構成され、且つ溝３０７の配置は三角形または矩形または菱形はまた多辺形を呈してもよく、各溝３０７は適当な距離で離間しており、それらに電流が流通できる。且つ溝３０７の配置する形状について、上記に挙げた形状の他のどのような配置でも本発明の実施できる方式である。
【実施例２】
【００２９】
図９と図１０に示すのは本発明の実施例２であり、これは、光透過性を持つＩｎｘＺｎ1-ｘＯに応用した実施例である。本実施例の製造プロセスは実施例１とほぼ同様であるが、第５工程は第５Ａ工程に変更し、第６工程は第６Ａ工程に変更した。
【００３０】
第５Ａ工程は、Ｎｉ／Ａｕ層２７の表面に厚さが１μｍ以上のＩｎｘＺｎ1-ｘＯ系窓層３２をメッキし、且つＮｉ／Ａｕ層２７をＩｎｘＺｎ1-ｘＯ系窓層３２とｐ-ＧａＮ層２５の間のオーム接触層とする。
【００３１】
第６Ａ工程は、ｎ-ＧａＮ層２１の露出面２１ａの上にｎタイプ金属電極４０を設置し、ＩｎｘＺｎ1-ｘＯ系窓層３２の上にｐタイプ金属電極５０を設置し、且つＩｎｘＺｎ1-ｘＯ系窓層３２の露出面（すなわち、ＩｎｘＺｎ1-ｘＯ系窓層３２の表面にｐタイプ金属電極５０が設置されない部分）に表面処理を実施することにより、ＩｎｘＺｎ1-ｘＯ系窓層３２の表面が荒くなり又はエンボシング模様を有する。上記に述べたのは、全て本発明のデバイスの実施できる方式であり、本発明の中心思想から伸びたものであるため、これらの全ては本願の特許範囲内に含まれるべきである。
【実施例３】
【００３２】
図１１と図１２に示すのは本発明の実施例３であり、これは、光透過性を持つＳｎｘＺｎ1-ｘＯに応用した実施例である。本実施例の製造プロセスは実施例１とほぼ同様であるが、第５工程は第５Ｂ工程に変更し、第６工程は第６Ｂ工程に変更した。
【００３３】
第５Ｂ工程は、Ｎｉ／Ａｕ層２７の表面に厚さが１μｍ以上のＳｎｘＺｎ1-ｘＯ系窓層３３をメッキし、且つＮｉ／Ａｕ層２７をＳｎｘＺｎ1-ｘＯ系窓層３３とｐ-ＧａＮ層２５の間のオーム接触層とする。
【００３４】
第６Ｂ工程は、ｎ-ＧａＮ層２１の露出面２１ａの上にｎタイプ金属電極４０を設置し、ＳｎｘＺｎ1-ｘＯ系窓層３３の上にｐタイプ金属電極５０を設置し、且つＳｎｘＺｎ1-ｘＯ系窓層３３の露出面（すなわち、ＳｎｘＺｎ1-ｘＯ系窓層３３の表面にｐタイプ金属電極５０が設置されない部分）に表面処理を実施することにより、ＳｎｘＺｎ1-ｘＯ系窓層３３の表面３３１が荒くなり又はエンボシング模様を有する。上記に述べたのは、全て本発明のデバイスの実施できる方式であり、本発明の中心思想から伸びたものであるため、これらの全ては本願の特許範囲内に含まれるべきである。
【実施例４】
【００３５】
図１１と図１２に示すのは本発明の実施例４であり、これは、光透過性を持つＩｎｘＳｎＹＺｎ1-ｘ-ＹＯに応用した実施例である。本実施例の製造プロセスは実施例１とほぼ同様であるが、第５工程は第５Ｃ工程に変更し、第６工程は第６Ｃ工程に変更した。
【００３６】
第５Ｃ工程は、Ｎｉ／Ａｕ層２７の表面に厚さが１μｍ以上のＩｎｘＳｎＹＺｎ1-ｘ-ＹＯ系窓層３４をメッキし、且つＮｉ／Ａｕ層２７をＩｎｘＳｎＹＺｎ1-ｘ-ＹＯ系窓層３４とｐ-ＧａＮ層２５の間のオーム接触層とする。
【００３７】
第６Ｃ工程は、ｎ-ＧａＮ層２１の露出面２１ａの上にｎタイプ金属電極４０を設置し、ＩｎｘＳｎＹＺｎ1-ｘ-ＹＯ系窓層３４の上にｐタイプ金属電極５０を設置し、且つＩｎｘＳｎＹＺｎ1-ｘ-ＹＯ系窓層３４の露出面（すなわち、ＩｎｘＳｎＹＺｎ1-ｘ-ＹＯ系窓層３４の表面にｐタイプ金属電極５０が設置されない部分）に表面処理を実施することにより、ＩｎｘＳｎＹＺｎ1-ｘ-ＹＯ系窓層３４の表面３４１が荒くなり又はエンボシング模様を有する。上記に述べたのは、全て本発明のデバイスの実施できる方式であり、本発明の中心思想から伸びたものであるため、これらの全ては本願の特許範囲内に含まれるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は次のような効果がある。
【００３９】
（イ）本発明は、光が透過できる金属酸化層（例えば、ＺｎＯ）をＮｉ／Ａｕ層の上に形成し、前記金属酸化層を光取出層とし、且つ前記Ｎｉ／Ａｕ層を前記光取出層と多層エピタキシャル構造の間のオーム接触層とし、これにより、発光ダイオードによる発光デバイスが形成され、そして、前記光取出層の厚さは１μｍ以上であるため、前記光取出層に表面処理を実施することにより、もっと多くのサイドエッジを形成して光の散乱放射量を増加することができる。
【００４０】
（ロ）本発明の光取出層は、表面が荒くなり又はエンボシング模様を有してもよく、且つ前記エンボシング模様は、円錐体でも良いし、三角錐体でも良いし、四角錐体でも良いし、その他のどのような形状を呈する錐体でも良い。
【００４１】
（ハ）前記光取出層のエンボシング模様は、多数の溝から構成され、且つ前記溝の排列する形状は、三角形でも良いし、矩形でも良いし、菱形でも良いし、多辺形でも良いし、その他のどのような形状の配列でも良い。そして、前記各溝は適当な距離で離間しており、それらに電流が流通できる。
【００４２】
（二）本発明の活性層は、ＧａＮのマルチ量子井戸又はＩｎＧａＮのマルチ量子井戸又はＡｌＧａＩｎＮ基III-V族の単一エピタキシャル層であっても良い。
【００４３】
（ホ）ＺｎＯやＩｎｘＺｎ1-ｘＯやＳｎｘＺｎ1-ｘＯやＩｎｘＳｎＹＺｎ1-ｘ-ＹＯなどの材質は、金属酸化層を構成することができ、且つ前記金属酸化層は本発明の光取出層に適用することができる。
【００４４】
（へ）１．５以上の屈折率を有する金属酸化層は、本発明の光取出層に適用することができる。
【００４５】
（ト）ｎタイプ伝導又はｐタイプ伝導の金属酸化層は、本発明の光取出層に適用することができる。
【００４６】
（チ）希土類元素がドーピングされた金属酸化層は、本発明の光取出層に適用することができる。
【００４７】
（リ）より優れた可視光透過特性範囲（例えば、４００〜７００ｎｍ程度）を持つ金属酸化層は、本発明の光取出層に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の製造方法の実施例１の製造プロセスを示す概略図である。
【図２】本発明に係る発光ダイオードの実施例１の斜視概略図である。
【図３】本発明に係る発光ダイオードの実施例１の構成を示す概略図である。
【図４】発光装置内部の光が外部へ散乱放射している状態を示す概略図である。
【図５】光取出層の表面処理を示す概略図である。
【図６】光取出層の表面処理を示す概略図である。
【図７】エンボシング模様のもう一つの実施例を示す概略図である。
【図８】エンボシング模様のもう一つの実施例を示す概略図である。
【図９】本発明の製造方法の第２実施例の製造プロセスを示す概略図である。
【図１０】本発明に係る発光ダイオードの実施例２の構成を示す概略図である。
【図１１】本発明に係る発光ダイオードの実施例３の構成を示す概略図である。
【図１２】本発明の製造方法の実施例３の製造プロセスを示す概略図である。
【図１３】本発明の製造方法の実施例４の製造プロセスを示す概略図である。
【図１４】本発明に係る発光ダイオードの実施例４の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０    基板
１１    上面
２０    多層エピタキシャル構造
２１    ｎ-ＧａＮ層
２１ａ  露出面
２２    緩衝層
２３    マルチ量子井戸活性層
２４    第１半導体層
２５    ｐ-ＧａＮ層
２６    光発生層
２７    Ｎｉ／Ａｕ層
２８    第２半導体層
２９    Ｎｉ／Ａｕオーム接触層
３０    光取出層
３１    ＺｎＯ系窓層
３２    ＩｎｘＺｎ1-ｘＯ系窓層
３３    ＳｎｘＺｎ1-ｘＯ系窓層
３４    ＩｎｘＳｎＹＺｎ1-ｘ-ＹＯ系窓層
４０    ｎタイプ金属電極
５０    ｐタイプ金属電極
３０１  表面
３０２  サイドエッジ
３０３，３０５  エンボシング模様
３０７  溝
【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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