(57)【要約】【課題】半導体バルク結晶からなる結晶成長基板を用いて比較的短い発光波長の発光ダイオードを製造する際に、その外部量子効率や光の取り出し効率を高く確保すること。【解決手段】無添加のＧａＮバルク結晶からなる厚さ約１５０μｍの半導体結晶基板１０２の裏側は、ドライエッチングによって仕上げられた平坦な被研磨面１０２ａと、ドライエッチングによって仕上げられたテーパ形状の被研削面１０２ｂから構成されている。ＧａＮから成る膜厚約１０ｎｍのｎ型クラッド層１０４（低キャリア濃度層）の上には、膜厚約２ｎｍのＡｌ0.005 Ｉｎ0.045 Ｇａ0.95Ｎから成る井戸層５１と膜厚約１８ｎｍのＡｌ0.12Ｇａ0.88Ｎから成るバリア層５２とが交互に合計５層積層された紫外線発光のＭＱＷ構造の活性層１０５が形成されている。【選択図】図１
2005302804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶成長基板の結晶成長面の上に半導体層が積層された面発光型の発光ダイオードの製造方法であって、
前記結晶成長基板を裏面から研磨、ダイシング、またはブラスト処理することによって、光出力に寄与する出射面または反射面を形成する形状加工工程と、
前記形状加工工程によって形成された前記出射面または前記反射面を更にエッチングによって仕上処理する加工面仕上工程と
を有する
ことを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
【請求項２】
前記形状加工工程は、
前記出射面の少なくとも一部分、または前記反射面の少なくとも一部分として、前記結晶成長面に対して斜めに傾いたテーパ面を形成するテーパ形成工程を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項３】
前記テーパ形成工程の少なくとも一部は、
前記発光ダイオードを複数有する半導体ウェハを各前記発光ダイオード毎に分割するための分割用の略Ｖ字型の分割溝を形成する工程から成る
ことを特徴とする請求項２に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項４】
前記発光ダイオードの発光ピーク波長は、
４７０ｎｍ未満である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項５】
前記結晶成長基板は、
Ａｌx Ｇａ1-x Ｎ（０≦ｘ≦１）又は炭化珪素（ＳｉＣ）から成る
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項６】
結晶成長基板の結晶成長面の上に積層された半導体層を有する面発光型の発光ダイオードにおいて、
前記結晶成長基板は、
研磨、ダイシング、またはブラスト処理である物理的な形状加工によって形成された光出力に寄与する出射面または反射面を有し、
前記出射面または前記反射面は、
前記形状加工に伴って発生する物理的な摩擦または衝撃によってその表面上に残される物理ダメージ層が除去されている
ことを特徴とする発光ダイオード。
【請求項７】
前記出射面上に、
光取り出し側へ光を透過する透光性を有する金属層を有する
ことを特徴とする請求項６に記載の発光ダイオード。
【請求項８】
前記反射面上に、
光取り出し側へ光を反射する反射性を有する金属層を有する
ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の発光ダイオード。
【請求項９】
前記結晶成長基板は、
Ａｌx Ｇａ1-x Ｎ（０≦ｘ≦１）又は炭化珪素（ＳｉＣ）から成る
ことを特徴とする請求項６乃至請求項８の何れか１項に記載の発光ダイオード。
【請求項１０】
前記出射面の少なくとも一部分、または前記反射面の少なくとも一部分として、
前記結晶成長面に対して斜めに傾いたテーパ面を有する
ことを特徴とする請求項６乃至請求項９の何れか１項に記載の発光ダイオード。
【請求項１１】
結晶成長基板の結晶成長面の上に積層された半導体層を有する面発光型の発光ダイオードにおいて、
前記発光ダイオードの側壁の少なくとも一部分に、前記結晶成長面に対して斜めに傾いたテーパ面を有し、
前記テーパ面は、
正電極が設けられる半導体結晶層を有する側である前記発光ダイオードの表側に露出しており、かつ、
前記テーパ面の形成に伴って発生する物理的な摩擦または衝撃によって前記テーパ面上に残される物理ダメージ層が除去されている
ことを特徴とする発光ダイオード。
【請求項１２】
発光ダイオードを複数有する半導体ウェハを各前記発光ダイオード毎に分割することによって製造される発光ダイオードであって、
前記発光ダイオードの側壁の少なくとも一部分にテーパ面を有し、
前記テーパ面は、
前記分割を実行するための分割用の略Ｖ字型の分割溝の一部の面から成る
ことを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の発光ダイオード。
【請求項１３】
発光ピーク波長が４７０ｎｍ未満である
ことを特徴とする請求項６乃至請求項１２の何れか１項に記載の発光ダイオード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードの構造とその製造方法に関し、半導体素子の外部量子効率や光の取り出し効率に深く係わる。
したがって、本発明は、例えば青紫色発光、紫色発光、或いは紫外線発光などの発光波長の短いＬＥＤ（発光ダイオード）やその製造工程に大いに有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
下記の非特許文献１は、白色ＬＥＤや可視光ＬＥＤを中心とした発光ダイオードの外部量子効率や光の取り出し効率に関する一般的な技術的知見を幅広くまとめて開示したものである。
また、下記の特許文献１には、発光ダイオードのｎ型半導体基板の側方に四角錐台形状のテーパ部を具備させた構成例が記載されており、この様なテーパ部の形成によって、光の取り出し効率が向上することが開示されている。
【０００３】
通常、発光ダイオードを製造する際には、目的の半導体層や電極が形成された結晶成長基板は、その後の分割工程でその半導体ウェハを発光素子単位に良好に分割するために、結晶成長などを実施した後に、裏面から研磨等して適当な厚さにまで薄く形状加工される。そして、これらの形状加工は、通常、研磨や或いはダイシングなどの機械的即ち物理的な処理により実施される。
【非特許文献１】山田範秀、「可視光ＬＥＤの高効率化」応用物理、第６８巻第２号（１９９９）、ｐ．１３９−１４５
【特許文献１】特開平１１−３１７５４６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の様な物理的な形状加工を実施すると、物理的な摩擦または衝撃によって加工された面の表面上に、結晶構造が乱された厚さ０．１〜１５μｍ程度のダメージ層（以下、物理ダメージ層と言う。）が必然的に形成されてその加工面上に残留してしまう。更に、この様にして形状加工の結果必然的に残されてしまう物理ダメージ層が４７０ｎｍ未満の比較的短い波長の光（青紫光、紫光、紫外光など）を比較的吸収（若しくは素子内部へ散乱）し易いことを我々は、ＧａＮバルク結晶を基板に使った紫色発光の発光ダイオードに関する試作、検査、検討、及び検証実験などを繰り返し実施することにより経験的に発見した。
また、この問題は、発光ピーク波長が４７０ｎｍ以上の青色ＬＥＤや緑色ＬＥＤにおいては、同様に検証したものの表面化或いは顕在化することはなかった。
【０００５】
通常、一般に、結晶成長基板としてＧａＮを選択することは、例えば格子定数等の物性的な諸特性をｎ型コンタクト層と略一致又は類似させる上で有利である。また、ＡｌＮ基板は、比較的バンドギャップが大きいため、一旦発光された光が再び吸収され難い点で有利である。
【０００６】
しかしながら、ＡｌＧａＮ系の自立した結晶（：以下、バルク結晶などと言う。）を結晶成長基板として用いた場合、素子機能を奏する半導体結晶成長層とその基板との間の屈折率の差が小さいために、発光層（活性層）から出力される光は、その相当量が基板内に漏れ出る。したがって、これらの光を効率よく回収して発光出力側に効率よく引き出すことは、ＧａＮバルク結晶などを基板に用いる場合、ますます重要な課題となる。即ち、この問題は、今後特に、ＧａＮなどのＡｌＧａＮ系の結晶成長基板を用いた比較的短い発光波長の発光ダイオードを製造する際に、素子の外部量子効率や光の取り出し効率の点で回避し難い問題になるものと考えられる。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、例えばＧａＮなどの半導体バルク結晶からなる結晶成長基板を用いて比較的短い発光波長の発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する際に、その外部量子効率や光の取り出し効率を高く確保することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するためには、以下の手段が有効である。
即ち、本発明の第１の手段は、結晶成長基板の結晶成長面の上に半導体層が積層された面発光型の発光ダイオードの製造工程において、結晶成長基板を裏面から研磨、ダイシング、またはブラスト処理することによって光出力に寄与する出射面または反射面を形成する形状加工工程と、この形状加工工程によって形成された出射面または反射面を更にエッチングによって仕上処理する加工面仕上工程とを設けることである。
【０００９】
ただし、上記のエッチングの深さは、０．１μｍ以上１５μｍ以下がより望ましく、更に望ましくは、０．２μｍ以上８μｍ以下が良い。また、結晶成長基板としては、周知の任意の材料を使用することができる。
【００１０】
また、本発明の第２の手段は、上記の第１の手段の形状加工工程に、出射面の少なくとも一部分または反射面の少なくとも一部分として、結晶成長面に対して斜めに傾いたテーパ面を形成するテーパ形成工程を設けることである。
【００１１】
また、本発明の第３の手段は、上記の第２の手段において、発光ダイオードを複数有する半導体ウェハを各発光ダイオード毎に分割するための分割用の略Ｖ字型の分割溝を形成する工程で、上記のテーパ形成工程の少なくとも一部を構成することである。
【００１２】
また、本発明の第４の手段は、上記の第１乃至第３の何れか１つの手段において、製造される発光ダイオードの発光ピーク波長を４７０ｎｍ未満にすることである。
【００１３】
また、本発明の第５の手段は、上記の第１乃至第４の何れか１つの手段において、上記の結晶成長基板をＡｌx Ｇａ1-x Ｎ（０≦ｘ≦１）又は炭化珪素（ＳｉＣ）から構成することである。
【００１４】
また、本発明の第６の手段は、結晶成長基板の結晶成長面の上に積層された半導体層を有する面発光型の発光ダイオードにおいて、その結晶成長基板に、研磨、ダイシング、またはブラスト処理である物理的な形状加工によって形成された光出力に寄与する出射面または反射面を設け、更に、上記の形状加工に伴って発生する物理的な摩擦または衝撃によって出射面または反射面の表面上に残される物理ダメージ層が除去された素子構造を採用することである。
【００１５】
また、本発明の第７の手段は、上記の第６の手段において、光取り出し側へ光を透過する透光性を有する金属層を上記の出射面上に設けることである。
【００１６】
また、本発明の第８の手段は、上記の第６または第７の手段において、光取り出し側へ光を反射する反射性を有する金属層を上記の反射面上に設けることである。
【００１７】
また、本発明の第９の手段は、上記の第６乃至第８の何れか１つの手段において、Ａｌx Ｇａ1-x Ｎ（０≦ｘ≦１）又は炭化珪素（ＳｉＣ）から上記の結晶成長基板を形成することである。
【００１８】
また、本発明の第１０の手段は、上記の第６乃至第９の何れか１つの手段において、出射面の少なくとも一部分または反射面の少なくとも一部分として、結晶成長面に対して斜めに傾いたテーパ面を設けることである。
【００１９】
また、本発明の第１１の手段は、結晶成長基板の結晶成長面の上に積層された半導体層を有する面発光型の発光ダイオードにおいて、発光ダイオードの側壁の少なくとも一部分に結晶成長面に対して斜めに傾いたテーパ面を設け、正電極が設けられる半導体結晶層を有する側である発光ダイオードの表側にこのテーパ面を露出させ、更に、テーパ面の形成に伴って発生する物理的な摩擦または衝撃によってテーパ面上に残される物理ダメージ層が除去された素子構造を採用することである。
【００２０】
また、本発明の第１２の手段は、上記の第１０または第１１の手段に基づいて、発光ダイオードを複数有する半導体ウェハを各発光ダイオード毎に分割することによって製造される発光ダイオードにおいて、発光ダイオードの側壁の少なくとも一部分にテーパ面を設け、同時にこのテーパ面を、上記の分割を実行するための分割用の略Ｖ字型の分割溝の一部の面から形成することである。
【００２１】
また、本発明の第１３の手段は、上記の第６乃至第１２の何れか１つの手段において、その発光ダイオードの発光ピーク波長を４７０ｎｍ未満にすることである。
以上の本発明の手段により、前記の課題を効果的、或いは合理的に解決することができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上の本発明の手段によって得られる効果は以下の通りである。
即ち、本発明の第１の手段によれば、上記の機械的即ち物理的な処理（研磨、ダイシング、またはブラスト処理）によって所望の形状加工を実施した際に、上記の出射面または反射面（：以下、総称的に物理加工面或いは単に加工面などと言うことがある。）の表面に残される上記の物理ダメージ層がエッチングによって効果的に除去できる。このため、加工面（：上記の出射面または反射面）に形成される物理ダメージ層による光吸収または素子内部への光の散乱が効果的に抑制される。したがって、発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する際に、その外部量子効率や光の取り出し効率を高く確保することができる。
【００２３】
また、本発明の第２の手段によれば、上記の第１の手段において、発光ダイオードの側壁面で吸収されたり内部に散乱されたりする光の量が減少するので、発光ダイオードの外部量子効率や取り出し率を効果的に向上させることができる。
また、このテーパ形成工程を上記の形状加工工程に含めることにより、上記のテーパ部をも含めた上記の物理加工面をエッチングする工程（加工面仕上工程）を、このテーパ部をも含めて１度にまとめて実施することができる。
【００２４】
また、本発明の第３の手段によれば、分割溝を形成する工程の実行によって、上記のテーパ形成工程の少なくとも一部を実行することができる。また、分割溝を形成する工程によって、上記のテーパ形成工程の全体を兼ねることも可能である。このため、本発明の第３の手段によれば、上記のテーパ形成工程の実行効率を極めて良好に確保することができる。
【００２５】
また、上記の各手段は、少なくとも発光スペクトルが４７０ｎｍ未満の周波数領域における発光を少なくとも部分的に示す発光ダイオードに対して特に大きな効果を発揮する。しかしながら、更に、本発明の第４または第１３の手段によれば、目的の発光ダイオードの発光スペクトルの周波数領域において、４７０ｎｍ未満である大半の光が上記の物理ダメージ層の悪影響（：光の吸収作用または素子内部への散乱作用）を受けなくなる。したがって、これらの手段に従えば、物理ダメージ層による外部量子効率の低下が効果的に排除された、発光効率の高い発光ダイオードを製造することができる。
【００２６】
ただし、上記の閾値（４７０ｎｍ）は前述の様に経験的に判明したものであり、この閾値は物理ダメージ層のダメージの荒さや深さや、或いは形状加工される半導体結晶（成長層または半導体バルク結晶基板）の材質（物性）などにも幾らか依存するものと考えられる。また、例えば物理ダメージ層のダメージの荒さ或いは深さなどは、研磨処理に使用されるスラリーの材質や粒子の直径や、或いはブラスト処理で使用される粒子の材質や直径や質量や運動量や流量などにも依存する。しかしながら、本発明は、少なくとも上記の範囲で有効であることが確認できている。
【００２７】
また、本発明の結晶成長基板の材料としては、周知の任意の材料を用いることができるが、発光ダイオードの光出力を極力向上させるために屈折率や透光性などの光取り出し効率に係わる物性を考慮すると、上記の結晶成長基板の材料としては、例えばＡｌＧａＮ系や或いはＳｉＣなどの半導体バルク結晶を用いることが、より望ましい（本発明の第５、並びに第９の手段）。また、本発明の効果は、上記の様な光取り出し効率に関する物性が比較的良好な材料を基板に用いた際に、より顕著に際立つ。
【００２８】
特に、結晶成長基板としてＧａＮを選択することは、例えば格子定数等の物性的な諸特性をｎ型コンタクト層と略一致又は類似させる上で有利である。また、ＡｌＮ基板は、比較的バンドギャップが大きいため、一旦発光された光が再び吸収され難い点で有利である。また、これらの優位性を適当に選択したり、適度に加味したり、或いは最適に重み付けしたりする上で、組成式Ａｌx Ｇａ1-x Ｎ（０≦ｘ≦１）中のアルミニウム組成比ｘは、非常に好適な調整パラメータとなり得る（本発明の第５、並びに第９の手段）。
【００２９】
また、本発明の第６の手段によれば、物理ダメージ層が除去されるため、物理ダメージ層による上記の光吸収（または光の内部への散乱）が効果的に抑制される。したがって、本発明の第６の手段によれば、目的の発光ダイオード（ＬＥＤ）において、その外部量子効率や光の取り出し効率を高く確保することができる。
【００３０】
また、本発明の第７の手段によれば、光の出射面上に透光性の金属層を設ける場合に、光透過面での光吸収が抑制されて、その金属層近傍での光透過率が向上するので、外部量子効率または取り出し効率が向上する。
【００３１】
また、本発明の第８の手段によれば、光の反射面上に反射金属層を設ける場合に、その反射面での光吸収が抑制されて、その反射面での反射率が向上するので、外部量子効率または取り出し効率が向上する。
【００３２】
また、本発明の第１０の手段によれば、発光ダイオードの側壁面で吸収されたり内部に散乱されたりする光の量が、非常に効果的に減少すると共に、光取り出し側にそれらの光を効率的に出力することが可能となるので、発光ダイオードの外部量子効率や取り出し率を非常に効果的に向上させることができる。
【００３３】
また、本発明の第１１の手段によれば、テーパ面が表側に露出されるため、テーパ面から出射される光を発光ダイオードの表側に直接取り出す場合などに、発光ダイオードの外部量子効率や取り出し率を非常に効果的に向上させることができる。
【００３４】
そして、これらのテーパ面も、表側に形成される分割溝の一部の面を利用して形成することができる（本発明の第１２の手段）。この場合、新たな特段のテーパ面形成工程を用意する必要がない点で有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
本発明は、以下の実施様態下においても良好に作用する。
例えば、上記のエッチングの深さは、０．１μｍ以上１５μｍ以下が妥当であり、より望ましくは、０．２μｍ以上８μｍ以下が良い。この深さが浅すぎると上記の物理ダメージ層を十分に除去することができない場合が多い。また、この深さを深くし過ぎると、エッチング工程の所要時間が長くなるなどして、生産性や生産コストの面で望ましくない。即ち、この適正範囲に準拠することにより、物理加工面上に残される物理ダメージ層を必要かつ十分な程度に除去することができる。
【００３６】
更に望ましくは、このエッチングの深さは、実際の物理的な形状加工の様態に応じて好適または最適に決定するのが良い。例えば、研磨加工を実施する場合、用いられるスラリーの大きさや研磨時の加工面の面圧や処理速度などの諸条件に応じて、必要かつ十分とされるエッチングの深さが変化するが、これらの場合のエッチングの深さの最適値は、特段の試行錯誤を経ることなく経験的に獲得することができる。ダイシングやブラスト処理などのその他の機械的な形状加工についても同様である。
【００３７】
また、上記の結晶成長基板は、ｎ型またはｐ型の周知の適当な不純物が添加されたものであっても良い。また、上記の組成式中の III族元素（Ａｌ，Ｇａ）の内の一部をボロン（Ｂ）やタリウム（Ｔｌ）等で置換したり、或いは、上記の組成式中の窒素（Ｎ）の一部をリン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）等で置換したりした半導体等を上記の結晶成長基板として用いても良い。本発明の作用・効果は、これらの若干の置換に対して一定の普遍性を示すものである。
【００３８】
また、上記のｐ型の不純物としては、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）や、或いはカルシウム（Ｃａ）等を添加することができる。また、上記のｎ型の不純物としては、例えば、シリコン（Ｓｉ）や、硫黄（Ｓ）、セレン（Ｓｅ）、テルル（Ｔｅ）、或いはゲルマニウム（Ｇｅ）などを添加することができる。また、これらの不純物は、同時に２元素以上を添加しても良いし、同時に両型（ｐ型とｎ型）を添加しても良い。これらの条件設定は、結晶成長基板に対して期待される伝導性などに照らして実施すれば良い。
【００３９】
特に、結晶成長基板としてＧａＮを選択することは、例えば格子定数等の物性的な諸特性をｎ型コンタクト層と略一致又は類似させる上で有利である。また、ＡｌＮ基板は、比較的バンドギャップが大きいため、一旦発光された光が再び吸収され難い点で有利である。また、これらの優位性を適当に選択したり、適度に加味したり、或いは最適に重み付けしたりする上で、組成式Ａｌx Ｇａ1-x Ｎ（０≦ｘ≦１）中のアルミニウム組成比ｘは、非常に好適な調整パラメータとなり得る。そして、特に、発光波長の短いＬＥＤを製造する場合には、各半導体結晶層のバンドギャップ（よって、アルミニウム組成比ｘ）を、その他の構成に支障を来さない範囲内において極力大きくしておくことが望ましい。
【００４０】
また、発光ダイオードの活性層（発光層）の構造は任意で良く、ＭＱＷ構造やＳＱＷ構造や、或いは量子井戸構造を持たない単一層構造などを採用しても良い。
【００４１】
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。
ただし、本発明の実施形態は、以下に示す個々の実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００４２】
図１に、本実施例１のフェイスダウン型の発光ダイオード１００の断面図を示す。無添加のＧａＮバルク結晶からなる厚さ約１５０μｍの半導体結晶基板１０２の裏側は、ドライエッチングによって仕上げられた平坦な被研磨面１０２ａと、ドライエッチングによって仕上げられたテーパ形状の被研削面１０２ｂから構成されている。半導体結晶基板１０２の被研磨面１０２ａと略平行な結晶成長面としては、そのＧａＮバルク結晶のｃ面が使用されている。この結晶成長面の上には、シリコン（Ｓｉ）ドープの窒化ガリウム（ＧａＮ）から成る膜厚約４．０μｍのｎ型コンタクト層１０３が結晶成長により積層されている。
【００４３】
このｎ型コンタクト層１０３の不純物（Ｓｉ）添加濃度は、１×１０19／cm3 程度である。このｎ型コンタクト層１０３の上には、ＧａＮから成る膜厚約１０ｎｍのｎ型クラッド層１０４（低キャリア濃度層）が形成されている。
【００４４】
また、その上には、膜厚約２ｎｍのＡｌ0.005 Ｉｎ0.045 Ｇａ0.95Ｎから成る井戸層５１と膜厚約１８ｎｍのＡｌ0.12Ｇａ0.88Ｎから成るバリア層５２とが交互に合計５層積層された紫外線発光のＭＱＷ構造の活性層１０５が形成されている。また、この活性層１０５の上には、Ｍｇドープのｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎから成る膜厚約５０ｎｍのｐ型クラッド層１０６が形成されている。更に、ｐ型クラッド層１０６の上にはＭｇドープのｐ型ＧａＮから成る膜厚約１００ｎｍのｐ型コンタクト層１０７が形成されている。
【００４５】
また、ｐ型コンタクト層１０７の上には金属蒸着による多層構造を有する正電極１２０が形成されており、また、高キャリア濃度のｎ型コンタクト層１０３上には負電極１４０が形成されている。多層構造の正電極１２０は、ｐ型コンタクト層１０７に接合する正電極第１層１２１、正電極第１層１２１の上部に形成される正電極第２層１２２、更に正電極第２層１２２の上部に形成される正電極第３層１２３の３層構造である。
【００４６】
一方、正電極第１層１２１は、ｐ型コンタクト層１０７に接合する膜厚約0.1μmのロジウム(Rh)より成る金属層である。また、正電極第２層１２２は、膜厚約1.2μmの金(Au)より成る金属層である。また、正電極第３層１２３は、膜厚約20Åのチタン(Ti)より成る金属層である。
【００４７】
多層構造の負電極１４０は、膜厚約１７５Åのバナジウム(V) 層１４１と、膜厚約１０００Åのアルミニウム(Al)層１４２と、膜厚約５００Åのバナジウム(V) 層１４３と、膜厚約５０００Åのニッケル(Ni)層１４４と膜厚約８０００Åの金（Ａｕ）層１４５とを、それぞれ、ｎ型コンタクト層１０３の一部露出された部分の上から順次積層させることにより構成されている。
【００４８】
このように形成された正電極１２０と負電極１４０との間にはSiO2膜より成る保護膜１３０が形成されている。保護層１３０は、負電極１４０を形成するために露出したｎ型コンタクト層１０３から、エッチングされて露出した、活性層１０５の側面、ｐ型クラッド層１０６の側面、及びｐ型コンタクト層１０７の側面及び上面の一部、正電極第１層１２１、正電極第２層１２２の側面、正電極第３層１２３の側面及びその上面の一部を覆っている。SiO2膜より成る保護膜１３０の正電極第３層１２３を覆う部分の厚さは0.5μmである。
【００４９】
次に、この発光ダイオード１０の製造方法について説明する。
上記発光ダイオード１０は、有機金属気相成長法（以下「ＭＯＶＰＥ」と略す）による気相成長により製造された。用いられたガスは、アンモニア(NH3) 、キャリアガス( Ｈ2 , Ｎ2 ) 、トリメチルガリウム( Ｇａ(CH3)3) （以下「ＴＭＧ」と記す）、トリメチルアルミニウム( Ａｌ(CH3)3) （以下「ＴＭＡ」と記す）、トリメチルインジウム( Ｉｎ(CH3)3) （以下「ＴＭＩ」と記す）、シラン( ＳｉH4) とシクロペンタジエニルマグネシウム( Ｍｇ(C5H5)2)（以下「ＣＰ2 Ｍｇ」と記す）である。
【００５０】
まず、有機洗浄及び熱処理により洗浄した、ｃ面を主面とした無添加のＧａＮバルク結晶から成る半導体結晶基板１０２をＭＯＶＰＥ装置の反応室に載置されたサセプタに装着する。この装着時における半導体結晶基板１０２の厚さは、４００μｍ程度とする。次に、常圧でＨ2 を反応室に流しながら温度１１５０℃で半導体結晶基板１０２をベーキングする。
【００５１】
（ｎ型コンタクト層１０３の成長）
次に、半導体結晶基板１０２の温度を１１５０℃に保持し、Ｈ2 、ＮＨ3 、ＴＭＧ、及び希釈されたシランを供給して、膜厚約４.0μｍ、電子濃度２×１０18／ｃｍ3 、Ｓｉ濃度１×１０19／ｃｍ3 のＧａＮから成るｎ型コンタクト層１０３を形成した。
【００５２】
（ｎ型クラッド層１０４の成長）
その後、半導体結晶基板１０２の温度を１１５０℃に保持して、Ｈ2 、ＮＨ3 、及びＴＭＧを供給し、ＧａＮから成る膜厚約１０ｎｍのｎ型クラッド層１０４（低キャリア濃度層）を形成する。
【００５３】
（活性層１０５の成長）
そして、上記のｎ型クラッド層１０４を形成した後、合計５層から成る前記のＭＱＷ構造の活性層１０５を形成する。
即ち、まず最初に、半導体結晶基板１０２の温度を７７０℃まで低下させ、それと同時にＨ2 からＮ2 にキャリアガスを変更し、このキャリアガスとＮＨ3 の供給量を維持しながら、ＴＭＧ、ＴＭＩ、及びＴＭＡを供給することにより、膜厚約２ｎｍのＡｌ0.005 Ｉｎ0.045 Ｇａ0.95Ｎから成る井戸層５１をｎ型クラッド層１０４の上に形成する。
【００５４】
次に、半導体結晶基板１０２の温度を１０００℃にまで昇温し、上記の井戸層５１上にＮ2 、ＮＨ3 、ＴＭＧ、及びＴＭＡを供給して、膜厚約１８ｎｍのＡｌ0.12Ｇａ0.88Ｎから成るバリア層５２を形成する。
以下、これを繰り返して、井戸層５１とバリア層５２とを交互に積層し、合計５層（井戸層５１、バリア層５２、井戸層５１、バリア層５２、最後の井戸層５１）から成る前記の活性層１０５を形成する。
【００５５】
（ｐ型クラッド層１０６の結晶成長）
その後、半導体結晶基板１０２の温度を８９０℃に昇温し、Ｎ2 、ＴＭＧ、ＴＭＡ、及びＣＰ2 Ｍｇを供給して、膜厚約２０ｎｍ、濃度５×１０19／ｃｍ3 のマグネシウム（Ｍｇ）をドープしたｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎから成るｐ型クラッド層１０６を形成する。
【００５６】
（ｐ型コンタクト層１０７の結晶成長）
最後に、半導体結晶基板１０２の温度を１０００℃に昇温し、同時にキャリアガスを再びＨ2 に変更し、Ｈ2 、ＮＨ3 、ＴＭＧ、及びＣＰ2 Ｍｇを供給して、膜厚約８５ｎｍ、濃度５×１０19／ｃｍ3 のＭｇをドープしたｐ型ＧａＮから成るｐ型コンタクト層１０７を形成する。
以上に示した工程が、 III族窒化物系化合物半導体から成る各半導体層の結晶成長工程である。
【００５７】
（正電極１２０の形成）
その後、ウェハの表面上にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフによりｐ型コンタクト層１０７上の電極形成部分のフィトレジストを除去して窓を形成する。即ち、正電極１２０の形成領域とすべきｐ型コンタクト層１０７の一部分領域だけを露出させる。次に、１０-4Ｐａオーダ以下の高真空に排気した後、露出させたｐ型コンタクト層１０７の上に、膜厚約0.1μmのロジウム(Rh)、より成る正電極第１層１２１と、膜厚約1.2μmの金(Au)より成る正電極第２層１２２と、膜厚約20Åのチタン(Ti)より成る正電極第３層１２３を順次蒸着する。次に、試料を蒸着装置から取り出し、リフトオフ法によりフォトレジスト上に堆積したこれらの各金属層を除去する。
その後も、従来と同様に、周知のフェイスダウン型の発光ダイオードのプロセス（各製造工程）に準拠して、負電極１４０や保護膜１３０の各部を順次形成する。
【００５８】
（合金化処理）
この後、試料雰囲気を真空ポンプで排気し、Ｏ2 ガスを供給して圧力３Paとし、その状態で雰囲気温度を約５５０℃にして、３分程度、加熱し、ｐ型コンタクト層１０７、ｐ型クラッド層１０６をｐ型低抵抗化すると共に、ｐ型コンタクト層１０７と正電極１２０との合金化と、ｎ型コンタクト層１０３と負電極１４０との合金化を図る。これにより、正負両電極を形成した各半導体層に対して、これらの電極を更に強固に接合させる。
【００５９】
（研磨加工）
次に、ウェハの表面（おもて面）に、各電極や積層した半導体層を研磨処理の圧力や衝撃から保護する保護膜を形成して、研磨装置のウェハ貼り付け板にウェハを貼り付ける。そして、研磨盤を用いて、半導体結晶基板１０２の裏面を研磨する。用いるスラリーの大きさは９μｍとし、４００μｍある半導体結晶基板１０２の厚さを１５０μｍまで薄板化する。その後、研磨装置のウェハ貼り付け板からウェハを取り外して洗浄し、貼り付け時のワックスや保護膜を除去する。最後に、このウェハを乾燥させる。
【００６０】
上記の研磨処理におけるスラリーの直径は、０．５〜１５μｍ程度が望ましい。この直径が大き過ぎると、ダメージ層の厚さが予想以上に厚くなる場合があり望ましくない。また、この直径が小さ過ぎると、研磨時間が長くなるので望ましくない。より望ましくは、１〜９μｍ程度である。
【００６１】
（テーパ部の形成）
まず、ウェハを粘着テープに貼り付ける。この時、電極形成面を粘着テープ側に向ける。次に、ダイシングカッターを用いた研削処理により、ウェハ裏面に素子単位に格子縞状のＶ字溝を形成する。これにより、図１のテーパ形状の被研削面１０２ｂを形成することができる。最後にウェハを粘着テープから取り外す。
【００６２】
（エッチング工程）
次に、研磨された半導体結晶基板１０２の裏面（被研磨面）を約２μｍの深さまでドライエッチングする。このドライエッチングにより、研磨加工の際に生成されてしまったダメージ層の少なくとも大半が削除される。このドライエッチングには、次の何れの装置を用いても良い。
（ａ）ＲＩＥ装置
（ｂ）ＩＣＰ装置
【００６３】
より詳細には、例えば次の手順で上記のドライエッチングを実施することができる。
（１）ＲＩＥのエッチングガスに対する保護膜をレジストを用いてウェハの表面（おもて面）に形成する。
（２）ウェハの裏面を上にして、ＲＩＥ装置にセットする。
（３）ＲＩＥ装置にて、ウェハの裏面をドライエッチングする。
（エッチングの実施条件）
（ａ）使用するガス：ＣＣｌ2 Ｆ2 
（ｂ）真空度      ：０．０４Ｔｏｒｒ
ただし、この時、引き出し電圧（加速電圧）を８００Ｖに設定してから０．８μｍ程度の深さまでエッチングし、更に、引き出し電圧を４００Ｖにまで下げてから残りの０．２μｍのドライエッチングを継続する。
【００６４】
例えばこの様に、漸近的に引き出し電圧（加速電圧）を弱めながらエッチングを完了することにより、エッチングによってウェハ裏面に形成されるエッチングダメージ（更に薄い副次的な物理ダメージ層）を除去または削減することができる。
（４）最後に、剥離液などにより、ＲＩＥのエッチングガスに対する上記の保護膜を除去する。
なお、これらのドライエッチングに関する実施基準としては、例えば特開平８−２７４０８１に記載されているドライエッチング方法等を参考にしても良い。
【００６５】
（分割工程）
次に、表面側にハーフカットやスクライブ等を施し、その後、ブレーキング工程等を経て、ウェハー状の半導体を個々のチップ状に分割する。これらの各工程は、周知の工法に従って実施すれば良い。この分割方法に関するより詳細な実施基準としては、例えば、特開２００１−２８４６４２に記載されている分割技法等を参考にしても良い。
以上の製造工程に従えば、図１のフェイスダウン型の発光ダイオード１００を得る。
【００６６】
この様にして得られた発光ダイオード１００では、上記のドライエッチングを実施しないものに比べて、光出力は約２０％の向上を示した。また、光出力は、テーパ部の形成により、テーパ部を形成しなかったものに対して約２倍になる。
即ち、本実施例１の発光ダイオード１００は、結晶成長基板としてＧａＮバルク結晶を用いたり、結晶成長基板にテーパ部を形成したり、更には結晶成長基板の被研磨面や被研削面をドライエッチングによって仕上処理したりしたこと等の相乗効果により、極めて高い発光出力を示す。
【００６７】
（変形又は最適化の諸条件）
なお、上記の実施例１は、以下の各条件などによっても、その構造を変形或いは最適化することができる。
例えば、ドライエッチングの深さに関する最適な値は、その前の研磨工程で用いられるスラリーの大きさや、摩擦力、圧力等の大きさや、基板の組成比等にもよるが、その他の調査から、経験的には概ね１〜８μｍ程度の範囲において得られることが判っている。また、この場合には、研磨加工時間とドライエッチング時間との和を最小に抑制することができ、生産性の面でも都合がよい。
【００６８】
また、上記の実施例では、半導体結晶基板１０２として無添加のＡｌx Ｇａ1-x Ｎ（０≦ｘ≦１）を用いることが望ましいが、この基板材料としてはその他の III族窒化物系化合物半導体や、或いはＳｉＣの半導体結晶などを用いても良い。
また、上記の実施例では、半導体結晶基板１０２として、自立した窒化ガリウム結晶（：ＧａＮバルク結晶）からなる半導体基板を用いたが、半導体結晶基板１０２は必ずしも単層である必要はない。例えば上記の実施例と同様の構成を得るためには、適当な半導体結晶基板１０２として残る、１５０μｍ以上の厚さを有するＡｌx Ｇａ1-x Ｎ（０≦ｘ≦１）から成る半導体バルク結晶があれば良い。１５０μｍ以上のその他の部位は、研磨工程において削除されるので、その構成は任意で良い。したがって、例えば、シリコン基板上に下地層を成膜し、その上にＧａＮを成長させた基板（即ち、エピタキシャル成長基板）を用いても良い。この場合には、シリコン基板や下地層をガスエッチングや研磨処理などで削除してｎ型のＡｌx Ｇａ1-x Ｎ（０≦ｘ≦１）の部位だけを約１５０μｍ程度残せば良い。
【００６９】
ただし、残すべき半導体結晶基板１０２の厚さを、必ずしも上記の１５０μｍに限定する必要はなく、ここで残すべき半導体結晶基板１０２の厚さは５０〜３００μｍの範囲内であれば何れでも良い。また、研磨工程実施前の半導体結晶基板１０２の厚さは、２５０〜５００μｍ程度あることが望ましい。より望ましくは３００〜４００μｍ程度である。この厚さが厚過ぎると研磨工程に時間がかかり過ぎ、薄過ぎると半導体ウェハのハンドリングの際に半導体ウェハが損傷する恐れが生じるので望ましくない。
【００７０】
（実施例１に対する変形例）
また、上記の実施例１では、表面（おもて面）側に正負両電極を設けたが、負電極は、半導体結晶基板１０２の裏側、即ち、ドライエッチングによって仕上げられた平坦な被研磨面１０２ａやドライエッチングによって仕上げられたテーパ形状の被研削面１０２ｂに形成しても良い。半導体結晶基板１０２を電気伝導性の良好なｎ型基板とし、かつ、形成する負電極を透光性の薄膜電極とすれば、この様な構成によっても、フェイスダウン型の発光ダイオードを製造することができる。
【００７１】
例えばこの様なフェイスダウン型の発光ダイオードでは、透光性の負電極の表面から紫外光が出力される時にもその出力に至るまでの過程において物理ダメージ層による光吸収が抑制できるため、その透光性の負電極を介して効率よく光を外部に取り出すことが可能となる。
即ち、上記のエッチング処理面には、透光性電極を形成しても良い。この透光性電極は、物理ダメージ層を介さずに上記のｎ型基板に直接良好に蒸着（密着形成）させることができるので、この場合、本発明に基づくエッチング処理は同時に電極の良好なオーミック性の確保にも寄与する。
【００７２】
例えばこの様な上下導通型のフェイスダウン型の発光ダイオードの製造工程では、上記の負電極１４０を形成する代わりに、蒸着処理によって半導体結晶基板１０２の裏面に透光性の薄膜電極を形成することになるが、この透光性薄膜電極の蒸着工程は、前述の「エッチング工程」と「分割工程」との間で実行すれば良い。また、この様な発光ダイオードの負電極への配線は、例えば前述の特許文献１に開示（図１または図４に図示）されている様なワイヤーボンディングによって実施することができる。
【００７３】
また、本発明は、ブラスト処理によって上記の物理加工面を形成または整形した場合にも大いに有用である。上記の実施例１では、ドライエッチングによって仕上げられた略平坦な被研磨面１０２ａと、ドライエッチングによって仕上げられたテーパ形状の被研削面１０２ｂとが縁（稜）を以て接しているが、ブラスト処理によってこの辺（稜）を丸めて所望のＲ（面取りによる丸み）を形成しても良い。この様なブラスト処理によっても、その物理加工面上に物理ダメージ層が形成されるが、そのブラスト処理の後に上記のエッチングを行えば、上記の実施例１と同等の効果を得ることができる。また、このブラスト処理を適度に実施しておけば、必要かつ十分とされるエッチングの処理時間を短縮する上でも効果がある。
以下の実施例２では、その様な実施様態に付いて例示する。
【実施例２】
【００７４】
レーザ照射によって分割溝などを形成する場合、レーザ照射熱によって溶融された半導体の溶融物が再固化した溶融再固化物や、その様な溶融物が一旦処理室内に飛散してから再度付着固化した溶融飛散再固化物などが、素子の側壁面や裏面に残されることがあり、これらの溶融再固化物や溶融飛散再固化物は、外部量子効率や取り出し効率の観点からブラスト処理などによって除去することが望ましい。そして、この様なブラスト処理によっても、その処理条件によっては、上記と同様の物理ダメージ層が形成される。したがって、本発明は、例えばこの様にブラスト処理によって上記の物理加工面を形成した場合などにも大いに有用である。
【００７５】
図２に本実施例２のフェイスアップ型の発光ダイオード２００の断面図を示す。本図２に示す様に、この発光ダイオード２００は、周知のフェイスアップ型の搭載様式に従うものであり、無添加のＧａＮバルク結晶から成る半導体結晶基板１の裏面１ａは、研磨加工、レーザ加工、及びブラスト処理によって物理的に形成され、その後ドライエッチングによって仕上げられたものである。この研磨加工は、上記の実施例１と同様に、半導体結晶基板１の薄板化を図るために実施する。またレーザ加工は、半導体結晶基板１の裏面にウェハ分割用のＶ字溝と適度なＲ（丸み）を形成するために行う。またブラスト処理は、上述の溶融再固化物や溶融飛散再固化物の削除と、適度なＲ形成のために実施する。そして最後のドライエッチングは、勿論、上記の実施例１と同様に、ブラスト処理によって整形された物理加工面の面上に残された物理ダメージ層を除去するために実施する。
【００７６】
符号６はｎ型半導体層２ａに設けられた負電極を、符号７はｐ型半導体層２ｂに設けられた正電極をそれぞれ指している。正電極７は透光性とすることが望ましい。リードフレーム３には、略二次曲線の回転体形状の反射面３ａが設けられており、その表面は略鏡面状に形成されている。半導体結晶基板１は透光性接着剤４により、反射面３ａの内側底部中央に接着されている。この透光性接着剤４は外部量子効率を向上させる意味で、極力透明な材料を選択することが望ましい。また、発光ダイオード２００の傾斜面１ａの傾斜角は、透光性接着剤４の屈折率の大小などに合わせて好適或いは最適に設定することが望ましい。或いは、傾斜面１ａの傾斜角の値を先に決めて、透光性接着剤４の材料を屈折率などの諸条件を考慮して選択する様に、材料の方を調整しても良い。
【００７７】
上記の発光ダイオード２００では、傾斜面１ａを有する半導体結晶基板１の裏面や側壁面からの光取り出し効果効率は、本発明の手段に基づく本発明の作用によって非常に高くなっているので、この様なフェイスアップ型のＬＥＤ（半導体発光素子）の搭載様式においても、従来よりも高い外部量子効率を確保することができる。
即ち、本発明は、フェイスアップ型の発光ダイオードに対しても大きな効果を発揮する。
【実施例３】
【００７８】
上記の実施例１では、半導体結晶基板１０２にテーパ部を形成したが、光取り出しのためのテーパ部は、結晶成長によって積層した各半導体層（１０３〜１０７）の側壁に、ウェハの表側に面するように形成しても良い。結晶成長によって積層された、素子機能を奏する各半導体層の表側に形成されるテーパ部もまた、光の取り出し効率や外部量子効率に寄与する。また、ウェハの表側にチップ分離用のＶ字溝などを形成する場合などにも、ウェハの表側に同様のテーパ部が形成されることがある。これらのテーパ部の形成は、例えばダイシングカッターなどを用いて実施することができる。そして、この様にして形成された表側のテーパ部に付いても本発明のエッチング（仕上げ処理）は有効である。
【００７９】
以下、本実施例３では、この様な本発明の実施様態に付いて具体的に例示する。
図３は、本実施例３のフェイスアップ型の発光ダイオード１０００の断面図である。この発光ダイオード１０００は、保護膜１３００の形成後に厚さ約１００μｍにまで研磨処理されたサファイヤ基板１００１を有する。
このサファイヤ基板１００１の上には、窒化アルミニウム(AlN)から成る膜厚約0.5μmのAlN単結晶層１０１０が成膜されており、更にその上には、シリコン(Si)をドープして電子濃度5×1018/cm3としたAl0.12Ga0.88Nから成る膜厚約1.5μmのｎ型コンタクト層１０２０が形成されている。
【００８０】
また、このｎ型コンタクト層１０２０の上には、膜厚約1.5nmのAl0.15Ga0.85Nから成る層１０３１と膜厚約1.5nmのAl0.04Ga0.96Nから成る層１０３２とを38周期積層した、シリコン(Si)をドープして電子濃度5×1019/cm3とした総膜厚約100nmの多重層から成るｎ型クラッド層１０３０が形成されている。
【００８１】
また、ｎ型クラッド層１０３０の上には、主に紫外光を出力する単一量子井戸構造の発光層１０４０が形成されている。この単一量子井戸構造（ＳＱＷ）の発光層１０４０は、膜厚約25nmのノンドープのAl0.13Ga0.87Nから成る障壁層１０４１と、膜厚約2nmのノンドープのAl0.005In0.045Ga0.95Nから成る井戸層１０４２と、膜厚約15nmのノンドープのAl0.13Ga0.87Nから成る障壁層１０４３とを積層して形成する。
【００８２】
発光層１０４０の上には、マグネシウム(Mg)をドープしてホール濃度5×1017/cm3としたAl0.16Ga0.84Nから成る膜厚約40nmのｐ型ブロック層１０５０が形成されている。このｐ型ブロック層１０５０の上には、膜厚約1.5nmのAl0.12Ga0.88Nから成る層１０６１と膜厚約1.5nmのAl0.03Ga0.97Nから成る層１０６２とを30周期積層した、マグネシウム(Mg)をドープしてホール濃度5×1017/cm3とした総膜厚約90nmの多重層から成るｐ型クラッド層１０６０が形成されている。ｐ型クラッド層１０６０の上には、マグネシウム(Mg)をドープしてホール濃度1×1018/cm3としたAlGaNから成る膜厚約30nmのｐ型コンタクト層１０７０を形成した。
【００８３】
又、ｐ型コンタクト層１０７０の上には金属蒸着による透光性薄膜正電極１１００が、ｎ型コンタクト層１０２０上には負電極１４００が形成されている。透光性薄膜正電極１１００は、ｐ型コンタクト層１０７０に直接接合する膜厚約1.5nmのコバルト(Co)より成る第１層１１１０と、このコバルト膜に接合する膜厚約６nmの金（Au）より成る第２層１１２０とで構成されている。
【００８４】
厚膜正電極１２００は、膜厚約18nmのバナジウム(V)より成る第１層１２１０と、膜厚約15μmの金(Au)より成る第２層１２２０と、膜厚約10nmのアルミニウム(Al)より成る第３層１２３０とを透光性薄膜正電極１１００の上から順次積層させることにより構成されている。
【００８５】
多層構造の負電極１４００は、ｎ型コンタクト層１０２０の一部露出された部分の上から、膜厚約18nmのバナジウム(V)より成る第１層１４１０と膜厚約100nmのアルミニウム(Al)より成る第２層１４２０とを積層させることにより構成されている。
【００８６】
また、最上部には、SiO2膜より成る保護膜１３００が形成されている。一方、エッチング処理されたサファイヤ基板１００１の底面（エッチング面β）に当たる最下部には、膜厚約500nmのアルミニウム（Al）より成る反射金属層１５００が、金属蒸着により成膜されている。尚、この反射金属層１５００は、Rh、Ti、W等の金属の他、TiN、HfN等の窒化物でも良い。
【００８７】
図中のチップの左右両側壁に位置するテーパ状のエッチング面αは、ウェハの表側に分割用のＶ字溝をダイシングカッターを用いて形成した際に、上記の半導体結晶層などの側壁にできたテーパ部（被研削面）を更にドライエッチングによって仕上げした面である。このエッチング面αは、Ｖ字溝形成時にテーパ部（被研削面）に残留していた物理ダメージ層が除去されているので紫外光の吸収が効果的に抑制される。このため、ドライエッチングによって仕上げしたエッチング面αは、上方への光取り出しに良好に寄与する。
【００８８】
また、エッチング面β（サファイヤ基板１００１の底面）は、研磨処理によって露出したウェハの裏面（被研磨面）を更にドライエッチングによって仕上げした面である。このエッチング面βは、研磨処理後にウェハの裏面（被研磨面）残留していた物理ダメージ層が除去されているので紫外光の吸収が効果的に抑制される。このため、反射金属層１５００の反射率を効果的に向上させる。したがって、ドライエッチングによって仕上げしたエッチング面βも、上方への光取り出しに良好に寄与する。
【００８９】
また、上記の半導体結晶の積層構成では、各半導体結晶層のアルミニウム組成比を最適化することにより、各半導体結晶層のバンドギャップは、極力大きめに確保されている。この様な構成に従えば、発光層が発した近紫外線領域の光に付いても、発光層以外の半導体結晶層における吸収を効果的に抑制できるので、上記の発光ダイオード１０００においてはこの様なバンドギャップの設定も同時に、発光ダイオードの外部量子効率の向上に大きく寄与している。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、少なくとも発光スペクトルの一部が４７０ｎｍ未満の発光領域を有する、比較的短い波長の発光ダイオードに対して用いることができる。したがって、本発明は、可視光領域にその発光領域を有する光デバイスにも勿論有用である。
更に本発明は、その作用原理から、勿論半導体受光素子にも同様に適用できることは言うまでもない。
なお、本発明は、それらの半導体素子の半導体結晶の詳細な結晶成長条件やその組成や積層構成などを特に制約するものではない。
【００９１】
また、本発明は、紫外線領域に発光波長が存在するような短波長の光素子にも、非常に好適である。これらの短波長の光素子の用途としては、光励起触媒を用いる光化学分野、蛍光体を励起させるために用いる照明分野、誘蛾灯に代表されるバイオ関連分野などがあり、例えば蛍光ランプを構成するブラックライトとして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】実施例１のフェイスダウン型の発光ダイオード１００の断面図
【図２】実施例２のフェイスアップ型の発光ダイオード２００の断面図
【図３】実施例３のフェイスアップ型の発光ダイオード１０００の断面図
【符号の説明】
【００９３】
１００  ：  発光ダイオード（実施例１）
１０２  ：  半導体結晶基板（無添加のＧａＮバルク結晶）
１０２ａ：  ドライエッチングによって仕上げられた被研磨面
１０２ｂ：  ドライエッチングによって仕上げられた被研削面
１０５  ：  紫外線発光の活性層（ＭＱＷ構造）
【図１】
2005302804.tif 000003
【図２】
2005302804.tif 000004
【図３】
2005302804.tif 000005