(57)【要約】 【課題】  素子裏面での反射効率を高め、ひいては光取出面からの光束取出の指向性をより向上できる発光素子を提供する。【解決手段】  発光素子１００は、発光層部２４を有した半導体積層体５０の第一主表面側が光取出面ＥＡとして定められる。該第一主表面ＥＡの一部領域において半導体積層体５０は、発光層部２４のｐ−ｎ接合境界よりも第二主表面側に位置する厚さ方向途中位置まで切り欠かれることにより切欠部ＪＫが形成される。半導体積層体５０の第一主表面の一部領域を覆う形で、発光層部に駆動電圧を印加するための光取出側電極９が、接触抵抗低減用の接合合金化層９ａを介して配置され、切欠部ＪＫの底面には発光層部２４に駆動電圧を印加するための対向電極１５が接触抵抗低減用１の接合合金化層１５ａを介して配置される。そして、半導体積層体５０の第二主表面はが金属からなる裏面反射層１０にて覆われ、かつ、裏面反射層１０と半導体積層体５０との間には、接触抵抗低減用の接合合金化層が非配置となっている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光層部を有した半導体積層体の第一主表面側が光取出面として定められ、該第一主表面の一部領域において前記半導体積層体は、前記発光層部のｐ−ｎ接合境界よりも第二主表面側に位置する厚さ方向途中位置まで切り欠かれることにより切欠部が形成され、
前記半導体積層体の第一主表面の一部領域を覆う形で、前記発光層部に駆動電圧を印加するための光取出側電極が、接触抵抗低減用の接合合金化層を介して配置され、前記切欠部の底面には前記発光層部に駆動電圧を印加するための対向電極が接触抵抗低減用の接合合金化層を介して配置され、
前記半導体積層体の第二主表面が金属からなる裏面反射層にて覆われてなり、かつ、前記裏面反射層と前記半導体積層体との間には、接触抵抗低減用の接合合金化層が非配置となっていることを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記半導体積層体において、前記発光層部の第二主表面側に電流拡散層が積層され、前記切欠部は前記発光層部を貫いて前記電流拡散層の厚さ方向途中位置に前記底面部が生ずるように形成されてなり、該電流拡散層の第二主表面に前記裏面反射層が形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記半導体積層体において、前記発光層部の第一主表面側に第一の電流拡散層が積層され、前記発光層部の第二主表面側に第二の電流拡散層が積層され、前記切欠部は前記発光層部を貫いて前記第二の電流拡散層の厚さ方向途中位置に前記底面部が生ずるように形成されてなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記裏面反射層の第二主表面に素子基板が接着されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項５】
前記素子基板が金属にて構成されることを特徴とする請求項４に記載の発光素子。
【請求項６】
前記素子基板が金属接着層を介して前記裏面反射層に接着されてなることを特徴とする請求項５に記載の発光素子。
【請求項７】
前記発光層部の第二主表面側に積層された前記電流拡散層内に電流拡散用量子井戸層を設けたことを特徴とする請求項２ないし請求項６のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項８】
前記電流拡散用量子井戸層は、、前記発光層部からのピーク発光波長に対応するバンドギャップエネルギーよりも大きなバンドギャップエネルギーを有する化合物半導体によりそれぞれ構成された井戸層と障壁層とを交互に積層したものであることを特徴とする請求項７に記載の発光素子。
【請求項９】
前記電流拡散層は、前記電流拡散用量子井戸層がノンドープ層として構成され、かつ、該電流拡散用量子井戸層と接して配置されるとともに、前記電流拡散用量子井戸層の前記障壁層よりもバンドギャップエネルギーが大きく、かつ前記井戸層及び前記障壁層よりも有効キャリア濃度が高く設定された本体層を有することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の発光素子。
【請求項１０】
前記電流拡散層は、前記電流拡散用量子井戸層を２つの前記本体層により挟んだ構造を有することを特徴とする請求項９に記載の発光素子。
【請求項１１】
前記電流拡散層の第一主表面から前記切欠部の底面までの区間に前記電流拡散用量子井戸層を配置したことを特徴とする請求項１０に記載の発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開２００１−６８７３１号公報
【０００３】
発光素子の発光層部への通電は、素子表面に形成された電極を介して行なわれる。しかし電極は遮光体として作用するため、例えば発光層部主表面の中央部のみを覆う形で形成され、その周囲の電極非形成領域から光を取り出すようにする。他方、特許文献１には、ＧａＰ等の透明導電性基板上に発光層部を形成し、基板裏面に設けた対向電極を反射層に兼用して、光取出し効率の向上を図る提案がなされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１の構造において対向電極は、素子裏面の全面を覆うオーミック電極（接合合金化層）とされている。この種のオーミック電極は、オーミック接触が形成可能な合金材料を電流拡散層上に蒸着等により形成した後、シンター処理と称される合金化熱処理を施して形成される。しかし、合金化処理後のオーミック電極は反射率が低いので、光取出し効率の劇的な改善は期待できない。他方、Ａｕ電極等を電流拡散層の裏面に直接蒸着し、シンター処理を行なわないようにすれば反射率は向上するが、電極と素子との接触抵抗が極度に高くなるので採用することができない。そこで折衷的な解決方法として、電流拡散層の裏面にオーミック電極を分散形成し、これをさらにＡｕ電極やＡｇペースト層で覆う構造も採用されているが、面積が減るだけでオーミック電極を形成することに変わりはなく、反射率低下の根本的な解決にはなっていない。
【０００５】
本発明の課題は、素子の第一主表面に光取出面が定められる発光素子において、素子第二主表面（裏面）での反射効率を高め、ひいては光取出面からの光束取出の指向性をより向上できる発光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の発光素子は、
発光層部を有した半導体積層体の第一主表面側が光取出面として定められ、該第一主表面の一部領域において半導体積層体は、発光層部のｐ−ｎ接合境界よりも第二主表面側に位置する厚さ方向途中位置まで切り欠かれることにより切欠部が形成され、
半導体積層体の第一主表面の一部領域を覆う形で、発光層部に駆動電圧を印加するための光取出側電極が、接触抵抗低減用の接合合金化層を介して配置され、切欠部の底面には発光層部に駆動電圧を印加するための対向電極が接触抵抗低減用の接合合金化層を介して配置され、
半導体積層体の第二主表面が金属からなる裏面反射層にて覆われてなり、かつ、裏面反射層と半導体積層体との間には、接触抵抗低減用の接合合金化層が非配置となっていることを特徴とする。
【０００７】
上記本発明の発光素子によると、半導体積層体の光取出面側からｐ−ｎ接合境界を貫く切欠部を形成し、その切欠部の底面に対向電極を設ける一方、半導体積層体の第二主表面を裏面反射層で覆う。素子の発光駆動は光取出面側電極と、切欠部底面に配置された対向電極とが担うので、裏面反射層は電極として機能を有している必要はない。その結果、裏面反射層と半導体積層体との間からは、低反射率の接合合金化層を排除することができる。これにより、素子の第二主表面（裏面）での反射効率が飛躍的に高められ、光取出面からの光束取出の指向性を大幅に向上できる。
【０００８】
半導体積層体は、発光層部の第二主表面側に電流拡散層が積層され、切欠部は発光層部を貫いて電流拡散層の厚さ方向途中位置に底面部が生ずるように形成されてなり、該電流拡散層の第二主表面に裏面反射層が形成された構造とすることができる。これにより、発光層部の第二主表面での電流拡散効果が高められ、発光層部の面内に均一に電流供給できるようになる結果、素子の発光効率を高めることができる。また、半導体積層体は、発光層部の第一主表面側に第一の電流拡散層が積層され、発光層部の第二主表面側に第二の電流拡散層が積層され、発光層部を貫いて第二の電流拡散層の厚さ方向途中位置に底面部が生ずるように切欠部を形成した構成とすることで、素子の発光効率をより高めることができる。
【０００９】
裏面反射層の第二主表面には、素子基板を接着することができる。素子基板の接着により半導体積層体が補強されるので、素子製造時において、素子チップにダイシングする前のウェーハのハンドリングを容易に行なうことができる。
【００１０】
この場合、素子基板が金属にて構成されていれば、該素子基板がヒートシンクとして機能し、発光素子駆動時において素子の放熱を促進することができるので、素子の長寿命化を図ることができる。この場合、素子基板を、金属接着層を介して裏面反射層に接着すれば、素子の放熱効果を一層高めることができる。
【００１１】
次に、発光層部の第二主表面側に積層された電流拡散層内には、電流拡散用量子井戸層を設けることができる。上記の構成では、（第二主表面側の）電流拡散層が層厚方向途中まで切り欠かれ、その切欠部の底面に対向電極を形成しているから、切欠部底部をなす薄い領域が電流狭窄部とならざるを得ず、電流拡散層の面内に電流を均一に拡散させるのが特に難しい問題がある。そこで、上記のごとく電流拡散層を該電流拡散層内に配設することにより、このように切り欠かれた電流拡散層であっても十分な電流拡散効果を達成することができる。量子井戸層は、バンドギャップが互いに相違する井戸層と障壁層とを、少なくとも井戸層の厚さが電子の平均自由行程もしくはそれ以下（一般に、１原子層〜数ｎｍ）となるように格子整合させる形で積層したものであり、層厚方向のキャリアの閉じ込め効果を利用した発光再結合過程の促進ひいては内部量子効率の向上を図るため、従来は発光層部に組み込んで利用することが多かった。しかし、該量子井戸層を電流拡散層内に組み入れることにより、該量子井戸層内において多数キャリアの層厚方向の運動が拘束され、他方、面内方向の運動の自由度は高められるので、薄い電流拡散層であってもキャリアの面内方向の移動を促進することができ、良好な電流拡散効果を得ることができる。
【００１２】
この場合、光取出側電極と対向電極との間で発光駆動電圧を印加したとき、（第二主表面側の）電流拡散層の第一主表面から切欠部の底面までの区間には、キャリア移動駆動力となる電界勾配を比較的大きく発生させることができるので、該区間に電流拡散用量子井戸層を配置することで、電流拡散用量子井戸層への多数キャリアの注入を促進することができ、ひいては面内電流拡散効果をより高めることができる。
【００１３】
電流拡散用量子井戸層は、発光層部からのピーク発光波長に対応するバンドギャップエネルギーよりも大きなバンドギャップエネルギーを有する化合物半導体によりそれぞれ膜厚構成された井戸層と障壁層とを交互に積層したものとすることができる。これにより、電流拡散用量子井戸層での発光光束の吸収が抑制され、素子の光取出し効率を高めることができる。
【００１４】
電流拡散層内では有効キャリア濃度を少しでも高めることが電流拡散効果の向上につながるが、そのためには電流拡散層へのドーパント添加量も増やす必要がある。しかし、ドーパント原子は、生成したキャリアに対する散乱サイトとしても働くため、ドーパント濃度を高めるだけでは薄い電流拡散層の面内電気抵抗率（いわゆるシート抵抗）を十分に低減することは困難である。他方、量子井戸層の面内方向のキャリア移動の自由度を高めるには、量子井戸層をノンドープ層として構成することが有効であるが、量子井戸層自体にはキャリア発生源としての機能がないので、それだけでは電流拡散層のシート抵抗を十分に低減することができない。そこで、電流拡散層は、電流拡散用量子井戸層をノンドープ層として形成し、かつ、該電流拡散用量子井戸層と接して配置されるとともに、電流拡散用量子井戸層の障壁層よりもバンドギャップエネルギーが大きく、井戸層及び障壁層よりも有効キャリア濃度が高く設定された本体層を有するものとして構成するとよい。該構造において本体層は、面内での電流拡散効果自体はそれほど期待できないが、ドーパント濃度が高いので多数キャリアの発生源として機能し、該多数キャリアが層厚方向に移動して電流拡散用量子井戸層に注入される。量子井戸層内はドーパント濃度が低いため、本体層から注入された高濃度の多数キャリアが散乱の影響を大きく受けることなく面内にて速やかに移動する。また、電流拡散用量子井戸層の障壁層のバンドギャップエネルギーが本体層のバンドギャップエネルギーよりも小さくなっていることで、本体層から注入された多数キャリアが、ドーパント濃度の高い本体層から空間的に分離される効果が高められる。その結果、層全体の電流拡散効果を大幅に高めることができる。この効果は、電流拡散用量子井戸層を２つの本体層により挟んだ構造を有するものとして電流拡散層を構成した場合に、より顕著である。
【００１５】
なお、障壁層の厚さを井戸層の厚さよりも大きくしておくこと、具体的には多数キャリアのトンネル厚さ（例えば５０ｎｍ以上）以上としておくことで、井戸層を二次元電子ガス層として機能させることができるようになり、電流拡散効果をより高めることができる。
【００１６】
なお、前述のごとく、本発明の発光素子においては発光層部の第一主表面側にも電流拡散層を設けることができるが、第一の電流拡散層については、切欠底が形成される第二の電流拡散層のような電流狭窄部が生じないので、電流拡散用量子井戸層を特に設けない構成とすれば、素子構造の簡略化を図ることができる。
【００１７】
また、電流拡散用量子井戸層を有した電流拡散層は、井戸層と障壁層との微細な積層構造を、気相成長法等による本体層上へのエピタキシャル成長工程により形成する必要があり、発光層部の成長とは別工程で行なうことが、発光素子の製造工程上の制約を受けにくいので有利である。この場合、半導体積層体は、電流拡散用量子井戸層を有した電流拡散層を発光層部に貼り合わせる形で作製すればよい。
【００１８】
次に、上記本発明の発光素子は、半導体積層体の切欠部の底面よりも光取出面側に位置する部分を積層体本体として、厚さ方向と直交する平面による該積層体本体の断面積が、光取出面に近づくほど大きくなるように、該積層体本体の側面を傾斜して形成することができる。この構造によると、積層体本体の側面が傾斜面になっていることから反射効率が高くなり、光取出面側への取出光束を高めることができるので、高輝度の発光素子を実現することができる。積層体本体の傾斜した側面は、さらに金属反射膜にて覆うこともできる。これにより、傾斜した側面での発光光束の反射効率をより高めることができる。他方、積層体本体の傾斜した側面にはｐ−ｎ接合を形成する発光層部が露出しており、これを金属反射膜で直接覆うと、ｐ−ｎ接合が短絡する惧れがある。この不具合を解消するために、金属反射膜と傾斜側面部との間には絶縁膜を配置することが望ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を添付の図面を用いて説明する。図１の発光素子１００は、各々化合物半導体からなる第二の電流拡散層９１と、発光層部２４と、第一の電流拡散層９０とがこの順序で積層された半導体積層体５０を有する。第一の電流拡散層９０は発光層部２４からの発光光束に対し透明な化合物半導体からなり、第一主表面側に主光取出面ＥＡが形成されるとともに、発光層部２４に発光駆動電圧を印加するための光取出側電極９が、第一の電流拡散層９０の第一主表面の一部を覆うように形成されている。
【００２０】
発光層部２４は、ノンドープ（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｘ≦０．５５，０．４５≦ｙ≦０．５５）混晶からなる活性層５を、ｐ型（ＡｌｚＧａ１−ｚ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ただしｘ＜ｚ≦１）からなるｐ型クラッド層６と、ｎ型（ＡｌｚＧａ１−ｚ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ただしｘ＜ｚ≦１）からなるｎ型クラッド層４とにより挟んだ構造を有し、活性層５の組成に応じて、発光波長を、緑色から赤色領域（発光波長（ピーク発光波長）が５５０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下）にて調整できる。発光素子１００においては、光取出側電極９にｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層６が配置されており、残留基板部１側にｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４が配置されている。従って、通電極性は光取出側電極９が正である。なお、本発明でいう「ノンドープ」とは、「ドーパントの積極添加を行なわない」との意味であり、通常の製造工程上、不可避的に混入するドーパント成分の含有（例えば１０１３〜１０１６／ｃｍ３程度を上限とする）をも排除するものではない。また、活性層５は量子井戸構造を有するものとして形成してもよい。なお、発光層部２４を上記のようにダブルへテロ構造を有するものとして構成する場合、ｐ−ｎ接合境界は発光層部２４の第二主表面をなすクラッド層（本実施形態ではｎ型クラッド層４）と活性層５との境界を意味するものとする。
【００２１】
第一の電流拡散層９０はＧａＰ（あるいはＧａＡｓＰやＡｌＧａＡｓでもよい）からなり、光取出側電極９は例えばＡｕ電極からなる。第一の電流拡散層９０の第一主表面における、光取出側電極９の周囲の領域が主光取出面ＥＡをなす。第一の電流拡散層９０は、例えばクラッド層６と同等以上であって２×１０１８／ｃｍ３以下程度に有効キャリア濃度が高められており、また、１０μｍ以上２００μｍ以下（好ましくは４０μｍ以上２００μｍ以下）の厚膜に形成されることで、層側面からの取出光束も増加させ、発光素子全体の輝度（積分球輝度）を高める役割も担う。また、第一の電流拡散層９０を、発光層部２４からの発光光束のピーク波長に相当する光量子エネルギーよりも大きなバンドギャップエネルギーを有する（つまり、透明な）ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体にて構成することで、発光光束に対する吸収も抑制されている。なお、光取出側電極９と第一の電流拡散層９０との間には、両者の接触抵抗を減ずるための接合合金化層９ａが、例えばＡｕＢｅ合金等を用いて形成されている。
【００２２】
他方、第二の電流拡散層９１は、発光層部２４からの発光光束のピーク波長に相当する光量子エネルギーよりも大きなバンドギャップエネルギーを有するＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる本体層９１ｍと、該本体層９１ｍに接して配置される電流拡散用量子井戸層８とを有する。本実施形態において電流拡散用量子井戸層８は、２つの本体層９１ｍ，９１ｍにより挟まれている。本体層９１ｍは、電流拡散用量子井戸層８の障壁層８ｂよりもバンドギャップエネルギーが大きく、かつ井戸層８ｗ及び障壁層８ｂよりも有効キャリア濃度が高く設定されている。本実施形態では、本体層９１ｍをＧａＰにて構成している。電流拡散用量子井戸層８を含めた第二の電流拡散層９１の厚さは１μｍ以上２００μｍ以下であり、特に、５０μｍ以上２００μｍ以下とした場合には、第二の電流拡散層９１の側面からの光取出し効率を高めることができる。
【００２３】
図２に示すように、電流拡散用量子井戸層８は、井戸層８ｗと障壁層８ｂとを交互に積層したものである。両層８ｗ，８ｂはいずれも、発光層部２４からのピーク発光波長に対応する光量子エネルギーよりも大きなバンドギャップエネルギーを有する化合物半導体により構成されている。本体層９１ｍがＧａＰ層である場合、井戸層８ｗと障壁層８ｂとは、例えばＧａ１−ｘＩｎｘＰやＧａＡｓｙＰ１−ｙなどで構成できる。Ｇａ１−ｘＩｎｘＰを用いる場合、ＩｎＰ混晶比ｘが増加するほどバンドギャップエネルギーは小さくなる。従って、井戸層８ｗのＩｎＰ混晶比をｘｗ、障壁層８ｂのＩｎＰ混晶比をｘｂとして、１＞ｘｗ＞ｘｂに設定する。ＧａＡｓｙＰ１−ｙを用いる場合、ＧａＡｓ混晶比ｙが増加するほどバンドギャップエネルギーは小さくなる。従って、井戸層８ｗのＧａＡｓ混晶比をｙｗ、障壁層８ｂのＧａＡｓ混晶比をｙｂとして、１＞ｙｗ＞ｙｂに設定する。
【００２４】
井戸層８ｗの厚さは、層厚方向のキャリア閉じ込め効果を高めるために、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下とすることができる。また、障壁層８ｂの厚さは０．５ｎｍ以上２０ｎｍ以下とするのがよく、特に、井戸層８ｗを二次元電子ガス層的に構成したい場合は、１０ｎｍ以上２０ｎｍ以下とするのがよい。井戸層８ｗ及び障壁層８ｂはノンドープ層として構成することが望ましい。また、電流拡散用量子井戸層８は、なお、井戸層８ｗを複数有する多重量子井戸構造としてもよいし、井戸層ｗを１層のみ有する単一量子井戸構造としてもいずれでもよい。
【００２５】
図１に戻り、半導体積層体５０の第一主表面から電流拡散層９１の厚さ方向途中位置までが、第一主表面の一部領域において切り欠かれることにより切欠部ＪＫが形成されている。電流拡散層９１内に位置する切欠部ＪＫの底面には、発光層部に駆動電圧を印加するためのＡｕ電極等からなる対向電極１５が配置されてなる。また、切欠部ＪＫの底面をなす本体層９１ｍと対向電極１５との間には、接触抵抗低減用の接合合金化層１５ａが配置されている。本実施形態では、本体層９１ｍがｎ型であり、接合合金化層９ａはＡｕＧｅＮｉ合金等からなる。
【００２６】
本実施形態において切欠部ＪＫは、図３に示すように、発光素子１００の四角形状の第一主表面の周縁に沿って形成され、対向電極１５は該切欠部ＪＫの底面のほぼ全面に渡って形成されている。また、光取出側電極９は、光取出面ＥＡの中央に形成されている。なお、図４に示すように、光取出側電極９と一体に、光取出面ＥＡを部分的に覆う副電極９ｓ（放射状、樹枝状あるいはネットワーク状に形成できる）を設けることもできる。また、図４においては、第一主表面の周縁に沿って形成された切欠部ＪＫの幅よりも対向電極１５の幅が小さく設定され、各辺の対向電極１５が交差する角部には、ワイヤボンディング用の金属パッド１５ｃが形成されている。なお、切欠部ＪＫは、第一主表面の全周に沿って形成する必要は必ずしもなく、例えば図５に示すように、第一主表面の角部に選択的に形成することもできる。
【００２７】
図１に戻り、第二の電流拡散層９１において電流拡散用量子井戸層８は、その第一主表面から切欠部ＪＫの底面までの区間に配置されている。また、第一の電流拡散層９０には電流拡散用量子井戸層が設けられていない。そして、電流拡散用量子井戸層９を有した第二の電流拡散層９１は、発光層部２４に貼り合わせにより結合されている。他方、第一の電流拡散層９０も発光層部２４に貼り合わせにより結合されているが、該第一の電流拡散層９０については、発光層部２４上に厚膜のエピタキシャル層として成長してもよい。
【００２８】
第二の電流拡散層９１（つまり、発光層部２４の第二主表面側に配置された電流拡散層）の第二主表面は、裏面反射層１０により覆われている。この裏面反射層１０は、対向電極１５とは電気的に分離されていて、電極としての機能が付与されていない。従って、該裏面反射層１０と第二の電流拡散層９１との間には、両層間の接触抵抗を低減するための接合合金化層が非配置となっている。本実施形態では、裏面反射層１０の第二主表面に、Ａｇペースト等からなる金属接着層１１を介して、ヒートシンクを兼ねた素子基板１２が貼り合わされている。ヒートシンクを兼ねた素子基板１２は、例えばＣｕやＡｌ等の金属、窒化アルミニウム、炭化珪素あるいはアルミナなどの熱伝導性の良好なセラミックにて構成できる。
【００２９】
これにより、半導体積層体５０の第二主表面に、反射率の低い接合合金化層を配置する必要がなくなり、該第二主表面の全面を反射面として有効活用できるようになるため、光取出効果を改善することができる。しかし、該構造の採用に伴い、通常はこの第二主表面に設けられる対向電極１５は、半導体積層体５０の第一主表面側に形成された切欠部ＪＫの底面に設けることが不可欠となる。その結果、該対向電極１５の近傍では、第二の電流拡散層９１内の通電経路が切欠部ＪＫにより厚さを減じられ、かつ、電極被覆領域も切欠部ＪＫ内に限定されるので、該第二の電流拡散層９１の第二主表面全面に電極形成する場合と比較して、層面内の電流拡散は相当困難となる。しかし、発光素子１００においては第二の電流拡散層９１内に電流拡散用量子井戸層９を設けているので、電流拡散上不利な構造を採用しているにもかかわらず、発光層部２４の面内に均一に電流供給することができ、発光効率を高めることができる。そして、発光層部２４の両面に電流拡散層９０，９１を設けていることで、素子側面からの光取出し効率も向上し、高発光強度の素子が実現する。
【００３０】
以下、図１の発光素子１００の製造方法について説明する。
まず、図６の工程１に示すように、ｎ型ＧａＡｓ単結晶からなる成長用基板１の第一主表面上にＧａＡｓバッファ層２を成長し、続いて、発光層部２４として、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４、ＡｌＧａＩｎＰ活性層（ノンドープ）５、及びｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層６を、この順序にて周知のＭＯＶＰＥ法によりエピタキシャル成長させる。また、別途用意したＧａＰ基板（ｐ型、厚さ：４０μｍ以上２００μｍ以下（例えば１００μｍ））を発光層部２４の第一主表面に重ね合わせ、工程２に示すように、加圧しながら３５０℃以上７００℃以下、本実施形態では６００℃にて熱処理することにより貼り合せて、第一の電流拡散層９０とする。なお、ＧａＰ基板を貼り合せる代わりに、ＧａＰ層を例えばＨＶＰＥ法を用いてエピタキシャル成長してもよい。そして、工程３に進み、成長用基板１及びバッファ層２を研削あるいは化学エッチングにより除去する。
【００３１】
図７に進み、上記とは別に、第二の電流拡散層９１となるサブウェーハを作製する。具体的には、工程４に示すように、一方の本体層９１ｍとなるべきｎ型ＧａＰ基板を用意し、その上に電流拡散用量子井戸層８をＭＯＶＰＥ法にてエピタキシャル成長する。その後、工程５に示すように、他方の本体層９１ｍとなるべきｎ型ＧａＰ層をＨＶＰＥ法またはＭＯＶＰＥ法によりエピタキシャル成長し、サブウェーハとする。そして、工程６に示すように、このサブウェーハを発光層部２４の第二主表面に重ね合わせ、工程７に示すように、加圧しながら３５０℃以上７００℃以下、本実施形態では６００℃にて熱処理することにより第二の電流拡散層９１として貼り合せ、貼り合わせウェーハＷを得る。
【００３２】
次に、図８に示すように、上記貼り合わせウェーハＷを、個々の素子チップに分離するためにダイシングする。このダイシングは、個々のチップに切欠部ＪＫを形成する工程も兼ねる。具体的には、図８の工程８に示すように、貼り合わせウェーハＷの第一主表面側から第二の電流拡散層９１の厚さ方向途中位置、本実施形態では、電流拡散用量子井戸層８を分断して第二主表面側の本体層９１ｍの厚さ方向途中位置に到達する深さで、切欠部ＪＫとなるべきハーフダイシング溝ＤＧを、第一のダイシング刃ＤＢを用いて形成する。次いで、工程９に示すように、各素子チップの第一主表面となるべき領域と、ハーフダイシング溝ＤＧの底とに、それぞれ接合合金化層を形成するための金属層を蒸着により形成し、その後合金化熱処理を行って接合合金化層９ａ，１５ａを形成し、さらに、光取出側電極９と対向電極１５とを蒸着形成する。
【００３３】
次に、第二の電流拡散層９１の第二主表面には裏面反射層１０を形成し、さらに該裏面反射層１０の第二主表面に金属接着層１１を介して素子基板１２を接着する。そして、工程１０に示すように、ハーフダイシング溝ＤＧの底部を、第一のダイシング刃ＤＢよりも薄い第二のダイシング刃ＤＬを用いてフルダイシングし、個々の素子チップに分離する。該ダイシング後は、ダイシング面に形成された加工ダメージ層を化学エッチングにより除することで、最終的な素子チップ１００が完成する。
【００３４】
以下、本発明の発光素子の種々の変形例について説明する（図１の発光素子１００と共通の部分には、同一の符号を付与して詳細な説明を省略する）。図９の発光素子２００においては、第二の電流拡散層９１において電流拡散用量子井戸層に代え、切欠部ＪＫの底面よりも第二主表面側に位置する領域に、残余の領域よりも高濃度にドーピングされた高濃度ドーピング層９１ｈが形成され、第二の電流拡散層９１の面内の電流拡散効果が高められている。
【００３５】
図１０の発光素子３００は、図１の発光素子１００に近い構造を有しているが、電流拡散用量子井戸層８を有する第二の電流拡散層９１が第一の電流拡散層９０よりも薄く形成され、素子の低背化が図られている。本実施形態では、図１の発光素子１００では電流拡散用量子井戸層８の両側に２層設けられていた本体層９１ｍ，９１ｍのうちの一層（ここでは、発光層部２４側のもの）が省略されている。
【００３６】
図１１の発光素子４００においては、素子基板７がシリコン基板とされ、第二の電流拡散層９１の第二主表面をＡｕ又はＡｇを主成分とする金属からなる裏面反射層１０を介して素子基板７に直接貼り合わせている。このような構造は、第二の電流拡散層９１側にＡｕ又はＡｇを主成分とする第一の金属層を、素子基板７側にＡｕ又はＡｇを主成分とする第二の金属層をそれぞれ形成し、それら第一の金属層と第二の金属層とを重ね合わせて加圧あるいは加熱することにより得ることができる。
【００３７】
図１２の発光素子５００においては、厚さ方向と直交する平面による該積層体本体５０の断面積が光取出面ＥＡに近づくほど大きくなるように、積層体本体５０（切欠部ＪＫ）の側面が傾斜側面部ＩＰとして形成されている。これにより、切欠部ＪＫの側面に向かう発光光束のうち、全反射臨界角以下の角度で入射するものを光取出面ＥＡ側に反射させることができ、ひいては光取出面ＥＡからの発光光束の取出効率を高めることができる。上記のように傾斜した側面形態を有する切欠部ＪＫは、図８の工程８に示す溝ＤＧを、ダイシング刃ＤＢによるハーフダイシング加工に代え、図１３に示すように、円錐台形態の回転砥石１６０を用いた溝入れ加工にて形成することにより得られる。
【００３８】
図１４の発光素子６００は、図１２の発光素子５００の傾斜側面部ＩＰを、金属反射膜６１にて覆ったものに相当する。これにより、傾斜側面部ＩＰでの発光光束の反射効率をより高めることができる。また、傾斜側面部ＩＰに対し全反射臨界角以上の角度で入射した発光光束も反射させることができる。金属反射膜６１は、例えばＡｕ層あるいはＡｇ層とすることができる。なお、傾斜側面部ＩＰにはｐ−ｎ接合を形成する発光層部２４が露出しており、これを金属反射膜６１で直接覆うと、ｐ−ｎ接合が短絡する惧れがある。そこで、本実施形態では、金属反射膜６１と傾斜側面部ＩＰとの間に、セラミック（例えばシリカ、アルミナ、窒化珪素、窒化アルミニウムなど）や樹脂からなる絶縁膜６０が配置されている。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の発光素子の第一例を示す断面模式図。
【図２】電流拡散用量子井戸層の概念図。
【図３】切欠部及び対向電極の形成形態の第一例を示す平面図。
【図４】切欠部及び対向電極の形成形態の第二例を示す平面図。
【図５】切欠部及び対向電極の形成形態の第三例を示す平面図。
【図６】図１の発光素子の製造工程説明図。
【図７】図６に続く説明図。
【図８】図７に続く説明図。
【図９】本発明の発光素子の第二例を示す断面模式図。
【図１０】本発明の発光素子の第三例を示す断面模式図。
【図１１】本発明の発光素子の第四例を示す断面模式図。
【図１２】本発明の発光素子の第五例を示す断面模式図。
【図１３】図１２の発光素子の切欠部の形成方法の一例を示す説明図。
【図１４】本発明の発光素子の第六例を示す断面模式図。
【符号の説明】
【００４０】
１００，２００，３００，４００，５００，６００  発光素子
８，１０８  電流拡散用量子井戸層
９  光取出側電極
１０  裏面反射層
１５  対向電極
ＪＫ  切欠部
２４  発光層部
３１  接合合金化層（裏面電極部）
６１  金属反射層
９０  第一の電流拡散層
９１  第二の電流拡散層
９１ｍ  本体層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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