(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
次の（Ａ）で規定される集積型発光装置と、前記集積型発光装置に密着して付着している、発光波長において透明な材料からなる光取り出し材料とを有する集積型発光源。
（Ａ）：
発光波長に対して透明な基板と、この基板上に形成された複数の発光ユニットを有する集積型化合物半導体発光装置であって、
前記発光ユニットは、前記基板上に、第一導電型クラッド層を含む第一導電型半導体層、活性層構造、および第二導電型クラッド層を含む第二導電型半導体層を有する化合物半導体薄膜結晶層と、第二導電型側電極と、並びに第一導電型側電極とを有し、
第１の光取り出し方向が前記基板側であり、前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極が、前記第１の光取り出し方向とは、反対側に形成されており、
前記発光ユニット同士は、隣接する発光ユニットの間に設けられた発光ユニット間分離溝により電気的に分離され、
さらに、前記基板と前記第一導電型半導体層の間に、前記複数の発光ユニット間に共通して設けられ、前記複数の発光ユニットを光学的に結合し、１つの発光ユニットから発光された光を他の発光ユニットに分布させる光学結合層を有し、
前記集積型発光装置の発光波長をλ（ｎｍ）、発光波長における前記光学結合層の平均屈折率をｎｏｃ、第一導電型半導体層の平均屈折率をｎ１、前記光学結合層の物理的厚みをｔｏｃ（ｎｍ）とし、光学結合層と第一導電型半導体層の比屈折率差Δ（ｏｃ−１）を
Δ（ｏｃ−１）≡（（ｎｏｃ)２−（ｎ１）２）/（２×（ｎｏｃ）２）
と定義したときに、
（√（２×Δ（ｏｃ−１））×ｎｏｃ×π×ｔｏｃ）/λ  ≧  π/２
を満たすようにｔｏｃが選択されている
ことを特徴とする集積型化合物半導体発光装置。
【請求項２】
前記集積型発光装置は、１つの発光ユニット内に、前記活性層構造、前記第二導電型半導体層および前記第二導電型側電極を含む複数個の発光ポイントと、少なくとも１個の前記第一導電型側電極とが設けられ、１つの発光ユニット内は前記第一導電型半導体層で電気的に導通している請求項１に記載の集積型発光源。
【請求項３】
次の（Ｃ）で規定される集積型発光装置と、前記集積型発光装置に密着して付着している、発光波長において透明な材料からなる光取り出し材料とを有する集積型発光源。
（Ｃ）：
複数の発光ユニットを有する集積型化合物半導体発光装置であって、
前記発光ユニットは、第一導電型クラッド層を含む第一導電型半導体層、活性層構造、および第二導電型クラッド層を含む第二導電型半導体層を有する化合物半導体薄膜結晶層と、第二導電型側電極と、並びに第一導電型側電極とを少なくとも有し、
第１の光取り出し方向が前記活性層構造から見て前記第一導電型半導体層側方向であり、前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極が、前記第１の光取り出し方向とは、反対側に形成されており、
前記発光ユニット同士は、隣接する発光ユニットの間に設けられた発光ユニット間分離溝により電気的に分離され、
さらに、前記第一導電型半導体層より前記第１の光取り出し方向側に、前記複数の発光ユニット間に共通して設けられ、前記複数の発光ユニットを光学的に結合し、１つの発光ユニットから発光された光を他の発光ユニットに分布させる光学結合層と、前記光学結合層の前記第１の光取り出し方向側にバッファ層を有し、
前記集積型発光装置の発光波長をλ（ｎｍ）、発光波長における前記光学結合層の平均屈折率をｎｏｃ、第一導電型半導体層の平均屈折率をｎ１、前記光学結合層の物理的厚みをｔｏｃ（ｎｍ）とし、光学結合層と第一導電型半導体層の比屈折率差Δ（ｏｃ−１）を
Δ（ｏｃ−１）≡（（ｎｏｃ)２−（ｎ１）２）/（２×（ｎｏｃ）２）
と定義したときに、
（√（２×Δ（ｏｃ−１））×ｎｏｃ×π×ｔｏｃ）/λ  ≧  π/２
を満たすようにｔｏｃが選択されている
ことを特徴とする集積型化合物半導体発光装置。
【請求項４】
前記集積型発光装置は、１つの発光ユニット内に、前記活性層構造、前記第二導電型半導体層および前記第二導電型側電極を含む複数個の発光ポイントと、少なくとも１個の前記第一導電型側電極とが設けられ、１つの発光ユニット内は前記第一導電型半導体層で電気的に導通している請求項３に記載の集積型発光源。
【請求項５】
前記光学結合層が、前記化合物半導体薄膜結晶層の一部として、前記バッファ層と前記第一導電型クラッド層の間に、前記複数の発光ユニット間に共通して設けられている層であることを特徴とする請求項３または４に記載の集積型発光源。
【請求項６】
前記光学結合層全体の比抵抗ρｏｃ（Ω・ｃｍ）が、
０．５≦ρｏｃ
の関係を満たすことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の集積型発光源。
【請求項７】
前記光学結合層が複数の層の積層構造であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の集積型発光源。
【請求項８】
前記複数の発光ユニットは、前記発光ユニット間分離溝が、隣接する発光ユニット間で、前記薄膜結晶層の表面から前記光学結合層の界面まで、または前記光学結合層の一部までを除去して形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の集積型発光源。
【請求項９】
前記光取り出し材料は、次の付着の形態、即ち
（ｉ）前記集積型発光装置の第１の光取り出し方向側の面に付着している形態；
（ｉｉ）前記集積型発光装置の第１の光取り出し方向側の面の下部に存在する空隙を充填している形態；および
（ｉｉｉ）前記集積型発光装置の全体を覆っている形態；
の少なくとも１つの形態を満たすように前記集積型発光装置に付着していることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の集積型発光源。
【請求項１０】
前記光取り出し材料は、珪素含有化合物を含有することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の集積型発光源。
【請求項１１】
前記珪素含有化合物が、縮合型シリコーン系材料であることを特徴とする請求項１０記載の集積型発光源。
【請求項１２】
前記縮合型シリコーン系材料が、次の条件（１）〜（３）：
（１）ケイ素含有率が２０重量％以上である；
（２）固体Ｓｉ−核磁気共鳴（ＮＭＲ）スペクトルにおいて、下記（ａ）及び／又は（ｂ）のＳｉに由来するピークを少なくとも１つ有する；
（ａ）ピークトップの位置がシリコーンゴムを基準としてケミカルシフト−４０ｐｐｍ以上、０ｐｐｍ以下の領域にあり、ピークの半値幅が０．３ｐｐｍ以上、３．０ｐｐｍ以下であるピーク
（ｂ）ピークトップの位置がシリコーンゴムを基準としてケミカルシフト−８０ｐｐｍ以上、−４０ｐｐｍ未満の領域にあり、ピークの半値幅が０．３ｐｐｍ以上５．０ｐｐｍ以下であるピーク
（３）シラノール含有率が０．０１重量％以上、１０重量％以下である；
のうちの少なくとも１つを満足することを特徴とする請求項１１記載の集積型発光源。
【請求項１３】
請求項１において（Ａ）で規定される集積型発光装置または請求項３において（Ｃ）で規定される集積型発光装置を作製する工程と、
前記集積型発光装置に、前記集積型発光装置の発光波長に対して透明な材料からなる光取り出し材料を密着して付着させる工程と、
を有する集積型発光源の製造方法。
【請求項１４】
前記光取り出し材料を付着させる工程は、
（ｉ）前記集積型発光装置の第１の光取り出し方向側の面に付着している形態；
（ｉｉ）前記集積型発光装置の第１の光取り出し方向側の面の下部に存在する空隙を充填している形態；および
（ｉｉｉ）前記集積型発光装置の全体を覆っている形態；
の少なくとも１つの形態を満たすように前記光取り出し材料を前記発光装置に付着させることを含む請求項１３記載の集積型発光源の製造方法。
【請求項１５】
前記光取り出し材料を付着させる工程は、
液状のシリコーン系材料を前記集積型発光装置に付着させることと、
付着させたシリコーン系材料を硬化させることと、
を含む請求項１３または１４記載の集積型発光源の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積型の化合物半導体発光装置を有する発光源に関する。なお、本明細書中において、発光ダイオードまたはＬＥＤとの表現は、レーザダイオード、スーパールミネッセントダイオード等を含んだ発光素子一般を含む言葉として使用する。
【背景技術】
【０００２】
可視領域に発光スペクトルを有するＬＥＤは広く工業的に製造されており、広く表示用途に使用されている。最も一般的な形状は、１対のｐ側電極とｎ側電極を有する１つのＬＥＤを、シリコーン系の封止材でその周囲を包みこみ、これを砲弾型と呼ばれる形状にしたものである。白色発光用としては、青色または紫外領域の光を発光するＬＥＤと蛍光体を組み合わせた白色ＬＥＤが実用化されている。
【０００３】
また、波長の異なる複数の半導体発光素子を、１つの支持体上に搭載し、これを近接させてマウントし、封止材でその周囲を包みこみ発光源とした例も知られている。赤、緑、青の発光波長の異なる半導体発光装置を１つの支持体に搭載して、白色化することができる。たとえば特開２００２−３２４９１５号公報（特許文献１）には、同一基板上に複数個の発光ユニットを並列させ、ここに蛍光体をバインダーとともに付着させ、発光装置を大型化する事が記載されている（特許文献１の段落［００８５］参照）。
【０００４】
また、国際特許公開ＷＯ２００６／０９０８０４号公報（特許文献２）には、半導体発光装置に好適なシリコーン系の封止剤が記載され、その材料が、光取り出し膜として使用できることが記載されている（特許文献２の段落０３９７参照）。
【特許文献１】特開２００２−３２４９１５号公報
【特許文献２】国際特許公開ＷＯ２００６／０９０８０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
半導体発光装置においては発光効率の向上が常に求められている。しかしながら、特許文献１および２のどちらにも、集積型半導体発光装置を光の取り出しの観点から改良する試みは記載されていない。
【０００６】
本発明は、例えば照明用としても適用可能な大面積の発光源を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は以下の事項に関する。
【０００８】
［１］  次の（Ａ）で規定される集積型発光装置と、前記集積型発光装置に密着して付着している、発光波長において透明な材料からなる光取り出し材料とを有する集積型発光源。
（Ａ）：
発光波長に対して透明な基板と、この基板上に形成された複数の発光ユニットを有する集積型化合物半導体発光装置であって、
前記発光ユニットは、前記基板上に、第一導電型クラッド層を含む第一導電型半導体層、活性層構造、および第二導電型クラッド層を含む第二導電型半導体層を有する化合物半導体薄膜結晶層と、第二導電型側電極と、並びに第一導電型側電極とを有し、
第１の光取り出し方向が前記基板側であり、前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極が、前記第１の光取り出し方向とは、反対側に形成されており、
前記発光ユニット同士は、隣接する発光ユニットの間に設けられた発光ユニット間分離溝により電気的に分離され、
さらに、前記基板と前記第一導電型半導体層の間に、前記複数の発光ユニット間に共通して設けられ、前記複数の発光ユニットを光学的に結合し、１つの発光ユニットから発光された光を他の発光ユニットに分布させる光学結合層を有し、
前記集積型発光装置の発光波長をλ（ｎｍ）、発光波長における前記光学結合層の平均屈折率をｎｏｃ、第一導電型半導体層の平均屈折率をｎ１、前記光学結合層の物理的厚みをｔｏｃ（ｎｍ）とし、光学結合層と第一導電型半導体層の比屈折率差Δ（ｏｃ−１）を
Δ（ｏｃ−１）≡（（ｎｏｃ)２−（ｎ１）２）/（２×（ｎｏｃ）２）
と定義したときに、
（√（２×Δ（ｏｃ−１））×ｎｏｃ×π×ｔｏｃ）/λ  ≧  π/２
を満たすようにｔｏｃが選択されている
ことを特徴とする集積型化合物半導体発光装置。
【０００９】
［２］  前記集積型発光装置は、１つの発光ユニット内に、前記活性層構造、前記第二導電型半導体層および前記第二導電型側電極を含む複数個の発光ポイントと、少なくとも１個の前記第一導電型側電極とが設けられ、１つの発光ユニット内は前記第一導電型半導体層で電気的に導通している上記［１］に記載の集積型発光源。
【００１０】
［３］  次の（Ｃ）で規定される集積型発光装置と、前記集積型発光装置に密着して付着している、発光波長において透明な材料からなる光取り出し材料とを有する集積型発光源。
（Ｃ）：
複数の発光ユニットを有する集積型化合物半導体発光装置であって、
前記発光ユニットは、第一導電型クラッド層を含む第一導電型半導体層、活性層構造、および第二導電型クラッド層を含む第二導電型半導体層を有する化合物半導体薄膜結晶層と、第二導電型側電極と、並びに第一導電型側電極とを少なくとも有し、
第１の光取り出し方向が前記活性層構造から見て前記第一導電型半導体層側方向であり、前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極が、前記第１の光取り出し方向とは、反対側に形成されており、
前記発光ユニット同士は、隣接する発光ユニットの間に設けられた発光ユニット間分離溝により電気的に分離され、
さらに、前記第一導電型半導体層より前記第１の光取り出し方向側に、前記複数の発光ユニット間に共通して設けられ、前記複数の発光ユニットを光学的に結合し、１つの発光ユニットから発光された光を他の発光ユニットに分布させる光学結合層と、前記光学結合層の前記第１の光取り出し方向側にバッファ層を有し、
前記集積型発光装置の発光波長をλ（ｎｍ）、発光波長における前記光学結合層の平均屈折率をｎｏｃ、第一導電型半導体層の平均屈折率をｎ１、前記光学結合層の物理的厚みをｔｏｃ（ｎｍ）とし、光学結合層と第一導電型半導体層の比屈折率差Δ（ｏｃ−１）を
Δ（ｏｃ−１）≡（（ｎｏｃ)２−（ｎ１）２）/（２×（ｎｏｃ）２）
と定義したときに、
（√（２×Δ（ｏｃ−１））×ｎｏｃ×π×ｔｏｃ）/λ  ≧  π/２
を満たすようにｔｏｃが選択されている
ことを特徴とする集積型化合物半導体発光装置。
【００１１】
［４］  前記集積型発光装置は、１つの発光ユニット内に、前記活性層構造、前記第二導電型半導体層および前記第二導電型側電極を含む複数個の発光ポイントと、少なくとも１個の前記第一導電型側電極とが設けられ、１つの発光ユニット内は前記第一導電型半導体層で電気的に導通している上記［３］に記載の集積型発光源。
【００１２】
［５］ 前記光学結合層が、前記化合物半導体薄膜結晶層の一部として、前記バッファ層と前記第一導電型クラッド層の間に、前記複数の発光ユニット間に共通して設けられている層であることを特徴とする上記［３］または［４］に記載の集積型発光源。
【００１４】
［６］  前記光学結合層全体の比抵抗ρｏｃ（Ω・ｃｍ）が、
０．５≦ρｏｃ
の関係を満たすことを特徴とする上記［１］〜［５］のいずれかに記載の集積型発光源。
【００１５】
［７］  前記光学結合層が複数の層の積層構造であることを特徴とする上記［１］〜［６］のいずれかに記載の集積型発光源。
【００１６】
［８］  前記複数の発光ユニットは、前記発光ユニット間分離溝が、隣接する発光ユニット間で、前記薄膜結晶層の表面から前記光学結合層の界面まで、または前記光学結合層の一部までを除去して形成されていることを特徴とする上記［１］〜［７］のいずれかに記載の集積型発光源。
【００１７】
［９］  前記光取り出し材料は、次の付着の形態、即ち
（ｉ）前記集積型発光装置の第１の光取り出し方向側の面に付着している形態；
（ｉｉ）前記集積型発光装置の第１の光取り出し方向側の面の下部に存在する空隙を充填している形態；および
（ｉｉｉ）前記集積型発光装置の全体を覆っている形態；
の少なくとも１つの形態を満たすように前記集積型発光装置に付着していることを特徴とする上記［１］〜［８］のいずれかに記載の集積型発光源。
【００１８】
［１０］  前記光取り出し材料は、珪素含有化合物を含有することを特徴とする上記［１］〜［９］のいずれかに記載の集積型発光源。
【００１９】
［１１］  前記珪素含有化合物が、縮合型シリコーン系材料であることを特徴とする上記［１０］記載の集積型発光源。
【００２０】
［１２］  前記縮合型シリコーン系材料が、次の条件（１）〜（３）：
（１）ケイ素含有率が２０重量％以上である；
（２）固体Ｓｉ−核磁気共鳴（ＮＭＲ）スペクトルにおいて、下記（ａ）及び／又は（ｂ）のＳｉに由来するピークを少なくとも１つ有する；
（ａ）ピークトップの位置がシリコーンゴムを基準としてケミカルシフト−４０ｐｐｍ以上、０ｐｐｍ以下の領域にあり、ピークの半値幅が０．３ｐｐｍ以上、３．０ｐｐｍ以下であるピーク
（ｂ）ピークトップの位置がシリコーンゴムを基準としてケミカルシフト−８０ｐｐｍ以上、−４０ｐｐｍ未満の領域にあり、ピークの半値幅が０．３ｐｐｍ以上５．０ｐｐｍ以下であるピーク
（３）シラノール含有率が０．０１重量％以上、１０重量％以下である；
のうちの少なくとも１つを満足することを特徴とする上記［１１］記載の集積型発光源。
【００２１】
［１３］  上記［１］において（Ａ）で規定される集積型発光装置または上記［３］において（Ｃ）で規定される集積型発光装置を作製する工程と、
前記集積型発光装置に、前記集積型発光装置の発光波長に対して透明な材料からなる光取り出し材料を密着して付着させる工程と、
を有する集積型発光源の製造方法。
【００２２】
［１４］  前記光取り出し材料を付着させる工程は、
（ｉ）前記集積型発光装置の第１の光取り出し方向側の面に付着している形態；
（ｉｉ）前記集積型発光装置の第１の光取り出し方向側の面の下部に存在する空隙を充填している形態；および
（ｉｉｉ）前記集積型発光装置の全体を覆っている形態；
の少なくとも１つの形態を満たすように前記光取り出し材料を前記発光装置に付着させることを含む上記［１３］記載の集積型発光源の製造方法。
【００２３】
［１５］  前記光取り出し材料を付着させる工程は、
液状のシリコーン系材料を前記集積型発光装置に付着させることと、
付着させたシリコーン系材料を硬化させることと、
を含む上記［１３］または［１４］記載の集積型発光源の製造方法。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、光取り出し材料が集積型発光装置に密着して付着しているため、光取り出し効率が向上し、照明用としての使用に適した発光源を提供することができる。特に、本発明で使用される集積型発光装置は、いずれも大面積の面光源的発光に適した新規な構造を有しており、光取り出し材料を付着の形態によっては、さらに発光装置内の面光源としての均一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】
【００２５】
本明細書において、「積層」または「重なる」の表現は、もの同士が直接接触している状態に加え、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、互いに接触していなくても、一方を他方に投影した際に空間的に重なる状態をも指す場合がある。また、「〜の上（〜の下）」の表現も、もの同士が直接接触して一方が他方の上（下）に配置されている状態に加え、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、互いに接触していなくても、一方が他方の上（下）に配置されている状態にも使用する場合がある。さらに、「〜の後（前、先）」との表現は、ある事象が別の事象の直後（前）に発生する場合にも、ある事象が別の事象との間に第三の事象を挟んだ後（前）発生する場合にも、どちらにも使用する。また、「接する」の表現は、「物と物が直接的に接触している場合」に加えて、本発明の趣旨に適合する限りにおいて、「物と物が直接的には接触していなくても、第三の部材を介して間接的に接している場合」、「物と物が直接的に接触している部分と、第三の部材を介して間接的に接している部分が混在している場合」などを指す場合もある。
【００２６】
さらに、本発明において、「薄膜結晶成長」とは、いわゆる、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ）、プラズマアシストＭＢＥ、ＰＬＤ（Ｐｕｌｓｅｄ  Ｌａｓｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＰＥＤ（Ｐｕｌｓｅｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＶＰＥ（Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ）、ＬＰＥ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ）法等の結晶成長装置内における薄膜層、アモルファス層、微結晶、多結晶、単結晶、あるいはそれらの積層構造の形成に加えて、その後の薄膜層の熱処理、プラズマ処理等によるキャリアの活性化処理等も含めて薄膜結晶成長と記載する。また、本発明において、「薄膜結晶層」とは、「薄膜結晶成長」によって形成された膜をいう。
【００２７】
また、本発明において、集積型発光装置（集積型化合物半導体発光装置）は、あらゆる方向へ光を取り出すことができ、後述する光取り出し材料や絶縁層の構造を適宜変更することで、配光分布も任意に調整することができる。本発明では、集積型発光装置における方向を説明するのに、「第１の光取り出し方向」という用語を用いることがあるが、この用語は、配光分布とは無関係に、単に種々の光取り出し方向のうち１つの方向という意味で、方向を特定することのみに用いる。具体的には、「第１の光取り出し方向」は、集積型発光装置の第一導電型側電極および第二導電型側電極が設けられた側と反対側を意味する。
【００２８】
また、本発明の「集積型発光装置」は、複数の「発光ユニット」を有する「発光装置」を意味するが、単に「発光装置」と記載する場合もある。また、「集積型発光源」を単に「発光源」と記載する場合もある。
【００２９】
＜＜１．  本発明の全体の構造＞＞
本発明の集積型発光源は、集積型発光装置に、光取り出し材料が密着して付着している。集積型発光装置は、第一導電型クラッド層を含む第一導電型半導体層、活性層構造、および第二導電型クラッド層を含む第二導電型半導体層をこの順序で有する化合物半導体薄膜結晶層と、第二導電型側電極と、並びに第一導電型側電極とを単位とする発光ユニットを複数個有している。
【００３０】
集積型発光装置中の複数の発光ユニットにおいて、薄膜結晶層は、同一工程により形成されたものである。これは、薄膜結晶層が同一の成長工程により同一の基板上に成長され、その後の加工（エッチングによる分離等）も実質的に同一工程により行われたことを意味する。従って、化合物半導体薄膜結晶層（以下、単に薄膜結晶層ということもある）を成長する際に使用した成長基板が存在しているときは、集積型発光装置内の発光ユニットは共通の成長基板上に形成されている。また、成長基板が存在しない場合であっても、化合物半導体薄膜結晶層の少なくとも一部の層が、発光ユニット間で共通して連続して存在しているときは、同一の成長基板上に、薄膜結晶成長により形成されたことを意味している。また、成長基板が存在せず、また薄膜結晶層が分断されて共通する薄膜結晶層も存在しない場合であっても、隣接する発光ユニットの薄膜結晶層が、連続する結晶層を分断して形成され、互いの距離に変化がないものは、一般に、集積化を目的として実質的に同一の工程により形成されたとみなすことができる。
【００３１】
本発明に使用される集積型発光装置は、後述するような新規な構成を有する発光装置である。また、集積型発光装置および／またはそれを構成する発光ユニットは、必要により絶縁膜、配線、その他必要な構成要素を有することができる。
【００３２】
本発明の集積型発光源は、光取り出し材料が集積型発光装置に直接接して付着している。
【００３３】
光取り出し材料は、主として、集積型発光源から空気に向けて出射される光の取り出し効率を高める目的で使用される。また、密着性に優れていることから、通常は放熱効率を高め、発光装置の温度上昇を低下させる効果も有している。
【００３４】
光取り出し材料の付着の態様の例として、
（ｉ）前記集積型発光装置の第１の光取り出し方向側の面に付着している形態；
（ｉｉ）前記集積型発光装置の第１の光取り出し方向側の面の下部に存在する空隙を充填および／または発光ユニットの側面を被覆している形態；
（ｉｉｉ）前記集積型発光装置の全体を覆っている形態；および
を挙げることができる。本発明では、これら（ｉ）〜（ｉｉｉ）の少なくとも１つの形態を満たすように、光取り出し材料を集積型発光装置に付着させることが好ましい。
【００３５】
以下に、本発明において使用される集積型発光装置および光取り出し材料について説明する。
【００３６】
＜＜２．  集積型発光装置＞＞
本発明の集積型発光源に組み込まれる集積型発光装置には、好ましくは次のＡ、Ｂ、ＣおよびＤの４タイプがある。
【００３７】
タイプＡ：
発光波長に対して透明な基板と、この基板上に形成された複数の発光ユニットを有する集積型化合物半導体発光装置であって、
前記発光ユニットは、前記基板上に、第一導電型クラッド層を含む第一導電型半導体層、活性層構造、および第二導電型クラッド層を含む第二導電型半導体層を有する化合物半導体薄膜結晶層と、第二導電型側電極と、並びに第一導電型側電極とを有し、
第１の光取り出し方向が前記基板側であり、前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極が、前記第１の光取り出し方向とは、反対側に形成されており、
前記発光ユニット同士は、隣接する発光ユニットの間に設けられた発光ユニット間分離溝により電気的に分離され、
さらに、前記基板と前記第一導電型半導体層の間に、前記複数の発光ユニット間に共通して設けられ、前記複数の発光ユニットを光学的に結合し、１つの発光ユニットから発光された光を他の発光ユニットに分布させる光学結合層を有する
ことを特徴とする集積型化合物半導体発光装置。
【００３８】
タイプＢ：
発光波長に対して透明な基板と、この基板上に形成された複数の発光ユニットを有する集積型化合物半導体発光装置であって、
前記発光ユニットは、前記基板上に、第一導電型クラッド層を含む第一導電型半導体層、活性層構造、および第二導電型クラッド層を含む第二導電型半導体層を有する化合物半導体薄膜結晶層と、第二導電型側電極と、並びに第一導電型側電極とを有し、
第１の光取り出し方向が前記基板側であり、前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極が、前記第１の光取り出し方向とは、反対側に形成されており、
前記発光ユニット同士は、隣接する発光ユニットの間に設けられた発光ユニット間分離溝により電気的に分離されており、
１つの発光ユニット内には、前記活性層構造、前記第二導電型半導体層および前記第二導電型側電極を含む複数個の発光ポイントと、少なくとも１個の前記第一導電型側電極とが設けられ、１つの発光ユニット内は前記第一導電型半導体層で電気的に導通しており、
さらに、前記基板と前記第一導電型半導体層の間に、前記複数の発光ユニット間に共通して設けられ、前記複数の発光ユニットを光学的に結合し、１つの発光ユニットから発光された光を他の発光ユニットに分布させる光学結合層を有する
ことを特徴とする集積型化合物半導体発光装置。
【００３９】
つまり、タイプＢの集積型発光装置は、タイプＡの集積型発光装置において、１つの発光ユニット内に、活性層構造、第二導電型半導体層および第二導電型側電極を含む複数個の発光ポイントと、少なくとも１個の第一導電型側電極とが設けられ、１つの発光ユニット内は第一導電型半導体層で電気的に導通していることを特徴とする集積型発光装置である。
【００４０】
タイプＣ：
複数の発光ユニットを有する集積型化合物半導体発光装置であって、
前記発光ユニットは、第一導電型クラッド層を含む第一導電型半導体層、活性層構造、および第二導電型クラッド層を含む第二導電型半導体層を有する化合物半導体薄膜結晶層と、第二導電型側電極と、並びに第一導電型側電極とを少なくとも有し、
第１の光取り出し方向が前記活性層構造から見て前記第一導電型半導体層側方向であり、前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極が、前記第１の光取り出し方向とは、反対側に形成されており、
前記発光ユニット同士は、隣接する発光ユニットの間に設けられた発光ユニット間分離溝により電気的に分離され、
さらに、前記第一導電型半導体層より前記第１の光取り出し方向側に、前記複数の発光ユニット間に共通して設けられ、前記複数の発光ユニットを光学的に結合し、１つの発光ユニットから発光された光を他の発光ユニットに分布させる光学結合層と、前記光学結合層の前記第１の光取り出し方向側にバッファ層を有することを特徴とする集積型化合物半導体発光装置。
【００４１】
つまり、タイプＣの集積型発光装置は、タイプＡの集積型発光装置において、必須の構成要素として基板を含んでいない。逆の見方をすれば、タイプＡの集積型発光装置は、タイプＣの集積型発光装置において、発光波長に対して透明な基板をさらに有し、この基板上に、第１の光取り出し方向が基板側となるように化合物半導体薄膜結晶層を有し、かつバッファ層が基板と第一導電型半導体層の間に設けられていることを特徴とする集積型発光装置である。
【００４２】
タイプＤ：
複数の発光ユニットを有する集積型化合物半導体発光装置であって、
前記発光ユニットは、第一導電型クラッド層を含む第一導電型半導体層、活性層構造、および第二導電型クラッド層を含む第二導電型半導体層を有する化合物半導体薄膜結晶層と、第二導電型側電極と、並びに第一導電型側電極とを少なくとも有し、
第１の光取り出し方向が前記活性層構造から見て前記第一導電型半導体層側方向であり、前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極が、前記第１の光取り出し方向とは、反対側に形成されており、
前記発光ユニット同士は、隣接する発光ユニットの間に設けられた発光ユニット間分離溝により電気的に分離されており、
１つの発光ユニット内には、前記活性層構造、前記第二導電型半導体層および前記第二導電型側電極を含む複数個の発光ポイントと、少なくとも１個の前記第一導電型側電極とが設けられ、１つの発光ユニット内は前記第一導電型半導体層で電気的に導通しており、
さらに、前記第一導電型半導体層より前記第１の光取り出し方向側に、前記複数の発光ユニット間に共通して設けられ、前記複数の発光ユニットを光学的に結合し、１つの発光ユニットから発光された光を他の発光ユニットに分布させる光学結合層と、前記光学結合層の前記第１の光取り出し方向側にバッファ層を有することを特徴とする集積型化合物半導体発光装置。
【００４３】
つまり、タイプＤの集積型発光装置は、タイプＣの集積型発光装置において、１つの発光ユニット内に、活性層構造、第二導電型半導体層および第二導電型側電極を含む複数個の発光ポイントと、少なくとも１個の第一導電型側電極とが設けられ、１つの発光ユニット内は第一導電型半導体層で電気的に導通していることを特徴とする集積型発光装置である。別の見方をすれば、タイプＢの集積型発光装置は、タイプＤの集積型発光装置おいて、発光波長に対して透明な基板をさらに有し、この基板上に、第１の光取り出し方向が基板側となるように化合物半導体薄膜結晶層を有し、かつバッファ層が基板と第一導電型半導体層の間に設けられていることを特徴とする集積型発光装置である。
【００４４】
上記タイプＡ、Ｂ、ＣおよびＤの集積型発光装置を使用する利点は次の点にある。従来の集積型の発光装置は、２つのタイプがあり、１つめのタイプは、１対のｐｎ接合部分を含む発光ユニットが、互いに電気的に分離されている装置（特許文献１に記載の装置、および特許文献２の請求項４、図１０（ｂ）に記載の装置等）であり、２つめのタイプは１対のｐｎ接合部分を含む発光ユニットが、互いに電気的に結合されている装置である（特許文献２の請求項５、図１０（ａ）等）。１つめのタイプでは、発光ユニット間の分離溝部分で発光強度が大きく低下するために、面光源全体での均一性に問題があり、また、発光ユニットの１つが劣化した場合に、その近傍のみが極端に発光強度が落ちてしまうという問題も同様にある。２つ目のタイプでは、ｎ型半導体層が発光装置全体で共通となっているために、ｎ側電極から最も近接するｐ側電極に電流が流れ込むだけでなく、１つのｎ側電極からあらゆるｐ側電極に電流が流れ込むことになり、発光装置全体としてみたときの電流注入効率は高くない。また、すべてのｐ側電極とすべてのｎ側電極が電気的に結合しているため、１箇所の劣化が、装置全体の劣化となってしまう問題がある。
【００４５】
これに対して、上記タイプＡ、Ｂ、ＣおよびＤの集積型発光装置は、このような問題がなく、発光強度の均一性が高いため、本発明の集積型発光源に使用する集積型発光装置として特に適している。
【００４６】
以下にタイプＡ〜Ｄを順に説明する。
【００４７】
＜＜２−１．  タイプＡの形態の特徴＞＞
タイプＡの集積型発光装置、およびその製造方法の特徴は次の事項で特定される。
【００４８】
１．  発光波長に対して透明な基板と、この基板上に形成された複数の発光ユニットを有する集積型化合物半導体発光装置であって、
前記発光ユニットは、前記基板上に、第一導電型クラッド層を含む第一導電型半導体層、活性層構造、および第二導電型クラッド層を含む第二導電型半導体層を有する化合物半導体薄膜結晶層と、第二導電型側電極と、並びに第一導電型側電極とを有し、
第１の光取り出し方向が前記基板側であり、前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極が、前記第１の光取り出し方向とは、反対側に形成されており、
前記発光ユニット同士は、隣接する発光ユニットの間に設けられた発光ユニット間分離溝により電気的に分離され、
さらに、前記基板と前記第一導電型半導体層の間に、前記複数の発光ユニット間に共通して設けられ、前記複数の発光ユニットを光学的に結合し、１つの発光ユニットから発光された光を他の発光ユニットに分布させる光学結合層を有する
ことを特徴とする集積型化合物半導体発光装置。
【００４９】
２．  前記光学結合層が、前記薄膜結晶層の一部として、前記基板と前記第一導電型クラッド層の間に、前記複数の発光ユニット間に共通して設けられている層であることを特徴とする上記１記載の発光装置。
【００５０】
３．  発光波長における前記基板の平均屈折率をｎｓｂ、前記光学結合層の平均屈折率をｎｏｃ、前記第一導電型半導体層の平均屈折率をｎ１で表したとき、
ｎｓｂ＜ｎｏｃ  および  ｎ１＜ｎｏｃ
の関係を満たすことを特徴とする上記１または２記載の発光装置。
【００５１】
４．  前記発光装置の発光波長をλ（ｎｍ）、発光波長における前記基板の平均屈折率をｎｓｂ、前記光学結合層の平均屈折率をｎｏｃ、前記光学結合層の物理的厚みをｔｏｃ（ｎｍ）とし、前記光学結合層と前記基板の比屈折率差Δ（ｏｃ−ｓｂ）を
Δ（ｏｃ−ｓｂ）≡（（ｎｏｃ)２−（ｎｓｂ)２）/(２×（ｎｏｃ)２）
と定義したときに、
（√（２×Δ（ｏｃ−ｓｂ））×ｎｏｃ×π×ｔｏｃ）/λ  ≧  π/２
を満たすようにｔｏｃが選択されていることを特徴とする上記１〜３のいずれかに記載の発光装置。
【００５２】
５．  前記発光装置の発光波長をλ（ｎｍ）、発光波長における前記光学結合層の平均屈折率をｎｏｃ、第一導電型半導体層の平均屈折率をｎ１、前記光学結合層の物理的厚みをｔｏｃ（ｎｍ）とし、光学結合層と第一導電型半導体層の比屈折率差Δ（ｏｃ−１）を
Δ（ｏｃ−１）≡（（ｎｏｃ)２−（ｎ１)２）/(２×（ｎｏｃ)２）
と定義したときに、
（√（２×Δ（ｏｃ−１））×ｎｏｃ×π×ｔｏｃ）/λ  ≧  π/２
を満たすようにｔｏｃが選択されていることを特徴とする上記１〜４のいずれかに記載の発光装置。
【００５３】
６．  前記光学結合層全体の比抵抗ρｏｃ（Ω・ｃｍ）が、
０．５  ≦ρｏｃ
の関係を満たすことを特徴とする上記１〜５のいずれかに記載の発光装置。
【００５４】
７．  前記光学結合層が複数の層の積層構造であることを特徴とする上記１〜６のいずれかに記載の発光装置。
【００５５】
８．  前記複数の発光ユニットは、前記発光ユニット間分離溝が、隣接する発光ユニット間で、前記薄膜結晶層の表面から前記光学結合層の界面まで、または前記光学結合層の一部までを除去して形成されていることを特徴とする上記１〜７のいずれかに記載の発光装置。
【００５６】
９．  前記発光ユニット間分離溝の幅が、２〜３００μｍの範囲である上記１〜８のいずれかに記載の発光装置。
【００５７】
１０．  前記基板に接して、バッファ層をさらに有すること特徴とする上記１〜９のいずれかに記載の発光装置。
【００５８】
１１．  前記発光装置は、複数の発光装置の間に設けられた装置間分離溝内のスクライブ領域から分割されたものであって、この装置間分離溝が、前記光学結合層の途中まで形成されたことを特徴とする上記１〜１０のいずれかに記載の発光装置。
【００５９】
１２．  前記発光装置は、複数の発光装置の間に設けられた装置間分離溝内のスクライブ領域から分割されたものであって、この装置間分離溝が、前記バッファ層の途中まで形成されたことを特徴とする上記１０記載の発光装置。
【００６０】
１３．  前記発光装置は、複数の発光装置の間に設けられた装置間分離溝内のスクライブ領域から分割されたものであって、この装置間分離溝が、前記基板まで達して形成されたことを特徴とする上記１〜１０のいずれかに記載の発光装置。
【００６１】
１４．  前記発光装置は、複数の発光装置の間に設けられた装置間分離溝内のスクライブ領域から分割されたものであって、この装置間分離溝が、前記基板の一部を除去して形成されたことを特徴とする上記１〜１０のいずれかに記載の発光装置。
【００６２】
１５．  前記発光ユニット間分離溝内の底面および側面の全面を被覆し、前記発光装置の側面に露出した層のうち、少なくとも前記第一導電型半導体層、活性層構造および第二導電型半導体層の側面を被覆し、前記第一導電型側電極の第１の光取り出し方向側の一部に接し、前記第二導電型側電極の第１の光取り出し方向と反対側の一部を覆っている絶縁層を有することを特徴とする上記１〜１４のいずれかに記載の発光装置。
【００６３】
１６．  前記絶縁層が、前記装置間分離溝の側面に露出した層のすべてを被覆していることを特徴とする上記１５記載の発光装置。
【００６４】
１７．  前記スクライブ領域として、前記装置間分離溝内の溝底面に、前記絶縁層で覆われていない領域が設けられている上記１６記載の発光装置。
【００６５】
１８．  前記絶縁層が、前記装置間分離溝内の溝底面には形成されておらず、かつ前記装置間分離溝の側面に露出した層のうち、前記溝底面側から導電性を有さない層の少なくとも一部までには形成されていないことを特徴とする上記１５記載の発光装置。
【００６６】
１９．  前記薄膜結晶層が、Ｖ族として窒素原子を含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなることを特徴とする上記１〜１８のいずれかに記載の発光装置。
【００６７】
２０．  前記活性層構造が、量子井戸層とバリア層からなり、バリア層の数をＢ、量子井戸層の数をＷで表したとき、ＢとＷが、
Ｂ＝Ｗ＋１
を満たすことを特徴とする上記１〜１９のいずれかに記載の発光装置。
【００６８】
２１．  前記基板が、サファイア、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＬｉＧａＯ２、ＺｎＯ、ＳｃＡｌＭｇＯ４、ＮｄＧａＯ３およびＭｇＯからなる群より選ばれることを特徴とする上記１〜２０のいずれかに記載の発光装置。
【００６９】
２２．  前記絶縁層が、複数の層からなる誘電体多層膜であることを特徴とする上記１５〜１８のいずれかに記載の発光装置。
【００７０】
２３．  前記基板の第１の光取り出し方向側の表面が平坦でないことを特徴とする上記１〜２２のいずれかに記載の発光装置。
【００７１】
２４．  前記光学結合層から基板側に垂直入射する当該発光装置の発光波長の光が基板で反射される反射率をＲ３、前記基板から第１の光取り出し方向側の空間に垂直入射する当該発光装置の発光波長の光が空間との界面で反射される反射率をＲ４で表したとき、
Ｒ４＜Ｒ３
を満たすように基板の第１の光取り出し方向側に低反射光学膜を有することを特徴とする上記１〜２３のいずれかに記載の発光装置。
【００７２】
２５．  第一導電型がｎ型であり、第二導電型がｐ型であることを特徴とする上記１〜２４のいずれかに記載の発光装置。
【００７３】
２６．  前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極が、ハンダによって金属面を有するサブマウントに接合されていることを特徴とする上記１〜２５のいずれかに記載の発光装置。
【００７４】
２７．  複数の発光ユニットを同一基板上に有する集積型化合物半導体発光装置の製造方法であって、
発光波長に対して透明な基板上に、光学結合層を成膜する工程と、
少なくとも、第一導電型クラッド層を含む第一導電型半導体層、活性層構造、および第二導電型クラッド層を含む第二導電型半導体層を有する薄膜結晶層を成膜する工程と、
前記第二導電型半導体層の表面に第二導電型側電極を形成する工程と、
前記第一導電型半導体層の一部を表面に露出させる第一エッチング工程と、
前記第一エッチング工程により露出した第一導電型半導体層の面に、第一導電型側電極を形成する工程と、
前記発光ユニットを互いに電気的に分離するための発光ユニット間分離溝を形成するために、前記薄膜結晶層表面から前記光学結合層の界面まで、または、前記薄膜結晶層表面から前記光学結合層の一部までを除去する第二エッチング工程と、
複数の発光装置に分離するための装置間分離溝を形成するために、少なくとも前記第一導電型半導体層、活性層構造および第二導電型半導体層を除去する第三エッチング工程と
を有することを特徴とする集積型化合物半導体発光装置の製造方法。
【００７５】
２８．  前記光学結合層の成膜工程を、前記薄膜結晶層の成膜工程の一部として、かつ前記第一導電型半導体層の形成に先立って行うことを特徴とする上記２７記載の方法。
【００７６】
２９．  前記基板の平均屈折率をｎｓｂ、前記光学結合層の平均屈折率をｎｏｃで表したとき、
ｎｓｂ＜ｎｏｃ
の関係を満たすことを特徴とする上記２７または２８記載の方法。
【００７７】
３０．  前記発光装置の発光波長をλ（ｎｍ）、発光波長における前記基板の平均屈折率をｎｓｂ、前記光学結合層の平均屈折率をｎｏｃ、前記光学結合層の物理的厚みをｔｏｃ（ｎｍ）とし、光学結合層と基板の比屈折率差Δ（ｏｃ−ｓｂ）を
Δ（ｏｃ−ｓｂ）≡（（ｎｏｃ)２−（ｎｓｂ)２）/(２×（ｎｏｃ)２）
と定義したときに、
（√（２×Δ（ｏｃ−ｓｂ））×ｎｏｃ×π×ｔｏｃ）/λ  ≧  π/２
も満たすようにｔｏｃを選択することを特徴とする上記２７〜２９のいずれかに記載の方法。
【００７８】
３１．  前記発光装置の発光波長をλ（ｎｍ）、前記光学結合層の発光波長における平均屈折率をｎｏｃ、第一導電型半導体層の発光波長における平均屈折率をｎ１、前記光学結合層の物理的厚みをｔｏｃ（ｎｍ）とし、光学結合層と第一導電型半導体層の比屈折率差Δ（ｏｃ−１）を
Δ（ｏｃ−１）≡（（ｎｏｃ)２−（ｎ１)２）/(２×（ｎｏｃ)２）
と定義したとき、
（√（２×Δ（ｏｃ−１））×ｎｏｃ×π×ｔｏｃ）/λ  ≧  π/２
を満たすようにｔｏｃを選択することを特徴とする上記２７〜３０のいずれかに記載の方法。
【００７９】
３２．  前記光学結合層全体の比抵抗ρｏｃ（Ω・ｃｍ）が、
０．５  ≦ρｏｃ
の関係を満たすことを特徴とする上記２７〜３１のいずれかに記載の方法。
【００８０】
３３．  前記光学結合層を、複数の層の積層構造として成膜することを特徴とする上記２７〜３２のいずれかに記載の方法。
【００８１】
３４．  前記光学結合層を成膜する工程の前に、前記基板上にバッファ層を形成する工程を有する上記２７〜３３のいずれかに記載の方法。
【００８２】
３５．  前記第三エッチング工程を、前記第二エッチング工程と同時にまたは別に行い、前記薄膜結晶層表面から前記光学結合層の界面まで、または薄膜結晶層表面から前記光学結合層の一部を除去するまでエッチングを行うことを特徴とする上記２７〜３４のいずれかに記載の方法。
【００８３】
３６．  前記第三エッチング工程を、前記薄膜結晶層表面からバッファ層の一部を除去するまでエッチングを行うことを特徴とする上記３４記載の方法。
【００８４】
３７．  前記第三エッチング工程において、前記基板表面に達するまでエッチングを行うことを特徴とする上記２７〜３４のいずれかに記載の方法。
【００８５】
３８．  前記第三エッチング工程において、前記基板の一部も除去するようにエッチングを行うことを特徴とする上記２７〜３４のいずれかに記載の方法。
【００８６】
３９．  前記第二および第三エッチング工程が、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＣＣｌ４およびそれらの２種以上の組み合わせからなる群より選ばれるガス種を用いたドライエッチング法で行われることを特徴とする上記２７〜３８のいずれかに記載の方法。
【００８７】
４０．  エッチングマスクとして、パターニングされた金属フッ化物層を用いることを特徴とする上記３９記載の方法。
【００８８】
４１．  前記金属フッ化物層が、ＳｒＦ２、ＡｌＦ３、ＭｇＦ２、ＢａＦ２、ＣａＦ２およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれることを特徴とする上記４０記載の方法。
【００８９】
４２．  前記第二導電型側電極を形成する工程、前記第一エッチング工程および前記第一導電型側電極を形成する工程をこの順番に行い、前記第一導電型側電極を形成する工程の前に、さらに絶縁層を形成する工程を有することを特徴とする上記２７〜４１のいずれかに記載の方法。
【００９０】
４３．  前記絶縁層を形成する工程が、第一〜第三エッチング工程の後に行われることを特徴とする上記４２記載の方法。
【００９１】
４４．  前記第二導電型側電極を形成する工程、前記第一エッチング工程および前記第一導電型側電極を形成する工程をこの順番に行い、
前記第三エッチング工程では、表面から、前記光学結合層の少なくとも一部を除去するまで、前記バッファ層の少なくとも一部を除去するまで（但し、バッファ層が存在する場合に限る。）、または少なくとも前記基板に達するまでの深さでエッチングを行って前記装置間分離溝を形成し、
さらに、第一〜第三エッチング工程の後であって、前記第一導電型側電極を形成する工程の前に、さらに絶縁層を形成する工程と、
前記装置間分離溝内で、溝底面に堆積した絶縁層の一部を除去し、スクライブ領域を形成する工程
を有することを特徴とする上記２７〜３４のいずれかに記載の方法。
【００９２】
４５．  前記第二導電型側電極を形成する工程、前記第一エッチング工程および前記第一導電型側電極を形成する工程をこの順番に行い、
前記第三エッチング工程では、表面から、前記光学結合層の少なくとも一部を除去するまで、前記バッファ層の少なくとも一部を除去するまで（但し、バッファ層が存在する場合に限る。）、または少なくとも前記基板に達するまでの深さでエッチングを行って前記装置間分離溝を形成し、
さらに、第一〜第三エッチング工程の後であって、前記第一導電型側電極を形成する工程の前に、さらに絶縁層を形成する工程と、
前記装置間分離溝内で、溝底面に堆積した絶縁層のすべてと、前記装置間分離溝の側壁に形成された絶縁層のうち、前記溝底面側の一部を除去する工程と
を有することを特徴とする上記２７〜３４のいずれかに記載の方法。
【００９３】
４６．  前記第二、第三エッチング工程を同時に実施し、前記光学結合層の界面まで、または、光学結合層の一部を除去するまでエッチングを行って前記装置間分離溝を形成することを特徴とする上記４４記載の方法。
【００９４】
４７．  前記第二、第三エッチング工程を同時に実施し、前記光学結合層の界面まで、または、光学結合層の一部を除去するまでエッチングを行って前記装置間分離溝を形成することを特徴とする上記４５記載の方法。
【００９５】
４８．  さらに、複数の発光装置に分離する工程と、前記第一導電型側電極および第二導電型側電極を、サブマウント上の金属層に接合する工程とを有することを特徴とする上記２７〜４７記載の方法。
【００９６】
４９．  前記接合をハンダで行うことを特徴とする上記４８記載の方法。
【００９７】
タイプＡの形態によれば、大面積の面光源的発光が可能な集積型の化合物半導体発光装置であって、発光強度の面内均一性がすぐれた装置を提供することができる。また、発光ユニット毎に、発光強度が多少ともばらついた劣化を示したとしても、高い面内均一性が確保され、かつ高い面内均一性を確保し続けることができる装置を提供することができる。
【００９８】
特に、発光装置の面積が数ｃｍ２を越える場合であっても、発光強度の均一性の比較的高い、面的な青色または紫外発光が実現可能である。また、タイプＡの形態の集積型発光装置は、光を基板側から取り出し、ｐ側、ｎ側いずれの電極も第１の光取り出し方向側とは反対側に配置されるフリップチップ型発光素子に関するものであって、電流導入に金属ワイヤー等を用いることなく、金属配線のある放熱性に富むサブマウントなどにｐ側、ｎ側電極をハンダ等で融着し、素子を搭載できるために、十分な放熱性と高い光取出し効率を確保することができる。
【００９９】
タイプＡの形態では、発光ユニット同士は、電気的には分離されていながら、光学的には光学結合層により結合しているため、ある発光ユニットの量子井戸層にて発光した光が、他の発光ユニット部分にも分布する。そのため、従来の構成では輝度が低下する発光ユニット間からも、本形態の発光装置では光が放射されてくるため、比較的均一性の高い面発光が得られる。また、発光ユニット間で発光強度のばらつきがある場合でも、あるいは多少ともばらつきのある劣化を示したとしても、光学結合層の存在により、面内発光強度の均一性が高い。さらに、仮に１つの発光ユニットに不良が生じて点灯しなくなった場合でも、不良発光ユニットの直上において、ある程度の発光強度が確保されるため、面均一性が良好である。
【０１００】
以下、タイプＡの形態による集積型発光装置およびその製造方法をさらに詳細に説明する。
【０１０１】
図１−１に、タイプＡの形態の集積型化合物半導体発光装置（以下、単に発光装置という）の1例を示す。また、図１−1の発光装置の構造を詳細に説明するために、作製途中の形状を示す図１−２も参照しながら説明する。ここでは、図１−１、図１−２に示すように、３つの発光ユニット１１によって１つの発光装置１０を構成する例を示しているが、発光ユニット１１の集積の個数は特に限定はなく、提供される一つの基板内で適宜個数を設定可能である。例えば発光ユニット１１の数は２個でもよく、また、５００個を越える個数を集積してもかまわない。発光装置１０における発光ユニット１１の好ましい数は２５〜１００００個であり、また発光ユニット１１が２次元的に配列されていることも好ましい。
【０１０２】
タイプＡの形態において、１つの発光ユニットは、図に示すように基板２１上に、少なくとも、第一導電型クラッド層２４を含む第一導電型半導体層、第二導電型クラッド層２６を含む第二導電型半導体層、および前記第一および第二導電型半導体層の間に挟まれた活性層構造２５を有する化合物半導体薄膜結晶層、第二導電型側電極２７、並びに第一導電型側電極２８を有する。図のように発光ユニット間分離溝１２は、集積型化合物半導体発光装置１０内の発光ユニット１１を区画しているが、基板２１および光学結合層２３は、発光ユニット間に共通して設けられている。さらに、基板に最初に成膜されるバッファ層２２も発光ユニット間に共通している。
【０１０３】
この例では、第二導電型クラッド層２６の表面の一部に、第二導電型側電極２７が配置され、第二導電型クラッド層２６と第二導電型側電極２７の接触している部分が第二電流注入領域３５となっている。また、第二導電型クラッド層、活性層構造の一部、第一導電型クラッド層の一部が除去された構成となっており、除去した箇所に露出する第一導電型クラッド層２４に接して、第一導電型側電極２８が配置されることで、第二導電型側電極２７と第一導電型側電極２８が、基板に対して同じ側に配置されるように構成されている。
【０１０４】
タイプＡの形態では、発光ユニット１１は、互いに発光ユニット間分離溝１２により電気的には分離されている。即ち、発光ユニット間分離溝１２は、薄膜結晶層中の導電性の高い層を分断しており、発光ユニット間で実質的な電気的結合はない。尚、タイプＡの形態において、１つの発光ユニット内の発光ポイント（独立した発光部）は１つである。
【０１０５】
一方、本形態では、光学結合層２３が、発光ユニット間に共通して存在し、発光ユニットが光学的には結合した状況をつくっている。即ち、ある一つの発光ユニットから放射された光は、光学結合層での適度な伝播と放射（リーク）によって、他のユニット部分にも到達し、一つの発光ユニット部分のみに局在することなく、他の発光ユニット部分にも到達する。このためには、発光ユニット間分離溝１２は、光学結合層の界面まで達しているか、または図１−１に示すように光学結合層が分断されない状態でその中まで達していることが必要である。そして、詳細は後述するが、光学結合層は実質的に絶縁性であり、また層内での適度な導波機能を実現するために、相対的に屈折率が高い材料で構成される。
【０１０６】
また、本形態では、発光ユニット間分離溝の幅が、好ましくは２〜３００μｍ、さらに好ましくは５〜５０μｍ、最も好ましくは８〜１５μｍである。発光ユニット間分離溝の幅が短いと、光学結合層と共に、面発光の均一性が向上する。
【０１０７】
図１−２には、同一基板上に、中央の発光装置１０に隣接する別の発光装置も一部図示されており、それぞれの発光装置１０は、装置間分離溝１３によって分離されている。装置間分離溝１３の中のスクライブ領域１４で、スクライブしブレーキングして、各発光装置を分離して、サブマウント４０上の金属面４１に、金属ハンダ４２を介して第二導電型側電極２７および第一導電型側電極２８をそれぞれ接続して、図１−１に示すような発光装置が得られる。
【０１０８】
装置間分離溝は、この例では、基板に達するまで薄膜結晶層を除去して形成されており、好ましい形態の１つである。一方、装置間分離溝が、光学結合層とバッファ層を合わせた層の途中まで形成されている形態も好ましく、また、基板の一部を除去して形成されている形態も可能である。これらの場合のいずれも、光学結合層よりも活性層構造側にある導電性の高い層の側壁に絶縁層を容易に形成できる。いずれの場合も、装置分離溝内のスクライブ領域にて分割して、１つ１つの発光装置に分離される。
【０１０９】
タイプＡの形態の発光装置では、絶縁層３０は、薄膜結晶層２２〜２６の表面、側壁等を含んだ露出部分の大部分を覆っているが、図１−１の発光装置の側壁部分、即ち発光装置が分離されていない図１−２の状態における装置間分離溝１３中の絶縁層形状は、いくつかの形態が可能である。いずれの形態においても、発光装置を分離する前に、発光装置を区画する装置間分離溝１３中に、絶縁層が存在しない部分が存在することが好ましい。そして、絶縁膜が存在しない部分から、発光装置間を分離することが好ましい。その結果、本形態の発光装置の好ましい形状では、側壁を覆う絶縁層が、発光装置の端まで達していない。絶縁層の好ましい形態の具体例を次に示す。
【０１１０】
タイプＡの１形態においては、図１−２に示すように、絶縁層３０が装置間分離溝１３の溝内の表面の全てを覆うのではなく、基板面（即ち、溝底面）と接している部分に絶縁層３０が形成されていないスクライブ領域１４が形成されている。このため装置間分離の際に薄膜結晶層にダメージを与えることがなく、また絶縁層の剥がれ等が生じないので好ましい。その結果得られる発光装置では、図１−１のＡ部分に示すように、絶縁層３０が基板末端まで達していない。この形状ができている装置では、絶縁層の剥がれがないことが保証される結果、仮に発光ユニットの側壁ハンダの回り込みがあっても、発光装置の機能が損なわれることがなく信頼性の高い装置となる。
【０１１１】
また、タイプＡの異なる形態においては、図１−４に示すように、絶縁層３０が基板面（即ち、溝底面）と基板に近接する溝側壁部分で形成されていない絶縁層非形成部分１５が存在する。この構造も、装置間分離の際に絶縁層の剥がれ等が生じないので好ましい。得られる発光装置では、図１−３のＢ部分に示すように、絶縁層３０が基板面まで達していない絶縁層非形成部分１５が存在する。この図では、バッファ層２２の壁面の全部と光学結合層２３の壁面の一部までが露出しているが、光学結合層の側壁が覆われ、バッファ層の側壁の一部が露出していてもよい。露出している部分は、ドーピングされていないアンドープ層であることが好ましい。好ましくは、光学結合層も絶縁層で覆われているものである。この形状ができている装置では、絶縁層の剥がれがないことが保証され、また露出しているのが絶縁性の高い材料であれば、図１−１の形態の発光装置と同じく信頼性の高い装置となる。また、基板の一部までエッチングして装置間分離溝を形成した場合には、溝の壁面のうち、基板部分のみが露出し、バッファ層が絶縁層で被覆されている場合がある。
【０１１２】
また、装置間分離溝が、光学結合層とバッファ層を合わせた層の途中まで形成されている場合には、次のような形状の発光装置が得られる。まず、装置間分離溝が、光学結合層２３の途中まで形成される場合には、例えば図１−１７および図１−１８に示すように、発光装置端まで光学結合層２３とバッファ層２２が存在し、バッファ層の壁面はすべて露出し、光学結合層には、装置間分離溝の底面に基づく段差が存在しており、光学結合層の側壁は、バッファ層の側壁と一致して絶縁層で覆われていない部分と、発光装置端から内側に入った側壁部分（装置間分離溝の側壁）とを有する。ここで、光学結合層２３とバッファ層２２の端は、図１−１７および図１−１８では、基板端面と一致しているが、分離方法によっては、基板２１より内側に入ることも、基板２１より外側に出ることもある。絶縁層３０は、図１−１７の例では、図１−１７中にＣ部分で示すように、光学結合層２３の端から離れた溝底面の位置から、分離溝底面部分と、分離溝の側壁部分とを被覆している。これは、図１−１および図１−２において、装置間分離溝を光学結合層２３の途中でとめた形態に対応する。また、図１−１８の例は、図１−３および図１−４において、装置間分離溝を光学結合層２３の途中で止めた形態に対応し、図１−１８のＤ部分に示すように、発光装置端から内側に入った側壁部分（装置間分離溝の側壁）のうち、第１の光取り出し方向側に絶縁層で覆われていない部分が存在する。
【０１１３】
次に、装置間分離溝が、バッファ層２２の途中まで形成される場合には、例えば図１−１９および図１−２０に示すように、発光装置端までバッファ層２２が存在し、バッファ層には、装置間分離溝の底面に基づく段差が存在しており、バッファ層の側壁は、絶縁層で覆われていない部分（装置端部分）と、発光装置端から内側に入った側壁部分（装置間分離溝の側壁）とを有する。この場合も、バッファ層２２の端は、図１−１９および図１−２０では、基板端面と一致しているが、分離方法によっては、基板２１より内側に入ることも、基板２１より外側に出ることもある。絶縁層３０は、図１−１９の例では、図１−１９中にＥ部分で示すように、バッファ層２２の端から離れた溝底面の位置から、分離溝底面部分と、分離溝の側壁部分とを被覆し、さらに光学結合層２３の側壁（装置間分離溝の側壁）を覆っている。これは、図１−１および図１−２において、装置間分離溝をバッファ層２２の途中でとめた形態に対応する。また、図１−２０の例は、図１−３および図１−４において、装置間分離溝をバッファ層２２の途中で止めた形態に対応し、図１−２０のＦ部分に示すように、発光装置端から内側に入った側壁部分（装置間分離溝の側壁）のうち、第１の光取り出し方向側に絶縁層で覆われていない部分が存在する。
【０１１４】
これらの例のように、装置間分離溝が、光学結合層とバッファ層を合わせた層の途中まで形成されている場合にも、側壁を覆う絶縁層が、発光装置の端まで達していない形状ができている装置は、絶縁層の剥がれがないことが保証され、また露出している層を絶縁性の高い材料で構成することにより、図１−１、図１−３の形態の発光装置と同じく信頼性の高い装置となる。
【０１１５】
さらに、タイプＡの形態の発光装置では、絶縁層３０が図１−1のように、第一導電型側電極２８の第１の光取り出し方向側の一部に接していること、即ち、第一導電型側電極２８と第一導電型半導体層（図では第一導電型クラッド層２４）とのコンタクト部分の周囲に絶縁層が介在している部分があること、および第二導電型側電極２７の第１の光取り出し方向と反対側の一部を覆っていること、即ち、第二導電型側電極２７と第二導電型半導体層（図では第二導電型クラッド層２６）の間には絶縁層が存在せずに第二導電型側電極２７の周囲に被覆している部分があることが好ましい。この形態は、第二導電型側電極２７が形成された後に絶縁層３０が形成され、絶縁層３０が形成された後に第一導電型側電極２８が形成されたことを意味する。このような順序による製造方法は、後述するが、第二導電型クラッド層２６等の第二導電型半導体層にダメージが少なく、また第一導電型側電極のダメージが少ないために、高効率の発光装置が得られる。即ち、このような構造を有する発光装置は、高効率を示すことを意味する。
【０１１６】
さらに、第二導電型側電極２７の大きさは、第二電流注入領域３５と同じであるが、第二導電型側電極の露出面３７（第二導電型側電極露出部分）は、第二電流注入領域３５の大きさよりも小さいことが好ましい。さらに、第一導電型クラッド層２４の表面を覆う絶縁層３０の一部に、第一導電型側電極２８が第一導電型クラッド層２４と接触するための開口が設けられ、それが、第一電流注入領域３６となる。第一導電型側電極２８の面積を、第一電流注入領域よりも大きくすることが好ましい。
【０１１７】
また、第二導電型側電極と第一導電型側電極は、空間的に重なりを有さないことも望ましい。
【０１１８】
以下に、装置を構成する各部材と構造についてさらに詳細に説明する。
【０１１９】
＜基板＞
基板２１は、光学的に素子の発光波長に対しておおよそ透明であれば、材料等は特に限定されない。ここでおおよそ透明とは、発光波長に対する吸収が無いか、あるいは、吸収が存在しても、その基板の吸収によって光出力が５０％以上低減しないものである。
【０１２０】
基板は、電気的には絶縁性基板であることが好ましい。これは、フリップチップマウントをした際に、たとえハンダ材などが基板周辺に付着しても、発光装置への電流注入には影響を与えないからである。具体的な材料としては、例えばＩｎＡｌＧａＮ系発光材料またはＩｎＡｌＢＧａＮ系材料をその上に薄膜結晶成長させるためは、サファイア、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＬｉＧａＯ２、ＺｎＯ、ＳｃＡｌＭｇＯ４、ＮｄＧａＯ３、およびＭｇＯから選ばれることが望ましく、特にサファイア、ＧａＮ、ＺｎＯ基板が好ましい。特にＧａＮ基板を用いる際には、そのＳｉのドーピング濃度は、意図的にアンドープ基板を用いる場合には、１×１０１８ｃｍ−３のＳｉ濃度以下が望ましく、さらに望ましくは８×１０１７ｃｍ−３以下であることが、電気抵抗の観点と結晶性の観点からが望ましい。
【０１２１】
タイプＡの形態で使用される基板は、いわゆる面指数によって完全に確定されるジャスト基板だけではなく、薄膜結晶成長の際の結晶性を制御する観点から、いわゆるオフ基板（ｍｉｓｓ  ｏｒｉｅｎｔｅｄ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）であることもできる。オフ基板は、ステップフローモードでの良好な結晶成長を促進する効果を有するため、素子のモフォロジ改善にも効果があり、基板として広く使用される。たとえば、サファイアのｃ＋面基板をＩｎＡｌＧａＮ系材料の結晶成長用基板として使用する際には、ｍ＋方向に０．２度程度傾いた面を使用することが好ましい。オフ基板としては、０．１〜０．２度程度の微傾斜を持つものが広く一般的に用いられるが、サファイア上に形成されたＩｎＡｌＧａＮ系材料においては、活性層構造内の発光ポイントである量子井戸層にかかる圧電効果による電界を打ち消すために、比較的大きなオフ角度をつけることも可能である。
【０１２２】
基板は、ＭＯＣＶＤやＭＢＥ等の結晶成長技術を利用して集積型化合物半導体発光装置を製造するために、あらかじめ化学エッチングや熱処理等を施しておいてもよい。また、後述するバッファ層との関係で、意図的に凹凸をつけた基板にしておき、これによって、薄膜結晶層と基板との界面で発生する貫通転移を発光素子あるいは、後述する発光ユニットの活性層近傍に導入しないようにすることも可能である。
【０１２３】
タイプＡの形態においては、後述する光学結合層に光を閉じ込めて一部導波するために、基板は、集積型化合物半導体発光装置の発光波長における屈折率が、光学結合層の平均屈折率よりも相対的に小さいことが望ましい。
【０１２４】
基板の厚みとしては、タイプＡの１形態においては、装置作成初期においては、通常２５０〜７００μｍ程度のものであり、半導体発光装置の結晶成長、素子作製プロセスにおける機械的強度が確保されるようにしておくのが普通である。これを用いて薄膜結晶層を成長した後に、各々の素子に分離しやすくするために、適宜、研磨工程によってプロセス途中で薄くし、最終的に発光装置としては１００μｍ厚程度以下となっていることが望ましい。また、通常３０μｍ以上の厚みである。
【０１２５】
さらにタイプＡの異なる形態では、基板の厚さは、従来とは異なり厚いものでもよく、３５０μｍ程度、さらには４００μｍ、または５００μｍ程度の厚みがあってもよい。
【０１２６】
また、後述する光学結合層に光を閉じ込めて導波するために、導波路に対する相対的に低屈折率層となるように基板を選んだ場合には、基板の物理厚みは、発光装置の発光波長をλ（ｎｍ）、基板の平均屈折率をｎｓｂとした際に、４λ／ｎｓｂよりも厚いことが望ましい。
【０１２７】
さらに、基板の第１の光取り出し方向側の面に、いわゆる低反射コーティング層あるいは低反射光学膜が形成されていることが望ましい。基板−空気界面の屈折率差による反射を抑制し、高出力化、素子の高効率化を図ることができる。ここで光学結合層から基板側に垂直入射する当該発光装置の発光波長の光が基板で反射される反射率をＲ３、基板から第１の光取り出し方向側の空間に垂直入射する当該発光装置の発光波長の光が空間との界面で反射される反射率をＲ４で表したとき、基板の第１の光取り出し方向側に、素子の発光波長に対する反射率Ｒ４がＲ４＜Ｒ３を満たすような低反射光学膜を有することが望ましい。たとえば基板がサファイアである場合には、低反射コーティング膜としてＭｇＦ２等を用いることが望ましい。発光波長における基板の屈折率ｎｓに対して、低反射コーティング膜の屈折率が、√ｎｓに近いことが望ましいので、サファイアの屈折率の平方根に対して、ＭｇＦ２の屈折率が近いからである。
【０１２８】
タイプＡの形態においては、基板の第１の光取り出し方向側の面が、平坦でない面または粗面であることも好ましい。これにより量子井戸層内で発光した光を高効率で取り出すことが可能になり、素子の高出力化、高効率化の観点で望ましい。また、素子の発光波長をλ（ｎｍ）とすると、その粗面の程度は、平均粗さＲａ（ｎｍ）が
λ/５（ｎｍ）＜Ｒａ（ｎｍ）＜１０×λ（ｎｍ）
を満たすことが望ましく、
λ/２（ｎｍ）＜Ｒａ（ｎｍ）＜２×λ（ｎｍ）
を満たすことがより望ましい。
【０１２９】
＜バッファ層＞
バッファ層２２は、基板上に薄膜結晶成長する上では、転移の抑制、基板結晶の不完全性の緩和、基板結晶と所望の薄膜結晶成長層との各種の相互不整合の軽減など、主に薄膜結晶成長のための目的のために形成される。
【０１３０】
タイプＡの形態で望ましい形態であるＩｎＡｌＧａＮ系材料、ＩｎＡｌＢＧａＮ系材料、ＩｎＧａＮ系材料、ＡｌＧａＮ系材料、ＧａＮ系材料などを異種基板上に薄膜結晶成長する際には、必ずしも基板との格子定数のマッチングが確保されないので、バッファ層は特に重要である。たとえば、後述する光学結合層以降の薄膜結晶成長層を有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）で成長する際には、６００℃近傍の低温成長ＡｌＮ層をバッファ層に用いたり、あるいは５００℃近傍で形成した低温成長ＧａＮ層を用いたりすることも出来る。また、８００℃から１０００℃程度の高温で成長したＡｌＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＢＧａＮなども使用可能である。これらの層は一般に薄く５〜４０ｎｍ程度である。
【０１３１】
バッファ層２２は必ずしも単一の層である必要はなく、低温で成長したＧａＮバッファ層の上に、結晶性をより改善するために、ドーピングを施さない１０００℃程度の温度で成長したＧａＮ層を数μｍ程度有するようにしてもかまわない。実際には、このような厚膜バッファ層を有することが普通であって、その厚みは０．５〜７μｍ程度である。タイプＡの形態においては、バッファ層は、化合物半導体発光装置内の発光ユニット間に共通して存在することから、ドーピングされた層を有さないことが望ましい。しかし、バッファ層内に結晶性等の観点でドーピングされた層を有するようにする際には、ドーピング層を成長した後に、さらにアンドープ層を形成し、発光ユニット間の電気的絶縁が完全に確保できるようにすることが必須である。また、バッファ層内にドーピング層とアンドープ層を積層して形成することも可能である。
【０１３２】
また、バッファ層の形成に関しては、いわゆるマイクロチャネルエピタキシーの一種である横方向成長技術（ＥＬＯ）も使用可能であり、これによってサファイア等の基板とＩｎＡｌＧａＮ系材料の間で発生する貫通転移の密度を大幅に低減することも可能である。さらに基板の表面に凹凸の加工を施したような加工基板を使用する際にも、横方向成長をさせる際に転位の一部を消滅させることが可能であって、このような基板とバッファ層の組み合わせをタイプＡの形態に適応する事は好ましい。さらに、この際には基板上に形成された凹凸によって光取り出し効率が向上する効果もあって、好ましい。
【０１３３】
タイプＡの形態においては、バッファ層は各発光ユニット間に共通の層となることから後述する光学結合層と一体となって、発光ユニット間の光学的結合を実現するようにしてもかまわない。また、この際には、各発光ユニット間の電気的絶縁を阻害しないようにしなければならない。また、バッファ層の一部または全部が光学結合層を兼ねていてもよい。
【０１３４】
また、バッファ層は装置間分離溝の露出部分になってもよい。特にアンドープ部分が露出することは、装置組み立て時のハンダ等による絶縁不良を抑制することができるので好ましい。
【０１３５】
＜光学結合層＞
タイプＡの形態の光学結合層は、発光装置を構成する発光ユニット間の光学的結合を実現するための層であって、かつ、集積型半導体発光装置内に内在する発光ユニット間の電気的絶縁を阻害しない層である。
【０１３６】
光学結合層２３は、化合物半導体層で形成されることが好ましく、図１−１、２に示すように、バッファ層と第一導電型半導体層（図では第一導電型クラッド層）の間に存在することが望ましい。また、成膜方法は特に制限はないが、集積型半導体発光装置を簡便に作製するために、他の薄膜結晶層と同時に、薄膜結晶成長技術を用いて作製することが望ましい。
【０１３７】
タイプＡの形態において、光学結合層は、少なくとも層内にある程度の光の閉じ込めが生じるように、即ち光の分布密度がある程度高くなるようにその屈折率が選ばれる事が望ましい。従って、光学結合層の平均屈折率（ｎｏｃ）は、基板の平均屈折率（ｎｓｂ）および第一導電型クラッド層の平均屈折率より大きい事が望ましい。特に光学結合層と活性層構造の間に存在する第一導電型半導体層の平均屈折率（ｎ１）より大きくすることが好ましい。またバッファ層の平均屈折率（ｎｂｆ）以上であり、特にバッファ層の平均屈折率より大きいことが好ましい。また、光学結合層を構成する材料は、量子井戸層から発せられる光に対して透明であることが特に好ましい。ＩｎＡｌＧａＮ系等のＩＩＩ―Ｖ族窒化物に基づく発光装置である場合には、活性層構造から発せられる光が吸収されない程度にＩｎやＡｌを含有することも望ましく、特に屈折率を高める観点ではＩｎを含むことが好ましい。
【０１３８】
また、光学結合層は、単層である必要はなく、複数の層で構成されてもよい。複数の層で構成されるとき、例えば、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮおよびＧａＮ等の層が複数存在してもよいし、超格子構造であってもよい。
【０１３９】
ここで、各層の平均屈折率（ｎａｖ）は、その層を構成するｎ種類の材料それぞれの屈折率（ｎｘ）に対して、その材料の物理的な厚み（ｔｘ）との積をとり、これを全体の厚みで除した値であり、
ｎａｖ＝（ｎ１×ｔ１＋ｎ２×ｔ２＋・・・＋ｎｎ×ｔｎ）／（ｔ１＋ｔ２＋・・・ｔｎ）で計算される。
【０１４０】
さらに、光学結合層には、構造によって光を散乱、多重反射、薄膜干渉を引き起こすなどの効果を発現する場合もあり、これらの効果によっても、発光装置全体の第１の光取り出し方向側の面での均一性の向上も可能である。
【０１４１】
光学結合層の例としては、たとえば、活性層構造がＩｎａＧａ１−ａＮの組成の量子井戸層を有し、発光波長が４６０ｎｍ、第一導電型クラッド層がｎ−ＧａＮ、バッファ層がアンドープＧａＮ、基板がサファイアであった場合には、光学結合層として単層のアンドープＧａＮが使用可能である。なお、一般に、半導体材料の、その材料に透明な波長における屈折率はキャリア濃度が高いほど小さくなる傾向がある。
【０１４２】
また、活性層構造がＩｎａＧａ１−ａＮの組成の量子井戸層を有し、その発光波長が４６０ｎｍ、第一導電型クラッド層がｎ−ＧａＮとｎ−ＡｌＧａＮ層からなり、バッファ層がアンドープＧａＮとＳｉドープＧａＮの積層構造、基板がサファイアであった場合には、光学結合層として単層のアンドープＧａＮが使用可能である。なお、一般に、半導体材料の、その材料に透明な波長における屈折率はキャリア濃度が高いほど小さくなる傾向がある。
【０１４３】
また、活性層構造がＩｎａＧａ１−ａＮの組成の量子井戸層を有し、その発光波長が４６０ｎｍ、第一導電型クラッド層がｎ−ＧａＮとｎ−ＡｌＧａＮ層からなり、バッファ層がアンドープＧａＮとＳｉドープＧａＮの積層構造、基板がＳｉドープＧａＮであった場合には、光学結合層として厚膜のアンドープＧａＮ中に発光波長に透明な組成のＩｎｂＧａ１−ｂＮを所望の厚みで所望の数有する多層構造などが使用可能である。なお、一般に、半導体材料の、その材料に透明な波長における屈折率はキャリア濃度が高いほど小さくなる傾向がある。
【０１４４】
これらのような構造において、さらに光学結合層としては、ＩｎｂＧａ１−ｂＮおよびＩｎｃＡｌｄＧａ１−ｃ−ｄＮ等の材料を含む場合も望ましく、その組成ｂ、ｃ、ｄと厚み等を適宜選択することにより、４６０ｎｍで透明で、かつ第一導電型半導体層に含まれることがあるｎ−ＧａＮ、バッファ層に含まれることのあるアンドープＧａＮ、基板として含まれることのあるサファイアよりも屈折率を大きくできるので、光学結合層として使用可能であり、それらを単層で、またはそれらとアンドープＧａＮ層とから選ばれる複数の積層構造として使用してもよい。
【０１４５】
また、光学結合層が化合物半導体発光素子の発光波長を吸収しないようにＩｎ組成、ＩｎＧａＮ層の厚みを設定したＩｎＧａＮ層とＧａＮ層からなる超格子・量子井戸構造を有することも好ましい。
【０１４６】
また、光学結合層は、各発光ユニットから発せられた光の一部を受けて発光ユニット相互に光を伝播するマルチモード光導波路として機能するように、その厚みが選ばれることも重要である。
【０１４７】
光学結合層の物理的厚みをｔｏｃ（ｎｍ）で表し、発光装置の発光波長をλ（ｎｍ）、光学結合層の平均屈折率をｎｏｃ、第一導電型半導体層の平均屈折率をｎ１、基板の平均屈折率をｎｓｂで表したとき、光学結合層と第一導電型半導体層の比屈折率差Δ（ｏｃ−１）を
Δ（ｏｃ−１）≡（（ｎｏｃ)２−（ｎ１)２）/(２×（ｎｏｃ)２）
と定義する。また、光学結合層と基板の比屈折率差Δ（ｏｃ−ｓｂ）を
Δ（ｏｃ−ｓｂ）≡（（ｎｏｃ)２−（ｎｓｂ)２）/(２×（ｎｏｃ)２）
と定義する。そして、光学結合層を第一導電型半導体層の平均屈折率ではさまれた対称スラブ導波路とみなすと、その導波路がマルチモードとなる条件は規格化周波数がπ/２以上であればよいから
（√（２×Δ（ｏｃ−１））×ｎｏｃ×π×ｔｏｃ）/λ  ≧  π/２
を満たすようにｔｏｃが選択されることが望ましい。また、同時に、仮に光学結合層が基板の平均屈折率ではさまれた対称スラブ導波路とみなした際に、その導波路がマルチモードとなる条件は、規格化周波数がπ/２以上であればよいから
（√（２×Δ（ｏｃ−ｓｂ））×ｎｏｃ×π×ｔｏｃ）/λ  ≧  π/２
も満たすようにｔｏｃが選択されることが望ましい。
【０１４８】
具体的には、たとえば波長４６０ｎｍにおいて光学結合層の平均屈折率が２．５０であって、基板の平均屈折率が１．７０であったとすると、光学結合層の厚みとしては、約０．１３μｍ以上であれば、上式を満たすこととなる。また、たとえば波長４６０ｎｍにおいて光学結合層の平均屈折率が２．５０であって、第一導電型半導体層の平均屈折率が２．４９９であったとすると、光学結合層の厚みとしては、約３．３μｍ以上であれば、上式を満たすこととなる。
【０１４９】
このようにして、光の閉じ込めを実現することによって、発光ユニット間の光学的結合は強くなり、集積型化合物半導体発光装置は均一な発光を実現しやすくなる。そして、発光ユニットの間の発光ユニット間分離溝部分においても光学結合層が存在することから発光ユニット間分離溝近傍からも比較的均一な発光が得られる。
【０１５０】
なお、光学結合層に極端に光を閉じ込めると、集積型化合物半導体発光装置は、発光の均一性は向上するものの、光取り出しがしにくくなることから、光学結合層の厚み、材料、構造、構成、屈折率等を適宜選択し、ある程度リーキーでありながら導波が生じるようにすることが好ましい。特にその厚みに関しては、光学結合層の厚みを極端に厚くしてしまい、導波路の光閉じ込めを過剰にすることも望ましくなく、例えば、その上限は３０μｍ以下であることが望ましく、１０μｍ以下であることがより望ましく、５μｍ以下であることが最も望ましい。
【０１５１】
さらに、光学結合層は、各発光ユニットに共通して存在するが、各発光ユニット間の電気的絶縁を阻害しないように材料選択をすることが必須である。もし、例えば発光装置内のすべての発光ユニットが電気的に結合しているとすると、発光ユニット（一対のｐｎ接合）の１つが劣化した際に、その影響は劣化した発光ユニットの光度低下にとどまらずに、集積型化合物半導体発光装置内全体の電流注入経路の変化として現れる。そのため、１発光ユニットの劣化が発光装置の特性変動として大きく現れてしまう。本形態においては、光学結合層は、各発光ユニット間の電気的絶縁を確保できるように材料選択をすることが極めて好ましい。電気的に絶縁されていることで、駆動中にある発光ユニットが劣化したとしても、その劣化は、発光ユニット１つの問題で済む。さらに、隣接する発光ユニットが光学的に結合していることで、劣化してしまった発光ユニット部分の近傍からも光学結合層が導波した光の出力がある程度期待され、発光強度も極端に低下することを免れる。このため、劣化した部分を含めた発光強度の面内均一性が比較的や保持されやすい。
【０１５２】
ここで、光学結合層は、１つの発光ユニットにおける劣化等の変化が他のユニットに影響を及ぼさない程度に実質的に絶縁性を有していればよく、例えば層全体の比抵抗ρｏｃ（Ω・ｃｍ）が０．５（Ω・ｃｍ）以上であることが好ましい。さらに好ましくは、１．０（Ω・ｃｍ）以上であり、さらに好ましくは１．５（Ω・ｃｍ）以上、最も好ましくは５（Ω・ｃｍ）以上である。比抵抗が高いためには、光学結合層はアンドープであることが望ましいが、光学結合層が複数の層からなる場合などにおいては、一部ドーピングされている層があっても、これがアンドープ層の間にあり、発光ユニット間が電気的に結合していないのであれば問題はない。この場合、第一導電型半導体層（例えば第一導電型クラッド層）に隣接する層が上記の比抵抗を有していればよい。また、一般的に半導体においては、その材料に対して透明な波長領域では、同一の材料であっても、アンドープ層の屈折率が意図的にドーピングされ多数のキャリアを有する層よりも屈折率が高くなるので、光学的な特性から考えても、また、電気的特性から考えても、アンドープ層は好ましい。
【０１５３】
タイプＡの形態においては、光学結合層は、発光ユニット同士を光学的に結合し、光を分布・遍在させるのに対し、前述のバッファ層は基板上に結晶成長するときに各種の不整合の軽減を図るものであるので、その機能は異なる。しかし、同一の層が２つの機能を同時に有することがある。また、光学結合層またはバッファ層が複数の層で構成されているとき、一部の層が２つの機能を有する場合もある。さらに組成が同一でも成長方法・条件が異なる場合には、一方の機能しか有さない場合もある。
【０１５４】
前述のとおり、タイプＡの形態の発光ユニット間には、発光ユニット間分離溝が存在し、この分離溝が、少なくとも第一導電型クラッド層を分断するように形成されている。一般にクラッド層などは発光ユニット内のｐｎ接合にキャリアを注入するために、ドーピングされており、電気的に絶縁を確保するためには、タイプＡの形態では、クラッド層を各発光ユニットで分離することが必要であるからである。従って、発光ユニット間分離溝は、光学結合層の界面まで達していれば十分である。しかし容易に分離溝を作製するために、通常は光学結合層の途中まで形成されている。
【０１５５】
また、発光ユニット間分離溝の中に露出した薄膜結晶層の側面は、絶縁層で覆われていることが望ましい。これは、発光装置をサブマウント等にフリップチップマウントした際に、薄膜結晶層の側壁などでのハンダによる短絡等の発生を防止できるからである。
【０１５６】
＜第一導電型半導体層および第一導電型クラッド層＞
タイプＡの代表的形態では、図１−１に示すように光学結合層２３に接して、発光ユニット間で分断された第一導電型クラッド層２４が存在する。第一導電型クラッド層２４は、後述する活性層構造２５に対して、後述する第二導電型クラッド層２６と共に機能して、キャリアを効率よく注入し、かつ、活性層構造からのオーバーフローも抑制し、量子井戸層における発光を高効率で実現するための機能を有している。また、あわせて活性層構造近傍への光の閉じ込めにも寄与し、量子井戸層における発光を高効率で実現するための機能を有している。第一導電型半導体層は、上記のクラッド機能を有する層に加えて、コンタクト層のように装置の機能向上のため、または製造上の理由により、第一導電型にドープされた層を含むものである。広義には、第一導電型半導体層の全体を第一導電型クラッド層と考えてもよく、その場合にはコンタクト層等は、第一導電型クラッド層の一部と見ることもできる。
【０１５７】
一般的に第一導電型クラッド層は、後述する活性層構造の平均屈折率より小さな屈折率を有する材料で、かつ、後述する活性層構造の平均的なバンドギャップよりも大きな材料で構成されることが望ましい。さらに、第一導電型クラッド層は、活性層構造内の特にバリア層との関係において、いわゆるタイプＩ型のバンドラインナップとなる材料で構成されるのが一般的である。このような指針の元で、第一導電型クラッド層材料としては、所望の発光波長を実現するために準備される基板、バッファ層、活性層構造等に鑑みて、適宜選択することができる。
【０１５８】
例えば、基板としてＣ＋面サファイアを使用し、バッファ層として低温成長したＧａＮ、光学結合層として高温成長したアンドープＧａＮを使用する場合には、第一導電型クラッド層としてＧａＮ系材料、ＡｌＧａＮ系材料、ＡｌＧａＩｎＮ系材料、ＩｎＡｌＢＧａＮ系材料、もしくはその多層構造を用いることができる。ここで、タイプＡの形態においては、光学結合層の平均屈折率（ｎｏｃ）は、基板の平均屈折率（ｎｓｂ）および第一導電型クラッド層の平均屈折率より大きいことが望ましい。特に光学結合層と活性層構造の間に存在する第一導電型半導体層の平均屈折率（ｎ１）より大きくすることが好ましい。またバッファ層の平均屈折率（ｎｂｆ）以上であり、特にバッファ層の平均屈折率より大きいことが好ましい。
【０１５９】
第一導電型クラッド層のキャリア濃度としては、下限としては１×１０１７ｃｍ−３以上が好ましく、５×１０１７ｃｍ−３以上がより好ましく、１×１０１８ｃｍ−３以上が最も好ましい。上限としては５×１０１９ｃｍ−３以下が好ましく、１×１０１９ｃｍ−３以下がより好ましく、７×１０１８ｃｍ−３以下が最も好ましい。また、ここでは、第一導電型がｎ型の場合、ドーパントとしては、Ｓｉが最も望ましい。
【０１６０】
第一導電型クラッド層の構造は、図１−１の一例では単一の層からなる第一導電型クラッド層を示すが、第一導電型クラッド層は、２層以上の層からなるものであってもよい。この場合には、たとえばＧａＮ系材料とＡｌＧａＮ系材料、ＩｎＡｌＧａＮ系材料、ＩｎＡｌＢＧａＮ系材料を使用することも可能である。また第一導電型クラッド層の全体を異種材料の積層構造として超格子構造とすることもできる。さらに、第一導電型クラッド層内において、前述のキャリア濃度を変化させることも可能である。
【０１６１】
第一導電型クラッド層の第一導電型側電極と接触している部分においては、そのキャリア濃度を意図的に高くして、当該電極との接触抵抗率を低減することも可能である。
【０１６２】
第一導電型クラッド層の一部はエッチングされており、かつ、第一導電型クラッド層の露出した側壁、エッチングされた部分などは、後述する第一導電型側電極との接触を実現する第一電流注入領域を除いて、すべて絶縁層で覆われている構造が望ましい。
【０１６３】
第一導電型クラッド層に加えて、必要により、第一導電型半導体層としてさらに異なる層が存在してもよい。例えば、電極との接続部にキャリアの注入を容易にするためのコンタクト層が含まれていてもよい。また、各層を、組成または形成条件等の異なる複数の層に分けて構成してもよい。
【０１６４】
＜活性層構造＞
第一導電型クラッド層２４の上には、活性層構造２５が形成されている。活性層構造とは、前述の第一導電型クラッド層と、後述する第二導電型クラッド層から注入される、電子と正孔（あるいは正孔と電子）が再結合して発光する層である量子井戸層を含み、かつ、量子井戸層に隣接して配置される、あるいは、量子井戸層とクラッド層間に配置されるバリア層をも含む構造を指す。ここで、タイプＡの形態のひとつの目的である高出力化、高効率化を実現するためには、活性層構造中の量子井戸層の層数をＷ、バリア層の層数をＢとすると、Ｂ＝Ｗ＋１を満たすことが望ましい。すなわち、クラッド層と活性層構造の全体の層の関係は、「第一導電型クラッド層、活性層構造、第二導電型クラッド層」と形成され、活性層構造は、「バリア層、量子井戸層、バリア層」、あるいは、「バリア層、量子井戸層、バリア層、量子井戸層、バリア層」のように形成されることが、高出力化のために望ましい。図１−５に、５層の量子井戸層と、６層のバリア層が積層された構造を模式的に示す。
【０１６５】
ここで、量子井戸層においては量子サイズ効果を発現させて、発光効率を高めるために、その層厚はド・ブロイ波長と同程度にうすい層である。このため、高出力化を実現するためには、単層の量子井戸層のみではなく、複数の量子井戸層を設けてこれを分離して活性層構造とすることが望ましい。この際に各量子井戸層間の結合を制御しつつ分離する層がバリア層である。また、バリア層は、クラッド層と量子井戸層の分離のためにも存在することが望ましい。たとえば、クラッド層がＡｌＧａＮからなり、量子井戸層がＩｎＧａＮからなる場合には、この間にＧａＮからなるバリア層が存在する形態が望ましい。これは結晶成長の最適温度が異なる場合の変更も容易にできるので、薄膜結晶成長の観点からも望ましい。また、クラッド層が、最もバンドギャップの広いＩｎＡｌＧａＮからなり、量子井戸層が最もバンドギャップの狭いＩｎＡｌＧａＮからなる場合は、バリア層にその中間のバンドギャップを有するＩｎＡｌＧａＮを用いることも可能である。さらに、一般にクラッド層と量子井戸層との間のバンドギャップの差は、バリア層と量子井戸層の間のバンドギャップの差よりも大きく、量子井戸層へのキャリアの注入効率を考えても、量子井戸層はクラッド層に直接隣接しないことが望ましい。
【０１６６】
量子井戸層は意図的なドーピングは実施しないほうが望ましい。一方、バリア層には、ドーピングを施して、系全体の抵抗を下げるなどのことを実施するのが望ましい。特に、バリア層にはｎ型のドーパント、特にＳｉをドーピングするのが望ましい。これは、ｐ型のドーパントであるＭｇはデバイス内では拡散しやすく、高出力動作時においては、Ｍｇの拡散を抑制することが重要となる。このために、Ｓｉは有効であって、バリア層にはＳｉがドーピングされていることが望ましい。但し量子井戸層とバリア層との界面においては、ド−ピングを実施しないほうが望ましい。
【０１６７】
１つの素子の活性層構造側壁は、図１−１に示される通り、絶縁層３０で覆われていることが望ましい。このようにすると、作製された素子をフリップボンドする際には、活性層構造の側壁におけるハンダ等による短絡が発生しない利点がある。
【０１６８】
タイプＡの形態においては、各発光ユニット内の量子井戸層から発せされる光は、ほぼ同じ発光スペクトルを有することが望ましい。これは、化合物半導体発光装置として、面光源的で、かつ、均一な発光を実現するためである。
【０１６９】
＜第二導電型半導体層および第二導電型クラッド層＞
第二導電型クラッド層２６は、前述の活性層構造２５に対して、前述の第一導電型クラッド層２４と共に、キャリアを効率よく注入し、かつ、活性層構造からのオーバーフローも抑制し、量子井戸層における発光を高効率で実現するための機能を有している。また、あわせて活性層構造近傍への光の閉じ込めにも寄与し、量子井戸層における発光を高効率で実現するための機能を有している。第二導電型半導体層は、上記のクラッド機能を有する層に加えて、コンタクト層のように装置の機能向上のため、または製造上の理由により、第二導電型にドープされた層を含むものである。広義には、第二導電型半導体層の全体を第二導電型クラッド層と考えてもよく、その場合にはコンタクト層等は、第二導電型クラッド層の一部と見ることもできる。
【０１７０】
一般的に第二導電型クラッド層は、前述の活性層構造の平均屈折率より小さな屈折率を有する材料で、かつ、前述の活性層構造の平均的なバンドギャップよりも大きな材料で構成される事が好ましい。さらに、第二導電型クラッド層は、活性層構造内の特にバリア層との関係において、いわゆるタイプＩ型のバンドラインナップとなる材料で構成されるのが一般的である。このような指針の元で、第二導電型クラッド層材料としては、所望の発光波長を実現するために準備される基板、バッファ層、活性層構造等に鑑みて、適宜選択することができる。例えば、基板としてＣ＋面サファイアを使用し、バッファ層としてＧａＮを使用する場合には、第二導電型クラッド層としてＧａＮ系材料、ＡｌＧａＮ系材料、ＡｌＧａＩｎＮ系材料、ＡｌＧａＢＩｎＮ系材料等を用いることができる。また、上記材料の積層構造であってもかまわない。また、第一導電型クラッド層と第二導電型クラッド層は同じ材料で構成することも可能である。
【０１７１】
第二導電型クラッド層のキャリア濃度としては、下限としては１×１０１７ｃｍ−３以上が好ましく、４×１０１７ｃｍ−３以上がより好ましく、５×１０１７ｃｍ−３以上がさらに好ましく７×１０１７ｃｍ−３以上が最も好ましい。上限としては７×１０１８ｃｍ−３以下が好ましく、３×１０１８ｃｍ−３以下がより好ましく、２×１０１８ｃｍ−３以下が最も好ましい。また、ここでは、第二導電型がｐ型の場合ドーパントとしては、Ｍｇが最も望ましい。
【０１７２】
第二導電型クラッド層の構造は、図１−１の一例では単一の層で形成された例を示しているが、第二導電型クラッド層は、２層以上の層からなるものであってもよい。この場合には、たとえばＧａＮ系材料とＡｌＧａＮ系材料を使用することも可能である。また第二導電型クラッド層の全体を異種材料の積層構造からなる超格子構造とすることもできる。さらに、第二導電型クラッド層内において、前述のキャリア濃度を変化させることも可能である。
【０１７３】
一般に、ＧａＮ系材料においてはｎ型ドーパントがＳｉであって、かつ、ｐ型ドーパントがＭｇである場合には、ｐ型ＧａＮ、ｐ型ＡｌＧａＮ、ｐ型ＡｌＩｎＧａＮの結晶性は、ｎ型ＧａＮ、ｎ型ＡｌＧａＮ、ｎ型ＡｌＩｎＧａＮにはそれぞれ及ばない。このため、素子作製においては、結晶性の劣るｐ型クラッド層を活性層構造の結晶成長後に実施することが望ましく、この観点で、第一導電型がｎ型で、第二導電型がｐ型である場合が望ましい。
【０１７４】
また、結晶性の劣るｐ型クラッド層（これは、望ましい形態をとった場合の第二導電型クラッド層に相当する）の厚みは、ある程度薄いほうが望ましい。これは、フリップチップボンディングを実施するタイプＡの形態においては、基板側が第１の光の取り出し方向となるため、後述する第二導電型側電極側からの光の取り出しを考慮する必要がなく、大面積の厚膜電極を形成することが可能である。このため、フェイスアップマウントを実施する際のように、第二導電型クラッド層における横方向への電流拡散を期待する必要がなく、第二導電型クラッド層は、ある程度薄くすることが素子構造からも有利である。但し、極端に薄い場合には、キャリアの注入効率が低下してしまうため、最適値が存在する。第二導電型クラッド層の厚みは、適宜選択可能であるが、０．０５μｍから０．３μｍが望ましく、０．１μｍから０．２μｍが最も望ましい。
【０１７５】
第二導電型クラッド層の第二導電型側電極と接触している部分においては、そのキャリア濃度を意図的に高くして、当該電極との接触抵抗を低減することも可能である。
【０１７６】
第二導電型クラッド層の露出した側壁は、後述する第二導電型側電極との接触を実現した第二電流注入領域を除いて、すべて絶縁層で覆われている構造であることが望ましい。
【０１７７】
さらに、第二導電型クラッド層に加えて、第二導電型半導体層として、必要によりさらに異なる層が存在してもよい。例えば、電極と接する部分にキャリアの注入を容易にするためのコンタクト層が含まれていてもよい。また、各層を、組成または形成条件等の異なる複数の層に分けて構成してもよい。
【０１７８】
尚、タイプＡの形態の要旨に反しない限り、薄膜結晶層として、必要により上述のカテゴリに入らない層を形成してもよい。
【０１７９】
＜第二導電型側電極＞
第二導電型側電極は、第二導電型の窒化物化合物半導体と良好なオーム性接触を実現し、かつ、フリップチップマウントをした際には、良好な発光波長帯域における反射ミラーとなり、また、フリップチップマウントした際に、ハンダ材などによるサブマウントなどとの良好な接着を実現するものである。本目的のためには、適宜材料選択が可能であり、第二導電型側電極は単一の層であっても、複数の層からなる場合でもかまわない。一般には、電極に要請される複数の目的を達するために、複数の層構成をとるのが普通である。
【０１８０】
また、第二導電型がｐ型で第二導電型クラッド層の第二導電型側電極側がＧａＮである場合には、第二導電型側電極の構成元素として、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ａｕのいずれかを含むことが望ましい。特に、第二導電型側電極のｐ側クラッド層側の第一層目はＮｉであることが望ましく、第二導電型側電極のｐ側クラッド層側と反対側の表面はＡｕであることが望ましい。これは、Ｎｉの仕事関数の絶対値が大きく、ｐ型材料にとって都合がよく、また、Ａｕは、後述するプロセスダメージに対する耐性、マウントの都合などを考えると最表面の材料として好ましい。
【０１８１】
第二導電型側電極は、第二導電型のキャリアを注入可能であれば、薄膜結晶層のどの層と接してもよく、例えば第二導電型側コンタクト層が設けられるときは、それに接するように形成される。
【０１８２】
＜第一導電型側電極＞
第一導電型側電極は第一導電型の窒化物化合物半導体と良好なオーム性接触を実現し、かつ、フリップチップマウントをした際には、良好な発光波長帯域における反射ミラーとなり、また、フリップチップマウントした際に、ハンダ材等によるサブマウントなどとの良好な接着を実現するものであって、本目的のためには、適宜材料選択が可能である。第一導電型側電極は単一の層であっても、複数の層からなる場合でもかまわない。一般には、電極に要請される複数の目的を達するために、複数の層構成をとるのが普通である。
【０１８３】
第一導電型がｎ型であるとすると、ｎ側電極は、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｏのいずれかから選択される材料、もしくはすべてを構成元素として含むことが望ましい。これは、これらの金属の仕事関数の絶対値が小さいためである。また、ｎ側電極の第１の光取り出し方向とあい対する向きには、Ａｌが露出するのが普通である。
【０１８４】
タイプＡの形態においては、第一導電型側電極は第一電流注入領域の大きさよりも大きな面積に形成され、かつ、第一導電型側電極と第二導電型側電極は、空間的に重なりを有さないことが望ましい。これは、発光装置をハンダなどでフリップチップマウントした際に、サブマウントなどとの十分な密着性を確保するに十分な面積を確保しつつ、第二導電型側電極と第一導電型側電極との間のハンダ材等による意図しない短絡を防止するのに十分な間隔を確保するために重要である。
【０１８５】
ここで、第一導電型側電極が絶縁層に接している部分の幅の中で、最も狭い部分の幅は１５μｍ以上であることが望ましい。これはフォトリソグラフィー工程とリフトオフ法によって形成することが好ましい第一導電型側電極の形成プロセスにおけるマージンが必要であるからである。
【０１８６】
第一導電型側電極は、第一導電型のキャリアを注入可能であれば、薄膜結晶層のどの層と接してもよく、例えば第一導電型側コンタクト層が設けられるときは、それに接するように形成される。
【０１８７】
＜絶縁層＞
絶縁層３０は、フリップチップマウントを実施した際に、マウント用のハンダ、導電性ペースト材等が「第二導電型側電極と第一導電型側電極の間」、「活性層構造などの薄膜結晶層の側壁」、「異なる発光ユニット間のあらゆる場所」に回りこんで、意図しない短絡が発生しないようにするためのものである。絶縁層は、電気的に絶縁が確保できる材料であれば、材料は適宜選択することができる。例えば、単層の酸化物、窒化物、フッ化物等が好ましく、具体的には、ＳｉＯｘ、ＡｌＯｘ、ＴｉＯｘ、ＴａＯｘ、ＨｆＯｘ、ＺｒＯｘ、ＳｉＮｘ、ＡｌＮｘ、ＡｌＦｘ、ＢａＦｘ、ＣａＦｘ、ＳｒＦｘ、ＭｇＦｘ等から選ばれることが好ましい。これらは、長期に渡って安定に絶縁性を確保できる。
【０１８８】
一方、絶縁層３０を絶縁物の多層膜とすることも可能である。これは、誘電体多層膜となるので、絶縁層内の誘電体の屈折率を適宜調整することによって、発光装置内で発生した光に対して光学的機能を発現させられるからである。
【０１８９】
また、その材料の安定性、屈折率の範囲から考えて、誘電体膜中に、フッ化物が含まれることは望ましく、かつ、具体的にはＡｌＦｘ、ＢａＦｘ、ＣａＦｘ、ＳｒＦｘ、ＭｇＦｘのいずれかが含まれることが望ましい。
【０１９０】
＜サブマウント＞
サブマウント４０は、金属層を有し、フリップチップマウントをした素子への電流注入と放熱の機能を併せ持つものである。サブマウントの母材は、金属、ＡｌＮ、ＳｉＣ、ダイヤモンド、ＢＮ、ＣｕＷのいずれかであることが望ましい。これら材料は、放熱性に優れ、高出力の発光素子に不可避である発熱の問題を効率よく抑制できて望ましい。またＡｌ２Ｏ３、Ｓｉ、ガラス等も安価であってサブマウントの母材として利用範囲が広く好ましい。尚、サブマウントの母材を金属から選択する際には、その周りを耐エッチング性のある誘電体等で覆う事が望ましい。金属の母材としては、発光素子の発光波長における反射率の高い材料が望ましく、Ａｌ、Ａｇ等が望ましい。また、誘電体等で覆う際には、各種ＣＶＤ法で形成したＳｉＮｘ、ＳｉＯ２等が望ましい。
【０１９１】
発光装置は各種ハンダ材、ペースト材によってサブマウント上の金属面に接合される。素子の高出力動作と高効率な発光のために放熱性を十分に確保するためには、特に金属ハンダによって接合されることが望ましい。金属ハンダとしては、Ｉｎ、ＩｎＡｇ，ＰｂＳｎ、ＳｎＡｇ、ＡｕＳｎ、ＡｕＧｅおよびＡｕＳｉ等を挙げることができる。これらハンダは安定であって、使用温度環境等に照らして適宜選択可能である。
【０１９２】
また、タイプＡの形態の集積型化合物半導体発光装置は、サブマウント上の金属配線を自在に変化させることで、１つの発光装置内の各発光ユニットを並列接続にも、直列接続にも、またはこれらを混在させることも可能である。
【０１９３】
〔タイプＡの形態の発光装置の製造方法〕
次に、タイプＡの形態の集積型化合物半導体発光装置の製造方法について説明する。
【０１９４】
タイプＡの形態の発光装置の製造方法の１例では、図１−６に示すように、まず基板２１を用意し、その表面にバッファ層２２、光学結合層２３、第一導電型クラッド層２４、活性層構造２５および第二導電型クラッド層２６を薄膜結晶成長により順次成膜する。これらの薄膜結晶層の形成には、ＭＯＣＶＤ法が望ましく用いられる。しかし、ＭＢＥ法、ＰＬＤ法、ＰＥＤ法なども全部の薄膜結晶層、あるいは一部の薄膜結晶層を形成するために用いることが可能である。これらの層構成は、素子の目的等に合わせて適宜変更が可能である。また、薄膜結晶層の形成後には、各種の処理を実施してもかまわない。なお、本明細書では、薄膜結晶層の成長後の熱処理等も含めて、「薄膜結晶成長」と記載している。
【０１９５】
薄膜結晶層成長の後、図１−１、図１−２に示された形状を実現するためには、図１−６に示すように、第二導電型側電極２７を形成することが好ましい。即ち、予定されている第二電流注入領域３５に対する第二導電型側電極２７の形成が、絶縁層３０の形成よりも、また、第一電流注入領域３６の形成よりも、さらには、第一導電型側電極２８の形成よりも、早く実施されることが望ましい。これは、望ましい形態として第二導電型がｐ型である場合において、表面に露出しているｐ型クラッド層の表面に対して各種プロセスを経た後にｐ側電極を形成すると、ＧａＮ系材料では比較的活性化率の劣るｐ−ＧａＮクラッド層中の正孔濃度をプロセスダメージによって低下させてしまうからである。たとえばｐ−ＣＶＤによる絶縁層の形成工程を第二導電型側電極の形成より前に実施すれば、その表面にプラズマダメージが残存してしまう。このため、タイプＡの形態では薄膜結晶成長の後には第二導電型側電極の形成が他のプロセス工程（たとえば後述する第一エッチング工程、第二エッチング工程、第三エッチング工程、あるいは絶縁層形成工程、第二導電型側電極露出部分形成工程、第一電流注入領域形成工程や第一導電型側電極形成工程など）よりも先に実施されることが望ましい。
【０１９６】
また、タイプＡの形態においては、第二導電型がｐ型である場合には、前述のとおり、第二導電型側電極の表面がＡｕである場合が代表的な例として想定されるが、露出面がＡｕなどの比較的安定な金属である場合には、その後のプロセスを経ても、プロセスダメージを受ける可能性が低い。この観点からもタイプＡの形態では薄膜結晶成長の後には第二導電型側電極の形成が他のプロセス工程よりも先に実施されることが望ましい。
【０１９７】
なお、タイプＡの形態では、第二導電型側電極が形成される層が、第二導電型コンタクト層である場合にも同様に、第二導電型半導体層に対してのプロセスダメージを低減することができる。
【０１９８】
第二導電型側電極２７の形成には、スパッタ、真空蒸着等種々の成膜技術を適応可能であり、所望の形状とするためには、フォトリソグラフィー技術を用いたリフトオフ法や、メタルマスク等を用いた場所選択的な蒸着等を適宜使用可能である。
【０１９９】
第二導電型側電極２７を形成した後、図１−７に示すように、第一導電型クラッド層２４の一部を露出させる。この工程は、第二導電型クラッド層２６、活性層構造２５、さらには第一導電型クラッド層２４の一部をエッチングにより除去することが好ましい（第一エッチング工程）。第一エッチング工程においては、後述する第一導電型側電極が第一導電型のキャリアを注入する半導体層を露出することが目的であるので、薄膜結晶層に他の層、たとえば、クラッド層が２層からなる場合や、あるいはコンタクト層がある場合には、その層を含んでエッチングしてもかまわない。
【０２００】
第一エッチング工程では、エッチング精度があまり要求されないので、ＳｉＮｘのような窒化物やＳｉＯｘ等の酸化物をエッチングマスクとしてＣｌ２等を用いたプラズマエッチング法による公知のドライエッチングを使用することができる。しかし、後述する第二エッチング工程、第三エッチング工程で詳細に説明するような金属フッ化物マスクを用いたドライエッチングを実施することも望ましい。特に好ましくは、ＳｒＦ２、ＡｌＦ３、ＭｇＦ２、ＢａＦ２、ＣａＦ２およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる金属フッ化物層を含むエッチングマスクを用いて、Ｃｌ２、ＳｉＣｌ４、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４等のガスを用いたプラズマ励起ドライエッチングによりエッチングを行うことが好ましい。さらに、ドライエッチングの方法としては、高密度プラズマを生成可能なＩＣＰ型のドライエッチングが最適である。
【０２０１】
ここで第二導電型側電極２７はプラズマＣＶＤ等によって形成されるＳｉＮｘマスクの形成履歴、あるいは第一エッチング工程後に実施される該ＳｉＮｘマスク除去工程を履歴するが、Ａｕなどの安定な金属が表面に形成されている場合には、第二導電型側電極が受けるプロセスダメージは少なくなる。
【０２０２】
次に図１−８に示すように、発光ユニット間分離溝１２を、第二エッチング工程により形成する。第二エッチング工程は、第一エッチング工程と比較して、さらに深くＧａＮ系材料をエッチングすることが必要となる。一般に、第一エッチング工程によってエッチングされる層の総和は、０．５μｍ程度が普通であるが、第二エッチング工程においては、第一導電型クラッド層２４のすべてと、光学結合層２３の一部までをエッチングすることが必要なことから、１μｍ以上となることが多く、例えば１〜５μｍの範囲、または３μ以上の範囲、例えば３〜７μｍの範囲となることがある。場合によっては、３〜１０μｍの範囲、さらには１０μｍを越えることもある。
【０２０３】
一般に、金属マスク、ＳｉＮｘ等の窒化物マスク、ＳｉＯｘ等の酸化物マスク等は、Ｃｌ２系プラズマに対するエッチング耐性を示すＧａＮ系材料に対する選択比は５程度であって、膜厚の厚いＧａＮ系材料をエッチングする必要のある第二エッチング工程を実施するには、比較的厚めのＳｉＮｘ膜が必要となってしまう。たとえば第二ドライエッチング工程で４μｍのＧａＮ系材料をエッチングする最には、０．８μｍを越えるＳｉＮｘマスクが必要となってしまう。しかし、この程度の厚みのＳｉＮｘマスクになると、ドライエッチング実施中にＳｉＮｘマスクもエッチングされてしまい、その縦方向の厚みのみではなく水平方向の形状も変ってしまい、所望のＧａＮ系材料部分のみを選択的にエッチングすることができなくなってしまう。
【０２０４】
そこで、第二エッチング工程において発光ユニット間分離溝を形成する際には、金属フッ化物層を含むマスクを用いたドライエッチングが好ましい。金属フッ化物層を構成する材料は、ドライエッチング耐性とウェットエッチング性のバランスを考慮すると、ＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＳｒＦ２、ＢａＦ２、ＡｌＦ３が好ましく、この中でもＳｒＦ２が最も好ましい。
【０２０５】
金属フッ化物膜は、第一、第二、第三エッチング工程で行うドライエッチングに対しては十分な耐性があり、一方でパターニングのためのエッチング（好ましくはウェットエッチング）に対しては、容易にエッチング可能でかつパターニング形状、特に側壁部分の直線性の良いものが求められる。金属フッ化物層の成膜温度を１５０℃以上にすることで、下地との密着性に優れ、緻密な膜が形成され、同時にエッチングによってパターニングした後に、マスク側壁の直線性にも優れている。成膜温度は、好ましくは２５０℃以上、さらに好ましくは３００℃以上、最も好ましくは３５０℃以上である。特に３５０℃以上で成膜された金属フッ化物層は、あらゆる下地との密着性に優れ、かつ、緻密な膜となり、高いドライエッチング耐性を示しつつ、パターニング形状についても、側壁部分の直線性に非常に優れ、開口部の幅の制御性も確保されるようになり、エッチングマスクとして最も好ましい。
【０２０６】
このように、下地との密着性に優れ、かつ、緻密な膜となり、高いドライエッチング耐性を示しつつ、パターニング形状についても、側壁部分の直線性と開口部の幅の制御性に非常に優れたエッチングマスクとするためには、高温で成膜することが好ましいが、一方、成膜温度が高すぎると、金属フッ化物をパターニングする際に好ましく実施される塩酸等に対するウェットエッチングに対する耐性が必要以上になり、その除去が容易でなくなる。特に、後述するようにＳｒＦ２等のマスクは半導体層のドライエッチング時に塩素等のプラズマにさらされると、その後に実施するマスク層の除去時のエッチングレートが、塩素等のプラズマにさらされる前に比較して低下する傾向を有している。このため、金属フッ化物の過剰な高温での成膜はそのパターニングと最終除去の観点から好ましくない。
【０２０７】
まず半導体層のドライエッチング時のプラズマにさらされる前の金属フッ化物にあっては、低温成膜した層ほど塩酸等のエッチャントに対するエッチングレートが大きくエッチングが速く進行し、成膜温度を高くするほどエッチングレートが低下し、エッチングの進行が遅くなる。成膜温度が３００℃以上になると、成膜温度が２５０℃程度の膜よりエッチングレートの低下が目立ってくるが、３５０℃から４５０℃程度では、非常に都合の良いエッチング速度の範囲にある。しかし、成膜温度が４８０℃を超えるとエッチング速度の絶対値が必要以上に小さくなり、当該金属フッ化物のパターニングに過剰な時間を費やすこととなり、また、レジストマスク層等が剥離しない条件でのパターニングが困難になる事もある。さらに、半導体層のドライエッチング時のプラズマにさらされた後の金属フッ化物にあっては、除去時の塩酸等に対するウエットエッチングレートは低下する性質があり、過剰な高温成長は金属フッ化物の除去を困難にしてしまう。
【０２０８】
このような観点から、金属フッ化物層の成膜温度は、好ましくは４８０℃以下であり、さらに好ましくは４７０℃以下、特に好ましくは４６０℃以下である。
【０２０９】
このようなことに配慮してパターニングされたマスク（金属フッ化物層が表面層になるようにＳｉＮｘ，ＳｉＯ２などと積層されていてよい）を用いて、ドライエッチングを行う。ドライエッチングのガス種としては、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＣＣｌ４およびこれらの組み合わせから選ばれるものが望ましい。ドライエッチングの際に、ＳｒＦ２マスクのＧａＮ系材料に対する選択比は１００を越えるため、厚膜ＧａＮ系材料のエッチングが容易に、かつ、高精度に行うことができる。さらに、ドライエッチングの方法としては、高密度プラズマを生成可能なＩＣＰ型のドライエッチングが最適である。
【０２１０】
エッチング後に、不要となった金属フッ化物層のマスクを、塩酸等のエッチャントで除去する際に、金属フッ化物マスクの下に酸に弱い材料が存在する場合、例えば電極材料が酸に弱い場合には、金属フッ化物層が表面層になるようにしてＳｉＮｘ、ＳｉＯ２などとの積層マスクとしてもよい。この場合、ＳｉＮｘ、ＳｉＯ２等は、金属フッ化物マスク層の下部の全体に存在していてもよいし、または例えば図１−２１に示すように、ＳｉＮｘ、ＳｉＯ２等マスク５１は、金属フッ化物マスク層５２の下部の全体に存在していなくても、少なくとも酸に弱い材料上に形成されていればよい。
【０２１１】
このような第二エッチング工程により、図１−８に示すように、発光ユニット間分離溝が形成される。
【０２１２】
次に、図１−９に示すように、装置間分離溝１３を、第三エッチング工程により形成する。第三エッチング工程では、エッチングすべきＧａＮ系材料の厚みは、バッファ層、光学結合層をすべてエッチングすることが必要なことから、第二エッチング工程と比較しても、極めて深く、５〜１０μｍとなることがあり、また１０μｍを超えることもある。そのため、第二エッチング工程で説明したと同様に、金属フッ化物層を含むマスクを用いたドライエッチングが好ましい。その好ましい条件等（積層マスク等も含む）は、第二エッチング工程について説明したとおりである。
【０２１３】
装置間分離溝は、少なくとも第一導電型クラッド層を分断して形成されていることが必要である。タイプＡの１つの好ましい形態では、図１−９に示すように、装置間分離溝１３が基板２１に到達するように形成される。この場合には、装置を分離するために、スクライブ、ブレーキング等の工程において、薄膜結晶層が形成されている側からダイヤモンドスクライブを実施した際にも、サファイア基板上のＧａＮ系材料の剥離を抑制することが可能である。またレーザスクライブを実施した場合にも、薄膜結晶層にダメージが入らない利点がある。さらに、サファイア基板（ＧａＮ等の他の基板でも同様）の一部までエッチングして装置間分離溝を形成することも同様に好ましい。
【０２１４】
一方、装置間分離溝が、基板に達していない形態も好ましい形態である。例えば、装置間分離溝が、光学結合層とバッファ層を合わせた層の途中まで形成されていれば、第一導電型クラッド層の側壁に絶縁層を形成することができて、ハンダ等の回りこみに対して絶縁性を保つことができる（発光装置完成後の形態は、図１−１７〜図１−２０を参照。）。この場合、絶縁層で被覆されずに側壁から露出する層は、高い絶縁性を有することが好ましい。装置間分離溝を、光学結合層の途中まで形成する形態では、第二エッチング工程と第三エッチング工程を同時実施することも可能になるので、工程を簡略化できる利点がある。
【０２１５】
なお、第一エッチング工程と第二エッチング工程、第三エッチング工程は、いずれの工程を先に実施しても、後に実施してもかまわない。また、プロセスを簡略にするため、第一エッチング工程を先に実施し、その際のエッチングマスクを除去しないで、第二エッチングおよび／または第三エッチング工程を実施することも好ましい。図１−２１に示すように、まずＳｉＮｘ、ＳｉＯ２等の酸に強い材料（好ましくはＳｉＮｘ）により第一エッチングマスク５１を形成し、第一導電型クラッド層２４が現れるようにエッチングし、マスク５１を除去しないで、金属フッ化物層による第二および／または第三エッチングマスク５２を形成する。そして、第二および／または第三エッチング工程を実施した後、マスク５２を酸により除去し、その後、マスク５１を適宜除去することが好ましい。第一エッチングマスク５１は、第二エッチング工程と第三エッチング工程が別々に実施される場合にも、両方のエッチングが終了するまで存在させることもできる。
【０２１６】
形成される装置分離溝間の最も狭い部分の幅を２ＬＷＳＰＴ１とすると、ＬＷＳＰＴ１はブレーキングによって素子分離を行う際には、２０μｍ以上、例えば３０μｍ以上であることが望ましい。また、ダイシング等によって実施する際には、ＬＷＳＰＴ１は３００μｍ以上であることが望ましい。また、大きすぎても無駄であるので、ＬＷＳＰＴ１は通常は２０００μｍ以下である。これは、素子作製プロセスのマージンと、さらには、スクライブ領域の確保のために必要であるからである。
【０２１７】
第三エッチング工程の後には、図１−１０に示すように、絶縁層３０を形成する。絶縁層は、電気的に絶縁が確保できる材料であれば、適宜選択することができ、詳細は前述のとおりである。成膜方法は、プラズマＣＶＤ法等の公知の方法を用いればよい。
【０２１８】
次に、図１−１１に示すように、絶縁層３０の所定部分を除去し、第二導電型側電極２７上で絶縁層が除去された第二導電型側電極露出部分３７、第一導電型クラッド層上で絶縁層が除去された第一電流注入領域３６、装置間分離溝１３内で絶縁層が除去されたスクライブ領域１４を形成する。第二導電型側電極２７上の絶縁層３０の除去は、第二導電型側電極の周辺部分が絶縁層によって覆われているように実施することが望ましい。すなわち第二導電型側電極露出部分の表面積は第二電流注入領域の面積よりも小さいことが望ましい。ここで、素子作製プロセス、特にフォトリソグラフィー工程のマージン、あるいは、ハンダ材による意図しない短絡等の発生を防止するためには、第二導電型側電極の周辺から絶縁層で覆われている幅の中で、最も狭い部分の幅をＬ２Ｗとすると、Ｌ２Ｗは１５μｍ以上であることが好ましい。さらに好ましくは３０μｍ以上、特に好ましくは１００μｍ以上である。絶縁層によって第二導電型側電極の面積の多くが覆われることによって、特に、金属ハンダ材によるたとえば第一導電型側電極等の他の部分との意図しない短絡を低減することができる。また、Ｌ２ｗは、通常２０００μｍ以下であり、好ましくは７５０μｍ以下である。
【０２１９】
絶縁層の除去は、選択された材質によってドライエッチング、ウェットエッチング等のエッチング手法が選択可能である。たとえば、絶縁層がＳｉＮｘ単層である場合には、ＳＦ６等のガスを用いたドライエッチングも、あるいはフッ酸系のエッチャントを用いたウェットエッチングも可能である。また、絶縁層がＳｉＯｘとＴｉＯｘからなる誘電体多層膜である場合には、Ａｒイオンミリングによって所望の部分の多層膜を除去することも可能である。
【０２２０】
また、第二導電型側電極露出部分３７、第一電流注入領域３６、およびスクライブ領域１４の形成は、別々に行ってもよいが、通常は同時にエッチングで形成する。スクライブ領域１４（図１−２）の幅を２Ｌｗｓとすると、２Ｌｗｓは３０μｍ以上が好ましい。また、大きすぎても無駄であるので、２Ｌｗｓは、通常３００μｍ以下、好ましくは２００μｍ以下である。
【０２２１】
尚、タイプＡの異なる形態（図１−３、図１−４に対応する）では、図１−１２に示すように、装置間分離溝内の基板近傍の側壁部分の絶縁層をも除去し、絶縁層非形成部分１５を設ける。この溝側壁の絶縁層の一部の同時除去は、たとえば、以下の様なプロセスで形成が可能である。装置間分離溝１３の面積とほぼ同等か少し小さめの開口を有するレジストマスクをフォトリソグラフィーによって形成し、次に、絶縁層をエッチング可能なエッチャントを用いてウェットエッチングを実施すると、装置間分離溝内の基板面上の絶縁層の除去が進む。その後、さらに長時間エッチングを継続するとサイドエッチングが起こり、溝側壁の基板側を覆っていた絶縁層がウエットエッチャントで除去され、図１−１２に示したように装置間分離溝の基板側に絶縁層が存在しない形状が得られる。このように絶縁層を除去する場合においては、絶縁層が存在しない薄膜結晶層の側壁は、アンドープ層の側壁であることが望ましい。これは、フリップチップマウントを実施する際に、万が一、サブマウントとの接合用ハンダ等が側壁に付着しても、意図しない電気的短絡が発生しないためである。
【０２２２】
タイプＡの形態では、図１−１１および図１−１２のどちらの形態でも、マウント時の意図しない電気的短絡等を防止できる。通常は、図１−１１のように、基板上で絶縁層が存在しないスクライブ領域１４を形成する形態で十分である。尚、装置間分離溝が、光学結合層とバッファ層を合わせた層の途中まで形成される場合にも、上記のプロセスで絶縁膜を堆積するときに、基板面でなく溝底面に堆積される点が異なるが、同一のプロセスを採用することができる。
【０２２３】
次に、図１−１３、図１−１４に示すように、第一導電型側電極２８を形成する。図１−１３および図１−１４は、それぞれ図１−１１および図１−１２の構造に対して、第一導電型側電極２８を形成した構造を示す。電極材料としては、すでに説明したとおり、第一導電型がｎ型であるとすると、Ｔｉ、ＡｌおよびＭｏのいずれかから選択される材料、またはすべてを構成元素として含むことが望ましい。また、ｎ側電極の第１の光取り出し方向とあい対する向きには、Ａｌが露出するのが普通である。
【０２２４】
電極材料の成膜には、スパッタ、真空蒸着等種々の成膜技術を適応可能であり、電極形状とするためには、フォトリソグラフィー技術を用いたリフトオフ法や、メタルマスク等を用いた場所選択的な蒸着等を適宜使用可能である。ここで、形成プロセスにおけるマージンをある程度見込むために、第一導電型側電極が絶縁層に接している部分の幅の中で、最も狭い部分の幅をＬ１ｗとすると、Ｌ１ｗは７μｍ以上が好ましく、特に９μｍ以上が好ましい。また、Ｌ１ｗは、通常５００μｍ以下であり、好ましくは１００μｍ以下である。通常、５μｍ以上があれば、フォトリソグラフィー工程とリフトオフ法によるプロセスマージンは確保できる。
【０２２５】
第一導電型側電極は、この例では、第一導電型クラッド層にその一部が接して形成されるが、第一導電型側コンタクト層が形成されるときはそれに接するように形成することができる。
【０２２６】
タイプＡの形態の発光装置の製造方法では、第一導電型側電極が、積層構造形成の最終段階にて製造されることにより、プロセスダメージ低減の観点でも有利である。第一導電型がｎ型である場合には、ｎ側電極は、好ましい形態では、Ａｌがその電極材の表面に形成される。この場合に、ｎ側電極が第二導電型側電極のように絶縁層の形成よりも前になされると、ｎ側電極表面、すなわちＡｌ金属は、絶縁層のエッチングプロセスを履歴することになる。絶縁層のエッチングには、前述のとおりフッ酸系のエッチャントを用いたウェットエッチング等が簡便であるが、Ａｌはフッ酸を含めた各種エッチャントに対する耐性が低く、このようなプロセスを実効的に実施すると電極そのものにダメージが入ってしまう。また、ドライエッチングを実施してもＡｌは比較的反応性が高く酸化を含めたダメージが導入される可能性がある。従って、タイプＡの形態においては、第一導電型側電極の形成が絶縁層の形成後かつ絶縁層の予定されている不要部分の除去後に行われることは、電極に対するダメージの低減に効果がある。
【０２２７】
このようにして、図１−１３（図１−２）および図１−１４（図１−４）の構造が形成された後には、各集積型化合物半導体発光装置を１つ１つ分離するために、装置間分離溝を使用して、基板対してダイヤモンドスクライブによる傷いれ、レーザスクライブによる基板材料の一部のアブレーションが実施される。
【０２２８】
装置間分離工程の際に、装置間分離溝に一切の薄膜結晶層がない場合（図１−１３および図１−１４の構造がこれに相当する）には、薄膜結晶層へのプロセスダメージの導入がない。また、図１−１３および図１−１４のように、スクライブ領域に絶縁層も存在しない場合には、スクライブ時に、絶縁層の剥離等が生じる可能性もない。
【０２２９】
また、装置間分離溝は、光学結合層とバッファ層を合わせた層の途中まで形成されている場合（例えば、発光ユニット間分離溝と同等の深さで、光学結合層の途中まで溝が形成されている場合）もあるが、この場合にも、装置間分離溝を使用して、基板に対してのダイヤモンドスクライブによる傷いれ、レーザスクライブによる基板材料の一部のアブレーションが実施される。
【０２３０】
傷入れ（スクライブ）が終了した後には、集積型化合物半導体発光装置はブレーキング工程において、１装置ずつに分割され、好ましくはハンダ材料等によってサブマウントに搭載する。
【０２３１】
以上のようにして、図１−１および図１−３に示した集積型化合物半導体発光装置が完成する。
【０２３２】
タイプＡの形態の発光装置の製造方法では、光学結合層を有する有利な構造を効果的に製造できることに加えて、説明のとおり薄膜結晶層の形成、第二導電型側電極の形成、エッチング工程（第一エッチング工程、第二エッチング工程、第三エッチング工程）、絶縁層の形成、絶縁層の除去（第二導電型側電極露出部分および第一電流注入領域の形成や装置間分離溝近傍の絶縁層の除去）、第一導電型側電極の形成は、この順に実施されることが望ましく、この工程順により、第二導電型側電極直下の薄膜結晶層のダメージがなく、また第一導電型側電極にもダメージのない発光装置を得ることができる。そして、装置形状はプロセスフローを反映したものとなっている。即ち、発光装置は、第二導電型側電極、絶縁層、第一導電型側電極がこの順番に積層された構造を内在している。つまり、第二導電型側電極は、第二導電型クラッド層（またはその他の第二導電型薄膜結晶層）に絶縁層を介在しないで接しており、第二導電型側電極の上部周辺には絶縁層で覆われた部分があり、第一導電型側電極と第一導電型クラッド層（またはその他の第一導電型薄膜結晶層）の間には、電極周囲部分に絶縁層が介在している部分が存在している。
【０２３３】
＜＜２−２．タイプＢの形態の特徴＞＞
タイプＢの集積型発光装置、およびその製造方法の特徴は次の事項で特定される。
【０２３４】
１．  発光波長に対して透明な基板と、この基板上に形成された複数の発光ユニットを有する集積型化合物半導体発光装置であって、
前記発光ユニットは、前記基板上に、第一導電型クラッド層を含む第一導電型半導体層、活性層構造、および第二導電型クラッド層を含む第二導電型半導体層を有する化合物半導体薄膜結晶層と、第二導電型側電極と、並びに第一導電型側電極とを有し、
第１の光取り出し方向が前記基板側であり、前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極が、前記第１の光取り出し方向とは、反対側に形成されており、
前記発光ユニット同士は、隣接する発光ユニットの間に設けられた発光ユニット間分離溝により電気的に分離されており、
１つの発光ユニット内には、前記活性層構造、前記第二導電型半導体層および前記第二導電型側電極を含む複数個の発光ポイントと、少なくとも１個の前記第一導電型側電極とが設けられ、１つの発光ユニット内は前記第一導電型半導体層で電気的に導通しており、
さらに、前記基板と前記第一導電型半導体層の間に、前記複数の発光ユニット間に共通して設けられ、前記複数の発光ユニットを光学的に結合し、１つの発光ユニットから発光された光を他の発光ユニットに分布させる光学結合層を有する
ことを特徴とする集積型化合物半導体発光装置。
【０２３５】
２．  前記光学結合層が、前記薄膜結晶層の一部として、前記基板と前記第一導電型クラッド層の間に、前記複数の発光ユニット間に共通して設けられている層であることを特徴とする上記１記載の発光装置。
【０２３６】
３．  発光波長における前記基板の平均屈折率をｎｓｂ、前記光学結合層の平均屈折率をｎｏｃ、前記第一導電型半導体層の平均屈折率をｎ１で表したとき、
ｎｓｂ＜ｎｏｃ  および  ｎ１＜ｎｏｃ
の関係を満たすことを特徴とする上記１または２記載の発光装置。
【０２３７】
４．  前記発光装置の発光波長をλ（ｎｍ）、発光波長における前記基板の平均屈折率をｎｓｂ、前記光学結合層の平均屈折率をｎｏｃ、前記光学結合層の物理的厚みをｔｏｃ（ｎｍ）とし、前記光学結合層と前記基板の比屈折率差Δ（ｏｃ−ｓｂ）を
Δ（ｏｃ−ｓｂ）≡（（ｎｏｃ)２−（ｎｓｂ)２）/(２×（ｎｏｃ)２）
と定義したときに、
（√（２×Δ（ｏｃ−ｓｂ））×ｎｏｃ×π×ｔｏｃ）/λ  ≧  π/２
を満たすようにｔｏｃが選択されていることを特徴とする上記１〜３のいずれかに記載の発光装置。
【０２３８】
５．  前記発光装置の発光波長をλ（ｎｍ）、発光波長における前記光学結合層の平均屈折率をｎｏｃ、第一導電型半導体層の平均屈折率をｎ１、前記光学結合層の物理的厚みをｔｏｃ（ｎｍ）とし、光学結合層と第一導電型半導体層の比屈折率差Δ（ｏｃ−１）を
Δ（ｏｃ−１）≡（（ｎｏｃ)２−（ｎ１)２）/(２×（ｎｏｃ)２）
と定義したときに、
（√（２×Δ（ｏｃ−１））×ｎｏｃ×π×ｔｏｃ）/λ  ≧  π/２
を満たすようにｔｏｃが選択されていることを特徴とする上記１〜４のいずれかに記載の発光装置。
【０２３９】
６．  前記光学結合層全体の比抵抗ρｏｃ（Ω・ｃｍ）が、
０．５  ≦ρｏｃ
の関係を満たすことを特徴とする上記１〜５のいずれかに記載の発光装置。
【０２４０】
７．  前記光学結合層が複数の層の積層構造であることを特徴とする上記１〜６のいずれかに記載の発光装置。
【０２４１】
８．  前記複数の発光ユニットは、前記発光ユニット間分離溝が、隣接する発光ユニット間で、前記薄膜結晶層の表面から前記光学結合層の界面まで、または前記光学結合層の一部までを除去して形成されていることを特徴とする上記１〜７のいずれかに記載の発光装置。
【０２４２】
９．  前記発光ユニット間分離溝の幅が、２〜３００μｍの範囲である上記１〜８のいずれかに記載の発光装置。
【０２４３】
１０．  前記基板に接して、バッファ層をさらに有すること特徴とする上記１〜９のいずれかに記載の発光装置。
【０２４４】
１１．  前記発光装置は、複数の発光装置の間に設けられた装置間分離溝内のスクライブ領域から分割されたものであって、この装置間分離溝が、前記光学結合層の途中まで形成されたことを特徴とする上記１〜１０のいずれかに記載の発光装置。
【０２４５】
１２．  前記発光装置は、複数の発光装置の間に設けられた装置間分離溝内のスクライブ領域から分割されたものであって、この装置間分離溝が、前記バッファ層の途中まで形成されたことを特徴とする上記１０記載の発光装置。
【０２４６】
１３．  前記発光装置は、複数の発光装置の間に設けられた装置間分離溝内のスクライブ領域から分割されたものであって、この装置間分離溝が、前記基板まで達して形成されたことを特徴とする上記１〜１０のいずれかに記載の発光装置。
【０２４７】
１４．  前記発光装置は、複数の発光装置の間に設けられた装置間分離溝内のスクライブ領域から分割されたものであって、この装置間分離溝が、前記基板の一部を除去して形成されたことを特徴とする上記１〜１０のいずれかに記載の発光装置。
【０２４８】
１５．  前記発光ユニット間分離溝内の底面および側面の全面を被覆し、前記発光装置の側面に露出した層のうち、少なくとも前記第一導電型半導体層、活性層構造および第二導電型半導体層の側面を被覆し、前記第一導電型側電極の第１の光取り出し方向側の一部に接し、前記第二導電型側電極の第１の光取り出し方向と反対側の一部を覆っている絶縁層を有することを特徴とする上記１〜１４のいずれかに記載の発光装置。
【０２４９】
１６．  前記絶縁層が、前記装置間分離溝の側面に露出した層のすべてを被覆していることを特徴とする上記１５記載の発光装置。
【０２５０】
１７．  前記スクライブ領域として、前記装置間分離溝内の溝底面に、前記絶縁層で覆われていない領域が設けられている上記１６記載の発光装置。
【０２５１】
１８．  前記絶縁層が、前記装置間分離溝内の溝底面には形成されておらず、かつ前記装置間分離溝の側面に露出した層のうち、前記溝底面側から導電性を有さない層の少なくとも一部までには形成されていないことを特徴とする上記１５記載の発光装置。
【０２５２】
１９．  前記薄膜結晶層が、Ｖ族として窒素原子を含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなることを特徴とする上記１〜１８のいずれかに記載の発光装置。
【０２５３】
２０．  前記活性層構造が、量子井戸層とバリア層からなり、バリア層の数をＢ、量子井戸層の数をＷで表したとき、ＢとＷが、
Ｂ＝Ｗ＋１
を満たすことを特徴とする上記１〜１９のいずれかに記載の発光装置。
【０２５４】
２１．  前記基板が、サファイア、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＬｉＧａＯ２、ＺｎＯ、ＳｃＡｌＭｇＯ４、ＮｄＧａＯ３およびＭｇＯからなる群より選ばれることを特徴とする上記１〜２０のいずれかに記載の発光装置。
【０２５５】
２２．  前記絶縁層が、複数の層からなる誘電体多層膜であることを特徴とする上記１５〜１８のいずれかに記載の発光装置。
【０２５６】
２３．  前記基板の第１の光取り出し方向側の表面が平坦でないことを特徴とする上記１〜２２のいずれかに記載の発光装置。
【０２５７】
２４．  前記光学結合層から基板側に垂直入射する当該発光装置の発光波長の光が基板で反射される反射率をＲ３、前記基板から第１の光取り出し方向側の空間に垂直入射する当該発光装置の発光波長の光が空間との界面で反射される反射率をＲ４で表したとき、
Ｒ４＜Ｒ３
を満たすように基板の第１の光取り出し方向側に低反射光学膜を有することを特徴とする上記１〜２３のいずれかに記載の発光装置。
【０２５８】
２５．  第一導電型がｎ型であり、第二導電型がｐ型であることを特徴とする上記１〜２４のいずれかに記載の発光装置。
【０２５９】
２６．  前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極が、ハンダによって金属面を有するサブマウントに接合されていることを特徴とする上記１〜２５のいずれかに記載の発光装置。
【０２６０】
２７．  複数の発光ユニットを同一基板上に有する集積型化合物半導体発光装置の製造方法であって、
発光波長に対して透明な基板上に、光学結合層を成膜する工程と、
少なくとも、第一導電型クラッド層を含む第一導電型半導体層、活性層構造、および第二導電型クラッド層を含む第二導電型半導体層を有する薄膜結晶層を成膜する工程と、
前記第二導電型半導体層の表面に第二導電型側電極を形成する工程と、
前記第一導電型半導体層の一部を表面に露出させるとともに、前記活性層構造、前記第二導電型半導体層および前記第二導電型側電極を含む発光ポイントを複数個形成するために、前記第二導電型半導体層および前記活性層構造を複数の領域に分断する第一エッチング工程と、
前記第一エッチング工程により露出した第一導電型半導体層の面に、少なくとも１個の第一導電型側電極を形成する工程と、
前記発光ユニットを互いに電気的に分離するための発光ユニット間分離溝を形成するために、前記薄膜結晶層表面から前記光学結合層の界面まで、または、前記薄膜結晶層表面から前記光学結合層の一部までを除去する第二エッチング工程と、
複数の発光装置に分離するための装置間分離溝を形成するために、少なくとも前記第一導電型半導体層、活性層構造および第二導電型半導体層を除去する第三エッチング工程と
を有することを特徴とする集積型化合物半導体発光装置の製造方法。
【０２６１】
２８．  前記光学結合層の成膜工程を、前記薄膜結晶層の成膜工程の一部として、かつ前記第一導電型半導体層の形成に先立って行うことを特徴とする上記２７記載の方法。
【０２６２】
２９．  前記基板の平均屈折率をｎｓｂ、前記光学結合層の平均屈折率をｎｏｃで表したとき、
ｎｓｂ＜ｎｏｃ
の関係を満たすことを特徴とする上記２７または２８記載の方法。
【０２６３】
３０．  前記発光装置の発光波長をλ（ｎｍ）、発光波長における前記基板の平均屈折率をｎｓｂ、前記光学結合層の平均屈折率をｎｏｃ、前記光学結合層の物理的厚みをｔｏｃ（ｎｍ）とし、光学結合層と基板の比屈折率差Δ（ｏｃ−ｓｂ）を
Δ（ｏｃ−ｓｂ）≡（（ｎｏｃ)２−（ｎｓｂ)２）/(２×（ｎｏｃ)２）
と定義したときに、
（√（２×Δ（ｏｃ−ｓｂ））×ｎｏｃ×π×ｔｏｃ）/λ  ≧  π/２
も満たすようにｔｏｃを選択することを特徴とする上記２７〜２９のいずれかに記載の方法。
【０２６４】
３１．  前記発光装置の発光波長をλ（ｎｍ）、前記光学結合層の発光波長における平均屈折率をｎｏｃ、第一導電型半導体層の発光波長における平均屈折率をｎ１、前記光学結合層の物理的厚みをｔｏｃ（ｎｍ）とし、光学結合層と第一導電型半導体層の比屈折率差Δ（ｏｃ−１）を
Δ（ｏｃ−１）≡（（ｎｏｃ)２−（ｎ１)２）/(２×（ｎｏｃ)２）
と定義したとき、
（√（２×Δ（ｏｃ−１））×ｎｏｃ×π×ｔｏｃ）/λ  ≧  π/２
を満たすようにｔｏｃを選択することを特徴とする上記２７〜３０のいずれかに記載の方法。
【０２６５】
３２．  前記光学結合層全体の比抵抗ρｏｃ（Ω・ｃｍ）が、
０．５  ≦ρｏｃ
の関係を満たすことを特徴とする上記２７〜３１のいずれかに記載の方法。
【０２６６】
３３．  前記光学結合層を、複数の層の積層構造として成膜することを特徴とする上記２７〜３２のいずれかに記載の方法。
【０２６７】
３４．  前記光学結合層を成膜する工程の前に、前記基板上にバッファ層を形成する工程を有する上記２７〜３３のいずれかに記載の方法。
【０２６８】
３５．  前記第三エッチング工程を、前記第二エッチング工程と同時にまたは別に行い、前記薄膜結晶層表面から前記光学結合層の界面まで、または薄膜結晶層表面から前記光学結合層の一部を除去するまでエッチングを行うことを特徴とする上記２７〜３４のいずれかに記載の方法。
【０２６９】
３６．  前記第三エッチング工程を、前記薄膜結晶層表面からバッファ層の一部を除去するまでエッチングを行うことを特徴とする上記３４記載の方法。
【０２７０】
３７．  前記第三エッチング工程において、前記基板表面に達するまでエッチングを行うことを特徴とする上記２７〜３４のいずれかに記載の方法。
【０２７１】
３８．  前記第三エッチング工程において、前記基板の一部も除去するようにエッチングを行うことを特徴とする上記２７〜３４のいずれかに記載の方法。
【０２７２】
３９．  前記第二および第三エッチング工程が、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＣＣｌ４およびそれらの２種以上の組み合わせからなる群より選ばれるガス種を用いたドライエッチング法で行われることを特徴とする上記２７〜３８のいずれかに記載の方法。
【０２７３】
４０．  エッチングマスクとして、パターニングされた金属フッ化物層を用いることを特徴とする上記３９記載の方法。
【０２７４】
４１．  前記金属フッ化物層が、ＳｒＦ２、ＡｌＦ３、ＭｇＦ２、ＢａＦ２、ＣａＦ２およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれることを特徴とする上記４０記載の方法。
【０２７５】
４２．  前記第二導電型側電極を形成する工程、前記第一エッチング工程および前記第一導電型側電極を形成する工程をこの順番に行い、前記第一導電型側電極を形成する工程の前に、さらに絶縁層を形成する工程を有することを特徴とする上記２７〜４１のいずれかに記載の方法。
【０２７６】
４３．  前記絶縁層を形成する工程が、第一〜第三エッチング工程の後に行われることを特徴とする上記４２記載の方法。
【０２７７】
４４．  前記第二導電型側電極を形成する工程、前記第一エッチング工程および前記第一導電型側電極を形成する工程をこの順番に行い、
前記第三エッチング工程では、表面から、前記光学結合層の少なくとも一部を除去するまで、前記バッファ層の少なくとも一部を除去するまで（但し、バッファ層が存在する場合に限る。）、または少なくとも前記基板に達するまでの深さでエッチングを行って前記装置間分離溝を形成し、
さらに、第一〜第三エッチング工程の後であって、前記第一導電型側電極を形成する工程の前に、さらに絶縁層を形成する工程と、
前記装置間分離溝内で、溝底面に堆積した絶縁層の一部を除去し、スクライブ領域を形成する工程
を有することを特徴とする上記２７〜３４のいずれかに記載の方法。
【０２７８】
４５．  前記第二導電型側電極を形成する工程、前記第一エッチング工程および前記第一導電型側電極を形成する工程をこの順番に行い、
前記第三エッチング工程では、表面から、前記光学結合層の少なくとも一部を除去するまで、前記バッファ層の少なくとも一部を除去するまで（但し、バッファ層が存在する場合に限る。）、または少なくとも前記基板に達するまでの深さでエッチングを行って前記装置間分離溝を形成し、
さらに、第一〜第三エッチング工程の後であって、前記第一導電型側電極を形成する工程の前に、さらに絶縁層を形成する工程と、
前記装置間分離溝内で、溝底面に堆積した絶縁層のすべてと、前記装置間分離溝の側壁に形成された絶縁層のうち、前記溝底面側の一部を除去する工程と
を有することを特徴とする上記２７〜３４のいずれかに記載の方法。
【０２７９】
４６．  前記第二、第三エッチング工程を同時に実施し、前記光学結合層の界面まで、または、光学結合層の一部を除去するまでエッチングを行って前記装置間分離溝を形成することを特徴とする上記４４記載の方法。
【０２８０】
４７．  前記第二、第三エッチング工程を同時に実施し、前記光学結合層の界面まで、または、光学結合層の一部を除去するまでエッチングを行って前記装置間分離溝を形成することを特徴とする上記４５記載の方法。
【０２８１】
４８．  さらに、複数の発光装置に分離する工程と、前記第一導電型側電極および第二導電型側電極を、サブマウント上の金属層に接合する工程とを有することを特徴とする上記２７〜４７記載の方法。
【０２８２】
４９．  前記接合をハンダで行うことを特徴とする上記４８記載の方法。
【０２８３】
タイプＢの形態によれば、大面積の面光源的発光が可能な集積型の化合物半導体発光装置であって、発光強度の面内均一性がすぐれた装置を提供することができる。また、発光ユニット毎に、発光強度が多少ともばらついた劣化を示したとしても、高い面内均一性が確保され、かつ高い面内均一性を確保し続けることができる装置を提供することができる。
【０２８４】
特に、発光装置の面積が数ｃｍ２を越える場合であっても、発光強度の均一性の比較的高い、面的な青色または紫外発光が実現可能である。また、本形態は、光を基板側から取り出し、ｐ側、ｎ側いずれの電極も第１の光取り出し方向側とは反対側に配置されるフリップチップ型発光素子に関するものであって、電流導入に金属ワイヤー等を用いることなく、金属配線のある放熱性に富むサブマウントなどにｐ側、ｎ側電極をハンダ等で融着し、素子を搭載できるために、十分な放熱性と高い光取出し効率を確保することができる。
【０２８５】
発光ユニット同士は、電気的には分離されていながら、光学的には光学結合層により結合しているため、ある発光ユニットの量子井戸層にて発光した光が、他の発光ユニット部分にも分布する。そのため、従来の構成では輝度が低下する発光ユニット間からも、本発明の発光装置では光が放射されてくるため、比較的均一性の高い面的な発光が得られる。また、発光ユニット間で発光強度のばらつきがある場合でも、あるいは多少ともばらつきのある劣化を示したとしても、光学結合層の存在により、面内発光強度の均一性が高い。さらに、仮に１つの発光ユニットに不良が生じて点灯しなくなった場合でも、不良発光ユニットの直上において、ある程度の発光強度が確保されるため、面均一性が良好である。
【０２８６】
また、タイプＢの形態における発光装置は、電気的に結合している発光ポイントのみの集積ではなく、電気的には分離された発光ユニットの中に適切な数の発光ポイントを有する点に特徴がある。すなわち、発光装置全体が電気的に結合している発光ポイントのみによって形成されている場合には、１つの発光ポイントの劣化は、装置全体の電流注入経路を変化させ、発光装置全体の発光強度の均一性などにその影響が出てしまう。しかし、１つの発光ユニット内に適切な数の複数の発光ポイントを有する際には、その劣化の電気的影響は、当該発光ユニット内に限定される。さらに発光ユニット間は前述のとおり光学的に結合しているため、１つの発光ポイントの劣化、すなわちその発光ポイントを含むある発光ユニットの劣化は、電気的な影響をうけない周辺の発光ユニットによって光学的に補償されやすいため、望ましい。
【０２８７】
以下、タイプＢの形態による集積型発光装置およびその製造方法をさらに詳細に説明する。
【０２８８】
図２−１に、タイプＢの形態の集積型化合物半導体発光装置（以下、単に発光装置という）の１例を示す。また、図２−１の発光装置の構造を詳細に説明するために、作製途中の形状を示す図２−２も参照しながら説明する。ここでは、図２−１、図２−２に示すように、１つの発光ユニット１１の中に３つの発光ポイント１７が存在し、４つの発光ユニット１１によって１つの発光装置１０を構成する例を示している。しかし、１つの発光ユニット１１の中に存在する発光ポイントの個数および発光ユニットの集積の個数は特に限定はなく、提供される一つの基板内で適宜個数を設定可能である。発光ユニット１１の集積の個数は、例えば２個でもよく、また、５００個を越える個数を集積してもかまわない。発光装置１０における発光ユニット１１の好ましい数は、トータルの発光ポイント１７の数で２５〜１００００個であり、また発光ユニット１１が２次元的に配列されていることも好ましい。また、一つの発光ユニット内に存在する発光ポイントの数にも特に限定はなく、例えば２個でもよく、また、５００個を越える個数を集積してもかまわない。ここで、好ましくは５〜１００個であり、さらに好ましくは１０個〜５０個であり、２次元的に配列されていることも好ましい。
【０２８９】
タイプＢの形態において、１つの発光ユニットは、図に示すように基板２１上に、少なくとも、第一導電型クラッド層２４を含む第一導電型半導体層、第二導電型クラッド層２６を含む第二導電型半導体層、および前記第一および第二導電型半導体層の間に挟まれた活性層構造２５を有する化合物半導体薄膜結晶層、第二導電型側電極２７、並びに第一導電型側電極２８を有する。図のように発光ユニット間分離溝１２は、集積型化合物半導体発光装置１０内の発光ユニット１１を区画しているが、基板２１および光学結合層２３は、発光ユニット間に共通して設けられている。さらに、基板に最初に成膜されるバッファ層２２も発光ユニット間に共通している。
【０２９０】
この例では、第二導電型クラッド層２６の表面の一部に、第二導電型側電極２７が配置され、第二導電型クラッド層２６と第二導電型側電極２７の接触している部分が第二電流注入領域３５となっている。また、第二導電型クラッド層、活性層構造の一部、第一導電型クラッド層の一部が除去された構成となっており、除去した箇所に露出する第一導電型クラッド層２４に接して、第一導電型側電極２８が配置されることで、第二導電型側電極２７と第一導電型側電極２８が、基板に対して同じ側に配置されるように構成されている。その際、タイプＢの形態では、１つの発光ユニットの中で、活性層構造２５および第二導電型半導体層（第二導電型クラッド層２６を含む）は分断されて、それぞれ独立して発光できる発光ポイント１７を構成しており、第一導電型半導体層は発光ユニット中で共通して存在する。第二導電型側電極２７は、発光ポイント１７に１個ずつ設けられている。また、第一導電型側電極２８は、１つの発光ユニットの中に少なくとも１つが存在すればよいが、発光ポイントの数に対応して設けてもよい。また、第一導電型側電極２８の数は、１つの発光ユニット内の発光ポイントよりも多く存在してもかまわない。しかし、本形態においては、特にこのましく実施される第二導電型側電極がｐ型電極である場合に、第二導電型側電極の数または面積が、第一導電型側電極の数または面積よりも、多いかまたは広いことが望ましい。これは、１つの発光ユニットの中で、実質的な発光に寄与する部分が第二導電型側電極の下（あるいは見方によっては上）に存在する活性層構造内の量子井戸層だからである。従って、１つの発光ユニット内における第二導電型側電極の数または面積が、第一導電型側電極の数または面積よりも、相対的に多いかまたは広いほうが好ましい。また、後述する電流注入領域での関係では、第二電流注入領域の数または面積が、第一電流注入領域の数または面積よりも多いかまたは広いことが望ましい。また、電極の関係、電流注入領域の関係のいずれも上記を満たすことが最も望ましい。
【０２９１】
本形態では、発光ポイント１７は、発光ユニット１１内で第一導電型半導体層で電気的に導通しており、発光ユニット１１は、互いに発光ユニット間分離溝１２により電気的には分離されている。即ち、発光ユニット間分離溝１２は、薄膜結晶層中の導電性の高い層を分断しており、発光ユニット間で実質的な電気的結合はない。
【０２９２】
一方、本形態では、光学結合層２３が、発光ユニット間に共通して存在し、発光ユニットが光学的には結合した状況をつくっている。即ち、ある一つの発光ユニットから放射された光は、光学結合層での適度な伝播と放射（リーク）によって、他のユニット部分にも到達し、一つの発光ユニット部分のみに局在することなく、他の発光ユニット部分にも到達する。このためには、発光ユニット間分離溝１２は、光学結合層の界面まで達しているか、または図２−１に示すように光学結合層が分断されない状態でその中まで達していることが必要である。そして、詳細は後述するが、光学結合層は実質的に絶縁性であり、また層内での適度な導波機能を実現するために、相対的に屈折率が高い材料で構成される。
【０２９３】
また、タイプＢの形態では、発光ユニット間分離溝の幅が、好ましくは２〜３００μｍ、さらに好ましくは５〜５０μｍ、最も好ましくは８〜１５μｍである。発光ユニット間分離溝の幅が短いと、光学結合層と共に、面発光の均一性が向上する。
【０２９４】
図２−２には、同一基板上に、中央の発光装置１０に隣接する別の発光装置も一部図示されており、それぞれの発光装置１０は、装置間分離溝１３によって分離されている。装置間分離溝１３の中のスクライブ領域１４で、スクライブしブレーキングして、各発光装置を分離して、サブマウント４０上の金属面４１に、金属ハンダ４２を介して第二導電型側電極２７および第一導電型側電極２８をそれぞれ接続して、図２−１に示すような発光装置が得られる。
【０２９５】
装置間分離溝は、この例では、基板に達するまで薄膜結晶層を除去して形成されており、好ましい形態の１つである。一方、装置間分離溝が、光学結合層とバッファ層を合わせた層の途中まで形成されている形態も好ましく、また、基板の一部を除去して形成されている形態も可能である。これらの場合のいずれも、光学結合層よりも活性層構造側にある導電性の高い層の側壁に絶縁層を容易に形成できる。いずれの場合も、装置分離溝内のスクライブ領域にて分割して、１つ１つの発光装置に分離される。
【０２９６】
タイプＢの形態の発光装置では、絶縁層３０は、薄膜結晶層２２〜２６の表面、側壁等を含んだ露出部分の大部分を覆っているが、図２−１の発光装置の側壁部分、即ち発光装置が分離されていない図２−２の状態における装置間分離溝１３中の絶縁層形状は、いくつかの形態が可能である。いずれの形態においても、発光装置を分離する前に、発光装置を区画する装置間分離溝１３中に、絶縁層が存在しない部分が存在することが好ましい。そして、絶縁膜が存在しない部分から、発光装置間を分離することが好ましい。その結果、タイプＢの形態の発光装置の好ましい形状では、側壁を覆う絶縁層が、発光装置の端まで達していない。絶縁層の好ましい形態の具体例を次に示す。
【０２９７】
タイプＢの１形態においては、図２−２に示すように、絶縁層３０が装置間分離溝１３の溝内の表面の全てを覆うのではなく、基板面（即ち、溝底面）と接している部分に絶縁層３０が形成されていないスクライブ領域１４が形成されている。このため装置間分離の際に薄膜結晶層にダメージを与えることがなく、また絶縁層の剥がれ等が生じないので好ましい。その結果得られる発光装置では、図２−１のＡ部分に示すように、絶縁層３０が基板末端まで達していない。この形状ができている装置では、絶縁層の剥がれがないことが保証される結果、仮に発光ユニットの側壁ハンダの回り込みがあっても、発光装置の機能が損なわれることがなく信頼性の高い装置となる。
【０２９８】
また、タイプＢの異なる形態においては、図２−４に示すように、絶縁層３０が基板面（即ち、溝底面）と基板に近接する溝側壁部分で形成されていない絶縁層非形成部分１５が存在する。この構造も、装置間分離の際に絶縁層の剥がれ等が生じないので好ましい。得られる発光装置では、図２−３のＢ部分に示すように、絶縁層３０が基板面まで達していない絶縁層非形成部分１５が存在する。この図では、バッファ層２２の壁面の全部と光学結合層２３の壁面の一部までが露出しているが、光学結合層の側壁が覆われ、バッファ層の側壁の一部が露出していてもよい。露出している部分は、ドーピングされていないアンドープ層であることが好ましい。好ましくは、光学結合層も絶縁層で覆われているものである。この形状ができている装置では、絶縁層の剥がれがないことが保証され、また露出しているのが絶縁性の高い材料であれば、図２−１の形態の発光装置と同じく信頼性の高い装置となる。また、基板の一部までエッチングして装置間分離溝を形成した場合には、溝の壁面のうち、基板部分のみが露出し、バッファ層が絶縁層で被覆されている場合がある。
【０２９９】
また、装置間分離溝が、光学結合層とバッファ層を合わせた層の途中まで形成されている場合には、次のような形状の発光装置が得られる。まず、装置間分離溝が、光学結合層２３の途中まで形成される場合には、例えば図２−１７および図２−１８に示すように、発光装置端まで光学結合層２３とバッファ層２２が存在し、バッファ層の壁面はすべて露出し、光学結合層には、装置間分離溝の底面に基づく段差が存在しており、光学結合層の側壁は、バッファ層の側壁と一致して絶縁層で覆われていない部分と、発光装置端から内側に入った側壁部分（装置間分離溝の側壁）とを有する。ここで、光学結合層２３とバッファ層２２の端は、図２−１７および図２−１８では、基板端面と一致しているが、分離方法によっては、基板２１より内側に入ることも、基板２１より外側に出ることもある。絶縁層３０は、図２−１７の例では、図２−１７中にＣ部分で示すように、光学結合層２３の端から離れた溝底面の位置から、分離溝底面部分と、分離溝の側壁部分とを被覆している。これは、図２−１および図２−２において、装置間分離溝を光学結合層２３の途中でとめた形態に対応する。また、図２−１８の例は、図２−３および図２−４において、装置間分離溝を光学結合層２３の途中で止めた形態に対応し、図２−１８のＤ部分に示すように、発光装置端から内側に入った側壁部分（装置間分離溝の側壁）のうち、第１の光取り出し方向側に絶縁層で覆われていない部分が存在する。
【０３００】
次に、装置間分離溝が、バッファ層２２の途中まで形成される場合には、例えば図２−１９および図２−２０に示すように、発光装置端までバッファ層２２が存在し、バッファ層には、装置間分離溝の底面に基づく段差が存在しており、バッファ層の側壁は、絶縁層で覆われていない部分（装置端部分）と、発光装置端から内側に入った側壁部分（装置間分離溝の側壁）とを有する。この場合も、バッファ層２２の端は、図２−１９および図２−２０では、基板端面と一致しているが、分離方法によっては、基板２１より内側に入ることも、基板２１より外側に出ることもある。絶縁層３０は、図２−１９の例では、図２−１９中にＥ部分で示すように、バッファ層２２の端から離れた溝底面の位置から、分離溝底面部分と、分離溝の側壁部分とを被覆し、さらに光学結合層２３の側壁（装置間分離溝の側壁）を覆っている。これは、図２−１および図２−２において、装置間分離溝をバッファ層２２の途中でとめた形態に対応する。また、図２−２０の例は、図２−３および図２−４において、装置間分離溝をバッファ層２２の途中で止めた形態に対応し、図２−２０のＦ部分に示すように、発光装置端から内側に入った側壁部分（装置間分離溝の側壁）のうち、第１の光取り出し方向側に絶縁層で覆われていない部分が存在する。
【０３０１】
これらの例のように、装置間分離溝が、光学結合層とバッファ層を合わせた層の途中まで形成されている場合にも、側壁を覆う絶縁層が、発光装置の端まで達していない形状ができている装置は、絶縁層の剥がれがないことが保証され、また露出している層を絶縁性の高い材料で構成することにより、図２−１、図２−３の形態の発光装置と同じく信頼性の高い装置となる。
【０３０２】
さらに、タイプＢの形態の発光装置では、絶縁層３０が図２−1のように、第一導電型側電極２８の第１の光取り出し方向側の一部に接していること、即ち、第一導電型側電極２８と第一導電型半導体層（図では第一導電型クラッド層２４）とのコンタクト部分の周囲に絶縁層が介在している部分があること、および第二導電型側電極２７の第１の光取り出し方向と反対側の一部を覆っていること、即ち、第二導電型側電極２７と第二導電型半導体層（図では第二導電型クラッド層２６）の間には絶縁層が存在せずに第二導電型側電極２７の周囲に被覆している部分があることが好ましい。この形態は、第二導電型側電極２７が形成された後に絶縁層３０が形成され、絶縁層３０が形成された後に第一導電型側電極２８が形成されたことを意味する。このような順序による製造方法は、後述するが、第二導電型クラッド層２６等の第二導電型半導体層にダメージが少なく、また第一導電型側電極のダメージが少ないために、高効率の発光装置が得られる。即ち、このような構造を有する発光装置は、高効率を示すことを意味する。
【０３０３】
さらに、第二導電型側電極２７の大きさは、第二電流注入領域３５と同じであるが、第二導電型側電極の露出面３７（第二導電型側電極露出部分）は、第二電流注入領域３５の大きさよりも小さいことが好ましい。さらに、第一導電型クラッド層２４の表面を覆う絶縁層３０の一部に、第一導電型側電極２８が第一導電型クラッド層２４と接触するための開口が設けられ、それが、第一電流注入領域３６となる。第一導電型側電極２８の面積を、第一電流注入領域よりも大きくすることが好ましい。
【０３０４】
また、第二導電型側電極と第一導電型側電極は、空間的に重なりを有さないことも望ましい。
【０３０５】
以下に、装置を構成する各部材と構造についてさらに詳細に説明する。
【０３０６】
＜基板＞
タイプＢの形態における基板は、タイプＡの形態と同様の構成を採用することができる。
【０３０７】
＜バッファ層＞
タイプＢの形態におけるバッファ層は、タイプＡの形態と同様の構成を採用することができる。
【０３０８】
＜光学結合層＞
タイプＢの形態における光学結合層は、タイプＡの形態と同様の構成を採用することができる。
【０３０９】
＜第一導電型半導体層および第一導電型クラッド層＞
タイプＢの形態における第一導電型半導体層および第一導電型クラッド層は、タイプＡの形態と同様の構成を採用することができる。
【０３１０】
＜活性層構造＞
タイプＢの形態における活性層構造は、タイプＡの形態と同様の構成を採用することができる。
【０３１１】
＜第二導電型半導体層および第二導電型クラッド層＞
タイプＢの形態における第二導電型半導体層および第二導電型クラッド層は、タイプＡの形態と同様の構成を採用することができる。
【０３１２】
＜第二導電型側電極＞
タイプＢの形態における第二導電型側電極は、タイプＡの形態と同様の構成を採用することができる。
【０３１３】
＜第一導電型側電極＞
タイプＢの形態における第一導電型側電極は、タイプＡの形態と同様の構成を採用することができる。
【０３１４】
＜絶縁層＞
タイプＢの形態における絶縁層は、タイプＡの形態と同様の構成を採用することができ。
【０３１５】
＜サブマウント＞
タイプＢの形態におけるサブマウントは、タイプＡの形態と同様の構成を採用することができる。
【０３１６】
〔タイプＢの形態の発光装置の製造方法〕
次に、タイプＢの形態の集積型化合物半導体発光装置の製造方法について説明する。
【０３１７】
タイプＢの形態の発光装置の製造方法の１例では、図２−６に示すように、まず基板２１を用意し、その表面にバッファ層２２、光学結合層２３、第一導電型クラッド層２４、活性層構造２５および第二導電型クラッド層２６を薄膜結晶成長により順次成膜する。これらの薄膜結晶層の形成には、ＭＯＣＶＤ法が望ましく用いられる。しかし、ＭＢＥ法、ＰＬＤ法、ＰＥＤ法なども全部の薄膜結晶層、あるいは一部の薄膜結晶層を形成するために用いることが可能である。これらの層構成は、素子の目的等に合わせて適宜変更が可能である。また、薄膜結晶層の形成後には、各種の処理を実施してもかまわない。なお、本明細書では、薄膜結晶層の成長後の熱処理等も含めて、「薄膜結晶成長」と記載している。
【０３１８】
薄膜結晶層成長の後、図２−１、図２−２に示された形状を実現するためには、図２−６に示すように、第二導電型側電極２７を形成することが好ましい。即ち、予定されている第二電流注入領域３５に対する第二導電型側電極２７の形成が、絶縁層３０の形成よりも、また、第一電流注入領域３６の形成よりも、さらには、第一導電型側電極２８の形成よりも、早く実施されることが望ましい。これは、望ましい形態として第二導電型がｐ型である場合において、表面に露出しているｐ型クラッド層の表面に対して各種プロセスを経た後にｐ側電極を形成すると、ＧａＮ系材料では比較的活性化率の劣るｐ−ＧａＮクラッド層中の正孔濃度をプロセスダメージによって低下させてしまうからである。たとえばｐ−ＣＶＤによる絶縁層の形成工程を第二導電型側電極の形成より前に実施すれば、その表面にプラズマダメージが残存してしまう。このため、タイプＢの形態では薄膜結晶成長の後には第二導電型側電極の形成が他のプロセス工程（たとえば後述する第一エッチング工程、第二エッチング工程、第三エッチング工程、あるいは絶縁層形成工程、第二導電型側電極露出部分形成工程、第一電流注入領域形成工程や第一導電型側電極形成工程など）よりも先に実施されることが望ましい。
【０３１９】
また、タイプＢの形態においては、第二導電型がｐ型である場合には、前述のとおり、第二導電型側電極の表面がＡｕである場合が代表的な例として想定されるが、露出面がＡｕなどの比較的安定な金属である場合には、その後のプロセスを経ても、プロセスダメージを受ける可能性が低い。この観点からもタイプＢの形態では薄膜結晶成長の後には第二導電型側電極の形成が他のプロセス工程よりも先に実施されることが望ましい。
【０３２０】
なお、タイプＢの形態では、第二導電型側電極が形成される層が、第二導電型コンタクト層である場合にも同様に、第二導電型半導体層に対してのプロセスダメージを低減することができる。
【０３２１】
第二導電型側電極２７の形成には、スパッタ、真空蒸着等種々の成膜技術を適応可能であり、所望の形状とするためには、フォトリソグラフィー技術を用いたリフトオフ法や、メタルマスク等を用いた場所選択的な蒸着等を適宜使用可能である。
【０３２２】
第二導電型側電極２７を形成した後、図２−７に示すように、第一導電型クラッド層２４の一部を露出させる。この工程は、第二導電型クラッド層２６、活性層構造２５、さらには第一導電型クラッド層２４の一部をエッチングにより除去することが好ましい（第一エッチング工程）。この工程で、第二導電型半導体層（第二導電型クラッド層２６）および活性層構造２５が分断されて、活性層構造２５、第二導電型半導体層（第二導電型クラッド層２６）および第二導電型側電極２７を有する独立した発光ポイント１７の形状が形成される。第一エッチング工程においては、後述する第一導電型側電極が第一導電型のキャリアを注入する半導体層を露出することも目的であるので、薄膜結晶層に他の層、たとえば、クラッド層が２層からなる場合や、あるいはコンタクト層がある場合には、その層を含んでエッチングしてもかまわない。
【０３２３】
第一エッチング工程では、エッチング精度があまり要求されないので、ＳｉＮｘのような窒化物やＳｉＯｘ等の酸化物をエッチングマスクとしてＣｌ２等を用いたプラズマエッチング法による公知のドライエッチングを使用することができる。しかし、後述する第二エッチング工程、第三エッチング工程で詳細に説明するような金属フッ化物マスクを用いたドライエッチングを実施することも望ましい。特に好ましくは、ＳｒＦ２、ＡｌＦ３、ＭｇＦ２、ＢａＦ２、ＣａＦ２およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる金属フッ化物層を含むエッチングマスクを用いて、Ｃｌ２、ＳｉＣｌ４、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４等のガスを用いたプラズマ励起ドライエッチングによりエッチングを行うことが好ましい。さらに、ドライエッチングの方法としては、高密度プラズマを生成可能なＩＣＰ型のドライエッチングが最適である。
【０３２４】
ここで第二導電型側電極２７はプラズマＣＶＤ等によって形成されるＳｉＮｘマスクの形成履歴、あるいは第一エッチング工程後に実施される該ＳｉＮｘマスク除去工程を履歴するが、Ａｕなどの安定な金属が表面に形成されている場合には、第二導電型側電極が受けるプロセスダメージは少なくなる。
【０３２５】
次に図２−８に示すように、発光ユニット間分離溝１２を、第二エッチング工程により形成する。第二エッチング工程は、第一エッチング工程と比較して、さらに深くＧａＮ系材料をエッチングすることが必要となる。一般に、第一エッチング工程によってエッチングされる層の総和は、０．５μｍ程度が普通であるが、第二エッチング工程においては、第一導電型クラッド層２４のすべてと、光学結合層２３の一部までをエッチングすることが必要なことから、１μｍ以上となることが多く、例えば１〜５μｍの範囲、または３μ以上の範囲、例えば３〜７μｍの範囲となることがある。場合によっては、３〜１０μｍの範囲、さらには１０μｍを越えることもある。
【０３２６】
一般に、金属マスク、ＳｉＮｘ等の窒化物マスク、ＳｉＯｘ等の酸化物マスク等は、Ｃｌ２系プラズマに対するエッチング耐性を示すＧａＮ系材料に対する選択比は５程度であって、膜厚の厚いＧａＮ系材料をエッチングする必要のある第二エッチング工程を実施するには、比較的厚めのＳｉＮｘ膜が必要となってしまう。たとえば第二ドライエッチング工程で４μｍのＧａＮ系材料をエッチングする最には、０．８μｍを越えるＳｉＮｘマスクが必要となってしまう。しかし、この程度の厚みのＳｉＮｘマスクになると、ドライエッチング実施中にＳｉＮｘマスクもエッチングされてしまい、その縦方向の厚みのみではなく水平方向の形状も変ってしまい、所望のＧａＮ系材料部分のみを選択的にエッチングすることができなくなってしまう。
【０３２７】
そこで、第二エッチング工程において発光ユニット間分離溝を形成する際には、金属フッ化物層を含むマスクを用いたドライエッチングが好ましい。金属フッ化物層を構成する材料は、ドライエッチング耐性とウェットエッチング性のバランスを考慮すると、ＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＳｒＦ２、ＢａＦ２、ＡｌＦ３が好ましく、この中でもＳｒＦ２が最も好ましい。
【０３２８】
金属フッ化物膜は、第一、第二、第三エッチング工程で行うドライエッチングに対しては十分な耐性があり、一方でパターニングのためのエッチング（好ましくはウェットエッチング）に対しては、容易にエッチング可能でかつパターニング形状、特に側壁部分の直線性の良いものが求められる。金属フッ化物層の成膜温度を１５０℃以上にすることで、下地との密着性に優れ、緻密な膜が形成され、同時にエッチングによってパターニングした後に、マスク側壁の直線性にも優れている。成膜温度は、好ましくは２５０℃以上、さらに好ましくは３００℃以上、最も好ましくは３５０℃以上である。特に３５０℃以上で成膜された金属フッ化物層は、あらゆる下地との密着性に優れ、かつ、緻密な膜となり、高いドライエッチング耐性を示しつつ、パターニング形状についても、側壁部分の直線性に非常に優れ、開口部の幅の制御性も確保されるようになり、エッチングマスクとして最も好ましい。
【０３２９】
このように、下地との密着性に優れ、かつ、緻密な膜となり、高いドライエッチング耐性を示しつつ、パターニング形状についても、側壁部分の直線性と開口部の幅の制御性に非常に優れたエッチングマスクとするためには、高温で成膜することが好ましいが、一方、成膜温度が高すぎると、金属フッ化物をパターニングする際に好ましく実施される塩酸等に対するウェットエッチングに対する耐性が必要以上になり、その除去が容易でなくなる。特に、後述するようにＳｒＦ２等のマスクは半導体層のドライエッチング時に塩素等のプラズマにさらされると、その後に実施するマスク層の除去時のエッチングレートが、塩素等のプラズマにさらされる前に比較して低下する傾向を有している。このため、金属フッ化物の過剰な高温での成膜はそのパターニングと最終除去の観点から好ましくない。
【０３３０】
まず半導体層のドライエッチング時のプラズマにさらされる前の金属フッ化物にあっては、低温成膜した層ほど塩酸等のエッチャントに対するエッチングレートが大きくエッチングが速く進行し、成膜温度を高くするほどエッチングレートが低下し、エッチングの進行が遅くなる。成膜温度が３００℃以上になると、成膜温度が２５０℃程度の膜よりエッチングレートの低下が目立ってくるが、３５０℃から４５０℃程度では、非常に都合の良いエッチング速度の範囲にある。しかし、成膜温度が４８０℃を超えるとエッチング速度の絶対値が必要以上に小さくなり、当該金属フッ化物のパターニングに過剰な時間を費やすこととなり、また、レジストマスク層等が剥離しない条件でのパターニングが困難になる事もある。さらに、半導体層のドライエッチング時のプラズマにさらされた後の金属フッ化物にあっては、除去時の塩酸等に対するウエットエッチングレートは低下する性質があり、過剰な高温成長は金属フッ化物の除去を困難にしてしまう。
【０３３１】
このような観点から、金属フッ化物層の成膜温度は、好ましくは４８０℃以下であり、さらに好ましくは４７０℃以下、特に好ましくは４６０℃以下である。
【０３３２】
このようなことに配慮してパターニングされたマスク（金属フッ化物層が表面層になるようにＳｉＮｘ，ＳｉＯ２などと積層されていてよい）を用いて、ドライエッチングを行う。ドライエッチングのガス種としては、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＣＣｌ４およびこれらの組み合わせから選ばれるものが望ましい。ドライエッチングの際に、ＳｒＦ２マスクのＧａＮ系材料に対する選択比は１００を越えるため、厚膜ＧａＮ系材料のエッチングが容易に、かつ、高精度に行うことができる。さらに、ドライエッチングの方法としては、高密度プラズマを生成可能なＩＣＰ型のドライエッチングが最適である。
【０３３３】
エッチング後に、不要となった金属フッ化物層のマスクを、塩酸等のエッチャントで除去する際に、金属フッ化物マスクの下に酸に弱い材料が存在する場合、例えば電極材料が酸に弱い場合には、金属フッ化物層が表面層になるようにしてＳｉＮｘ、ＳｉＯ２などとの積層マスクとしてもよい。この場合、ＳｉＮｘ、ＳｉＯ２等は、金属フッ化物マスク層の下部の全体に存在していてもよいし、または例えば図２−２１に示すように、ＳｉＮｘ、ＳｉＯ２等マスク５１は、金属フッ化物マスク層５２の下部の全体に存在していなくても、少なくとも酸に弱い材料上に形成されていればよい。
【０３３４】
このような第二エッチング工程により、図２−８に示すように、発光ユニット間分離溝が形成される。
【０３３５】
次に、図２−９に示すように、装置間分離溝１３を、第三エッチング工程により形成する。第三エッチング工程では、エッチングすべきＧａＮ系材料の厚みは、バッファ層、光学結合層をすべてエッチングすることが必要なことから、第二エッチング工程と比較しても、極めて深く、５〜１０μｍとなることがあり、また１０μｍを超えることもある。そのため、第二エッチング工程で説明したと同様に、金属フッ化物層を含むマスクを用いたドライエッチングが好ましい。その好ましい条件等（積層マスク等も含む）は、第二エッチング工程について説明したとおりである。
【０３３６】
装置間分離溝は、少なくとも第一導電型クラッド層を分断して形成されていることが必要である。タイプＢの１つの好ましい形態では、図２−９に示すように、装置間分離溝１３が基板２１に到達するように形成される。この場合には、装置を分離するために、スクライブ、ブレーキング等の工程において、薄膜結晶層が形成されている側からダイヤモンドスクライブを実施した際にも、サファイア基板上のＧａＮ系材料の剥離を抑制することが可能である。またレーザスクライブを実施した場合にも、薄膜結晶層にダメージが入らない利点がある。さらに、サファイア基板（ＧａＮ等の他の基板でも同じ）の一部までエッチングして装置間分離溝を形成することも同様に好ましい。
【０３３７】
一方、装置間分離溝が、基板に達していない形態も好ましい形態である。例えば、装置間分離溝が、光学結合層とバッファ層を合わせた層の途中まで形成されていれば、第一導電型クラッド層の側壁に絶縁層を形成することができて、ハンダ等の回りこみに対して絶縁性を保つことができる（発光装置完成後の形態は、図２−１７〜図２−２０を参照。）。この場合、絶縁層で被覆されずに側壁から露出する層は、高い絶縁性を有することが好ましい。装置間分離溝を、光学結合層の途中まで形成する形態では、第二エッチング工程と第三エッチング工程を同時実施すること可能になるので、工程を簡略化できる利点がある。
【０３３８】
なお、第一エッチング工程と第二エッチング工程、第三エッチング工程は、いずれの工程を先に実施しても、後に実施してもかまわない。また、プロセスを簡略にするため、第一エッチング工程を先に実施し、その際のエッチングマスクを除去しないで、第二エッチングおよび／または第三エッチング工程を実施することも好ましい。図２−２１に示すように、まずＳｉＮｘ、ＳｉＯ２等の酸に強い材料（好ましくはＳｉＮｘ）により第一エッチングマスク５１を形成し、第一導電型クラッド層２４が現れるようにエッチングし、マスク５１を除去しないで、金属フッ化物層による第二および／または第三エッチングマスク５２を形成する。そして、第二および／または第三エッチング工程を実施した後、マスク５２を酸により除去し、その後、マスク５１を適宜除去することが好ましい。第一エッチングマスク５１は、第二エッチング工程と第三エッチング工程が別々に実施される場合にも、両方のエッチングが終了するまで存在させることもできる。
【０３３９】
形成される装置間分離溝間の最も狭い部分の幅を２ＬＷＳＰＴ１とすると、ＬＷＳＰＴ１はブレーキングによって素子分離を行う際には、２０μｍ以上、例えば３０μｍ以上であることが望ましい。また、ダイシング等によって実施する際には、ＬＷＳＰＴ１は３００μｍ以上であることが望ましい。また、大きすぎても無駄であるので、ＬＷＳＰＴ１は通常は２０００μｍ以下である。これは、素子作製プロセスのマージンと、さらには、スクライブ領域の確保のために必要であるからである。
【０３４０】
第三エッチング工程の後には、図２−１０に示すように、絶縁層３０を形成する。絶縁層は、電気的に絶縁が確保できる材料であれば、適宜選択することができ、詳細は前述のとおりである。成膜方法は、プラズマＣＶＤ法等の公知の方法を用いればよい。
【０３４１】
次に、図２−１１に示すように、絶縁層３０の所定部分を除去し、第二導電型側電極２７上で絶縁層が除去された第二導電型側電極露出部分３７、第一導電型クラッド層上で絶縁層が除去された第一電流注入領域３６、装置間分離溝１３内で絶縁層が除去されたスクライブ領域１４を形成する。第二導電型側電極２７上の絶縁層３０の除去は、第二導電型側電極の周辺部分が絶縁層によって覆われているように実施することが望ましい。すなわち第二導電型側電極露出部分の表面積は第二電流注入領域の面積よりも小さいことが望ましい。ここで、素子作製プロセス、特にフォトリソグラフィー工程のマージン、あるいは、ハンダ材による意図しない短絡等の発生を防止するためには、第二導電型側電極の周辺から絶縁層で覆われている幅の中で、最も狭い部分の幅をＬ２Ｗとすると、Ｌ２Ｗは１５μｍ以上であることが好ましい。さらに好ましくは３０μｍ以上、特に好ましくは１００μｍ以上である。絶縁層によって第二導電型側電極の面積の多くが覆われることによって、特に、金属ハンダ材によるたとえば第一導電型側電極等の他の部分との意図しない短絡を低減することができる。また、Ｌ２ｗは、通常２０００μｍ以下であり、好ましくは７５０μｍ以下である。
【０３４２】
絶縁層の除去は、選択された材質によってドライエッチング、ウェットエッチング等のエッチング手法が選択可能である。たとえば、絶縁層がＳｉＮｘ単層である場合には、ＳＦ６等のガスを用いたドライエッチングも、あるいはフッ酸系のエッチャントを用いたウェットエッチングも可能である。また、絶縁層がＳｉＯｘとＴｉＯｘからなる誘電体多層膜である場合には、Ａｒイオンミリングによって所望の部分の多層膜を除去することも可能である。
【０３４３】
また、第二導電型側電極露出部分３７、第一電流注入領域３６、およびスクライブ領域１４の形成は、別々に行ってもよいが、通常は同時にエッチングで形成する。スクライブ領域１４（図２−２）の幅を２Ｌｗｓとすると、２Ｌｗｓは３０μｍ以上が好ましい。また、大きすぎても無駄であるので、２Ｌｗｓは、通常３００μｍ以下、好ましくは２００μｍ以下である。
【０３４４】
尚、タイプＢの異なる形態（図２−３、図２−４に対応する）では、図２−１２に示すように、装置間分離溝内の基板近傍の側壁部分の絶縁層をも除去し、絶縁層非形成部分１５を設ける。この溝側壁の絶縁層の一部の同時除去は、たとえば、以下の様なプロセスで形成が可能である。装置間分離溝１３の面積とほぼ同等か少し小さめの開口を有するレジストマスクをフォトリソグラフィーによって形成し、次に、絶縁層をエッチング可能なエッチャントを用いてウェットエッチングを実施すると、装置間分離溝内の基板面上の絶縁層の除去が進む。その後、さらに長時間エッチングを継続するとサイドエッチングが起こり、溝側壁の基板側を覆っていた絶縁層がウエットエッチャントで除去され、図２−１２に示したように装置間分離溝の基板側に絶縁層が存在しない形状が得られる。このように絶縁層を除去する場合においては、絶縁層が存在しない薄膜結晶層の側壁は、アンドープ層の側壁であることが望ましい。これは、フリップチップマウントを実施する際に、万が一、サブマウントとの接合用ハンダ等が側壁に付着しても、意図しない電気的短絡が発生しないためである。
【０３４５】
タイプＢの形態では、図２−１１および図２−１２のどちらの形態でも、マウント時の意図しない電気的短絡等を防止できる。通常は、図２−１１のように、基板上で絶縁層が存在しないスクライブ領域１４を形成する形態で十分である。尚、装置間分離溝が、光学結合層とバッファ層を合わせた層の途中まで形成される場合にも、上記のプロセスで絶縁膜を堆積するときに、基板面でなく溝底面に堆積される点が異なるが、同一のプロセスを採用することができる。
【０３４６】
次に、図２−１３、図２−１４に示すように、第一導電型側電極２８を形成する。図２−１３および図２−１４は、それぞれ図２−１１および図２−１２の構造に対して、第一導電型側電極２８を形成した構造を示す。電極材料としては、すでに説明したとおり、第一導電型がｎ型であるとすると、Ｔｉ、ＡｌおよびＭｏのいずれかから選択される材料、またはすべてを構成元素として含むことが望ましい。また、ｎ側電極の第１の光取り出し方向とあい対する向きには、Ａｌが露出するのが普通である。
【０３４７】
電極材料の成膜には、スパッタ、真空蒸着等種々の成膜技術を適応可能であり、電極形状とするためには、フォトリソグラフィー技術を用いたリフトオフ法や、メタルマスク等を用いた場所選択的な蒸着等を適宜使用可能である。ここで、形成プロセスにおけるマージンをある程度見込むために、第一導電型側電極が絶縁層に接している部分の幅の中で、最も狭い部分の幅をＬ１ｗとすると、Ｌ１ｗは７μｍ以上が好ましく、特に９μｍ以上が好ましい。また、Ｌ１ｗは、通常５００μｍ以下であり、好ましくは１００μｍ以下である。通常、５μｍ以上があれば、フォトリソグラフィー工程とリフトオフ法によるプロセスマージンは確保できる。
【０３４８】
第一導電型側電極は、この例では、第一導電型クラッド層にその一部が接して形成されるが、第一導電型側コンタクト層が形成されるときはそれに接するように形成することができる。
【０３４９】
タイプＢの形態の製造方法では、第一導電型側電極が、積層構造形成の最終段階にて製造されることにより、プロセスダメージ低減の観点でも有利である。第一導電型がｎ型である場合には、ｎ側電極は、好ましい形態では、Ａｌがその電極材の表面に形成される。この場合に、ｎ側電極が第二導電型側電極のように絶縁層の形成よりも前になされると、ｎ側電極表面、すなわちＡｌ金属は、絶縁層のエッチングプロセスを履歴することになる。絶縁層のエッチングには、前述のとおりフッ酸系のエッチャントを用いたウェットエッチング等が簡便であるが、Ａｌはフッ酸を含めた各種エッチャントに対する耐性が低く、このようなプロセスを実効的に実施すると電極そのものにダメージが入ってしまう。また、ドライエッチングを実施してもＡｌは比較的反応性が高く酸化を含めたダメージが導入される可能性がある。従って、タイプＢの形態においては、第一導電型側電極の形成が絶縁層の形成後かつ絶縁層の予定されている不要部分の除去後に行われることは、電極に対するダメージの低減に効果がある。
【０３５０】
このようにして、図２−１３（図２−２）および図２−１４（図２−４）の構造が形成された後には、各集積型化合物半導体発光装置を１つ１つ分離するために、装置間分離溝を使用して、基板対してダイヤモンドスクライブによる傷いれ、レーザスクライブによる基板材料の一部のアブレーションが実施される。
【０３５１】
装置間分離工程の際に、装置間分離溝に一切の薄膜結晶層がない場合（図２−１３および図２−１４の構造がこれに相当する）には、薄膜結晶層へのプロセスダメージの導入がない。また、図２−１３および図２−１４のように、スクライブ領域に絶縁層も存在しない場合には、スクライブ時に、絶縁層の剥離等が生じる可能性もない。
【０３５２】
また、装置間分離溝は、光学結合層とバッファ層を合わせた層の途中まで形成されている場合（例えば、発光ユニット間分離溝と同等の深さで、光学結合層の途中まで溝が形成されている場合）もあるが、この場合にも、装置間分離溝を使用して、基板に対してのダイヤモンドスクライブによる傷いれ、レーザスクライブによる基板材料の一部のアブレーションが実施される。
【０３５３】
傷入れ（スクライブ）が終了した後には、集積型化合物半導体発光装置はブレーキング工程において、１装置ずつに分割され、好ましくはハンダ材料等によってサブマウントに搭載する。
【０３５４】
以上のようにして、図２−１および図２−３に示した集積型化合物半導体発光装置が完成する。
【０３５５】
タイプＢの形態の製造方法では、光学結合層を有する有利な構造を効果的に製造できることに加えて、説明のとおり薄膜結晶層の形成、第二導電型側電極の形成、エッチング工程（第一エッチング工程、第二エッチング工程、第三エッチング工程）、絶縁層の形成、絶縁層の除去（第二導電型側電極露出部分および第一電流注入領域の形成や装置間分離溝近傍の絶縁層の除去）、第一導電型側電極の形成は、この順に実施されることが望ましく、この工程順により、第二導電型側電極直下の薄膜結晶層のダメージがなく、また第一導電型側電極にもダメージのない発光装置を得ることができる。そして、装置形状はプロセスフローを反映したものとなっている。即ち、発光装置は、第二導電型側電極、絶縁層、第一導電型側電極がこの順番に積層された構造を内在している。つまり、第二導電型側電極は、第二導電型クラッド層（またはその他の第二導電型薄膜結晶層）に絶縁層を介在しないで接しており、第二導電型側電極の上部周辺には絶縁層で覆われた部分があり、第一導電型側電極と第一導電型クラッド層（またはその他の第一導電型薄膜結晶層）の間には、電極周囲部分に絶縁層が介在している部分が存在している。
【０３５６】
＜＜２−３．タイプＣの形態の特徴＞＞
タイプＣの集積型発光装置、およびその製造方法の特徴は次の事項で特定される。
【０３５７】
１．  複数の発光ユニットを有する集積型化合物半導体発光装置であって、
前記発光ユニットは、第一導電型クラッド層を含む第一導電型半導体層、活性層構造、および第二導電型クラッド層を含む第二導電型半導体層を有する化合物半導体薄膜結晶層と、第二導電型側電極と、並びに第一導電型側電極とを少なくとも有し、
第１の光取り出し方向が前記活性層構造から見て前記第一導電型半導体層側方向であり、前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極が、前記第１の光取り出し方向とは、反対側に形成されており、
前記発光ユニット同士は、隣接する発光ユニットの間に設けられた発光ユニット間分離溝により電気的に分離され、
さらに、前記第一導電型半導体層より前記第１の光取り出し方向側に、前記複数の発光ユニット間に共通して設けられ、前記複数の発光ユニットを光学的に結合し、１つの発光ユニットから発光された光を他の発光ユニットに分布させる光学結合層と、前記光学結合層の前記第１の光取り出し方向側にバッファ層を有することを特徴とする集積型化合物半導体発光装置。
【０３５８】
２．  前記光学結合層が、前記薄膜結晶層の一部として、前記複数の発光ユニット間に共通して設けられている層であることを特徴とする上記１記載の発光装置。
【０３５９】
３．  前記光学結合層の平均屈折率をｎｏｃ、前記第一導電型半導体層の平均屈折率をｎ１で表したとき、
ｎ１＜ｎｏｃ
の関係を満たすことを特徴とする上記１または２記載の発光装置。
【０３６０】
４．  前記光学結合層の平均屈折率をｎｏｃ、前記バッファ層の平均屈折率をｎｂｆで表したとき、
ｎｂｆ≦ｎｏｃ
の関係を満たすことを特徴とする上記１〜３のいずれかに記載の発光装置。
【０３６１】
５．  前記発光装置の発光波長をλ（ｎｍ）、発光波長における前記光学結合層の平均屈折率をｎｏｃ、第一導電型半導体層の平均屈折率をｎ１、前記光学結合層の物理的厚みをｔｏｃ（ｎｍ）とし、光学結合層と第一導電型半導体層の比屈折率差Δ（ｏｃ−１）を
Δ（ｏｃ−１）≡（（ｎｏｃ)２−（ｎ１)２）/(２×（ｎｏｃ)２）
と定義したときに、
（√（２×Δ（ｏｃ−１））×ｎｏｃ×π×ｔｏｃ）/λ  ≧  π/２
を満たすようにｔｏｃが選択されていることを特徴とする上記１〜４のいずれかに記載の発光装置。
【０３６２】
６．  さらに、
（√（２×Δ（ｏｃ−１））×ｎｏｃ×π×ｔｏｃ）/λ  ≧  ２×π
の関係を満たすようにｔｏｃが選択されることを特徴とする上記５記載の発光装置。
【０３６３】
７．  前記光学結合層全体の比抵抗ρｏｃ（Ω・ｃｍ）が、
０．５  ≦ρｏｃ
の関係を満たすことを特徴とする上記１〜６のいずれかに記載の発光装置。
【０３６４】
８．  前記光学結合層が複数の層の積層構造であることを特徴とする上記１〜７のいずれかに記載の発光装置。
【０３６５】
９．  前記複数の発光ユニットは、前記発光ユニット間分離溝が、隣接する発光ユニット間で、前記薄膜結晶層の表面から前記光学結合層の界面まで、または前記光学結合層の一部までを除去して形成されていることを特徴とする上記１〜８のいずれかに記載の発光装置。
【０３６６】
１０．  前記発光ユニット間分離溝の幅が、２〜３００μｍの範囲である上記１〜９のいずれかに記載の発光装置。
【０３６７】
１１．  前記発光装置は、複数の発光装置の間に設けられた装置間分離溝から分割されたものであって、この装置間分離溝が、前記光学結合層の途中まで形成されたことを特徴とする上記１〜１０のいずれかに記載の発光装置。
【０３６８】
１２．  前記発光装置は、複数の発光装置の間に設けられた装置間分離溝内から分割されたものであって、この装置間分離溝が、前記バッファ層の途中まで形成されたことを特徴とする上記１〜１０のいずれかに記載の発光装置。
【０３６９】
１３．  前記発光装置は、複数の発光装置の間に設けられた装置間分離溝から分割されたものであって、この装置間分離溝が、前記バッファ層を除去して形成されたことを特徴とする上記１〜１０のいずれかに記載の発光装置。
【０３７０】
１４．  前記発光ユニット間分離溝内の底面および側面の全面を被覆し、この発光装置の側面に露出した層のうち、少なくとも前記第一導電型半導体層、活性層構造および第二導電型半導体層の側面を被覆し、前記第一導電型側電極の第１の光取り出し方向側の一部に接し、前記第二導電型側電極の第１の光取り出し方向と反対側の一部を覆っている絶縁層を有することを特徴とする上記１〜１３のいずれかに記載の発光装置。
【０３７１】
１５．  この発光装置の側面に、前記絶縁層が形成されていない絶縁層非形成領域が存在し、かつ、前記絶縁層が少なくとも前記第一導電型半導体層、前記活性層構造、および前記第二導電型半導体層の側壁を覆っていることを特徴とする上記１４記載の発光装置。
【０３７２】
１６．  前記薄膜結晶層が、Ｖ族として窒素原子を含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなることを特徴とする上記１〜１５のいずれかに記載の発光装置。
【０３７３】
１７．  前記活性層構造が、量子井戸層とバリア層からなり、バリア層の数をＢ、量子井戸層の数をＷで表したとき、ＢとＷが、
Ｂ＝Ｗ＋１
を満たすことを特徴とする上記１〜１６のいずれかに記載の発光装置。
【０３７４】
１８．  前記絶縁層が、複数の層からなる誘電体多層膜であることを特徴とする上記１４または１５記載の発光装置。
【０３７５】
１９．  前記バッファ層の第１の光取り出し方向側の表面が平坦でないことを特徴とする上記１〜１８のいずれかに記載の発光装置。
【０３７６】
２０．  前記光学結合層からバッファ層側に垂直入射する当該発光装置の発光波長の光がバッファ層で反射される反射率をＲ３、前記バッファ層から第１の光取り出し方向側の空間に垂直入射する当該発光装置の発光波長の光が空間との界面で反射される反射率をＲ４で表したとき、
Ｒ４＜Ｒ３
を満たすようにバッファ層の第１の光取り出し方向側に低反射光学膜を有することを特徴とする上記１〜１９のいずれかに記載の発光装置。
【０３７７】
２１．  第一導電型がｎ型であり、第二導電型がｐ型であることを特徴とする上記１〜２０のいずれかに記載の発光装置。
【０３７８】
２２．  前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極が、金属ハンダによって金属面を有する支持体に接合されていることを特徴とする上記１〜２１のいずれかに記載の発光装置。
【０３７９】
２３．  前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極と、前記支持体の金属面との接合が、金属ハンダのみ、または金属ハンダと金属バンプによってなされていることを特徴とする上記２２記載の発光装置。
【０３８０】
２４．  前記支持体の母材がＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ、ガラス、ＳｉＣ、ダイヤモンド、ＢＮおよびＣｕＷからなる群より選ばれることを特徴とする上記２２または２３記載の発光装置。
【０３８１】
２５．  前記支持体の発光装置間の分離部分に、金属層が形成されていないことを特徴とする上記２２〜２４のいずれかに記載の発光装置。
【０３８２】
２６．  複数の発光ユニットを支持体上に有する集積型化合物半導体発光装置の製造方法であって、
基板上に、バッファ層および光学結合層をこの順に形成する工程と、
少なくとも、第一導電型クラッド層を含む第一導電型半導体層、活性層構造、および第二導電型クラッド層を含む第二導電型半導体層を有する薄膜結晶層を成膜する工程と、
前記第二導電型半導体層の表面に第二導電型側電極を形成する工程と、
前記第一導電型半導体層の一部を表面に露出させる第一エッチング工程と、
前記第一エッチング工程により、露出した第一導電型半導体層の面に第一導電型側電極を形成する工程と、
前記発光ユニットを互いに電気的に分離するための発光ユニット間分離溝を形成するために、前記薄膜結晶層表面から前記光学結合層の界面まで、または、前記薄膜結晶層表面から前記光学結合層の一部までを除去する第二エッチング工程と、
複数の発光装置に分離するための装置間分離溝を形成するために、少なくとも前記第一導電型半導体層、活性層構造および第二導電型半導体層を除去する第三エッチング工程と、
前記基板を除去する工程と
を有することを特徴とする集積型化合物半導体発光装置の製造方法。
【０３８３】
２７．  前記の基板を除去する工程の前に、前記第一導電型側電極および第二導電型側電極を、支持体上の金属面に接合して前記支持体に搭載する工程を有することを特徴とする上記２６記載の方法。
【０３８４】
２８．  前記の基板を除去する工程の後、複数の発光装置に分離する工程を有することを特徴とする上記２７記載の方法。
【０３８５】
２９．  前記光学結合層の成膜工程を、前記薄膜結晶層の成膜工程の一部として、かつ前記第一導電型半導体層の形成に先立って行うことを特徴とする上記２６〜２８のいずれかに記載の方法。
【０３８６】
３０．  前記光学結合層の平均屈折率をｎｏｃ、前記第一導電型半導体層の平均屈折率をｎ１で表したとき、
ｎ１＜ｎｏｃ
の関係を満たすようにすることを特徴とする上記２６〜２９のいずれかに記載の方法。
【０３８７】
３１．  前記光学結合層の平均屈折率をｎｏｃ、前記バッファ層の平均屈折率をｎｂｆで表したとき、
ｎｂｆ≦ｎｏｃ
の関係を満たすようにすることを特徴とする上記２６〜３０のいずれかに記載の方法。
【０３８８】
３２．  前記発光装置の発光波長をλ（ｎｍ）、発光波長における前記光学結合層の平均屈折率をｎｏｃ、第一導電型半導体層の平均屈折率をｎ１、前記光学結合層の物理的厚みをｔｏｃ（ｎｍ）とし、光学結合層と第一導電型半導体層の比屈折率差Δ（ｏｃ−１）を
Δ（ｏｃ−１）≡（（ｎｏｃ)２−（ｎ１)２）/(２×（ｎｏｃ)２）
と定義したときに、
（√（２×Δ（ｏｃ−１））×ｎｏｃ×π×ｔｏｃ）/λ  ≧  π/２
を満たすようにｔｏｃを選択することを特徴とする上記２６〜３１のいずれかに記載の方法。
【０３８９】
３３．  さらに、
（√（２×Δ（ｏｃ−１））×ｎｏｃ×π×ｔｏｃ）/λ  ≧  ２×π
の関係を満たすようにｔｏｃを選択することを特徴とする上記３２記載の方法。
【０３９０】
３４．  前記光学結合層全体の比抵抗ρｏｃ（Ω・ｃｍ）が、
０．５  ≦ρｏｃ
の関係を満たすようにすることを特徴とする上記２６〜３３のいずれかに記載の方法。
【０３９１】
３５．  前記光学結合層を、複数の層の積層構造として成膜することを特徴とする上記２６〜３４のいずれかに記載の方法。
【０３９２】
３６．  前記第三エッチング工程を、前記第二エッチング工程と同時にまたは別に行い、前記薄膜結晶層表面から前記光学結合層の界面まで、または前記光学結合層の一部までを除去するまでエッチングを行うことを特徴とする上記２６〜３５のいずれかに記載の方法。
【０３９３】
３７．  前記第三エッチング工程を、前記薄膜結晶層表面からバッファ層の一部を除去するまでエッチングを行うことを特徴とする上記２６〜３５のいずれかに記載の方法。
【０３９４】
３８．  前記第三エッチング工程において、少なくとも前記基板表面に達するまでエッチングを行うことを特徴とする上記２６〜３５のいずれかに記載の方法。
【０３９５】
３９．  前記第二および第三エッチング工程が、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＣＣｌ４およびそれらの２種以上の組み合わせからなる群より選ばれるガス種を用いたドライエッチング法で行われることを特徴とする上記２６〜３８のいずれかに記載の方法。
【０３９６】
４０．  エッチングマスクとして、パターニングされた金属フッ化物層を用いることを特徴とする上記３９記載の方法。
【０３９７】
４１．  前記金属フッ化物層が、ＳｒＦ２、ＡｌＦ３、ＭｇＦ２、ＢａＦ２、ＣａＦ２およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれることを特徴とする上記４０記載の方法。
【０３９８】
４２．  前記第二導電型側電極を形成する工程、前記第一エッチング工程および前記第一導電型側電極を形成する工程をこの順番に行い、前記第一導電型側電極を形成する工程の前に、さらに絶縁層を形成する工程を有することを特徴とする上記２６〜４１のいずれかに記載の方法。
【０３９９】
４３．  前記絶縁層を形成する工程が、第一〜第三エッチング工程の後に行われることを特徴とする上記４２記載の方法。
【０４００】
４４．  前記第二導電型側電極を形成する工程、前記第一エッチング工程および前記第一導電型側電極を形成する工程をこの順番に行い、
前記第三エッチング工程では、表面から、前記光学結合層の少なくとも一部を除去するまで、または前記バッファ層の少なくとも一部を除去するまでの深さでエッチングを行って前記装置間分離溝を形成し、
さらに、第一〜第三エッチング工程の後であって、前記第一導電型側電極を形成する工程の前に、さらに絶縁層を形成する工程と、
前記装置間分離溝内で、溝底面に堆積した絶縁層の一部を除去し、スクライブ領域を形成する工程と
を有することを特徴とする上記２６〜３５のいずれかに記載の方法。
【０４０１】
４５．  前記第二導電型側電極を形成する工程、前記第一エッチング工程および前記第一導電型側電極を形成する工程をこの順番に行い、
前記第三エッチング工程では、表面から、前記光学結合層の少なくとも一部を除去するまで、前記バッファ層の少なくとも一部を除去するまで、または少なくとも前記基板に達するまでの深さでエッチングを行って前記装置間分離溝を形成し、
さらに、第一〜第三エッチング工程の後であって、前記第一導電型側電極を形成する工程の前に、さらに絶縁層を形成する工程と、
前記装置間分離溝内で、溝底面に堆積した絶縁層のすべてと、前記装置間分離溝の側壁に形成された絶縁層のうち、前記溝底面側の一部を除去する工程と
を有することを特徴とする上記２６〜３５のいずれかに記載の方法。
【０４０２】
４６．  前記第二、第三エッチング工程を同時に実施し、前記光学結合層の界面まで、または、光学結合層の一部を除去するまでエッチングを行って前記装置間分離溝を形成することを特徴とする上記４４記載の方法。
【０４０３】
４７．  前記第二、第三エッチング工程を同時に実施し、前記光学結合層の界面まで、または、光学結合層の一部を除去するまでエッチングを行って前記装置間分離溝を形成することを特徴とする上記４５記載の方法。
【０４０４】
４８．  前記の基板を除去する工程を、前記基板に対しては透明であって、前記バッファ層に対しては吸収される波長の光を前記基板側から照射して、前記バッファ層の一部を分解して、前記基板と前記バッファ層の界面での剥離を生じさせることで行うことを特徴とする上記２６〜４７のいずれかに記載の方法。
【０４０５】
４９．  前記第一導電型側電極および第二導電型側電極と前記支持体上の金属面との接合を、金属ハンダで行うことを特徴とする上記２７記載の方法。
【０４０６】
５０．  前記支持体の母材が、金属、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ、ガラス、ＳｉＣ、ダイヤモンド、ＢＮおよびＣｕＷからなる群より選ばれることを特徴とする上記２７または４９記載の方法。
【０４０７】
５１．  前記基板が、サファイア、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＬｉＧａＯ２、ＺｎＯ、ＳｃＡｌＭｇＯ４、ＮｄＧａＯ３およびＭｇＯからなる群より選ばれることを特徴とする上記２６〜５０のいずれかに記載の方法。
【０４０８】
タイプＣの形態によれば、大面積の面光源的発光が可能な集積型の化合物半導体発光装置であって、発光強度の面内均一性がすぐれた装置を提供することができる。また、発光ユニット毎に、発光強度が多少ともばらついた劣化を示したとしても、高い面内均一性が確保され、かつ高い面内均一性を確保し続けることができる装置を提供することができる。
【０４０９】
特に、発光装置の面積が数ｃｍ２を越える場合であっても、発光強度の均一性の比較的高い、面的な青色または紫外発光が実現可能である。また、本形態は、ｐ側、ｎ側いずれの電極も第１の光取り出し方向側とは反対側に配置されるフリップチップ型発光素子に関するものであって、電流導入に金属ワイヤー等を用いることなく、金属配線のある放熱性に富むサブマウントなどにｐ側、ｎ側電極をハンダ等で融着し、素子を搭載できるために、十分な放熱性と高い光取出し効率を確保することができる。
【０４１０】
本形態では、発光ユニット同士は、電気的には分離されていながら、光学的には光学結合層により結合しているため、ある発光ユニットの量子井戸層にて発光した光が、他の発光ユニット部分にも分布する。そのため、従来の構成では輝度が低下する発光ユニット間からも、本形態の発光装置では光が放射されてくるため、比較的均一性の高い面発光が得られる。また、発光ユニット間で発光強度のばらつきがある場合でも、あるいは多少ともばらつきのある劣化を示したとしても、光学結合層の存在により、面内発光強度の均一性が高い。さらに、仮に１つの発光ユニットに不良が生じて点灯しなくなった場合でも、不良発光ユニットの直上において、ある程度の発光強度が確保されるため、面均一性が良好である。
【０４１１】
また、タイプＣの形態では第１の光取り出し方向に基板が存在しないため、以下のような利点を併せ持つことが出来る。たとえばＣ＋サファイア基板上に一般的なＭＯＣＶＤ法で形成された、ＧａＮ系材料、ＩｎＧａＮ系材料、ＡｌＧａＮ系材料、ＩｎＡｌＧａＮ系材料、ＩｎＡｌＧａＢＮ形材料などの材料いずれかの材料で構成された半導体発光素子であれば、これら材料のサファイア基板面側は窒素面となり、これら材料の成長方向はＧａ面となるのが普通である。ここで、一般的にＧａ面はケミカルエッチング等のしにくい面であって、光取り出し効率を向上させるための粗面化などは実施しにくいが、窒素面は比較的容易にケミカルエッチングが可能であって、これによって粗面化などが可能である。これに対して、基板が存在する場合、代表的なサファイア等の基板ではケミカルエッチングがほとんど不可能である。従って、タイプＣの形態では、サファイア基板等を剥離し、その後に露出した窒素面をケミカルエッチングすることで、容易に粗面化が可能になり、その結果、発光装置の発光効率等を容易に向上することができる。
【０４１２】
以下、タイプＣの形態による発光装置およびその製造方法をさらに詳細に説明する。
【０４１３】
図３−１に、タイプＣの形態の集積型化合物半導体発光装置（以下、単に発光装置という）の1例を示す。また、図３−1の発光装置の構造を詳細に説明するために、作製途中の形状を示す図３−２も参照しながら説明する。ここでは、図３−１、図３−２に示すように、３つの発光ユニット１１によって１つの発光装置１０を構成する例を示しているが、発光ユニット１１の集積の個数は特に限定はなく、提供される一つの基板内で適宜個数を設定可能である。例えば発光ユニット１１の数は２個でもよく、また、５００個を越える個数を集積してもかまわない。発光装置１０における発光ユニット１１の好ましい数は２５〜１００００個であり、また発光ユニット１１が２次元的に配列されていることも好ましい。
【０４１４】
タイプＣの形態において、１つの発光ユニットは、図に示すように、少なくとも、第一導電型クラッド層２４を含む第一導電型半導体層、第二導電型クラッド層２６を含む第二導電型半導体層、および前記第一および第二導電型半導体層の間に挟まれた活性層構造２５を有する化合物半導体薄膜結晶層、第二導電型側電極２７、並びに第一導電型側電極２８を有する。図のように発光ユニット間分離溝１２は、集積型化合物半導体発光装置１０内の発光ユニット１１を区画しているが、光学結合層２３は、発光ユニット間に共通して設けられている。さらに、製造過程において、基板２１に最初に成膜されるバッファ層２２も発光ユニット間に共通している。
【０４１５】
この例では、第二導電型クラッド層２６の表面の一部に、第二導電型側電極２７が配置され、第二導電型クラッド層２６と第二導電型側電極２７の接触している部分が第二電流注入領域３５となっている。また、第二導電型クラッド層、活性層構造の一部、第一導電型クラッド層の一部が除去された構成となっており、除去した箇所に露出する第一導電型クラッド層２４に接して、第一導電型側電極２８が配置されることで、第二導電型側電極２７と第一導電型側電極２８が、基板に対して同じ側に配置されるように構成されている。
【０４１６】
タイプＣの形態では、発光ユニット１１は、互いに発光ユニット間分離溝１２により電気的には分離されている。即ち、発光ユニット間分離溝１２は、薄膜結晶層中の導電性の高い層を分断しており、発光ユニット間で実質的な電気的結合はない。尚、タイプＣの形態において、１つの発光ユニット内の発光ポイント（独立した発光部）は１つである。
【０４１７】
一方、タイプＣの形態では、光学結合層２３が、発光ユニット間に共通して存在し、発光ユニットが光学的には結合した状況をつくっている。即ち、ある一つの発光ユニットから放射された光は、光学結合層での適度な伝播と放射（リーク）によって、他のユニット部分にも到達し、一つの発光ユニット部分のみに局在することなく、他の発光ユニット部分にも到達する。このためには、発光ユニット間分離溝１２は、光学結合層の界面まで達しているか、または図３−１に示すように光学結合層が分断されない状態でその中まで達していることが必要である。そして、詳細は後述するが、光学結合層は実質的に絶縁性であり、また層内での適度な導波機能を実現するために、相対的に屈折率が高い材料で構成される。
【０４１８】
また、タイプＣの形態では、発光ユニット間分離溝の幅が、好ましくは２〜３００μｍ、さらに好ましくは５〜５０μｍ、最も好ましくは８〜１５μｍである。発光ユニット間分離溝の幅が短いと、光学結合層と共に、面発光の均一性が向上する。
【０４１９】
図３−２には、中央の発光装置１０に隣接する別の発光装置も一部図示されている。製造過程ではこのように、同一基板２１上に、それぞれの発光装置１０が、装置間分離溝１３によって分離されて形成される。図３−1に示す完成した発光装置は、図３−２の中の１つの発光装置１０を、支持体４０上の金属面４１に、金属ハンダ４２を介して第二導電型側電極２７および第一導電型側電極２８をそれぞれ接続した構造に相当する。製造方法の１例は、後述する。
【０４２０】
装置間分離溝１３は、図３−２の例では、基板に達するまで薄膜結晶層を除去して形成されており、好ましい形態の１つである。一方、装置間分離溝が、光学結合層とバッファ層を合わせた層の途中まで形成されている形態も好ましい。これらの場合のいずれも、光学結合層よりも活性層構造側にある導電性の高い層の側壁に絶縁層を容易に形成できる。
【０４２１】
タイプＣの形態の発光装置では、絶縁層３０は、薄膜結晶層２２〜２６の表面、側壁等を含んだ露出部分の大部分を覆っているが、図３−１の発光装置の側壁部分、即ち発光装置が分離されていない図３−２の状態における装置間分離溝１３中の絶縁層形状は、いくつかの形態が可能である。いずれの形態においても、絶縁層は基板に接触せず、発光装置を分離する前に、発光装置を区画する装置間分離溝１３中に、絶縁層が存在しない部分が存在することが好ましい。そして、絶縁膜が存在しない部分から、発光装置間が分離されることが好ましい。その結果、タイプＣの形態の発光装置の好ましい形状では、側壁を覆う絶縁層は、バッファ層の第１の光取り出し方向側の界面まで達していない。絶縁層の好ましい形態の具体例を次に示す。
【０４２２】
タイプＣの１形態においては、図３−２に示すように、絶縁層３０が装置間分離溝１３の溝内の表面の全てを覆うのではなく、絶縁層３０が基板面（即ち、溝底面）と基板に近接する溝側壁部分で形成されていない絶縁層非形成部分１５が存在する。この構造では、基板２１に付着している絶縁層３０がないので、基板２１を例えば剥離により除去するときに、絶縁層の剥がれ等が生じる可能性がないので最も好ましい。得られる発光装置では、図３−１のＢ部分に示すように、絶縁層３０が基板面まで達していない絶縁層非形成部分１５が存在する。この形状ができている装置では、絶縁層の剥がれがないことが保証される結果、仮にハンダの回り込みがあっても、発光装置の機能が損なわれることがなく信頼性の高い装置となる。
【０４２３】
この図３−１では、バッファ層２２の壁面の全部と光学結合層２３の壁面の一部までが露出しているが、光学結合層の側壁が覆われ、バッファ層の側壁の一部が露出していてもよい（図３−１１参照）。露出している部分は、ドーピングされていないアンドープ層であることが好ましい。露出しているのが絶縁性の高い材料であれば、信頼性の高い装置となる。
【０４２４】
また、装置間分離溝が、光学結合層とバッファ層を合わせた層の途中まで形成されている場合には、次のような形状の発光装置が得られる。まず、装置間分離溝が、光学結合層２３の途中まで形成される場合には、例えば図３−１３および図３−１４に示すように、発光装置端まで光学結合層２３とバッファ層２２が存在し、バッファ層の壁面はすべて露出し、光学結合層には、装置間分離溝の底面に基づく段差が存在しており、光学結合層の側壁は、バッファ層の側壁と一致して絶縁層で覆われていない部分と、発光装置端から内側に入った側壁部分（装置間分離溝の側壁）とを有する。絶縁層３０は、図３−１３の例では、図３−１３中にＣ部分で示すように、光学結合層２３の端から離れた溝底面の位置から、分離溝底面部分と、分離溝の側壁部分とを被覆している。この形態は、図３−２において、装置間分離溝を光学結合層２３の途中で止め、光学結合層の溝底面に堆積した絶縁層の一部を除去してスクライブ領域を形成し、スクライブ領域から装置を分離した形状に対応する。また、図３−１４の例は、図３−１および図３−２において、装置間分離溝を光学結合層２３の途中で止めた形態に対応し、図３−１４のＤ部分に示すように、発光装置端から内側に入った側壁部分（装置間分離溝の側壁）のうち、第１の光取り出し方向側に絶縁層で覆われていない部分が存在する。
【０４２５】
次に、装置間分離溝が、バッファ層２２の途中まで形成される場合には、例えば図３−１５および図３−１６に示すように、発光装置端までバッファ層２２が存在し、バッファ層には、装置間分離溝の底面に基づく段差が存在しており、バッファ層の側壁は、絶縁層で覆われていない部分（装置端部分）と、発光装置端から内側に入った側壁部分（装置間分離溝の側壁）とを有する。絶縁層３０は、図３−１５の例では、図３−１５中にＥ部分で示すように、バッファ層２２の端から離れた溝底面の位置から、分離溝底面部分と、分離溝の側壁部分とを被覆し、さらに光学結合層２３の側壁（装置間分離溝の側壁）を覆っている。この形態は、図３−２において、装置間分離溝をバッファ層２２の途中で止め、バッファ層の溝底面に堆積した絶縁層の一部を除去してスクライブ領域を形成し、スクライブ領域から装置を分離した形状に対応する。また、図３−１６の例は、図３−１および図３−２において、装置間分離溝をバッファ層２２の途中で止めた形態に対応し、図３−１６のＦ部分に示すように、発光装置端から内側に入った側壁部分（装置間分離溝の側壁）のうち、第１の光取り出し方向側に絶縁層で覆われていない部分が存在する。
【０４２６】
これらの例のように、装置間分離溝が、光学結合層とバッファ層を合わせた層の途中まで形成されている場合にも、側壁を覆う絶縁層が、発光装置の端まで達していない形状ができている装置は、絶縁層の剥がれがないことが保証され、また露出している層を絶縁性の高い材料で構成することにより、図３−１の形態の発光装置と同じく信頼性の高い装置となる。
【０４２７】
さらに、本発明の発光装置では、絶縁層３０が図３−１のように、第一導電型側電極２８の第１の光取り出し方向側の一部に接していること、即ち、第一導電型側電極２８と第一導電型半導体層（図では第一導電型クラッド層２４）とのコンタクト部分の周囲に絶縁層が介在している部分があること、および第二導電型側電極２７の第１の光取り出し方向と反対側の一部を覆っていること、即ち、第二導電型側電極２７と第二導電型半導体層（図では第二導電型クラッド層２６）の間には絶縁層が存在せずに第二導電型側電極２７の周囲に被覆している部分があることが好ましい。この形態は、第二導電型側電極２７が形成された後に絶縁層３０が形成され、絶縁層３０が形成された後に第一導電型側電極２８が形成されたことを意味する。このような順序による製造方法は、後述するが、第二導電型クラッド層２６等の第二導電型半導体層にダメージが少なく、また第一導電型側電極のダメージが少ないために、高効率の発光装置が得られる。即ち、このような構造を有する発光装置は、高効率を示すことを意味する。
【０４２８】
さらに、第二導電型側電極２７の大きさは、第二電流注入領域３５と同じであるが、第二導電型側電極の露出面３７（第二導電型側電極露出部分）は、第二電流注入領域３５の大きさよりも小さいことが好ましい。さらに、第一導電型クラッド層２４の表面を覆う絶縁層３０の一部に、第一導電型側電極２８が第一導電型クラッド層２４と接触するための開口が設けられ、それが、第一電流注入領域３６となる。第一導電型側電極２８の面積を、第一電流注入領域よりも大きくすることが好ましい。
【０４２９】
また、第二導電型側電極と第一導電型側電極は、空間的に重なりを有さないことも望ましい。
【０４３０】
以下に、装置を構成する各部材と構造についてさらに詳細に説明する。
【０４３１】
＜基板＞
タイプＣの形態では、基板はその上に半導体層を成長させることが可能なものが選ばれ、また最終的に除去できるものが用いられる。基板は、透明である必要はないが、製造工程で、基板を後述するレーザディボンディングにより剥離するときには、その特定の波長のレーザ光を透過することが好ましい。また、電気的には絶縁性基板である事が好ましい。これは、製造工程で、同様にレーザディボンディング法によって基板を剥離する際に、導電性基板ではその自由電子による吸収等によって、このような基板剥離方法を採用しにくくなるからである。具体的な材料としては、例えばＩｎＡｌＧａＮ系発光材料またはＩｎＡｌＢＧａＮ系材料をその上に薄膜結晶成長させるためは、サファイア、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＬｉＧａＯ２、ＺｎＯ、ＳｃＡｌＭｇＯ４、ＮｄＧａＯ３、およびＭｇＯから選ばれることが望ましく、特にサファイア、ＧａＮ、ＺｎＯ基板が好ましい。特にＧａＮ基板を用いる際には、そのＳｉのドーピング濃度は、意図的にアンドープ基板を用いる場合には、１×１０１８ｃｍ−３のＳｉ濃度以下が望ましく、さらに望ましくは８×１０１７ｃｍ−３以下であることが、電気抵抗の観点と結晶性の観点からが望ましい。また、基板を除去する際にケミカルエッチングを前提とする際には、塩酸等で容易に除去可能なＺｎＯが望ましい。
【０４３２】
タイプＣの形態で使用される基板は、いわゆる面指数によって完全に確定されるジャスト基板だけではなく、薄膜結晶成長の際の結晶性を制御する観点から、いわゆるオフ基板（ｍｉｓｓ  ｏｒｉｅｎｔｅｄ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）であることもできる。オフ基板は、ステップフローモードでの良好な結晶成長を促進する効果を有するため、素子のモフォロジ改善にも効果があり、基板として広く使用される。たとえば、サファイアのｃ＋面基板をＩｎＡｌＧａＮ系材料の結晶成長用基板として使用する際には、ｍ＋方向に０．２度程度傾いた面を使用することが好ましい。オフ基板としては、０．１〜０．２度程度の微傾斜を持つものが広く一般的に用いられるが、サファイア上に形成されたＩｎＡｌＧａＮ系材料においては、活性層構造内の発光ポイントである量子井戸層にかかる圧電効果による電界を打ち消すために、比較的大きなオフ角度をつけることも可能である。
【０４３３】
基板は、ＭＯＣＶＤやＭＢＥ等の結晶成長技術を利用して集積型化合物半導体発光装置を製造するために、あらかじめ化学エッチングや熱処理等を施しておいてもよい。また、後述するバッファ層との関係で、意図的に凹凸をつけた基板にしておき、これによって、薄膜結晶層と基板との界面で発生する貫通転移を発光素子あるいは、後述する発光ユニットの活性層近傍に導入しないようにすることも可能である。
【０４３４】
基板の厚みとしては、タイプＣの１形態においては、装置作成初期においては、通常２５０〜７００μｍ程度のものであり、半導体発光装置の結晶成長、素子作製プロセスにおける機械的強度が確保されるようにしておくのが普通である。基板を用いて必要な半導体層を成長した後に、基板は、例えば研磨、エッチング、またはレーザディボンディング等により除去される。
【０４３５】
＜バッファ層＞
バッファ層２２は、基板上に薄膜結晶成長する上では、転移の抑制、基板結晶の不完全性の緩和、基板結晶と所望の薄膜結晶成長層との各種の相互不整合の軽減など、主に薄膜結晶成長のための目的のために形成される。
【０４３６】
タイプＣの形態で望ましいＩｎＡｌＧａＮ系材料、ＩｎＡｌＢＧａＮ系材料、ＩｎＧａＮ系材料、ＡｌＧａＮ系材料、ＧａＮ系材料などを異種基板上に結晶成長する際には、必ずしも基板との格子定数のマッチングが確保されないので、バッファ層は特に重要である。たとえば、後述する光学結合層以降の薄膜結晶成長層を有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）で成長する際には、６００℃近傍の低温成長ＡｌＮ層をバッファ層に用いたり、あるいは５００℃近傍で形成した低温成長ＧａＮ層を用いたりすることも出来る。また、８００℃から１０００℃程度の高温で成長したＡｌＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＢＧａＮなども使用可能である。これらの層は一般に薄く５〜４０ｎｍ程度である。
【０４３７】
バッファ層２２は必ずしも単一の層である必要はなく、低温で成長したＧａＮバッファ層の上に、結晶性をより改善するために、ドーピングを施さない１０００℃程度の温度で成長したＧａＮ層を数μｍ程度有するようにしてもかまわない。実際には、このような厚膜バッファ層を有することが普通であって、その厚みは０．５〜７μｍ程度である。タイプＣの形態においては、バッファ層は、化合物半導体発光装置内の発光ユニット間に共通して存在することから、ドーピングされた層を有さないことが望ましい。しかし、バッファ層内に結晶性等の観点でドーピングされた層を有するようにする際には、ドーピング層を成長した後に、さらにアンドープ層を形成し、発光ユニット間の電気的絶縁が完全に確保できるようにすることが必須である。また、バッファ層内にドーピング層とアンドープ層を積層して形成することも可能である。
【０４３８】
また、バッファ層の形成に関しては、いわゆるマイクロチャネルエピタキシーの一種である横方向成長技術（ＥＬＯ）も使用可能であり、これによってサファイア等の基板とＩｎＡｌＧａＮ系材料の間で発生する貫通転移の密度を大幅に低減することも可能である。さらに基板の表面に凹凸の加工を施したような加工基板を使用する際にも、横方向成長をさせる際に転位の一部を消滅させることが可能であって、このような基板とバッファ層の組み合わせをこのパートで開示される発明に適応する事は好ましい。さらに、この際には基板上に形成された凹凸によって光取り出し効率が向上する効果もあって、好ましい。
【０４３９】
タイプＣの形態においては、バッファ層は各発光ユニット間に共通の層となることから後述する光学結合層と一体となって、発光ユニット間の光学的結合を実現するようにしてもかまわない。また、この際には、各発光ユニット間の電気的絶縁を阻害しないようにしなければならない。また、バッファ層の一部または全部が光学結合層を兼ねていてもよい。
【０４４０】
タイプＣの形態においては、後述する光学結合層に光を閉じ込めて導波するために、発光装置の発光波長におけるバッファ層の屈折率は、光学結合層の平均屈折率以下であり、好ましくは光学結合層の平均屈折率未満である。バッファの物理厚みは、発光装置の発光波長をλ（ｎｍ）、バッファの平均屈折率をｎｂｆで表したとき、４λ／ｎｂｆよりも厚いことが望ましい。
【０４４１】
さらに、バッファ層は、基板を製造工程中に除去するので、タイプＣの１形態においてはその表面が第１の光取り出し方向側の面になる。後述するように基板の剥離の１つ方法として、基板に対して透明で、バッファ層に対して吸収のある光を用いて、バッファ層の一部を光学的に分解して、基板を剥離する方法が挙げられる。そのような方法を採用する場合には、その方法に適合した材料が選択される。たとえば、基板がサファイアで、バッファ層がＧａＮである場合には、２４８ｎｍの発振波長を有するエキシマレーザを薄膜結晶成長がされていない基板側から光を照射し、バッファ層のＧａＮを金属Ｇａと窒素に分解して、その結果、基板を剥離するレーザディボンディングを実施することも可能である。
タイプＣの形態では、第１の光取り出し方向に基板が存在しないので、バッファ層の第１の光取り出し方向側の面に、いわゆる低反射コーティング層あるいは低反射光学膜が形成されることが望ましい。バッファ層−空気界面での屈折率差による反射を抑制し、高出力化、素子の高効率化を図ることができる。ここで、後述する光学結合層からバッファ層側に垂直入射する当該発光装置の発光波長の光がバッファ層で反射される反射率をＲ３、前記バッファ層から第１の光取り出し方向側の空間に垂直入射する当該発光装置の発光波長の光が空間との界面で反射される反射率をＲ４で表したとき、
Ｒ４＜Ｒ３
を満たすようにバッファ層の第１の光取り出し方向側に低反射光学膜を有する事は望ましい。たとえばバッファ層がＧａＮである場合には、低反射コーティング膜としてＡｌ２Ｏ３等を用いることが望ましい。これは素子の発光波長におけるバッファ層の屈折率ｎｂｆに対して、低反射コーティング膜の屈折率が、√ｎｂｆに近いことが望ましいので、ＧａＮの屈折率の平方根に対して、Ａｌ２Ｏ３の屈折率が近いからである。
【０４４２】
タイプＣの形態においては、バッファ層の第１の光取り出し方向側の面が、平坦でない面あるいは粗面であることも好ましい。これにより量子井戸層内で発光した光を高効率で取り出すことが可能になり、素子の高出力化、高効率化の観点で望ましい。ここで、素子の発光波長をλ（ｎｍ）とすると、バッファ層の粗面の程度は、平均粗さＲａ（ｎｍ）が
λ/５（ｎｍ）＜Ｒａ（ｎｍ）＜１０×λ（ｎｍ）
を満たすことが望ましく、
λ/２（ｎｍ）＜Ｒａ（ｎｍ）＜２×λ（ｎｍ）
を満たすことがより望ましい。
【０４４３】
タイプＣの形態では、バッファ層の少なくとも一部は、装置端で露出する。従って、少なくとも露出部分をアンドープ部分とすることが、装置組み立て時のハンダ等による絶縁不良を抑制することができるので好ましい。
【０４４４】
＜光学結合層＞
タイプＣの形態の光学結合層は、発光装置を構成する発光ユニット間の光学的結合を実現するための層であって、かつ、集積型半導体発光装置内に内在する発光ユニット間の電気的絶縁を阻害しない層である。
【０４４５】
光学結合層２３は、化合物半導体層で形成されることが好ましく、図３−１、２に示すように、バッファ層と第一導電型半導体層（図では第一導電型クラッド層）の間に存在することが望ましい。また、成膜方法は特に制限はないが、集積型半導体発光装置を簡便に作製するために、他の薄膜結晶層と同時に、薄膜結晶成長技術を用いて作製することが望ましい。
【０４４６】
タイプＣの形態において、光学結合層は、少なくとも層内に光の閉じ込めが生じるように、即ち光の分布密度が高くなるようにその屈折率が選ばれる。従って、光学結合層の平均屈折率（ｎｏｃ）は、第一導電型クラッド層の平均屈折率より大きい。特に光学結合層と活性層構造の間に存在する第一導電型半導体層の平均屈折率より大きくすることが好ましい。またバッファ層の平均屈折率（ｎｂｆ）以上、即ちｎｂｆ≦ｎｏｃであり、特にバッファ層の平均屈折率より大きいこと、即ちｎｂｆ＜ｎｏｃが好ましい。また、光学結合層を構成する材料は、ＩｎＡｌＧａＮ系等のＩＩＩ―Ｖ族窒化物に基づく発光装置である場合には、活性層構造から発せられる光が吸収されない程度にＩｎやＡｌを含有することも望ましく、特に屈折率を高める観点ではＩｎを含むことが好ましい。
【０４４７】
また、光学結合層は、単層である必要はなく、複数の層で構成されてもよい。複数の層で構成されるとき、例えば、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮおよびＧａＮ等の層が複数存在してもよいし、超格子構造であってもよい。
【０４４８】
ここで、各層の平均屈折率（ｎａｖ）は、その層を構成するｎ種類の材料それぞれの屈折率（ｎｘ）に対して、その材料の物理的な厚み（ｔｘ）との積をとり、これを全体の厚みで除した値であり、
ｎａｖ＝（ｎ１×ｔ１＋ｎ２×ｔ２＋・・・＋ｎｎ×ｔｎ）／（ｔ１＋ｔ２＋・・・＋ｔｎ）で計算される。
【０４４９】
さらに、光学結合層には、構造によって光を散乱、多重反射、薄膜干渉を引き起こすなどの効果を発現する場合もあり、これらの効果によっても、発光装置全体の第１の光取り出し方向側の面での均一性の向上も可能である。
【０４５０】
光学結合層の例としては、たとえば、活性層構造がＩｎａＧａ１−ａＮの組成の量子井戸層を有し、発光波長が４６０ｎｍ、第一導電型クラッド層がｎ−ＧａＮ、バッファ層がアンドープＧａＮ、基板がサファイアであった場合には、光学結合層として単層のアンドープＧａＮが使用可能である。なお、一般に、半導体材料の、その材料に透明な波長における屈折率はキャリア濃度が高いほど小さくなる傾向がある。
【０４５１】
また、活性層構造がＩｎａＧａ１−ａＮの組成の量子井戸層を有し、その発光波長が４６０ｎｍ、第一導電型クラッド層がｎ−ＧａＮとｎ−ＡｌＧａＮ層からなり、バッファ層がアンドープＧａＮとＳｉドープＧａＮの積層構造、基板がサファイアであった場合には、光学結合層として単層のアンドープＧａＮが使用可能である。なお、一般に、半導体材料の、その材料に透明な波長における屈折率はキャリア濃度が高いほど小さくなる傾向がある。
【０４５２】
また、活性層構造がＩｎａＧａ１−ａＮの組成の量子井戸層を有し、その発光波長が４６０ｎｍ、第一導電型クラッド層がｎ−ＧａＮとｎ−ＡｌＧａＮ層からなり、バッファ層がアンドープＧａＮとＳｉドープＧａＮの積層構造、基板がＳｉドープＧａＮであった場合には、光学結合層として厚膜のアンドープＧａＮ中に発光波長に透明な組成のＩｎｂＧａ１−ｂＮを所望の厚みで所望の数有する多層構造などが使用可能である。なお、一般に、半導体材料の、その材料に透明な波長における屈折率はキャリア濃度が高いほど小さくなる傾向がある。
【０４５３】
これらのような構造において、さらに光学結合層としては、ＩｎｂＧａ１−ｂＮおよびＩｎｃＡｌｄＧａ１−ｃ−ｄＮ等の材料を含む場合も望ましく、その組成ｂ、ｃ、ｄと厚み等を適宜選択することにより、４６０ｎｍで透明で、かつ第一導電型半導体層に含まれることがあるｎ−ＧａＮ、バッファ層に含まれることのあるアンドープＧａＮ、基板として含まれることのあるサファイアよりも屈折率を大きくできるので、光学結合層として使用可能であり、それらを単層で、またはそれらとアンドープＧａＮ層とから選ばれる複数の積層構造として使用してもよい。
【０４５４】
また、光学結合層が化合物半導体発光素子の発光波長を吸収しないようにＩｎ組成、ＩｎＧａＮ層の厚みを設定したＩｎＧａＮ層とＧａＮ層からなる超格子・量子井戸構造を有することも好ましい。
【０４５５】
また、光学結合層は、各発光ユニットから発せられた光の一部を受けて発光ユニット相互に光を伝播するマルチモード光導波路として機能するように、その厚みが選ばれることも重要である。
【０４５６】
ここで光学結合層の物理的厚みをｔｏｃ（ｎｍ）、発光装置の発光波長をλ（ｎｍ）、光学結合層の平均屈折率をｎｏｃ、第一導電型半導体層の平均屈折率をｎ１で表し、光学結合層と第一導電型半導体層の比屈折率差Δ（ｏｃ−１）を
Δ（ｏｃ−１）≡（（ｎｏｃ）２―（ｎ１）２）/(２×（ｎｏｃ）２）
と定義する。そして、光学結合層を第一導電型半導体層の平均屈折率ではさまれた対称スラブ導波路とみなすと、その導波路がマルチモードとなる条件は規格化周波数がπ/２以上であればよいから
（√（２×Δ（ｏｃ−１））×ｎｏｃ×π×ｔｏｃ）/λ  ≧  π/２
を満たすようにｔｏｃが選択されることが望ましい。さらに望ましくは、より厚みのある導波路であればよく、
（√（２×Δ（ｏｃ−１））×ｎｏｃ×π×ｔｏｃ）/λ  ≧  ２×π
の関係を満たすようにｔｏｃが選択されることが望ましい。
【０４５７】
この条件は、屈折率の条件と共に、光学結合層に光を閉じ込めるために望ましい条件である。具体的には、たとえば波長４６０ｎｍにおいて光学結合層の平均屈折率が２．５０であって、第一導電型半導体層の平均屈折率が２．４９９であったとすると、光学結合層の厚みとしては、約３．３μｍ以上であれば、望ましいことになる。
【０４５８】
このようにして、光の閉じ込めを実現することによって、発光ユニット間の光学的結合は強くなり、集積型化合物半導体発光装置は均一な発光を実現しやすくなる。そして、発光ユニットの間の発光ユニット間分離溝部分においても光学結合層が存在することから発光ユニット間分離溝近傍からも比較的均一な発光が得られる。
【０４５９】
なお、光学結合層に極端に光を閉じ込めると、集積型化合物半導体発光装置は、発光の均一性は向上するものの、光取り出しがしにくくなることから、光学結合層の厚み、材料、構造、構成、屈折率等を適宜選択し、ある程度リーキーでありながら導波が生じるようにすることが好ましい。特にその厚みに関しては、光学結合層の厚みを極端に厚くしてしまい、導波路の光閉じ込めを過剰にすることも望ましくなく、例えば、その上限は３０μｍ以下であることが望ましく、１０μｍ以下であることがより望ましく、５μｍ以下であることが最も望ましい。
【０４６０】
さらに、光学結合層は、各発光ユニットに共通して存在するが、各発光ユニット間の電気的絶縁を阻害しないように材料選択をすることが必須である。もし、例えば発光装置内のすべての発光ユニットが電気的に結合しているとすると、発光ユニット（一対のｐｎ接合）の１つが劣化した際に、その影響は劣化した発光ユニットの光度低下にとどまらずに、集積型化合物半導体発光装置内全体の電流注入経路の変化として現れる。そのため、１発光ユニットの劣化が発光装置の特性変動として大きく現れてしまう。タイプＣの形態においては、光学結合層は、各発光ユニット間の電気的絶縁を確保できるように材料選択をすることが極めて好ましい。電気的に絶縁されていることで、駆動中にある発光ユニットが劣化したとしても、その劣化は、発光ユニット１つの問題で済む。さらに、隣接する発光ユニットが光学的に結合していることで、劣化してしまった発光ユニット部分の近傍からも光学結合層が導波した光の出力がある程度期待され、発光強度も極端に低下することを免れる。このため、劣化した部分を含めた発光強度の面内均一性が比較的や保持されやすい。
【０４６１】
ここで、光学結合層は、１つの発光ユニットにおける劣化等の変化が他のユニットに影響を及ぼさない程度に実質的に絶縁性を有していればよく、例えば層全体の比抵抗ρｏｃ（Ω・ｃｍ）が０．５（Ω・ｃｍ）以上であることが好ましい。さらに好ましくは、１．０（Ω・ｃｍ）以上であり、さらに好ましくは１．５（Ω・ｃｍ）以上、最も好ましくは５（Ω・ｃｍ）以上である。比抵抗が高いためには、光学結合層はアンドープであることが望ましいが、光学結合層が複数の層からなる場合などにおいては、一部ドーピングされている層があっても、これがアンドープ層の間にあり、発光ユニット間が電気的に結合していないのであれば問題はない。この場合、第一導電型半導体層（例えば第一導電型クラッド層）に隣接する層が上記の比抵抗を有していればよい。また、一般的に半導体においては、その材料に対して透明な波長領域では、同一の材料であっても、アンドープ層の屈折率が意図的にドーピングされ多数のキャリアを有する層よりも屈折率が高くなるので、光学的な特性から考えても、また、電気的特性から考えても、アンドープ層は好ましい。
【０４６２】
タイプＣの形態においては、光学結合層は、発光ユニット同士を光学的に結合し、光を分布・遍在させるのに対し、前述のバッファ層は基板上に結晶成長するときに各種の不整合の軽減を図るものであるので、その機能は異なる。しかし、同一の層が２つの機能を同時に有することがある。また、光学結合層またはバッファ層が複数の層で構成されているとき、一部の層が２つの機能を有する場合もある。さらに組成が同一でも成長方法・条件が異なる場合には、一方の機能しか有さない場合もある。
【０４６３】
前述のとおり、タイプＣの形態の発光ユニット間には、発光ユニット間分離溝が存在し、この分離溝が、少なくとも第一導電型クラッド層を分断するように形成されている。一般にクラッド層などは発光ユニット内のｐｎ接合にキャリアを注入するために、ドーピングされており、電気的に絶縁を確保するためには、タイプＣの形態では、クラッド層を各発光ユニットで分離することが必要であるからである。従って、発光ユニット間分離溝は、光学結合層の界面まで達していれば十分であるが、制御が困難であるため、通常は光学結合層の途中まで形成されている。
【０４６４】
また、発光ユニット間分離溝の中に露出した薄膜結晶層の側面は、絶縁層で覆われていることが望ましい。これは、発光装置を支持体等にフリップチップマウントした際に、薄膜結晶層の側壁などでのハンダによる短絡等の発生を防止できるからである。
【０４６５】
＜第一導電型半導体層および第一導電型クラッド層＞
タイプＣの形態における第一導電型半導体層および第一導電型クラッド層は、タイプＡの形態と同様の構成を採用することができる。
【０４６６】
＜活性層構造＞
タイプＣの形態における活性層構造は、タイプＡの形態と同様の構成を採用することができる。
【０４６７】
＜第二導電型半導体層および第二導電型クラッド層＞
タイプＣの形態における第二導電型半導体層および第二導電型クラッド層は、タイプＡの形態と同様の構成を採用することができる。
【０４６８】
＜第二導電型側電極＞
タイプＣの形態における第二導電型側電極は、タイプＡの形態と同様の構成を採用することができる。
【０４６９】
＜第一導電型側電極＞
タイプＣの形態における第一導電型側電極は、タイプＡの形態と同様の構成を採用することができる。
【０４７０】
＜絶縁層＞
タイプＣの形態における絶縁層は、タイプＡの形態と同様の構成を採用することができる。
【０４７１】
＜支持体＞
タイプＣの形態の発光装置では、基板が存在しないために、支持体に要求される機能は、タイプＡで説明したサブマウントと多少異なる点がある。
【０４７２】
支持体４０は、基板剥離の際の薄膜結晶層の支持体としての役割を果たせることが必須であるが、さらに、本支持体は、素子完成後の電流導入と放熱の機能をあわせ持つことも非常に望ましい。この観点で、支持体の母材は、金属、ＡｌＮ、ＳｉＣ、ダイヤモンド、ＢＮおよびＣｕＷからなる群より選ばれることがことが望ましい。これら材料は、放熱性に優れ、高出力の発光素子に不可避である発熱の問題を効率よく抑制できる点で好ましい。またＡｌ２Ｏ３、Ｓｉ、ガラス等も安価であって支持体として利用範囲が広く好ましい。また、後述する基板除去時にレーザ照射によって薄膜結晶層の一部を金属Ｇａと窒素に分解した際には、金属Ｇａを除去する際にウェットエッチングを実施する事が望ましいが、この際も、支持体はエッチングされない材質であることが望ましい。さらに、基板そのものをウェットエッチングすることも可能であって、この際にも支持体はエッチングされない材質であることが望ましい。尚、支持体の母材を金属から選択する際には、その周りを耐エッチング性のある誘電体等で覆う事が望ましい。金属の母材としては、発光素子の発光波長における反射率の高い材料が望ましく、Ａｌ、Ａｇ等が望ましい。また、誘電体等で覆う際には、各種ＣＶＤ法で形成したＳｉＮｘ、ＳｉＯ２等が望ましい。
【０４７３】
支持体は、さらに素子完成後の電流導入と放熱の機能をあわせ持つとの観点では、母材の上に、電流導入用の電極配線を有することが望ましく、また、この電極配線上で装置を搭載する部分には、適宜発光装置と支持体の接合用の接着層を有することが望ましい。ここで、接着層は、Ａｇを含んだペースト、金属バンプ等を使用することも可能ではあるが、金属ハンダで構成されていることが、放熱性の観点で非常に望ましい。金属ハンダはＡｇを含んだペースト材、金属バンプなどと比較して圧倒的に放熱性に優れたフリップチップマウントが実現可能である。ここで、金属ハンダとしては、Ｉｎ、ＩｎＡｇ、ＩｎＳｎ、ＳｎＡｇ、ＰｂＳｎ、ＡｕＳｎ、ＡｕＧｅおよびＡｕＳｉ等を挙げることができる。特に、ＡｕＳｎ、ＡｕＳｉ、ＡｕＧｅ等の高融点ハンダがより望ましい。これは、発光素子を超高出力動作させるために大電流を注入すると、素子近傍の温度が２００℃程度に上昇するためであって、ハンダ材の融点として駆動時の素子温度よりも高い融点を有する金属ハンダがより好ましい。また、場合によっては、フリップチップマウント時の素子の段差を打ち消すために、バンプを用い、さらに、金属ハンダ材でその周りを埋めながら接合する事も望ましい。
【０４７４】
また、タイプＣの形態の集積型化合物半導体発光装置は、支持体上の金属配線を自在に変化させることで、１つの発光装置内の各発光ユニットを並列接続にも、直列接続にも、またはこれらを混在させることも可能である。
【０４７５】
〔タイプＣの形態の発光装置の製造方法〕
次に、タイプＣの形態の集積型化合物半導体発光装置の製造方法について説明する。
【０４７６】
タイプＣの形態の発光装置の製造方法の１例では、図３−４に示すように、まず基板２１を用意し、その表面にバッファ層２２、光学結合層２３、第一導電型クラッド層２４、活性層構造２５および第二導電型クラッド層２６を薄膜結晶成長により順次成膜する。これらの薄膜結晶層の形成には、ＭＯＣＶＤ法が望ましく用いられる。しかし、ＭＢＥ法、ＰＬＤ法なども全部の薄膜結晶層、あるいは一部の薄膜結晶層を形成するために用いることが可能である。これらの層構成は、素子の目的等に合わせて適宜変更が可能である。また、薄膜結晶層の形成後には、各種の処理を実施してもかまわない。なお、本明細書では、薄膜結晶層の成長後の熱処理等も含めて、「薄膜結晶成長」と記載している。
【０４７７】
薄膜結晶層成長の後、図３−１、図３−２に示された形状を実現するためには、図３−４に示すように、第二導電型側電極２７を形成することが好ましい。即ち、予定されている第二電流注入領域３５に対する第二導電型側電極２７の形成が、絶縁層３０の形成よりも、また、第一電流注入領域３６の形成よりも、さらには、第一導電型側電極２８の形成よりも、早く実施されることが望ましい。これは、望ましい形態として第二導電型がｐ型である場合において、表面に露出しているｐ型クラッド層の表面に対して各種プロセスを経た後にｐ側電極を形成すると、ＧａＮ系材料では比較的活性化率の劣るｐ−ＧａＮクラッド層中の正孔濃度をプロセスダメージによって低下させてしまうからである。たとえばｐ−ＣＶＤによる絶縁層の形成工程を第二導電型側電極の形成より前に実施すれば、その表面にプラズマダメージが残存してしまう。このため、本形態では薄膜結晶成長の後には第二導電型側電極の形成が他のプロセス工程（たとえば後述する第一エッチング工程、第二エッチング工程、第三エッチング工程、あるいは絶縁層形成工程、第二導電型側電極露出部分形成工程、第一電流注入領域形成工程や第一導電型側電極形成工程など）よりも先に実施されることが望ましい。
【０４７８】
また、本形態においては、第二導電型がｐ型である場合には、前述のとおり、第二導電型側電極の表面がＡｕである場合が代表的な例として想定されるが、露出面がＡｕなどの比較的安定な金属である場合には、その後のプロセスを経ても、プロセスダメージを受ける可能性が低い。この観点からも本発明では薄膜結晶成長の後には第二導電型側電極の形成が他のプロセス工程よりも先に実施されることが望ましい。
【０４７９】
なお、本形態では、第二導電型側電極が形成される層が、第二導電型コンタクト層である場合にも同様に、第二導電型半導体層に対してのプロセスダメージを低減することができる。
【０４８０】
第二導電型側電極２７の形成には、スパッタ、真空蒸着等種々の成膜技術を適応可能であり、所望の形状とするためには、フォトリソグラフィー技術を用いたリフトオフ法や、メタルマスク等を用いた場所選択的な蒸着等を適宜使用可能である。
【０４８１】
第二導電型側電極２７を形成した後、図３−５に示すように、第一導電型クラッド層２４の一部を露出させる。この工程は、第二導電型クラッド層２６、活性層構造２５、さらには第一導電型クラッド層２４の一部をエッチングにより除去することが好ましい（第一エッチング工程）。第一エッチング工程においては、後述する第一導電型側電極が第一導電型のキャリアを注入する半導体層を露出することが目的であるので、薄膜結晶層に他の層、たとえば、クラッド層が２層からなる場合や、あるいはコンタクト層がある場合には、その層を含んでエッチングしてもかまわない。
【０４８２】
第一エッチング工程では、エッチング精度があまり要求されないので、ＳｉＮｘのような窒化物やＳｉＯｘ等の酸化物をエッチングマスクとしてＣｌ２等を用いたプラズマエッチング法による公知のドライエッチングを使用することができる。しかし、後述する第二エッチング工程、第三エッチング工程で詳細に説明するような金属フッ化物マスクを用いたドライエッチングを実施することも望ましい。特に好ましくは、ＳｒＦ２、ＡｌＦ３、ＭｇＦ２、ＢａＦ２、ＣａＦ２およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる金属フッ化物層を含むエッチングマスクを用いて、Ｃｌ２、ＳｉＣｌ４、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４等のガスを用いたプラズマ励起ドライエッチングによりエッチングを行うことが好ましい。さらに、ドライエッチングの方法としては、高密度プラズマを生成可能なＩＣＰ型のドライエッチングが最適である。
【０４８３】
ここで第二導電型側電極２７はプラズマＣＶＤ等によって形成されるＳｉＮｘマスクの形成履歴、あるいは第一エッチング工程後に実施される該ＳｉＮｘマスク除去工程を履歴するが、Ａｕなどの安定な金属が表面に形成されている場合には、第二導電型側電極が受けるプロセスダメージは少なくなる。
【０４８４】
次に図３−６に示すように、発光ユニット間分離溝１２を、第二エッチング工程により形成する。第二エッチング工程は、第一エッチング工程と比較して、さらに深くＧａＮ系材料をエッチングすることが必要となる。一般に、第一エッチング工程によってエッチングされる層の総和は、０．５μｍ程度が普通であるが、第二エッチング工程においては、第一導電型クラッド層２４のすべてと、光学結合層２３の一部までをエッチングすることが必要なことから、１μｍ以上となることが多く、例えば１〜５μｍの範囲、または３μ以上の範囲、例えば３〜７μｍの範囲となることがある。場合によっては、３〜１０μｍの範囲、さらには１０μｍを越えることもある。
【０４８５】
一般に、金属マスク、ＳｉＮｘ等の窒化物マスク、ＳｉＯｘ等の酸化物マスク等は、Ｃｌ２系プラズマに対するエッチング耐性を示すＧａＮ系材料に対する選択比は５程度であって、膜厚の厚いＧａＮ系材料をエッチングする必要のある第二エッチング工程を実施するには、比較的厚めのＳｉＮｘ膜が必要となってしまう。たとえば第二ドライエッチング工程で４μｍのＧａＮ系材料をエッチングする最には、０．８μｍを越えるＳｉＮｘマスクが必要となってしまう。しかし、この程度の厚みのＳｉＮｘマスクになると、ドライエッチング実施中にＳｉＮｘマスクもエッチングされてしまい、その縦方向の厚みのみではなく水平方向の形状も変ってしまい、所望のＧａＮ系材料部分のみを選択的にエッチングすることができなくなってしまう。
【０４８６】
そこで、第二エッチング工程において発光ユニット間分離溝を形成する際には、金属フッ化物層を含むマスクを用いたドライエッチングが好ましい。金属フッ化物層を構成する材料は、ドライエッチング耐性とウェットエッチング性のバランスを考慮すると、ＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＳｒＦ２、ＢａＦ２、ＡｌＦ３が好ましく、この中でもＳｒＦ２が最も好ましい。
【０４８７】
金属フッ化物膜は、第一、第二、第三エッチング工程で行うドライエッチングに対しては十分な耐性があり、一方でパターニングのためのエッチング（好ましくはウェットエッチング）に対しては、容易にエッチング可能でかつパターニング形状、特に側壁部分の直線性の良いものが求められる。金属フッ化物層の成膜温度を１５０℃以上にすることで、下地との密着性に優れ、緻密な膜が形成され、同時にエッチングによってパターニングした後に、マスク側壁の直線性にも優れている。成膜温度は、好ましくは２５０℃以上、さらに好ましくは３００℃以上、最も好ましくは３５０℃以上である。特に３５０℃以上で成膜された金属フッ化物層は、あらゆる下地との密着性に優れ、かつ、緻密な膜となり、高いドライエッチング耐性を示しつつ、パターニング形状についても、側壁部分の直線性に非常に優れ、開口部の幅の制御性も確保されるようになり、エッチングマスクとして最も好ましい。
【０４８８】
このように、下地との密着性に優れ、かつ、緻密な膜となり、高いドライエッチング耐性を示しつつ、パターニング形状についても、側壁部分の直線性と開口部の幅の制御性に非常に優れたエッチングマスクとするためには、高温で成膜することが好ましいが、一方、成膜温度が高すぎると、金属フッ化物をパターニングする際に好ましく実施される塩酸等に対するウェットエッチングに対する耐性が必要以上になり、その除去が容易でなくなる。特に、後述するようにＳｒＦ２等のマスクは半導体層のドライエッチング時に塩素等のプラズマにさらされると、その後に実施するマスク層の除去時のエッチングレートが、塩素等のプラズマにさらされる前に比較して低下する傾向を有している。このため、金属フッ化物の過剰な高温での成膜はそのパターニングと最終除去の観点から好ましくない。
【０４８９】
まず半導体層のドライエッチング時のプラズマにさらされる前の金属フッ化物にあっては、低温成膜した層ほど塩酸等のエッチャントに対するエッチングレートが大きくエッチングが速く進行し、成膜温度を高くするほどエッチングレートが低下し、エッチングの進行が遅くなる。成膜温度が３００℃以上になると、成膜温度が２５０℃程度の膜よりエッチングレートの低下が目立ってくるが、３５０℃から４５０℃程度では、非常に都合の良いエッチング速度の範囲にある。しかし、成膜温度が４８０℃を超えるとエッチング速度の絶対値が必要以上に小さくなり、当該金属フッ化物のパターニングに過剰な時間を費やすこととなり、また、レジストマスク層等が剥離しない条件でのパターニングが困難になる事もある。さらに、半導体層のドライエッチング時のプラズマにさらされた後の金属フッ化物にあっては、除去時の塩酸等に対するウエットエッチングレートは低下する性質があり、過剰な高温成長は金属フッ化物の除去を困難にしてしまう。
【０４９０】
このような観点から、金属フッ化物層の成膜温度は、好ましくは４８０℃以下であり、さらに好ましくは４７０℃以下、特に好ましくは４６０℃以下である。
【０４９１】
このようなことに配慮してパターニングされたマスク（金属フッ化物層が表面層になるようにＳｉＮｘ，ＳｉＯ２などと積層されていてよい）を用いて、ドライエッチングを行う。ドライエッチングのガス種としては、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＣＣｌ４およびこれらの組み合わせから選ばれるものが望ましい。ドライエッチングの際に、ＳｒＦ２マスクのＧａＮ系材料に対する選択比は１００を越えるため、厚膜ＧａＮ系材料のエッチングが容易に、かつ、高精度に行うことができる。さらに、ドライエッチングの方法としては、高密度プラズマを生成可能なＩＣＰ型のドライエッチングが最適である。
【０４９２】
エッチング後に、不要となった金属フッ化物層のマスクを、塩酸等のエッチャントで除去する際に、金属フッ化物マスクの下に酸に弱い材料が存在する場合、例えば電極材料が酸に弱い場合には、金属フッ化物層が表面層になるようにしてＳｉＮｘ、ＳｉＯ２などとの積層マスクとしてもよい。この場合、ＳｉＮｘ、ＳｉＯ２等は、金属フッ化物マスク層の下部の全体に存在していてもよいし、または例えば図３−１７に示すように、ＳｉＮｘ、ＳｉＯ２等マスク５１は、金属フッ化物マスク層５２の下部の全体に存在していなくても、少なくとも酸に弱い材料上に形成されていればよい。
【０４９３】
このような第二エッチング工程により、図３−６に示すように、発光ユニット間分離溝が形成される。
【０４９４】
次に、図３−７に示すように、装置間分離溝１３を、第三エッチング工程により形成する。第三エッチング工程では、エッチングすべきＧａＮ系材料の厚みは、バッファ層、光学結合層をすべてエッチングすることが必要なことから、第二エッチング工程と比較しても、極めて深く、５〜１０μｍとなることがあり、また１０μｍを超えることもある。そのため、第二エッチング工程で説明したと同様に、金属フッ化物層を含むマスクを用いたドライエッチングが好ましい。その好ましい条件等（積層マスク等も含む）は、第二エッチング工程について説明したとおりである。
【０４９５】
装置間分離溝は、少なくとも第一導電型クラッド層を分断して形成されていることが必要である。本発明の好ましい形態の１つでは、図３−７に示すように、装置間分離溝１３が基板２１に到達するように形成される。この場合には、装置の分離が容易である。また、基板の一部までをエッチングして装置間分離溝を形成してもよい。
【０４９６】
一方、装置間分離溝が、基板に達していない形態も好ましい形態である。例えば、装置間分離溝が、光学結合層とバッファ層を合わせた層の途中まで形成されていれば、第一導電型クラッド層の側壁に絶縁層を形成することができて、ハンダ等の回りこみに対して絶縁性を保つことができる（発光装置完成後の形態は、図３−１３〜図３−１６を参照。）。この場合、絶縁層で被覆されずに側壁から露出する層は、高い絶縁性を有することが好ましい。装置間分離溝を、光学結合層の途中まで形成する形態では、第二エッチング工程と第三エッチング工程を同時実施することも可能になるので、工程を簡略化できる利点がある。
【０４９７】
なお、第一エッチング工程と第二エッチング工程、第三エッチング工程は、いずれの工程を先に実施しても、後に実施してもかまわない。また、プロセスを簡略にするため、第一エッチング工程を先に実施し、その際のエッチングマスクを除去しないで、第二エッチングおよび／または第三エッチング工程を実施することも好ましい。図３−１７に示すように、まずＳｉＮｘ、ＳｉＯ２等の酸に強い材料（好ましくはＳｉＮｘ）により第一エッチングマスク５１を形成し、第一導電型クラッド層２４が現れるようにエッチングし、マスク５１を除去しないで、金属フッ化物層による第二および／または第三エッチングマスク５２を形成する。そして、第二および／または第三エッチング工程を実施した後、マスク５２を酸により除去し、その後、マスク５１を適宜除去することが好ましい。第一エッチングマスク５１は、第二エッチング工程と第三エッチング工程が別々に実施される場合にも、両方のエッチングが終了するまで存在させることもできる。
【０４９８】
形成される装置分離溝間の最も狭い部分の幅を２ＬＷＳＰＴ１とすると、ＬＷＳＰＴ１はブレーキングによって素子分離を行う際には、２０μｍ以上、例えば３０μｍ以上であることが望ましい。また、ダイシング等によって実施する際には、ＬＷＳＰＴ１は３００μｍ以上であることが望ましい。また、大きすぎても無駄であるので、ＬＷＳＰＴ１は通常は２０００μｍ以下である。これは、素子作製プロセスのマージンと、さらには、スクライブ領域の確保のために必要であるからである。
【０４９９】
第三エッチング工程の後には、図３−８に示すように、絶縁層３０を形成する。絶縁層は、電気的に絶縁が確保できる材料であれば、適宜選択することができ、詳細は前述のとおりである。成膜方法は、プラズマＣＶＤ法等の公知の方法を用いればよい。
【０５００】
次に、図３−９に示すように、絶縁層３０の所定部分を除去し、第二導電型側電極２７上で絶縁層が除去された第二導電型側電極露出部分３７、第一導電型クラッド層上で絶縁層が除去された第一電流注入領域３６、装置間分離溝１３内で基板面と側壁から絶縁層が除去された絶縁層非形成部分１５を形成する。第二導電型側電極２７上の絶縁層３０の除去は、第二導電型側電極の周辺部分が絶縁層によって覆われているように実施することが望ましい。すなわち第二導電型側電極露出部分の表面積は第二電流注入領域の面積よりも小さいことが望ましい。ここで、素子作製プロセス、特にフォトリソグラフィー工程のマージン、あるいは、ハンダ材による意図しない短絡等の発生を防止するためには、第二導電型側電極の周辺から絶縁層で覆われている幅の中で、最も狭い部分の幅をＬ２Ｗとすると、Ｌ２Ｗは１５μｍ以上であることが好ましい。さらに好ましくは３０μｍ以上、特に好ましくは１００μｍ以上である。絶縁層によって第二導電型側電極の面積の多くが覆われることによって、特に、金属ハンダ材によるたとえば第一導電型側電極等の他の部分との意図しない短絡を低減することができる。また、Ｌ２ｗは、通常２０００μｍ以下であり、好ましくは７５０μｍ以下である。
【０５０１】
絶縁層の除去は、選択された材質によってドライエッチング、ウェットエッチング等のエッチング手法が選択可能である。たとえば、絶縁層がＳｉＮｘ単層である場合には、ＳＦ６等のガスを用いたドライエッチングも、あるいはフッ酸系のエッチャントを用いたウェットエッチングも可能である。また、絶縁層がＳｉＯｘとＴｉＯｘからなる誘電体多層膜である場合には、Ａｒイオンミリングによって所望の部分の多層膜を除去することも可能である。
【０５０２】
また、第二導電型側電極露出部分３７、第一電流注入領域３６、および絶縁層非形成部分１５の形成は、別々に行ってもよいが、通常は同時にエッチングで形成する。
【０５０３】
絶縁層非形成部分１５を設ける際の溝側壁の絶縁層の一部の同時除去は、たとえば、以下の様なプロセスで形成が可能である。装置間分離溝１３の面積とほぼ同等か少し小さめの開口を有するレジストマスクをフォトリソグラフィーによって形成し、次に、絶縁層をエッチング可能なエッチャントを用いてウェットエッチングを実施すると、装置間分離溝内の基板面上の絶縁層の除去が進む。その後、さらに長時間エッチングを継続するとサイドエッチングが起こり、溝側壁の基板側を覆っていた絶縁層がウエットエッチャントで除去され、図３−９に示したように装置間分離溝の基板側に絶縁層が存在しない形状が得られる。このように絶縁層を除去する場合においては、絶縁層が存在しない薄膜結晶層の側壁は、アンドープ層の側壁であることが望ましい。これは、フリップチップマウントを実施する際に、万が一、支持体との接合用ハンダ等が側壁に付着しても、意図しない電気的短絡が発生しないためである。このような絶縁層の除去形状は、特に発光装置の製造工程中に、基板を除去する際には、これに付随して絶縁層の剥離など意図しない不具合が発生しないため、望ましい形状である。尚、装置間分離溝が、光学結合層とバッファ層を合わせた層の途中まで形成される場合にも、発光装置端から内側に入った側壁部分（装置間分離溝の側壁）のうち、第１の光取り出し方向側に絶縁層で覆われていない部分が存在する形態（例えば図３−１４、図３−１６の構造を作製する場合）では、上記のプロセスで絶縁膜を堆積するときに、基板面でなく溝底面に堆積される点が異なるが、同一のプロセスを採用することができる。また、絶縁層が、分離溝底面の一部と分離溝の側壁部分とを被覆する形態（例えば図３−１３、図３−１５の構造を作製する場合）には、上記のプロセスで、予定した形状に適したフォトリソグラフィによって、適切なエッチングマスク形状を準備し、かつ、サイドエッチングを行わずに、溝底面に堆積した絶縁層の一部を除去してスクライブ領域を形成すればよい。
【０５０４】
次に、図３−１０に示すように、第一導電型側電極２８を形成する。電極材料としては、すでに説明したとおり、第一導電型がｎ型であるとすると、Ｔｉ、ＡｌおよびＭｏのいずれかから選択される材料、またはすべてを構成元素として含むことが望ましい。また、ｎ側電極の第１の光取り出し方向とあい対する向きには、Ａｌが露出するのが普通である。
【０５０５】
電極材料の成膜には、スパッタ、真空蒸着等種々の成膜技術を適応可能であり、電極形状とするためには、フォトリソグラフィー技術を用いたリフトオフ法や、メタルマスク等を用いた場所選択的な蒸着等を適宜使用可能である。ここで、形成プロセスにおけるマージンをある程度見込むために、第一導電型側電極が絶縁層に接している部分の幅の中で、最も狭い部分の幅をＬ１ｗとすると、Ｌ１ｗは７μｍ以上が好ましく、特に９μｍ以上が好ましい。また、Ｌ１ｗは、通常５００μｍ以下であり、好ましくは１００μｍ以下である。通常、５μｍ以上があれば、フォトリソグラフィー工程とリフトオフ法によるプロセスマージンは確保できる。
【０５０６】
第一導電型側電極は、この例では、第一導電型クラッド層にその一部が接して形成されるが、第一導電型側コンタクト層が形成されるときはそれに接するように形成することができる。
【０５０７】
本発明の製造方法では、第一導電型側電極が、積層構造形成の最終段階にて製造されることにより、プロセスダメージ低減の観点でも有利である。第一導電型がｎ型である場合には、ｎ側電極は、好ましい形態では、Ａｌがその電極材の表面に形成される。この場合に、ｎ側電極が第二導電型側電極のように絶縁層の形成よりも前になされると、ｎ側電極表面、すなわちＡｌ金属は、絶縁層のエッチングプロセスを履歴することになる。絶縁層のエッチングには、前述のとおりフッ酸系のエッチャントを用いたウェットエッチング等が簡便であるが、Ａｌはフッ酸を含めた各種エッチャントに対する耐性が低く、このようなプロセスを実効的に実施すると電極そのものにダメージが入ってしまう。また、ドライエッチングを実施してもＡｌは比較的反応性が高く酸化を含めたダメージが導入される可能性がある。従って、本発明においては、第一導電型側電極の形成が絶縁層の形成後かつ絶縁層の予定されている不要部分の除去後に行われることは、電極に対するダメージの低減に効果がある。
【０５０８】
このようにして、図３−１０（図３−２）の構造が形成された後には、基板除去するための前準備をする。通常、図３−１０に示された構造を、ウエハー全体として、あるいはその一部を、先ず、支持体４０に接合する。これは、薄膜結晶層全体としても高々１５μｍ程度の厚みであるので、基板を剥離してしまうと、機械的強度が不十分になりそれだけで自立してその後のプロセスを受けることが困難になるからである。支持体の材料等については前述のとおりであり、支持体上の金属面４１（電極配線等）に例えば金属ハンダ４２で接続して搭載する。
【０５０９】
このとき、本発明の発光装置では、第二導電型側電極２７と第一導電型側電極２８は、お互いが空間的に重ならない配置となっており、かつ、第一導電型側電極が第一電流注入領域よりも大きく、十分な面積も有しているため、意図しない短絡の防止と高い放熱性の確保が両立しており望ましい。また、他の薄膜結晶層の側壁もバッファ層の一部、特にアンドープ部分を除いて絶縁層で保護されるため、ハンダの染み出し等があっても薄膜結晶層内、たとえば活性層構造側壁における短絡等も発生することがない。
【０５１０】
次に、支持体に素子を接合した後に、基板を剥離する。基板の剥離には、研磨、エッチング、レーザディボンディング等のあらゆる方法を用いる事が可能である。サファイア基板を研磨する場合には、ダイヤモンド等の研磨材を使用して基板を除去することが可能である。また、ドライエッチングによって基板を除去することも可能である。さらには、たとえばサファイアが基板でＩｎＡｌＧａＮ系材料によって薄膜結晶成長部分が形成されている場合には、サファイア基板側から、サファイア基板は透過し、たとえばバッファ層に使用されるＧａＮには吸収される２４８ｎｍの発振波長を有するエキシマレーザを用いて、バッファ層の一部のＧａＮを金属Ｇａと窒素に分解し、基板を剥離するレーザディボンディングを実施する事も可能である。
【０５１１】
またＺｎＯおよびＳｃＡｌＭｇＯ４等を基板として使用する場合には、ＨＣｌ等のエッチャントを用いて基板をウェットエッチングで除去することも可能である。
【０５１２】
ここで、本発明の好ましい形態では、基板上には絶縁層が接している部分がないため、基板剥離を実施した際に副次的に絶縁層の剥離等が発生することがない。
【０５１３】
その後、装置間分離溝が存在する箇所に対応する分離領域において、支持体と共に発光装置を分離して単体の発光装置を得る。ここで、支持体の分離領域には、金属配線が存在しないことが望ましい。ここに金属配線が存在すると装置間の分離が実施しにくいからである。タイプＣの形態の集積型化合物半導体発光装置は、支持体上の金属配線を自在に変化させることで、１つの発光装置内の各発光ユニットを並列接続にも、直列接続にも、これらを混合した配線にする事も可能である。
【０５１４】
支持体の分離領域部分の切断には、母材によって、ダイシング、スクライビングとブレーキングなど適宜プロセスを選択可能である。また、装置間分離溝が、光学結合層とバッファ層を合わせた層の途中まで形成されている場合（例えば、発光ユニット間分離溝と同等の深さで、光学結合層の途中まで溝が形成されている場合）には、装置間分離溝を使用して、ダイヤモンドスクライブによる傷いれ、レーザスクライブによる光学結合層および／またはバッファ層の一部のアブレーション等を実施する事で、薄膜結晶成長層部分における発光装置間の分離は容易に実現可能である。その後、支持体はダイシングによって、各発光装置に分離することが可能である。場合によっては、発光装置間の分離は、薄膜結晶成長層と支持体をダイシングによって同時に分離することも可能である。
【０５１５】
このようにして、図３−１に示された１発光装置が完成する。
【０５１６】
タイプＣの形態の発光装置の製造方法では、光学結合層を有する有利な構造を効果的に製造できることに加えて、説明のとおり薄膜結晶層の形成、第二導電型側電極の形成、エッチング工程（第一エッチング工程、第二エッチング工程、第三エッチング工程）、絶縁層の形成、絶縁層の除去（第二導電型側電極露出部分および第一電流注入領域の形成や装置間分離溝近傍の絶縁層の除去）、第一導電型側電極の形成は、この順に実施されることが望ましく、この工程順により、第二導電型側電極直下の薄膜結晶層のダメージがなく、また第一導電型側電極にもダメージのない発光装置を得ることができる。そして、装置形状はプロセスフローを反映したものとなっている。即ち、発光装置は、第二導電型側電極、絶縁層、第一導電型側電極がこの順番に積層された構造を内在している。つまり、第二導電型側電極は、第二導電型クラッド層（またはその他の第二導電型薄膜結晶層）に絶縁層を介在しないで接しており、第二導電型側電極の上部周辺には絶縁層で覆われた部分があり、第一導電型側電極と第一導電型クラッド層（またはその他の第一導電型薄膜結晶層）の間には、電極周囲部分に絶縁層が介在している部分が存在している。
【０５１７】
＜＜２−４．タイプＤの形態の特徴＞＞
タイプＤの集積型発光装置、およびその製造方法の特徴は次の事項で特定される。
【０５１８】
１．  複数の発光ユニットを有する集積型化合物半導体発光装置であって、
前記発光ユニットは、第一導電型クラッド層を含む第一導電型半導体層、活性層構造、および第二導電型クラッド層を含む第二導電型半導体層を有する化合物半導体薄膜結晶層と、第二導電型側電極と、並びに第一導電型側電極とを少なくとも有し、
第１の光取り出し方向が前記活性層構造から見て前記第一導電型半導体層側方向であり、前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極が、前記第１の光取り出し方向とは、反対側に形成されており、
前記発光ユニット同士は、隣接する発光ユニットの間に設けられた発光ユニット間分離溝により電気的に分離されており、
１つの発光ユニット内には、前記活性層構造、前記第二導電型半導体層および前記第二導電型側電極を含む複数個の発光ポイントと、少なくとも１個の前記第一導電型側電極とが設けられ、１つの発光ユニット内は前記第一導電型半導体層で電気的に導通しており、
さらに、前記第一導電型半導体層より前記第１の光取り出し方向側に、前記複数の発光ユニット間に共通して設けられ、前記複数の発光ユニットを光学的に結合し、１つの発光ユニットから発光された光を他の発光ユニットに分布させる光学結合層と、前記光学結合層の前記第１の光取り出し方向側にバッファ層を有することを特徴とする集積型化合物半導体発光装置。
【０５１９】
２．  前記光学結合層が、前記薄膜結晶層の一部として、前記複数の発光ユニット間に共通して設けられている層であることを特徴とする上記１記載の発光装置。
【０５２０】
３．  前記光学結合層の平均屈折率をｎｏｃ、前記第一導電型半導体層の平均屈折率をｎ１で表したとき、
ｎ１＜ｎｏｃ
の関係を満たすことを特徴とする上記１または２記載の発光装置。
【０５２１】
４．  前記光学結合層の平均屈折率をｎｏｃ、前記バッファ層の平均屈折率をｎｂｆで表したとき、
ｎｂｆ≦ｎｏｃ
の関係を満たすことを特徴とする上記１〜３のいずれかに記載の発光装置。
【０５２２】
５．  前記発光装置の発光波長をλ（ｎｍ）、発光波長における前記光学結合層の平均屈折率をｎｏｃ、第一導電型半導体層の平均屈折率をｎ１、前記光学結合層の物理的厚みをｔｏｃ（ｎｍ）とし、光学結合層と第一導電型半導体層の比屈折率差Δ（ｏｃ−１）を
Δ（ｏｃ−１）≡（（ｎｏｃ)２−（ｎ１)２）/(２×（ｎｏｃ)２）
と定義したときに、
（√（２×Δ（ｏｃ−１））×ｎｏｃ×π×ｔｏｃ）/λ  ≧  π/２
を満たすようにｔｏｃが選択されていることを特徴とする上記１〜４のいずれかに記載の発光装置。
【０５２３】
６．  さらに、
（√（２×Δ（ｏｃ−１））×ｎｏｃ×π×ｔｏｃ）/λ  ≧  ２×π
の関係を満たすようにｔｏｃが選択されることを特徴とする上記５記載の発光装置。
【０５２４】
７．  前記光学結合層全体の比抵抗ρｏｃ（Ω・ｃｍ）が、
０．５  ≦ρｏｃ
の関係を満たすことを特徴とする上記１〜６のいずれかに記載の発光装置。
【０５２５】
８．  前記光学結合層が複数の層の積層構造であることを特徴とする上記１〜７のいずれかに記載の発光装置。
【０５２６】
９．  前記複数の発光ユニットは、前記発光ユニット間分離溝が、隣接する発光ユニット間で、前記薄膜結晶層の表面から前記光学結合層の界面まで、または前記光学結合層の一部までを除去して形成されていることを特徴とする上記１〜８のいずれかに記載の発光装置。
【０５２７】
１０．  前記発光ユニット間分離溝の幅が、２〜３００μｍの範囲である上記１〜９のいずれかに記載の発光装置。
【０５２８】
１１．  前記発光装置は、複数の発光装置の間に設けられた装置間分離溝から分割されたものであって、この装置間分離溝が、前記光学結合層の途中まで形成されたことを特徴とする上記１〜１０のいずれかに記載の発光装置。
【０５２９】
１２．  前記発光装置は、複数の発光装置の間に設けられた装置間分離溝内から分割されたものであって、この装置間分離溝が、前記バッファ層の途中まで形成されたことを特徴とする上記１〜１０のいずれかに記載の発光装置。
【０５３０】
１３．  前記発光装置は、複数の発光装置の間に設けられた装置間分離溝から分割されたものであって、この装置間分離溝が、前記バッファ層を除去して形成されたことを特徴とする上記１〜１０のいずれかに記載の発光装置。
【０５３１】
１４．  前記発光ユニット間分離溝内の底面および側面の全面を被覆し、この発光装置の側面に露出した層のうち、少なくとも前記第一導電型半導体層、活性層構造および第二導電型半導体層の側面を被覆し、前記第一導電型側電極の第１の光取り出し方向側の一部に接し、前記第二導電型側電極の第１の光取り出し方向と反対側の一部を覆っている絶縁層を有することを特徴とする上記１〜１３のいずれかに記載の発光装置。
【０５３２】
１５．  この発光装置の側面に、前記絶縁層が形成されていない絶縁層非形成領域が存在し、かつ、前記絶縁層が少なくとも前記第一導電型半導体層、前記活性層構造、および前記第二導電型半導体層の側壁を覆っていることを特徴とする上記１４記載の発光装置。
【０５３３】
１６．  前記薄膜結晶層が、Ｖ族として窒素原子を含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなることを特徴とする上記１〜１５のいずれかに記載の発光装置。
【０５３４】
１７．  前記活性層構造が、量子井戸層とバリア層からなり、バリア層の数をＢ、量子井戸層の数をＷで表したとき、ＢとＷが、
Ｂ＝Ｗ＋１
を満たすことを特徴とする上記１〜１６のいずれかに記載の発光装置。
【０５３５】
１８．  前記絶縁層が、複数の層からなる誘電体多層膜であることを特徴とする上記１４または１５記載の発光装置。
【０５３６】
１９．  前記バッファ層の第１の光取り出し方向側の表面が平坦でないことを特徴とする上記１〜１８のいずれかに記載の発光装置。
【０５３７】
２０．  前記光学結合層からバッファ層側に垂直入射する当該発光装置の発光波長の光がバッファ層で反射される反射率をＲ３、前記バッファ層から第１の光取り出し方向側の空間に垂直入射する当該発光装置の発光波長の光が空間との界面で反射される反射率をＲ４で表したとき、
Ｒ４＜Ｒ３
を満たすようにバッファ層の第１の光取り出し方向側に低反射光学膜を有することを特徴とする上記１〜１９のいずれかに記載の発光装置。
【０５３８】
２１．  第一導電型がｎ型であり、第二導電型がｐ型であることを特徴とする上記１〜２０のいずれかに記載の発光装置。
【０５３９】
２２．  前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極が、金属ハンダによって金属面を有する支持体に接合されていることを特徴とする上記１〜２１のいずれかに記載の発光装置。
【０５４０】
２３．  前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極と、前記支持体の金属面との接合が、金属ハンダのみ、または金属ハンダと金属バンプによってなされていることを特徴とする上記２２記載の発光装置。
【０５４１】
２４．  前記支持体の母材がＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ、ガラス、ＳｉＣ、ダイヤモンド、ＢＮおよびＣｕＷからなる群より選ばれることを特徴とする上記２２または２３記載の発光装置。
【０５４２】
２５．  前記支持体の発光装置間の分離部分に、金属層が形成されていないことを特徴とする請求項２２〜２４のいずれかに記載の発光装置。
【０５４３】
２６．  複数の発光ユニットを支持体上に有する集積型化合物半導体発光装置の製造方法であって、
基板上に、バッファ層および光学結合層をこの順に形成する工程と、
少なくとも、第一導電型クラッド層を含む第一導電型半導体層、活性層構造、および第二導電型クラッド層を含む第二導電型半導体層を有する薄膜結晶層を成膜する工程と、
前記第二導電型半導体層の表面に第二導電型側電極を形成する工程と、
前記第一導電型半導体層の一部を表面に露出させるとともに、前記活性層構造、前記第二導電型半導体層および前記第二導電型側電極を含む発光ポイントを複数個形成するために、前記第二導電型半導体層および前記活性層構造を複数の領域に分断する第一エッチング工程と、
前記第一エッチング工程により露出した第一導電型半導体層の面に、少なくとも１個の第一導電型側電極を形成する工程と、
前記発光ユニットを互いに電気的に分離するための発光ユニット間分離溝を形成するために、前記薄膜結晶層表面から前記光学結合層の界面まで、または、前記薄膜結晶層表面から前記光学結合層の一部までを除去する第二エッチング工程と、
複数の発光装置に分離するための装置間分離溝を形成するために、少なくとも前記第一導電型半導体層、活性層構造および第二導電型半導体層を除去する第三エッチング工程と、
前記基板を除去する工程と
を有することを特徴とする集積型化合物半導体発光装置の製造方法。
【０５４４】
２７．  前記の基板を除去する工程の前に、前記第一導電型側電極および第二導電型側電極を、支持体上の金属面に接合して前記支持体に搭載する工程を有することを特徴とする上記２６記載の方法。
【０５４５】
２８．  前記の基板を除去する工程の後、複数の発光装置に分離する工程を有することを特徴とする上記２７記載の方法。
【０５４６】
２９．  前記光学結合層の成膜工程を、前記薄膜結晶層の成膜工程の一部として、かつ前記第一導電型半導体層の形成に先立って行うことを特徴とする上記２６〜２８のいずれかに記載の方法。
【０５４７】
３０．  前記光学結合層の平均屈折率をｎｏｃ、前記第一導電型半導体層の平均屈折率をｎ１で表したとき、
ｎ１＜ｎｏｃ
の関係を満たすようにすることを特徴とする上記２６〜３０のいずれかに記載の方法。
【０５４８】
３１．  前記光学結合層の平均屈折率をｎｏｃ、前記バッファ層の平均屈折率をｎｂｆで表したとき、
ｎｂｆ≦ｎｏｃ
の関係を満たすようにすることを特徴とする上記２６〜３０のいずれかに記載の方法。
【０５４９】
３２．  前記発光装置の発光波長をλ（ｎｍ）、発光波長における前記光学結合層の平均屈折率をｎｏｃ、第一導電型半導体層の平均屈折率をｎ１、前記光学結合層の物理的厚みをｔｏｃ（ｎｍ）とし、光学結合層と第一導電型半導体層の比屈折率差Δ（ｏｃ−１）を
Δ（ｏｃ−１）≡（（ｎｏｃ)２−（ｎ１)２）/(２×（ｎｏｃ)２）
と定義したときに、
（√（２×Δ（ｏｃ−１））×ｎｏｃ×π×ｔｏｃ）/λ  ≧  π/２
を満たすようにｔｏｃを選択することを特徴とする上記２６〜３１のいずれかに記載の方法。
【０５５０】
３３．  さらに、
（√（２×Δ（ｏｃ−１））×ｎｏｃ×π×ｔｏｃ）/λ  ≧  ２×π
の関係を満たすようにｔｏｃを選択することを特徴とする上記３２記載の方法。
【０５５１】
３４．  前記光学結合層全体の比抵抗ρｏｃ（Ω・ｃｍ）が、
０．５  ≦ρｏｃ
の関係を満たすようにすることを特徴とする上記２６〜３３のいずれかに記載の方法。
【０５５２】
３５．  前記光学結合層を、複数の層の積層構造として成膜することを特徴とする上記２６〜３４のいずれかに記載の方法。
【０５５３】
３６．  前記第三エッチング工程を、前記第二エッチング工程と同時にまたは別に行い、前記薄膜結晶層表面から前記光学結合層の界面まで、または前記光学結合層の一部までを除去するまでエッチングを行うことを特徴とする上記２６〜３５のいずれかに記載の方法。
【０５５４】
３７．  前記第三エッチング工程を、前記薄膜結晶層表面からバッファ層の一部を除去するまでエッチングを行うことを特徴とする上記２６〜３５のいずれかに記載の方法。
【０５５５】
３８．  前記第三エッチング工程において、少なくとも前記基板表面に達するまでエッチングを行うことを特徴とする上記２６〜３５のいずれかに記載の方法。
【０５５６】
３９．  前記第二および第三エッチング工程が、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＣＣｌ４およびそれらの２種以上の組み合わせからなる群より選ばれるガス種を用いたドライエッチング法で行われることを特徴とする上記２６〜３８のいずれかに記載の方法。
【０５５７】
４０．  エッチングマスクとして、パターニングされた金属フッ化物層を用いることを特徴とする上記３９記載の方法。
【０５５８】
４１．  前記金属フッ化物層が、ＳｒＦ２、ＡｌＦ３、ＭｇＦ２、ＢａＦ２、ＣａＦ２およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれることを特徴とする上記４０記載の方法。
【０５５９】
４２．  前記第二導電型側電極を形成する工程、前記第一エッチング工程および前記第一導電型側電極を形成する工程をこの順番に行い、前記第一導電型側電極を形成する工程の前に、さらに絶縁層を形成する工程を有することを特徴とする上記２６〜４１のいずれかに記載の方法。
【０５６０】
４３．  前記絶縁層を形成する工程が、第一〜第三エッチング工程の後に行われることを特徴とする上記４２記載の方法。
【０５６１】
４４．  前記第二導電型側電極を形成する工程、前記第一エッチング工程および前記第一導電型側電極を形成する工程をこの順番に行い、
前記第三エッチング工程では、表面から、前記光学結合層の少なくとも一部を除去するまで、または前記バッファ層の少なくとも一部を除去するまでの深さでエッチングを行って前記装置間分離溝を形成し、
さらに、第一〜第三エッチング工程の後であって、前記第一導電型側電極を形成する工程の前に、さらに絶縁層を形成する工程と、
前記装置間分離溝内で、溝底面に堆積した絶縁層の一部を除去し、スクライブ領域を形成する工程と
を有することを特徴とする上記２６〜３５のいずれかに記載の方法。
【０５６２】
４５．  前記第二導電型側電極を形成する工程、前記第一エッチング工程および前記第一導電型側電極を形成する工程をこの順番に行い、
前記第三エッチング工程では、表面から、前記光学結合層の少なくとも一部を除去するまで、前記バッファ層の少なくとも一部を除去するまで、または少なくとも前記基板に達するまでの深さでエッチングを行って前記装置間分離溝を形成し、
さらに、第一〜第三エッチング工程の後であって、前記第一導電型側電極を形成する工程の前に、さらに絶縁層を形成する工程と、
前記装置間分離溝内で、溝底面に堆積した絶縁層のすべてと、前記装置間分離溝の側壁に形成された絶縁層のうち、前記溝底面側の一部を除去する工程と
を有することを特徴とする上記２６〜３５のいずれかに記載の方法。
【０５６３】
４６．  前記第二、第三エッチング工程を同時に実施し、前記光学結合層の界面まで、または、光学結合層の一部を除去するまでエッチングを行って前記装置間分離溝を形成することを特徴とする上記４４記載の方法。
【０５６４】
４７．  前記第二、第三エッチング工程を同時に実施し、前記光学結合層の界面まで、または、光学結合層の一部を除去するまでエッチングを行って前記装置間分離溝を形成することを特徴とする上記４５記載の方法。
【０５６５】
４８．  前記の基板を除去する工程を、前記基板に対しては透明であって、前記バッファ層に対しては吸収される波長の光を前記基板側から照射して、前記バッファ層の一部を分解して、前記基板と前記バッファ層の界面での剥離を生じさせることで行うことを特徴とする上記２６〜４７のいずれかに記載の方法。
【０５６６】
４９．  前記第一導電型側電極および第二導電型側電極と前記支持体上の金属面との接合を、金属ハンダで行うことを特徴とする上記２７記載の方法。
【０５６７】
５０．  前記支持体の母材が、金属、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ、ガラス、ＳｉＣ、ダイヤモンド、ＢＮおよびＣｕＷからなる群より選ばれることを特徴とする上記２７または４９記載の方法。
【０５６８】
５１．  前記基板が、サファイア、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＬｉＧａＯ２、ＺｎＯ、ＳｃＡｌＭｇＯ４、ＮｄＧａＯ３およびＭｇＯからなる群より選ばれることを特徴とする上記２６〜５０のいずれかに記載の方法。
【０５６９】
タイプＤの形態によれば、大面積の面光源的発光が可能な集積型の化合物半導体発光装置であって、発光強度の面内均一性がすぐれた装置を提供することができる。また、発光ユニット毎に、発光強度が多少ともばらついた劣化を示したとしても、高い面内均一性が確保され、かつ高い面内均一性を確保し続けることができる装置を提供することができる。
【０５７０】
特に、発光装置の面積が数ｃｍ２を越える場合であっても、発光強度の均一性の比較的高い、面的な青色または紫外発光が実現可能である。また、本形態は、ｐ側、ｎ側いずれの電極も第１の光取り出し方向側とは反対側に配置されるフリップチップ型発光素子に関するものであって、電流導入に金属ワイヤー等を用いることなく、金属配線のある放熱性に富むサブマウントなどにｐ側、ｎ側電極をハンダ等で融着し、素子を搭載できるために、十分な放熱性と高い光取出し効率を確保することができる。
【０５７１】
タイプＤの形態では、発光ユニット同士は、電気的には分離されていながら、光学的には光学結合層により結合しているため、ある発光ユニットの量子井戸層にて発光した光が、他の発光ユニット部分にも分布する。そのため、従来の構成では輝度が低下する発光ユニット間からも、本形態の発光装置では光が放射されてくるため、比較的均一性の高い面発光が得られる。また、発光ユニット間で発光強度のばらつきがある場合でも、あるいは多少ともばらつきのある劣化を示したとしても、光学結合層の存在により、面内発光強度の均一性が高い。さらに、仮に１つの発光ユニットに不良が生じて点灯しなくなった場合でも、不良発光ユニットの直上において、ある程度の発光強度が確保されるため、面均一性が良好である。
【０５７２】
また、タイプＤの形態では第１の光取り出し方向側に基板が存在しないため、以下のような利点を併せ持つことが出来る。たとえばＣ＋サファイア基板上に一般的なＭＯＣＶＤ法で形成された、ＧａＮ系材料、ＩｎＧａＮ系材料、ＡｌＧａＮ系材料、ＩｎＡｌＧａＮ系材料、ＩｎＡｌＧａＢＮ形材料などの材料で構成された半導体発光素子であれば、これら材料のサファイア基板面側は窒素面となり、これら材料の成長方向はＧａ面となるのが普通である。ここで、一般的にＧａ面はケミカルエッチング等のしにくい面であって、光取り出し効率を向上させるための粗面化などは実施しにくいが、窒素面は比較的容易にケミカルエッチングが可能であって、これによって粗面化などが可能である。これに対して、基板が存在する場合、代表的なサファイア等の基板ではケミカルエッチングがほとんど不可能である。従って、タイプＤの形態では、サファイア基板等を剥離し、その後に露出した窒素面をケミカルエッチングすることで、容易に粗面化が可能になり、その結果、発光装置の発光効率等を容易に向上することができる。
【０５７３】
また、タイプＤの形態における発光装置は、電気的に結合している発光ポイントのみの集積ではなく、電気的には分離された発光ユニットの中に適切な数の発光ポイントを有する点に特徴がある。すなわち、発光装置全体が電気的に結合している発光ポイントのみによって形成されている場合には、１つの発光ポイントの劣化は、装置全体の電流注入経路を変化させ、発光装置全体の発光強度の均一性などにその影響が出てしまう。しかし、１つの発光ユニット内に適切な数の複数の発光ポイントを有する際には、その劣化の電気的影響は、当該発光ユニット内に限定される。さらに発光ユニット間は前述のとおり光学的に結合しているため、１つの発光ポイントの劣化、すなわちその発光ポイントを含むある発光ユニットの劣化は、電気的な影響をうけない周辺の発光ユニットによって光学的に補償されやすいため、望ましい。
【０５７４】
以下、タイプＤの形態による発光装置およびその製造方法をさらに詳細に説明する。
【０５７５】
図４−１に、タイプＤの形態の集積型化合物半導体発光装置（以下、単に発光装置という）の１例を示す。また、図４−１の発光装置の構造を詳細に説明するために、作製途中の形状を示す図４−２も参照しながら説明する。ここでは、図４−１、図４−２に示すように、１つの発光ユニット１１の中に３つの発光ポイント１７が存在し、４つの発光ユニット１１によって１つの発光装置１０を構成する例を示している。しかし、１つの発光ユニット１１の中に存在する発光ポイントの個数および発光ユニット１１の集積の個数は特に限定はなく、提供される一つの基板内で適宜個数を設定可能である。発光ユニットの集積の個数は、例えば２個でもよく、また、５００個を越える個数を集積してもかまわない。発光装置１０における発光ユニット１１の好ましい数は、トータルの発光ポイント１７の数で２５〜１００００個であり、また発光ユニット１１が２次元的に配列されていることも好ましい。また、一つの発光ユニット内に存在する発光ポイントの数にも特に限定はなく、例えば２個でもよく、また、５００個を越える個数を集積してもかまわない。ここで、好ましくは５〜１００個であり、さらに好ましくは１０個〜５０個であり、２次元的に配列されていることも好ましい。
【０５７６】
タイプＤの形態において、１つの発光ユニットは、図に示すように、少なくとも、第一導電型クラッド層２４を含む第一導電型半導体層、第二導電型クラッド層２６を含む第二導電型半導体層、および前記第一および第二導電型半導体層の間に挟まれた活性層構造２５を有する化合物半導体薄膜結晶層、第二導電型側電極２７、並びに第一導電型側電極２８を有する。図のように発光ユニット間分離溝１２は、集積型化合物半導体発光装置１０内の発光ユニット１１を区画しているが、光学結合層２３は、発光ユニット間に共通して設けられている。さらに、製造過程において、基板２１に最初に成膜されるバッファ層２２も発光ユニット間に共通している。
【０５７７】
この例では、第二導電型クラッド層２６の表面の一部に、第二導電型側電極２７が配置され、第二導電型クラッド層２６と第二導電型側電極２７の接触している部分が第二電流注入領域３５となっている。また、第二導電型クラッド層、活性層構造の一部、第一導電型クラッド層の一部が除去された構成となっており、除去した箇所に露出する第一導電型クラッド層２４に接して、第一導電型側電極２８が配置されることで、第二導電型側電極２７と第一導電型側電極２８が、基板に対して同じ側に配置されるように構成されている。その際、タイプＤの形態では、１つの発光ユニットの中で、活性層構造２５および第二導電型半導体層（第二導電型クラッド層２６を含む）は分断されて、それぞれ独立して発光できる発光ポイント１７を構成しており、第一導電型半導体層は発光ユニット中で共通して存在する。第二導電型側電極２７は、発光ポイント１７に１個づつ設けられている。また、第一導電型側電極２８は、１つの発光ユニットの中に少なくとも１つが存在すればよいが、発光ポイントの数に対応して設けてもよい。また、第一導電型側電極２８の数は、１つの発光ユニット内の発光ポイントよりも多く存在してもかまわない。しかし、本発明においては、特にこのましく実施される第二導電型側電極がｐ型電極である場合に、第二導電型側電極の数または面積が、第一導電型側電極の数または面積よりも、多いかまたは広いことが望ましい。これは、１つの発光ユニットの中で、実質的な発光に寄与する部分が第二導電型側電極の下（あるいは見方によっては上）に存在する活性層構造内の量子井戸層だからである。従って、１つの発光ユニット内における第二導電型側電極の数または面積が、第一導電型側電極の数または面積よりも、相対的に多いかまたは広いほうが好ましい。また、後述する電流注入領域での関係では、第二電流注入領域の数または面積が、第一電流注入領域の数または面積よりも多いかまたは広いことが望ましい。また、電極の関係、電流注入領域の関係のいずれも上記を満たすことが最も望ましい。
【０５７８】
タイプＤの形態では、発光ポイント１７は、発光ユニット１１内で第一導電型半導体層で電気的に導通しており、発光ユニット１１は、互いに発光ユニット間分離溝１２により電気的には分離されている。即ち、発光ユニット間分離溝１２は、薄膜結晶層中の導電性の高い層を分断しており、発光ユニット間で実質的な電気的結合はない。
【０５７９】
一方、本形態では、光学結合層２３が、発光ユニット間に共通して存在し、発光ユニットが光学的には結合した状況をつくっている。即ち、ある一つの発光ユニットから放射された光は、光学結合層での適度な伝播と放射（リーク）によって、他のユニット部分にも到達し、一つの発光ユニット部分のみに局在することなく、他の発光ユニット部分にも到達する。このためには、発光ユニット間分離溝１２は、光学結合層の界面まで達しているか、または図４−１に示すように光学結合層が分断されない状態でその中まで達していることが必要である。そして、詳細は後述するが、光学結合層は実質的に絶縁性であり、また層内での適度な導波機能を実現するために、相対的に屈折率が高い材料で構成される。
【０５８０】
また、タイプＤの形態では、発光ユニット間分離溝の幅が、好ましくは２〜３００μｍ、さらに好ましくは５〜５０μｍ、最も好ましくは８〜１５μｍである。発光ユニット間分離溝の幅が短いと、光学結合層と共に、面発光の均一性が向上する。
【０５８１】
図４−２には、中央の発光装置１０に隣接する別の発光装置も一部図示されている。製造過程ではこのように、同一基板２１上に、それぞれの発光装置１０が、装置間分離溝１３によって分離されて形成される。図４−1に示す完成した発光装置は、図４−２の中の１つの発光装置１０を、支持体４０上の金属面４１に、金属ハンダ４２を介して第二導電型側電極２７および第一導電型側電極２８をそれぞれ接続した構造に相当する。製造方法の１例は、後述する。
【０５８２】
装置間分離溝１３は、図４−２の例では、基板に達するまで薄膜結晶層を除去して形成されており、好ましい形態の１つである。一方、装置間分離溝が、光学結合層とバッファ層を合わせた層の途中まで形成されている形態も好ましい。これらの場合のいずれも、光学結合層よりも活性層構造側にある導電性の高い層の側壁に絶縁層を容易に形成できる。
【０５８３】
タイプＤの形態の発光装置では、絶縁層３０は、薄膜結晶層２２〜２６の表面、側壁等を含んだ露出部分の大部分を覆っているが、図４−１の発光装置の側壁部分、即ち発光装置が分離されていない図４−２の状態における装置間分離溝１３中の絶縁層形状は、いくつかの形態が可能である。いずれの形態においても、絶縁層は基板に接触せず、発光装置を分離する前に、発光装置を区画する装置間分離溝１３中に、絶縁層が存在しない部分が存在することが好ましい。そして、絶縁膜が存在しない部分から、発光装置間が分離されることが好ましい。その結果、タイプＤの形態の発光装置の好ましい形状では、側壁を覆う絶縁層は、バッファ層の第１の光取り出し方向側の界面まで達していない。絶縁層の好ましい形態の具体例を次に示す。
【０５８４】
タイプＤの１形態においては、図４−２に示すように、絶縁層３０が装置間分離溝１３の溝内の表面の全てを覆うのではなく、絶縁層３０が基板面（即ち、溝底面）と基板に近接する溝側壁部分で形成されていない絶縁層非形成部分１５が存在する。この構造では、基板２１に付着している絶縁層３０がないので、基板２１を例えば剥離により除去するときに、絶縁層の剥がれ等が生じる可能性がないので最も好ましい。得られる発光装置では、図４−１のＢ部分に示すように、絶縁層３０が基板面まで達していない絶縁層非形成部分１５が存在する。この形状ができている装置では、絶縁層の剥がれがないことが保証される結果、仮にハンダの回り込みがあっても、発光装置の機能が損なわれることがなく信頼性の高い装置となる。
【０５８５】
この図４−１では、バッファ層２２の壁面の全部と光学結合層２３の壁面の一部までが露出しているが、光学結合層の側壁が覆われ、バッファ層の側壁の一部が露出していてもよい（図４−１１参照）。露出している部分は、ドーピングされていないアンドープ層であることが好ましい。露出しているのが絶縁性の高い材料であれば、信頼性の高い装置となる。
【０５８６】
また、装置間分離溝が、光学結合層とバッファ層を合わせた層の途中まで形成されている場合には、次のような形状の発光装置が得られる。まず、装置間分離溝が、光学結合層２３の途中まで形成される場合には、例えば図４−１３および図４−１４に示すように、発光装置端まで光学結合層２３とバッファ層２２が存在し、バッファ層の壁面はすべて露出し、光学結合層には、装置間分離溝の底面に基づく段差が存在しており、光学結合層の側壁は、バッファ層の側壁と一致して絶縁層で覆われていない部分と、発光装置端から内側に入った側壁部分（装置間分離溝の側壁）とを有する。絶縁層３０は、図４−１３の例では、図４−１３中にＣ部分で示すように、光学結合層２３の端から離れた溝底面の位置から、分離溝底面部分と、分離溝の側壁部分とを被覆している。この形態は、図４−２において、装置間分離溝を光学結合層２３の途中で止め、光学結合層の溝底面に堆積した絶縁層の一部を除去してスクライブ領域を形成し、スクライブ領域から装置を分離した形状に対応する。また、図４−１４の例は、図４−１および図４−２において、装置間分離溝を光学結合層２３の途中で止めた形態に対応し、図４−１４のＤ部分に示すように、発光装置端から内側に入った側壁部分（装置間分離溝の側壁）のうち、第１の光取り出し方向側に絶縁層で覆われていない部分が存在する。
【０５８７】
次に、装置間分離溝が、バッファ層２２の途中まで形成される場合には、例えば図４−１５および図４−１６に示すように、発光装置端までバッファ層２２が存在し、バッファ層には、装置間分離溝の底面に基づく段差が存在しており、バッファ層の側壁は、絶縁層で覆われていない部分（装置端部分）と、発光装置端から内側に入った側壁部分（装置間分離溝の側壁）とを有する。絶縁層３０は、図４−１５の例では、図４−１５中にＥ部分で示すように、バッファ層２２の端から離れた溝底面の位置から、分離溝底面部分と、分離溝の側壁部分とを被覆し、さらに光学結合層２３の側壁（装置間分離溝の側壁）を覆っている。この形態は、図４−２において、装置間分離溝をバッファ層２２の途中で止め、バッファ層の溝底面に堆積した絶縁層の一部を除去してスクライブ領域を形成し、スクライブ領域から装置を分離した形状に対応する。また、図４−１６の例は、図４−１および図４−２において、装置間分離溝をバッファ層２２の途中で止めた形態に対応し、図４−１６のＦ部分に示すように、発光装置端から内側に入った側壁部分（装置間分離溝の側壁）のうち、第１の光取り出し方向側に絶縁層で覆われていない部分が存在する。
【０５８８】
これらの例のように、装置間分離溝が、光学結合層とバッファ層を合わせた層の途中まで形成されている場合にも、側壁を覆う絶縁層が、発光装置の端まで達していない形状ができている装置は、絶縁層の剥がれがないことが保証され、また露出している層を絶縁性の高い材料で構成することにより、図４−１の形態の発光装置と同じく信頼性の高い装置となる。
【０５８９】
さらに、本発明の発光装置では、絶縁層３０が図４−1のように、第一導電型側電極２８の第１の光取り出し方向側の一部に接していること、即ち、第一導電型側電極２８と第一導電型半導体層（図では第一導電型クラッド層２４）とのコンタクト部分の周囲に絶縁層が介在している部分があること、および第二導電型側電極２７の第１の光取り出し方向と反対側の一部を覆っていること、即ち、第二導電型側電極２７と第二導電型半導体層（図では第二導電型クラッド層２６）の間には絶縁層が存在せずに第二導電型側電極２７の周囲に被覆している部分があることが好ましい。この形態は、第二導電型側電極２７が形成された後に絶縁層３０が形成され、絶縁層３０が形成された後に第一導電型側電極２８が形成されたことを意味する。このような順序による製造方法は、後述するが、第二導電型クラッド層２６等の第二導電型半導体層にダメージが少なく、また第一導電型側電極のダメージが少ないために、高効率の発光装置が得られる。即ち、このような構造を有する発光装置は、高効率を示すことを意味する。
【０５９０】
さらに、第二導電型側電極２７の大きさは、第二電流注入領域３５と同じであるが、第二導電型側電極の露出面３７（第二導電型側電極露出部分）は、第二電流注入領域３５の大きさよりも小さいことが好ましい。さらに、第一導電型クラッド層２４の表面を覆う絶縁層３０の一部に、第一導電型側電極２８が第一導電型クラッド層２４と接触するための開口が設けられ、それが、第一電流注入領域３６となる。第一導電型側電極２８の面積を、第一電流注入領域よりも大きくすることが好ましい。
【０５９１】
また、第二導電型側電極と第一導電型側電極は、空間的に重なりを有さないことも望ましい。
【０５９２】
以下に、装置を構成する各部材と構造についてさらに詳細に説明する。
【０５９３】
＜基板＞
タイプＤの形態における基板は、タイプＣの形態と同様の構成を採用することができる。
【０５９４】
＜バッファ層＞
タイプＤの形態におけるバッファ層は、タイプＣの形態と同様の構成を採用することができる。
【０５９５】
＜光学結合層＞
タイプＤの形態における光学結合層は、タイプＣの形態と同様の構成を採用することができる。
【０５９６】
＜第一導電型半導体層および第一導電型クラッド層＞
タイプＤの形態における第一導電型半導体層および第一導電型クラッド層は、タイプＣの形態と同様の構成を採用することができる。
【０５９７】
＜活性層構造＞
タイプＤの形態における活性層構造は、タイプＣの形態と同様の構成を採用することができる。
【０５９８】
＜第二導電型半導体層および第二導電型クラッド層＞
タイプＤの形態における第二導電型半導体層および第二導電型クラッド層は、タイプＣの形態と同様の構成を採用することができる。
【０５９９】
＜第二導電型側電極＞
タイプＤの形態における第二導電型側電極は、タイプＣの形態と同様の構成を採用することができる。
【０６００】
＜第一導電型側電極＞
タイプＤの形態における第一導電型側電極は、タイプＣの形態と同様の構成を採用することができる。
【０６０１】
＜絶縁層＞
タイプＤの形態における絶縁層は、タイプＣの形態と同様の構成を採用することができる。
【０６０２】
＜支持体＞
タイプＤの形態における支持体は、タイプＣの形態と同様の構成を採用することができる。
【０６０３】
〔タイプＤの形態の発光装置の製造方法〕
次に、タイプＤの形態の集積型化合物半導体発光装置の製造方法について説明する。
【０６０４】
タイプＤの形態の発光装置の製造方法の１例では、図４−４に示すように、まず基板２１を用意し、その表面にバッファ層２２、光学結合層２３、第一導電型クラッド層２４、活性層構造２５および第二導電型クラッド層２６を薄膜結晶成長により順次成膜する。これらの薄膜結晶層の形成には、ＭＯＣＶＤ法が望ましく用いられる。しかし、ＭＢＥ法、ＰＬＤ法なども全部の薄膜結晶層、あるいは一部の薄膜結晶層を形成するために用いることが可能である。これらの層構成は、素子の目的等に合わせて適宜変更が可能である。また、薄膜結晶層の形成後には、各種の処理を実施してもかまわない。なお、本明細書では、薄膜結晶層の成長後の熱処理等も含めて、「薄膜結晶成長」と記載している。
【０６０５】
薄膜結晶層成長の後、図４−１、図４−２に示された形状を実現するためには、図４−４に示すように、第二導電型側電極２７を形成することが好ましい。即ち、予定されている第二電流注入領域３５に対する第二導電型側電極２７の形成が、絶縁層３０の形成よりも、また、第一電流注入領域３６の形成よりも、さらには、第一導電型側電極２８の形成よりも、早く実施されることが望ましい。これは、望ましい形態として第二導電型がｐ型である場合において、表面に露出しているｐ型クラッド層の表面に対して各種プロセスを経た後にｐ側電極を形成すると、ＧａＮ系材料では比較的活性化率の劣るｐ−ＧａＮクラッド層中の正孔濃度をプロセスダメージによって低下させてしまうからである。たとえばｐ−ＣＶＤによる絶縁層の形成工程を第二導電型側電極の形成より前に実施すれば、その表面にプラズマダメージが残存してしまう。このため、タイプＤの形態では薄膜結晶成長の後には第二導電型側電極の形成が他のプロセス工程（たとえば後述する第一エッチング工程、第二エッチング工程、第三エッチング工程、あるいは絶縁層形成工程、第二導電型側電極露出部分形成工程、第一電流注入領域形成工程や第一導電型側電極形成工程など）よりも先に実施されることが望ましい。
【０６０６】
また、タイプＤの形態においては、第二導電型がｐ型である場合には、前述のとおり、第二導電型側電極の表面がＡｕである場合が代表的な例として想定されるが、露出面がＡｕなどの比較的安定な金属である場合には、その後のプロセスを経ても、プロセスダメージを受ける可能性が低い。この観点からもタイプＤの形態では薄膜結晶成長の後には第二導電型側電極の形成が他のプロセス工程よりも先に実施されることが望ましい。
【０６０７】
なお、タイプＤの形態では、第二導電型側電極が形成される層が、第二導電型コンタクト層である場合にも同様に、第二導電型半導体層に対してのプロセスダメージを低減することができる。
【０６０８】
第二導電型側電極２７の形成には、スパッタ、真空蒸着等種々の成膜技術を適応可能であり、所望の形状とするためには、フォトリソグラフィー技術を用いたリフトオフ法や、メタルマスク等を用いた場所選択的な蒸着等を適宜使用可能である。
【０６０９】
第二導電型側電極２７を形成した後、図４−５に示すように、第一導電型クラッド層２４の一部を露出させる。この工程は、第二導電型クラッド層２６、活性層構造２５、さらには第一導電型クラッド層２４の一部をエッチングにより除去することが好ましい（第一エッチング工程）。この工程で、第二導電型半導体層（第二導電型クラッド層２６）および活性層構造２５が分断されて、活性層構造２５、第二導電型半導体層（第二導電型クラッド層２６）および第二導電型側電極２７を有する独立した発光ポイント１７の形状が形成される。第一エッチング工程においては、後述する第一導電型側電極が第一導電型のキャリアを注入する半導体層を露出することも目的であるので、薄膜結晶層に他の層、たとえば、クラッド層が２層からなる場合や、あるいはコンタクト層がある場合には、その層を含んでエッチングしてもかまわない。
【０６１０】
第一エッチング工程では、エッチング精度があまり要求されないので、ＳｉＮｘのような窒化物やＳｉＯｘ等の酸化物をエッチングマスクとしてＣｌ２等を用いたプラズマエッチング法による公知のドライエッチングを使用することができる。しかし、後述する第二エッチング工程、第三エッチング工程で詳細に説明するような金属フッ化物マスクを用いたドライエッチングを実施することも望ましい。特に好ましくは、ＳｒＦ２、ＡｌＦ３、ＭｇＦ２、ＢａＦ２、ＣａＦ２およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる金属フッ化物層を含むエッチングマスクを用いて、Ｃｌ２、ＳｉＣｌ４、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４等のガスを用いたプラズマ励起ドライエッチングによりエッチングを行うことが好ましい。さらに、ドライエッチングの方法としては、高密度プラズマを生成可能なＩＣＰ型のドライエッチングが最適である。
【０６１１】
ここで第二導電型側電極２７はプラズマＣＶＤ等によって形成されるＳｉＮｘマスクの形成履歴、あるいは第一エッチング工程後に実施される該ＳｉＮｘマスク除去工程を履歴するが、Ａｕなどの安定な金属が表面に形成されている場合には、第二導電型側電極が受けるプロセスダメージは少なくなる。
【０６１２】
次に図４−６に示すように、発光ユニット間分離溝１２を、第二エッチング工程により形成する。第二エッチング工程は、第一エッチング工程と比較して、さらに深くＧａＮ系材料をエッチングすることが必要となる。一般に、第一エッチング工程によってエッチングされる層の総和は、０．５μｍ程度が普通であるが、第二エッチング工程においては、第一導電型クラッド層２４のすべてと、光学結合層２３の一部までをエッチングすることが必要なことから、１μｍ以上となることが多く、例えば１〜５μｍの範囲、または３μ以上の範囲、例えば３〜７μｍの範囲となることがある。場合によっては、３〜１０μｍの範囲、さらには１０μｍを越えることもある。
【０６１３】
一般に、金属マスク、ＳｉＮｘ等の窒化物マスク、ＳｉＯｘ等の酸化物マスク等は、Ｃｌ２系プラズマに対するエッチング耐性を示すＧａＮ系材料に対する選択比は５程度であって、膜厚の厚いＧａＮ系材料をエッチングする必要のある第二エッチング工程を実施するには、比較的厚めのＳｉＮｘ膜が必要となってしまう。たとえば第二ドライエッチング工程で４μｍのＧａＮ系材料をエッチングする最には、０．８μｍを越えるＳｉＮｘマスクが必要となってしまう。しかし、この程度の厚みのＳｉＮｘマスクになると、ドライエッチング実施中にＳｉＮｘマスクもエッチングされてしまい、その縦方向の厚みのみではなく水平方向の形状も変ってしまい、所望のＧａＮ系材料部分のみを選択的にエッチングすることができなくなってしまう。
【０６１４】
そこで、第二エッチング工程において発光ユニット間分離溝を形成する際には、金属フッ化物層を含むマスクを用いたドライエッチングが好ましい。金属フッ化物層を構成する材料は、ドライエッチング耐性とウェットエッチング性のバランスを考慮すると、ＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＳｒＦ２、ＢａＦ２、ＡｌＦ３が好ましく、この中でもＳｒＦ２が最も好ましい。
【０６１５】
金属フッ化物膜は、第一、第二、第三エッチング工程で行うドライエッチングに対しては十分な耐性があり、一方でパターニングのためのエッチング（好ましくはウェットエッチング）に対しては、容易にエッチング可能でかつパターニング形状、特に側壁部分の直線性の良いものが求められる。金属フッ化物層の成膜温度を１５０℃以上にすることで、下地との密着性に優れ、緻密な膜が形成され、同時にエッチングによってパターニングした後に、マスク側壁の直線性にも優れている。成膜温度は、好ましくは２５０℃以上、さらに好ましくは３００℃以上、最も好ましくは３５０℃以上である。特に３５０℃以上で成膜された金属フッ化物層は、あらゆる下地との密着性に優れ、かつ、緻密な膜となり、高いドライエッチング耐性を示しつつ、パターニング形状についても、側壁部分の直線性に非常に優れ、開口部の幅の制御性も確保されるようになり、エッチングマスクとして最も好ましい。
【０６１６】
このように、下地との密着性に優れ、かつ、緻密な膜となり、高いドライエッチング耐性を示しつつ、パターニング形状についても、側壁部分の直線性と開口部の幅の制御性に非常に優れたエッチングマスクとするためには、高温で成膜することが好ましいが、一方、成膜温度が高すぎると、金属フッ化物をパターニングする際に好ましく実施される塩酸等に対するウェットエッチングに対する耐性が必要以上になり、その除去が容易でなくなる。特に、後述するようにＳｒＦ２等のマスクは半導体層のドライエッチング時に塩素等のプラズマにさらされると、その後に実施するマスク層の除去時のエッチングレートが、塩素等のプラズマにさらされる前に比較して低下する傾向を有している。このため、金属フッ化物の過剰な高温での成膜はそのパターニングと最終除去の観点から好ましくない。
【０６１７】
まず半導体層のドライエッチング時のプラズマにさらされる前の金属フッ化物にあっては、低温成膜した層ほど塩酸等のエッチャントに対するエッチングレートが大きくエッチングが速く進行し、成膜温度を高くするほどエッチングレートが低下し、エッチングの進行が遅くなる。成膜温度が３００℃以上になると、成膜温度が２５０℃程度の膜よりエッチングレートの低下が目立ってくるが、３５０℃から４５０℃程度では、非常に都合の良いエッチング速度の範囲にある。しかし、成膜温度が４８０℃を超えるとエッチング速度の絶対値が必要以上に小さくなり、当該金属フッ化物のパターニングに過剰な時間を費やすこととなり、また、レジストマスク層等が剥離しない条件でのパターニングが困難になる事もある。さらに、半導体層のドライエッチング時のプラズマにさらされた後の金属フッ化物にあっては、除去時の塩酸等に対するウエットエッチングレートは低下する性質があり、過剰な高温成長は金属フッ化物の除去を困難にしてしまう。
【０６１８】
このような観点から、金属フッ化物層の成膜温度は、好ましくは４８０℃以下であり、さらに好ましくは４７０℃以下、特に好ましくは４６０℃以下である。
【０６１９】
このようなことに配慮してパターニングされたマスク（金属フッ化物層が表面層になるようにＳｉＮｘ，ＳｉＯ２などと積層されていてよい）を用いて、ドライエッチングを行う。ドライエッチングのガス種としては、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＣＣｌ４およびこれらの組み合わせから選ばれるものが望ましい。ドライエッチングの際に、ＳｒＦ２マスクのＧａＮ系材料に対する選択比は１００を越えるため、厚膜ＧａＮ系材料のエッチングが容易に、かつ、高精度に行うことができる。さらに、ドライエッチングの方法としては、高密度プラズマを生成可能なＩＣＰ型のドライエッチングが最適である。
【０６２０】
エッチング後に、不要となった金属フッ化物層のマスクを、塩酸等のエッチャントで除去する際に、金属フッ化物マスクの下に酸に弱い材料が存在する場合、例えば電極材料が酸に弱い場合には、金属フッ化物層が表面層になるようにしてＳｉＮｘ、ＳｉＯ２などとの積層マスクとしてもよい。この場合、ＳｉＮｘ、ＳｉＯ２等は、金属フッ化物マスク層の下部の全体に存在していてもよいし、または例えば図４−１７に示すように、ＳｉＮｘ、ＳｉＯ２等マスク５１は、金属フッ化物マスク層５２の下部の全体に存在していなくても、少なくとも酸に弱い材料上に形成されていればよい。
【０６２１】
このような第二エッチング工程により、図４−６に示すように、発光ユニット間分離溝が形成される。
【０６２２】
次に、図４−７に示すように、装置間分離溝１３を、第三エッチング工程により形成する。第三エッチング工程では、エッチングすべきＧａＮ系材料の厚みは、バッファ層、光学結合層をすべてエッチングすることが必要なことから、第二エッチング工程と比較しても、極めて深く、５〜１０μｍとなることがあり、また１０μｍを超えることもある。そのため、第二エッチング工程で説明したと同様に、金属フッ化物層を含むマスクを用いたドライエッチングが好ましい。その好ましい条件等（積層マスク等も含む）は、第二エッチング工程について説明したとおりである。
【０６２３】
装置間分離溝は、少なくとも第一導電型クラッド層を分断して形成されていることが必要である。タイプＤの好ましい形態の１つでは、図４−７に示すように、装置間分離溝１３が基板２１に到達するように形成される。この場合には、装置の分離が容易である。また、基板の一部までをエッチングして装置間分離溝を形成してもよい。
【０６２４】
一方、装置間分離溝が、基板に達していない形態も好ましい形態である。例えば、装置間分離溝が、光学結合層とバッファ層を合わせた層の途中まで形成されていれば、第一導電型クラッド層の側壁に絶縁層を形成することができて、ハンダ等の回りこみに対して絶縁性を保つことができる（発光装置完成後の形態は、図４−１３〜図４−１６を参照。）。この場合、絶縁層で被覆されずに側壁から露出する層は、高い絶縁性を有することが好ましい。装置間分離溝を、光学結合層の途中まで形成する形態では、第二エッチング工程と第三エッチング工程を同時実施すること可能になるので、工程を簡略化できる利点がある。
【０６２５】
なお、第一エッチング工程と第二エッチング工程、第三エッチング工程は、いずれの工程を先に実施しても、後に実施してもかまわない。また、プロセスを簡略にするため、第一エッチング工程を先に実施し、その際のエッチングマスクを除去しないで、第二エッチングおよび／または第三エッチング工程を実施することも好ましい。図４−１７（工程途中の表面のみを示した。）に示すように、まずＳｉＮｘ、ＳｉＯ２等の酸に強い材料（好ましくはＳｉＮｘ）により第一エッチングマスク５１を形成し、第一導電型クラッド層２４が現れるようにエッチングし、マスク５１を除去しないで、金属フッ化物層による第二および／または第三エッチングマスク５２を形成する。そして、第二および／または第三エッチング工程を実施した後、マスク５２を酸により除去し、その後、マスク５１を適宜除去することが好ましい。第一エッチングマスク５１は、第二エッチング工程と第三エッチング工程が別々に実施される場合にも、両方のエッチングが終了するまで存在させることもできる。
【０６２６】
形成される装置間分離溝間の最も狭い部分の幅を２ＬＷＳＰＴ１とすると、ＬＷＳＰＴ１はブレーキングによって素子分離を行う際には、２０μｍ以上、例えば３０μｍ以上であることが望ましい。また、ダイシング等によって実施する際には、ＬＷＳＰＴ１は３００μｍ以上であることが望ましい。また、大きすぎても無駄であるので、ＬＷＳＰＴ１は通常は２０００μｍ以下である。これは、素子作製プロセスのマージンと、さらには、スクライブ領域の確保のために必要であるからである。
【０６２７】
第三エッチング工程の後には、図４−８に示すように、絶縁層３０を形成する。絶縁層は、電気的に絶縁が確保できる材料であれば、適宜選択することができ、詳細は前述のとおりである。成膜方法は、プラズマＣＶＤ法等の公知の方法を用いればよい。
【０６２８】
次に、図４−９に示すように、絶縁層３０の所定部分を除去し、第二導電型側電極２７上で絶縁層が除去された第二導電型側電極露出部分３７、第一導電型クラッド層上で絶縁層が除去された第一電流注入領域３６、装置間分離溝１３内で基板面と側壁から絶縁層が除去された絶縁層非形成部分１５を形成する。第二導電型側電極２７上の絶縁層３０の除去は、第二導電型側電極の周辺部分が絶縁層によって覆われているように実施することが望ましい。すなわち第二導電型側電極露出部分の表面積は第二電流注入領域の面積よりも小さいことが望ましい。ここで、素子作製プロセス、特にフォトリソグラフィー工程のマージン、あるいは、ハンダ材による意図しない短絡等の発生を防止するためには、第二導電型側電極の周辺から絶縁層で覆われている幅の中で、最も狭い部分の幅をＬ２Ｗとすると、Ｌ２Ｗは１５μｍ以上であることが好ましい。さらに好ましくは３０μｍ以上、特に好ましくは１００μｍ以上である。絶縁層によって第二導電型側電極の面積の多くが覆われることによって、特に、金属ハンダ材によるたとえば第一導電型側電極等の他の部分との意図しない短絡を低減することができる。また、Ｌ２ｗは、通常２０００μｍ以下であり、好ましくは７５０μｍ以下である。
【０６２９】
絶縁層の除去は、選択された材質によってドライエッチング、ウェットエッチング等のエッチング手法が選択可能である。たとえば、絶縁層がＳｉＮｘ単層である場合には、ＳＦ６等のガスを用いたドライエッチングも、あるいはフッ酸系のエッチャントを用いたウェットエッチングも可能である。また、絶縁層がＳｉＯｘとＴｉＯｘからなる誘電体多層膜である場合には、Ａｒイオンミリングによって所望の部分の多層膜を除去することも可能である。
【０６３０】
また、第二導電型側電極露出部分３７、第一電流注入領域３６、および絶縁層非形成部分１５の形成は、別々に行ってもよいが、通常は同時にエッチングで形成する。
【０６３１】
尚、絶縁層非形成部分１５を設ける。この溝側壁の絶縁層の一部の同時除去は、たとえば、以下の様なプロセスで形成が可能である。装置間分離溝１３の面積とほぼ同等か少し小さめの開口を有するレジストマスクをフォトリソグラフィーによって形成し、次に、絶縁層をエッチング可能なエッチャントを用いてウェットエッチングを実施すると、装置間分離溝内の基板面上の絶縁層の除去が進む。その後、さらに長時間エッチングを継続するとサイドエッチングが起こり、溝側壁の基板側を覆っていた絶縁層がウエットエッチャントで除去され、図４−９に示したように装置間分離溝の基板側に絶縁層が存在しない形状が得られる。このように絶縁層を除去する場合においては、絶縁層が存在しない薄膜結晶層の側壁は、アンドープ層の側壁であることが望ましい。これは、フリップチップマウントを実施する際に、万が一、支持体との接合用ハンダ等が側壁に付着しても、意図しない電気的短絡が発生しないためである。このような絶縁層の除去形状は、特に発光装置の製造工程中に、基板を除去する際には、これに付随して絶縁層の剥離など意図しない不具合が発生しないため、望ましい形状である。尚、装置間分離溝が、光学結合層とバッファ層を合わせた層の途中まで形成される場合にも、発光装置端から内側に入った側壁部分（装置間分離溝の側壁）のうち、第１の光取り出し方向側に絶縁層で覆われていない部分が存在する形態（例えば図４−１４、図４−１６の構造を作製する場合）では、上記のプロセスで絶縁膜を堆積するときに、基板面でなく溝底面に堆積される点が異なるが、同一のプロセスを採用することができる。また、絶縁層が、分離溝底面の一部と分離溝の側壁部分とを被覆する形態（例えば図４−１３、図４−１５の構造を作製する場合）には、上記のプロセスで、予定した形状に適したフォトリソグラフィによって、適切なエッチングマスク形状を準備し、かつ、サイドエッチングを行わずに、溝底面に堆積した絶縁層の一部を除去してスクライブ領域を形成すればよい。
【０６３２】
次に、図４−１０に示すように、第一導電型側電極２８を形成する。電極材料としては、すでに説明したとおり、第一導電型がｎ型であるとすると、Ｔｉ、ＡｌおよびＭｏのいずれかから選択される材料、またはすべてを構成元素として含むことが望ましい。また、ｎ側電極の第１の光取り出し方向とあい対する向きには、Ａｌが露出するのが普通である。
【０６３３】
電極材料の成膜には、スパッタ、真空蒸着等種々の成膜技術を適応可能であり、電極形状とするためには、フォトリソグラフィー技術を用いたリフトオフ法や、メタルマスク等を用いた場所選択的な蒸着等を適宜使用可能である。ここで、形成プロセスにおけるマージンをある程度見込むために、第一導電型側電極が絶縁層に接している部分の幅の中で、最も狭い部分の幅をＬ１ｗとすると、Ｌ１ｗは７μｍ以上が好ましく、特に９μｍ以上が好ましい。また、Ｌ１ｗは、通常５００μｍ以下であり、好ましくは１００μｍ以下である。通常、５μｍ以上があれば、フォトリソグラフィー工程とリフトオフ法によるプロセスマージンは確保できる。
【０６３４】
第一導電型側電極は、この例では、第一導電型クラッド層にその一部が接して形成されるが、第一導電型側コンタクト層が形成されるときはそれに接するように形成することができる。
【０６３５】
本形態の製造方法では、第一導電型側電極が、積層構造形成の最終段階にて製造されることにより、プロセスダメージ低減の観点でも有利である。第一導電型がｎ型である場合には、ｎ側電極は、好ましい形態では、Ａｌがその電極材の表面に形成される。この場合に、ｎ側電極が第二導電型側電極のように絶縁層の形成よりも前になされると、ｎ側電極表面、すなわちＡｌ金属は、絶縁層のエッチングプロセスを履歴することになる。絶縁層のエッチングには、前述のとおりフッ酸系のエッチャントを用いたウェットエッチング等が簡便であるが、Ａｌはフッ酸を含めた各種エッチャントに対する耐性が低く、このようなプロセスを実効的に実施すると電極そのものにダメージが入ってしまう。また、ドライエッチングを実施してもＡｌは比較的反応性が高く酸化を含めたダメージが導入される可能性がある。従って、本形態においては、第一導電型側電極の形成が絶縁層の形成後かつ絶縁層の予定されている不要部分の除去後に行われることは、電極に対するダメージの低減に効果がある。
【０６３６】
このようにして、図４−１０（図４−２）の構造が形成された後には、基板除去するための前準備をする。通常、図４−１０に示された構造を、ウエハー全体として、あるいはその一部を、先ず、支持体４０に接合する。これは、薄膜結晶層全体としても高々１５μｍ程度の厚みであるので、基板を剥離してしまうと、機械的強度が不十分になりそれだけで自立してその後のプロセスを受けることが困難になるからである。支持体の材料等については前述のとおりであり、支持体上の金属面４１（電極配線等）に例えば金属ハンダ４２で接続して搭載する。
【０６３７】
このとき、本形態の発光装置では、第二導電型側電極２７と第一導電型側電極２８は、お互いが空間的に重ならない配置となっており、かつ、第一導電型側電極が第一電流注入領域よりも大きく、十分な面積も有しているため、意図しない短絡の防止と高い放熱性の確保が両立しており望ましい。また、他の薄膜結晶層の側壁もバッファ層の一部、特にアンドープ部分を除いて絶縁層で保護されるため、ハンダの染み出し等があっても薄膜結晶層内、たとえば活性層構造側壁における短絡等も発生することがない。
【０６３８】
次に、支持体に素子を接合した後に、基板を剥離する。基板の剥離には、研磨、エッチング、レーザディボンディング等のあらゆる方法を用いる事が可能である。サファイア基板を研磨する場合には、ダイヤモンド等の研磨材を使用して基板を除去することが可能である。また、ドライエッチングによって基板を除去することも可能である。さらには、たとえばサファイアが基板でＩｎＡｌＧａＮ系材料によって薄膜結晶成長部分が形成されている場合には、サファイア基板側から、サファイア基板は透過し、たとえばバッファ層に使用されるＧａＮには吸収される２４８ｎｍの発振波長を有するエキシマレーザを用いて、バッファ層の一部のＧａＮを金属Ｇａと窒素に分解し、基板を剥離するレーザディボンディングを実施する事も可能である。
【０６３９】
またＺｎＯおよびＳｃＡｌＭｇＯ４等を基板として使用する場合には、ＨＣｌ等のエッチャントを用いて基板をウェットエッチングで除去することも可能である。
【０６４０】
ここで、タイプＤの好ましい形態では、基板上には絶縁層が接している部分がないため、基板剥離を実施した際に副次的に絶縁層の剥離等が発生することがない。
【０６４１】
その後、装置間分離溝が存在する箇所に対応する分離領域において、支持体と共に発光装置を分離して単体の発光装置を得る。ここで、支持体の分離領域には、金属配線が存在しないことが望ましい。ここに金属配線が存在すると装置間の分離が実施しにくいからである。タイプＤの形態の集積型化合物半導体発光装置は、支持体上の金属配線を自在に変化させることで、１つの発光装置内の各発光ユニットを並列接続にも、直列接続にも、これらを混合した配線にする事も可能である。
【０６４２】
支持体の分離領域部分の切断には、母材によって、ダイシング、スクライビングとブレーキングなど適宜プロセスを選択可能である。また、装置間分離溝が、光学結合層とバッファ層を合わせた層の途中まで形成されている場合（例えば、発光ユニット間分離溝と同等の深さで、光学結合層の途中まで溝が形成されている場合）には、装置間分離溝を使用して、ダイヤモンドスクライブによる傷いれ、レーザスクライブによる光学結合層および／またはバッファ層の一部のアブレーション等を実施する事で、発光装置間の分離は容易に実現可能である。その後、支持体はダイシングによって、各発光装置毎に分離することが可能である。場合によっては、発光装置間の分離は、結晶成長層と支持体をダイシングによって同時に各発光装置毎に分離することも可能である。
【０６４３】
このようにして、図４−１に示された発光装置が完成する。
【０６４４】
タイプＤの形態の発光装置の製造方法では、光学結合層を有する有利な構造を効果的に製造できることに加えて、説明のとおり薄膜結晶層の形成、第二導電型側電極の形成、エッチング工程（第一エッチング工程、第二エッチング工程、第三エッチング工程）、絶縁層の形成、絶縁層の除去（第二導電型側電極露出部分および第一電流注入領域の形成や装置間分離溝近傍の絶縁層の除去）、第一導電型側電極の形成は、この順に実施されることが望ましく、この工程順により、第二導電型側電極直下の薄膜結晶層のダメージがなく、また第一導電型側電極にもダメージのない発光装置を得ることができる。そして、装置形状はプロセスフローを反映したものとなっている。即ち、発光装置は、第二導電型側電極、絶縁層、第一導電型側電極がこの順番に積層された構造を内在している。つまり、第二導電型側電極は、第二導電型クラッド層（またはその他の第二導電型薄膜結晶層）に絶縁層を介在しないで接しており、第二導電型側電極の上部周辺には絶縁層で覆われた部分があり、第一導電型側電極と第一導電型クラッド層（またはその他の第一導電型薄膜結晶層）の間には、電極周囲部分に絶縁層が介在している部分が存在している。
【０６４５】
＜＜３．  光取り出し材料＞＞
本発明に使用される光取り出し材料は、透明性、適切な屈折率、および密着性を有する材料であれば特に限定されない。さらに好ましくは、耐熱性およびこれらの各特性の長期安定性を有する材料である。
【０６４６】
＜＜３−１．  光取り出し材料の付着の形態＞＞
前述したように、本発明において集積型発光装置への光取り出し材料の付着の形態の例として、
（ｉ）前記集積型発光装置の第１の光取り出し方向側の面に付着している形態；
（ｉｉ）前記集積型発光装置の第１の光取り出し方向側の面の下部に存在する空隙を充填および／または発光ユニットの側面を被覆している形態；
（ｉｉｉ）前記集積型発光装置の全体を覆っている形態；
を挙げることができる。
【０６４７】
以下、これら（ｉ）〜（ｉｉｉ）の形態について、集積型発光装置として前述したタイプＡの形態の発光装置を用いた場合を例に挙げて説明する。
【０６４８】
図５−１および図５−２に（ｉ）の形態の例を示す。集積型発光源２００中の集積型発光装置１０として、タイプＡの形態の集積型発光装置がサブマウント上にフリップチップマウントされている。光取り出し材料１１０が、発光装置の第１の光取り出し方向側の面（タイプＡの発光装置では基板面）に付着している。（ｉ）の形態では、光取り出し材料は、図５−１に示すように、島状およびストライプ状等の不連続の形状で付着されていても、図５−２に示すように、第１の光取り出し方向側の面を連続して覆っていてもよい。例えば図５−２のように、光取り出し材料１１０が複数の発光ユニットに渡る場合には、光強度の均一化を図ることもできる。
【０６４９】
図６に、（ｉｉ）の形態の例を示す。フリップチップ型の集積型発光装置１０では、発光ユニット１１の間に空隙９０が存在する場合が多い。この間を光取り出し材料１１０で充填することで、光の取り出し効率が向上し、またサブマウント４０（または支持体４０）との熱結合により放熱効果も向上する。また発光装置の側面も被覆することにより、側面から光の取り出し効率が向上する。特に、空隙９０を充填することにより、空隙９０部分にも光が分布すると共に、発光ユニット同士の光学的結合が強まり、発光装置の面光源的としての均一性がより向上する。
【０６５０】
図７に（ｉｉｉ）の形態の例を示す。この形態は、光取り出し材料１１０が、集積型発光装置１０の第１の光取り出し方向側の面および発光ユニットの側面に密着し、発光ユニット１１の間の空隙を充填している。そのため、第１の光取り出し方向側の面からの光取り出し、発光ユニット側面からの光取り出し効率が向上する。従って、一般には、図７に示すような（ｉｉｉ）の形態が最も好ましい。
【０６５１】
図７Ａに（ｉｉｉ）の他の例を示す。図７Ａに示す例では、外周部を壁状に取り囲む反射板を有するマウント部品１１５を用い、このマウント部品１１５上の反射板で囲まれた部分に、サブマウント４０付きの発光装置１０が搭載され、さらに、反射板の内側の空間に光取り出し材料１１０が充填された構造を有している。この構造では、発光装置１０の側方に反射板が存在し、発光装置１０の側面からの光は反射板で第１の光取り出し方向に反射されるので、第１の光取り出し方向への光取り出し効率が向上する。なお、図７Ａに示した例では、光取り出し材料１１０が発光装置１０の上面をも覆っているが、発光装置１０の上面が覆われないように光取り出し材料１１０を付着させれば、光取り出し材料１１０の付着の形態は上記（ｉｉ）の形態となる。
【０６５２】
また、光取り出し材料は、いずれの形態においても、光取り出し効率の向上のために外側に凸の曲面となるように形成されることが好ましい。
【０６５３】
以上、集積型発光装置としてタイプＡの形態を用いた集積型発光源を例に挙げて説明したが、タイプＢ、タイプＣおよびタイプＤの形態の集積型発光装置にも同様に適用することができる。
【０６５４】
＜＜３−２．  光取り出し材料の具体的材料＞＞
光取り出し材料としては、発光装置には液状で付着（塗布）され、その後、何らかの硬化処理を施すことにより硬化されて固体状になる硬化性材料を用いることができる。ここで、「液状」とは、一般的な意味で用いられる液体状だけでなくゲル状も含む。本出願において、「光取り出し材料」の用語は、一般に硬化後の材料を意味し、液状の材料は、「硬化前」等の用語により区別される。尚、「硬化」の用語は、液状から固体状に変化するすべて変化を含み、重合および／または架橋による硬化に加えて、溶融状態から冷却による固体化、および溶媒蒸発による乾燥等を含む。
【０６５５】
硬化性材料は、発光装置から発せられた光の取り出し効率を高めるという光取り出し材料の役割を担保するものであれば、具体的な種類に制限は無い。また、硬化性材料は、１種のみを用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。したがって、硬化性材料としては、無機系材料及び有機系材料並びに両者の混合物のいずれを用いることも可能である。
【０６５６】
無機系材料としては、例えば、金属アルコキシド、セラミック前駆体ポリマー若しくは金属アルコキシドを含有する溶液をゾル−ゲル法により加水分解重合して成る溶液、またはこれらの組み合わせを固化した無機系材料（例えばシロキサン結合を有する無機系材料）等を挙げることができる。
【０６５７】
一方、有機系材料としては、例えば、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等が挙げられる。具体例を挙げると、ポリ（メタ）アクリル酸メチル等の（メタ）アクリル樹脂；ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体等のスチレン樹脂；ポリカーボネート樹脂；ポリエステル樹脂；フェノキシ樹脂；ブチラール樹脂；ポリビニルアルコール；エチルセルロース、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート等のセルロース系樹脂；エポキシ樹脂；フェノール樹脂；シリコーン樹脂等が挙げられる。
【０６５８】
これら硬化性材料の中では、特に、発光装置からの発光に対して劣化が少なく、耐熱性にも優れる珪素含有化合物を使用することが好ましい。珪素含有化合物とは分子中に珪素原子を有する化合物をいい、ポリオルガノシロキサン等の有機材料（シリコーン系材料）、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素等の無機材料、及びホウケイ酸塩、ホスホケイ酸塩、アルカリケイ酸塩等のガラス材料を挙げることができる。中でも、透明性、接着性、ハンドリングの容易さ、機械的、熱適応力の緩和特性に優れる等の点から、シリコーン系材料が好ましい。
【０６５９】
＜＜３−３．  シリコーン系材料＞＞
シリコーン系材料とは、通常、シロキサン結合を主鎖とする有機重合体をいい、例えば、下記の一般組成式（１）で表わされる化合物及び／又はそれらの混合物が挙げられる。
（Ｒ1Ｒ2Ｒ3ＳｉＯ1/2）M（Ｒ4Ｒ5ＳｉＯ2/2）D（Ｒ6ＳｉＯ3/2）T（ＳｉＯ4/2）Q・・・式（１）
一般組成式（１）において、Ｒ1からＲ6は、有機官能基、水酸基及び水素原子よりなる群から選択されるものを表わす。なお、Ｒ1からＲ6は、同じであってもよく、異なってもよい。
【０６６０】
また、一般組成式（１）において、Ｍ、Ｄ、Ｔ及びＱは、０以上１未満の数を表わす。ただし、Ｍ＋Ｄ＋Ｔ＋Ｑ＝１を満足する数である。
【０６６１】
なお、シリコーン系材料を硬化性材料として用いる場合、その塗設に際しては、液状のシリコーン系材料を発光装置に付着させた後、熱や光によって硬化させればよい。
【０６６２】
シリコーン系材料の種類：
シリコーン系材料を硬化のメカニズムにより分類すると、通常、付加重合硬化タイプ、縮重合硬化タイプ、紫外線硬化タイプ、パーオキサイド架硫タイプなどのシリコーン系材料を挙げることができる。これらの中では、付加重合硬化タイプ（付加型シリコーン樹脂）、縮合硬化タイプ（縮合型シリコーン樹脂）、紫外線硬化タイプが好適である。以下、付加型シリコーン系材料、及び縮合型シリコーン系材料について説明する。
【０６６３】
付加型シリコーン系材料：
付加型シリコーン系材料とは、ポリオルガノシロキサン鎖が、有機付加結合により架橋されたものをいう。代表的なものとしては、例えばビニルシランとヒドロシランとをＰｔ触媒などの付加型触媒の存在下反応させて得られる、Ｓｉ−Ｃ−Ｃ−Ｓｉ結合を架橋点に有する化合物等を挙げることができる。これらは市販のものを使用することができ、例えば付加重合硬化タイプの具体的商品名としては信越化学工業社製「ＬＰＳ−１４００」「ＬＰＳ−２４１０」「ＬＰＳ−３４００」等が挙げられる。
【０６６４】
縮合型シリコーン系材料：
縮合型シリコーン系材料とは、例えば、アルキルアルコキシシランの加水分解・重縮合で得られるＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を架橋点に有する化合物を挙げることができる。具体的には、下記一般式（２）及び／又は（３）で表わされる化合物、及び／又はそのオリゴマーを加水分解・重縮合して得られる重縮合物が挙げられる。
Ｍm+ＸnＹ1m-n        （２）
（式（２）中、Ｍは、ケイ素、アルミニウム、ジルコニウム、及びチタンからなる群より選択される少なくとも１種の元素を表わし、Ｘは、加水分解性基を表わし、Ｙ1は、１価の有機基を表わし、ｍは、Ｍの価数を表わす１以上の整数を表わし、ｎは、Ｘ基の数を表わす１以上の整数を表わす。但し、ｍ≧ｎである。）
（Ｍs+ＸtＹ1s-t-1）uＹ2        （３）
（式（３）中、Ｍは、ケイ素、アルミニウム、ジルコニウム、及びチタンからなる群より選択される少なくとも１種の元素を表わし、Ｘは、加水分解性基を表わし、Ｙ1は、１価の有機基を表わし、Ｙ2は、ｕ価の有機基を表わし、ｓは、Ｍの価数を表わす１以上の整数を表わし、ｔは、１以上、ｓ−１以下の整数を表わし、ｕは、２以上の整数を表わす。）
【０６６５】
また、縮合型シリコーン系材料には、硬化触媒を含有させておいても良い。硬化触媒としては、本発明の効果を著しく損なわない限り任意のものを用いることができ、例えば、金属キレート化合物などを好適に用いることができる。金属キレート化合物は、アルミニウム、ジルコニウム、スズ、亜鉛、チタン及びタンタルからなる群より選ばれるいずれか１以上を含むものが好ましく、Ｚｒを含むものがさらに好ましい。なお、硬化触媒は、１種のみを用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
【０６６６】
このような縮合型シリコーン系材料としては、例えば、特開２００６−７７２３４号公報、特開２００６−２９１０１８号公報、特開２００６−３１６２６４号公報、特開２００６−３３６０１０号公報、特開２００６−３４８２８４号公報、および国際公開２００６／０９０８０４号パンフレットに記載の半導体発光デバイス用部材が好適である。
【０６６７】
縮合型シリコーン系材料の中で、特に好ましい材料について、以下に説明する。
【０６６８】
シリコーン系材料は、一般に半導体発光素子や当該素子を配置する基板、パッケージ等との接着性が弱いことが多い。そこで、本発明に用いる硬化性材料としては密着性が高いシリコーン系材料を用いることが好ましく、特に、以下の特徴〈１〉〜〈３〉のうち、１つ以上を有する縮合型シリコーン系材料を用いることがより好ましい。
【０６６９】
〈１〉ケイ素含有率が２０重量％以上である。
【０６７０】
〈２〉後に詳述する方法によって測定した固体Ｓｉ−核磁気共鳴（ＮＭＲ）スペクトルにおいて、下記（ａ）及び／又は（ｂ）のＳｉに由来するピークを少なくとも１つ有する。
（ａ）ピークトップの位置がシリコーンゴムを基準としてケミカルシフト−４０ｐｐｍ以上、０ｐｐｍ以下の領域にあり、ピークの半値幅が０．３ｐｐｍ以上、３．０ｐｐｍ以下であるピーク。
（ｂ）ピークトップの位置がシリコーンゴムを基準としてケミカルシフト−８０ｐｐｍ以上、−４０ｐｐｍ未満の領域にあり、ピークの半値幅が０．３ｐｐｍ以上５．０ｐｐｍ以下であるピーク。
【０６７１】
〈３〉シラノール含有率が０．０１重量％以上、１０重量％以下である。
【０６７２】
本発明で用いる硬化性材料としては、上記の特徴〈１〉〜〈３〉のうち、特徴〈１〉を有するシリコーン系材料が好ましい。さらに好ましくは、上記の特徴〈１〉及び〈２〉を有するシリコーン系材料が好ましい。特に好ましくは、上記の特徴〈１〉〜〈３〉を全て有するシリコーン系材料が好ましい。以下、上記の特徴〈１〉〜〈３〉について説明する。
【０６７３】
〔特徴〈１〉（ケイ素含有率）〕
本発明で用いることのできる硬化性材料として好適なシリコーン系材料のケイ素含有率は、通常２０重量％以上であり、中でも２５重量％以上が好ましく、３０重量％以上がより好ましい。一方、上限としては、ＳｉＯ2のみからなるガラスのケイ素含有率が４７重量％であるという理由から、通常４７重量％以下の範囲である。
【０６７４】
なお、シリコーン系材料のケイ素含有率は、例えば以下の方法を用いて誘導結合高周波プラズマ分光（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｐｌａｓｍａ  ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ：以下適宜「ＩＣＰ」と略する。）分析を行ない、その結果に基づいて算出することができる。
【０６７５】
ケイ素含有率の測定：
シリコーン系材料を白金るつぼ中にて大気中、４５０℃で１時間、次いで７５０℃で１時間、９５０℃で１．５時間保持して焼成し、炭素成分を除去した後、得られた残渣少量に１０倍量以上の炭酸ナトリウムを加えてバーナー加熱し溶融させ、これを冷却して脱塩水を加え、更に塩酸にてｐＨを中性程度に調整しつつケイ素として数ｐｐｍ程度になるよう定容し、ＩＣＰ分析を行なう。
【０６７６】
〔特徴〈２〉（固体Ｓｉ−ＮＭＲスペクトル）〕
本発明で用いることのできる硬化性材料として好適なシリコーン系材料の固体Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルを測定すると、有機基の炭素原子が直接結合したケイ素原子に由来する前記（ａ）及び／又は（ｂ）のピーク領域に少なくとも１本、好ましくは複数本のピークが観測される。
【０６７７】
ケミカルシフト毎に整理すると、本発明で用いることのできる硬化性材料として好適なシリコーン系材料において、前記（ａ）に記載のピークの半値幅は、分子運動の拘束が小さいために全般に前記（ｂ）に記載のピークの場合より小さく、通常３．０ｐｐｍ以下、好ましくは２．０ｐｐｍ以下、また、通常０．３ｐｐｍ以上の範囲である。
【０６７８】
一方、前記（ｂ）に記載のピークの半値幅は、通常５．０ｐｐｍ以下、好ましくは４．０ｐｐｍ以下、また、通常０．３ｐｐｍ以上、好ましくは０．４ｐｐｍ以上の範囲である。
【０６７９】
上記のケミカルシフト領域において観測されるピークの半値幅が大きすぎると、分子運動の拘束が大きくひずみの大きな状態となり、クラックが発生し易く、耐熱・耐候耐久性に劣る部材となる場合がある。例えば、四官能シランを多用した場合や、乾燥工程において急速な乾燥を行ない大きな内部応力を蓄えた状態などにおいて、半値幅範囲が上記の範囲より大きくなることがある。
【０６８０】
また、ピークの半値幅が小さすぎると、その環境にあるＳｉ原子はシロキサン架橋に関わらないことになり、三官能シランが未架橋状態で残留する例など、シロキサン結合主体で形成される物質より耐熱・耐候耐久性に劣る部材となる場合がある。
【０６８１】
但し、大量の有機成分中に少量のＳｉ成分が含まれるシリコーン系材料においては、−８０ｐｐｍ以上に上述の半値幅範囲のピークが認められても、良好な耐熱・耐光性及び塗布性能は得られない場合がある。
【０６８２】
本発明で用いることのできる硬化性材料として好適なシリコーン系材料のケミカルシフトの値は、例えば、以下の方法を用いて固体Ｓｉ−ＮＭＲ測定を行ない、その結果に基づいて算出することができる。また、測定データの解析（半値幅やシラノール量解析）は、例えばガウス関数やローレンツ関数を使用した波形分離解析等により、各ピークを分割して抽出する方法で行なう。
【０６８３】
［固体Ｓｉ−ＮＭＲスペクトル測定］
シリコーン系材料について固体Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルを行なう場合、以下の条件で固体Ｓｉ−ＮＭＲスペクトル測定及び波形分離解析を行なう。また、得られた波形データより、シリコーン系材料について、各々のピークの半値幅を求める。
【０６８４】
［装置条件］
装置：Chemagnetics社  Infinity CMX-400  核磁気共鳴分光装置
29Ｓｉ共鳴周波数：７９．４３６ＭＨｚ
プローブ：７．５ｍｍφＣＰ／ＭＡＳ用プローブ
測定温度：室温
試料回転数：４ｋＨｚ
測定法：シングルパルス法
1Ｈデカップリング周波数：５０ｋＨｚ
29Ｓｉフリップ角：９０゜
29Ｓｉ９０゜パルス幅：５．０μｓ
繰り返し時間：６００ｓ
積算回数：１２８回
観測幅：３０ｋＨｚ
ブロードニングファクター：２０Ｈｚ
基準試料：シリコーンゴム
【０６８５】
［データ処理例］
シリコーン系材料については、５１２ポイントを測定データとして取り込み、８１９２ポイントにゼロフィリングしてフーリエ変換する。
【０６８６】
［波形分離解析法］
フーリエ変換後のスペクトルの各ピークについてローレンツ波形及びガウス波形或いは両者の混合により作成したピーク形状の中心位置、高さ、半値幅を可変パラメータとして、非線形最小二乗法により最適化計算を行なう。
【０６８７】
なお、ピークの同定は、ＡＩＣｈＥ  Ｊｏｕｒｎａｌ，  ４４（５），  ｐ．１１４１，  １９９８年等を参考にする。
【０６８８】
〔特徴〈３〉（シラノール含有率）〕
本発明で用いることのできる硬化性材料として好適なシリコーン系材料は、シラノール含有率が、通常０．０１重量％以上、好ましくは０．１重量％以上、より好ましくは０．３重量％以上、また、通常１０重量％以下、好ましくは８重量％以下、更に好ましくは５重量％以下の範囲である。シラノール含有率を低くすることにより、シラノール系材料は経時変化が少なく、長期の性能安定性に優れ、吸湿・透湿性何れも低い優れた性能を有する。但し、シラノールが全く含まれない部材は密着性に劣るため、シラノール含有率に上記のごとく最適な範囲が存在する。
【０６８９】
シリコーン系材料のシラノール含有率は、例えば、前記の［固体Ｓｉ−ＮＭＲスペクトル測定］の項で説明した方法を用いて固体Ｓｉ−ＮＭＲスペクトル測定を行ない、全ピーク面積に対するシラノール由来のピーク面積の比率より、全ケイ素原子中のシラノールとなっているケイ素原子の比率（％）を求め、別に分析したケイ素含有率と比較することにより算出することができる。
【０６９０】
また、本発明で用いることのできる硬化性材料として好適なシリコーン系材料は、適当量のシラノールを含有しているため、導光部材を構成する基板や堰等の部材の表面に存在する極性部分にシラノールが水素結合し、密着性が発現する。極性部分としては、例えば、水酸基やメタロキサン結合の酸素等が挙げられる。
【０６９１】
さらに、本発明で用いることのできる硬化性材料として好適なシリコーン系材料は、適切な触媒の存在下で加熱することにより、導光部材を構成する基板や堰等の部材の表面の水酸基との間に脱水縮合による共有結合を形成し、更に強固な密着性を発現することができる。
【０６９２】
一方、シラノールが多過ぎると、系内が増粘して塗布が困難になったり、活性が高くなり加熱により軽沸分が揮発する前に固化したりすることによって、発泡や内部応力の増大が生じ、クラックなどを誘起する場合がある。
【０６９３】
その他の成分：
硬化性材料には、本発明の効果を著しく損なわない限り、上記の無機系材料及び／又は有機系材料などに、更にその他の成分を混合して用いることも可能である。なお、その他の成分は、１種のみを用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
【０６９４】
無機粒子：
硬化性材料には、光学的特性や作業性を向上させるため、また、以下の〔１〕〜〔５〕の何れかの効果を得ることを目的として、更に無機粒子を含有させても良い。なお、無機粒子は、１種のみを用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
【０６９５】
〔１〕硬化性材料に無機粒子を光散乱剤として含有させることにより、当該硬化性材料で形成された層を散乱層とする。これにより、光源から伝送された光を散乱層において散乱させることができ、導光部材から外部に放射される光の指向角を広げることが可能となる。また、蛍光体と組み合わせて無機粒子を光散乱剤として含有させれば、蛍光体に当たる光量を増加させ、波長変換効率を向上させることが可能となる。
【０６９６】
〔２〕硬化性材料に無機粒子を結合剤として含有させることにより、当該硬化性材料で形成された層においてクラックの発生を防止することができる。
【０６９７】
〔３〕硬化性材料に無機粒子を粘度調整剤として含有させることにより、当該硬化性材料の粘度を高くすることができる。
【０６９８】
〔４〕硬化性材料に無機粒子を含有させることにより、当該硬化性材料で形成された層の収縮を低減することができる。
【０６９９】
〔５〕硬化性材料に無機粒子を含有させることにより、当該硬化性材料で形成された層の屈折率を調整して、光取り出し効率を向上させることができる。
【０７００】
ただし、硬化性材料に無機粒子を含有させる場合、その無機粒子の種類及び量によって得られる効果が異なる。
【０７０１】
例えば、無機粒子が粒径約１０ｎｍの超微粒子状シリカ、ヒュームドシリカ（乾式シリカ。例えば、「日本アエロジル株式会社製、商品名：ＡＥＲＯＳＩＬ＃２００」、「トクヤマ社製、商品名：レオロシール」等）の場合、硬化性材料のチクソトロピック性が増大するため、上記〔３〕の効果が大きい。
【０７０２】
また、例えば、無機粒子が粒径約数μｍの破砕シリカ若しくは真球状シリカの場合、チクソトロピック性の増加はほとんど無く、当該無機粒子を含む層の骨材としての働きが中心となるので、上記〔２〕及び〔４〕の効果が大きい。
【０７０３】
また、例えば、硬化性材料に用いられる他の化合物（前記の無機系材料及び／又は有機系材料など）とは屈折率が異なる粒径約１μｍの無機粒子を用いると、前記化合物と無機粒子との界面における光散乱が大きくなるので、上記〔１〕の効果が大きい。
【０７０４】
また、例えば、硬化性材料に用いられる他の化合物より屈折率の大きな、中央粒径が通常１ｎｍ以上、好ましくは３ｎｍ以上、また、通常１０ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以下、具体的には発光波長以下の粒径をもつ無機粒子を用いると、当該無機粒子を含む層の透明性を保ったまま屈折率を向上させることができるので、上記〔５〕の効果が大きい。
【０７０５】
従って、混合する無機粒子の種類は目的に応じて選択すれば良い。また、その種類は単一でも良く、複数種を組み合わせてもよい。また、分散性を改善するためにシランカップリング剤などの表面処理剤で表面処理されていても良い。
【０７０６】
無機粒子の種類：
使用する無機粒子の種類としては、例えば、シリカ、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化イットリウムなどの無機酸化物粒子やダイヤモンド粒子が挙げられるが、目的に応じて他の物質を選択することもでき、これらに限定されるものではない。
【０７０７】
無機粒子の形態は粉体状、スラリー状等、目的に応じいかなる形態でもよいが、透明性を保つ必要がある場合は、当該無機粒子を含有させる層に含有されるその他の材料と屈折率を同等としたり、水系・溶媒系の透明ゾルとして硬化性材料に加えたりすることが好ましい。
【０７０８】
無機粒子の中央粒径：
これらの無機粒子（一次粒子）の中央粒径は特に限定されないが、通常、蛍光体粒子の１／１０以下程度である。具体的には、目的に応じて以下の中央粒径のものが用いられる。例えば、無機粒子を光散乱材として用いるのであれば、その中央粒径は通常０．０５μｍ以上、好ましくは０．１μｍ以上、また、通常５０μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下である。また、例えば、無機粒子を骨材として用いるのであれば、その中央粒径は１μｍ〜１０μｍが好適である。また、例えば、無機粒子を増粘剤（チクソ剤）として用いるのであれば、その中央粒子は１０〜１００ｎｍが好適である。また、例えば、無機粒子を屈折率調整剤として用いるのであれば、その中央粒径は１〜１０ｎｍが好適である。
【０７０９】
無機粒子の混合方法：
無機粒子を混合する方法は特に制限されない。通常は、蛍光体と同様に遊星攪拌ミキサー等を用いて脱泡しつつ混合することが推奨される。例えばアエロジルのような凝集しやすい小粒子を混合する場合には、粒子混合後必要に応じビーズミルや三本ロールなどを用いて凝集粒子の解砕を行なってから蛍光体等の混合容易な大粒子成分を混合しても良い。
【０７１０】
無機粒子の含有率：
硬化性材料中における無機粒子の含有率は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であり、その適用形態により自由に選定できる。ただし、当該無機粒子を含有する層における無機粒子の含有率は、その適用形態により選定することが好ましい。例えば、無機粒子を光散乱剤として用いる場合は、その層内における含有率は０．０１〜１０重量％が好適である。また、例えば、無機粒子を骨材として用いる場合は、その層内における含有率は１〜５０重量％が好適である。また、例えば、無機粒子を増粘剤（チクソ剤）として用いる場合は、その層内における含有率は０．１〜２０重量％が好適である。また、例えば、無機粒子を屈折率調整剤として用いる場合は、その層内における含有率は１０〜８０重量％が好適である。無機粒子の量が少なすぎると所望の効果が得られなくなる可能性があり、多すぎると硬化物の密着性、透明性、硬度等の諸特性に悪影響を及ぼす可能性がある。また、流体状の硬化性材料における無機粒子の含有率は、各層における無機粒子の含有率が前記範囲に収まるように設定すればよい。したがって、流体状の硬化性材料が乾燥工程において重量変化しない場合は硬化性材料における無機粒子の含有率は形成される各層における無機粒子の含有率と同様になる。また、流体状の硬化性材料が溶媒等を含有している場合など、当該硬化性材料が乾燥工程において重量変化する場合は、その溶媒等を除いた硬化性材料における無機粒子の含有率が、形成される各層における無機粒子の含有率と同様になるようにすればよい。
【０７１１】
さらに、硬化性材料として前記のアルキルアルコキシシランの加水分解・重縮合物を用いる場合には、当該加水分解・重縮合物はエポキシ樹脂やシリコーン樹脂などの他の硬化性材料と比較して低粘度であり、かつ蛍光体や無機粒子とのなじみが良く、高濃度の無機粒子を分散しても十分に塗布性能を維持することが出来る利点を有する。また、必要に応じて重合度の調整やアエロジル等のチキソ材を含有させることにより高粘度にすることも可能であり、目的の無機粒子含有量に応じた粘度の調整幅が大きく、塗布対象物の種類や形状さらにはポッティング、スピンコート、印刷などの各種塗布方法に柔軟に対応できる塗布液を提供することが出来る。
【０７１２】
＜＜３−４．  その他＞＞
光取り出し材料には、必要に応じて各種の後処理を施しても良い。後処理の種類としては、表面処理、反射防止膜の作製、光取り出し効率向上のための微細凹凸面の作製等が挙げられる。
【０７１３】
また、光取り出し材料は、熱膨張係数が、集積型発光源に用いられる材料と同程度に小さいことが好ましいが、好ましいシリコーン材料を用いた場合には、前述のようにエラストマーの性質を有することも好ましく、付着する装置部位等も考慮して適宜設定することができる。硬化物に分岐構造、架橋構造が多くなるほど、熱膨張係数が小さくなるが、一般に硬くなり、エラストマー性が低下する。従って、好ましいシリコーン材料では、２官能ケイ素のみを有するモノマーおよび／またはオリゴマーに加えて、３官能以上のケイ素を有するモノマーおよび／またはオリゴマーを原料として使用することで、架橋密度を適宜調節することが好ましい。
【０７１４】
また、光取り出し材料は、蛍光体を含有させることもできる。また複数の層とすることもできる。
【０７１５】
＜＜４．  光取り出し材料を付着した集積型発光源の製造＞＞
本発明では、集積型発光装置を作製した後に、光取り出し材料を集積型発光装置に付着させることが好ましい。光取り出し材料を付着させる方法としては、液状材料（硬化前の光取り出し材料）の粘度を適宜調節して、所望の形状が得られるようにすることが好ましい。例えば（ｉ）の付着の形態の場合、比較的粘度の高い材料をディスペンサ等により順次付着していくことで形成できる。付着の形態（ｉｉ）または（ｉｉｉ）の形態では、粘度が低く流動性の高い材料を使用してもよい。図８に示すように、流動性が非常に大きいときは、発光装置の周囲に液止め１２０を設けてもよい。また、図７Ａに示すようなマウント部品１１５を用いた場合は、マウント部品１１５の外周部の反射板を液止めとして利用することができる。あるいは、図９に示すように、ポッティング容器１２１中の液状材料１１３に、集積型発光源２００を逆さまにして浸し、液状材料を硬化させ、その後ポッティング容器１２１をはずして、光取り出し材料を形成してもよい。
【０７１６】
以上のようにして製造された集積型発光源は、集積型発光装置に光取り出し材料が密着して付着しているため、光取り出し効率が向上し、照明用としての使用に適した発光源とすることができる。さらに、集積型発光装置への光取り出し材料の付着の形態によっては、光取り出しの均一性も向上し、面光源としての利用も可能となる。
【実施例】
【０７１７】
以下に実施例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。また、以下の実施例において参照している図面は、構造を把握しやすくするために敢えて寸法を変えている部分があるが、実際の寸法は以下の文中に記載されるとおりである。
【０７１８】
＜＜集積型発光装置タイプＡの製造例＞＞
（製造例Ａ−１）
図１−１５に示した半導体発光装置を以下の手順で作製した。関連する工程図として、図１−６〜１０、１２および１４を参照する。
【０７１９】
厚みが４３０μｍのｃ＋面サファイア基板２１を用意し、この上に、まずＭＯＣＶＤ法を用いて、第１のバッファ層２２ａとして厚み１０ｎｍの低温成長したアンドープのＧａＮ層を形成し、この後に厚み１μｍの第２のバッファ層２２ｂとして厚み０．５μｍのアンドープＧａＮ層と厚み０．５μｍのＳｉドープ（Ｓｉ濃度７×１０１７ｃｍ−３）のＧａＮ層を１０４０℃で積層した。連続して光学結合層２３として厚み３．５μｍのアンドープＧａＮ層を１０３５℃で形成した。
【０７２０】
さらに、第一導電型（ｎ型）第二クラッド層２４ｂとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度１×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を２μｍ厚に形成し、第一導電型（ｎ型）コンタクト層２４ｃとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度３×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を０．５μｍ厚に形成し、さらに第一導電型（ｎ型）第一クラッド層２４ａとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度１．５×１０１８ｃｍ−３）のＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層を０．１μｍの厚さで形成した。さらに活性層構造２５として、バリア層として８５０℃で１３ｎｍの厚さに成膜したアンドープＧａＮ層と、量子井戸層として７２０℃で２ｎｍの厚さに成膜したアンドープＩｎ０．１Ｇａ０．９Ｎ層とを、量子井戸層が全部で５層で両側がバリア層となるように交互に成膜した。さらに成長温度を１０２５℃にして、第二導電型（ｐ型）第一クラッド層２６ａとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層を０．１μｍの厚さに形成した。さらに連続して、第二導電型（ｐ型）第二クラッド層２６ｂとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）ＧａＮ層を０．０７μｍの厚さに形成した。最後に第二導電型（ｐ型）コンタクト層２６ｃとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度１×１０２０ｃｍ−３）ＧａＮ層を０．０３μｍの厚さに形成した。
【０７２１】
この後にＭＯＣＶＤ成長炉の中で徐々に温度を下げて、ウエハーを取り出し、薄膜結晶成長を終了した。
【０７２２】
薄膜結晶成長が終了したウエハーに対してｐ側電極を形成するために、フォトリソグラフィー法を用いてｐ側電極２７をリフトオフ法でパターニングする準備をしてレジストパターンを形成した。ここでｐ側電極としてＮｉ（２０ｎｍ厚）／Ａｕ（５００ｎｍ厚）を真空蒸着法によって形成し、アセトン中で不要部分をリフトオフ法によって除去した。次いで、その後熱処理を実施してｐ側電極を完成させた。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図１−６に対応する。尚、ここまでの工程では、ｐ側電極直下のｐ側電流注入領域には、プラズマプロセス等のダメージが入るような工程はなかった。
【０７２３】
次いで、第一エッチング工程を実施するために、エッチング用マスクの形成を実施した。ここでは、ｐ−ＣＶＤ法を用いて０．４μｍ厚みのＳｉＮｘを基板温度４００℃で、ウエハー全面に成膜した。ここでｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、ｐ−ＣＶＤによるＳｉＮｘ成膜プロセスによってもまったく変質しなかった。次に再度フォトリソグフィー工程を実施してＳｉＮｘマスクをパターニングし、ＳｉＮｘエッチングマスクを作製した。この際には、ＳｉＮｘ膜の不要部分のエッチングはＲＩＥ法を用いてＳＦ６プラズマを用いて実施し、後述する第一エッチング工程において薄膜結晶層のエッチングを行わない部分はマスクを残し、かつ予定されている薄膜結晶層のエッチング部分に相当する部分のＳｉＮｘ膜を除去した。
【０７２４】
次いで第一エッチング工程として、ｐ−ＧａＮコンタクト層２６ｃ、ｐ−ＧａＮ第二クラッド層２６ｂ、ｐ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２６ａ、ＩｎＧａＮ量子井戸層とＧａＮバリア層からなる活性層構造２５、ｎ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２４ａを経てｎ−ＧａＮコンタクト層２４ｃの途中まで、Ｃｌ２ガスを用いたＩＣＰプラズマエッチングを実施し、ｎ型キャリアの注入部分となるｎ型コンタクト層２４ｃを露出させた。
【０７２５】
ＩＣＰプラズマエッチング終了後は、ＳｉＮｘマスクをバッファフッ酸を用いてすべて除去した。ここにおいてもｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、ｐ−ＣＶＤによるＳｉＮｘ成膜プロセスによっても、ｐ側電極はまったく変質しなかった。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図１−７に対応する。
【０７２６】
次いで、各発光装置内にある発光ユニット間分離溝１２を形成する第二エッチング工程を実施するために、真空蒸着法を用いて、ＳｒＦ２マスクをウエハー全面に形成した。次いで、発光ユニット間分離溝を形成する領域のＳｒＦ２膜を除去し、薄膜結晶層の発光ユニット間分離溝形成用マスク、すなわち、第二エッチング工程用ＳｒＦ２マスクを形成した。
【０７２７】
次いで第二エッチング工程として、発光ユニット間分離溝に相当する部分の、ｐ−ＧａＮコンタクト層２６ｃ、ｐ−ＧａＮ第二クラッド層２６ｂ、ｐ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２６ａ、ＩｎＧａＮ量子井戸層とＧａＮバリア層からなる活性層構造２５、ｎ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２４ａ、ｎ−ＧａＮコンタクト層２４ｃ、ｎ−ＧａＮ第二クラッド層２４ｂ、アンドープＧａＮ光学結合層２３の一部までの薄膜結晶層を、Ｃｌ２ガスを用いたＩＣＰドライエッチングした。この第二エッチング工程中には、ＳｒＦ２マスクはほとんどエッチングされなかった。この工程により幅１０μｍの発光ユニット間分離溝を形成できた。
【０７２８】
第二エッチング工程によって発光ユニット間分離溝１２を形成後は、不要となったＳｒＦ２マスクを除去した。ここにおいてもｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、まったく変質しなかった。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図１−８に対応する。
【０７２９】
次いで、各々の化合物半導体発光装置間の装置間分離溝１３を形成する第三エッチング工程を実施するために、真空蒸着法を用いて、ＳｒＦ２マスクをウエハー全面に形成した。次いで、装置間分離溝を形成する領域部分のＳｒＦ２膜を除去し、薄膜結晶層の装置間分離溝形成用マスク、すなわち、第三エッチング工程用ＳｒＦ２マスクを形成した。
【０７３０】
次いで、第三エッチング工程として、装置間分離溝に相当する部分の、ｐ−ＧａＮコンタクト層２６ｃ、ｐ−ＧａＮ第二クラッド層２６ｂ、ｐ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２６ａ、ＩｎＧａＮ量子井戸層とＧａＮバリア層からなる活性層構造２５、ｎ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２４ａ、ｎ−ＧａＮコンタクト層２４ｃ、ｎ−ＧａＮ第二クラッド層２４ｂ、アンドープＧａＮ光学結合層２３、バッファ層２２（２２ａ、２２ｂ）と薄膜結晶層のすべてを、Ｃｌ２ガスを用いたＩＣＰプラズマエッチングした。当該第三エッチング工程中には、ＳｒＦ２マスクはほとんどエッチングされなかった。この工程により、幅５０μｍの装置間分離溝を形成した。
【０７３１】
第三エッチング工程によって装置間分離溝１３を形成後は、不要となったＳｒＦ２マスクを除去した。ここにおいてもｐ側電極２７表面にはＡｕが露出していたため、まったく変質しなかった。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図１−９に対応する。
【０７３２】
次いで、ウエハー全面にｐ−ＣＶＤ法によってＳｉＯｘとＳｉＮｘをこの順に形成し、誘電体多層膜とした。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図１−１０に対応する。
【０７３３】
次いで、Ｎｉ−Ａｕからなるｐ側電極２７上へのｐ側電極露出部分の形成、ｎ側コンタクト層２４ｃ上へのｎ側電流注入領域（３６）の形成、装置間分離溝内のアンドープバッファ層の側壁の一部に残存する絶縁層の除去を、同時に実施するために、フォトリソグラフィー技術を用いてレジストマスクを形成した。次いでフッ酸系のエッチャントでレジストマスクを形成しなかった誘電体多層膜（絶縁層）を除去した。さらに、フッ酸によるサイドエッチングの効果によって、バッファ層の中のアンドープ部分の側壁の一部の誘電体多層膜（絶縁層）も除去した。ここでは、ｐ側電極２７の周辺はＳｉＯｘとＳｉＮｘからなる絶縁層に１５０μｍ覆われているようにした。
【０７３４】
この後に、不要となったレジストマスクは、アセトンで除去し、かつ、ＲＩＥ法による酸素プラズマでアッシングし除去した。この際にも、ｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、ｐ−ＣＶＤによるＳｉＮｘ成膜プロセスによってもまったく変質しなかった。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図１−１２に対応する。
【０７３５】
次いで、ｎ側電極２８を形成するために、フォトリソグラフィー法を用いてｎ側電極をリフトオフ法でパターニングする準備をしてレジストパターンを形成した。ここでｎ側電極としてＴｉ２０ｎｍ／Ａｌ３００ｎｍを真空蒸着法でウエハー全面に形成し、アセトン中で不要部分をリフトオフ法によって除去した。次いで、その後熱処理を実施してｎ側電極を完成させた。ｎ側電極は、その面積がｎ側電流注入領域よりも大きくなるように、絶縁層にその周辺が３０μｍほど接するようにし、かつ、ｐ側電極２７との重なりを有さないように形成し、金属ハンダによるフリップチップボンディングが容易で、かつ放熱性等にも配慮した。尚、別の製造例では、１０μｍほど接するようにして製造し、この製造例と同等の性能の発光素子が得られた。Ａｌ電極は、プラズマプロセス等により変質しやすく、かつ、フッ酸等によってもエッチングされるが、素子作製プロセスの最後にｎ側電極の形成を行ったことから、まったくダメージを受けなかった。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図１−１４に対応する。
【０７３６】
次いで、サファイア基板の裏面側に、ＭｇＦ２からなる低反射光学膜４５を真空蒸着法によって形成した。この際には、ＭｇＦ２は素子の発光波長に対して低反射コーティングとなるように、光学膜厚の１／４を成膜した。
【０７３７】
次いで、ウエハー上に形成された１つ１つの発光装置を分割するために、レーザスクライバーを用いて薄膜結晶成長側から装置間分離溝１３内にスクライブラインを形成した。さらにこのスクライブラインにそってサファイア基板とＭｇＦ２低反射光学膜のみをブレーキングし、１つ１つの集積型化合物半導体発光装置を完成させた。この際に、薄膜結晶層へのダメージ導入はなく、また、誘電体膜の剥離等も発生しなかった。
【０７３８】
次いで、この素子を金属ハンダ４２を用いてサブマウント４０の金属面４１と接合し、図１−１５に示す発光装置を完成させた。この際には、素子の意図しない短絡等は発生しなかった。
【０７３９】
（製造例Ａ−２）
製造例Ａ−１において、光学結合層２３を成膜した後の薄膜結晶層の成膜を次のように行った以外は製造例Ａ−１を繰り返した。即ち、製造例Ａ−１で、光学結合層２３として厚み３．５μｍのアンドープＧａＮを１０３５℃で形成した後、さらに、第一導電型（ｎ型）第二クラッド層２４ｂとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度５×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を４μｍ厚に形成し、第一導電型（ｎ型）コンタクト層２４ｃとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度８×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を０．５μｍ厚に形成し、さらに第一導電型（ｎ型）第一クラッド層２４ａとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度５．０×１０１８ｃｍ−３）のＡｌ０．１０Ｇａ０．９０Ｎ層を０．１μｍの厚さで形成した。さらに活性層構造２５として、バリア層として８５０℃で１３ｎｍの厚さに成膜したアンドープＧａＮ層と、量子井戸層として７２０℃で２ｎｍの厚さに成膜したアンドープＩｎ０．１Ｇａ０．９Ｎ層とを、量子井戸層が全部で８層で両側がバリア層となるように交互に成膜した。さらに成長温度を１０２５℃にして、第二導電型（ｐ型）第一クラッド層２６ａとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）Ａｌ０．１０Ｇａ０．９０Ｎを０．１μｍの厚さに形成した。さらに連続して、第二導電型（ｐ型）第二クラッド層２６ｂとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）ＧａＮを０．０７μｍの厚さに形成した。最後に第二導電型（ｐ型）コンタクト層２６ｃとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度１×１０２０ｃｍ−３）ＧａＮを０．０３μｍの厚さに形成した。その後は、製造例Ａ−１と同様にして、図１−１５に示す発光装置を完成させた。この際には、素子の意図しない短絡等は発生しなかった。
【０７４０】
尚、製造例Ａ−１、２のプロセスでは、第一エッチング工程後にＳｉＮｘマスクを除去したが、ＳｉＮｘマスクを除去せずに、第二エッチング工程後に除去してもよいし、さらには第三エッチング工程後に除去することも好ましい。
【０７４１】
さらに、第三エッチング工程でのエッチングを、バッファ層の途中で止めることで、図１−２０に示す発光装置を製作することができる（但し、絶縁膜は多層誘電体膜）。また、その際に、予定した形状に適したフォトリソグラフィによって、適切なエッチングマスク形状を準備し、かつ、サイドエッチングを行わなければ、図１−１９に示す発光装置が得られる。また、第三エッチング工程でのエッチングを、光学結合層の途中で止めることで、図１−１８に示す発光装置を製作することができる。また、その際に、予定した形状に適したフォトリソグラフィによって、適切なエッチングマスク形状を準備し、かつ、サイドエッチングを行わなければ、図１−１７に示す発光装置が得られる。
【０７４２】
（製造例Ａ−３）
図１−１６に示した半導体発光装置を以下の手順で作製した。
【０７４３】
厚みが４３０μｍのｃ＋面サファイア基板２１を用意し、この上に、まずＭＯＣＶＤ法を用いて、第１のバッファ層２２ａとして厚み２０ｎｍの低温成長したアンドープのＧａＮ層を形成し、この後に第２のバッファ層２２ｂとして厚み１μｍのアンドープＧａＮ層を１０４０℃で形成した。
【０７４４】
光学結合層２３としてアンドープＩｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎが３ｎｍとアンドープＧａＮが１２ｎｍの各１０層の積層構造をその中心に含むアンドープＧａＮ層２μｍ厚を形成した。ここで、アンドープＧａＮ層は８５０℃、アンドープＩｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ層は７３０℃で成長した。
【０７４５】
次いで、第一導電型（ｎ型）第二クラッド層２４ｂとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度１×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を２μｍ厚に形成し、第一導電型（ｎ型）コンタクト層２４ｃとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度２×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を０．５μｍ厚に形成し、さらに第一導電型（ｎ型）第一クラッド層２４ａとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度１．５×１０１８ｃｍ−３）のＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層を０．１μｍの厚さで形成した。
【０７４６】
さらに活性層構造２５として、バリア層として８５０℃で１３ｎｍに成膜したアンドープＧａＮ層と、量子井戸層として７１５℃で２ｎｍに成膜したアンドープＩｎ０．１３Ｇａ０．８７Ｎ層を、量子井戸層が全部で３層で両側がバリア層となるように交互に成膜した。
【０７４７】
さらに成長温度を１０２５℃にして、第二導電型（ｐ型）第一クラッド層２６ａとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層を０．１μｍの厚さに形成した。さらに連続して、第二導電型（ｐ型）第二クラッド層２６ｂとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）ＧａＮ層を０．０５μｍの厚さに形成した。最後に第二導電型（ｐ型）コンタクト層２６ｃとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度１×１０２０ｃｍ−３）ＧａＮ層を０．０２μｍの厚さに形成した。
【０７４８】
この後にＭＯＣＶＤ成長炉の中で徐々に温度を下げて、ウエハーを取り出し、薄膜結晶成長を終了した。
【０７４９】
薄膜結晶成長が終了したウエハーに対してｐ側電極２７を形成するために、フォトリソグラフィー法を用いてｐ側電極をリフトオフ法でパターニングする準備をしてレジストパターンを形成した。ここでｐ側電極としてＰｄ（２０ｎｍ厚）／Ａｕ（１０００ｎｍ厚）を真空蒸着法によって形成し、アセトン中で不要部分をリフトオフ法によって除去した。次いで、その後熱処理を実施してｐ側電極２７を完成させた。尚、ここまでの工程では、ｐ側電極直下のｐ側電流注入領域には、プラズマプロセス等のダメージが入るような工程はなかった。
【０７５０】
次いで、発光ユニット間分離溝を形成する第二エッチング工程と、装置間分離溝を形成する第三エッチング工程を同時に実施するために、真空蒸着法を用いて、ＳｒＦ２マスクをウエハー全面に形成した。次いで、発光ユニット間分離溝の形成領域と装置間分離溝の形成領域にあるＳｒＦ２膜を除去し、薄膜結晶層の分離エッチングマスク、すなわち、第二エッチング工程と第三エッチング工程を同時に実施するためのエッチングマスクを形成した。
【０７５１】
次いで、同時に実施する第二、第三エッチング工程として、発光ユニット間分離溝と装置間分離溝に相当する部分の、ｐ−ＧａＮコンタクト層２６ｃ、ｐ−ＧａＮ第二クラッド層２６ｂ、ｐ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２６ａ、ＩｎＧａＮ量子井戸層とＧａＮバリア層からなる活性層構造２５、ｎ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２４ａ、ｎ−ＧａＮコンタクト層２４ｃ、ｎ−ＧａＮ第二クラッド層２４ｂ、アンドープＩｎＧａＮ／ＧａＮ光学結合層２３の一部までの薄膜結晶層を、Ｃｌ２ガスを用いたＩＣＰドライエッチングした。第二・第三同時エッチング工程中には、ＳｒＦ２マスクはほとんどエッチングされなかった。この工程により、発光ユニット間分離溝は、幅６μｍで形成できた。
【０７５２】
第二・第三エッチング工程を同時に実施し、発光ユニット間分離溝と装置間分離溝を形成後は、不要となったＳｒＦ２マスクを除去した。ここにおいてもｐ側電極表面にはＡｕが露出していたためまったく変質しなかった。
【０７５３】
次いで、第一導電型側電極を形成する前準備として第一導電型コンタクト層を露出させる第一エッチング工程を実施するために、エッチング用マスクの形成を実施した。ここでは、ｐ−ＣＶＤ法を用いて０．４μｍ厚みのＳｉＮｘを基板温度４００℃で、ウエハー全面に成膜した。ここでｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、ｐ−ＣＶＤによるＳｉＮｘ成膜プロセスによってもまったく変質しなかった。次に再度フォトリソグフィー工程を実施してＳｉＮｘ層をパターニングし、ＳｉＮｘエッチングマスクを作製した。この際には、ＳｉＮｘ膜の不要部分のエッチングはＲＩＥ法を用いてＳＦ６プラズマを用いて実施し、後述する第一エッチング工程において薄膜結晶層のエッチングを行わない部分は残し、かつ予定されている薄膜結晶層のエッチング部分に相当する部分のＳｉＮｘ膜は除去した。
【０７５４】
次いで第一エッチング工程として、ｐ−ＧａＮコンタクト層２６ｃ、ｐ−ＧａＮ第二クラッド層２６ｂ、ｐ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２６ａ、ＩｎＧａＮ量子井戸層とＧａＮバリア層からなる活性層構造２５、ｎ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２４ａを経てｎ−ＧａＮコンタクト層２４ｃの途中まで、Ｃｌ２ガスを用いたＩＣＰプラズマエッチングを実施し、ｎ型キャリアの注入部分となるｎ型コンタクト層を露出させた。
【０７５５】
ＩＣＰプラズマエッチング終了後は、ＳｉＮｘマスクをＳＦ６ガスを用いたＲＩＥ法によりすべて除去した。ここにおいてもｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、このプロセスによってもまったく変質しなかった。
【０７５６】
次いで、ウエハー全面にｐ−ＣＶＤ法によって絶縁層３０としてＳｉＮｘを１２５ｎｍ厚だけウエハー全面に形成した。次いで、Ｐｄ−Ａｕからなるｐ側電極２７の上にｐ側電極露出部分を形成し、ｎ側コンタクト層上にはｎ側電流注入領域を形成し、さらに、装置間分離溝に存在する絶縁層の一部の除去を、同時に実施するために、フォトリソグラフィー技術を用いてレジストマスクを形成し、次いでＳＦ６ガスのＲＩＥプラズマを用いてレジストマスクを形成しなかった部分、すなわち、ｐ側電極露出部分の形成と、ｎ側コンタクト層２４ｃ上のｎ側電流注入領域の形成と、さらに、装置間分離溝に存在する絶縁層の一部の除去を実施した。ここでは、ｐ側電極の周辺はＳｉＮｘ絶縁層に覆われているようにした。また、ｎ側電流注入領域を除いて薄膜結晶層の側壁なども絶縁層に覆われているようにした。また、例えば製造例Ａ−１、２で説明したように、予定した形状に適したフォトリソグラフィによって、適切なエッチングマスク形状を準備し、かつ、絶縁層のサイドエッチングを進めることで図１−１８の形状（図１−１６は、この形状を示した。）の形成も、あるいは、予定した形状に適したフォトリソグラフィによって、適切なエッチングマスク形状を準備し、かつ、絶縁層のサイドエッチングを進めないことで図１−１７の形状も可能である。
【０７５７】
この後に、不要となったレジストマスクは、アセトンで除去し、かつ、ＲＩＥ法による酸素プラズマでアッシングし除去した。この際にも、ｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、ｐまったく変質しなかった。
【０７５８】
次いで、ｎ側電極２８を形成するために、フォトリソグラフィー法を用いてｎ側電極をリフトオフ法でパターニングする準備をしてレジストパターンを形成した。ここでｎ側電極としてＴｉ（２０ｎｍ厚）／Ａｌ（１５００ｎｍ厚）を真空蒸着法でウエハー全面に形成し、アセトン中で不要部分をリフトオフ法によって除去した。次いで、その後熱処理を実施してｎ側電極を完成させた。ｎ側電極は、その面積がｎ側電流注入領域よりも大きく、かつ、ｐ側電極との重なりを有さないように形成し、金属ハンダによるフリップチップボンディングが容易で、かつ放熱性等にも配慮した。Ａｌ電極は、プラズマプロセス等により変質しやすく、かつ、フッ酸等によってもエッチングされるが、素子作製プロセスの最後にｎ側電極の形成を行ったことから、まったくダメージを受けなかった。
【０７５９】
次いで、この素子を金属ハンダ４２を用いてサブマウント４０の金属面４１と接合し、発光装置を完成させた。この際には、素子の意図しない短絡等は発生しなかった。
【０７６０】
（製造例Ａ−４）
製造例Ａ−３において、基板および薄膜結晶層の構成を次のように変更した以外は、製造例Ａ−３と同様にして発光装置を作製した。
【０７６１】
まず、厚みが３００μｍのｃ＋面ＧａＮ基板２１（Ｓｉ濃度１×１０１７ｃｍ−３））を用意し、この上に、まずＭＯＣＶＤ法を用いてバッファ層２２として厚み２μｍのアンドープＧａＮを１０４０℃で形成した。
【０７６２】
ついで光学結合層２３としてアンドープＩｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎが３ｎｍとアンドープＧａＮが１２ｎｍの各２０層の積層構造をその中心に含むアンドープＧａＮ４μｍを形成した。ここで、アンドープＩｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ層は７３０℃で、これに隣接するアンドープＧａＮ層は８５０℃、その他のＧａＮ層は１０３５℃で成長した。
【０７６３】
次いで、第一導電型（ｎ型）第二クラッド層２４ｂとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度５×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を４μｍ厚に形成し、第一導電型（ｎ型）コンタクト層２４ｃとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度７×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を０．５μｍ厚に形成し、さらに第一導電型（ｎ型）第一クラッド層２４ａとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度５×１０１８ｃｍ−３）のＡｌ０．１０Ｇａ０．９０Ｎ層を０．１μｍの厚さで形成した。
【０７６４】
さらに活性層構造２５として、バリア層として８５０℃で１３ｎｍに成膜したアンドープＧａＮ層と、量子井戸層として７１５℃で２ｎｍに成膜したアンドープＩｎ０．１３Ｇａ０．８７Ｎ層を、量子井戸層が全部で８層で両側がバリア層となるように交互に成膜した。
【０７６５】
さらに成長温度を１０２５℃にして、第二導電型（ｐ型）第一クラッド層２６ａとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）Ａｌ０．１０Ｇａ０．９０Ｎを０．１μｍの厚さに形成した。さらに連続して、第二導電型（ｐ型）第二クラッド層２６ｂとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）ＧａＮを０．０５μｍの厚さに形成した。最後に第二導電型（ｐ型）コンタクト層２６ｃとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度１×１０２０ｃｍ−３）ＧａＮを０．０２μｍの厚さに形成した。
【０７６６】
この後にＭＯＣＶＤ成長炉の中で徐々に温度を下げて、ウエハーを取り出し、薄膜結晶成長を終了した。
【０７６７】
この後は、製造例Ａ−３と同様にして発光装置を完成した、この際には、素子の意図しない短絡等は発生しなかった。
【０７６８】
尚、製造例Ａ−３、４では、第二および第三エッチング工程を同時に行い、その後第一エッチング工程を実施したが、第一エッチング工程を先に実施し、その後第二・第三エッチング工程を同時に実施してもよい。その場合に、第一エッチング工程で使用したＳｉＮｘマスクを除去することなく、第二・第三エッチング工程を実施することも好ましい。
【０７６９】
＜＜集積型発光装置タイプＢの製造例＞＞
（製造例Ｂ−１）
図２−１５に示した半導体発光装置を以下の手順で作製した。関連する工程図として、図２−６〜１０、１２および１４を参照する。
【０７７０】
厚みが４３０μｍのｃ＋面サファイア基板２１を用意し、この上に、まずＭＯＣＶＤ法を用いて、第１のバッファ層２２ａとして厚み１０ｎｍの低温成長したアンドープのＧａＮ層を形成し、この後に厚み１μｍの第２のバッファ層２２ｂとして厚み０．５μｍのアンドープＧａＮ層と厚み０．５μｍのＳｉドープ（Ｓｉ濃度７×１０１７ｃｍ−３）のＧａＮ層を１０４０℃で積層した。連続して光学結合層２３として厚み３．５μｍのアンドープＧａＮ層を１０３５℃で形成した。
【０７７１】
さらに、第一導電型（ｎ型）第二クラッド層２４ｂとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度１×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を２μｍ厚に形成し、第一導電型（ｎ型）コンタクト層２４ｃとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度３×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を０．５μｍ厚に形成し、さらに第一導電型（ｎ型）第一クラッド層２４ａとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度１．５×１０１８ｃｍ−３）のＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層を０．１μｍの厚さで形成した。さらに活性層構造２５として、バリア層として８５０℃で１３ｎｍの厚さに成膜したアンドープＧａＮ層と、量子井戸層として７２０℃で２ｎｍの厚さに成膜したアンドープＩｎ０．１Ｇａ０．９Ｎ層とを、量子井戸層が全部で５層で両側がバリア層となるように交互に成膜した。さらに成長温度を１０２５℃にして、第二導電型（ｐ型）第一クラッド層２６ａとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層を０．１μｍの厚さに形成した。さらに連続して、第二導電型（ｐ型）第二クラッド層２６ｂとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）ＧａＮ層を０．０７μｍの厚さに形成した。最後に第二導電型（ｐ型）コンタクト層２６ｃとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度１×１０２０ｃｍ−３）ＧａＮ層を０．０３μｍの厚さに形成した。
【０７７２】
この後にＭＯＣＶＤ成長炉の中で徐々に温度を下げて、ウエハーを取り出し、薄膜結晶成長を終了した。
【０７７３】
薄膜結晶成長が終了したウエハーに対してｐ側電極を形成するために、フォトリソグラフィー法を用いてｐ側電極２７をリフトオフ法でパターニングする準備をしてレジストパターンを形成した。ここでｐ側電極としてＮｉ（２０ｎｍ厚）／Ａｕ（５００ｎｍ厚）を真空蒸着法によって形成し、アセトン中で不要部分をリフトオフ法によって除去した。次いで、その後熱処理を実施してｐ側電極を完成させた。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図２−６に対応する。尚、ここまでの工程では、ｐ側電極直下のｐ側電流注入領域には、プラズマプロセス等のダメージが入るような工程はなかった。
【０７７４】
次いで、第一エッチング工程を実施するために、エッチング用マスクの形成を実施した。ここでは、ｐ−ＣＶＤ法を用いて０．４μｍ厚みのＳｉＮｘを基板温度４００℃で、ウエハー全面に成膜した。ここでｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、ｐ−ＣＶＤによるＳｉＮｘ成膜プロセスによってもまったく変質しなかった。次に再度フォトリソグフィー工程を実施してＳｉＮｘマスクをパターニングし、ＳｉＮｘエッチングマスクを作製した。この際には、ＳｉＮｘ膜の不要部分のエッチングはＲＩＥ法を用いてＳＦ６プラズマを用いて実施し、後述する第一エッチング工程において薄膜結晶層のエッチングを行わない部分はマスクを残し、かつ予定されている薄膜結晶層のエッチング部分に相当する部分のＳｉＮｘ膜を除去した。
【０７７５】
次いで第一エッチング工程として、ｐ−ＧａＮコンタクト層２６ｃ、ｐ−ＧａＮ第二クラッド層２６ｂ、ｐ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２６ａ、ＩｎＧａＮ量子井戸層とＧａＮバリア層からなる活性層構造２５、ｎ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２４ａを経てｎ−ＧａＮコンタクト層２４ｃの途中まで、Ｃｌ２ガスを用いたＩＣＰプラズマエッチングを実施し、ｎ型キャリアの注入部分となるｎ型コンタクト層２４ｃを露出させ、同時に複数の発光ポイントの形状を形成した。
【０７７６】
ＩＣＰプラズマエッチング終了後は、ＳｉＮｘマスクをバッファフッ酸を用いてすべて除去した。ここにおいてもｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、ｐ−ＣＶＤによるＳｉＮｘ成膜プロセスによっても、ｐ側電極はまったく変質しなかった。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図２−７に対応する。
【０７７７】
次いで、各発光装置内にある発光ユニット間分離溝１２を形成する第二エッチング工程を実施するために、真空蒸着法を用いて、ＳｒＦ２マスクをウエハー全面に形成した。次いで、発光ユニット間分離溝を形成する領域のＳｒＦ２膜を除去し、薄膜結晶層の発光ユニット間分離溝形成用マスク、すなわち、第二エッチング工程用ＳｒＦ２マスクを形成した。
【０７７８】
次いで第二エッチング工程として、発光ユニット間分離溝に相当する部分の、ｐ−ＧａＮコンタクト層２６ｃ、ｐ−ＧａＮ第二クラッド層２６ｂ、ｐ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２６ａ、ＩｎＧａＮ量子井戸層とＧａＮバリア層からなる活性層構造２５、ｎ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２４ａ、ｎ−ＧａＮコンタクト層２４ｃ、ｎ−ＧａＮ第二クラッド層２４ｂ、アンドープＧａＮ光学結合層２３の一部までの薄膜結晶層を、Ｃｌ２ガスを用いたＩＣＰドライエッチングした。この第二エッチング工程中には、ＳｒＦ２マスクはほとんどエッチングされなかった。この工程により幅１０μｍの発光ユニット間分離溝を形成できた。
【０７７９】
第二エッチング工程によって発光ユニット間分離溝１２を形成後は、不要となったＳｒＦ２マスクを除去した。ここにおいてもｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、まったく変質しなかった。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図２−８に対応する。
【０７８０】
次いで、各々の化合物半導体発光装置間の装置間分離溝１３を形成する第三エッチング工程を実施するために、真空蒸着法を用いて、ＳｒＦ２マスクをウエハー全面に形成した。次いで、装置間分離溝を形成する領域部分のＳｒＦ２膜を除去し、薄膜結晶層の装置間分離溝形成用マスク、すなわち、第三エッチング工程用ＳｒＦ２マスクを形成した。
【０７８１】
次いで、第三エッチング工程として、装置間分離溝に相当する部分の、ｐ−ＧａＮコンタクト層２６ｃ、ｐ−ＧａＮ第二クラッド層２６ｂ、ｐ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２６ａ、ＩｎＧａＮ量子井戸層とＧａＮバリア層からなる活性層構造２５、ｎ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２４ａ、ｎ−ＧａＮコンタクト層２４ｃ、ｎ−ＧａＮ第二クラッド層２４ｂ、アンドープＧａＮ光学結合層２３、バッファ層２２（２２ａ、２２ｂ）と薄膜結晶層のすべてを、Ｃｌ２ガスを用いたＩＣＰプラズマエッチングした。当該第三エッチング工程中には、ＳｒＦ２マスクはほとんどエッチングされなかった。この工程により、幅５０μｍの装置間分離溝を形成した。
【０７８２】
第三エッチング工程によって装置間分離溝１３を形成後は、不要となったＳｒＦ２マスクを除去した。ここにおいてもｐ側電極２７表面にはＡｕが露出していたため、まったく変質しなかった。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図２−９に対応する。
【０７８３】
次いで、ウエハー全面にｐ−ＣＶＤ法によってＳｉＯｘとＳｉＮｘをこの順に形成し、誘電体多層膜とした。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図２−１０に対応する。
【０７８４】
次いで、Ｎｉ−Ａｕからなるｐ側電極２７上へのｐ側電極露出部分の形成、ｎ側コンタクト層２４ｃ上へのｎ側電流注入領域（３６）の形成、装置間分離溝内のアンドープバッファ層の側壁の一部に残存する絶縁層の除去を、同時に実施するために、フォトリソグラフィー技術を用いてレジストマスクを形成した。次いでフッ酸系のエッチャントでレジストマスクを形成しなかった誘電体多層膜（絶縁層）を除去した。さらに、フッ酸によるサイドエッチングの効果によって、バッファ層の中のアンドープ部分の側壁の一部の誘電体多層膜（絶縁層）も除去した。ここでは、ｐ側電極２７の周辺はＳｉＯｘとＳｉＮｘからなる絶縁層に１５０μｍ覆われているようにした。
【０７８５】
この後に、不要となったレジストマスクは、アセトンで除去し、かつ、ＲＩＥ法による酸素プラズマでアッシングし除去した。この際にも、ｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、ｐ−ＣＶＤによるＳｉＮｘ成膜プロセスによってもまったく変質しなかった。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図２−１２に対応する。
【０７８６】
次いで、ｎ側電極２８を形成するために、フォトリソグラフィー法を用いてｎ側電極をリフトオフ法でパターニングする準備をしてレジストパターンを形成した。ここでｎ側電極としてＴｉ２０ｎｍ／Ａｌ３００ｎｍを真空蒸着法でウエハー全面に形成し、アセトン中で不要部分をリフトオフ法によって除去した。次いで、その後熱処理を実施してｎ側電極を完成させた。ｎ側電極は、その面積がｎ側電流注入領域よりも大きくなるように、絶縁層にその周辺が３０μｍほど接するようにし、かつ、ｐ側電極２７との重なりを有さないように形成し、金属ハンダによるフリップチップボンディングが容易で、かつ放熱性等にも配慮した。尚、別の製造例では、１０μｍほど接するようにして製造し、この製造例と同等の性能の発光素子が得られた。Ａｌ電極は、プラズマプロセス等により変質しやすく、かつ、フッ酸等によってもエッチングされるが、素子作製プロセスの最後にｎ側電極の形成を行ったことから、まったくダメージを受けなかった。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図２−１４に対応する。
【０７８７】
次いで、サファイア基板の裏面側に、ＭｇＦ２からなる低反射光学膜４５を真空蒸着法によって形成した。この際には、ＭｇＦ２は素子の発光波長に対して低反射コーティングとなるように、光学膜厚の１／４を成膜した。
【０７８８】
次いで、ウエハー上に形成された１つ１つの発光装置を分割するために、レーザスクライバーを用いて薄膜結晶成長側から装置間分離溝１３内にスクライブラインを形成した。さらにこのスクライブラインにそってサファイア基板とＭｇＦ２低反射光学膜のみをブレーキングし、１つ１つの集積型化合物半導体発光装置を完成させた。この際に、薄膜結晶層へのダメージ導入はなく、また、誘電体膜の剥離等も発生しなかった。
【０７８９】
次いで、この素子を金属ハンダ４２を用いてサブマウント４０の金属面４１と接合し、図２−１５に示す発光装置を完成させた。この際には、素子の意図しない短絡等は発生しなかった。
【０７９０】
（製造例Ｂ−２）
製造例Ｂ−１において、光学結合層２３を成膜した後の薄膜結晶層の成膜を次のように行った以外は製造例Ｂ−１を繰り返した。即ち、製造例Ｂ−１で、光学結合層２３として厚み３．５μｍのアンドープＧａＮを１０３５℃で形成した後、さらに、第一導電型（ｎ型）第二クラッド層２４ｂとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度５×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を４μｍ厚に形成し、第一導電型（ｎ型）コンタクト層２４ｃとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度８×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を０．５μｍ厚に形成し、さらに第一導電型（ｎ型）第一クラッド層２４ａとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度５．０×１０１８ｃｍ−３）のＡｌ０．１０Ｇａ０．９０Ｎ層を０．１μｍの厚さで形成した。さらに活性層構造２５として、バリア層として８５０℃で１３ｎｍの厚さに成膜したアンドープＧａＮ層と、量子井戸層として７２０℃で２ｎｍの厚さに成膜したアンドープＩｎ０．１Ｇａ０．９Ｎ層とを、量子井戸層が全部で８層で両側がバリア層となるように交互に成膜した。さらに成長温度を１０２５℃にして、第二導電型（ｐ型）第一クラッド層２６ａとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）Ａｌ０．１０Ｇａ０．９０Ｎを０．１μｍの厚さに形成した。さらに連続して、第二導電型（ｐ型）第二クラッド層２６ｂとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）ＧａＮを０．０７μｍの厚さに形成した。最後に第二導電型（ｐ型）コンタクト層２６ｃとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度１×１０２０ｃｍ−３）ＧａＮを０．０３μｍの厚さに形成した。その後は、製造例Ｂ−１と同様にして、図２−１５に示す発光装置を完成させた。この際には、素子の意図しない短絡等は発生しなかった。
【０７９１】
尚、製造例Ｂ−１、２のプロセスでは、第一エッチング工程後にＳｉＮｘマスクを除去したが、ＳｉＮｘマスクを除去せずに、第二エッチング工程後に除去してもよいし、さらには第三エッチング工程後に除去することも好ましい。
【０７９２】
さらに、第三エッチング工程でのエッチングを、バッファ層の途中で止めることで、図２−２０に示す発光装置を製作することができる（但し、絶縁膜は多層誘電体膜）。また、その際に、予定した形状に適したフォトリソグラフィによって、適切なエッチングマスク形状を準備し、かつ、サイドエッチングを行わなければ、図２−１９に示す発光装置が得られる。また、第三エッチング工程でのエッチングを、光学結合層の途中で止めることで、図２−１８に示す発光装置を製作することができる。また、その際に、予定した形状に適したフォトリソグラフィによって、適切なエッチングマスク形状を準備し、かつ、サイドエッチングを行わなければ、図２−１７に示す発光装置が得られる。
【０７９３】
（製造例Ｂ−３）
図２−１６に示した半導体発光装置を以下の手順で作製した。
【０７９４】
厚みが４３０μｍのｃ＋面サファイア基板２１を用意し、この上に、まずＭＯＣＶＤ法を用いて、第１のバッファ層２２ａとして厚み２０ｎｍの低温成長したアンドープのＧａＮ層を形成し、この後に第２のバッファ層２２ｂとして厚み１μｍのアンドープＧａＮ層を１０４０℃で形成した。
【０７９５】
光学結合層２３としてアンドープＩｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎが３ｎｍとアンドープＧａＮが１２ｎｍの各１０層の積層構造をその中心に含むアンドープＧａＮ層２μｍ厚を形成した。ここで、アンドープＧａＮ層は８５０℃、アンドープＩｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ層は７３０℃で成長した。
【０７９６】
次いで、第一導電型（ｎ型）第二クラッド層２４ｂとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度１×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を２μｍ厚に形成し、第一導電型（ｎ型）コンタクト層２４ｃとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度２×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を０．５μｍ厚に形成し、さらに第一導電型（ｎ型）第一クラッド層２４ａとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度１．５×１０１８ｃｍ−３）のＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層を０．１μｍの厚さで形成した。
【０７９７】
さらに活性層構造２５として、バリア層として８５０℃で１３ｎｍに成膜したアンドープＧａＮ層と、量子井戸層として７１５℃で２ｎｍに成膜したアンドープＩｎ０．１３Ｇａ０．８７Ｎ層を、量子井戸層が全部で３層で両側がバリア層となるように交互に成膜した。
【０７９８】
さらに成長温度を１０２５℃にして、第二導電型（ｐ型）第一クラッド層２６ａとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層を０．１μｍの厚さに形成した。さらに連続して、第二導電型（ｐ型）第二クラッド層２６ｂとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）ＧａＮ層を０．０５μｍの厚さに形成した。最後に第二導電型（ｐ型）コンタクト層２６ｃとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度１×１０２０ｃｍ−３）ＧａＮ層を０．０２μｍの厚さに形成した。
【０７９９】
この後にＭＯＣＶＤ成長炉の中で徐々に温度を下げて、ウエハーを取り出し、薄膜結晶成長を終了した。
【０８００】
薄膜結晶成長が終了したウエハーに対してｐ側電極２７を形成するために、フォトリソグラフィー法を用いてｐ側電極をリフトオフ法でパターニングする準備をしてレジストパターンを形成した。ここでｐ側電極としてＰｄ（２０ｎｍ厚）／Ａｕ（１０００ｎｍ厚）を真空蒸着法によって形成し、アセトン中で不要部分をリフトオフ法によって除去した。次いで、その後熱処理を実施してｐ側電極２７を完成させた。尚、ここまでの工程では、ｐ側電極直下のｐ側電流注入領域には、プラズマプロセス等のダメージが入るような工程はなかった。
【０８０１】
次いで、発光ユニット間分離溝を形成する第二エッチング工程と、装置間分離溝を形成する第三エッチング工程を同時に実施するために、真空蒸着法を用いて、ＳｒＦ２マスクをウエハー全面に形成した。次いで、発光ユニット間分離溝の形成領域と装置間分離溝の形成領域にあるＳｒＦ２膜を除去し、薄膜結晶層の分離エッチングマスク、すなわち、第二エッチング工程と第三エッチング工程を同時に実施するためのエッチングマスクを形成した。
【０８０２】
次いで、同時に実施する第二、第三エッチング工程として、発光ユニット間分離溝と装置間分離溝に相当する部分の、ｐ−ＧａＮコンタクト層２６ｃ、ｐ−ＧａＮ第二クラッド層２６ｂ、ｐ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２６ａ、ＩｎＧａＮ量子井戸層とＧａＮバリア層からなる活性層構造２５、ｎ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２４ａ、ｎ−ＧａＮコンタクト層２４ｃ、ｎ−ＧａＮ第二クラッド層２４ｂ、アンドープＩｎＧａＮ／ＧａＮ光学結合層２３の一部までの薄膜結晶層を、Ｃｌ２ガスを用いたＩＣＰドライエッチングした。第二・第三同時エッチング工程中には、ＳｒＦ２マスクはほとんどエッチングされなかった。この工程により、発光ユニット間分離溝は、幅６μｍで形成できた。
【０８０３】
第二・第三エッチング工程を同時に実施し、発光ユニット間分離溝と装置間分離溝を形成後は、不要となったＳｒＦ２マスクを除去した。ここにおいてもｐ側電極表面にはＡｕが露出していたためまったく変質しなかった。
【０８０４】
次いで、第一導電型側電極を形成する前準備として第一導電型コンタクト層を露出させる第一エッチング工程を実施するために、エッチング用マスクの形成を実施した。ここでは、ｐ−ＣＶＤ法を用いて０．４μｍ厚みのＳｉＮｘを基板温度４００℃で、ウエハー全面に成膜した。ここでｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、ｐ−ＣＶＤによるＳｉＮｘ成膜プロセスによってもまったく変質しなかった。次に再度フォトリソグフィー工程を実施してＳｉＮｘ層をパターニングし、ＳｉＮｘエッチングマスクを作製した。この際には、ＳｉＮｘ膜の不要部分のエッチングはＲＩＥ法を用いてＳＦ６プラズマを用いて実施し、後述する第一エッチング工程において薄膜結晶層のエッチングを行わない部分は残し、かつ予定されている薄膜結晶層のエッチング部分に相当する部分のＳｉＮｘ膜は除去した。
【０８０５】
次いで第一エッチング工程として、ｐ−ＧａＮコンタクト層２６ｃ、ｐ−ＧａＮ第二クラッド層２６ｂ、ｐ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２６ａ、ＩｎＧａＮ量子井戸層とＧａＮバリア層からなる活性層構造２５、ｎ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２４ａを経てｎ−ＧａＮコンタクト層２４ｃの途中まで、Ｃｌ２ガスを用いたＩＣＰプラズマエッチングを実施し、ｎ型キャリアの注入部分となるｎ型コンタクト層を露出させ、同時に複数の発光ポイントの形状を形成した。
【０８０６】
ＩＣＰプラズマエッチング終了後は、ＳｉＮｘマスクをＳＦ６ガスを用いたＲＩＥ法によりすべて除去した。ここにおいてもｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、このプロセスによってもまったく変質しなかった。
【０８０７】
次いで、ウエハー全面にｐ−ＣＶＤ法によって絶縁層３０としてＳｉＮｘを１２５ｎｍ厚だけウエハー全面に形成した。次いで、Ｐｄ−Ａｕからなるｐ側電極２７の上にｐ側電極露出部分を形成し、ｎ側コンタクト層上にはｎ側電流注入領域を形成し、さらに、装置間分離溝に存在する絶縁層の一部の除去を、同時に実施するために、フォトリソグラフィー技術を用いてレジストマスクを形成し、次いでＳＦ６ガスのＲＩＥプラズマを用いてレジストマスクを形成しなかった部分、すなわち、ｐ側電極露出部分の形成と、ｎ側コンタクト層２４ｃ上のｎ側電流注入領域の形成と、さらに、装置間分離溝に存在する絶縁層の一部の除去を実施した。ここでは、ｐ側電極の周辺はＳｉＮｘ絶縁層に覆われているようにした。また、ｎ側電流注入領域を除いて薄膜結晶層の側壁なども絶縁層に覆われているようにした。また、例えば製造例Ｂ−１、２で説明したように、予定した形状に適したフォトリソグラフィによって、適切なエッチングマスク形状を準備し、かつ、絶縁層のサイドエッチングを進めることで図２−１８の形状（図２−１６は、この形状を示した。）の形成も、あるいは、予定した形状に適したフォトリソグラフィによって、適切なエッチングマスク形状を準備し、かつ、絶縁層のサイドエッチングを進めないことで図２−１７の形状も可能である。さらに１つの発光ユニット内においては、ｎ側電流注入領域の数と面積とを、ｐ側電流注入領域の数と面積よりも少なく、かつ小さくなるように絶縁層の除去を実施した。
【０８０８】
この後に、不要となったレジストマスクは、アセトンで除去し、かつ、ＲＩＥ法による酸素プラズマでアッシングし除去した。この際にも、ｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、ｐまったく変質しなかった。
【０８０９】
次いで、ｎ側電極２８を形成するために、フォトリソグラフィー法を用いてｎ側電極をリフトオフ法でパターニングする準備をしてレジストパターンを形成した。ここでは、発光ユニット内のｎ側電極の数と面積とをｐ側電極の数と面積よりも少なく、かつ小さくなるようにパターニングした。ここでｎ側電極としてＴｉ（２０ｎｍ厚）／Ａｌ（１５００ｎｍ厚）を真空蒸着法でウエハー全面に形成し、アセトン中で不要部分をリフトオフ法によって除去した。次いで、その後熱処理を実施してｎ側電極を完成させた。ｎ側電極は、その面積がｎ側電流注入領域よりも大きく、かつ、ｐ側電極との重なりを有さないように形成し、金属ハンダによるフリップチップボンディングが容易で、かつ放熱性等にも配慮した。Ａｌ電極は、プラズマプロセス等により変質しやすく、かつ、フッ酸等によってもエッチングされるが、素子作製プロセスの最後にｎ側電極の形成を行ったことから、まったくダメージを受けなかった。
【０８１０】
次いで、この素子を金属ハンダ４２を用いてサブマウント４０の金属面４１と接合し、発光装置を完成させた。この際には、素子の意図しない短絡等は発生しなかった。
【０８１１】
（製造例Ｂ−４）
製造例Ｂ−３において、基板および薄膜結晶層の構成を次のように変更した以外は、製造例Ｂ−３と同様にして発光装置を作製した。
【０８１２】
まず、厚みが３００μｍのｃ＋面ＧａＮ基板２１（Ｓｉ濃度１×１０１７ｃｍ−３））を用意し、この上に、まずＭＯＣＶＤ法を用いてバッファ層２２として厚み２μｍのアンドープＧａＮを１０４０℃で形成した。
【０８１３】
ついで光学結合層２３としてアンドープＩｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎが３ｎｍとアンドープＧａＮが１２ｎｍの各２０層の積層構造をその中心に含むアンドープＧａＮ４μｍを形成した。ここで、アンドープＩｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ層は７３０℃で、これに隣接するアンドープＧａＮ層は８５０℃、その他のＧａＮ層は１０３５℃で成長した。
【０８１４】
次いで、第一導電型（ｎ型）第二クラッド層２４ｂとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度５×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を４μｍ厚に形成し、第一導電型（ｎ型）コンタクト層２４ｃとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度７×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を０．５μｍ厚に形成し、さらに第一導電型（ｎ型）第一クラッド層２４ａとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度５×１０１８ｃｍ−３）のＡｌ０．１０Ｇａ０．９０Ｎ層を０．１μｍの厚さで形成した。
【０８１５】
さらに活性層構造２５として、バリア層として８５０℃で１３ｎｍに成膜したアンドープＧａＮ層と、量子井戸層として７１５℃で２ｎｍに成膜したアンドープＩｎ０．１３Ｇａ０．８７Ｎ層を、量子井戸層が全部で８層で両側がバリア層となるように交互に成膜した。
【０８１６】
さらに成長温度を１０２５℃にして、第二導電型（ｐ型）第一クラッド層２６ａとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）Ａｌ０．１０Ｇａ０．９０Ｎを０．１μｍの厚さに形成した。さらに連続して、第二導電型（ｐ型）第二クラッド層２６ｂとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）ＧａＮを０．０５μｍの厚さに形成した。最後に第二導電型（ｐ型）コンタクト層２６ｃとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度１×１０２０ｃｍ−３）ＧａＮを０．０２μｍの厚さに形成した。
【０８１７】
この後にＭＯＣＶＤ成長炉の中で徐々に温度を下げて、ウエハーを取り出し、薄膜結晶成長を終了した。
【０８１８】
この後は、製造例Ｂ−３と同様にして発光装置を完成した、この際には、素子の意図しない短絡等は発生しなかった。
【０８１９】
尚、製造例Ｂ−３、４では、第二および第三エッチング工程を同時に行い、その後第一エッチング工程を実施したが、第一エッチング工程を先に実施し、その後第二・第三エッチング工程を同時に実施してもよい。その場合に、第一エッチング工程で使用したＳｉＮｘマスクを除去することなく、第二・第三エッチング工程を実施することも好ましい。
【０８２０】
＜＜集積型発光装置タイプＣの製造例＞＞
（製造例Ｃ−１）
図３−１１に示した半導体発光装置を以下の手順で作製した。関連する工程図として、図３−４〜１０を参照する。
【０８２１】
厚みが４３０μｍのｃ＋面サファイア基板２１を用意し、この上に、まずＭＯＣＶＤ法を用いて、第１のバッファ層２２ａとして厚み１０ｎｍの低温成長したアンドープのＧａＮ層を形成し、この後に厚み１μｍの第２のバッファ層２２ｂとして厚み０．５μｍのアンドープＧａＮ層と厚み０．５μｍのＳｉドープ（Ｓｉ濃度７×１０１７ｃｍ−３）のＧａＮ層を１０４０℃で積層した。連続して光学結合層２３として厚み３．５μｍのアンドープＧａＮ層を１０３５℃で形成した。
【０８２２】
さらに、第一導電型（ｎ型）第二クラッド層２４ｂとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度１×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を２μｍ厚に形成し、第一導電型（ｎ型）コンタクト層２４ｃとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度３×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を０．５μｍ厚に形成し、さらに第一導電型（ｎ型）第一クラッド層２４ａとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度１．５×１０１８ｃｍ−３）のＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層を０．１μｍの厚さで形成した。さらに活性層構造２５として、バリア層として８５０℃で１３ｎｍの厚さに成膜したアンドープＧａＮ層と、量子井戸層として７２０℃で２ｎｍの厚さに成膜したアンドープＩｎ０．１Ｇａ０．９Ｎ層とを、量子井戸層が全部で５層で両側がバリア層となるように交互に成膜した。さらに成長温度を１０２５℃にして、第二導電型（ｐ型）第一クラッド層２６ａとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層を０．１μｍの厚さに形成した。さらに連続して、第二導電型（ｐ型）第二クラッド層２６ｂとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）ＧａＮ層を０．０７μｍの厚さに形成した。最後に第二導電型（ｐ型）コンタクト層２６ｃとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度１×１０２０ｃｍ−３）ＧａＮ層を０．０３μｍの厚さに形成した。
【０８２３】
この後にＭＯＣＶＤ成長炉の中で徐々に温度を下げて、ウエハーを取り出し、薄膜結晶成長を終了した。
【０８２４】
薄膜結晶成長が終了したウエハーに対してｐ側電極を形成するために、フォトリソグラフィー法を用いてｐ側電極２７をリフトオフ法でパターニングする準備をしてレジストパターンを形成した。ここでｐ側電極としてＮｉ（２０ｎｍ厚）／Ａｕ（５００ｎｍ厚）を真空蒸着法によって形成し、アセトン中で不要部分をリフトオフ法によって除去した。次いで、その後熱処理を実施してｐ側電極を完成させた。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図３−４に対応する。尚、ここまでの工程では、ｐ側電極直下のｐ側電流注入領域には、プラズマプロセス等のダメージが入るような工程はなかった。
【０８２５】
次いで、第一エッチング工程を実施するために、エッチング用マスクの形成を実施した。ここでは、ｐ−ＣＶＤ法を用いて０．４μｍ厚みのＳｉＮｘを基板温度４００℃で、ウエハー全面に成膜した。ここでｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、ｐ−ＣＶＤによるＳｉＮｘ成膜プロセスによってもまったく変質しなかった。次に再度フォトリソグフィー工程を実施してＳｉＮｘマスクをパターニングし、ＳｉＮｘエッチングマスクを作製した。この際には、ＳｉＮｘ膜の不要部分のエッチングはＲＩＥ法を用いてＳＦ６プラズマを用いて実施し、後述する第一エッチング工程において薄膜結晶層のエッチングを行わない部分はマスクを残し、かつ予定されている薄膜結晶層のエッチング部分に相当する部分のＳｉＮｘ膜を除去した。
【０８２６】
次いで第一エッチング工程として、ｐ−ＧａＮコンタクト層２６ｃ、ｐ−ＧａＮ第二クラッド層２６ｂ、ｐ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２６ａ、ＩｎＧａＮ量子井戸層とＧａＮバリア層からなる活性層構造２５、ｎ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２４ａを経てｎ−ＧａＮコンタクト層２４ｃの途中まで、Ｃｌ２ガスを用いたＩＣＰプラズマエッチングを実施し、ｎ型キャリアの注入部分となるｎ型コンタクト層２４ｃを露出させた。
【０８２７】
ＩＣＰプラズマエッチング終了後は、ＳｉＮｘマスクをバッファフッ酸を用いてすべて除去した。ここにおいてもｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、ｐ−ＣＶＤによるＳｉＮｘ成膜プロセスによっても、ｐ側電極はまったく変質しなかった。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図３−５に対応する。
【０８２８】
次いで、各発光装置内にある発光ユニット間分離溝１２を形成する第二エッチング工程を実施するために、真空蒸着法を用いて、ＳｒＦ２マスクをウエハー全面に形成した。次いで、発光ユニット間分離溝を形成する領域のＳｒＦ２膜を除去し、薄膜結晶層の発光ユニット間分離溝形成用マスク、すなわち、第二エッチング工程用ＳｒＦ２マスクを形成した。
【０８２９】
次いで、第二エッチング工程として、発光ユニット間分離溝に相当する部分の、ｐ−ＧａＮコンタクト層２６ｃ、ｐ−ＧａＮ第二クラッド層２６ｂ、ｐ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２６ａ、ＩｎＧａＮ量子井戸層とＧａＮバリア層からなる活性層構造２５、ｎ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２４ａ、ｎ−ＧａＮコンタクト層２４ｃ、ｎ−ＧａＮ第二クラッド層２４ｂ、アンドープＧａＮ光学結合層２３の一部までの薄膜結晶層を、Ｃｌ２ガスを用いたＩＣＰエッチングした。この第二エッチング工程中には、ＳｒＦ２マスクはほとんどエッチングされなかった。この工程により幅１０μｍの発光ユニット間分離溝を形成できた。
【０８３０】
第二エッチング工程によって発光ユニット間分離溝１２を形成後は、不要となったＳｒＦ２マスクを除去した。ここにおいてもｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、まったく変質しなかった。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図３−６に対応する。
【０８３１】
次いで、各々の化合物半導体発光装置間の装置間分離溝１３を形成する第三エッチング工程を実施するために、真空蒸着法を用いて、ＳｒＦ２マスクをウエハー全面に形成した。次いで、装置間分離溝を形成する領域部分のＳｒＦ２膜を除去し、薄膜結晶層の装置間分離溝形成用マスク、すなわち、第三エッチング工程用ＳｒＦ２マスクを形成した。
【０８３２】
次いで、第三エッチング工程として、装置間分離溝に相当する部分の、ｐ−ＧａＮコンタクト層２６ｃ、ｐ−ＧａＮ第二クラッド層２６ｂ、ｐ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２６ａ、ＩｎＧａＮ量子井戸層とＧａＮバリア層からなる活性層構造２５、ｎ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２４ａ、ｎ−ＧａＮコンタクト層２４ｃ、ｎ−ＧａＮ第二クラッド層２４ｂ、アンドープＧａＮ光学結合層２３、バッファ層２２（２２ａ、２２ｂ）と薄膜結晶層のすべてを、Ｃｌ２ガスを用いたＩＣＰエッチングした。当該第三エッチング工程中には、ＳｒＦ２マスクはほとんどエッチングされなかった。この工程により、幅５０μｍの装置間分離溝を形成した。
【０８３３】
第三エッチング工程によって装置間分離溝１３を形成後は、不要となったＳｒＦ２マスクを除去した。ここにおいてもｐ側電極２７表面にはＡｕが露出していたため、まったく変質しなかった。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図３−７に対応する。
【０８３４】
次いで、ウエハー全面にｐ−ＣＶＤ法によってＳｉＯｘとＳｉＮｘをこの順に形成し、誘電体多層膜とした。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図３−８に対応する。
【０８３５】
次いで、Ｎｉ−Ａｕからなるｐ側電極２７上へのｐ側電極露出部分の形成、ｎ側コンタクト層２４ｃ上へのｎ側電流注入領域（３６）の形成、装置間分離溝内のアンドープバッファ層の側壁の一部に残存する絶縁層の除去を、同時に実施するために、フォトリソグラフィー技術を用いてレジストマスクを形成した。次いでフッ酸系のエッチャントでレジストマスクを形成しなかった誘電体多層膜（絶縁層）を除去した。さらに、フッ酸によるサイドエッチングの効果によって、バッファ層のアンドープ部分の側壁の一部の誘電体多層膜（絶縁層）も除去した。ここでは、ｐ側電極２７の周辺はＳｉＯｘとＳｉＮｘからなる絶縁層に１５０μｍ覆われているようにした。
【０８３６】
この後に、不要となったレジストマスクは、アセトンで除去し、かつ、ＲＩＥ法による酸素プラズマでアッシングし除去した。この際にも、ｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、ｐ−ＣＶＤによるＳｉＮｘ成膜プロセスによってもまったく変質しなかった。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図３−９に対応する。
【０８３７】
次いで、ｎ側電極２８を形成するために、フォトリソグラフィー法を用いてｎ側電極をリフトオフ法でパターニングする準備をしてレジストパターンを形成した。ここでｎ側電極としてＴｉ２０ｎｍ／Ａｌ３００ｎｍを真空蒸着法でウエハー全面に形成し、アセトン中で不要部分をリフトオフ法によって除去した。次いで、その後熱処理を実施してｎ側電極を完成させた。ｎ側電極は、その面積がｎ側電流注入領域よりも大きくなるように、絶縁層にその周辺が３０μｍほど接するようにし、かつ、ｐ側電極２７との重なりを有さないように形成し、金属ハンダによるフリップチップボンディングが容易で、かつ放熱性等にも配慮した。尚、別の製造例では、１０μｍほど接するようにして製造し、この製造例と同等の性能の発光素子が得られた。Ａｌ電極は、プラズマプロセス等により変質しやすく、かつ、フッ酸等によってもエッチングされるが、素子作製プロセスの最後にｎ側電極の形成を行ったことから、まったくダメージを受けなかった。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図３−１０に対応する。
【０８３８】
次いで、基板剥離を実施する前準備として、支持体４０として、表面にＮｉ／Ｐｔ／Ａｕの積層構造の金属配線（金属層４１）が形成されたＳｉ基板を用意した。この支持体に、発光装置が作りこまれたウエハー（基板２１上の薄膜結晶成長層、電極、絶縁層等）全体を、ＡｕＳｎハンダを用いて接合した。接合時には、支持体４０と発光装置が形成されたウエハーを３００℃に加熱ししてｐ側電極とｎ側電極が、それぞれ設計された支持体上の金属配線にＡｕＳｎハンダで融着されるようにした。この際に、素子の意図しない短絡等は発生しなかった。
【０８３９】
次に、基板剥離を実施するために、エキシマレーザ（２４８ｎｍ）を、薄膜結晶成長を実施していない基板２１面から照射し、基板を剥離した（レーザディボンディング）。この後に、ＧａＮバッファ層の一部が窒素と金属Ｇａに分解されることで発生したＧａ金属をウェットエッチングによって除去した。
【０８４０】
次いで、支持体４０に金属ハンダ４２で融着されている極薄膜の発光素子のバッファ層側に、アルミナからなる低反射光学膜４５をスパッタ法によって形成した。この際には、アルミナは素子の発光波長に対して低反射コーティングとなるように、光学膜厚として発光波長の１／４を成膜した。
【０８４１】
最後に、１つ１つの発光装置を分割するために、ダイシングソーを用いて、支持体内の素子分離領域部分をカットした。ここで、支持体内素子分離領域には、金属配線等が存在しなかったことから意図しない配線の剥離等は発生しなかった。このようにして、図３−１１に示す集積型の化合物半導体発光素子を完成させた。
【０８４２】
（製造例Ｃ−２）
製造例Ｃ−１において、光学結合層２３を成膜した後の薄膜結晶層の成膜を次のように行った以外は製造例Ｃ−１を繰り返した。即ち、製造例Ｃ−１で、光学結合層２３として厚み３．５μｍのアンドープＧａＮを１０３５℃で形成した後、さらに、第一導電型（ｎ型）第二クラッド層２４ｂとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度５×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を４μｍ厚に形成し、第一導電型（ｎ型）コンタクト層２４ｃとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度８×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を０．５μｍ厚に形成し、さらに第一導電型（ｎ型）第一クラッド層２４ａとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度５．０×１０１８ｃｍ−３）のＡｌ０．１０Ｇａ０．９０Ｎ層を０．１μｍの厚さで形成した。さらに活性層構造２５として、バリア層として８５０℃で１３ｎｍの厚さに成膜したアンドープＧａＮ層と、量子井戸層として７２０℃で２ｎｍの厚さに成膜したアンドープＩｎ０．１Ｇａ０．９Ｎ層とを、量子井戸層が全部で８層で両側がバリア層となるように交互に成膜した。さらに成長温度を１０２５℃にして、第二導電型（ｐ型）第一クラッド層２６ａとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）Ａｌ０．１０Ｇａ０．９０Ｎを０．１μｍの厚さに形成した。さらに連続して、第二導電型（ｐ型）第二クラッド層２６ｂとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）ＧａＮを０．０７μｍの厚さに形成した。最後に第二導電型（ｐ型）コンタクト層２６ｃとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度１×１０２０ｃｍ−３）ＧａＮを０．０３μｍの厚さに形成した。その後は、製造例Ｃ−１と同様にして、図３−１１に示す発光装置を完成させた。この際には、素子の意図しない短絡等は発生しなかった。
【０８４３】
尚、製造例Ｃ−１、２のプロセスでは、第一エッチング工程後にＳｉＮｘマスクを除去したが、ＳｉＮｘマスクを除去せずに、第二エッチング工程後に除去してもよいし、さらには第三エッチング工程後に除去することも好ましい。
【０８４４】
さらに、第三エッチング工程でのエッチングを、バッファ層の途中で止めることで、図３−１６に示す発光装置を製作することができる（但し、絶縁膜は多層誘電体膜）。また、その際に、予定した形状に適したフォトリソグラフィによって、適切なエッチングマスク形状を準備し、かつ、サイドエッチングを行わなければ、図３−１５に示す発光装置が得られる。また、第三エッチング工程でのエッチングを、光学結合層の途中で止めることで、図３−１４に示す発光装置を製作することができる。また、その際に、予定した形状に適したフォトリソグラフィによって、適切なエッチングマスク形状を準備し、かつ、サイドエッチングを行わなければ、図３−１３に示す発光装置が得られる。
【０８４５】
（製造例Ｃ−３）
図３−１２に示す半導体発光装置を以下の手順で作製した。
【０８４６】
厚みが４３０μｍのｃ＋面サファイア基板２１を用意し、この上に、まずＭＯＣＶＤ法を用いて、第１のバッファ層２２ａとして厚み１０ｎｍの低温成長したアンドープのＧａＮ層を形成し、この後に第２のバッファ層２２ｂとして厚み１μｍのアンドープＧａＮ層を１０４０℃で形成した。
【０８４７】
光学結合層２３としてアンドープＩｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎが３ｎｍとアンドープＧａＮが１２ｎｍの各１０層の積層構造をその中心に含むアンドープＧａＮ層２μｍ厚を形成した。ここで、アンドープＧａＮ層は８５０℃、アンドープＩｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ層は７３０℃で成長した。
【０８４８】
次いで、第一導電型（ｎ型）第二クラッド層２４ｂとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度１×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を２μｍ厚に形成し、第一導電型（ｎ型）コンタクト層２４ｃとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度２×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を０．５μｍ厚に形成し、さらに第一導電型（ｎ型）第一クラッド層２４ａとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度１．５×１０１８ｃｍ−３）のＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層を０．１μｍの厚さで形成した。
【０８４９】
さらに活性層構造２５として、バリア層として８５０℃で１３ｎｍに成膜したアンドープＧａＮ層と、量子井戸層として７１５℃で２ｎｍに成膜したアンドープＩｎ０．１３Ｇａ０．８７Ｎ層を、量子井戸層が全部で３層で両側がバリア層となるように交互に成膜した。
【０８５０】
さらに成長温度を１０２５℃にして、第二導電型（ｐ型）第一クラッド層２６ａとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層を０．１μｍの厚さに形成した。さらに連続して、第二導電型（ｐ型）第二クラッド層２６ｂとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）ＧａＮ層を０．０５μｍの厚さに形成した。最後に第二導電型（ｐ型）コンタクト層２６ｃとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度１×１０２０ｃｍ−３）ＧａＮ層を０．０２μｍの厚さに形成した。
【０８５１】
この後にＭＯＣＶＤ成長炉の中で徐々に温度を下げて、ウエハーを取り出し、薄膜結晶成長を終了した。
【０８５２】
薄膜結晶成長が終了したウエハーに対してｐ側電極２７を形成するために、フォトリソグラフィー法を用いてｐ側電極をリフトオフ法でパターニングする準備をしてレジストパターンを形成した。ここでｐ側電極としてＰｄ（２０ｎｍ厚）／Ａｕ（１０００ｎｍ厚）を真空蒸着法によって形成し、アセトン中で不要部分をリフトオフ法によって除去した。次いで、その後熱処理を実施してｐ側電極２７を完成させた。尚、ここまでの工程では、ｐ側電極直下のｐ側電流注入領域には、プラズマプロセス等のダメージが入るような工程はなかった。
【０８５３】
次いで、発光ユニット間分離溝を形成する第二エッチング工程と、装置間分離溝を形成する第三エッチング工程を同時に実施するために、真空蒸着法を用いて、ＳｒＦ２マスクをウエハー全面に形成した。次いで、発光ユニット間分離溝の形成領域と装置間分離溝の形成領域にあるＳｒＦ２膜を除去し、薄膜結晶層の分離エッチングマスク、すなわち、第二エッチング工程と第三エッチング工程を同時に実施するためのエッチングマスクを形成した。
【０８５４】
次いで、同時に実施する第二、第三エッチング工程として、発光ユニット間分離溝と装置間分離溝に相当する部分の、ｐ−ＧａＮコンタクト層２６ｃ、ｐ−ＧａＮ第二クラッド層２６ｂ、ｐ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２６ａ、ＩｎＧａＮ量子井戸層とＧａＮバリア層からなる活性層構造２５、ｎ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２４ａ、ｎ−ＧａＮコンタクト層２４ｃ、ｎ−ＧａＮ第二クラッド層２４ｂ、アンドープＩｎＧａＮ／ＧａＮ光学結合層２３の一部までの薄膜結晶層を、Ｃｌ２ガスを用いたＩＣＰエッチングした。第二・第三同時エッチング工程中には、ＳｒＦ２マスクはほとんどエッチングされなかった。この工程により、発光ユニット間分離溝は、幅６μｍで形成できた。
【０８５５】
第二・第三エッチング工程を同時に実施し、発光ユニット間分離溝と装置間分離溝を形成後は、不要となったＳｒＦ２マスクを除去した。ここにおいてもｐ側電極表面にはＡｕが露出していたためまったく変質しなかった。
【０８５６】
次に、第一導電型側電極を形成する前準備として第一導電型コンタクト層を露出させる第一エッチング工程を実施するために、エッチング用マスクの形成を実施した。ここでは、真空蒸着法を用いてＳｒＦ２をウエハー全面に製膜した。次に再度フォトリソグフィー工程を実施してＳｒＦ２マスクをパターニングし、第一エッチング用のマスクを作製した。
【０８５７】
次いで第一エッチング工程として、ｐ−ＧａＮコンタクト層２６ｃ、ｐ−ＧａＮ第二クラッド層２６ｂ、ｐ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２６ａ、ＩｎＧａＮ量子井戸層とＧａＮバリア層からなる活性層構造２５、ｎ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２４ａを経てｎ−ＧａＮコンタクト層２４ｃの途中まで、Ｃｌ２ガスを用いたＩＣＰプラズマエッチングを実施し、ｎ型キャリアの注入部分となるｎ型コンタクト層を露出させた。
【０８５８】
ＩＣＰプラズマエッチング終了後は、ＳｒＦ２マスクをすべて除去した。ここにおいてもｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、これらのプロセスによってもまったく変質しなかった。
【０８５９】
次いで、ウエハー全面にｐ−ＣＶＤ法によって絶縁層３０としてＳｉＮｘを１２５ｎｍ厚だけウエハー全面に形成した。次いで、Ｐｄ−Ａｕからなるｐ側電極２７の上にｐ側電極露出部分を形成し、ｎ側コンタクト層上にはｎ側電流注入領域を形成し、さらに、装置間分離溝に存在する絶縁層の一部の除去を、同時に実施するために、フォトリソグラフィー技術を用いてレジストマスクを形成し、次いでＳＦ６ガスのＲＩＥプラズマを用いてレジストマスクを形成しなかった部分、すなわち、ｐ側電極露出部分の形成と、ｎ側コンタクト層２４ｃ上のｎ側電流注入領域の形成と、さらに、装置間分離溝に存在する絶縁層の一部の除去を実施した。ここでは、ｐ側電極の周辺はＳｉＮｘ絶縁層に覆われているようにした。また、ｎ側電流注入領域を除いて薄膜結晶層の側壁なども絶縁層に覆われているようにした。また、例えば製造例Ｃ−１、２で説明したように、予定した形状に適したフォトリソグラフィによって、適切なエッチングマスク形状を準備し、かつ、絶縁層のサイドエッチングを進めることで図３−１４の形状（図３−１２は、この形状を示した。）の形成も、あるいは、予定した形状に適したフォトリソグラフィによって、適切なエッチングマスク形状を準備し、かつ、絶縁層のサイドエッチングを進めないことで図３−１３の形状も可能である。
【０８６０】
この後に、不要となったレジストマスクは、アセトンで除去し、かつ、ＲＩＥ法による酸素プラズマでアッシングし除去した。この際にも、ｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、ｐまったく変質しなかった。
【０８６１】
次いで、ｎ側電極２８を形成するために、フォトリソグラフィー法を用いてｎ側電極をリフトオフ法でパターニングする準備をしてレジストパターンを形成した。ここでｎ側電極としてＴｉ（２０ｎｍ厚）／Ａｌ（１５００ｎｍ厚）を真空蒸着法でウエハー全面に形成し、アセトン中で不要部分をリフトオフ法によって除去した。次いで、その後熱処理を実施してｎ側電極を完成させた。ｎ側電極は、その面積がｎ側電流注入領域よりも大きく、かつ、ｐ側電極との重なりを有さないように形成し、金属ハンダによるフリップチップボンディングが容易で、かつ放熱性等にも配慮した。Ａｌ電極は、プラズマプロセス等により変質しやすく、かつ、フッ酸等によってもエッチングされるが、素子作製プロセスの最後にｎ側電極の形成を行ったことから、まったくダメージを受けなかった。
【０８６２】
次いで、基板剥離を実施する前準備として、支持体４０として、表面にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの積層構造の金属配線（金属層４１）が形成されたＡｌＮ基板を用意した。この支持体に、発光装置が作りこまれたウエハー（基板２１上の薄膜結晶成長層、電極、絶縁層等）全体を、ＡｕＳｎハンダを用いて接合した。接合時には、支持体４０と発光装置が形成されたウエハーを３００℃に加熱ししてｐ側電極とｎ側電極が、それぞれ設計された支持体上の金属配線にＡｕＳｎハンダで融着されるようにした。この際に、この際には、素子の意図しない短絡等は発生しなかった。
【０８６３】
次に、基板剥離を実施するために、エキシマレーザ（２４８ｎｍ）を、薄膜結晶成長を実施していない基板２１面から照射し、基板を剥離した（レーザディボンディング）。この後に、ＧａＮバッファ層の一部が窒素と金属Ｇａに分解されることで発生したＧａ金属をウェットエッチングによって除去した。
【０８６４】
最後に、１つ１つの発光装置を分割するために、ダイシングソーを用いて、支持体内の素子分離領域部分を、装置間分離溝底部の光学結合層およびバッファ層と共にカットした。ここで、支持体内素子分離領域には、金属配線等が存在しなかったことから意図しない配線の剥離等は発生しなかった。このようにして、図３−１２に示す集積型の化合物半導体発光素子を完成させた。
【０８６５】
＜＜集積型発光装置タイプＤの製造例＞＞
（製造例Ｄ−１）
図４−１１に示した半導体発光装置を以下の手順で作製した。関連する工程図として、図４−４〜１０を参照する。
【０８６６】
厚みが４３０μｍのｃ＋面サファイア基板２１を用意し、この上に、まずＭＯＣＶＤ法を用いて、第１のバッファ層２２ａとして厚み１０ｎｍの低温成長したアンドープのＧａＮ層を形成し、この後に厚み１μｍの第２のバッファ層２２ｂとして厚み０．５μｍのアンドープＧａＮ層と厚み０．５μｍのＳｉドープ（Ｓｉ濃度７×１０１７ｃｍ−３）のＧａＮ層を１０４０℃で積層した。連続して光学結合層２３として厚み３．５μｍのアンドープＧａＮ層を１０３５℃で形成した。
【０８６７】
さらに、第一導電型（ｎ型）第二クラッド層２４ｂとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度１×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を２μｍ厚に形成し、第一導電型（ｎ型）コンタクト層２４ｃとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度３×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を０．５μｍ厚に形成し、さらに第一導電型（ｎ型）第一クラッド層２４ａとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度１．５×１０１８ｃｍ−３）のＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層を０．１μｍの厚さで形成した。さらに活性層構造２５として、バリア層として８５０℃で１３ｎｍの厚さに成膜したアンドープＧａＮ層と、量子井戸層として７２０℃で２ｎｍの厚さに成膜したアンドープＩｎ０．１Ｇａ０．９Ｎ層とを、量子井戸層が全部で５層で両側がバリア層となるように交互に成膜した。さらに成長温度を１０２５℃にして、第二導電型（ｐ型）第一クラッド層２６ａとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層を０．１μｍの厚さに形成した。さらに連続して、第二導電型（ｐ型）第二クラッド層２６ｂとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）ＧａＮ層を０．０７μｍの厚さに形成した。最後に第二導電型（ｐ型）コンタクト層２６ｃとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度１×１０２０ｃｍ−３）ＧａＮ層を０．０３μｍの厚さに形成した。
【０８６８】
この後にＭＯＣＶＤ成長炉の中で徐々に温度を下げて、ウエハーを取り出し、薄膜結晶成長を終了した。
【０８６９】
薄膜結晶成長が終了したウエハーに対してｐ側電極を形成するために、フォトリソグラフィー法を用いてｐ側電極２７をリフトオフ法でパターニングする準備をしてレジストパターンを形成した。ここでｐ側電極としてＮｉ（２０ｎｍ厚）／Ａｕ（５００ｎｍ厚）を真空蒸着法によって形成し、アセトン中で不要部分をリフトオフ法によって除去した。次いで、その後熱処理を実施してｐ側電極を完成させた。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図４−４に対応する。尚、ここまでの工程では、ｐ側電極直下のｐ側電流注入領域には、プラズマプロセス等のダメージが入るような工程はなかった。
【０８７０】
次いで、第一エッチング工程を実施するために、エッチング用マスクの形成を実施した。ここでは、ｐ−ＣＶＤ法を用いて０．４μｍ厚みのＳｉＮｘを基板温度４００℃で、ウエハー全面に成膜した。ここでｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、ｐ−ＣＶＤによるＳｉＮｘ成膜プロセスによってもまったく変質しなかった。次に再度フォトリソグフィー工程を実施してＳｉＮｘマスクをパターニングし、ＳｉＮｘエッチングマスクを作製した。この際には、ＳｉＮｘ膜の不要部分のエッチングはＲＩＥ法を用いてＳＦ６プラズマを用いて実施し、後述する第一エッチング工程において薄膜結晶層のエッチングを行わない部分はマスクを残し、かつ予定されている薄膜結晶層のエッチング部分に相当する部分のＳｉＮｘ膜を除去した。
【０８７１】
次いで第一エッチング工程として、ｐ−ＧａＮコンタクト層２６ｃ、ｐ−ＧａＮ第二クラッド層２６ｂ、ｐ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２６ａ、ＩｎＧａＮ量子井戸層とＧａＮバリア層からなる活性層構造２５、ｎ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２４ａを経てｎ−ＧａＮコンタクト層２４ｃの途中まで、Ｃｌ２ガスを用いたＩＣＰプラズマエッチングを実施し、ｎ型キャリアの注入部分となるｎ型コンタクト層２４ｃを露出させ、同時に複数の発光ポイントの形状を形成した。
【０８７２】
ＩＣＰプラズマエッチング終了後は、ＳｉＮｘマスクをバッファフッ酸を用いてすべて除去した。ここにおいてもｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、ｐ−ＣＶＤによるＳｉＮｘ成膜プロセスによっても、ｐ側電極はまったく変質しなかった。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図４−５に対応する。
【０８７３】
次いで、各発光装置内にある発光ユニット間分離溝１２を形成する第二エッチング工程を実施するために、真空蒸着法を用いて、ＳｒＦ２マスクをウエハー全面に形成した。次いで、発光ユニット間分離溝を形成する領域のＳｒＦ２膜を除去し、薄膜結晶層の発光ユニット間分離溝形成用マスク、すなわち、第二エッチング工程用ＳｒＦ２マスクを形成した。
【０８７４】
次いで、第二エッチング工程として、発光ユニット間分離溝に相当する部分の、ｐ−ＧａＮコンタクト層２６ｃ、ｐ−ＧａＮ第二クラッド層２６ｂ、ｐ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２６ａ、ＩｎＧａＮ量子井戸層とＧａＮバリア層からなる活性層構造２５、ｎ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２４ａ、ｎ−ＧａＮコンタクト層２４ｃ、ｎ−ＧａＮ第二クラッド層２４ｂ、アンドープＧａＮ光学結合層２３の一部までの薄膜結晶層を、Ｃｌ２ガスを用いたＩＣＰエッチングした。この第二エッチング工程中には、ＳｒＦ２マスクはほとんどエッチングされなかった。この工程により幅１０μｍの発光ユニット間分離溝を形成できた。
【０８７５】
第二エッチング工程によって発光ユニット間分離溝１２を形成後は、不要となったＳｒＦ２マスクを除去した。ここにおいてもｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、まったく変質しなかった。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図４−６に対応する。
【０８７６】
次いで、各々の化合物半導体発光装置間の装置間分離溝１３を形成する第三エッチング工程を実施するために、真空蒸着法を用いて、ＳｒＦ２マスクをウエハー全面に形成した。次いで、装置間分離溝を形成する領域部分のＳｒＦ２膜を除去し、薄膜結晶層の装置間分離溝形成用マスク、すなわち、第三エッチング工程用ＳｒＦ２マスクを形成した。
【０８７７】
次いで、第三エッチング工程として、装置間分離溝に相当する部分の、ｐ−ＧａＮコンタクト層２６ｃ、ｐ−ＧａＮ第二クラッド層２６ｂ、ｐ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２６ａ、ＩｎＧａＮ量子井戸層とＧａＮバリア層からなる活性層構造２５、ｎ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２４ａ、ｎ−ＧａＮコンタクト層２４ｃ、ｎ−ＧａＮ第二クラッド層２４ｂ、アンドープＧａＮ光学結合層２３、バッファ層２２（２２ａ、２２ｂ）と薄膜結晶層のすべてを、Ｃｌ２ガスを用いたＩＣＰエッチングした。当該第三エッチング工程中には、ＳｒＦ２マスクはほとんどエッチングされなかった。この工程により、幅５０μｍの装置間分離溝を形成した。
【０８７８】
第三エッチング工程によって装置間分離溝１３を形成後は、不要となったＳｒＦ２マスクを除去した。ここにおいてもｐ側電極２７表面にはＡｕが露出していたため、まったく変質しなかった。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図４−７に対応する。
【０８７９】
次いで、ウエハー全面にｐ−ＣＶＤ法によってＳｉＯｘとＳｉＮｘをこの順に形成し、誘電体多層膜を絶縁層としてウエハー全面に形成した。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図４−８に対応する。
【０８８０】
次いで、Ｎｉ−Ａｕからなるｐ側電極２７上へのｐ側電極露出部分の形成、ｎ側コンタクト層２４ｃ上へのｎ側電流注入領域（３６）の形成、装置間分離溝内のアンドープバッファ層の側壁の一部に残存する絶縁層の除去を、同時に実施するために、フォトリソグラフィー技術を用いてレジストマスクを形成した。次いでフッ酸系のエッチャントでレジストマスクを形成しなかった誘電体多層膜（絶縁層）を除去した。さらに、フッ酸によるサイドエッチングの効果によって、バッファ層のアンドープ部分の側壁の一部の誘電体多層膜（絶縁層）も除去した。ここでは、ｐ側電極２７の周辺はＳｉＯｘとＳｉＮｘからなる絶縁層に１５０μｍ覆われているようにした。
【０８８１】
この後に、不要となったレジストマスクは、アセトンで除去し、かつ、ＲＩＥ法による酸素プラズマでアッシングし除去した。この際にも、ｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、ｐ−ＣＶＤによるＳｉＮｘ成膜プロセスによってもまったく変質しなかった。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図４−９に対応する。
【０８８２】
次いで、ｎ側電極２８を形成するために、フォトリソグラフィー法を用いてｎ側電極をリフトオフ法でパターニングする準備をしてレジストパターンを形成した。ここでｎ側電極としてＴｉ２０ｎｍ／Ａｌ３００ｎｍを真空蒸着法でウエハー全面に形成し、アセトン中で不要部分をリフトオフ法によって除去した。次いで、その後熱処理を実施してｎ側電極を完成させた。ｎ側電極は、その面積がｎ側電流注入領域よりも大きくなるように、絶縁層にその周辺が３０μｍほど接するようにし、かつ、ｐ側電極２７との重なりを有さないように形成し、金属ハンダによるフリップチップボンディングが容易で、かつ放熱性等にも配慮した。尚、別の製造例では、１０μｍほど接するようにして製造し、この製造例と同等の性能の発光素子が得られた。Ａｌ電極は、プラズマプロセス等により変質しやすく、かつ、フッ酸等によってもエッチングされるが、素子作製プロセスの最後にｎ側電極の形成を行ったことから、まったくダメージを受けなかった。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図４−１０に対応する。
【０８８３】
次いで、基板剥離を実施する前準備として、支持体４０として、表面にＮｉ／Ｐｔ／Ａｕの積層構造の金属配線（金属層４１）が形成されたＳｉ基板を用意した。この支持体に、発光装置が作りこまれたウエハー（基板２１上の薄膜結晶成長層、電極、絶縁層等）全体を、ＡｕＳｎハンダを用いて接合した。接合時には、支持体４０と発光装置が形成されたウエハーを３００℃に加熱ししてｐ側電極とｎ側電極が、それぞれ設計された支持体上の金属配線にＡｕＳｎハンダで融着されるようにした。この際に、素子の意図しない短絡等は発生しなかった。
【０８８４】
次に、基板剥離を実施するために、エキシマレーザ（２４８ｎｍ）を、薄膜結晶成長を実施していない基板２１面から照射し、基板を剥離した（レーザディボンディング）。この後に、ＧａＮバッファ層の一部が窒素と金属Ｇａに分解されることで発生したＧａ金属をウェットエッチングによって除去した。
【０８８５】
次いで、支持体４０に金属ハンダ４２で融着されている極薄膜の発光素子のバッファ層側に、アルミナからなる低反射光学膜４５をスパッタ法によって形成した。この際には、アルミナは素子の発光波長に対して低反射コーティングとなるように、光学膜厚として発光波長の１／４を成膜した。
【０８８６】
最後に、１つ１つの発光装置を分割するために、ダイシングソーを用いて、支持体内の素子分離領域部分をカットした。ここで、支持体内素子分離領域には、金属配線等が存在しなかったことから意図しない配線の剥離等は発生しなかった。このようにして、図４−１１に示す集積型の化合物半導体発光素子を完成させた。
【０８８７】
（製造例Ｄ−２）
製造例Ｄ−１において、光学結合層２３を成膜した後の薄膜結晶層の成膜を次のように行った以外は製造例Ｄ−１を繰り返した。即ち、製造例Ｄ−１で、光学結合層２３として厚み３．５μｍのアンドープＧａＮを１０３５℃で形成した後、さらに、第一導電型（ｎ型）第二クラッド層２４ｂとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度５×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を４μｍ厚に形成し、第一導電型（ｎ型）コンタクト層２４ｃとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度８×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を０．５μｍ厚に形成し、さらに第一導電型（ｎ型）第一クラッド層２４ａとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度５．０×１０１８ｃｍ−３）のＡｌ０．１０Ｇａ０．９０Ｎ層を０．１μｍの厚さで形成した。さらに活性層構造２５として、バリア層として８５０℃で１３ｎｍの厚さに成膜したアンドープＧａＮ層と、量子井戸層として７２０℃で２ｎｍの厚さに成膜したアンドープＩｎ０．１Ｇａ０．９Ｎ層とを、量子井戸層が全部で８層で両側がバリア層となるように交互に成膜した。さらに成長温度を１０２５℃にして、第二導電型（ｐ型）第一クラッド層２６ａとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）Ａｌ０．１０Ｇａ０．９０Ｎを０．１μｍの厚さに形成した。さらに連続して、第二導電型（ｐ型）第二クラッド層２６ｂとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）ＧａＮを０．０７μｍの厚さに形成した。最後に第二導電型（ｐ型）コンタクト層２６ｃとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度１×１０２０ｃｍ−３）ＧａＮを０．０３μｍの厚さに形成した。その後は、製造例Ｄ−１と同様にして、図４−１１に示す発光装置を完成させた。この際には、素子の意図しない短絡等は発生しなかった。
【０８８８】
尚、製造例Ｄ−１、２のプロセスでは、第一エッチング工程後にＳｉＮｘマスクを除去したが、ＳｉＮｘマスクを除去せずに、第二エッチング工程後に除去してもよいし、さらには第三エッチング工程後に除去することも好ましい。
【０８８９】
さらに、第三エッチング工程でのエッチングを、バッファ層の途中で止めることで、図４−１６に示す発光装置を製作することができる（但し、絶縁膜は多層誘電体膜）。また、その際に、予定した形状に適したフォトリソグラフィによって、適切なエッチングマスク形状を準備し、かつ、サイドエッチングを行わなければ、図４−１５に示す発光装置が得られる。また、第三エッチング工程でのエッチングを、光学結合層の途中で止めることで、図４−１４に示す発光装置を製作することができる。また、その際に、予定した形状に適したフォトリソグラフィによって、適切なエッチングマスク形状を準備し、かつ、サイドエッチングを行わなければ、図４−１３に示す発光装置が得られる。
【０８９０】
（製造例Ｄ−３）
図４−１２に示す半導体発光装置を以下の手順で作製した。
【０８９１】
厚みが４３０μｍのｃ＋面サファイア基板２１を用意し、この上に、まずＭＯＣＶＤ法を用いて、第１のバッファ層２２ａとして厚み１０ｎｍの低温成長したアンドープのＧａＮ層を形成し、この後に第２のバッファ層２２ｂとして厚み１μｍのアンドープＧａＮ層を１０４０℃で形成した。
【０８９２】
光学結合層２３としてアンドープＩｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎが３ｎｍとアンドープＧａＮが１２ｎｍの各１０層の積層構造をその中心に含むアンドープＧａＮ層２μｍ厚を形成した。ここで、アンドープＧａＮ層は８５０℃、アンドープＩｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ層は７３０℃で成長した。
【０８９３】
次いで、第一導電型（ｎ型）第二クラッド層２４ｂとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度１×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を２μｍ厚に形成し、第一導電型（ｎ型）コンタクト層２４ｃとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度２×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を０．５μｍ厚に形成し、さらに第一導電型（ｎ型）第一クラッド層２４ａとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度１．５×１０１８ｃｍ−３）のＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層を０．１μｍの厚さで形成した。
【０８９４】
さらに活性層構造２５として、バリア層として８５０℃で１３ｎｍに成膜したアンドープＧａＮ層と、量子井戸層として７１５℃で２ｎｍに成膜したアンドープＩｎ０．１３Ｇａ０．８７Ｎ層を、量子井戸層が全部で３層で両側がバリア層となるように交互に成膜した。
【０８９５】
さらに成長温度を１０２５℃にして、第二導電型（ｐ型）第一クラッド層２６ａとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層を０．１μｍの厚さに形成した。さらに連続して、第二導電型（ｐ型）第二クラッド層２６ｂとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）ＧａＮ層を０．０５μｍの厚さに形成した。最後に第二導電型（ｐ型）コンタクト層２６ｃとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度１×１０２０ｃｍ−３）ＧａＮ層を０．０２μｍの厚さに形成した。
【０８９６】
この後にＭＯＣＶＤ成長炉の中で徐々に温度を下げて、ウエハーを取り出し、薄膜結晶成長を終了した。
【０８９７】
薄膜結晶成長が終了したウエハーに対してｐ側電極２７を形成するために、フォトリソグラフィー法を用いてｐ側電極をリフトオフ法でパターニングする準備をしてレジストパターンを形成した。ここでｐ側電極としてＰｄ（２０ｎｍ厚）／Ａｕ（１０００ｎｍ厚）を真空蒸着法によって形成し、アセトン中で不要部分をリフトオフ法によって除去した。次いで、その後熱処理を実施してｐ側電極２７を完成させた。尚、ここまでの工程では、ｐ側電極直下のｐ側電流注入領域には、プラズマプロセス等のダメージが入るような工程はなかった。
【０８９８】
次いで、発光ユニット間分離溝を形成する第二エッチング工程と、装置間分離溝を形成する第三エッチング工程を同時に実施するために、真空蒸着法を用いて、ＳｒＦ２マスクをウエハー全面に形成した。次いで、発光ユニット間分離溝の形成領域と装置間分離溝の形成領域にあるＳｒＦ２膜を除去し、薄膜結晶層の分離エッチングマスク、すなわち、第二エッチング工程と第三エッチング工程を同時に実施するためのエッチングマスクを形成した。
【０８９９】
次いで、同時に実施する第二、第三エッチング工程として、発光ユニット間分離溝と装置間分離溝に相当する部分の、ｐ−ＧａＮコンタクト層２６ｃ、ｐ−ＧａＮ第二クラッド層２６ｂ、ｐ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２６ａ、ＩｎＧａＮ量子井戸層とＧａＮバリア層からなる活性層構造２５、ｎ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２４ａ、ｎ−ＧａＮコンタクト層２４ｃ、ｎ−ＧａＮ第二クラッド層２４ｂ、アンドープＩｎＧａＮ／ＧａＮ光学結合層２３の一部までの薄膜結晶層を、Ｃｌ２ガスを用いたＩＣＰエッチングした。第二・第三同時エッチング工程中には、ＳｒＦ２マスクはほとんどエッチングされなかった。この工程により、発光ユニット間分離溝は、幅６μｍで形成できた。
【０９００】
第二・第三エッチング工程を同時に実施し、発光ユニット間分離溝と装置間分離溝を形成後は、不要となったＳｒＦ２マスクを除去した。ここにおいてもｐ側電極表面にはＡｕが露出していたためまったく変質しなかった。
【０９０１】
次に、第一導電型側電極を形成する前準備として第一導電型コンタクト層を露出させる第一エッチング工程を実施するために、エッチング用マスクの形成を実施した。ここでは、真空蒸着法を用いてＳｒＦ２をウエハー全面に製膜した。次に再度フォトリソグフィー工程を実施してＳｒＦ２マスクをパターニングし、第一エッチング用のマスクを作製した。
【０９０２】
次いで第一エッチング工程として、ｐ−ＧａＮコンタクト層２６ｃ、ｐ−ＧａＮ第二クラッド層２６ｂ、ｐ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２６ａ、ＩｎＧａＮ量子井戸層とＧａＮバリア層からなる活性層構造２５、ｎ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２４ａを経てｎ−ＧａＮコンタクト層２４ｃの途中まで、Ｃｌ２ガスを用いたＩＣＰプラズマエッチングを実施し、ｎ型キャリアの注入部分となるｎ型コンタクト層を露出させ、同時に複数の発光ポイントの形状を形成した。
【０９０３】
ＩＣＰプラズマエッチング終了後は、ＳｒＦ２マスクをすべて除去した。ここにおいてもｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、これらのプロセスによってもまったく変質しなかった。
【０９０４】
次いで、ウエハー全面にｐ−ＣＶＤ法によって絶縁層３０としてＳｉＮｘを１２５ｎｍ厚だけウエハー全面に形成した。次いで、Ｐｄ−Ａｕからなるｐ側電極２７の上にｐ側電極露出部分を形成し、ｎ側コンタクト層上にはｎ側電流注入領域を形成し、さらに、装置間分離溝に存在する絶縁層の一部の除去を、同時に実施するために、フォトリソグラフィー技術を用いてレジストマスクを形成し、次いでＳＦ６ガスのＲＩＥプラズマを用いてレジストマスクを形成しなかった部分、すなわち、ｐ側電極露出部分の形成と、ｎ側コンタクト層２４ｃ上のｎ側電流注入領域の形成と、さらに、装置間分離溝に存在する絶縁層の一部の除去を実施した。ここでは、ｐ側電極の周辺はＳｉＮｘ絶縁層に覆われているようにした。また、ｎ側電流注入領域を除いて薄膜結晶層の側壁なども絶縁層に覆われているようにした。また、例えば製造例Ｄ−１、２で説明したように、予定した形状に適したフォトリソグラフィによって、適切なエッチングマスク形状を準備し、かつ、絶縁層のサイドエッチングを進めることで図４−１４の形状（図４−１２は、この形状を示した。）の形成も、あるいは、予定した形状に適したフォトリソグラフィによって、適切なエッチングマスク形状を準備し、かつ、絶縁層のサイドエッチングを進めないことで図４−１３の形状も可能である。さらに１つの発光ユニット内においては、ｎ側電流注入領域の数と面積とを、ｐ側電流注入領域の数と面積よりも少なく、かつ小さくなるように絶縁層の除去を実施した。
【０９０５】
この後に、不要となったレジストマスクは、アセトンで除去し、かつ、ＲＩＥ法による酸素プラズマでアッシングし除去した。この際にも、ｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、ｐまったく変質しなかった。
【０９０６】
次いで、ｎ側電極２８を形成するために、フォトリソグラフィー法を用いてｎ側電極をリフトオフ法でパターニングする準備をしてレジストパターンを形成した。ここでは、発光ユニット内のｎ側電極の数と面積とをｐ側電極の数と面積よりも少なく、かつ小さくなるようにパターニングした。ここでｎ側電極としてＴｉ（２０ｎｍ厚）／Ａｌ（１５００ｎｍ厚）を真空蒸着法でウエハー全面に形成し、アセトン中で不要部分をリフトオフ法によって除去した。次いで、その後熱処理を実施してｎ側電極を完成させた。ｎ側電極は、その面積がｎ側電流注入領域よりも大きく、かつ、ｐ側電極との重なりを有さないように形成し、金属ハンダによるフリップチップボンディングが容易で、かつ放熱性等にも配慮した。Ａｌ電極は、プラズマプロセス等により変質しやすく、かつ、フッ酸等によってもエッチングされるが、素子作製プロセスの最後にｎ側電極の形成を行ったことから、まったくダメージを受けなかった。
【０９０７】
次いで、基板剥離を実施する前準備として、支持体４０として、表面にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの積層構造の金属配線（金属層４１）が形成されたＡｌＮ基板を用意した。この支持体に、発光装置が作りこまれたウエハー（基板２１上の薄膜結晶成長層、電極、絶縁層等）全体を、ＡｕＳｎハンダを用いて接合した。接合時には、支持体４０と発光装置が形成されたウエハーを３００℃に加熱ししてｐ側電極とｎ側電極が、それぞれ設計された支持体上の金属配線にＡｕＳｎハンダで融着されるようにした。この際に、この際には、素子の意図しない短絡等は発生しなかった。
【０９０８】
次に、基板剥離を実施するために、エキシマレーザ（２４８ｎｍ）を、薄膜結晶成長を実施していない基板２１面から照射し、基板を剥離した（レーザディボンディング）。この後に、ＧａＮバッファ層の一部が窒素と金属Ｇａに分解されることで発生したＧａ金属をウェットエッチングによって除去した。
【０９０９】
最後に、１つ１つの発光装置を分割するために、ダイシングソーを用いて、支持体内の素子分離領域部分を、装置間分離溝底部の光学結合層およびバッファ層と共にカットした。ここで、支持体内素子分離領域には、金属配線等が存在しなかったことから意図しない配線の剥離等は発生しなかった。このようにして、図４−１２に示す集積型の化合物半導体発光素子を完成させた。
【０９１０】
＜＜光取り出し材料の製造例＞＞
＜製造例５−１＞
ＷＯ２００６／３０３３２８の実施例１−１に記載の合成方法により、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズジャパン合同会社製の両末端シラノールジメチルシリコーンオイルＸＣ９６−７２３（オリゴマー）６９８．３ｇと、フェニルトリメトキシシラン６９．８ｇと、触媒として５重量％アルミニウムアセチルアセトン塩メタノール溶液１５３．４ｇと、水１８．３ｇとを、撹拌翼及びコンデンサを取り付けた三つロコルベン中に計量し、室温にて大気圧下１５分撹拝し、初期加水分解を行なった後に、約７５℃にて４時間撹拌しつつ還流させた。
【０９１１】
この後、内温が１００℃になるまでメタノール及び低沸ケイ素成分を留去し、さらに１００℃で４時間撹拌しつつ還流させた。反応液を室温まで冷却し、加水分解・重縮合液を調液した。この液の加水分解率はフェニルトリメトキシシランに対し１９２％である。なお原料ＸＣ９６−７２３は２００％加水分解品に相当する。
【０９１２】
光取り出し材料の物性確認のため、このようにして得られた加水分解・重縮合液３ｇを直径５ｃｍのテフロン（登録商標）シャーレに入れ、防爆炉中、微風下、５０℃で３０分間保持して第１の乾燥を行い、次いで１２０℃で１時間、続いて１５０℃で３時間保持し第２の乾燥を行ったところ、厚さ約０．５ｍｍの独立した円形透明エラストマー状膜が得られた。これをサンプルとして用いて、固体Ｓｉ−ＮＭＲスペクトル測定、シラノール含有率の算出、硬度測定、紫外耐光性試験、耐熱性試験（透過率）、およびケイ素含有率の測定を行った。さらに、上記の加水分解・重縮合液を用いて、耐リフロー試験および屈折率の測定を行った。
【０９１３】
これらの試験条件を以下に示す。
【０９１４】
（固体Ｓｉ−ＮＲスペクトル測定）
前述したとおりである。
【０９１５】
（シラノール含有率の算出）
前述したとおりである。
【０９１６】
（硬度）
古里精機製作所製Ａ型（デュロメータタイプＡ）ゴム硬度計を使用し、ＪＩＳ  Ｋ６２５３に準拠して硬度（ショアＡ）を測定した。
【０９１７】
（耐紫外光性試験）
耐紫外光性試験は、上記サンプルに以下の条件で紫外光を照射し、照射前後のサンプルの様子を比較することによって行なった。
【０９１８】
紫外光照射条件：松下電工製水銀キセノンランプＵＶ照射装置Ａｉｃｕｒｅ（登録商標）  ＳＰＯＴ  ＴＹＰＥ  ＡＮＵＰ５２０３（光ファイバ出光面における出力：２８０００Ｗ／ｍ2）を波長３８５ｎｍ以下のＵＶカットフィルタと組み合わせて使用した。照射ファイバ先とＵＶカットフィルタとの間、およびＵＶカットフィルタとサンプルとの間に隙間が無い状態で紫外光を２４時間照射した。照射面に照射された光の照度をウシオ電機社製４３６ｎｍ受光素子照度計ＵＶＤ−４３６ＰＤ（感度波長域：３６０ｎｍ〜５００ｎｍ）にて測定したところ、４５００Ｗ／ｍ2であった。
【０９１９】
（耐熱性試験）
上記サンプルを、温度２００℃とした通風乾燥機中で５００時間保持し、保持前後の、波長４００ｎｍの光の透過率を比較した。
【０９２０】
（ケイ素含有率）
前述したとおりである。
【０９２１】
（耐リフロー試験）
耐リフロー試験は、以下の手順で行なった。
【０９２２】
（１）上記の加水分解・重縮合液を、直径９ｍｍ、深さ１ｍｍの、表面にＡｇメッキを施した銅製カップに滴下し、所定の硬化条件で硬化させて耐リフロー試験用のサンプルを１０個作製した。
【０９２３】
（２）縦長さ×横長さ×厚さ＝２５ｍｍ×７０ｍｍ×１ｍｍのアルミ板に放熱用シリコーングリスを薄く塗り、その上にサンプルを並べて温度８５℃、湿度８５％の雰囲気（以下、「吸湿環境」という）下で１時間吸湿させた。
【０９２４】
（３）吸湿させたサンプルを吸湿環境下から取り出し、室温（２０℃〜２５℃）まで冷却した。冷却したサンプルを、２６０℃に設定したホッとプレート上にアルミ板ごと載置し、１分間保持した。この条件においてサンプルの温度は約５０秒で２６０℃に達し、その後、この温度を１０秒間保持した。
【０９２５】
（４）加熱後のサンプルをアルミ板ごと、室温とされたステンレス製の冷却板の上に置き、室温まで冷却した。目視および顕微鏡観察により、銅製のカップからのサンプルの剥離の有無を観察した。わずかでも剥離が観察されたものは「剥離有」とする。
【０９２６】
（５）全てのサンプルについて剥離の観察を行ない、剥離率を求めた。剥離率は、「剥離したサンプルの個数／全サンプル数」により算出する。
【０９２７】
（屈折率の測定）
光取り出し材料の屈折率は、液浸法（固体対象）の他、Ｐｕｌｆｌｉｃｈ屈折計、Ａｂｂｅ屈折計、プリズムカプラー法、干渉法、最小偏角法などの公知の方法を用いて測定することができる。この製造例および以下に述べる製造例による光取り出し材料は、硬化前後で屈折率が変化しないため、光構えの液体状態においてＡｂｂｅ屈折計（ナトリウムＤ線（５８９ｎｍ））により屈折率を測定した。
【０９２８】
以下に、測定結果および試験結果を示す。
【０９２９】
（ａ）ピークトップの位置がシリコーンゴムを基準としてケミカルシフト−４０ｐｐｍ以上、０ｐｐｍ以下の領域にあり、ピークの半値幅が０．３ｐｐｍ以上、３．０ｐｐｍ以下であるピーク：２本以上。
【０９３０】
（ｂ）ピークトップの位置がシリコーンゴムを基準としてケミカルシフト−８０ｐｐｍ以上、−４０ｐｐｍ未満の領域にあり、ピークの半値幅が０．３ｐｐｍ以上５．０ｐｐｍ以下であるピーク：２本以上。
【０９３１】
シラノール含有量（重量％）：０．３０
硬度（ショアＡ）：２７
紫外線耐光試験（７２時間）：変化無し
耐熱試験（２００℃）：変化無し
耐リフロー試験：剥離脱落なし（剥離率＝０％）
ケイ素含有率（重量％）：３８
屈折率：１．４２
【０９３２】
＜製造例５−２＞
モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズジャパン合同会社製両末端シラノールジメチルシリコーンオイルＸＣ９６−７２３を１４０ｇ、フェニルトリメトキシシランを１４ｇ、および触媒としてジルコニウムテトラアセチルアセトネート粉末を０．３０８ｇ用意し、これを攪拌翼とコンデンサとを取り付けた三つ口コルベン中に計量し、室温にて１５分触媒が十分溶解するまで攪拌した。この後、反応液を１２０度まで昇温し、１２０度全還流下で３０分間攪拌しつつ初期加水分解を行った。
【０９３３】
続いて窒素をＳＶ２０で吹き込み生成メタノール及び水分、副生物の低沸ケイ素成分を留去しつつ１２０℃で攪拌し、さらに６時間重合反応を進めた。なお、ここで「ＳＶ」とは「Ｓｐａｃｅ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ」の略称であり、単位時間当たりの吹き込み体積量を指す。よって、ＳＶ２０とは、１時間に反応液の２０倍の体積のＮ2を吹き込むことをいう。
【０９３４】
窒素の吹き込みを停止し反応液をいったん室温まで冷却した後、ナス型フラスコに反応液を移し、ロータリーエバポレーターを用いてオイルバス上１２０℃、１ｋＰａで２０分間微量に残留しているメタノール及び水分、低沸ケイ素成分を留去し、無溶剤の加水分解・重縮合液を得た。
【０９３５】
光取り出し材料の物性確認のため、このようにして得られた上述の加水分解・重縮合液２ｇを、直径５ｃｍのテフロン（登録商標）シャーレに入れ、防爆炉中、微風下、１１０℃で１時間保持し、次いで１５０℃で３時間保持したところ、厚さ約１ｍｍの独立した円形透明エラストマー状膜が得られた。これを用いて、製造例５−１と同様の条件で、固体Ｓｉ−ＮＭＲスペクトル測定、シラノール含有率の算出、硬度測定、紫外耐光性試験、耐熱試験、およびケイ素含有率の測定を行った。さらに、上記の加水分解・重縮合液を用いて、製造例５−１と同様の条件で耐リフロー試験および屈折率の測定を行った。その結果は次のとおりである。
【０９３６】
（ａ）ピークトップの位置がシリコーンゴムを基準としてケミカルシフト−４０ｐｐｍ以上、０ｐｐｍ以下の領域にあり、ピークの半値幅が０．３ｐｐｍ以上、３．０ｐｐｍ以下であるピーク：２本以上。
【０９３７】
（ｂ）ピークトップの位置がシリコーンゴムを基準としてケミカルシフト−８０ｐｐｍ以上、−４０ｐｐｍ未満の領域にあり、ピークの半値幅が０．３ｐｐｍ以上５．０ｐｐｍ以下であるピーク：２本以上。
【０９３８】
シラノール含有量（重量％）：０．１０
硬度（ショアＡ）：３３
紫外線耐光試験（２４時間）：変化無し
耐熱試験（２００℃）：変化無し
耐リフロー試験：剥離脱落なし（剥離率＝０％）
ケイ素含有率（重量％）：３８
屈折率：１．４２
【０９３９】
＜製造例５−３＞
モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズジャパン合同会社製両末端シラノールジメチルシリコーンオイルＸＣ９６−７２３を７０ｇ、両末端シラノールメチルフェニルシリコーンオイルＹＦ３８０４を７０ｇ、フェニルトリメトキシシランを１４ｇ、及び、触媒としてジルコニウムテトラアセチルアセトネート粉末を０．３０８ｇ用意し、これを攪拌翼とコンデンサとを取り付けた三つ口コルベン中に計量し、室温にて１５分触媒が十分溶解するまで攪拌した。この後、反応液を１２０度まで昇温し、１２０度全還流下で２時間攪拌しつつ初期加水分解を行った。それ以降は、製造例５−２と同じ条件で重合反応および低沸ケイ素成分の留去を行い、無溶剤の加水分解・重縮合液を得た。
【０９４０】
光取り出し材料の物性確認のため、製造例５−２と同じ条件で、得られた加水分解・重縮合液からエラストマー状膜を作製し、このエラストマー状膜および加水分解・重縮合膜を用いて、製造例５−１と同様に、各種物性の測定および試験を行なった。その結果は次のとおりである。
【０９４１】
（ａ）ピークトップの位置がシリコーンゴムを基準としてケミカルシフト−４０ｐｐｍ以上、０ｐｐｍ以下の領域にあり、ピークの半値幅が０．３ｐｐｍ以上、３．０ｐｐｍ以下であるピーク：２本以上。
【０９４２】
（ｂ）ピークトップの位置がシリコーンゴムを基準としてケミカルシフト−８０ｐｐｍ以上、−４０ｐｐｍ未満の領域にあり、ピークの半値幅が０．３ｐｐｍ以上５．０ｐｐｍ以下であるピーク：２本以上。
【０９４３】
シラノール含有量（重量％）：０．６
硬度（ショアＡ）：２０
紫外線耐光試験（２４時間）：変化無し
耐熱試験（２００℃）：変化無し
耐リフロー試験：剥離脱落なし（剥離率＝０％）
ケイ素含有率（重量％）：３１
屈折率：１．４７
【０９４４】
＜実施例１＞
製造例Ａ−１で作製した集積型発光装置を、図７Ａに示したマウント部品１１５上に搭載した。集積型発光装置は、平面サイズが１０ｍｍ×１０ｍｍであり、１ｍｍ×１ｍｍの平面サイズの１００個の発光ユニットが１０×１０の２次元マトリックス状に配列されるように作製した。集積型発光装置のサブマウント上での発光ユニット同士の電気的接続は、１列上に並ぶ１０個の発光ユニットを直列接続し、その列同士を並列に接続するように行なった。
【０９４５】
この段階で得られた集積型発光源に２００ｍＡの電流を流し、集積型発光源を発光させた。この際の駆動電圧は２９．６Ｖであった。集積型発光源からの発光の全放射束は１２９４ｍＷであった。
【０９４６】
さらに、ここまでの段階で得られた集積型発光源に対して、マウント部品上からマイクロピペットで７３マイクロリットルの硬化前光取り出し材料を滴下し、集積型発光装置を覆った。硬化前光取り出し材料としては、製造例５−１で得た加水分解・重縮合液を用いた。加水分解・重縮合液は、集積型発光装置内および発光装置間の隙間を充填し、さらに第１の光取り出し方向側の面もぬれた状態で覆った。これを乾燥させることにより、加水分解・重縮合液が硬化し、クラックの無い透明なエラストマー上の光取り出し材料が集積型発光装置に付着した、図７Ａに示すような集積型発光源が得られた。
【０９４７】
得られた集積型発光源に２００ｍＡの電流を流し、集積型発光源を発光させた。この際の駆動電圧は２９．９Ｖであった。集積型発光源から発光の全放射束は１８２５ｍＷとなり、光取り出し材料を発光素子に付着させる前と比較して全放射束が約４１％向上した。このことから、発光素子に光取り出し材料を付着させることにより光取り出し効率が向上することがわかる。また、集積型発光源からの発光は均一であった。
【０９４８】
＜実施例２＞
製造例５−３で得た加水分解・重縮合液を硬化前光取り出し材料として使用した以外は実施例１と同様にして集積型発光源を作製した。加水分解・重縮合液の乾燥により、加水分解・重縮合液が硬化し、クラックの無い透明なエラストマー状の光取り出し材料が集積型発光装置に付着した集積型発光源が得られた。
【０９４９】
得られた集積型発光源に２００ｍＡの電流を流し、集積型発光源を発光させた。この際の駆動電圧は２９．９Ｖであった。集積型発光源からの発光の全放射束は１９２８ｍＷとなり、実施例１において光取り出し材料を発光素子に付着させる前と比較して全放射束が約４９％向上した。このことから、屈折率の高い光取り出し材料を用いることにより、光取り出し効率がさらに向上することがわかる。また、集積型発光源からの発光は均一であった。
【図面の簡単な説明】
【０９５０】
【図１−１】本発明の発光源に用いることのできるタイプＡの形態の発光装置の１例を示す図である。
【図１−２】タイプＡの形態の発光装置の１例の完成前の構造を示す図である。
【図１−３】タイプＡの形態の発光装置の１例を示す図である。
【図１−４】タイプＡの形態の発光装置の１例の完成前の構造を示す図である。
【図１−５】活性層構造を模式的に示す図である。
【図１−６】タイプＡの形態の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図１−７】タイプＡの形態の発光装置の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図１−８】タイプＡの形態の発光装置の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図１−９】タイプＡの形態の発光装置の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図１−１０】タイプＡの形態の発光装置の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図１−１１】タイプＡの形態の発光装置の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図１−１２】タイプＡの形態の発光装置の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図１−１３】タイプＡの形態の発光装置の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図１−１４】タイプＡの形態の発光装置の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図１−１５】製造例Ａ−１で製造した発光装置を示す図である。
【図１−１６】製造例Ａ−３で製造した発光装置を示す図である。
【図１−１７】タイプＡの形態の発光装置の１例を示す図である。
【図１−１８】タイプＡの形態の発光装置の１例を示す図である。
【図１−１９】タイプＡの形態の発光装置の１例を示す図である。
【図１−２０】タイプＡの形態の発光装置の１例を示す図である。
【図１−２１】タイプＡの形態の発光装置の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図２−１】タイプＢの形態の発光装置の１例を示す図である。
【図２−２】タイプＢの形態の発光装置の１例の完成前の構造を示す図である。
【図２−３】タイプＢの形態の発光装置の１例を示す図である。
【図２−４】タイプＢの形態の発光装置の１例の完成前の構造を示す図である。
【図２−６】タイプＢの形態の発光装置の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図２−７】タイプＢの形態の発光装置の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図２−８】タイプＢの形態の発光装置の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図２−９】タイプＢの形態の発光装置の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図２−１０】タイプＢの形態の発光装置の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図２−１１】タイプＢの形態の発光装置の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図２−１２】タイプＢの形態の発光装置の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図２−１３】タイプＢの形態の発光装置の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図２−１４】タイプＢの形態の発光装置の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図２−１５】製造例Ｂ−１で製造した発光装置を示す図である。
【図２−１６】製造例Ｂ−３で製造した発光装置を示す図である。
【図２−１７】タイプＢの形態の発光装置の１例を示す図である。
【図２−１８】タイプＢの形態の発光装置の１例を示す図である。
【図２−１９】タイプＢの形態の発光装置の１例を示す図である。
【図２−２０】タイプＢの形態の発光装置の１例を示す図である。
【図２−２１】タイプＢの形態の発光装置の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図３−１】タイプＣの形態の発光装置の１例を示す図である。
【図３−２】タイプＣの形態の発光装置の１例の完成前の構造を示す図である。
【図３−４】タイプＣの形態の発光装置の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図３−５】タイプＣの形態の発光装置の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図３−６】タイプＣの形態の発光装置の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図３−７】タイプＣの形態の発光装置の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図３−８】タイプＣの形態の発光装置の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図３−９】タイプＣの形態の発光装置の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図３−１０】タイプＣの形態の発光装置の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図３−１１】製造例Ｃ−１で製造した発光装置を示す図である。
【図３−１２】製造例Ｃ−３で製造した発光装置を示す図である。
【図３−１３】タイプＣの形態の発光装置の１例を示す図である。
【図３−１４】タイプＣの形態の発光装置の１例を示す図である。
【図３−１５】タイプＣの形態の発光装置の１例を示す図である。
【図３−１６】タイプＣの形態の発光装置の１例を示す図である。
【図３−１７】タイプＣの形態の発光装置の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図４−１】タイプＤの形態の発光装置の１例を示す図である。
【図４−２】タイプＤの形態の発光装置の１例の完成前の構造を示す図である。
【図４−４】タイプＤの形態の発光装置の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図４−５】タイプＤの形態の発光装置の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図４−６】タイプＤの形態の発光装置の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図４−７】タイプＤの形態の発光装置の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図４−８】タイプＤの形態の発光装置の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図４−９】タイプＤの形態の発光装置の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図４−１０】タイプＤの形態の発光装置の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図４−１１】製造例Ｄ−１で製造した発光装置を示す図である。
【図４−１２】製造例Ｄ−３で製造した発光装置を示す図である。
【図４−１３】タイプＤの形態の発光装置の１例を示す図である。
【図４−１４】タイプＤの形態の発光装置の１例を示す図である。
【図４−１５】タイプＤの形態の発光装置の１例を示す図である。
【図４−１６】タイプＤの形態の発光装置の１例を示す図である。
【図４−１７】タイプＤの形態の発光装置の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図５−１】本発明の集積型発光源における、光取り出し材料の付着の１形態を示す図である。
【図５−２】本発明の集積型発光源における、光取り出し材料の付着の１形態を示す図である。
【図６】本発明の集積型発光源における、光取り出し材料の付着の１形態を示す図である。
【図７】本発明の集積型発光源における、光取り出し材料の付着の１形態を示す図である。
【図７Ａ】集積型発光源の１例を示す図である。
【図８】集積型発光源の製造方法の１例を示す図である。
【図９】集積型発光源の製造方法の１例を示す図である。
【符号の説明】
【０９５１】
１０  発光装置
１１  発光ユニット
１２  発光ユニット間分離溝
１３  装置間分離溝
１４  スクライブ領域
１５  絶縁層非形成部分
１７  発光ポイント
２１  基板
２２  バッファ層
２２ａ  第１のバッファ層
２２ｂ  第２のバッファ層
２３  光学結合層
２４  第一導電型クラッド層
２４ａ  第一導電型第一クラッド層
２４ｂ  第一導電型第二クラッド層
２４ｃ  第一導電型（ｎ型）コンタクト層
２５  活性層構造
２６  第二導電型クラッド層
２６ａ  第二導電型第一クラッド層
２６ｂ  第二導電型第二クラッド層
２６ｃ  第二導電型（ｐ型）コンタクト層
２７  第二導電型電極
２８  第一導電型電極
３０  絶縁層
３５  第二電流注入領域
３６  第一電流注入領域
３７  第二導電型側電極露出部分
４０  サブマウントまたは支持体
４１  金属面
４２  金属ハンダ
４５  低反射光学膜
５１  第一エッチングマスク（ＳｉＮｘ等）
５２  第二および／または第三エッチングマスク（金属フッ化物マスク）
９０  空隙
１１０  光取り出し材料
１１５    マウント部品
１２０  液止め  
１２１  ポッティング容器
２００  集積型発光源
【図１−１】
0005228441.tif 000002
【図１−２】
0005228441.tif 000003
【図１−３】
0005228441.tif 000004
【図１−４】
0005228441.tif 000005
【図１−５】
0005228441.tif 000006
【図１−６】
0005228441.tif 000007
【図１−７】
0005228441.tif 000008
【図１−８】
0005228441.tif 000009
【図１−９】
0005228441.tif 000010
【図１−１０】
0005228441.tif 000011
【図１−１１】
0005228441.tif 000012
【図１−１２】
0005228441.tif 000013
【図１−１３】
0005228441.tif 000014
【図１−１４】
0005228441.tif 000015
【図１−１５】
0005228441.tif 000016
【図１−１６】
0005228441.tif 000017
【図１−１７】
0005228441.tif 000018
【図１−１８】
0005228441.tif 000019
【図１−１９】
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【図１−２０】
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【図１−２１】
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【図２−１】
0005228441.tif 000023
【図２−２】
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【図２−３】
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【図２−４】
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【図２−６】
0005228441.tif 000027
【図２−７】
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【図２−８】
0005228441.tif 000029
【図２−９】
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【図２−１０】
0005228441.tif 000031
【図２−１１】
0005228441.tif 000032
【図２−１２】
0005228441.tif 000033
【図２−１３】
0005228441.tif 000034
【図２−１４】
0005228441.tif 000035
【図２−１５】
0005228441.tif 000036
【図２−１６】
0005228441.tif 000037
【図２−１７】
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【図２−１８】
0005228441.tif 000039
【図２−１９】
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【図２−２０】
0005228441.tif 000041
【図２−２１】
0005228441.tif 000042
【図３−１】
0005228441.tif 000043
【図３−２】
0005228441.tif 000044
【図３−４】
0005228441.tif 000045
【図３−５】
0005228441.tif 000046
【図３−６】
0005228441.tif 000047
【図３−７】
0005228441.tif 000048
【図３−８】
0005228441.tif 000049
【図３−９】
0005228441.tif 000050
【図３−１０】
0005228441.tif 000051
【図３−１１】
0005228441.tif 000052
【図３−１２】
0005228441.tif 000053
【図３−１３】
0005228441.tif 000054
【図３−１４】
0005228441.tif 000055
【図３−１５】
0005228441.tif 000056
【図３−１６】
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【図３−１７】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図４−４】
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【図４−５】
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【図４−６】
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【図４−７】
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【図４−８】
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【図４−９】
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【図４−１０】
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【図４−１１】
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【図４−１２】
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【図４−１３】
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【図４−１４】
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【図４−１５】
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【図４−１６】
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【図４−１７】
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【図５−１】
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【図５−２】
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【図６】
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【図７】
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【図７Ａ】
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【図８】
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【図９】
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