(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に少なくともｎ型窒化物半導体層およびｐ型窒化物半導体層が積層されたウェハーを発光素子毎に分割する発光素子の製造方法において、
前記ｐ型窒化物半導体層の全面にｐ型窒化物半導体層とオーミック接触を得るための第１金属層を形成する工程と、前記第１金属層よりも上に前記ウェハーの反りを防止するための反り防止層を形成する工程と、を含むｐ電極形成工程と、
前記ｐ電極形成工程後、分割すべき発光素子の各領域に前記ｎ型窒化物半導体層の少なくとも一部が露出するように、前記窒化物半導体層が積層された基板面と反対側の面から前記基板を除去する基板除去工程と、
前記露出したｎ型窒化物半導体層上の少なくとも一部に接するようにｎ電極を形成するｎ電極形成工程と、
前記ｐ電極および前記ｎ電極が形成されたウェハーを分割すべき領域毎に分割し発光素子とする分割工程と、
を含み、
前記反り防止層は前記第１金属層上に形成された１つ以上の金属バンプと、前記金属バンプが形成された部分を除いた前記第１金属層上に形成された樹脂層から少なくとも構成されることを特徴とする発光素子の製造方法。
【請求項２】
前記反り防止層は厚さが１０μｍ以上の第２金属層を少なくとも含むことを特徴とする請求項１に記載の発光素子の製造方法。
【請求項３】
前記第２金属層は少なくともＮｉを含む金属から構成されることを特徴とする請求項２に記載の発光素子の製造方法。
【請求項４】
前記第２金属層は無電界めっきによって形成されることを特徴とする請求項２乃至３に記載の発光素子の製造方法。
【請求項５】
前記反り防止層よりも上にＡｕを少なくとも含むＡｕ層を形成するＡｕ層形成工程をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至４に記載の発光素子の製造方法。
【請求項６】
前記基板はサファイアを用いることを特徴とする請求項１乃至５に記載の発光素子の製造方法。
【請求項７】
前記ｎ電極は透明電極であることを特徴とする請求項１乃至６に記載の発光素子の製造方法。
【請求項８】
ｎ型窒化物半導体層およびｐ型窒化物半導体層から少なくとも構成される半導体層と、ｎ電極およびｐ電極を有する発光素子において、
前記ｎ電極および前記ｐ電極は、それぞれ前記半導体層を挟んで対向しており、
前記ｐ電極は、前記ｐ型窒化物半導体層の全面に形成された、前記ｐ型窒化物半導体層とオーミック接触を得るための第１金属層と、前記第１金属層上に形成された１つ以上の金属バンプと、前記金属バンプが形成された部分を除いた前記第１金属層上に形成された樹脂層とから少なくとも構成されることを特徴とする発光素子。
【請求項９】
前記半導体層の側面は前記樹脂層から露出していることを特徴とする請求項８に記載の発光素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＬＤ（レーザダイオード）等の発光素子に利用される電極、特に窒化物半導体層（たとえばＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ、０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）を有する発光素子および発光素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、青色ＬＥＤ、ＬＤ等に代表されるように窒化物半導体層を有する発光素子が注目を集めている。この窒化物半導体層は概略的にはｐ型窒化物半導体層から注入されたキャリアと、ｎ型窒化物半導体層から注入されたキャリアとのキャリア結合により発光が行われ、これら窒化物半導体層は特にサファイア基板上に形成することによって、良好な結晶性が得られる。しかしながら、サファイアは絶縁性物質であり、サファイア基板表面に電極を形成することができない。このため、サファイア基板等の絶縁性物質からなる基板を発光素子に用いた場合、半導体層をエッチング等によって除去して露出したコンタクト層上に電極を形成する必要があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、半導体層を除去して電極を形成する場合、ウェハーの単位面積当たりから得られる発光素子の数は少なくなり製造コストが高くなるという問題点があった。また、電極部分が接近するため、ボンディング時に高精度の位置制御を行う必要があった。
【０００４】
またこれに対し、ウェハー状のサファイア基板上に窒化物半導体層を形成した後、サファイア基板を研磨等によって除去し、半導体層を挟んで対向した位置に正負それぞれの電極を形成する技術があった。しかし、サファイア基板を研磨するに従い、窒化物半導体層とサファイアとの格子定数の不整合からウェハーに反りが生じ半導体層の割れ等が発生するため、製造歩留まりが悪くなり製造コストが高くなるという問題点があった。特に、サファイア基板と窒化物半導体との格子定数の不整合は大きいため、窒化物半導体からなる発光素子においてはこの反りは大きな問題となる。
【０００５】
そこで、本発明は、良好な結晶性を得ながら、かつ発光素子の両面に電極を形成した窒化物半導体層を有する発光素子および発光素子の製造方法を製造歩留まりの低下を招くことなく低コストで提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の発光素子の製造方法は、基板上に少なくともｎ型窒化物半導体層およびｐ型窒化物半導体層が積層されたウェハーを発光素子毎に分割する発光素子の製造方法において、前記ｐ型窒化物半導体層のほぼ全面にｐ型窒化物半導体層とオーミック接触を得るための第１金属層を形成し、前記第１金属層よりも上に前記ウェハーの反りを防止するための反り防止層を形成するｐ電極形成工程と、前記ｐ電極形成工程後、分割すべき発光素子の各領域に前記ｎ型窒化物半導体層の少なくとも一部が露出するように、前記窒化物半導体層が積層された基板面と反対側の面から前記基板を除去する基板除去工程と、前記露出したｎ型窒化物半導体層上の少なくとも一部に接するようにｎ電極を形成するｎ電極形成工程と、前記ｐ電極および前記ｎ電極が形成されたウェハーを分割すべき領域毎に分割し発光素子とする分割工程とを含み、前記反り防止層は前記第１金属層上に形成された１つ以上の金属バンプと、前記金属バンプが形成された部分を除いた前記第１金属層上に形成された樹脂層から少なくとも構成される。これによって、良好な結晶性を得ながら、かつ発光素子の両面に電極を形成した窒化物半導体層を有する発光素子を製造歩留まりの低下を招くことなく低コストで提供することができる。
【０００７】
また、本発明の発光素子の製造方法は、前記反り防止層は厚さが１０μｍ以上の第２金属層を少なくとも含む構成とすることができる。
【０００８】
また、本発明の発光素子の製造方法は、前記第２金属層は少なくともＮｉを含む金属から構成される。
【０００９】
また、本発明の発光素子の製造方法は、前記第２金属層は無電界めっきによって形成される。
【００１０】
【００１１】
また、本発明の発光素子の製造方法は、前記反り防止層よりも上にＡｕを少なくとも含むＡｕ層を形成するＡｕ層形成工程とをさらに含む。
【００１２】
また、本発明の発光素子の製造方法において、前記基板はサファイアを用いる。
【００１３】
また、本発明の発光素子の製造方法において、前記ｎ電極は透明電極である。
【００１４】
また、本発明の発光素子は、ｎ型窒化物半導体層およびｐ型窒化物半導体層から少なくとも構成される半導体層と、ｎ電極およびｐ電極を有する発光素子において、前記ｎ電極および前記ｐ電極は、それぞれ前記半導体層を挟んで対向しており、前記ｐ電極は、前記ｐ型窒化物半導体層のほぼ全面に形成された、ｐ型窒化物半導体層とオーミック接触を得るための第１金属層と、前記第１金属層上に形成された１つ以上の金属バンプと、前記金属バンプが形成された部分を除いた前記第１金属層上に形成された樹脂層とから少なくとも構成される発光素子とすることができる。
また、本発明の発光素子は、前記半導体層の側面は前記樹脂層から露出している構成とすることができる。
本発明の他の実施形態に係る発光素子を以下に述べる。本発明の発光素子は、少なくともｎ型窒化物半導体層およびｐ型窒化物半導体層が積層された半導体層が形成され、ｎ電極およびｐ電極を有する発光素子において、前記ｎ電極および前記ｐ電極は、それぞれ前記半導体層を挟んで対向して形成され、前記ｐ電極は、前記ｐ型窒化物半導体層のほぼ全面にｐ型窒化物半導体層とオーミック接触を得るための第１金属層と、前記金属層よりも上に前記ウェハーの反りを防止するための反り防止層から少なくとも構成される。
【００１５】
また、本発明の発光素子は、  少なくともｎ型窒化物半導体層およびｐ型窒化物半導体層が積層された半導体層が形成され、ｎ電極およびｐ電極を有する発光素子において、前記ｐ電極は、前記ｐ型窒化物半導体層のほぼ全面にｐ型窒化物半導体層とオーミック接触を得るための第１金属層と、前記金属層よりも上に前記ウェハーの反りを防止するための反り防止層から少なくとも構成され、前記ｎ型窒化物半導体層は前記基板の少なくとも一部が除去されて露出しており、前記ｎ電極は前記露出したｎ型窒化物半導体層上の少なくとも一部に接するように形成される構成とすることができる。
【００１６】
また、本発明の発光素子は、前記反り防止層は厚さが１０μｍ以上の第２金属層を少なくとも含む構成とすることができる。
【００１７】
また、本発明の発光素子は、前記第２金属層は少なくともＮｉを含む金属から構成される。
【００１８】
また、本発明の発光素子は、前記第２金属層は無電界めっきによって形成される。
【００１９】
【００２０】
また、本発明の発光素子は、前記樹脂層は膜厚が２０μｍ以上である。
【００２１】
また、本発明の発光素子は、前記ｐ電極は、前記反り防止層よりも上にＡｕを少なくとも含むＡｕ層を有する。
【００２２】
また、本発明の発光素子は、前記基板はサファイアを用いる。
【００２３】
また、本発明の発光素子は、前記ｎ電極は透明電極である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）以下に本発明の発光素子および発光素子の電極形成方法を説明する。
【００２５】
図１（ａ）に示すように、ウェハー状の基板１上に半導体層２が形成される。基板１としては、たとえばサファイア、スピネル等の絶縁性基板が用いられる。半導体層２は、窒化物半導体層によって形成され、Ｓｉ等のｎ型不純物をドープした窒化物半導体ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）からなるｎ型窒化物半導体層２１と、Ｍｇ等のｐ型不純物をドープした窒化物半導体からなるｐ型窒化物半導体層２３とから少なくとも構成される。
【００２６】
そして、半導体層２を形成後、図１（ｂ）に示すようにｐ型窒化物半導体層２３上にｐ型窒化物半導体層２３とオーミック接触が得られるたとえばＮｉ／Ｐｔ層上にＰｔを形成した第１金属層である第１ｐ電極３１、反り防止層３２が順次形成される。ここでは反り防止層３２は厚さが１０μｍ以上の金属層から形成される。このように、ウェハーのほぼ全面に少なくとも厚さが１０μｍ以上の第２金属層を含むｐ電極３が形成されることで、ウェハー全体に十分な強度で、基板１の除去のためのウェハーの支持部材を得ることができる。この支持金属層３２は無電界めっきによって形成されることが好ましい。基板１にサファイア等の絶縁性物質を用いた場合、ウェハー全体に均一に電界を印加し、均一な金属層を形成することが困難なためである。このとき、反り防止層３２の厚さが不均一となると、ウェハーに歪みが生じ、半導体層２が割れやすくなる。
【００２７】
その後、図１（ｃ）に示すように、支持台５に支持金属層３２を有するｐ電極３が形成されたウェハーをｐ電極３側が支持台５に対向するように載置し、研磨部材６を用いることによって基板１をｎ型窒化物半導体層２１が露出するように研磨し、除去する。あるいは、基板を１０〜１００μｍ残した後、エッチングまたはダイシングソーによって、基板１の少なくとも一部を除去する構成としてもよい。このようにしてｎ型窒化物半導体層２１の少なくとも一部を露出させる。このように、ｐ型窒化物半導体層２３上に厚さが１０μｍ以上の第２金属層を少なくとも有するｐ電極を形成することによって、基板１の研磨時に生じるウェハーの反りを低減でき、半導体層２の割れを防止することができる。また歪みを低減させ平行度を精度良く保ちながら、基板１の研磨を行うことができる。
【００２８】
そして、露出したｎ型窒化物半導体層２１にたとえばＷ／ＡｌあるいはＩＴＯ等からなるｎ電極４を形成する。この場合、露出したｎ型窒化物半導体層上の少なくとも一部に接するようにｎ電極を形成する構成としてもよい。特に、ｎ電極４を透明電極として形成することによって、十分な厚みで形成され高い反射率が得られたｐ電極３を反射面として利用し、半導体層２において発生した光を高効率で取り出すことができる。Ｗ／Ａｌの場合はＷを１０〜３０Å、Ａｌを２０〜４０Å程度、ＩＴＯの場合は１０００〜５０００Åの厚さで形成することによって、透明電極とすることができる。
【００２９】
このように電極を形成したウェハーを、適当な大きさに分割し、発光素子を得ることができる。本発明の発光素子の電極形成方法によって、ウェハーの割れを防止できることから歩留まりが向上し、かつウェハーの単位面積当たりから得られる発光素子の数を向上させることができる。また、本発明の発光素子は、ｐ電極３、ｎ電極４を半導体層２を挟んで対向して形成できることから、均一な発光が得られる。さらに、基板１としてサファイアを用いた場合は、結晶性のよい窒化物半導体層２が形成できることから、発光効率の高い発光が得られる。
（実施の形態２）以下に本発明の発光素子および発光素子の電極形成方法を説明する。
【００３０】
図７（ａ）に示すように、ウェハー状の基板１上に半導体層２が形成される。基板１としては、たとえばサファイア、スピネル等の絶縁性基板が用いられる。半導体層２は、窒化物半導体層によって形成され、Ｓｉ等のｎ型不純物をドープした窒化物半導体ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）からなるｎ型窒化物半導体層２１と、Ｍｇ等のｐ型不純物をドープした窒化物半導体からなるｐ型窒化物半導体層２３とから少なくとも構成される。
【００３１】
そして、半導体層２を形成後、図７（ｂ）に示すようにｐ型窒化物半導体層２３上のほぼ全面にｐ型窒化物半導体層２３とオーミック接触が得られる金属たとえばＮｉ／Ｐｔ層を形成した金属層である第１ｐ電極３１が形成される。この第１ｐ電極３１はＮｉ／Ｐｔ層上にさらにＰｔ層を積層した構成としてもよい。
【００３２】
第１ｐ電極形成後、図７（ｃ）に示すように第１ｐ電極３１上に複数の金属バンプ３２ｂが形成される。次に、図７（ｄ）に示すように金属バンプ３２ｂが形成された部分を除いて第１ｐ電極３１上に樹脂層３２ｃが形成される。そして、研削等によって表面を均一にするための面出し処理を行う。これら金属バンプ３２ｂおよび樹脂層３２ｃによって、基板１研磨時にウェハーの反りを防止する反り防止層３２が形成される。この反り防止層３２は、４０〜８０μｍ程度とすることが好ましい。このように、ウェハーのほぼ全面に反り防止層が形成されることで、ウェハー全体に十分な強度で、基板１の除去のためのウェハーの支持部材を得ることができる。
【００３３】
その後、図７（ｅ）に示すように、支持台５に反り防止層３２を有するｐ電極３が形成されたウェハーをｐ電極３側が支持台５に対向するように載置し、研磨部材６を用いることによって基板１をｎ型窒化物半導体層２１が露出するように研磨し、除去する。あるいは、基板を１０〜１００μｍ残した後、エッチングまたはダイシングソーによって、基板１の少なくとも一部を除去する構成としてもよい。このようにしてｎ型窒化物半導体層２１の少なくとも一部を露出させる。このように、ｐ型窒化物半導体層２３上に厚さが１０μｍ以上の反り防止層３２を少なくとも有するｐ電極を形成することによって、基板１の研磨時に生じるウェハーの反りを低減でき、半導体層２の割れを防止することができる。また歪みを低減させ平行度を精度良く保ちながら、基板１の研磨を行うことができる。
【００３４】
そして、露出したｎ型窒化物半導体層２１にたとえばＷ／ＡｌあるいはＩＴＯ等からなるｎ電極４を形成する。この場合、露出したｎ型窒化物半導体層上の少なくとも一部に接するようにｎ電極を形成する構成としてもよい。
【００３５】
このように電極を形成したウェハーを、少なくとも１つの金属バンプ３２ｂを含む適当な大きさに分割し、発光素子を得ることができる。本発明の発光素子の電極形成方法によって、ウェハーの割れを防止できることから歩留まりが向上し、かつウェハーの単位面積当たりから得られる発光素子の数を向上させることができる。また、本発明の発光素子は、ｐ電極３、ｎ電極４を半導体層２を挟んで対向して形成できることから、均一な発光が得られる。さらに、基板１としてサファイアを用いた場合は、結晶性のよい窒化物半導体層２が形成できることから、発光効率の高い発光が得られる。
（実施例１）本発明における発光素子の電極の形成方法をＬＥＤに適用した場合の一例を説明する。
【００３６】
たとえば、サファイアＣ面を基板１として用い、各層は有機金属気相成長方法（ＭＯＣＶＤ法）により形成される。図２（ａ）に示す通り、基板１上に基板１と窒化物半導体層２との格子定数の不整合を緩和させるバッファ層（図示せず）、ｎ電極とオーミック接触を得るためのｎ型窒化物半導体層２１であるｎ型コンタクト層，キャリア結合により光を発生させる活性層２２、キャリアを活性層に閉じ込めるためのｐ型クラッド層およびｐ電極とオーミック接触を得るためのｐ型コンタクト層から構成されるｐ型窒化物半導体層２３が順次形成される。
【００３７】
バッファ層は低温によって結晶成長を行った膜厚１０Å〜５００ÅのＧａＮから構成される。ｎ型コンタクト層は膜厚１〜２０μｍ、好ましくは２〜６μｍのＳｉドープＧａＮから構成される。また、ｎ型コンタクト層上にたとえばＳｉがドープされたＡｌＧａＮから構成されるｎ型クラッド層を形成してもよい。活性層２２はＩｎＧａＮから構成してもよいし、ＧａＮ／ＩｎＧａＮ／ＧａＮの単一井戸層あるいは多重量子井戸層として構成してもよい。ｐ型クラッド層は膜厚１００〜５００ÅのＭｇドープＡｌＧａＮから構成される。また、このｐ型クラッド層も活性層へのキャリアの閉じ込めが十分であれば省略可能である。ｐ型コンタクト層は膜厚０．００１〜０．５μｍ、好ましくは０．０５〜０．２μｍのＭｇドープＧａＮから構成される。
【００３８】
図２（ｂ）に示す通り、上記のように形成されたウェハーのｐ型窒化物半導体層２３上に、Ｎｉを１００Åの厚さで形成し、その上にＰｔを５００Åの厚さでスパッタリング等によって形成した後、アニ−リングを行う。このＮｉ／Ｐｔの組み合わせは、Ｎｉ／Ａｕ、Ｃｏ／ＡｕおよびＰｄ／Ｐｔとしてもｐ型窒化物半導体層２３と良好なオーミック接触が得られる。さらに、Ｎｉ／Ｐｔ層を形成後、Ｐｔを５０００Åの厚さで形成し、アニーリングを行い第１ｐ電極３１する。
【００３９】
第１ｐ電極３１形成後、さらに、パラジウムＰｄを数Å〜１０００Åの厚さでスパッタリングあるいは、あるいはエッチングによって表面を粗化し吸着させて下地層３２ａを形成する。このＰｄは反応触媒として作用する。そして下地層３２ａ上に、Ｐ−Ｎｉを１０μｍ以上、好ましくは５０〜３００μｍの厚さで無電界メッキによって形成し、第２金属層とする。リン含有率は５〜１０％が好ましい。最後にＡｕを１０００Åの厚さで無電界メッキまたは蒸着法によって形成する。窒化物半導体層２の基板１にサファイア等の絶縁体を用いた場合、ウェハー全体に均一な電界を印加することが困難であるため、無電界めっきによって十分な厚さを有する金属層を形成することが好ましい。Ｎｉの他の無電界めっきの例としてはＣｕ、Ａｕ、Ａｇが挙げられる。特にＮｉは形成速度が速く、十分な厚さを得ることが容易となるためより好ましい。
【００４０】
その後、図２（ｃ）に示す通り、ｐ電極３が形成されたウェハーを定盤等の支持台５に載置し、基板１面を砥石等の研磨部材６によって研磨する。このように、第１ｐ電極３１と比較して十分な厚さを有する第２金属層を形成することによって基板研磨時にウェハーが歪むことを防止でき、ウェハーが割れることなく、かつ平行に基板１の研磨を行うことができる。
【００４１】
この基板１の研磨は、図３（ａ）に示すように、ｎ型窒化物半導体層２１が露出するまで行う。基板１の研磨後は、ｎ型コンタクト層２１の研磨によりダメージを受けた領域をＲＩＥにて１〜２μｍ程度エッチングを行う。その後、露出したｎ型コンタクト層２１にタングステンを２０Åの厚さで、次にアルミニウムを３０Åの厚さでスパッタリングにより形成し、アニーリングを行い、図３（ｂ）に示すようにｎ電極４を形成する。また、このｎ電極４はＩＴＯから形成してもよい。このように形成したウェハーをダイシングソーによって分割して、図３（ｃ）に示すように発光素子とする。
【００４２】
また、ここではウェハーの全面にｎ電極を形成する例を示したが、パターニングにより部分的にｎ電極４を形成することによって、発光素子からの光の取り出し効率を向上することができる。
（実施例２）ｐ電極３形成までの工程は実施例１と同様に行われる。ｐ電極形成後、発光素子を支持台５に載置して、図４（ａ）に示すように、基板１を１０μｍ〜１００μｍ程度ｎ型窒化物半導体層２１側に残すように研磨部材６によって研磨する。この残すべき基板１の厚みは研磨の制御精度に応じて適宜設定すればよい。その後、図４（ｂ）に示すように、ダイシングソーによって、基板１をｎ型コンタクト層の０．５〜２．０μｍ程度の深さまで削り、溝を形成する。溝の形成後はサファイア基板１およびｎ型窒化物半導体層２１に対し、ＲＩＥにてｎ型窒化物半導体層２１が１〜２μｍ程度削れるようエッチングを行う。
【００４３】
そして、基板１およびｎ型窒化物半導体層２１に対し、タングステンＷを２０Åの厚さで、その後アルミニウムＡｌを３０Åの厚さでスパッタリングにより形成し、アニーリングを行い、図４（ｃ）に示すようにｎ電極４を形成する。このように形成したウェハーをダイシングソーによって、図４（ｄ）に示すように、発光素子毎に分割する。
【００４４】
この実施例２は、ｎ型窒化物半導体層２１への研磨によるダメージを最小限に抑えることができる。また、研磨深さの制御ばらつきによってｎ型窒化物半導体層２１を研磨し過ぎることが防止できる。
【００４５】
また、ｎ電極４は必ずしもｎ型窒化物半導体層２１の全面に形成する必要はなく、図５（ａ）に示した発光素子の斜視図のように、部分的にｎ電極４を形成してもよい。ここで図５（ｂ）は、図５（ａ）に示したｎ電極４の例を、ｎ電極４の真上から見た平面図である。ｎ型窒化物半導体層２１に形成する溝も１つである必要はなく、複数形成してもよい。もちろん、溝の全域にｎ電極４を形成する必要はなく、キャリア注入に必要な領域にのみｎ電極４を形成すればよい。
【００４６】
さらに、ｎ型窒化物半導体層２１に形成する溝を、図６に示すように発光素子の中心から発光素子の各角へと形成してもよい。ただし、図６は図５（ｂ）と同様、ｎ電極４を真上から見た平面図である。この例では、発光素子の中心からｎ型窒化物半導体層２１の平面内の互いに平行でない２方向にｎ電極４が形成されるため、キャリアが発光素子の全面にわたって比較的均一に注入され、発光素子における発光を均一にすることができる。
【００４７】
さらに、ダイシングソーを用いることによって溝を形成することが、発光素子の製造装置に新たな構成を追加する必要がないことから好ましいが、ｎ型窒化物半導体層２１を露出させる形状は溝状である必要はなく、形状に関わらずキャリア注入を行うために必要な少なくとも一部の基板を除去し、ｎ型窒化物半導体層２１を露出させればよい。
（実施例３）本発明における発光素子の電極の形成方法をＬＥＤに適用した場合の一例を説明する。
【００４８】
たとえば、サファイアＣ面を基板１として用い、各層は有機金属気相成長方法（ＭＯＣＶＤ法）により形成される。図８（ａ）に示す通り、基板１上に基板１と窒化物半導体層２との格子定数の不整合を緩和させるバッファ層（図示せず）、ｎ電極とオーミック接触を得るためのｎ型窒化物半導体層２１であるｎ型コンタクト層，キャリア結合により光を発生させる活性層２２、キャリアを活性層に閉じ込めるためのｐ型クラッド層およびｐ電極とオーミック接触を得るためのｐ型コンタクト層から構成されるｐ型窒化物半導体層２３が順次形成される。
【００４９】
バッファ層は低温によって結晶成長を行った膜厚１０Å〜５００ÅのＧａＮから構成される。ｎ型コンタクト層は膜厚１〜２０μｍ、好ましくは２〜６μｍのＳｉドープＧａＮから構成される。また、ｎ型コンタクト層上にたとえばＳｉがドープされたＡｌＧａＮから構成されるｎ型クラッド層を形成してもよい。活性層２２はＩｎＧａＮから構成してもよいし、ＧａＮ／ＩｎＧａＮ／ＧａＮの単一井戸層あるいは多重量子井戸層として構成してもよい。ｐ型クラッド層は膜厚１００〜５００ÅのＭｇドープＡｌＧａＮから構成される。また、このｐ型クラッド層も活性層へのキャリアの閉じ込めが十分であれば省略可能である。ｐ型コンタクト層は膜厚０．００１〜０．５μｍ、好ましくは０．０５〜０．２μｍのＭｇドープＧａＮから構成される。
【００５０】
図８（ｂ）に示す通り、上記のように形成されたウェハーのｐ型窒化物半導体層２３上に、Ｎｉを１００Åの厚さで形成し、その上にＰｔを５００Åの厚さでスパッタリング等によって形成した後、アニ−リングを行う。このＮｉ／Ｐｔの組み合わせは、Ｎｉ／Ａｕ、Ｃｏ／ＡｕおよびＰｄ／Ｐｔとしてもｐ型窒化物半導体層２３と良好なオーミック接触が得られる。さらに、Ｎｉ／Ｐｔ層を形成後、Ｐｔを５０００Åの厚さで形成し、アニーリングを行い第１ｐ電極３１とする。
【００５１】
第１ｐ電極３１形成後、第１ｐ電極３１上に複数の金属バンプ３２ｂが形成され、次に、金属バンプ３２ｂが形成された部分を除いた第１ｐ電極３１上に樹脂層３２ｃが形成される。金属バンプ３２ｂは、金バンプ、銅バンプ、はんだバンプ等から構成される。また、樹脂層３２ｃは、エポキシ樹脂等から構成される。これら金属バンプ３２ｂおよび樹脂層３２ｃによって、基板１研磨時にウェハーの反りを防止する反り防止層３２が形成される。この反り防止層３２は、２０μｍ以上とすることが好ましく、４０〜８０μｍ程度とすることがより好ましい。このように、ウェハーのほぼ全面に反り防止層が形成されることで、ウェハー全体に十分な強度で、基板１の除去のためのウェハーの支持部材を得ることができる。また、この金属バンプ３２ｂおよび樹脂層３２ｃからなる反り防止層３２を形成後、面出し処理を行い厚みを均一にすることによって基板研磨時のウェハーの歪みが発生することを防止することが好ましい。
【００５２】
また、最後にメッキまたは蒸着法によってＡｕを１０００Åの厚さで形成し、Ａｕ層３４とする。これによって、ｐ電極３とリード部材あるいはワイヤ等との接着を良好にすることができる。このＡｕ層３４は、反り防止層３２とリード部材あるいはワイヤ等との接着が良好であれば省略可能である。
【００５３】
その後、図８（ｃ）に示す通り、ｐ電極３が形成されたウェハーを定盤等の支持台５に載置し、基板１面を砥石等の研磨部材６によって研磨する。このように、第１ｐ電極３１と比較して十分な厚さを有する反り防止層３２を形成することによって基板研磨時にウェハーが歪むことを防止でき、ウェハーが割れることなく、かつ平行に基板１の研磨を行うことができる。
【００５４】
この基板１の研磨は、図９（ａ）に示すように、ｎ型窒化物半導体層２１が露出するまで行う。基板１の研磨後は、ｎ型コンタクト層２１の研磨によりダメージを受けた領域をＲＩＥにて１〜２μｍ程度エッチングを行う。その後、露出したｎ型コンタクト層２１にタングステンを２０Åの厚さで、次にアルミニウムを３０Åの厚さでスパッタリングにより形成し、アニーリングを行い、図９（ｂ）に示すようにｎ電極４を形成する。また、このｎ電極４はＩＴＯから形成してもよい。このように形成したウェハーをダイシングソーによって分割して、図９（ｃ）に示すように発光素子とする。図９に示した例では、各発光素子は２つの金属バンプ３２ｂを有する構成としたが、発光素子１つ当たりの１つ金属バンプ３２ｂとしてもよく、少なくとも１つの金属バンプ３２ｂを有していればよい。
【００５５】
また、ここではウェハーの全面にｎ電極を形成する例を示したが、パターニングにより部分的にｎ電極４を形成することによって、発光素子からの光の取り出し効率を向上することができる。
（実施例４）ｐ電極３形成までの工程は実施例１と同様に行われる。ｐ電極３形成後、発光素子を支持台５に載置して、図１０（ａ）に示すように、基板１を１０μｍ〜１００μｍ程度ｎ型窒化物半導体層２１側に残すように研磨部材６によって研磨する。この残すべき基板１の厚みは研磨の制御精度に応じて適宜設定すればよい。その後、図１０（ｂ）に示すように、ダイシングソーによって、基板１をｎ型コンタクト層の０．５〜２．０μｍ程度の深さまで削り、溝を形成する。溝の形成後はサファイア基板１およびｎ型窒化物半導体層２１に対し、ＲＩＥにてｎ型窒化物半導体層２１が１〜２μｍ程度削れるようエッチングを行う。
【００５６】
そして、基板１およびｎ型窒化物半導体層２１に対し、タングステンＷを２０Åの厚さで、その後アルミニウムＡｌを３０Åの厚さでスパッタリングにより形成し、アニーリングを行い、図１０（ｃ）に示すようにｎ電極４を形成する。このように形成したウェハーをダイシングソーによって、図１０（ｄ）に示すように、発光素子毎に分割する。
【００５７】
この実施例４は、ｎ型窒化物半導体層２１への研磨によるダメージを最小限に抑えることができる。また、研磨深さの制御ばらつきによってｎ型窒化物半導体層２１を研磨し過ぎることが防止できる。
【００５８】
また、ｎ電極４は必ずしもｎ型窒化物半導体層２１の全面に形成する必要はなく、実施例２と同様、図５（ａ）に示した発光素子の斜視図のように、部分的にｎ電極４を形成してもよい。ここで図５（ｂ）は、図５（ａ）に示したｎ電極４の例を、ｎ電極４の真上から見た平面図である。ｎ型窒化物半導体層２１に形成する溝も１つである必要はなく、複数形成してもよい。もちろん、溝の全域にｎ電極４を形成する必要はなく、キャリア注入に必要な領域にのみｎ電極４を形成すればよい。
【００５９】
さらに、ｎ型窒化物半導体層２１に形成する溝を、実施例２と同様、図６に示すように発光素子の中心から発光素子の各角へと形成してもよい。ただし、図６は図５（ｂ）と同様、ｎ電極４を真上から見た平面図である。この例では、発光素子の中心からｎ型窒化物半導体層２１の平面内の互いに平行でない２方向にｎ電極４が形成されるため、キャリアが発光素子の全面にわたって比較的均一に注入され、発光素子における発光を均一にすることができる。
【００６０】
さらに、ダイシングソーを用いることによって溝を形成することが、発光素子の製造装置に新たな構成を追加する必要がないことから好ましいが、ｎ型窒化物半導体層２１を露出させる形状は溝状である必要はなく、形状に関わらずキャリア注入を行うために必要な少なくとも一部の基板を除去し、ｎ型窒化物半導体層２１を露出させればよい。
【００６１】
【発明の効果】
本発明の発光素子および発光素子の電極形成方法によって、良好な結晶性を得ながら、かつ発光素子の両面に電極を形成した窒化物半導体層を有する発光素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１におけるｐ電極の形成から基板の研磨までの工程を概略的に示す図である。
【図２】  本発明の実施例１におけるｐ電極の形成から基板の研磨までの工程を概略的に示す図である。
【図３】  本発明の実施例１における基板の除去からｎ電極の形成および発光素子への分割までの工程を概略的に示す図である。
【図４】  本発明の実施例２における基板の除去からｎ電極の形成および発光素子への分割までの工程を概略的に示す図である。
【図５】  本発明の実施例２における変形例に関する発光素子の概略図である。
【図６】  本発明の実施例２における他の変形例に関する発光素子をｎ電極側から見た概略的な平面図である。
【図７】  本発明の実施の形態２におけるｐ電極の形成から基板の研磨までの工程を概略的に示す図である。
【図８】  本発明の実施例３におけるｐ電極の形成から基板の研磨までの工程を概略的に示す図である。
【図９】  本発明の実施例３における基板の除去からｎ電極の形成および発光素子への分割までの工程を概略的に示す図である。
【図１０】  本発明の実施例４における基板の除去からｎ電極の形成および発光素子への分割までの工程を概略的に示す図である。
【符号の説明】
１・・・サファイア基板
２・・・窒化物半導体層
２１・・・ｎ型窒化物半導体層
２２・・・活性層
２３・・・ｐ型窒化物半導体層
３・・・ｐ電極
３１・・・第１金属層
３２・・・反り防止層
３２ａ・・・下地層
３２ｂ・・・金属バンプ
３２ｃ・・・樹脂層
３４・・・Ａｕ層
４・・・ｎ電極
５・・・支持台
６・・・研磨部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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