(57)【要約】【課題】発光効率と信頼性との両方が高い半導体発光素子が要求されている。【解決手段】  発光効率と信頼性との両方が高い半導体発光素子は、発光半導体1と、導電性を有する支持基板2と、光反射金属層3と、第1及び第2の貼合せ金属層４、５と、マイグレーション抑制層6とを有する。光反射金属層3は、発光半導体領域1の1つの主面１３の内側部分１３aに配置され、マイグレーション抑制層6は外周部分１３bに配置されている。第1の貼合せ金属層4は、光反射金属層3とマイグレーション抑制層6との両方を覆うように形成されている。【選択図】図１
2007335793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の主面と他方の主面とを有し且つ光を発生するための複数の半導体層を有している発光半導体領域と、
前記発光半導体領域の前記他方の主面の外周部分の少なくとも一部には配置されずに前記外周部分よりも内側の部分に配置された光反射金属層と、
前記発光半導体領域の前記他方の主面における前記光反射金属層が設けられていない前記外周部分の少なくとも一部に配置され且つ前記光反射金属層に含まれている金属のマイグレーションを抑制する機能を有しているマイグレーション抑制層と、
前記発光半導体領域を支持するための支持基板と、
前記光反射金属層及び前記マイグレーション抑制層と前記支持基板との間に配置され且つ前記光反射金属層よりもマイグレーションが発生し難い材料で形成されている貼合せ金属層と、
前記発光半導体領域の前記一方の主面に設けられた電極と
を備えていることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
前記マイグレーション抑制層は、前記貼合せ金属層と同一材料から成ることを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記マイグレーション抑制層は、前記光反射金属層よりも高い抵抗率を有する材料から成り、
前記電極は前記発光半導体領域の前記一方の主面の一部のみに形成され且つ光非透過性を有しており、
前記半導体発光素子は、更に、前記発光半導体領域の他方の主面において前記電極に対向している部分に前記マイグレーション抑制層と同一の材料で形成された電流ブロック層を有していることを特徴とする請求項１又は２記載の半導体発光素子。
【請求項４】
更に、前記発光半導体領域の他方の主面と前記光反射金属層との間に配置された光透過性導電体層を有していることを特徴とする請求項１又は２又は３記載の半導体発光素子。
【請求項５】
更に、前記発光半導体領域の側面を覆っている絶縁層を有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記絶縁層は光透過性を有し、
前記マイグレーション抑制層は光反射性を有する材料から成り且つ前記発光半導体領域の前記他方の主面における前記光反射金属層が設けられていない前記外周部分の少なくとも一部を覆う部分及び前記絶縁層を覆う部分を有していることを特徴とする請求項５記載の半導体発光素子。
【請求項７】
前記マイグレーション抑制層は、前記貼合せ金属層よりも高い抵抗率を有する材料で形成され且つ前記発光半導体領域の前記他方の主面における前記光反射金属層が設けられていない前記外周部分を覆う部分及び前記光反射金属層と前記貼合せ金属層との間に配置された部分を有し、前記マイグレーション抑制層の前記光反射金属層と前記貼合せ金属層との間に配置された部分に貫通孔が形成され、前記貼合せ金属層が前記貫通孔を介して前記光反射金属層に接続されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項８】
半導体を成長させるための成長用基板を用意する工程と、
光を発生するための複数の半導体層から成る発光半導体領域を前記成長用基板の一方の主面上に気相成長方法で形成する工程と、
前記発光半導体領域の一方の主面の外周部分の少なくとも一部には形成しないで前記外周部分よりも内側の部分上に光反射金属層を形成する工程と、
前記発光半導体領域の前記一方の主面における前記外周部分の少なくとも一部に、前記光反射金属層に含まれている金属のマイグレーションを抑制するためのマイグレーション抑制層を形成する工程と、
支持基板を用意する工程と、
前記光反射金属層及び前記マイグレーション抑制層の露出面と前記支持基板の一方の主面との内の少なくとも一方に貼合せ金属層を設ける工程と、
前記光反射金属層及び前記マイグレーション抑制層と前記支持基板とを前記貼合せ金属層を介して貼合せる工程と、
前記貼合せ工程の前又は後に前記成長用基板を除去する工程と、
前記発光半導体領域の主面に電極を形成する工程と
を備えていることを特徴とする発光半導体素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光反射金属層の金属のマイグレーションが抑制された半導体発光素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光素子の発光半導体領域は、一般にｎ型クラッド層と呼ばれているｎ型半導体層と、活性層と、一般にｐ型クラッド層と呼ばれているｐ型半導体層とを有している。一般的な半導体発光素子においては、発光機能を有する半導体領域の対の主面の内の一方の側が光取り出し面となる。ところで、活性層から半導体領域の一方の主面側に光が放射されるのみでなく、他方の主面側にも光が放射される。従って、半導体発光素子の光の取り出し効果を高めるために、活性層から他方の主面側に放射された光を一方の主面側に反射させることが重要になる。
【０００３】
光の取り出し効果を高めるために光反射金属層を設けることは、例えば特開２００２−２１７４５０号公報（以下、特許文献１と言う）に開示されている。この特許文献１の半導体発光素子においては、３−５族化合物半導体から成る発光半導体領域とシリコンから成る支持基板との間にＡｌから成る光反射金属層が設けられている。
【０００４】
ところで、光反射率が比較的高いAl、Ag、Ag合金等の金属は、半導体発光素子の製造工程中又は完成後にマイグレーション(migration)即ち移動を起こし易い。例えば、光反射金属層を貼合金属層と兼用して光反射金属層を介して発光半導体領域を支持基板に貼合せる時、又は完成した半導体発光素子の通電時の温度変化等によって光反射金属層の金属のマイグレーションが生じる。通電時のマイグレーションは、光反射金属層の露出面を保護膜で覆うことによってある程度防ぐことができる。しかし、保護膜の密着性不良によって光反射金属層の金属が発光半導体領域の側面に移動（マイグレーション）することがある。マイグレーションによって金属が発光半導体領域の側面におけるｎ型半導体層とｐ型半導体層との間に付着すると、両者間が短絡状態となり、光出力が低下する。
【特許文献１】特開２００２−２１７４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本発明の課題は、半導体発光素子におけるマイグレーションの抑制が要求されていることであり、本発明の目的はマイグレーションを抑制して信頼性の高い半導体発光素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明は、一方の主面と他方の主面とを有し且つ光を発生するための複数の半導体層を有している発光半導体領域と、前記発光半導体領域の前記他方の主面の外周部分の少なくとも一部には配置されずに前記外周部分よりも内側の部分に配置された光反射金属層と、前記発光半導体領域の前記他方の主面における前記光反射金属層が設けられていない前記外周部分の少なくとも一部に配置され且つ前記光反射金属層に含まれている金属のマイグレーションを抑制する機能を有しているマイグレーション抑制層と、前記発光半導体領域を支持するための支持基板と、前記光反射金属層及び前記マイグレーション抑制層と前記支持基板との間に配置され且つ前記光反射金属層よりもマイグレーションが発生し難い材料で形成されている貼合せ金属層と、前記発光半導体領域の前記一方の主面に設けられた電極とを備えていることを特徴とする半導体発光素子に係わるものである。
【０００７】
なお、請求項２に示すように、前記マイグレーション抑制層は、前記貼合せ金属層と同一材料から成ることが望ましい。
また、請求項３に示すように、前記マイグレーション抑制層は、前記光反射金属層よりも高い抵抗率を有する材料から成り、前記電極は前記発光半導体領域の前記一方の主面の一部のみに形成され且つ光非透過性を有しており、前記半導体発光素子は、更に、前記発光半導体領域の他方の主面において前記電極に対向している部分に前記マイグレーション抑制層と同一の材料で形成された電流ブロック層を有していることが望ましい。
また、請求項４に示すように、更に、前記発光半導体領域の他方の主面と前記光反射金属層との間に配置された光透過性導電体層を有していることが望ましい。
また、請求項５に示すように、更に、前記発光半導体領域の側面を覆っている絶縁層を有することが望ましい。
また、請求項６に示すように、前記絶縁層は光透過性を有し、前記マイグレーション抑制層は、光反射性を有する材料から成り且つ前記発光半導体領域の前記他方の主面における前記光反射金属層が設けられていない前記外周部分の少なくとも一部を覆う部分及び前記絶縁層を覆う部分を有していることが望ましい。
また、請求項７に示すように、前記マイグレーション抑制層は、前記貼合せ金属層よりも高い抵抗率を有する材料で形成され且つ前記発光半導体領域の前記他方の主面における前記光反射金属層が設けられていない前記外周部分の少を覆う部分及び前記光反射金属層と前記貼合せ金属層との間に配置された部分を有し、前記マイグレーション抑制層の前記光反射金属層と前記貼合せ金属層との間に配置された部分に貫通孔が形成され、前記貼合せ金属層が前記貫通孔を介して前記貼合せ金属層に接続されていることが望ましい。
また、請求項８に示すように、本発明に従う発光半導体素子を製造するために、半導体を成長させるための成長用基板を用意する工程と、光を発生するための複数の半導体層から成る発光半導体領域を前記成長用基板の一方の主面上に気相成長方法で形成する工程と、前記発光半導体領域の一方の主面の外周部分の少なくとも一部には形成しないで前記外周部分よりも内側の部分上に光反射金属層を形成する工程と、前記発光半導体領域の前記一方の主面における前記外周部分の少なくとも一部に、前記光反射金属層に含まれている金属のマイグレーションを抑制するためのマイグレーション抑制層を形成する工程と、支持基板を用意する工程と、前記光反射金属層及び前記マイグレーション抑制層の露出面と前記支持基板の一方の主面との内の少なくとも一方に貼合せ金属層を設ける工程と、前記光反射金属層及び前記マイグレーション抑制層と前記支持基板とを前記貼合せ金属層を介して貼合せる工程と、前記貼合せ工程の前又は後に前記成長用基板を除去する工程と、前記発光半導体領域の主面に電極を形成する工程とを備えていることが望ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に従う半導体発光素子の光反射金属層は発光半導体領域の他方の主面の外周部分の少なくとも一部に形成されず、この外周部分の少なくとも一部にマイグレーション抑制層が配置されている。従って、光反射金属層の金属のマイグレーションを比較的容易且つ良好に抑制することができ、半導体発光素子の特性劣化を防ぐことができ、信頼性の高い半導体発光素子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、図１〜図９を参照して本発明の実施形態に係わるマイグレーションが抑制された半導体発光素子を説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１に示す本発明の実施例１に従う半導体発光素子としての発光ダイオードは、大別して発光半導体領域１と、導電性を有する支持基板２と、光反射金属層３と、第１及び第２の貼合せ金属層４、５と、本発明に従うマイグレーション抑制層６と、第１の電極７と、第２の電極８とから成る。
【００１１】
発光半導体領域１は、ダブルへテロ接合構造の発光ダイオードを構成するために、一般にｐ型クラッド層と呼ばれているｐ型半導体層９と、活性層１０と、一般にｎ型クラッド層と呼ばれているｎ型半導体層１１とを有している。なお、ダブルへテロ接合構造が要求されない場合には、活性層１０を省いてｐ型半導体層９をｎ型半導体層１1に直接に接触させることもできる。
【００１２】
発光半導体領域１のｐ型半導体層９、活性層１０及びｎ型半導体層１１は、３−５族化合物半導体から成り、好ましくは窒化物半導体から成る。好ましい窒化物半導体は次式で示すことができる。
ＡｌxＩｎyＧａ1-x-yＮ、
ここで、x及びyは０≦x＜1、
０≦ｙ＜１、を満足する数値である。
本実施例では、ｐ型半導体層９がｐ型ＧａＮ、活性層１０がアンドープのＩｎＧａＮ、ｎ型半導体層１１がｎ型ＧａＮで形成されている。
なお、図１では活性層１０が１つの層で概略的に示されているが、実際には周知の多重量子井戸構造を有している。勿論、活性層１０を１つの層で構成することもできる。また、この実施例では活性層１０に導電型決定不純物がドーピングされていないが、ｐ型又はｎ型不純物をドーピングすることもできる。
【００１３】
発光半導体領域１は、一方の主面１２と、この一方の主面１２に対向する他方の主面１３と、両主面１２，１３間の側面１４とを有し、例えば四角形の平板状に形成されている。活性層１０で発生した光は、発光半導体領域１の一方の主面１２から取り出される。なお、活性層１０から発光半導体領域１の一方の主面１２側に光が放出されると共に他方の主面１３側にも光が放出される。他方の主面側に放出された光は光反射金属層３で一方の主面１２側に反射され、一方の主面１２から取り出される。
【００１４】
平坦性及び結晶性が良い発光半導体領域１を厚く形成することは困難である。従って、発光半導体領域１は比較的薄くて機械的強度が小さいので、支持基板２によって支持されている。支持基板２は、一方の主面１５と他方の主面１６とを有する導電性シリコン半導体から成り、５×１０18ｃｍ-3〜５×１０19ｃｍ-3のｎ型不純物濃度を有し、且つ0.0001〜0.01Ω・ｃｍの抵抗率を有し、第１及び第２の電極７、８間の電流通路として機能する。また、支持基板２は、発光半導体領域１及び光反射金属層３を機械的に支持することが可能な厚み、好ましくは２00〜1000μｍ、を有する。なお、支持基板２を、ｐ型不純物を含むシリコン半導体、又は別の導電性を有する半導体、又は金属で形成することもできる。
【００１５】
光反射金属層３は、発光半導体領域１の他方の主面１３の内側部分１３ａのみに設けられ、他方の主面１３の外縁を含む外周部分１３ｂには設けられていない。この光反射金属層３は、活性層１０から他方の主面１３側に放射された光を他方の主面１２側に反射させることが可能な金属材料から成り、好ましくは、Ａｇ（銀）、Ａｇ合金、Ａｌ（アルミニウム）から選択され、好ましくは50〜1500ｎｍの厚みに形成される。
【００１６】
マイグレーション抑制層６は、例えば金（Au）から成り、発光半導体領域１の他方の主面１３の外周部分１３bに設けられ、光反射金属層３と同一の厚みを有する。マイグレーション抑制層６が設けられている他方の主面１３の外周部分１３bは、光反射金属層３が設けられている内側部分１３aを環状に囲む平面パターンを有する。他方の主面１３の外周部分１３bの幅W２は内側部分１３aの幅 W1と外周部分１３bの幅W2の２倍の値との合計（W1＋２×W2）に対して１〜２０％であることが望ましい。外周部分１３bの幅W2が狭すぎると、マイグレーションの抑制効果が低くなり、広すぎると光の取り出し効率が低下する。
【００１７】
光反射金属層３を平面的に見て完全に環状に囲むようにマイグレーション抑制層６を形成すること、換言すれば、発光半導体領域１の他方の主面１３の外周部分１３bの全周囲にマイグレーション抑制層６を設けることが望ましい。しかし、マイグレーション抑制層６を発光半導体領域１の他方の主面１３の外周部分１３bの全周囲に設けずに、つまり光反射金属層３を平面的に見て環状に囲まず一部のみに設けるように変形することもできる。このようにマイグレーション抑制層６を発光半導体領域１の他方の主面１３の外周部分１３bの一部のみに設けた場合であっても、マイグレーション抑制層６を設けない従来の半導体発光素子に比べて光反射金属層３の金属のマイグレーションが少なくなる。
【００１８】
マイグレーション抑制層６は、光反射金属層３のマイグレーションを抑制でき且つ光反射金属層３の金属よりもマイグレーションが少ない材料で形成される。この実施例では光反射金属層３が銀合金で形成され、マイグレーション抑制層６が金（Au）で形成されている。図1では、マイグレーション抑制層6と第１の貼合せ金属層４とが分けて示されている。しかし、この実施例では、マイグレーション抑制層6と第1の貼合せ金属層４との両方が同一の金（Au）で形成されているので、マイグレーション抑制層6と第1の貼合せ金属層4との間の境界を実質的に認識することはできない。従って、マイグレーション抑制層６を貼合せ金属層４の一部と見なすこともできる。換言すれば、光反射金属層３の主面及び側面との両方が貼合せ金属層で覆われていると見なすこともできる。
【００１９】
第１の貼合せ金属層４は、光反射金属層３とマイグレーション抑制層６とを覆うように配置され且つこれ等に対して電気的及び機械的に結合されている。この実施例の第１の貼合せ金属層４は既に説明したように金から成るが、これに限ることなく、光反射金属層３よりもマイグレーションの少ない別の材料で形成することもできる。この第１の貼合せ金属層４の好ましい厚みは５０〜１000nmである。
【００２０】
第２の貼合せ金属層５は支持基板２と第１の貼合せ金属層４との間に配置され、これ等に対して電気的及び機械的に結合されている。第２の貼合せ金属層５は第１の貼合せ金属層４と同様にマイグレーションが光反射金属層３よりも少ない材料から成り、例えばチタン（Ｔｉ）層とニッケル（Ｎｉ）層と金層とから成り、好ましくは、５０〜１０００nm程度の厚みを有する。なお、第２の貼合せ金属層５を、支持基板２に電気的に接続可能であり且つ第１の貼合せ金属層４に対して貼合せ可能な更に別な材料（例えば金のみ）で形成することもできる。この実施例では第１の貼合せ金属層４が金及び第２の貼合せ金属層５の最上層が金から成るので、周知の熱圧着又は拡散接合による貼合せ工程後には第１及び第２の貼合せ金属層４、５間の境界を認識することが実質的に不可能になるので、第１及び第２の貼合せ金属層４、５を１つの層と見なすこともできる。
【００２１】
カソード電極として機能する第１の電極７は、発光半導体領域１の一方の主面１２の一部に接続されている。なお、半導体発光領域１における電流分布の均一化を図るために、図１で破線で示すように周知の光透過性導電膜１７又は多数の孔を有する導電膜を発光半導体領域１の一方の主面１２上に形成し、ここに第１の電極７を接続することもできる。
【００２２】
アノード電極として機能する第２の電極８は支持基板２の他方の主面１６に接続されている。なお、支持基板２の一方の主面１５が発光半導体領域１の他方の主面１３よりも大きな面積を有するように支持基板２を形成し、支持基板２の一方の主面１５に第２の電極８を設けることもできる。また、支持基板２を金属基板で形成する場合には、支持基板２を電極として使用し、第２の電極８を省くこともできる。
【００２３】
図１の半導体発光素子を製造する時には、まず、図２に示す成長用基板２０を用意する。成長用基板２０は、この上に発光半導体領域１を気相成長させることができるものであればどのようなものでもよく、例えば、GaAs等の3−5族半導体、又はシリコン、又はサファイヤ等から選択される。この実施例では、低コスト化のために成長用基板２０がシリコンで形成されている。
【００２４】
次に、成長用基板２０の上に図1に示したｎ型半導体層１１と活性層１０とｐ型半導体層９とを順次に周知の気相成長法で形成して発光半導体領域1を得る。図２においては、成長用基板２０に対して発光半導体領域１の一方の主面１３aが接している。なお、必要に応じて成長用基板２０の上にバッファ層を設け、このバッファ層の上にｎ型半導体層１１を形成することもできる。
【００２５】
次に、図３に示すように発光半導体領域１の他方の主面１３bに例えば銀をスパッタリングすることによって光反射金属層３を形成する。この光反射金属層３は、例えば銀を他方の主面１３に被着し、しかる後に他方の主面１３の外周部分１３b上の銀層を除去することによって形成する。
【００２６】
次に、発光半導体領域１の他方の主面１３の外周部分１３b上にスパッタリングによって金を被着させて図４に示すようにマイグレーション抑制層６を形成する。次に、光反射金属層３とマイグレーション抑制層６との露出面上にスパッタリングによって金を被着させて第１の貼合せ金属層４を形成する。なお、マイグレーション抑制層６の形成と第１の貼合せ金属層４の形成とを同時に又は連続的に行うことができる。
【００２７】
発光半導体領域１の形成とは別に、図５の支持基板２を用意し、この基板２の一方の主面１５にチタン（Ｔｉ）層とニッケル（Ｎｉ）層とを形成し、更に金層をスパッタリング法で形成することによって第２の貼合せ金属層５を得る。
【００２８】
次に、図６に示すように第１及び第２の貼合せ金属層４、５を突き合わせて熱圧着させることによって第１及び第２の貼合せ金属層４、５の一体化即ち貼合せを達成する。
【００２９】
次に、図６の成長基板２０を除去し、発光半導体領域１の一方の主面１２に第１の電極を形成し、支持基板２の他方の主面１６に第２の電極８を形成して半導体発光素子を完成させる。なお、成長基板２０の除去工程は貼合せ工程の前であってもよい。
【００３０】
完成した半導体発光素子の第１及び第２の電極７、８間に順方向電圧を印加すると、活性層１０から光が放射される。活性層１０から発光半導体領域１の一方の主面１２側に放射された光は、一方の主面１２の第１の電極７が形成されていない分部から半導体発光素子の外部に取り出される。また、活性層１０から他方の主面１3側に放射された光は光反射金属層３で反射して一方の主面１２側に戻され、その一部が半導体発光素子の外部に取り出される。
【００３１】
本実施例は次の効果を有する。
（１）  発光半導体領域１と支持基板２との間に配置された光反射金属層３の金属（例えばAｇ）は半導体発光素子の製造工程中又は後にマイグレーションによって発光半導体領域１の側面１４上に付着し易い。もし活性層１０の表面に金属が付着すると、ｎ型半導体層１１とｐ型半導体層９との間が短絡状態となり、光出力の低下が生じる。これに対して、図１に示すように光反射金属層３を発光半導体領域１の他方の主面１３の内側部分１３aのみに設け、外周部分１３bにマイグレーション抑制層６を設けると、第１及び第２の貼合せ金属層４、５の貼合せ工程中及びその後における光反射金属層３の金属のマイグレーションを抑制することができ、半導体発光素子の信頼性が向上する。
（２）  マイグレーション抑制層６は第１の貼合せ金属層４と同一の材料（Au）から成るので、マイグレーション抑制層６を容易且つ良好に形成することができる。
（３）マイグレーション抑制層６は光反射機能を有するので、光の取り出し効率の低減を抑えてマイグレーションを抑制することができる。
【実施例２】
【００３２】
次に、図７に示す実施例２の半導体発光素子を説明する。但し、図７及び後述する実施例３〜４を示す図８〜図９において図１と実質的に同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
図７の半導体発光素子は、絶縁性を有するマイグレーション抑制層６ａが設けられ、且つ光反射金属層３の中央に貫通孔２１が設けられ、この貫通孔２１の中にマイグレーション抑制層６ａと同一材料で同時に形成された電流ブロック層６ａ´を有する点を除いて図１と同一に構成されている。絶縁性を有するマイグレーション抑制層６ａは例えば酸化シリコン（ＳｉＯ2）、又は窒化シリコン（ＳｉＮ4）、又は酸化チタン（ＴｉＯ2）、又はアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）で構成するこが望ましい。
【００３３】
光反射金属層３の貫通孔２１は、光不透過性を有する第１の電極７に対向する位置に形成されている。図７の実施例では、平面的に見て第１の電極７と貫通孔２１とが完全に一致しているが、第１の電極７の一部のみに対向するように孔２１を形成することもできる。
【００３４】
第１の電極７と貫通孔２１の中に配置された電流ブロック層６ａ´は、マイグレーション抑制層６aと同様に絶縁性を有するので、ここを電流が流れない。従って、電流ブロック層６ａ´は、活性層１０における第１の電極７に対向している部分に電流が流れることを阻止し、発光効率の向上に寄与する。
【００３５】
図７の実施例２は、図１の実施例１と同一の効果を有する他に、電流ブロック層６ａ´をマイグレーション抑制層６aと同一材料で同時に形成し、製造コストの低減を図ることができるという効果も有する。
なお、マイグレーション抑制層６ａ及び電流ブロック層６ａ´を絶縁性材料で形成する代りに、発光半導体領域１に対する接触抵抗が光反射金属層３よりも高い半導体又は金属で形成することもできる。
【実施例３】
【００３６】
図８に示す実施例３に従う半導体発光素子は、発光半導体領域１と光反射金属層３との間に光透過性導電体層２２を有する他は図１と同一に構成されている。
【００３７】
光透過性導電体層２２は、例えばITO（インジウム・錫・オキサイド）から成り、発光半導体領域１と光反射金属層３との両方に低抵抗接触している。この光透過性導電体層２２は、発光半導体領域１と光反射金属層３との合金化を防ぎ、光反射金属層３の光反射率の低下を抑える機能を有する。従って、図８の実施例３は図１の実施例１と同一の効果を有する他に反射率の向上によって発光効率を高めることができるという効果を有する。なお、光透過性導電体層２２をITO以外の材料、例えば酸化インジウム（In2O3）又は酸化錫（SｎO2）又はＺｎＯ等で形成することもできる。
【実施例４】
【００３８】
図９に示す実施例４に従う半導体発光素子は、追加された絶縁層２３と変形されたマイグレーション抑制層６bとを有する点を除いて図１と同一に構成されている。
【００３９】
絶縁層23は活性層１０を含む発光半導体領域1の側面１４を光反射金属層３のマイグレーション及び外部雰囲気から保護するためのものであり、光透過性を有して発光半導体領域1の側面１４を覆っている。図９の変形されたマイグレーション抑制層６ｂは、光反射性を有し且つ発光半導体領域1の他方の主面１３の外周部分１３bのみでなく、更に絶縁層２３の上も覆っている。
但し、絶縁層23の外側に光反射体を配置することが要求されない場合には、マイグレーション抑制層６ｂを絶縁層23の外側に延在させないで、発光半導体領域1の他方の主面１３の外周部分１３bのみに設けることもできる。また、絶縁層23の外側にマイグレーション抑制層６ｂとは別の光反射体を配置することもできる。また、絶縁層23の外側に光反射体を配置することが要求されない場合には、絶縁層23を光不透過性材料で形成することができる。
【００４０】
図9の実施例4は、図1の実施例1と同一の効果を有する他に、次の効果を有する。
（１）  絶縁膜２３によって発光半導体領域1の側面１４が保護されているので、発光半導体領域1の活性層１０はマイグレーション抑制層６bと絶縁膜２３との両方で保護され、光反射金属層３のマイグレーションによる特性劣化が大幅に改善される。
（２）絶縁膜２３が光透過性を有し、この絶縁膜２３が光反射性を有するマイグレーション抑制層６bで覆われているので、発光半導体領域1の側面１４の方向に放射された光を発光半導体領域1の一方の主面１２の方向に戻すことができ、光の取り出し効率が向上する
（３）  絶縁膜２３を覆う光反射体が、マイグレーション抑制層６bの延在部で形成されているので、これを容易に形成することができる。
（４）光反射性を有しているマイグレーション抑制層６bが、発光半導体領域１７の他方の主面１３の外周部分１３bに配置されているので、外周部分１３bの方向に放射された光を発光半導体領域1の一方の主面１２の方向に戻すことができ、光の取り出し効率が向上する。
【実施例５】
【００４１】
図１０に示す実施例５に従う半導体発光素子は、変形されたマイグレーション抑制層６ｃを有する点を除いて図１と同一に構成されている。図１０のマイグレーション抑制層６ｃは、第１の貼合せ金属層４よりも高い抵抗率を有する材料で形成され且つ発光半導体領域１の他方の主面１３における光反射金属層３が設けられていない外周部分１３ｂを覆う部分及び光反射金属層３と第１の貼合せ金属層４との間に配置された部分を有する。また、マイグレーション抑制層６ｃは、光反射金属層３と第１の貼合せ金属層４との間に配置された部分に複数の貫通孔３０を有する。第１の貼合せ金属層４は貫通孔３０を介して光反射金属層３に接続されている。
【００４２】
図１０に示す実施例５に従う半導体発光素子では、光反射金属層３の発光半導体領域１に接していない面がマイグレーション抑制層６ｃで包まれているので、マイグレーションをより良好に抑制することができる。また、光反射金属層３の第１の電極７に対向する面が抵抗率の高いマイグレーション抑制層６ｃで覆われているので、活性層１０の第１の電極７に対向する部分に流れる電流を低減することができ、発光効率が向上する。
【実施例６】
【００４３】
図１１に示す実施例６に従う半導体発光素子は、変形されたマイグレーション抑制層６ｄを有し、且つ光反射金属層３に貫通孔２１が設けられている点を除いて図１と同一に構成されている。図１１のマイグレーション抑制層６ｄは、第１の貼合せ金属層４よりも高い抵抗率を有する材料で形成され且つ発光半導体領域１の他方の主面１３における光反射金属層３が設けられていない外周部分１３ｂを覆う部分及び光反射金属層３と第１の貼合せ金属層４との間に配置された部分及び光反射金属層３の貫通孔２１に充填された部分を有する。また、マイグレーション抑制層６ｄは、図１０と同様に光反射金属層３と第１の貼合せ金属層４との間に配置された部分に複数の貫通孔３０を有する。第１の貼合せ金属層４は貫通孔３０を介して光反射金属層３に接続されている。光反射金属層３の貫通孔２１は図７と同様に第１の電極７に対向する位置に形成されている。
【００４４】
図１１に示す実施例６に従う半導体発光素子では、光反射金属層３の発光半導体領域１に接していない面がマイグレーション抑制層６ｄで包まれているので、マイグレーションをより良好に抑制することができる。また、光反射金属層３の貫通孔２１が第１の電極７に対向し、ここに抵抗率の高いマイグレーション抑制層６ｄが充填されているので、図７と同様に電流ブロック層の効果が得られ、活性層１０の第１の電極７に対向する部分に流れる電流を低減することができ、発光効率が向上する。
【００４５】
本発明は上述の実施例に限定されることなく、例えば次の変形が可能なものである。
（１）  図8及び図９の実施例３及び4においても、図7の電流ブロック層６a´と同様なものを設けることができる。
（２）  図7及び図９及び図１０及び図１１の実施例においても、図8の光透過性導電体層22と同様なものを設けることができる。
（３）  図1、図７〜１１の各実施例において発光半導体領域1と光反射金属層3との間にオーミック接触性を改善するための半導体層を設けることができる。
（４）  図8の光透過性導電体層２２の代わりにこれと同様に光反射金属層3の合金化を抑制する機能を有する合金化抑制層を設けることができる。
（５）  発光半導体領域１を窒化物半導体以外のAlGaInP等の３−５族化合物半導体で形成することができる。
（６）  発光半導体領域1の各層９、１１の導電型を図1の実施例と逆にすることができる。即ち、一方の主面12側にｐ型半導体層を配置し、他方の主面13側にｎ型半導体層を配置することができる。
（７）  支持基板2を半導体で形成する場合にはここにダイオード等の半導体素子を形成することができる。
（８）  第1の貼合せ金属層4又は第2の貼合せ金属層5を省き、1つの貼合せ金属層を使用して支持基板2と光反射金属層3とを接合することができる。
（９）  半導体発光素子を載置するためのカップ状部材を設け、このカップ状部材の底部に半導体発光素子を配置すると共に、カップ状部材と半導体発光素子の側面との隙間を充填するように本発明に従うマイグレーション抑制層６を形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施例1に従う半導体発光素子を示す断面図である。
【図２】図1の半導体発光素子の製造段階における成長用半導体基板と発光半導体領域を示す断面図である。
【図３】図2の発光半導体領域の主面に光反射金属層を設けたものを示す断面図である。
【図４】図3の光反射金属層の側面にマイグレーション抑制層を設け、上に第1の貼合せ金属層を設けたものを示す断面図である。
【図５】第2の貼合せ金属層を伴なった支持基板を示す断面図である。
【図６】支持基板に発光半導体領域を貼合たものを示す断面図である。
【図７】第2の実施例の半導体発光素子を示す断面図である。
【図８】第3の実施例の半導体発光素子を示す断面図である。
【図９】第4の実施例の半導体発光素子を示す断面図である。
【図１０】第５の実施例の半導体発光素子を示す断面図である。
【図１１】第６の実施例の半導体発光素子を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  発光半導体領域
２  支持基板
３  光反射金属層
６  マイグレーション抑制層
７  第1の電極
８  第2の電極
【図１】
2007335793.tif 000003
【図２】
2007335793.tif 000004
【図３】
2007335793.tif 000005
【図４】
2007335793.tif 000006
【図５】
2007335793.tif 000007
【図６】
2007335793.tif 000008
【図７】
2007335793.tif 000009
【図８】
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【図９】
2007335793.tif 000011
【図１０】
2007335793.tif 000012
【図１１】
2007335793.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成19年6月25日(2007.6.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
なお、請求項２に示すように、前記マイグレーション抑制層は、前記貼合せ金属層と同一材料から成ることが望ましい。
また、請求項３に示すように、前記マイグレーション抑制層は、前記光反射金属層よりも高い抵抗率を有する材料から成り、前記電極は前記発光半導体領域の前記一方の主面の一部のみに形成され且つ光非透過性を有しており、前記半導体発光素子は、更に、前記発光半導体領域の他方の主面において前記電極に対向している部分に前記マイグレーション抑制層と同一の材料で形成された電流ブロック層を有していることが望ましい。
また、請求項４に示すように、更に、前記発光半導体領域の他方の主面と前記光反射金属層との間に配置された光透過性導電体層を有していることが望ましい。
また、請求項５に示すように、更に、前記発光半導体領域の側面を覆っている絶縁層を有することが望ましい。
また、請求項６に示すように、前記絶縁層は光透過性を有し、前記マイグレーション抑制層は、光反射性を有する材料から成り且つ前記発光半導体領域の前記他方の主面における前記光反射金属層が設けられていない前記外周部分の少なくとも一部を覆う部分及び前記絶縁層を覆う部分を有していることが望ましい。
また、請求項７に示すように、前記マイグレーション抑制層は、前記貼合せ金属層よりも高い抵抗率を有する材料で形成され且つ前記発光半導体領域の前記他方の主面における前記光反射金属層が設けられていない前記外周部分の少を覆う部分及び前記光反射金属層と前記貼合せ金属層との間に配置された部分を有し、前記マイグレーション抑制層の前記光反射金属層と前記貼合せ金属層との間に配置された部分に貫通孔が形成され、前記光反射金属層が前記貫通孔を介して前記貼合せ金属層に接続されていることが望ましい。
また、請求項８に示すように、本発明に従う発光半導体素子を製造するために、半導体を成長させるための成長用基板を用意する工程と、光を発生するための複数の半導体層から成る発光半導体領域を前記成長用基板の一方の主面上に気相成長方法で形成する工程と、前記発光半導体領域の一方の主面の外周部分の少なくとも一部には形成しないで前記外周部分よりも内側の部分上に光反射金属層を形成する工程と、前記発光半導体領域の前記一方の主面における前記外周部分の少なくとも一部に、前記光反射金属層に含まれている金属のマイグレーションを抑制するためのマイグレーション抑制層を形成する工程と、支持基板を用意する工程と、前記光反射金属層及び前記マイグレーション抑制層の露出面と前記支持基板の一方の主面との内の少なくとも一方に貼合せ金属層を設ける工程と、前記光反射金属層及び前記マイグレーション抑制層と前記支持基板とを前記貼合せ金属層を介して貼合せる工程と、前記貼合せ工程の前又は後に前記成長用基板を除去する工程と、前記発光半導体領域の主面に電極を形成する工程とを備えていることが望ましい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
光反射金属層３は、発光半導体領域１の他方の主面１３の内側部分１３ａのみに設けられ、他方の主面１３の外縁を含む外周部分１３ｂには設けられていない。この光反射金属層３は、活性層１０から他方の主面１３側に放射された光を一方の主面１２側に反射させることが可能な金属材料から成り、好ましくは、Ａｇ（銀）、Ａｇ合金、Ａｌ（アルミニウム）から選択され、好ましくは50〜1500ｎｍの厚みに形成される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
次に、成長用基板２０の上に図1に示したｎ型半導体層１１と活性層１０とｐ型半導体層９とを順次に周知の気相成長法で形成して発光半導体領域1を得る。図２においては、成長用基板２０に対して発光半導体領域１の一方の主面１２が接している。なお、必要に応じて成長用基板２０の上にバッファ層を設け、このバッファ層の上にｎ型半導体層１１を形成することもできる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
次に、図３に示すように発光半導体領域１の他方の主面１３に例えば銀をスパッタリングすることによって光反射金属層３を形成する。この光反射金属層３は、例えば銀を他方の主面１３に被着し、しかる後に他方の主面１３の外周部分１３b上の銀層を除去することによって形成する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2007335793.tif 000014