(57)【要約】【課題】光取り出し効率の高い半導体発光素子を提供する。【解決手段】導電性を有する支持基板Ｓ上に、反射金属膜２６を介して、円錐台形状を有し発光領域となる活性層２３２を有する化合物半導体からなる化合物半導体発光ユニットＵを複数個並設した構造を有している。【選択図】図３
2012129298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有する支持基板と、
前記支持基板の一方面上に形成された反射金属層と、
互いに反対側に位置し略平行をなす略円形状の第一の主表面及び第一の主表面より大面積の第二の主表面並びに前記第一の主表面と前記第二の主表面を連結する側面によって円錐台形状をなし、前記第一の主表面と前記第二の主表面との間に第一の導電型層、前記第一の導電型層に隣接する発光領域として機能する活性層、活性層に隣接する第二の導電型層を有する複数の化合物半導体発光ユニットと、
前記化合物半導体発光ユニットの前記第一の主表面の一部にコンタクトした電極と、を具備することを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
支持基板の表面上に反射金属膜を介して複数の化合物半導体発光ユニットが並設され、前記支持基板の前記表面上の一部に絶縁膜を介して電極パッドが、前記支持基板の裏面に裏面電極がそれぞれ形成された構成を有し、
前記化合物半導体発光ユニットは、互いに反対側に位置し略平行をなす第一の主表面及び第二の主表面間に、前記第一の主表面に隣接する第一の導電型層、前記第一の導電型層に隣接する発光領域として機能する活性層、前記活性層に隣接する第二の導電型層を有し、前記第一の主表面と前記第二の主表面が、前記第一の導電型層、前記活性層及び前記第二の導電型層が露出し、前記第一の主表面となす角度が前記第二の主表面となす角度より大きくなるように傾斜した側面で連結されてなり、
前記化合物半導体発光ユニットの前記第一の主表面の一部に前記第二の導電型層にオ
ーミック接合する第一の主電極、前記第二の主表面の一部に前記第二の導電型層にオーミック接合すると共に前記反射金属膜に電気的に導通する第二の主電極が設けられ、更に、
前記第一の主表面の残部上及び前記側面上に透明絶縁膜、前記透明絶縁膜上に前記第一の主電極及び前記電極パッドに電気的に導通する透明導電膜が設けられていることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項３】
前記電極パッドを前記支持基板側に投影した時、前記活性層又は前記第二の主電極のうち何れか一方とは重ならないように前記支持基板、前記活性層及び前記第二の主電極が配置されてい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４】
反対側に位置し略平行をなす第一の主表面及び第二の主表面間に、前記第一の主表面に隣接する第一の導電型層、前記第二の主表面に隣接する第二の導電型層及び前記第一の導電型層と前記第二の導電型層に隣接する発光領域として機能する活性層を有し、前記第二の主表面に反射金属膜を介して支持基板が接着されたウエハを準備する工程と、
前記ウエハを前記第一の主表面側から前記第二の主表面に向かってエッチングして、円錐台形状を有する複数個の化合物半導体発光ユニットを形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は化合物半導体を用いた半導体発光素子及びその製造方法に関するもので、特に光取り出し効率の高い半導体発光素子構造及びその製造方法を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光素子である発光ダイオード（以下ＬＥＤと称す）は、近年、ＧａＮ系やＡｌＧａＩｎＰ系の高品質結晶を有機金属気相成長法（以下ＭＯＶＰＥ法と称す）で成長出来ることから、青色、緑色、橙色、黄色及び赤色の高輝度ＬＥＤが製作出来るようになった。そして、ＬＥＤの高輝度化に伴いその用途は、自動車のブレーキランプや液晶ディスプレイのバックライト等へ広がり、その需要は年々増加している。
【０００３】
ＭＯＶＰＥ法によって高品質の結晶が成長可能になったことから、現在、半導体発光素子の内部効率は理論限界値に近づきつつある。しかし、半導体発光素子からの光取り出し効率はまだまだ低く、光取り出し効率を向上させることが重要な課題になっている。例えば、高輝度赤色ＬＥＤはＡｌＧａＩｎＰ系の材料で形成され、導電性のＧａＡｓ基板上に格子整合する組成のＡｌＧａＩｎＰ系の材料からなるｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層とｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層とそれらに挟まれたＡｌＧａＩｎＰ又はＧａＩｎＰからなる発光領域として機能する活性層を有するダブルヘテロ構造となっている。しかしながら、ＧａＡｓ基板のバンドギャップは活性層のバンドギャップよりも狭いために、活性層からの光の多くがＧａＡｓ基板に吸収され、光の取り出し効率が著しく低下する。活性層とＧａＡｓ基板の間に、屈折率の異なる半導体層からなる多層反射膜構造を形成することによってＧａＡｓ基板での光の吸収を低減し、光取り出し効率を向上させる方法もある。しかし、この方法では多層反射膜構造へ限定された入射角を持つ光しか反射することが出来ない。そこで、ＡｌＧａＩｎＰ系の材料からなるダブルヘテロ構造を反射率の高い金属膜を介して、ＧａＡｓ基板よりも熱伝導率の高いＳｉ支持基板に貼り付け、その後成長用として使用したＧａＡｓ基板を除去する方法が提案されている（特許文献１）。この方法を用いた場合、反射膜として金属膜を用いているため、金属膜への光の入射角を選ばずに高い反射が可能になり、ＬＥＤの高輝度化が実現されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１７５４６２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されたＬＥＤ構造では、金属反射膜を用いてもＡｌＧａＩｎＰ系半導体の屈折率は３程度と大きいために半導体内から半導体外に光が取り出し難い。半導体主表面に対して全反射角以上となる光は、主表面と金属反射膜で全反射を繰り返し（多重反射し）、ＬＥＤ内の光吸収因子によって減衰し、熱エネルギーとなりＬＥＤ外部に光を取り出すことが出来ない。それが発光出力の高いＬＥＤが実現できない原因となっている。その問題を解決するために、光取り出し面を粗面化することによって光取り出し効率の向上がなされてきた。しかし、主表面で全ての光を取り出すことは出来ず、主表面で全反射して半導体中に戻された光は主に活性層での吸収によって減衰してしまう。
【０００６】
本発明の１つの目的は、光取り出し効率の高い半導体発光素子を提供することにある。
本発明の別の目的は、光取り出し効率の高い半導体発光素子の製造方法を提供することにある。
本発明の別の目的は実施例の説明から明らかになろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成する本発明半導体発光素子の特徴とするところは、導電性を有する支持基板と、支持基板の一方面上に形成された反射金属層と、互いに反対側に位置し略平行をなす略円形状の第一の主表面及び第一の主表面より大面積の第二の主表面並びに第一の主表面と第二の主表面を連結する側面によって円錐台形状をなし、第一の主表面と第二の主表面の間に第一の導電型層、第一の導電型層に隣接する発光領域となる活性層、活性層に隣接する第二の導電型層を有する複数の化合物半導体発光ユニットと、化合物半導体発光ユニットの第一の主表面の一部にコンタクトした電極を具備する点にある。
【０００８】
上述の目的を達成する本発明半導体発光素子の望ましい構成の特徴とするところは、支持基板の表面上に反射金属膜を介して複数の化合物半導体発光ユニットが並設され、支持基板の表面上の一部に絶縁膜を介して電極パッドが、支持基板の裏面に裏面電極がそれぞれ形成された構成を有し、化合物半導体発光ユニットは、互いに反対側に位置し略平行をなす第一の主表面及び第二の主表面間に、第一の導電型層、第一の導電型層に隣接する発光領域として機能する活性層、活性層に隣接する第二の導電型層を有し、第一の主表面と第二の主表面が、第一の導電型層、活性層及び第二の導電型層が露出し、第一の主表面となす角度が第二の主表面となす角度より大きくなるように傾斜した側面で連結されてなり、
化合物半導体発光ユニットの第一の主表面の一部に第二の導電型層にオーミック接合する第一の主電極、第二の主表面の一部に第二の導電型層にオーミック接合すると共に反射金属膜に電気的に導通する第二の主電極が設けられ、更に、第一の主表面の残部上及び側面上に透明絶縁膜、透明絶縁膜上に第一の主電極及び電極パッドに電気的に導通する透明導電膜が設けられている点にある。
【０００９】
上述の目的を達成する本発明半導体発光素子の製造方法の特徴とするところは、互いに反対側に位置する略平行をなす第一の主表面及び第二の主表面間に、第一の主表面に隣接する第一の導電型層、第二の主表面に隣接する第二の導電型層及び第一の導電型層と第二の導電型層に隣接する発光領域として機能する活性層を有し、第二の主表面に反射金属膜を介して支持基板が接着されたウエハを準備する工程と、ウエハを第一の主表面側から第二の主表面に向かってエッチングして、円錐台形状を有する複数個の化合物半導体発光ユニットを形成する工程を備える点にある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、１円錐台形状の化合物半導体発光ユニットを多数固並設した構造になっているため、発光点から放射状に発光する光に対して側面部分における臨界角以下の割合が大きくなり、外部に光を取り出せる確率が高くなる、２支持基板側に反射金属膜が存在するため、活性層から支持基板側に向かった光が光取り出し面側に反射され、光が取り出せる確率が高くなる、ことから光取り出し効率の高い高輝度の半導体発光素子を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明半導体発光素子の一実施例を示す概略平面図である。
【図２】図１のI−I線に沿う概略断面図である。
【図３】図２の部分拡大図である。
【図４】図１に示す本発明半導体発光素子を製造する場合の出発部材としてのＬＥＤ用エピタキシャルウエハの概略断面図である。
【図５】ＬＥＤ用エピタキシャルウエハに界面電極を形成する工程を説明する概略断面図である。
【図６】ＬＥＤ用エピタキシャルウエハに支持基板を貼り合わせる工程を説明する概略断面図である。
【図７】ＬＥＤ用エピタキシャルウエハからＧａＡｓ基板を除去する工程を説明する概略断面図である。
【図８】ｎ型（Ｓｉドープ）ＧａＡｓコンタクト層表面に表面電極を形成する工程を説明する概略断面図である。
【図９】ｎ型（Ｓｉドープ）ＧａＡｓコンタクト層を選択エッチングしてｎ型（Ｓｉドープ）（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐクラッド層を露出する工程を説明する概略断面図である。
【図１０】化合物半導体発光ユニットを形成する工程を説明する概略断面図である。
【図１１】化合物半導体発光ユニットに透明絶縁膜を形成する工程を説明する概略断面図である。
【図１２】化合物半導体発光ユニットの透明絶縁膜上に透明導電膜を形成する工程を説明する概略断面図である。
【図１３】支持基板表面に裏面電極を形成する工程を説明する概略断面図である。
【図１４】電極パッドを形成する工程を説明する概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の最良の実施形態は、活性層から支持基板側に向かう光を活性層側へ反射する反射金属膜を挟む構造を有している。反射金属膜は発光波長に対して８０％以上の反射率を有する金属膜からなる。具体的にはＡｕ、Ａｇ、Ａｌの何れか又はその合金からなることが好ましい。活性層を含む複数の化合物半導体層からなる化合物半導体発光ユニットと反射金属膜との間に活性層で発生する光に対して透明な誘電体膜を挟んでおり、その膜厚は発光波長λ、透明誘電体膜の屈折率をｎとした場合、（２×λ）／（４×ｎ）以上の厚さであることが好ましい。また、具体的には透明誘電体膜はその加工性からＳｉＯ２、ＳｉＮであることが好ましい。化合物半導体発光ユニットの表面は電流注入する導電層と絶縁する必要があるため、化合物半導体発光ユニット表面に透明絶縁膜を設ける必要があり、その加工性からＳｉＯ２、ＳｉＮであることが好ましい。並設配置した複数個の化合物半導体発光ユニットへ電流注入するために、電極パッドと各化合物半導体発光ユニット上の表面電極を電気的に接続する導電膜が必要である。導電膜としては、光吸収を低減するために透明導電膜が好ましく、ＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）、ＳｎＯ２（酸化錫）、Ｉｎ２Ｏ３（酸化インジウム）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、ＡＺＯ（アルミニウムドープ酸化錫）、ＧＺＯ（ガリウムドープ酸化亜鉛）、ＴｉＯ２（酸化チタン）のいずれか若しくはこれらを複数層形成した構造であり、十分な導通のためには少なくとも１×１０−３ｃｍ以下の抵抗率を有し、更にその膜厚は５０ｎｍ以上であることが好ましい。光取り出し面側の電極パッドは発光した光を吸収するため、電極パッド下には発光領域として機能する活性層が存在しない構造、または活性層が存在する場合にはその下に界面電極２４２を設けないことによって、電極パッドの下方に電流が流れない換言すれば発光が生じない構造にすることが好ましい。図２では電極パッドの下方に活性層及び界面電極の双方が存在しない構造になっているが、一方が存在しなければ十分である。化合物半導体発光ユニットは光取り出しの観点からその側面を傾斜面にすることが好ましい。更に、側面がオーバーハング（逆メサ方向に傾斜）していると、化合物半導体発光ユニット側面に形成する透明絶縁膜がカバーしにくくなるため、順メサ方向に傾斜していることが好ましい。
【実施例１】
【００１３】
図１及び図２は本発明半導体発光素子の一実施例を示す概略平面図及び概略断面図で、図において、Ｓは裏面側に裏面電極Ｅ１を有する導電性シリコン（Ｓｉ）からなる支持基板、Ｕは支持基板Ｓの表面上に反射金属膜２６及び金属密着層２７を介して複数個並設された化合物半導体発光ユニットで、この化合物半導体発光ユニットＵは図３に示すように、互いに反対側に位置し平行をなす第一の主表面１１及び第二の主表面１２間に、第一の主表面１１に隣接するｎ型（Ｓｉドープ）（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐクラッド層２３１、第二の主表面１２に隣接するｐ型（Ｍｇドープ）（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐクラッド層２３３及びｎ型（Ｓｉドープ）（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐクラッド層２３１とｐ型（Ｍｇドープ）（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐクラッド層２３３に隣接するアンドープ（Ａｌ０．１Ｇａ０．７）０．５Ｉｎ０．５Ｐ活性層（発光領域）２３２を有し、第一の主表面１１と第二の主表面１２が、ｎ型（Ｓｉドープ）（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐクラッド層２３１、アンドープ（Ａｌ０．１Ｇａ０．７）０．５Ｉｎ０．５Ｐ活性層２３２及びｐ型（Ｍｇドープ）（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐクラッド層２３３が露出し、第一の主表面１１となす角度が第二の主表面１２となす角度より大きくなるように傾斜した側面１３で連結され、第一の主表面１１の一部においてｎ型（Ｓｉドープ）（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐクラッド層２３１にオーミック接合する表面電極２８１、第二の主表面１２の一部においてｐ型（Ｍｇドープ）（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐクラッド層２３３にオーミック接合すると共に反射金属膜２６に電気的に導通する表面電極２４２、第一の主表面１１の残部上及び側面１３上に形成された透明絶縁膜２５２、透明絶縁膜２５２上に形成され表面電極２８１及び電極パッドＥ２に電気的に導通する透明導電膜２８２、第二の主表面１２の残部上に形成された透明絶縁膜２５１を備えている。界面電極２４２は透明絶縁膜２５１に形成された貫通孔を充填するように形成され、第二の主表面１２の一部に接合している。電極パッドＥ２はＳｉＯ２膜２５１の貫通孔の密度が疎になっている領域上に形成された透明導電膜２８２上に載置されている。第一の主表面１１と第二の主表面１２は略円形状で、第一の主表面１１より第二の主表面１２が大きく形成され、これによって化合物半導体発光ユニットＵは図１の平面図及び図２の断面図から判るように円錐台形状を有し、電極パッドＥ２を中心にして多数個並設されている。
【００１４】
図１及び図２に示す半導体発光素子は、１円錐台形状の化合物半導体発光ユニットを多数固並設した構造になっているため、発光点から放射状に発光する光に対して側面部分における臨界角以下の割合を大きくなり、外部に光を取り出せる確立が高くなる、２支持基板側に反射金属膜が存在するため、活性層から支持基板側に向かった光が光取り出し面側に反射され、光が取り出せる確立が高くなる、から光取り出し効率の高い半導体発光素子を実現できる。
【実施例２】
【００１５】
図４〜図１４は図１及び図２に示す本発明半導体発光素子の製造方法を説明する工程図
である。図４は発光波長６３０ｎｍ付近の赤色ＬＥＤ用エピタキシャルウエハである。このウエハは大面積を有するものであるが、１個の半導体発光素子に対応する大きさで示してある。赤色ＬＥＤ用エピタキシャルウエハは次の方法で製造される。ｎ型ＧａＡｓ（単結晶）基板２１１上にＭＯＶＰＥ法でアンドープ（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐエッチングストップ層２１２、ｎ型（Ｓｉドープ）ＧａＡｓコンタクト層２２、ｎ型（Ｓｉドープ）（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐクラッド層２３１、アンドープ（Ａｌ０．１Ｇａ０．７）０．５Ｉｎ０．５Ｐ活性層２３２、ｐ型（Ｍｇドープ）（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐクラッド層２３３、ｐ型（Ｍｇドープ）ＧａＰコンタクト層２４１を順次成長させた。ＭＯＶＰＥ法における成長温度は６５０℃とし、成長雰囲気の圧力は５０Ｔｏｒｒ、各層の成長速度は０．３〜１．０ｎｍ／ｓｅｃ、Ｖ／ＩＩＩ比は約２００前後とした。因みにここでいうＶ／ＩＩＩ比とは分母をＴＭＧａ（トリメチルガリウム）やＴＭＡｌ（トリメチルアルミニウム）などのＩＩＩ族原料のモル数とし、分子をＡｓＨ３（アルシン）、ＰＨ３（ホスフィン）などのＶ族原料のモル数とした場合の比率（商）を指す。ＭＯＶＰＥ法において用いる原料としては、例えばＴＭＧａ、ＴＥＧａ（トリエチルガリウム）、ＴＭＡｌ、ＴＭＩｎ（トリメチルインジウム）等も有機金属や、ＡｓＨ３、ＰＨ３などの水素化物ガスを用いた。ｎ型半導体層の添加物原料としてはＳｉ２Ｈ４（ジシラン）を使用した。ｐ型半導体層の導電型決定不純物の添加物原料としては、Ｃｐ２Ｍｇ（ビスシクロペンタジエニルマグネシウム）を用いた。その他にも、ｎ型層の導電型決定不純物の添加物原料としては、Ｈ２Ｓｅ（セレン化水素）、ＳｉＨ４、ＤＥＴｅ（ジエチルテルル）を用いることが出来る。また、ｐ型層のｐ型添加物原料として、ＤＭＺｎ（ジメチルジンク）、ＤＥＺｎ（ジエチルジンク）を用いることも出来る。
【００１６】
図５は界面電極を形成する工程を示している。図４に示すＬＥＤ用エピタキシャルウエハをＭＯＶＰＥ装置から搬出した後、プラズマＣＶＤ装置に搬入してｐ型ＧａＰコンタクト層２４１表面にＳｉＯ２膜２５１を成膜し、レジストやマスクアライナなどの一般的なフォトリソグラフィー技術を駆使し、フッ酸系エッチング液でＳｉＯ２膜２５１に貫通孔を形成し、その貫通孔に真空蒸着法によって単一からなるオーミック接合部となる界面電極２４２を形成する。オーミック接合部を形成する材料としてはＡｕＺｎ合金を用いた。また、界面電極２４２は後で形成する表面電極２８１の直下以外の領域に位置するように配置されている。この図では、中央部においてＳｉＯ２膜２５１に形成した貫通孔の密度が疎になっている領域が設けられており、この領域に後の工程でパッド電極Ｅ２が形成される。
【００１７】
図６はＬＥＤ用エピタキシャルウエハにＳｉ支持基板を貼り合わせる工程を示している。図５で得られた界面電極付きＬＥＤ用エピタキシャルウエハ上に反射金属膜２６としてＡｌ、Ｔｉ、Ａｕをそれぞれ順に蒸着した積層金属層を形成する。反射金属膜２６のＡｌが反射膜、Ｔｉが拡散防止バリア層、Ａｕが接合層としてそれぞれ機能する。支持基板Ｓとして準備した導電性Ｓｉからなる支持基板の表面上にＴｉ、Ｐｔ，Ａｕを順に蒸着して金属密着層２７を形成する。金属密着層２７のＴｉがオーミックコンタクト層、Ｐｔが拡散防止バリア層、Ａｕが接合層としてそれぞれ機能する。次に、界面電極付きＬＥＤ用エピタキシャルウエハと支持基板Ｓを反射金属膜２６と金属密着層２７を接触させた状態で、圧力０．０１Ｔｏｒｒ雰囲気で３０ｋｇ／ｃｍ２の荷重を負荷した状態で、温度３５０℃で３０分間保持することによって貼り合わせている。
【００１８】
図７はＬＥＤ用エピタキシャルウエハからＧａＡｓ基板２１１を除去する工程を示している。まず、支持基板Ｓを貼り合わせたＬＥＤ用エピタキシャルウエハをアンモニア水と過酸化水素水の混合液に浸漬して、ＧａＡｓ基板２１１をエッチング除去し、（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐエッチングストップ層２１２を露出する。次に、塩酸でエッチングストップ層２１２を除去し、ｎ型（Ｓｉドープ）ＧａＡｓコンタクト層２２を露出する。
【００１９】
図８はｎ型（Ｓｉドープ）ＧａＡｓコンタクト層２２表面に表面電極２８１を形成する工程を示している。図７の工程で露出されたｎ型（Ｓｉドープ）ＧａＡｓコンタクト層２２表面にレジストやマスクアライナなどの一般的なフォトリソグラフィー技術を駆使し、真空蒸着法によって幅１０μｍの線状で櫛歯状に配置された表面電極２８１を形成する。この表面電極２８１はＡｕＧａ合金層、Ｔｉ層、Ａｕ層を順に蒸着して形成される。
【００２０】
図９はｎ型（Ｓｉドープ）ＧａＡｓコンタクト層２２を選択エッチングしてｎ型（Ｓｉドープ）（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐクラッド層２３１を露出する工程を示している。表面電極２８１を形成後、硫酸と過酸化水素水と水の混合液からなるエッチング液を用いて、表面電極２８１をマスクにしてｎ型（Ｓｉドープ）ＧａＡｓコンタクト層２２を選択エッチングして、ｎ型（Ｓｉドープ）（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐクラッド層２３１を露出する。
【００２１】
図１０は化合物半導体発光ユニットＵを形成する工程を示している。表面電極２８１、ｎ型（Ｓｉドープ）ＧａＡｓコンタクト層２２の表面及びｎ型（Ｓｉドープ）ＧａＡｓコンタクト層２２近傍のｎ型（Ｓｉドープ）（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐクラッド層２３１の露出面をマスクして、塩酸系のウエットエッチング液でのフォトリソグラフィー技術を用いてｎ型（Ｓｉドープ）（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐクラッド層２３１からＧａＰコンタクト層２２までをエッチングする。このエッチングにより、支持基板Ｓ上に複数個の微小形状の円錐台形状の化合物半導体積層体即ち化合物半導体発光ユニットＵが並設された構造が実現できる。エッチングとしては側面１３を第一の主表面から第二の主表面までを同じ傾斜面にできる異方性エッチングが好ましい。
【００２２】
図１１は化合物半導体発光ユニットＵに透明絶縁膜を形成する工程を示している。プラズマＣＶＤ装置で化合物半導体発光ユニットＵ表面に透明絶縁膜としてのＳｉＯ２膜２５２を成膜し、レジストやマスクアライナなどの一般的なフォトリソグラフィー技術を駆使してＳｉＯ２膜２５２を選択的にエッチングして表面電極２８１を露出する。
【００２３】
図１２は化合物半導体発光ユニットＵの透明絶縁膜上に透明導電膜を形成する工程を示している。スパッタリング装置により透明導電膜２８２としてのＩＴＯ膜を成膜し、レジストやマスクアライナなどの一般的なフォトリソグラフィー技術を駆使してＩＴＯ膜を選択的にエッチングして表面電極２８１を露出する。ＩＴＯ原料ターゲットとしてはＳｎ濃度が重量％濃度において５％のものを使用した。装置はＲＦマグネトロンスパッタ装置であり、ＲＦの投入電力は５０Ｗ、酸素ガス導入なし、チャンバー内圧力０．０５Ｐａ、成膜時間３０分で成膜した。この時得られたＩＴＯ膜の厚さを同時バッチに投入したダミー基板サンプルを分光エリプソメトリにて評価した結果、ＩＴＯ膜の膜厚は５００ｎｍ、屈折率１．９８であった。
【００２４】
図１３は支持基板Ｓ表面に裏面電極Ｅ１を形成する工程を示している。支持基板Ｓの裏面側即ち化合物半導体発光ユニットＵを形成した側とは反対側の表面に真空蒸着法によって主電極として機能する裏面電極Ｅ１を形成する。この裏面電極Ｅ１はＴｉ、Ａｕをそれぞれ順に蒸着し、窒素ガス雰囲気中にて４００℃に加熱して、５分間維持することで合金処理をしている。
【００２５】
図１４は電極パッドを形成する工程を示している。ＳｉＯ２膜２５１の開口部の密度が疎になっている領域の透明導電膜２８２上に、フォトリソグラフィー技術及び真空蒸着法によってＴｉ、Ａｕからなる電極パッドＥ２を形成する。これによって、図１及び図２に示す半導体発光素子を得ることが出来る。
【００２６】
以上の工程を経て本発明半導体発光素子が得られるが、製造工数の低減、製造コスト低減を考慮すると、大面積のウエハ上に多数の半導体発光素子を同時に形成し、それを所定のチップサイズに分割する製造方法を採るのが一般的であり、この実施例においてもそのような製造方法が採用されるのが望ましい。
【００２７】
本発明を代表的な実施例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、次のような変形が可能である。
１  本実施例では支持基板としてＳｉ基板を用いているが、ＬＥＤ素子プロセスに耐え得１支持基板であれば用いることが可能である。具体的には、Ｇｅ基板、ＧａＡｓ基板、ＧａＰ基板、その他のメタル基板が使用できる。
２  本実施例では活性層をバルク層としているが、多重量子井戸等でもその効果は同等である。
３  本発明はＬＥＤの発光波長に依存せずにその効果が得られるので、発光波長に関係なく適用できる。
４  本実施例においては、光取り出し面側をｎ型ドーピング層としているが、ｐ型ドーピング層構造としても同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００２８】
Ｓ  支持基板
Ｕ  化合物半導体発光ユニット
Ｅ１  裏面電極
Ｅ２  電極パッド
２１１  ＧａＡｓ基板
２１２  アンドープ（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐエッチングストップ層
２３１  ｎ型（Ｓｉドープ）（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐクラッド層  
２３２  アンドープ（Ａｌ０．１Ｇａ０．７）０．５Ｉｎ０．５Ｐ活性層
２３３  ｐ型（Ｍｇドープ）（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐクラッド層
２４１  ｐ型（Ｍｇドープ）ＧａＰコンタクト層
２４２  界面電極
２５１  ＳｉＯ２膜
２５２  透明絶縁膜（ＳｉＯ２膜）
２６  反射金属膜
２７  金属密着層
２８１  表面電極
２８２  透明導電膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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