(57)【要約】【課題】結晶性が改善された発光層を有し量産化が容易な発光素子及び発光素子の製造方法を提供する。【解決手段】III−Ｖ族化合物半導体からなる第１の基板上に、前記第１の基板に隣接したエッチング容易層と、窒化物系半導体からなる発光層と、を含む積層体を結晶成長する工程と、前記積層体の上に透明電極と第１の金属層とをこの順に形成する工程と、第２の基板の上に設けられた第２の金属層の表面と前記第１の金属層の表面とを貼り合わせた状態で加熱して接合する工程と、溶液エッチング法を用いて前記エッチング容易層を除去するか、または機械的研磨法を用いて前記第１の基板及び前記エッチング容易層を除去することにより、前記発光層が設けられた前記第２の基板と前記第１の基板とを分離する工程と、を備えた発光素子の製造方法が提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
III−Ｖ族化合物半導体からなる第１の基板上に、前記第１の基板に隣接したエッチン
グ容易層と、窒化物系半導体からなる発光層と、を含む積層体を結晶成長する工程と、
前記積層体の上に透明電極と第１の金属層とをこの順に形成する工程と、
第２の基板の上に設けられた第２の金属層の表面と前記第１の金属層の表面とを貼り合わせた状態で加熱して接合する工程と、
溶液エッチング法を用いて前記エッチング容易層を除去するか、または機械的研磨法を
用いて前記第１の基板及び前記エッチング容易層を除去することにより、前記発光層が設
けられた前記第２の基板と前記第１の基板とを分離する工程と、
を備えた発光素子の製造方法。
【請求項２】
前記透明電極は、ＺｎＯおよびＩＴＯの少なくともいずれかを有する請求項１に記載の発光素子の製造方法。
【請求項３】
前記第１の金属層は、ＡｕＧｅおよびＡｕの少なくともいずれかを有し、
前記第２の金属層は、ＡｕおよびＡｕＧｅの少なくともいずれかを有する請求項１または２に記載の発光素子の製造方法。
【請求項４】
前記第１の金属層は、前記透明電極の側にＡｕを有する請求項３記載の発光素子の製造方法。
【請求項５】
前記第２の基板は、Ｓｉからなり、
前記第１の基板はＧａＰからなり前記エッチング容易層はＡｌＧａＰからなる請求項１〜４のいずれかに１つに記載の発光素子の製造方法・
【請求項６】
前記第２の基板は、Ｓｉからなり、
前記第１の基板はＧａＡｓからなり前記エッチング容易層はＡｌＧａＡｓからなる請求項１〜４のいずれか１つに記載の発光素子の製造方法。
【請求項７】
前記第２の基板は、ＺｎＯからなり、
前記第１の基板はＧａＰからなり前記エッチング容易層はＡｌＧａＰからなる請求項１〜４のいずれか１つに記載の発光素子の製造方法。
【請求項８】
前記第２の基板は、ＺｎＯからなり、
前記第１の基板はＧａＡｓからなり前記エッチング容易層はＡｌＧａＡｓからなる請求項１〜４のいずれか１つに記載の発光素子の製造方法。
【請求項９】
前記第２の基板は、ｎ型ＺｎＯからなる請求項７または８に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１０】
前記エッチング容易層が除去された側の前記積層体の一方の面と、第３の基板と、を接
合する工程と、
前記第３の基板に接合された前記積層体の他方の面を、前記第２の基板から分離し導電性を有する第４の基板と接合する工程と、
前記第４の基板と接合された前記積層体の前記一方の面を、前記第３の基板から分離す
る工程と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の発光素子の製造方法。
【請求項１１】
前記第２および第３の基板は、それぞれサファイヤからなる請求項１０記載の発光素子の製造方法。
【請求項１２】
前記第１の金属層の前記表面と前記第２の金属の前記表面とを接合する工程と、前記積層体の前記一方の面と前記第３の基板とを接合する工程と、において接着シートがそれぞれ用いられる請求項１０または１１に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１３】
発光層を含みIII−Ｖ族化合物半導体からなる積層体と、
前記積層体の上に設けられた導電性の透明電極と、
前記透明電極の上に設けられたＡｕＧｅおよび前記透明電極の上にＡｕ、ＡｕＧｅの順序に設けられた積層のうちいずれか含む第１の金属層と、
半導体基板と、
前記半導体基板上に設けられ、Ａｕを有する第２の金属層と、
を備え、
前記第１の金属層と、前記第２の金属層と、が接合されてなり、
前記発光層からの放射光が前記透明電極を通過し、前記第１の金属層により反射され外
部に取り出される発光素子。  
【請求項１４】
前記透明電極は、ＺｎＯおよびＩＴＯの少なくともいずれかを有する請求項１３に記載の発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子及び発光素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化物系発光素子の特性改善により半導体発光素子を用いた照明器具が可能になった。照明用途をさらに広げるために、発光素子の光出力及び発光効率の改善が要求されている。また、照明用途では高い量産性が要求される。
【０００３】
窒化物系発光素子の結晶成長を行う基板としては、絶縁材料であるサファイヤなどが用いられることが多い。しかしながら、絶縁基板を用いると基板の縦方向を電流経路とすることが困難であり、基板に対して平行な面に沿った高い直列抵抗を介した電流経路となる。このために、発光効率が低下する。他方、導電性を有する窒化物系半導体基板を用いると、低抵抗とすることが可能であるが基板の大型化が困難であり量産性が不十分である。
【０００４】
発光効率が高いIII−V族化合物半導体素子及びその製造方法に関する技術開示例がある（特許文献１）。この技術開示例では、III−V族化合物半導体積層体が形成された下地基板と、金属層をふくむ積層体が形成された半導体基板と、を接合した後に下地基板を除去する発光素子の製造方法が提供されている。
しかしながら、この技術開示例を用いても照明用途の要求を満たす特性及び量産性を有する発光素子及び製造方法として十分ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１３５０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
結晶性が改善された発光層を有し量産化が容易な発光素子及び発光素子の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、III−Ｖ族化合物半導体からなる第１の基板上に、前記第１の基板に隣接したエッチング容易層と、窒化物系半導体からなる発光層と、を含む積層体を結晶成長する工程と、前記積層体の上に透明電極と第１の金属層とをこの順に形成する工程と、第２の基板の上に設けられた第２の金属層の表面と前記第１の金属層の表面とを貼り合わせた状態で加熱して接合する工程と、溶液エッチング法を用いて前記エッチング容易層を除去するか、または機械的研磨法を用いて前記第１の基板及び前記エッチング容易層を除去することにより、前記発光層が設けられた前記第２の基板と前記第１の基板とを分離する工程と、を備えた発光素子の製造方法が提供される。
【０００８】
また、本発明の他の一態様によれば、発光層を含みIII−Ｖ族化合物半導体からなる積層体と、前記積層体の上に設けられた導電性の透明電極と、前記透明電極の上に設けられＡｕＧｅおよび前記透明電極の上にＡｕ、ＡｕＧｅの順序で設けられた積層のうちのいずれかを含む第１の金属層と、半導体基板と、前記半導体基板上に設けられ、Ａｕを有する第２の金属層と、を備え、前記第１の金属層と、前記第２の金属層と、が接合されてなり、前記発光層からの放射光が前記透明電極を通過し、前記第１の金属層により反射され外部に取り出される発光素子が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
結晶性が改善された発光層を有し量産化が容易な発光素子、及び発光素子の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明にかかる発光素子の製造方法のフローチャート
【図２】第１の実施形態にかかる発光素子製造方法の工程断面図
【図３】第１の実施形態を用いた発光素子の模式断面図
【図４】第２の実施形態にかかる発光素子製造方法を表す工程断面図
【図５】第２の実施形態を用いた発光素子の模式断面図
【図６】第３の実施形態にかかる発光素子製造方法の工程断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。  
図１は、本発明にかかる発光素子の製造方法のフローチャートである。ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓなどからなる第１の基板の上に、エッチング容易層と、窒化物系半導体からなる発光層と、を含む積層体を結晶成長する（Ｓ１００）。積層体は、発光層とは屈折率が異なる層により発光層を挟み、基板垂直方向への光の広がりを制御する構造であり、そのような積層構造が結晶成長される。
【００１２】
積層体の表面と第２の基板とを対向させて貼り合わせ、第１の基板と第２の基板とを接合する（Ｓ１０２）。接合工程としては熱処理や接着シートを用いる方法などがある。また、第２の基板としては、Ｓｉ、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、サファイヤなどの材料、またはその上に金属層を設けたものとすることができる。
【００１３】
続いて、化学的エッチング法や機械的研磨法を用いてエッチング容易層を除去し第１の基板と第２の基板とを分離する（Ｓ１０４）。積層体に一方の電極を、第２の基板の裏面には他方の電極を形成する（Ｓ１０６）。
【００１４】
続いて、ダイシング及びチップ分離を行い（Ｓ１０８）、パッケージにチップをマウントし、ワイヤボンディングにより電気的に接続し、樹脂などを用いて封止を行い工程を終了する（Ｓ１１０）。
【００１５】
このように本実施形態にかかる発光素子製造方法では、熱膨張係数がＧａＮに近いＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓのような基板の上に窒化物系半導体を結晶成長する。熱膨張係数は、ＧａＰにおいて５．９×１０−６／Ｋ、ＧａＡｓにおいて６．０×１０−６／Ｋであり、ＧａＮの５．６×１０−６／Ｋと近く、良好な窒化物系半導体の結晶成長が可能である。すなわち、結晶成長の後に結晶成長層にクラックが生じることを抑制でき、またウェーハの反りを低減できる。これに対して熱膨張係数がＳｉにおいて２．５×１０−６／Ｋ、６Ｈ−ＳｉＣにおいて４．２×１０−６／Ｋ、ＺｎＯにおいて４．８×１０−６／Ｋであり、ＧａＮと離れており、これら基板では良好な結晶性を保つことが困難である。
【００１６】
また、ＧａＮとＧａＰとは共にIII−V族化合物化合物半導体であり、面方位に依存した結晶極性を有する。このためにＧａＮ系半導体の結晶成長においては、Ｎ面またはＧａ面のような結晶極性を成長方向に向かって制御することが重要である。サファイヤのように結晶極性のない半導体を基板に用いると結晶成長膜の結晶極性を制御することが困難となり、結晶欠陥密度が高くなる。これに対してＧａＰ用いると面方位を適切に選択することにより、結晶極性の制御が容易となり欠陥密度を低減し、より良好な結晶性を有する発光層を形成できるのでより好ましい。
【００１７】
さらに、サファイヤ基板の上に結晶成長された積層体をサファイヤ基板から分離するには、ＧａＮなどのバッファ層にレーザ光を照射して溶融させるなどの複雑な工程が必要となる。これに対してＧａＰ基板、ＧａＡｓ基板、ＧａＡｌＡｓ基板などIII-V族化合物半導体を用いると溶液エッチングなど化学的エッチング法により除去容易な結晶成長層を挟み、分離工程が簡素にできる。また、この除去容易な結晶成長層は、窒化物系半導体よりも柔らかいために機械的研磨法により発光層が設けられた第２の基板から第１の基板を分離することも容易である。
【００１８】
他方、窒化物系半導体からなる基板は融点が極めて高く、窒素の平衡蒸気圧も極めて高いため、融液からのバルク結晶成長が困難であり、大口径化が困難である。
【００１９】
これに対して、本実施形態の発光素子製造方法によれば、ＧａＰやＡｌＧａＡｓからなる大口径基板の上に結晶性のよい発光層を形成し、他の導電性基板上と接合し、結晶成長に用いた基板を分離する。すなわち量産性に富んでいる。
【００２０】
図２は、第１の実施形態にかかる発光素子製造方法の工程断面図である。図２（ａ）の模式断面図において、ＧａＰ基板（第１の基板）２０の上に、ＡｌｘＧａ１−ｘＰ（０＜ｘ＜１）からなるエッチング容易層２２（厚さ：０．５〜数μｍ）、ＧａＰバッファ層２４、ＧａＮ低温成長バッファ層２６、ｎ型ＧａＮバッファ層２８、ｎ型ＩｎＧａＡｌＮクラッド層３０（厚さ：０．５〜１．０μｍ）、ＩｎＧａＡｌＮ系ＭＱＷ（Multi  Quantum  Well)層からなる発光層３２（厚さ：０．０５〜０．２μｍ）、ｐ型ＩｎＧａＡｌＮクラッド層３４（厚さ：０．５〜１．０μｍ）、ｐ型ＧａＮ層３６（厚さ：０．１〜０．４μｍ）、並びにｐ＋型ＧａＮからなるコンタクト層３８がこの順序に結晶成長された積層体３９を形成している。
【００２１】
結晶成長法としては、ＭＯＣＶＤ（Metal-Organic  Chemical  Vapor  Deposition：有機金属気相成長)法、ＭＢＥ（Molecular  Beam  Epitaxy)法、気相成長法、並びに液相成長法などを用いることができる。
【００２２】
なお、ＧａＰ基板２０の上にＡｌＧａＰエッチング容易層２２、ＧａＰバッファ層２４を液相成長法などを用いて形成すると、窒化物系半導体を結晶成長するＭＯＣＶＤ装置において、ＧａＰ系のガス制御系が不要となる。またＭＯＣＶＤ法においてＧａＰ成長温度は１０００℃よりも低く、窒化物系半導体成長成長温度は１０００℃よりも高い。このため、ＡｌＧａＰエッチング容易層２２及びＧａＰバッファ層２４を液相成長法により形成しておくと、ＭＯＣＶＤ結晶成長温度を窒化物系半導体に合わせることができ、生産性を高めることができる。もちろん、積層体３９を、ＭＯＣＶＤ法またはＭＢＥ法で形成してもよい。
【００２３】
また、図２（ｂ）のように、コンタクト層３８の上には、ｎ型ＺｎＯまたはＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide)などからなる透明電極４０及びＡｕＧｅ金属層（第１の金属層）４２をさらに形成する。なお、透明電極４０に隣接してＡｕ金属層を設け、その上にＡｕＧｅ金属層を積層した第１の金属層４２としても良い。
【００２４】
他方、図２（ｃ）のように、第１の基板２０と略同一サイズのｎ型Ｓｉからなる第２の基板５０にはＡｕ金属層（第２の金属層）５２が設けられ、第２の積層体５３を構成している。Ａｕ金属層５２とＡｕＧｅ金属層４２とを対向させて貼り合わせ接合を行う。接合の熱処理条件は、例えば５００℃、約１時間とする。さらに圧力を加えるとより確実に接合ができる。ＡｕＧｅ共晶半田の融点は３６０℃近傍であり、上記熱処理条件で適正時間保持することにより良好な接合を得ることができる。また、真空雰囲気において接合するとボイドが抑制された接合とできるのでより好ましい。なお、ＡｕＧｅ金属層は第２の金属層５２の表面であってもよい。
【００２５】
続いて、図２（ｄ）のように、溶液エッチング法または機械的研磨法を用いてＧａＰ基板２０を分離する。例えば塩酸、硝酸、これらの混合溶液を用いるとＡｌＧａＰなどＡｌを含むエッチング容易層２２（厚さ：例えば０．５〜数μｍ）は、ＧａＰ基板２０、ＧａＰバッファ層２４、並びに窒化物半導体よりもエッチングレートが高いので除去が容易である。
【００２６】
他方、窒化物系半導体は硬い。すなわち、ＧａＮにおいてヤング率は、略２．９×１０１１Ｎ／ｍ２であり、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓなど窒素を含まないIII-V族化合物半導体よりも高い。このために機械的研磨法を用いて、第１の基板２０及びエッチング容易層２２を除去し、発光層３２を含む積層体が接合された第２の基板５０を分離することも容易である。
【００２７】
続いて 機械的研磨法または溶液エッチング法などを用いて、ＧａＰバッファ層２４、ＧａＮ低温成長バッファ層２６を除去する。ＧａＰバッファ層２４及びＧａＮ低温成長バッファ層２６は、Ａｌを含まないので酸化を抑制でき良好な結晶性の窒化物系積層体とできる。Ａｌを含まないことにより溶液エッチングレートはＡｌＧａＰよりもが低いが、通常、エッチング容易層２２よりも薄いので溶液エッチングまたは機械的研磨法により除去することは容易である。
【００２８】
第１の基板２０がＧａＡｓからなる場合、例えばＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ（０＜ｙ＜１）からなるエッチング容易層２２とし、例えば酸を含むエッチング溶液を用いエッチング容易層２２を除去できる。
【００２９】
図２（ｄ）において、一方の側には、積層体３９からエッチング容易層２２、ＧａＰバッファ層２４、ＧａＮ低温成長バッファ層２４が除去された積層体４４、透明電極４０、並びにＡｕＧｅ金属層４２、がこの順に積層された第１の積層体４５がある。他方の側には、第２の積層体５３があり、第１の積層体４５のＡｕＧｅ金属層４２と、第２の積層体５３のＡｕ金属層５２とが接合された状態となっている。
【００３０】
図３は、本実施形態にかかる発光素子製造方法による発光素子の模式断面図である。第１の積層体４５と第２の積層体５３とを接合し、光取り出し面に第１の電極６０、第２の基板５０の裏面に第２の電極６２を形成し、チップに分割すれば図３の発光素子となる。発光層３２からの放射光（楕円形の破線）のうち透明電極４０を通った光は、ＡｕＧｅ金属層４２により反射され外部に取り出される。
【００３１】
窒化物系半導体から放射される紫外〜緑色光は、Ｓｉに吸収されるので、少なくともＡｕＧｅ金属層などからなる第１の金属層４２を設けてＳｉからなる第２の基板５０における吸収を抑制して高い発光効率とすることが好ましい。
【００３２】
なお、本実施形態の製造方法では、ＺｎＯやＩＴＯからなる透明電極４０を設けなくともよい。しかし、積層体３９を形成する化合物半導体とＡｕまたはＡｕＧｅなどの合金は発光層３２からの放射光を吸収し反射率を低下させるので、透明電極４０により合金化を抑制し、反射率を高く保つ方が発光効率をより高くできる。
【００３３】
また、透明電極４０としてｎ型ＺｎＯを用いると、コンタクト層３８とのｐｎ接合において、低抵抗オーミックコンタクトが形成されるので、動作電流は導電性を有するｎ型Ｓｉ基板５０を縦方向に流れ電力損失を低減した発光素子とできる。
【００３４】
図４は、第２の実施形態にかかる発光素子製造方法を表す工程断面図である。また、図５は、この製造方法を用いた発光素子の模式断面図である。図４（ａ）において、ＧａＰ基板２０上に形成された積層体３９は、第１の実施形態を表す図２（ａ）と同一の構造である。積層体３９の表面を構成するコンタクト層３８と、ＧａＰ基板２０と略同一サイズのｎ型ＺｎＯ層からなる第２の基板５１の表面と、を向かい合わせに直接貼り合わせ加熱し接合する。熱処理条件としては、例えば６００〜８００℃で約１時間とする。また、圧力を加えるとより確実に接合できる。この場合、積層体３９の表面、及び第２の基板５１の表面に接合用の金属層を設ける必要はない。
【００３５】
この熱処理工程において、コンタクト層３８を構成するＧａがｎ型ＺｎＯ層へ拡散され、ｎ型ＺｎＯ層を構成するＺｎがコンタクト層３８へ拡散される。このために、ｎ型ＺｎＯ層のドナー濃度を５×１０１８ｃｍ−３以上とするとｐｎ接合の空乏層幅が狭くなりトンネル電流が大きくなるので好ましく、５×１０１９ｃｍ−３とするとより好ましい。同様に、コンタクト層３８のアクセプタ濃度を５×１０１８ｃｍ−３以上とすることが好ましく、５×１０１９ｃｍ−３とするとより好ましい。このようにして、この界面はオーミックコンタクトとして動作する。
【００３６】
図４（ｂ）はＧａＰ基板２０を分離する工程を表す。この工程は第１の実施形態を表す図２（ｄ）と同様にして、エッチング容易層２２、ＧａＰバッファ層２４、ＧａＮ低温成長バッファ層２６をこの順序で除去する。ｎ型ＺｎＯ基板５１の上には表面がｎ型ＧａＮバッファ層２８となる積層体４４が残った状態となる。
【００３７】
ｎ型ＧａＮバッファ層２８には第１の電極６０、ｎ型ＺｎＯからなる第２の基板５１の裏面には第２の電極６２がそれぞれ形成され、図５に表す発光素子が完成する。ＺｎＯのバンドギャップ波長は約３６８ｎｍであるので発光層３２からの放射光を吸収せず透過する。第２の基板５１において、窒化物系半導体からなる発光層３２からの放射光（楕円形の破線）のうち下方に向かう光が透過し、第２の電極６２により損失が低減されつつ反射され上方へ向かって透過する。このために高い発光効率を有する発光素子が得られる。なお、ＧａＰのバンドギャップ波長は約５５０ｎｍであるので、発光層３２からの紫外〜緑色の波長範囲の放射光を吸収する。
【００３８】
図６は、第３の実施形態にかかる発光素子製造方法の工程断面図である。図６（ａ）に表すＧａＰ基板２０上の積層体３９は、図２（ａ）と同様である。例えばＧａＰ基板２０よりもサイズの大きいサファイヤからなる第２の基板５４の表面には樹脂などからなる接着シート８２が貼り付けられている。積層体３９の表面を構成するコンタクト層３８の表面と、接着シート８２の表面と、を向かい合わせに貼り合わせる。
【００３９】
図６（ｂ）はＧａＰ基板２０を分離する工程を表す。図２（ｄ）と同様にして、エッチング容易層２２、ＧａＰバッファ層２４、ＧａＮ低温成長バッファ層２６をこの順序で除去する。第２の基板５４の上には一方の面４４ａがｎ型ＧａＮバッファ層２８である積層体４４が残った状態となる。
【００４０】
図６（ｃ）はＧａＰ基板２０を分離した側に、積層体４４よりもサイズの大きいサファイヤからなる第３の基板５５を接着する工程を表す。すなわち、第３の基板５５の接着シート８３の表面と、積層体４４の一方の面４４ａと、を向かい合わせに貼り合わせる。
【００４１】
こののち、図６（ｄ）のように積層体４４の他方の面４４ｂと、接着シート８２が接着された第２の基板５４と、を分離する。
【００４２】
図６（ｅ）では、積層体４４の他方の面４４ｂと、積層体４４と略同一サイズのｎ型ＺｎＯからなる第４の基板５６と、を向かい合わせ貼り合わせ熱処理を行う。さらに図６（ｆ）のように、第４の基板５６に接合された積層体４４の一方の面４４ａと、接着シートが接着された第３の基板５５と、を分離する。
【００４３】
なお、窒化物系半導体を１０００℃以上で結晶成長する場合、腐食性の高いアンモニアガスを用いる。ＺｎＯ基板はサファイヤと比較して堅牢とは言えず、成長条件によっては劣化することがある。本実施形態では、結晶成長用基板としてＺｎＯを用いず、ＧａＰ基板２０を用いており基板の劣化を抑制することが容易である。
【００４４】
また、第２の基板５３としてサファイヤ基板を用いることにより、ＧａＰ基板２０の分離工程をより確実に行うことができる。すなわち、ＡｌＧａＰのようなエッチング容易層２２を溶液エッチングする場合、酸溶液によってはｎ型ＺｎＯがエッチングされることがある。これに対してサファイヤを用いると溶液による基板エッチングを抑制できる。また、ＧａＰバッファ層２４やＧａＮ低温成長バッファ層２６などを機械的研磨する場合、サファイヤは堅牢である。サファイヤ基板５３、５４と積層体４４とは接着シート８２、８３で接合されているので除去は容易である。
【００４５】
図６（ｄ）において、第２の基板５４を分離する場合、もし積層体４４の厚さが十分であれば第３の基板５５が不要であるが、通常積層体４４は薄く機械的強度が不十分であるので第３の基板５５を補強基板として用いている。最終的に図６（ｆ）を得るために、例えばサファイヤからなる第２の基板５４及び第３の基板５５を用いており工程が増えるものの、より確実に発光素子が形成できる。なお、第２及び第３の基板５４、５５は再使用できるので材料効率が改善できる。
【００４６】
接着シート８２、８３とサファイヤ基板５４、５５とは、接着剤または加熱により容易に接合でき、接合工程が簡素である。第３の実施形態にかかる発光素子製造方法により形成できる発光素子は、図５に表す模式断面図と略同一となる。
【００４７】
次に、本実施形態にかかる発光素子製造方法を用いた発光素子の特性について説明する。
サファイヤ基板上に成長された積層体では、例えば数μｍと薄い発光層内を基板に沿って電流が流れる。薄い発光層のシート抵抗値は高くなり、１００ｍＡ以上の動作電流では発熱が大きくなり発光効率が低下する。また、電流が大きいほど電流が発光層内で不均一となりやすく、サファイヤの低い熱伝導率とともに、発光効率の低下を一層助長する。
【００４８】
これに対して 第１〜第３の実施形態にかかる発光素子製造方法により得られた発光素子は基板の縦方向に電流を流すので直列抵抗を低減し電力損失を低減できる。このため１００ｍＡ以上の動作電流、高い光出力、並びに高い発光効率が可能である。また、第１の電極６０及び第２の電極６２を上下に配置し、電流を縦方向に流すことができるのでチップの小型化が容易となり、価格の低減が可能となる。
【００４９】
図３のように積層体４４、透明電極４０、金属層４２、第２の基板５０の順に積層すると、積層体４４とＡｕＧｅ金属層（第１の金属層）４０との合金化を抑制し、第１の金属層４０における反射率を高めることができ、発光効率が改善できる。図３において第２の基板５０はＳｉに限定されず、化合物半導体であってもよい。
【００５０】
さらに、図５のように積層体４４をｎ型ＺｎＯからなる第２の基板５１に接合すると第２の電極６２と積層体４４との合金化を抑制でき、第２の電極６２による反射率を高く保ち、発光効率を改善することができる。
【００５１】
発光効率が改善され小型化された発光素子を多数配列すると、高い光強度を有する照明装置の実現が容易になる。例えば、蛍光体に代わる白色光源や演色性に富む電球色光源、高輝度ランプ、大型フルカラー表示装置などが可能となる。
【００５２】
なお、本明細書において、「窒化物系半導体」とは、ＢｘＩｎｙＧａｚＡｌ１−ｘ−ｙ−ｚＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１）なる組成式で表される半導体を表し、これに導電型を制御するために不純物を添加したものも含む。
【００５３】
以上、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかしながら本発明はこれら実施形態に限定されない。本発明を構成する第１の基板、第２の基板、第３の基板、第４の基板、半導体からなる積層体、第１の積層体、第２の積層体、接着シート、金属層、透明電極の材質、サイズ、形状、配置、工程条件などに関して当業者が設計変更を行ったものであっても、本発明の主旨を逸脱しない限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００５４】
２０  ＧａＰ基板（第１の基板）、２２  エッチング容易層、３２  発光層、３９  積層体、４０  透明電極、４２  第１の金属層、４５  第１の積層体、５０、５１、５４  第２の基板、５２  第２の金属層、５３  第２の積層体、５５  第３の基板、５６  第４の基板
【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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