(57)【要約】【課題】高輝度の発光素子を提供する。【解決手段】本発明に係る発光素子１は、支持基板２０と、支持基板２０の側から第１導電型の第１導電型層と、光を発する活性層１５と、第１導電型とは異なる第２導電型の第２導電型層とを有する発光部１０と、支持基板２０と発光部１０との間に設けられ、光を発光部１０の側に反射する反射部４０と、反射部４０と発光部１０との間に設けられ、光を透過し、電気絶縁性を有する絶縁層５０と、絶縁層５０と発光部１０との間の一部に設けられる界面電極６０と、第２導電型層の活性層１５の反対側の表面に設けられ、界面電極６０の直上とは異なる領域に設けられる第１電極７２と、第１電極７２が設けられる側に第１電極７２とは別に設けられ、第１電極７２が接触している第２導電型層とは異なる発光部１０の部分、又は界面電極６０に電気的に接続する第２電極７０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板と、
前記支持基板の側から第１導電型の第１導電型層と、光を発する活性層と、前記第１導電型とは異なる第２導電型の第２導電型層とを有する発光部と、
前記支持基板と前記発光部との間に設けられ、前記光を前記発光部の側に反射する反射部と、
前記反射部と前記発光部との間に設けられ、前記光を透過し、電気絶縁性を有する絶縁層と、
前記絶縁層と前記発光部との間の一部に設けられる界面電極と、
前記第２導電型層の前記活性層の反対側の表面に設けられ、前記界面電極の直上とは異なる領域に設けられる第１電極と、
前記第１電極が設けられる側に前記第１電極とは別に設けられ、前記第１電極が接触している前記第２導電型層とは異なる前記発光部の部分、又は前記界面電極に電気的に接続する第２電極と
を備える発光素子。
【請求項２】
前記第２電極が、平面視にて前記界面電極に重なる領域を有し、前記第１導電型層、又は前記界面電極に接触する請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記界面電極が、前記反射部に接触せずに設けられる請求項２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記支持基板が、Ｓｉ基板、Ｇｅ基板、ＧａＡｓ基板、ＧａＰ基板、又はメタル基板である請求項３に記載の発光素子。
【請求項５】
前記絶縁層が、ＳｉＯ２又はＳｉＮを含んで構成される請求項４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、発光素子に関する。特に、本発明は、光取り出し面側にアノード電極及びカソード電極を備える発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板上に、ｎ型半導体層、発光層、及びｐ型半導体層が積層され、ｐ型半導体層上に透光性正極が積層されると共に、透光性正極に正極ボンディングパッドが設けられ、ｎ型半導体層上に負極ボンディングパッドが設けられた半導体発光素子を製造する方法であって、ｐ型半導体層上に透光性酸化物導電材料の透光性正極を化学量論組成よりも酸素不足した状態で形成した後、酸素含有雰囲気中においてアニール処理し、その後、無酸素雰囲気において再アニール処理する半導体発光素子の製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２８７７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の発光素子のようにアノード電極とカソード電極とを共に光取り出し面側に単に設けただけの場合、両電極は半導体層の隅にのみオーミック接合するだけである。そうすると、電極に注入された電子又は空孔は、薄い半導体層内で分散せざるを得ず、発光素子の平面方向に電流を均一に分散させることは困難である。したがって、高輝度の発光素子を実現することが困難である。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、高輝度の発光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決することを目的として、支持基板と、支持基板の側から第１導電型の第１導電型層と、光を発する活性層と、第１導電型とは異なる第２導電型の第２導電型層とを有する発光部と、支持基板と発光部との間に設けられ、光を発光部の側に反射する反射部と、反射部と発光部との間に設けられ、光を透過し、電気絶縁性を有する絶縁層と、絶縁層と発光部との間の一部に設けられる界面電極と、第２導電型層の活性層の反対側の表面に設けられ、界面電極の直上とは異なる領域に設けられる第１電極と、第１電極が設けられる側に第１電極とは別に設けられ、第１電極が接触している第２導電型層とは異なる発光部の部分、又は界面電極に電気的に接続する第２電極とを備える発光素子が提供される。
【０００７】
また、上記発光素子において、第２電極が、平面視にて界面電極に重なる領域を有し、第１導電型層、又は界面電極に接触してもよい。
【０００８】
また、上記発光素子において、界面電極が、反射部に接触せずに設けられてもよい。
【０００９】
また、上記発光素子において、支持基板が、Ｓｉ基板、Ｇｅ基板、ＧａＡｓ基板、ＧａＰ基板、又はメタル基板であってもよい。
【００１０】
また、上記発光素子において、絶縁層が、ＳｉＯ２又はＳｉＮを含んで構成されてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る発光素子によれば、高輝度の発光素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の平面図であり、（ｂ）は図１の（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の製造工程の流れを示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の製造工程の流れを示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の製造工程の流れを示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の製造工程の流れを示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の製造工程の流れを示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の製造工程の流れを示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の製造工程の流れを示す図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の製造工程の流れを示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の製造工程の流れを示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の製造工程の流れを示す図である。
【図１２】（ａ）は本発明の第２の実施の形態に係る発光素子の平面図であり、（ｂ）は図１２の（ａ）のＧ−Ｇ線における断面図である。
【図１３】比較例に係る発光素子の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［第１の実施の形態］
図１の（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の平面図の一例を示し、図１の（ｂ）は、図１の（ａ）のＡ−Ａ線における断面の概要を示す。
【００１４】
（発光素子１の構造の概要）
第１の実施の形態に係る発光素子１は、一例として、赤色光を放射する発光素子としての発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）である。具体的に発光素子１は、支持基板２０と、支持基板２０の上に設けられる金属密着層としての密着層３０と、密着層３０の上に設けられる反射金属層としての反射部４０と、反射部４０の上に設けられる絶縁層５０と、絶縁層５０の上に設けられる発光部１０とを備える。また、発光部１０の絶縁層５０の反対側に、アノード電極又はカソード電極としての第１電極７２と、カソード電極又はアノード電極としての第２電極７０とがそれぞれ独立に設けられる。なお、発光部１０は複数の化合物半導体層を有して構成されており、第１電極７２が設けられる化合物半導体層と第２電極７０が設けられる化合物半導体層とは異なる化合物半導体層である。
【００１５】
ここで、発光部１０は、支持基板２０の側から第１導電型の第１導電型層としてのｐ型コンタクト層１１と、光を発する活性層１５と、第１導電型とは異なる第２導電型の第２導電型層としてのｎ型コンタクト層１９とを有する。また、反射部４０は支持基板２０と発光部１０との間に設けられ、絶縁層５０は反射部４０と発光部１０との間に設けられる。更に、発光素子１は、絶縁層５０と発光部１０との間の一部に設けられる界面電極６０を備える。
【００１６】
（支持基板２０）
支持基板２０は、発光素子１の製造工程において発光素子１に加わる力、発光素子１の使用状況において発光素子１に加わる力に耐え得る機械的強度を有する材料、及び厚さを有する。一例として、支持基板２０は、熱伝導率が高く、導電性を有するＳｉ基板を用いる。また、支持基板２０として、Ｇｅ基板、ＧａＡｓ基板、ＧａＰ基板、又はメタル基板を用いることもできる。なお、支持基板２０は、導電性を有さない材料、又は熱伝導率がＳｉ基板より高い材料を用いて構成することもできる。
【００１７】
（密着層３０）
密着層３０は、支持基板２０と反射部４０とを接続する。密着層３０は、例えば、金属の単層又は複数の金属層を含んで構成される。一例として、密着層３０は、支持基板２０の側からＴｉ層、Ｐｔ層、Ａｕ層をこの順に積層させて構成される。なお、この場合、Ａｕ層が反射部４０に接合する機能を発揮する。また、支持基板２０を構成する材料が反射部４０に拡散することにより反射部４０の反射特性が変化することを抑制する拡散防止バリア層としての機能をＰｔ層が発揮する。
【００１８】
（反射部４０）
反射部４０は、活性層１５が発する光を発光部１０の側に向けて反射する機能を有する。そして、反射部４０は、例えば、活性層１５が発する光の発光波長に対し、８０％以上の反射率を有する金属層を有して構成される。具体的に、反射部４０は、Ａｕ、Ａｇ、若しくはＡｌのいずれかの金属材料、又はこれらの金属材料を含む合金から構成することができる。例えば、反射部４０は、金属の単層又は複数の金属層を含んで構成することができる。一例として、反射部４０は、密着層３０の側からＡｕ層、Ｔｉ層、Ａｌ層をこの順に積層させて構成される。この場合、Ａｕ層が密着層３０に接合する機能を発揮し、Ａｌ層が光を反射する機能を発揮する。また、Ａｕ層を構成する材料がＡｌ層に拡散すること、及び／又はＡｌ層を構成する材料がＡｕ層に拡散することを防止する拡散バリア層としての機能をＴｉ層が発揮する。
【００１９】
（絶縁層５０）
絶縁層５０は、活性層１５が発する光を透過する。そして、絶縁層５０は、電気絶縁性を有する材料を用いて形成される。例えば、絶縁層５０は、ＳｉＯ２又はＳｉＮを含んで構成することができる。また、絶縁層５０は、活性層１５が発する光の発光波長をλ、絶縁層５０を構成する材料の屈折率をｎとした場合に、（２×λ）／（４×ｎ）以上の厚さを有する。
【００２０】
（界面電極６０）
界面電極６０は、絶縁層５０と発光部１０との間の一部の領域に設けられる。具体的には、絶縁層５０の発光部１０側の表面、又は発光部１０の絶縁層５０側の表面に界面電極６０は埋設された状態で設けられる。第１の実施の形態に係る界面電極６０は、絶縁層５０の発光部１０側の表面に埋設されて設けられる。したがって、第１の実施の形態では、界面電極６０は、絶縁層５０の内部に位置することになる。換言すれば、界面電極６０は絶縁層５０を貫通せずに設けられると共にｐ型コンタクト層１１に接触するので、反射部４０に界面電極６０は接触しない。
【００２１】
また、界面電極６０は、図１の（ａ）に示すように、発光素子１の平面視にて、発光素子１の一の辺（以下、「第１の辺」という）に略平行に伸びると共に略等しい間隔で並ぶ複数の界面細線部６０ａと、複数の界面細線部６０ａの端部をそれぞれ連結し、第１の辺に垂直な他の辺（以下、「第２の辺」という）に沿って延びる界面細線部６０ｂとを有して構成される。
【００２２】
そして、後述する第１電極７２の複数の細線電極７２ａとの配置の関係を考慮して、複数の界面細線部６０ａのうち第１の辺に最も近い位置の界面細線部６０ａの長さと、第１の辺の対辺に最も近い位置の界面細線部６０ａの長さとは異ならせて形成される。例えば、第１の辺に最も近い位置の界面細線部６０ａの長さが最も短く、第１の辺の対辺に最も近い位置の界面細線部６０ａの長さが最も長く形成され、この２つの界面細線部６０ａに挟まれる位置に設けられる複数の界面細線部６０ａの長さは、この２つの界面細線部６０ａの長さの間の長さであり、互いに略等しい長さに形成される。
【００２３】
また、界面電極６０は、発光素子１の一の角部の領域に平面視にて略円形状の領域を有する。この円形状の領域は、一の界面細線部６０ａと界面細線部６０ｂとを接続する。そして、この円形状の上方に、後述する第２電極７０が設けられる。
【００２４】
更に界面電極６０は、Ｂｅ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｌ、Ａｕ等の金属材料から選択される少なくとも１つのｐ型電極用の金属材料を含んで形成される。例えば、界面電極６０は、ＡｕＢｅ（又はＡｕＺｎ）から形成することができる。
【００２５】
（発光部１０）
発光部１０は、支持基板２０の側からｐ型コンタクト層１１と、ｐ型クラッド層１３と、活性層１５と、ｎ型クラッド層１７と、ｎ型コンタクト層１９とを有する。発光部１０を構成する各層は、（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ただし、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１）、ＧａＰ、又はＧａＡｓで表される化合物半導体から構成される。例えば、ｐ型コンタクト層１１はｐ型のＧａＰから形成され、ｐ型クラッド層１３はｐ型の（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰから形成される。また、活性層１５は、アンドープの（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰから形成される。そして、ｎ型クラッド層１７はｎ型の（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰから形成され、ｎ型コンタクト層１９はｎ型のＧａＡｓから形成される。なお、界面電極６０は、ｐ型コンタクト層１１にオーミック接合する。
【００２６】
また、発光部１０の絶縁層５０の反対側においては、第２電極７０が設けられる領域に対応するｐ型クラッド層１３と、活性層１５と、ｎ型クラッド層１７と、ｎ型コンタクト層１９とが除去されることによりｐ型コンタクト層１１の表面の一部が露出する。この露出した領域の一部の領域に第２電極７０が設けられる。また、発光部１０の絶縁層５０の反対側においては、第１電極７２が設けられる領域に対応するｎ型コンタクト層１９を除く部分のｎ型コンタクト層１９が除去されることによりｎ型クラッド層１７の表面が露出する。そして、露出したｎ型クラッド層１７の表面には、凹凸部１７ａが設けられる。
【００２７】
（凹凸部１７ａ）
凹凸部１７ａは、ｎ型クラッド層１７の活性層１５の反対側の表面を粗面化して形成される。凹凸部１７ａは、予め定められたパターンを有して当該表面に形成される。また、凹凸部１７ａは、当該表面を所定のエッチャントでエッチングすることによりランダムな形状を有して形成することもできる。更に、凹凸部１７ａは、発光素子１の光取り出し効率を向上させることを目的として、最大高さＲｙが０．５μｍ以上３．０μｍ以下であることが好ましい。
【００２８】
（第１電極７２）
第１電極７２は、ｎ型コンタクト層１９の活性層１５の反対側の表面側（すなわち、光取り出し面側）に設けられ、界面電極６０の直上に対応するｎ型クラッド層１７の表面とは異なる領域のｎ型コンタクト層１９上に設けられる。すなわち、第１電極７２は、発光素子１の平面視にて界面電極６０を光取り出し面に投影した場合に、界面電極６０に重ならない領域に設けられる。
【００２９】
第１電極７２は、ｎ型コンタクト層１９にオーミック接触する材料から形成される。具体的に、第１電極７２は、Ｇｅ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｌ、Ａｕ等の金属材料から選択される少なくとも１つのｎ型電極用の金属材料を含んで形成される。例えば、第１電極７２は、ｎ型コンタクト層１９側からＡｕＧｅ、Ｔｉ、Ａｕの順に積層された積層構造を有して形成することができる。
【００３０】
そして、第１電極７２は、図１の（ａ）に示すように、発光素子１の平面視にて、発光素子１の第１の辺に略平行に伸びると共に略等しい間隔で並ぶ複数の細線電極７２ａと、複数の細線電極７２ａの端部をそれぞれ連結し、第２の辺の対辺に沿って延びる細線電極７２ｂとを有して構成される。ここで、第１電極７２を構成する細線電極７２ａ及び細線電極７２ｂは、界面電極６０を構成する界面細線部６０ａ及び界面細線部６０ｂに重ならない配置でｎ型コンタクト層１９上に設けられる。例えば、複数の界面細線部６０ａと複数の細線電極７２ａとが、発光素子１の平面視にて互い違いになる配置に設けられる。
【００３１】
また、第１電極７２は、発光素子１の一の角部の対角部分に平面視にて略円形状の領域を有する。この円形状の領域は、一の細線電極７２ａと細線電極７２ｂとに接続される。そして、この円形状の領域上に平面視にて円形状のパッド電極８０が形成される。
【００３２】
また、複数の細線電極７２ａのうち第１の辺に最も近い位置の細線電極７２ａの長さと、第１の辺の対辺に最も近い位置の細線電極７２ａの長さとは異ならせて形成される。例えば、第１の辺に最も近い位置の細線電極７２ａの長さが最も長く、第１の辺の対辺に最も近い位置の細線電極７２ａの長さが最も短く形成され、この２つの細線電極７２ａに挟まれる位置に設けられる複数の細線電極７２ａの長さは、この２つの細線電極７２ａの長さの間の長さであり、互いに略等しい長さに形成される。
【００３３】
（第２電極７０）
第２電極７０は、第１電極７２が設けられる側に第１電極７２とは別に設けられる。そして、第２電極７０は、第１電極７２が接触しているｎ型コンタクト層１９とは異なる発光部１０の部分に電気的に接続する。第１の実施の形態において第２電極７０は、発光部１０の一部のｎ型コンタクト層１９からｐ型クラッド層１３までを除去して露出するｐ型コンタクト層１１の表面の一部に電気的に接続する。
【００３４】
そして、第２電極７０は、平面視にて界面電極６０に重なる領域を有し、ｐ型コンタクト層１１の表面にオーミック接触する。すなわち、第２電極７０は、発光部１０の一部をｎ型コンタクト層１９の表面からｐ型コンタクト層１１に向けて除去して露出するｐ型コンタクト層１１の表面であって、界面電極６０の円形状の領域の直上にオーミック接触して設けられる。
【００３５】
また、第２電極７０は、パッド電極８０と同一の材料を用いて形成することができる。第２電極７０及びパッド電極８０は、例えば、Ｔｉ層とＡｕ層とを含む金属層の積層構造を有して形成される。なお、第２電極７０を構成する材料とパッド電極８０を構成する材料とが異なっていてもよい。
【００３６】
（発光素子１の製造方法）
図２〜図１１は、本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の製造工程の流れの一例を示す。
【００３７】
第１の実施の形態に係る発光素子１は、例えば、以下のようにして製造することができる。まず、半導体基板１００を準備する。半導体基板１００としては、例えば、ＧａＡｓ基板を用いることができる。そして、半導体基板１００上に、例えば、有機金属気相成長法（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ：ＭＯＶＰＥ法）によって複数のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を含む半導体積層構造を形成する。すなわち、半導体基板１００の側からエッチングストップ層１２、ｎ型コンタクト層１９、ｎ型クラッド層１７、活性層１５、ｐ型クラッド層１３、及びｐ型コンタクト層１１をこの順に含む半導体積層構造を半導体基板１００上に形成する。これにより、半導体基板１００と発光部１０との間にエッチングストップ層１２を備えたエピタキシャルウエハが製造される（図２参照。）。
【００３８】
ここで、ＭＯＶＰＥ法を用いた半導体積層構造の形成は、成長温度、成長圧力、半導体積層構造が有する複数の化合物半導体層のそれぞれの成長速度、及びＶ／ＩＩＩ比をそれぞれ所定の値に設定して実施する。なお、Ｖ／ＩＩＩ比とは、トリメチルガリウム（ＴＭＧａ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）等のＩＩＩ族原料のモル数を基準にした場合における、アルシン（ＡｓＨ３）、ホスフィン（ＰＨ３）等のＶ族原料のモル数の比である。
【００３９】
また、ＭＯＶＰＥ法において用いる原料は、Ｇａ原料として、トリメチルガリウム（ＴＭＧａ）、又はトリエチルガリウム（ＴＥＧａ）を用いることができ、Ａｌ原料としてトリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）を用いることができ、Ｉｎ原料としてトリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）等の有機金属化合物を用いることができる。また、Ａｓ源としてアルシン（ＡｓＨ３）を用いることができ、Ｐ源としてホスフィン（ＰＨ３）等の水素化物ガスを用いることができる。更に、ｎ型のドーパントの原料は、セレン化水素（Ｈ２Ｓｅ）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）を用いることができる。そして、ｐ型のドーパントの原料は、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ２Ｍｇ）を用いることができる。
【００４０】
また、ｎ型のドーパントの原料として、モノシラン（ＳｉＨ４）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）、ジエチルテルル（ＤＥＴｅ）、又はジメチルテルル（ＤＭＴｅ）を用いることもできる。そして、ｐ型のドーパントの原料として、Ｃｐ２Ｍｇの代わりに、ジメチルジンク（ＤＭＺｎ）又はジエチルジンク（ＤＥＺｎ）を用いることもできる。
【００４１】
次に、エピタキシャルウエハをＭＯＶＰＥ装置から取り出した後、ｐ型コンタクト層１１の表面に絶縁膜５０ａを形成する。絶縁膜５０ａは、例えば、プラズマＣＶＤ装置を用いてｐ型コンタクト層１１の表面に成膜することができる。続いて、絶縁膜５０ａの表面にフォトリソグラフィー法を用い、界面電極６０を形成すべき領域を除く領域にマスクパターンを形成する。そして、マスクパターンを形成した後、形成したマスクパターンをマスクとして、絶縁膜５０ａにエッチング処理を施す。例えば絶縁膜５０ａをＳｉＯ２から形成する場合、フッ酸系のエッチャントを用いてエッチング処理できる。
【００４２】
これにより、界面電極６０を形成すべき領域の絶縁膜５０ａが除去された開口が形成され、界面電極６０を形成すべき領域に対応するｐ型コンタクト層１１の表面が露出する。そして、真空蒸着法を用い、この開口に界面電極６０を構成する金属材料を蒸着する。例えば、ＡｕＺｎをこの開口に蒸着する。これにより、絶縁膜５０ａに設けられた開口に界面電極６０が形成される（図３参照。）。
【００４３】
続いて、再びプラズマＣＶＤ装置を用い、絶縁膜５０ａ及び界面電極６０を覆うように絶縁材料（例えば、ＳｉＯ２）を成膜することにより、絶縁層５０を形成する。この絶縁層５０の形成により、界面電極６０は絶縁層５０内に配置されることになる（図４参照。）。
【００４４】
次に、絶縁層５０の表面、すなわち、絶縁層５０のｐ型コンタクト層１１に接している面の反対側の表面に反射部４０を形成する。反射部４０は、真空蒸着法、スパッタ法等を用いて形成することができる。例えば反射部４０は、絶縁層５０側からＡｌ層、Ｔｉ層、Ａｕ層をこの順に成膜することにより形成される。また、支持基板２０の一方の面に密着層３０を形成する。密着層３０も真空蒸着法、スパッタ法等を用いて形成することができる。例えば密着層３０は、支持基板２０の側からＴｉ層、Ｐｔ層、Ａｕ層をこの順に成膜することにより形成される。そして、支持基板２０の密着層３０とエピタキシャルウエハの絶縁層５０上に形成した反射部４０の表面とを対向させて重ね、この状態をカーボン等から形成される冶具で保持する。
【００４５】
続いて、この接触した状態を保持している冶具を、ウエハ貼合わせ装置内に導入する。そして、ウエハ貼合わせ装置内を所定圧力にする。一例として、１．３３３Ｐａ（０．０１Ｔｏｒｒ）の圧力に設定する。そして、互いに重なり合っている支持基板２０とエピタキシャルウエハとに冶具を介して圧力を加える。一例として、３０ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力を加える。次に、冶具を所定温度まで所定の昇温速度で加熱する。
【００４６】
例えば、冶具の温度を３５０℃まで加熱する。そして、冶具の温度が３５０℃程度に達した後、冶具を当該温度で約３０分保持する。その後、冶具を徐冷する。冶具の温度を、例えば室温まで十分に低下させる。冶具の温度が低下した後、冶具に加わっている圧力を開放する。そして、ウエハ貼合わせ装置内の圧力を大気圧にして冶具を取り出す。これにより、支持基板２０とエピタキシャルウエハとが密着層３０と反射部４０との間において機械的・電気的に接合する（以下、支持基板２０にエピタキシャルウエハが接合した状態の構造を「接合構造体」という）。
【００４７】
次に、接合構造体を研磨装置の冶具に貼り付け用ワックスで貼り付ける。具体的に、支持基板２０側を当該冶具に貼り付ける。そして、接合構造体の半導体基板１００を所定の厚さになるまで研磨する。続いて、研磨後の接合構造体を研磨装置の冶具から取り外して、支持基板２０の表面に付着しているワックスを洗浄除去する。そして、半導体基板１００のエッチング用のエッチャントを用いて、研磨後の接合構造体から半導体基板１００を選択的に完全に除去してエッチングストップ層１２を露出させる。半導体基板１００がＧａＡｓから形成されている場合、半導体基板１００のエッチング用エッチャントとしては、ＧａＡｓエッチング用のエッチャントであるアンモニア水と過酸化水素水との混合液を用いることができる。なお、半導体基板１００を研磨せずに、全ての半導体基板１００をエッチングにより除去することもできる。
【００４８】
続いて、エッチングストップ層１２を選択的にエッチングするエッチャントを用い、エッチングストップ層１２を除去する。例えばエッチングストップ層１２がＡｌＧａＩｎＰ系の化合物半導体から形成されている場合、エッチングストップ層１２を選択的にエッチングするエッチャントとしては、塩酸を用いることができる。これにより、ｎ型コンタクト層１９が露出する（図６参照。）。
【００４９】
続いて、フォトリソグラフィー法及び真空蒸着法を用いて、ｎ型コンタクト層１９の表面の所定の位置に、第１電極７２を形成する。第１電極７２は、例えば、ＡｕＧｅ、Ｔｉ、Ａｕをこの順にｎ型コンタクト層１９上に蒸着することにより形成される。この場合に、第１電極７２は、界面電極６０の直上に位置しないように形成される。なお、第１電極７２の形状の詳細は、上記「（第１電極７２）」において説明したのでここでは省略する。
【００５０】
次に、第１電極７２をマスクとして、第１電極７２の直下に対応するｎ型コンタクト層１９を除くｎ型コンタクト層１９をエッチングして除去する。例えば、ｎ型コンタクト層１９がＧａＡｓから形成されている場合、硫酸と過酸化水素水と水との混合液を用いて第１電極７２の直下に対応するｎ型コンタクト層１９を除くｎ型コンタクト層１９をエッチングして除去することができる。これにより、第１電極７２の直下を除く領域に、ｎ型クラッド層１７の表面が露出する（図７参照。）。
【００５１】
更に、フォトリソグラフィー法を用い、露出したｎ型クラッド層１７の表面に凹凸部１７ａを形成する。例えばフォトリソグラフィー法を用い、ｎ型クラッド層１７の表面に予め定められたパターンを有するフォトレジストパターンを形成する。そして、フォトレジストパターンをマスクとしてｎ型クラッド層１７の表面にウェットエッチング処理を施す。これにより、ｎ型クラッド層１７の表面に凹凸部１７ａが形成される（図８参照。）。なお、予め定められたパターンとは、例えば、１．０μｍ〜３．０μｍの周期を有するパターンである。
【００５２】
次に、フォトリソグラフィー法を用い、素子間分離用のパターンをｎ型クラッド層１７の表面に形成する。そして、ｎ型クラッド層１７の表面からｐ型コンタクト層１１の表面までを塩酸系のエッチャントを用いたエッチング処理により除去する。これにより、発光素子１が形成される領域が、各発光素子１間に形成される隙間である分離領域９０により互いに分離される（図９参照。）。
【００５３】
続いて、第１電極７２及び界面電極６０に対し、不活性雰囲気下においてアロイ処理を施す。例えば、窒素ガス雰囲気中、４００℃の加熱処理を第１電極７２及び界面電極６０に５分間施す。これにより、第１電極７２とｎ型コンタクト層１９とがオーミック接合すると共に、界面電極６０とｐ型コンタクト層１１とがオーミック接合する。更に、ワイヤーボンディング用のパッド電極８０と第２電極７０とをフォトリソグラフィー法及び真空蒸着法を用いて形成する（図１０参照。）。パッド電極８０は第１電極７２の円形状の領域上に形成する。また、第２電極７０は、界面電極６０の円形状の領域の上方に形成知る。例えば、パッド電極８０及び第２電極７０は、支持基板２０側からＴｉとＡｕとをこの順に蒸着することにより形成される。
【００５４】
そして、ダイシング装置を用いて分離領域９０を切断する。これにより、第１の実施の形態に係る発光素子１が製造される（図１１参照。）。なお、発光素子１の上面視における形状は略矩形であり、上面視における寸法は、一例として、３００μｍ角である。
【００５５】
（変形例）
発光素子１が備えるｎ型コンタクト層１９、ｎ型クラッド層１７、ｐ型クラッド層１３、及びｐ型コンタクト層１１の化合物半導体層は、これらの化合物半導体層を構成する化合物半導体の導電型を本実施の形態の反対にすることもできる。
【００５６】
また、活性層１５は量子井戸構造を有して形成することもできる。量子井戸構造は、単一量子井戸構造、多重量子井戸構造、又は歪み多重量子井戸構造のいずれの構造からも形成することができる。なお、発光部２０は、ｎ型コンタクト層１９、ｎ型クラッド層１７、活性層１５、ｐ型クラッド層１３、及びｐ型コンタクト層１１とは異なる半導体層を含んで形成することもできる。
【００５７】
（第１の実施の形態の効果）
青色、緑色、及び赤色の三原色のＬＥＤを組み合わせて白色ＬＥＤを実現するに際し、アノード電極及びカソード電極が光取り出し面側に設けられているＧａＮ系のＬＥＤを青色及び緑色用のＬＥＤとして用い、本実施の形態に係る発光素子１を赤色用のＬＥＤとして用いることができる。本実施の形態に係る発光素子１は、第１電極７２及び第２電極７０がいずれも同一の面（すなわち、光取り出し面）側に設けられているので、青色用、緑色用、及び赤色用の全ての発光素子のアノード電極及びカソード電極を一方の面に向けることができ、複数の発光素子をステム等に実装することが容易になる。
【００５８】
また、発光素子１は、発光部１０と絶縁層５０との間に界面電極６０を備えているので、界面電極６０に供給される電流を発光部１０の面内に略均一に分散させることができる。これにより、高輝度の発光素子１を提供できる。そして、支持基板２０を熱伝導率の高い材料から形成した場合、発光素子１への投入電力が大きい場合であっても、支持基板２０から効率的に放熱させることができるので、発光素子１の発光出力が低下することを抑制できる。
【００５９】
また、発光素子１の支持基板２０として、抵抗率を高くすることが困難なＳｉ基板を用いたとしても、支持基板２０と発光部１０との間に絶縁層５０が設けられているので、発光素子１をステム等に実装した場合において発光部１０と支持基板２０の下面（すなわち、支持基板２０の発光部１０が設けられている側の反対側の面）との間で十分な絶縁をとることができる。これにより、発光素子１においてリーク電流が発生することを防止できる。
【００６０】
更に、発光素子１の製造方法において、例えば、分離領域９０をレーザースクライバー装置によって切断する場合に、レーザーで発光素子１の側面が溶けた場合であっても、発光部１０と反射部４０との間に絶縁層５０が存在しているので、支持基板２０と発光部１０との間で絶縁を維持することができる。
【００６１】
（第２の実施の形態）
図１２の（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る発光素子の平面図の一例を示し、図１２の（ｂ）は、図１２の（ａ）のＧ−Ｇ線における断面の概要を示す。
【００６２】
第２の実施の形態に係る発光素子１ａは、第１の実施の形態に係る発光素子１とは第２電極７０が設けられる個所が発光素子１と異なる点を除き、発光素子１と略同一の構成及び機能を備える。したがって、相違点を除き詳細な説明は省略する。
【００６３】
発光素子１ａにおいては、第２電極７０は、界面電極６０の電気的に接続する。すなわち、第２電極７０は、外部に露出している界面電極６０の表面に直接接触する。具体的には、発光部１０の一部のｎ型コンタクト層１９からｐ型コンタクト層１１までを除去して露出する界面電極６０の表面の一部に電気的に第２電極７０は接触する。例えば、界面電極６０の円形状の領域の直上に、第２電極７０は接触して設けられる。
【実施例１】
【００６４】
実施例１に係る発光素子として、第１の実施の形態に係る発光素子１の構成を備える発光素子を作製した。
【００６５】
まず実施例１では、ｎ型のＧａＡｓ基板上に半導体積層構造を形成した。具体的には、ｎ型のＧａＡｓ基板の側から、アンドープの（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐエッチングストップ層、ｎ型（ただし、Ｓｉドープ）のＧａＡｓコンタクト層、ｎ型（ただし、Ｓｉドープ）の（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐクラッド層、アンドープの（Ａｌ０．１Ｇａ０．９）０．５Ｉｎ０．５Ｐ活性層、ｐ型（ただし、Ｍｇドープ）の（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐクラッド層、ｐ型（ただし、Ｍｇドープ）のＧａＰコンタクト層をこの順にＭＯＶＰＥ法でエピタキシャル成長させた。なお、ＭＯＶＰＥ法による成長条件は、成長温度が６５０℃、成長圧力が５０Ｔｏｒｒ、各層の成長速度が０．３〜１．０ｎｍ／ｓｅｃ、Ｖ／ＩＩＩ比が約２００前後になるように制御した。
【００６６】
そして、第１の実施の形態において説明した製造方法に沿って実施例１に係る発光素子を製造した。なお、絶縁層５０を構成する材料としてはＳｉＯ２を用い、支持基板２０としては導電性Ｓｉ基板を用いた。密着層３０としては導電性Ｓｉ基板側からＴｉ層、Ｐｔ層、Ａｕ層を形成し、反射部４０としては絶縁層５０の側からＡｌ層、Ｔｉ層、Ａｕ層を形成した。そして、第１電極７２としてはｎ型コンタクト層１９の側からＡｕＧｅ層、Ｔｉ層、Ａｕ層を形成し、界面電極６０はＡｕＺｎから形成した。そして、パッド電極８０及び第２電極７０は、Ｔｉ層とＡｕ層とから形成した。
【００６７】
そして、実施例１に係る発光素子を、ＴＯ−１８ステムにダイボンディングした後、発光素子にワイヤーボンディングを施した。そして、実施例１に係る発光素子の初期特性を評価した。その結果、２０ｍＡ通電時（評価時）の発光出力は１５．０ｍＡであり、順方向電圧は２．０５Ｖであった。また、２５℃環境下、５０ｍＡの電流を１０００時間通電した後の特性変化は、発光出力が＋２．０％、順方向電圧が＋０．２５％であった。
【実施例２】
【００６８】
実施例２に係る発光素子として、第２の実施の形態に係る発光素子１ａの構成を備える発光素子を作製した。なお、第２電極７０が設けられる個所を実施例１に係る発光素子とは異なる点を除き、実施例２に係る発光素子は実施例１に係る発光素子と同様にして作製した。
【００６９】
具体的に実施例２に係る発光素子の製造方法においては、分離領域９０を形成する工程においてｐ型のＧａＰコンタクト層も除去することにより界面電極６０を露出させた。そして、露出させた界面電極６０上に第２電極７０を形成した。
【００７０】
そして、実施例２に係る発光素子について実施例１と同様に初期特性を評価した。その結果、２０ｍＡ通電時（評価時）の発光出力は１５．３ｍＡであり、順方向電圧は２．０２Ｖであった。また、２５℃環境下、５０ｍＡの電流を１０００時間通電した後の特性変化は、発光出力が＋１．０％、順方向電圧が＋０．１６％であった。
【００７１】
（比較例）
図１３は、比較例に係る発光素子の断面の概要を示す。
【００７２】
比較例に係る発光素子は、実施例１に係る発光素子と異なり、界面電極６０を備えていない構成である。界面電極６０を備えていない点を除き、実施例１に係る発光素子と同様にして比較例に係る発光素子を作製した。
【００７３】
比較例に係る発光素子について、実施例１に係る発光素子と同様にその初期特性を評価した。その結果、２０ｍＡ通電時（評価時）の発光出力は７．８ｍＡであり、順方向電圧は２．８５Ｖであった。また、２５℃環境下、５０ｍＡの電流を１０００時間通電した後の特性変化は、発光出力が−２５％、順方向電圧が＋３．８％であった。すなわち、実施例１に係る発光素子、及び実施例２に係る発光素子と比較して、比較例に係る発光素子は、発光出力が低下すると共に順方向電圧が増加し、信頼性試験結果も劣化した。
【００７４】
比較例に係る発光素子は界面電極６０を備えていないので、ｐ型コンタクト層１１に供給された電流はｐ型コンタクト層１１内で分散される。ｐ型コンタクト層１１は化合物半導体から構成されており、その厚さも薄いことから金属からなる界面電極６０と比較して電気抵抗が大きい。したがって、比較例においては電流分散抵抗が大きくなり、順方向電圧が大きくなったと考えられる。また、電流分散抵抗が大きいことから、発光素子内における電流経路が局所的になり、発光出力の低下及び信頼性の低下を招いたと考えられる。
【００７５】
以上、本発明の実施の形態及び実施例を説明したが、上記に記載した実施の形態及び実施例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態及び実施例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【００７６】
１、１ａ  発光素子
３  発光素子
１０  発光部
１１  ｐ型コンタクト層
１２  エッチングストップ層
１３  ｐ型クラッド層
１５  活性層
１７  ｎ型クラッド層
１７ａ  凹凸部
１９  ｎ型コンタクト層
２０  支持基板
３０  密着層
４０  反射部
５０  絶縁層
５０ａ  絶縁膜
６０  界面電極
６０ａ、６０ｂ  界面細線部
７０  第２電極
７２  第１電極
７２ａ、７２ｂ  細線電極
８０  パッド電極
９０  分離領域
１００  半導体基板
【図１】
2012114179.tif 000003
【図２】
2012114179.tif 000004
【図３】
2012114179.tif 000005
【図４】
2012114179.tif 000006
【図５】
2012114179.tif 000007
【図６】
2012114179.tif 000008
【図７】
2012114179.tif 000009
【図８】
2012114179.tif 000010
【図９】
2012114179.tif 000011
【図１０】
2012114179.tif 000012
【図１１】
2012114179.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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