(57)【要約】【課題】半導体発光素子において、実装の精度向上及び安定化を実現する。【解決手段】半導体発光素子１００は、基板１０１上に形成された半導体層（１０２、１０３、１０４）と、半導体層上に形成された金属層と、金属層の表面に形成された基準パターン１１０とを備える。基準パターン１１０は、金属層表面の金属元素のヨウ素化合物からなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された半導体層と、
前記半導体層上に形成された金属層と、
前記金属層の表面に形成された基準パターンとを備え、
前記基準パターンは、前記金属層表面の金属元素のヨウ素化合物からなることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
請求項１の半導体発光素子において、
前記基準パターンは、黒色領域であることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項３】
請求項１又は２の半導体発光素子において、
前記金属層は、複数の金属膜の積層構造からなるｐ型又はｎ型の電極であることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項４】
請求項１又は２の半導体発光素子において、
前記半導体層と前記金属層との間に、絶縁層が介在していることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つの半導体発光素子において、
前記ヨウ素化合物は、Ｐｄ、Ａｇ及びＦｅのいずれか１つの金属と、ヨウ素との化合物を含むことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つの半導体発光素子において、
前記ヨウ素化合物は、Ａｕを含有することを特徴とする半導体発光素子。
【請求項７】
請求項６の半導体発光素子において、
前記ヨウ素化合物中に、Ａｕが粒子状に分布していることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項８】
請求項６又は７の半導体発光素子において、
前記Ａｕの含有量は、１０atomic％以下であることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１つの半導体発光素子において、
前記半導体層は、ＡｌＧａＡｓ系材料、ＡｌＧａＩｎＰ系材料又はＡｌＩｎＧａＮ系材料からなることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項１０】
基板上に、半導体層を形成する工程（ａ）と、
前記基板上又は前記半導体層上に、金属層を形成する工程（ｂ）と、
前記金属層表面に、前記金属層表面の金属元素のヨウ素化合物からなる基準パターンを形成する工程（ｃ）とを含むことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０の半導体発光素子の製造方法において、
前記工程（ｃ）において、前記金属層表面の少なくとも一部をヨウ素が含まれる液体又は気体に曝すことにより、前記基準パターンを形成することを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
【請求項１２】
請求項１０又は１１の半導体発光素子の製造方法において、
前記金属層は、複数の金属膜の積層構造からなるｐ型又はｎ型の電極であることを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
【請求項１３】
請求項１０又は１１の半導体発光素子の製造方法において、
前記工程（ｃ）において、ヨウ化カリウム及びヨウ化アンモニウムの少なくとも一方を含む液体を用いることを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
【請求項１４】
請求項１０〜１３のいずれか１つの半導体発光素子の製造方法において、
前記ヨウ素化合物は、Ｐｄ、Ａｇ及びＦｅのいずれか１つの金属と、ヨウ素との化合物を含むことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
【請求項１５】
請求項１０〜１４のいずれか１つの半導体発光素子の製造方法において、
前記金属層は、前記基準パターンを形成する面にＡｕ含有層を有しており、
前記工程（ｃ）において、Ａｕの一部がエッチングされることを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
【請求項１６】
半導体発光素子の認識方法において、
前記半導体発光素子は、基板上に形成された半導体層と、前記半導体層上に形成された金属層と、前記金属層の表面に形成された基準パターンとを備え、前記基準パターンは前記金属層表面の金属元素のヨウ素化合物からなり、
前記基準パターンと、前記半導体素子における前記基準パターン周囲の領域との色の差を用いてアライメントを行なうことを特徴とする半導体発光素子の認識方法。
【請求項１７】
請求項１６の半導体発光素子の認識方法において、
前記ヨウ素化合物は、Ｐｄ、Ａｇ及びＦｅのいずれか１つの金属と、ヨウ素との化合物を含むことを特徴とする半導体発光素子の認識方法。
【請求項１８】
請求項１６又は１７の半導体発光素子の認識方法において、
前記基準パターンは、Ａｕを含有することを特徴とする半導体発光素子の認識方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体発光素子と、その製造方法及び認識方法に関するものであり、特に、実装精度が高く且つ動作中の放熱性の良い半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザ素子等の半導体発光素子の製造工程は、半導体ウエーハの状態において複数個の半導体発光素子を一括して形成する工程と、半導体ウエーハを個々の半導体発光素子に分割する工程と、各半導体発光素子の特性を検査する工程とを含む。更に、個々の半導体発光素子を実装部品と組み合わせることにより最終的なデバイス形態となる。
【０００３】
ここで、半導体発光素子には、ウエーハ工程から実装工程までの全ての製造工程を考慮した基準パターンが設定されている。基準パターンは、例えば、半導体ウエーハを個々の半導体発光素子に分割する際の分割位置の決定、分割した半導体発光素子にプローブを当てて特性検査を行なう際のプローブ位置の決定及び半導体発光素子と実装部品とを組み合わせる際の位置（例えばワイヤボンド位置）の決定等に必要とされる。
【０００４】
基準パターンの選び方には２つの方法が知られている。一つめは、半導体発光素子の表面に任意に形成したパターンを用いる「パターン認識法」であり、二つめは、半導体発光素子の外形をパターンとして利用する「外形認識法」である。
【０００５】
ＧａＡｓのような立方晶基板により製造する半導体発光素子の場合、結晶軸に沿った素子分割（つまり、劈開）が比較的容易に実現できるので、素子外形が安定しており、外形認識法を採用できる。但し、分割時に素子外形に欠け等が発生しやすい場合には、その影響を排除するために、パターン認識法を用いることが望ましい。
【０００６】
これに対し、ＧａＮのような六方晶基板により製造する半導体発光素子の場合、結晶軸に沿った素子分割は困難であり、素子外形が乱れやすい。従って、外形認識法は採用できず、パターン認識法を用いることが必須となる。
【０００７】
また、半導体ウエーハを個々の半導体発光素子に分割する際には、使用する基板の結晶構造には関係なくパターン認識法が必須である。これは、分割前の状態では個々の半導体発光素子の外形を基準にすることがでず、分割位置を決定できないからである。
【０００８】
以上のように、半導体発光素子の製造工程において、パターン認識法のための基準パターンを形成することが必須である。更に、実装工程において高い組立精度を得るためには、基準パターンの形状が再現性良く安定しており、且つ、基準パターンと周囲とのコントラストが明瞭であることが必要である。
【０００９】
基準パターンを得る方法としては、半導体結晶表面に予めボンディングメタルとは異なる色彩を有する金属層を設ける方法が知られている（例えば特許文献１）。この方法では、当該金属層上に、半導体発光素子の表面側から順にボンディングメタル、バリアメタル及びオーミックメタルが積層された電極構造をパターニングする。この後、電極構造の一部をエッチング除去すると、エッチング面にボンディングメタルとは異なる色彩を有する前記の金属層が露出するので、コントラストのあるパターンを得ることができる。
【００１０】
また、別の方法としては、ボンディングメタル層の表面の一部領域を粗面化する方法が知られている（例えば特許文献２）。粗面化した領域は、そうでない領域とは反射強度が異なるので、コントラストを得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第３７９７８９３号公報
【特許文献２】特開２００７−１１５９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
窒化物半導体発光素子において、動作時の発熱による特性劣化を抑制するために、電極構造による熱の放散効果が活用されている。この目的から、電極構造の総厚（積層構造全体の厚さ）を例えば８００ｎｍ以上、望ましくは１０００ｎｍ以上とする必要がある。以下、電極構造の総厚を１０００ｎｍとして説明する。
【００１３】
特許文献１の技術の場合、エッチング面にボンディングメタルとは異なる色彩を有する前記の金属層を露出させるためには、当該部分における電極の積層構造全体を除去する必要がある。この時、電極構造の厚さが１０００ｎｍに及ぶので、パターンエッチングを行なった際、サイドエッチによりパターンの輪郭は丸みを帯び、且つ、断面形状（パターンの側面）が傾斜する。従って、明瞭な基準パターンが得られない。特に、金属膜のエッチングはサイドエッチ量及び断面形状の制御が困難である。
【００１４】
エッチングに代えてリフトオフを行なうことも考えられるが、この場合も、電極構造の厚さが１０００ｎｍに及ぶことから、リフトオフ残りが問題になる。リフトオフ残りを抑制するためにはレジスト膜を厚くする必要があり、厚くすると、パターン形状が粗くなって明瞭な基準パターンが得られなくなる。
【００１５】
エッチング残りやリフトオフ残りを防ぐために、実装精度を犠牲にしてパターン形状を大きくすると、電極面積が減少することになり、放熱性の悪化を招くことになる。
【００１６】
以上のように、電極の一部について積層構造全体を除去して基準パターンを得ることは、実装精度の向上及び放熱性確保のいずれからも困難である。
【００１７】
また、特許文献２の技術は、ボンディングメタル層の表面の一部を粗面化し、周囲と異なる反射強度を得るものであり、ボンディングメタル層の表面一部の加工に留まっている。この場合、放熱性は確保できる。
【００１８】
粗面化の手段としては、めっき及びエッチングが示されている。しかしながら、コントラストの強い粗面を得るためには、めっきの場合にはより厚く、エッチングの場合にはより深く加工を行なう必要がある。これらは、いずれもパターン形状を不明瞭にする原因となる。従って、粗面のコントラストを高めるほど基準パターンの形状は不安定になり、結果として、実装精度の向上は期待し難い。
【００１９】
更に、粗面によって得られるコントラストは光の散乱を利用したものであり、光の散乱の程度は粗面の状態だけではなく、光源の波長にも影響される。特に、光の散乱は波長が長いほど弱くなるので、例えば赤色のように、波長の長い光源ではコントラストが悪化する。従って、実装精度を向上させるためには、例えば青色のような、波長の短い光源を用いなければならない。これらのことから、特許文献２の場合、粗面の状態に加えて設備面の調整要素も多くなり、結果として、恒常的に高い実装精度を得ることは実現していない。
【００２０】
以上に鑑みて、本開示は、半導体発光素子とその製造方法及び認識方法において、設備条件の影響を抑えることができると共に高精度な基準パターンを実現すること、これにより放熱性を劣化させることなく実装精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
前記の目的を達成するために、本開示の半導体発光素子は、基板上に形成された半導体層と、半導体層上に形成された金属層と、金属層の表面に形成された基準パターンとを備え、基準パターンは、金属層表面の金属元素のヨウ素化合物からなる。
【００２２】
このような半導体発光素子は、パターン認識法に用いるために、金属のヨウ素化合物からなる基準パターンを有している。このような基準パターンは、広い範囲の光源波長に対しても反射率が低いので、設備条件の影響を受けずに（又は、比較的小さな影響を受けるだけで）高いコントラストを得ることができる。また、厚さの大きい金属膜を加工する場合とは異なり、精度良く形成することができる。従って、安定であると共に汎用性に優れた（つまり、設備条件の影響を受けにくい）基準パターンが実現する。
【００２３】
尚、基準パターンは、黒色領域であっても良い。
【００２４】
この場合、少なくとも可視光域のどのような光源波長に対しても高いコントラストを得ることができる。
【００２５】
また、金属層は、複数の金属膜の積層構造からなるｐ型又はｎ型の電極であっても良い。
【００２６】
このようにすると、電極上に基準パターンを設けることにより、電極面積の減少を避けることができるので、高い放熱性を実現できる。また、基準パターンを設けるために新たな層を追加する必要がないので、製造工程の増加を抑制することができる。
【００２７】
また、半導体層と前記金属層との間に、絶縁層が介在していても良い。
【００２８】
つまり、基準パターンを設ける位置としては、電極上には限られない。
【００２９】
また、ヨウ素化合物は、Ｐｄ、Ａｇ及びＦｅのいずれか１つの金属と、ヨウ素との化合物を含んでいても良い。
【００３０】
このような化合物は、可視光の全域に渡って反射率が低い（光吸収性が高い）ので、黒色領域を実現することができる。従って、光源波長に関わらず明瞭な基準パターンをより確実に実現できる。
【００３１】
また、ヨウ素化合物は、Ａｕを含有していても良い。
【００３２】
また、ヨウ素化合物中に、Ａｕが粒子状に分布していても良い。
【００３３】
Ａｕの含有量は、１０atomic％以下であっても良い。
【００３４】
このようにすると、可視光の全域に渡って更に反射率の低い黒色を実現するために有効である。少しでもＡｕが含まれていれば、特に長波長光を散乱させてヨウ素化合物の下の層における反射の影響が小さくなり、反射率を低下させることができる。但し、Ａｕ粒子が多くなりすぎると、ヨウ素化合物表面における反射光が増えるので、Ａｕの望ましい含有量には上限があり、１０atomic％以下にするのが望ましい。
【００３５】
また、半導体層は、ＡｌＧａＡｓ系材料、ＡｌＧａＩｎＰ系材料又はＡｌＩｎＧａＮ系材料からなっていても良い。
【００３６】
次に、前記の目的を達成するために、本開示の半導体発光素子の製造方法は、基板上に、半導体層を形成する工程（ａ）と、基板上又は半導体層上に、金属層を形成する工程（ｂ）と、金属層表面に、金属層表面の金属元素のヨウ素化合物からなる基準パターンを形成する工程（ｃ）とを含む。
【００３７】
このようにすると、金属元素のヨウ素化合物からなる基準パターンを備える半導体発光素子を製造できる。
【００３８】
尚、工程（ｃ）において、金属層表面の少なくとも一部をヨウ素が含まれる液体又は気体に曝すことにより、基準パターンを形成しても良い。
【００３９】
金属層表面の金属元素のヨウ素化合物からなる基準パターンを形成する方法として、このようにしても良い。
【００４０】
また、金属層は、複数の金属膜の積層構造からなるｐ型又はｎ型の電極であっても良い。
【００４１】
このようにすると、電極上に基準パターンを形成することになり、電極面積を減らすことなく基準パターンが実現される。従って、高い放熱性を実現できる。また、基準パターンを設けるために新たな層を追加する必要がないので、製造工程の増加を抑制することができる。
【００４２】
また、工程（ｃ）において、ヨウ化カリウム及びヨウ化アンモニウムの少なくとも一方を含む液体を用いても良い。
【００４３】
このようにすると、ヨウ素化合物は金属層の表面における一部分に留まるので、電極面積を減らすことなく基準パターンを実現することができる。
【００４４】
また、ヨウ素化合物は、Ｐｄ、Ａｇ及びＦｅのいずれか１つの金属と、ヨウ素との化合物を含んでいても良い。
【００４５】
このような化合物は、可視光の全域に渡って反射率が低い（光吸収性が高い）ので、黒色領域を実現することができる。従って、光源波長に関わらず明瞭な基準パターンをより確実に実現できる。
【００４６】
また、金属層は、基準パターンを形成する面にＡｕ含有層を有しており、工程（ｃ）において、Ａｕの一部がエッチングされても良い。
【００４７】
このようにすると、ヨウ素化合物中にＡｕ粒子を安定して含有させることができ、特に、長波長側においても非常に低い光反射率を実現することができる。
【００４８】
次に、前記の目的を達成するために、本開示の半導体発光素子の認識方法は、基板上に形成された半導体層と、半導体層上に形成された金属層と、金属層の表面に形成された基準パターンとを備え、基準パターンは金属層表面の金属元素のヨウ素化合物からなる半導体発光素子を用い、基準パターンと、半導体素子における基準パターン周囲の領域との色の差を用いてアライメントを行なう。
【００４９】
このようにすると、広い範囲の波長の光に対して反射率が低い金属のヨウ素化合物からなる基準パターンを用いてアライメントを行なうことができる。従って、設備条件の影響をあまり受けることなく高いコントラストを得ることができる。
【００５０】
尚、ヨウ素化合物は、Ｐｄ、Ａｇ及びＦｅのいずれか１つの金属と、ヨウ素との化合物を含んでいても良い。
【００５１】
このようにすると、基準パターンについて、より確実に光の反射率を低くすることができる。
【００５２】
また、基準パターンは、Ａｕを含有していても良い。
【００５３】
このようにすると、特に、長波長側においても非常に低い光反射率を有する基準パターンを実現することができる。
【発明の効果】
【００５４】
以上のように、半導体発光素子、その製造方法及びその認識方法によると、設備条件の影響を抑えることができると共に高精度な基準パターンを実現すること、これにより放熱性を劣化させることなく実装精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】図１（ａ）及び（ｂ）は、本開示の第１の実施形態の例示的半導体発光素子を模式的に示す断面図及び平面図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｄ）は、第１の実施形態の半導体発光素子の製造方法を説明する工程断面図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｄ）は、図２（ｄ）に続いて、第１の実施形態の半導体発光素子の製造方法を説明する工程断面図である。
【図４】図４（ａ）及び（ｂ）は、本開示の第２の実施形態の例示的半導体発光素子を模式的に示す断面図及び平面図である。
【図５】図５（ａ）及び（ｂ）は、Ａｕ粒子を含まない場合及び含む場合について、ヨウ化パラジウムの光反射率を示す図である。
【図６】図６（ａ）〜（ｄ）は、第２の実施形態の半導体発光素子の製造方法を説明する工程断面図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｄ）は、図６（ｄ）に続いて、第２の実施形態の半導体発光素子の製造方法を説明する工程断面図である。
【図８】図８は、Ａｕ層とＰｄ層とからなる積層金属層のＳＩＭＳプロファイルを示す図である。
【図９】図９は、下層からＰｔ層、Ｐｄ層及びＡｕ層が積層された積層金属層を、ヨウ素が含まれる液体でエッチングしたときの断面ＴＥＭ像である。
【図１０】図１０（ａ）及び（ｂ）は、ｎ型電極に基準パターンを形成した場合の半導体発光素子を模式的に示す断面図及び平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
（第１の実施形態）
以下、本開示の第１の実施形態について、半導体レーザ素子を一例として、図面を参照しながら説明する。図１（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施形態の例示的半導体発光素子１００を模式的に示す断面図及び平面図であり、図１（ｂ）のIa-Ia'線が図１（ａ）に対応する。
【００５７】
これらの図に示す通り、半導体発光素子１００は、ｎ型ＧａＮ基板１０１を用いて構成されている。ｎ型ＧａＮ基板１０１上に、ｎ型ＡｌＧａＮからなる第１クラッド層１０２、ＩｎＧａＮ及びＧａＮからなる量子井戸構造を有する活性層１０３、ｐ型ＡｌＧａＮからなる第２クラッド層１０４、ｐ型ＧａＮからなるコンタクト層１０５が順次積層されている。第２クラッド層１０４及びコンタクト層１０５は、リッジ形状を有するストライプ状の光導波路を構成している。
【００５８】
第２クラッド層１０４のうちリッジ形状以外の領域は、ＳｉＯ2 からなる電流ブロック層１０６によって覆われている。
【００５９】
コンタクト層１０５上には、Ｐｄからなるｐ型オーミック電極１０７が形成されている。ｐ型オーミック電極１０７上には、ｎ型ＧａＮ基板１０１の側からＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの積層構造からなる配線電極１０８が形成されている。ここで、放熱性を確保するために、配線電極１０８の総厚（積層構造全体の厚さ）はある程度の厚さ、例えば８００ｎｍ以上であることが好ましく、１０００ｎｍ以上であることが更に好ましい。より詳しい具体例としては、Ｔｉの厚さを１０ｎｍ、Ｐｔの厚さを５０ｎｍ、Ａｕの厚さを１０００ｎｍとする。
【００６０】
ｎ型ＧａＮ基板１０１の裏面（第１クラッド層１０２等が形成された面とは反対側の面）には、ｎ型電極１０９が形成されている。
【００６１】
電流ブロック層１０６の上には、基準パターン１１０を備える。基準パターン１１０は、例えば、パラジウム層上にヨウ化パラジウム（ＰｄＩ2 ）層が積層された構造である。
【００６２】
基準パターンの表面（ヨウ化パラジウム層）は、広い範囲の波長の光に対して反射率が低い領域であり、半導体発光素子１００における周囲の領域に対してコントラストが高い。特に、少なくとも可視光域全体について反射率が低いので、黒色の領域となっている。
【００６３】
ここで、一般に、半導体発光素子は、半導体ウエーハの状態において複数一括して製造された後、一列に並ぶ複数の半導体発光素子を含むバー状態にウエーハから切り出される。次に、光出射面に、保護膜及び光学調整のための光学薄膜が形成された後、個々の半導体発光素子に分割される。
【００６４】
バー状態への切り出しの位置及び分割位置の決定は、基準パターンを画像認識することによって行なわれる。従って、基準パターンが崩れている場合、及び、基準パターンの周囲に対するコントラストが不明瞭である場合等には、位置ずれが発生する。
【００６５】
また、分割された半導体発光素子は、特性検査を経て実装工程に至る。実装工程では、パッケージにサブマウントを接合し、その上に半導体発光素子を実装した後、パッケージを封止する。特性検査及び実装工程においても、基準パターンを画像認識することによって位置決めが行なわれる。従って、この際にも、基準パターンが崩れている場合、基準パターンの周囲に対するコントラストが不明瞭である場合等には、位置ずれが発生する。
【００６６】
本実施形態の半導体発光素子１００における基準パターン１１０は、パターン崩れ無く且つコントラストも設備に依存することなく安定しているので、位置ずれを抑制することができ、高い歩留りを実現することができる。
【００６７】
このことについて更に説明する。図５（ａ）は、Ｐｄとヨウ素との化合物に対する光源波長と反射率の関係を示す。図５（ａ）に示す通り、Ｐｄとヨウ素との化合物の反射率は、可視光の全域に亘って２５％以下であり、波長に関わらず高いコントラストを実現することができる。これは、Ｐｄとヨウ素との化合物は、可視光の全域に亘って高い光吸収性を有するからである。このような基準パターン１１０は、黒色の領域となっている。
【００６８】
また、基準パターン１１０は、金属であるから導電性を有するので、静電対策を必要とする部位にも使用可能である。更に、インク等の有機成分を含有しないことから、耐熱性、耐薬品性にも優れている。
【００６９】
次に、本実施形態の半導体発光素子１００の製造方法について、その工程を示す断面図である図２（ａ）〜（ｄ）及び図３（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。
【００７０】
初めに、図２（ａ）の工程を行なう。まず、ｎ型ＧａＮ基板１０１上に、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition ）法により、ｎ型ＡｌＧａＮからなるからなる第１クラッド層１０２を形成する。その後、第１クラッド層１０２上に、ＩｎＧａＮ及びＧａＮからなる量子井戸構造を有する活性層１０３、ｐ型ＡｌＧａＮからなる第２クラッド層１０４、ｐ型ＧａＮからなるコンタクト層１０５を順次積層し、ダブルへテロ構造を形成する。
【００７１】
続いて、図２（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、リッジ形状を有するストライプ状の光導波路１５０を形成する。
【００７２】
続いて、図２（ｃ）に示すように、光導波路１５０のコンタクト層１０５の部分に開口部１５１を備え、他の部分の第２クラッド層１０４上及び光導波路１５０の側面を覆うように、例えばＳｉＯ2 からなる電流ブロック層１０６を形成する。
【００７３】
続いて、図２（ｄ）に示すように、Ｐｄからなるｐ型オーミック電極１０７を光導波路１５０のコンタクト層１０５上に形成すると共に、後に基準パターン１１０に加工するためのＰｄ層１１０ａを電流ブロック層１０６上に形成する。いずれも、厚さは例えば３０ｎｍとする。
【００７４】
続いて、図３（ａ）に示す通り、ストライプ状の光導波路１５０上に、ｎ型ＧａＮ基板１０１の側からＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの積層構造からなる配線電極１０８を形成する。前記の通り、放熱性を確保するために、配線電極の総厚は８００ｎｍ以上であることが好ましく、１０００ｎｍ以上であることが更に好ましい。具体例として、ここではＴｉの厚さを１０ｎｍ、Ｐｔの厚さを５０ｎｍ、Ａｕの厚さを１０００ｎｍとする。
【００７５】
ｐ型オーミック電極１０７及びＰｄ層１１０ａと、配線電極１０８とはリフトオフ法によりパターニングしても良い。この場合、配線電極１０８は厚みの影響を受けるので、リフトオフ後のパターンは丸みを帯びることになる。また、例えば幅が５μｍ以下となるような狭いパターン形成を行なった場合、リフトオフ残りが発生しやすいので注意が必要である。このようなことから、配線電極１０８を基準パターンとして用いる技術では、歩留りの低下が容易に発生する。尚、配線電極の形成のために、リフトオフに代えてエッチングを用いたとしても、サイドエッチが生じるので、その影響により同様の結果となる。
【００７６】
そこで、本実施形態では、Ｐｄ層１１０ａを用いて基準パターン１１０を形成する。以下に、このための工程を説明する。
【００７７】
配線電極１０８を形成した後、図３（ｂ）に示すように、電流ブロック層１０６及び配線電極１０８を覆うレジストパターン１６０を形成する。その後、フォトリソグラフィ技術を用い、基準パターン１１０に加工するＰｄ層１１０ａ上に、開口１６１を形成する。
【００７８】
次に、開口１６１に露出する表面をヨウ化カリウム水溶液に曝す。これにより、Ｐｄ層１１０ａのパラジウムがヨウ化カリウム水溶液と反応し、ヨウ化パラジウム（ＰｄＩ2 ）層が形成される。ヨウ化パラジウムは黒色であるから、黒色の基準パターン１１０が形成されたことになる。
【００７９】
尚、ヨウ化カリウム水溶液によってＰｄがエッチングされる速度は非常に遅いので、ヨウ化パラジウム層の形成は極表面に留まる。従って、ヨウ化カリウム水溶液による処理時間のマージンは非常に広い。また、基準パターン１１０は、パラジウム層上にヨウ化パラジウム層が積層された構造となる。
【００８０】
続いて、図３（ｃ）に示すように、レジストパターン１６０を除去する。
【００８１】
この後、図３（ｄ）に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１０１の裏面を研磨して、ｎ型ＧａＮ基板１０１の厚さを８０ｎｍにまで薄くする。次に、研磨した裏面に、ｎ型電極１０９を形成する。以上により、ウエーハ工程は完了する。
【００８２】
以上に説明した通り、非常に簡便に黒色の（可視光の全域に亘って高い吸収性を有する）基準パターン１１０を形成することができる。また、基準パターン１１０に加工したＰｄ層１１０ａは、厚みが薄いので、形成の際のパターン崩れも容易に抑制できる。
【００８３】
（第２の実施形態）
以下、本開示の第２の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図４（ａ）及び（ｂ）は、第２の実施形態の例示的半導体発光素子２００を模式的に示す断面図及び平面図であり、図４（ｂ）のIVa-IVa'線が図１（ａ）に対応する。
【００８４】
半導体発光素子２００は、第１の実施形態の半導体発光素子１００と類似した構造を有する。つまり、ｎ型ＧａＮ基板２０１上に、ｎ型ＡｌＧａＮからなる第１クラッド層２０２、ＩｎＧａＮ及びＧａＮからなる量子井戸構造を有する活性層２０３、ｐ型ＡｌＧａＮからなる第２クラッド層２０４、ｐ型ＧａＮからなるコンタクト層２０５が順次積層されている。第２クラッド層２０４及びコンタクト層２０５は、リッジ形状を有するストライプ状の光導波路を構成している。
【００８５】
第２クラッド層２０４のうちリッジ形状以外の領域は、ＳｉＯ2 からなる電流ブロック層２０６によって覆われている。
【００８６】
コンタクト層２０５上には、基板側からＰｄ／Ｐｔの積層構造からなるｐ型オーミック電極２０７が形成されている。ｐ型オーミック電極２０７上には、基板側からＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ／Ｐｄ／Ａｕの積層構造からなる配線電極２０８が形成されている。ここで、放熱性を確保するために、配線電極２０８の総厚（積層構造全体の厚さ）はある程度の厚さ、例えば８００ｎｍ以上であることが好ましく、１０００ｎｍ以上であることが更に好ましい。より詳しい具体例としては、Ｔｉの厚さを１０ｎｍ、Ｐｔの厚さを５０ｎｍ、基板側のＡｕの厚さを８００ｎｍ、Ｐｄの厚さを１００ｎｍ、表面側のＡｕの厚さを１００ｎｍとする。
【００８７】
ｎ型ＧａＮ基板２０１の裏面（第１クラッド層１０２等が形成された面とは反対側の面）には、ｎ型電極２０９が形成されている。
【００８８】
配線電極２０８の表面の一部には、基準パターン２１０を備える。基準パターン２１０は、Ａｕ粒子を含有するヨウ化パラジウムからなり、広い範囲の波長の光に対して反射率が低い。
【００８９】
第１の実施形態の半導体発光素子１００の場合、配線電極１０８の一部が除去されて露出した部分の電流ブロック層１０６上に、ヨウ化カリウム水溶液によって処理されたＰｄ層からなる基準パターン１１０が形成されている。配線電極１０８は基準パターン１１０の部分には配置されないので、その分だけ配線電極１０８の面積が減少している。
【００９０】
これに対し、本実施形態の半導体発光素子２００の場合、基準パターン２１０は、配線電極２０８上に形成されている。基準パターン２１０が形成された部分にも配線電極２０８が配置されているので、第１の実施形態の半導体発光素子１００の場合に比べて配線電極２０８の面積を大きくすることができる。従って、放熱性を向上させることができる。また、基準パターン２１０の下には配線電極２０８の大部分が残存するので、基準パターン２１０を形成したことによって放熱性が悪化したり、給電が阻害されたりすることはない。
【００９１】
また、基準パターン２１０は、Ａｕ粒子を含むヨウ素化合物からなる。Ａｕ粒子を含むことにより、光吸収率を更に高くすることができる。図５（ｂ）には、Ａｕ粒子を含有するＰｄとヨウ素との化合物に対する光源波長と反射率の関係を示す。ここで、Ａｕ粒子の含有率は２atomic％である。可視光の全域に亘って反射率は１２％以下となっており、Ａｕ粒子を含まない場合である図５（ａ）と比較すると、特に長波長側において反射率が低くなっている。
【００９２】
長波長側において、短波長側に比べて光はヨウ素化合物に深く浸入し、その下の層による反射の影響が出やすくなる。このことから、Ａｕ粒子を含まない場合、長波長側において反射率が高くなる。これに対し、Ａｕ粒子を含む構造では、Ａｕ粒子が長波長光を散乱させるので、ヨウ素化合物の下の層による反射の影響が小さくなる。これらの結果、長波長側においても非常に低い反射率を実現することができ、更に高いコントラストを実現することができる。
【００９３】
このように、半導体発光素子２００によると、更に高い放熱性及び実装精度を実現することができる。
【００９４】
ここで、基準パターン２１０において、Ａｕ粒子が少しでも含まれていれば（ゼロでなければ）反射率が低下する。しかしながら、Ａｕ粒子は波長５００ｎｍ以上の光を非常に良く反射する材料である。この結果、Ａｕ粒子が多くなると、ヨウ素化合物表面における反射光が増えてしまい、ヨウ素化合物内部にて吸収される光が減少し、基準パターン２１０の光反射率が上昇するおそれがある。
【００９５】
このことから、Ａｕ粒子の含有率は、１０atomic％以下であることが望ましい。
【００９６】
次に、本実施形態の半導体発光素子２００の製造方法について、その工程を示す断面図である図６（ａ）〜（ｄ）及び図７（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。
【００９７】
図６（ａ）〜（ｃ）の工程については、第１の実施形態の半導体発光素子１００の製造方法における図２（ａ）〜（ｃ）の工程と同様である。これらの工程により、ｎ型ＧａＮ基板２０１上に、第１クラッド層２０２、活性層２０３、第２クラッド層２０４、コンタクト層２０５が形成されると共に、第２クラッド層２０４及びコンタクト層２０５がストライプ状に加工された光導波路２５０が形成される。更に、光導波路１５０以外の部分の第２クラッド層１０４上には電流ブロック層１０６が形成される。
【００９８】
続いて、図６（ｄ）の工程を行なう。ここでは、コンタクト層２０５上に、基板側からＰｄ／Ｐｔの積層構造を有するｐ型オーミック電極２０７を形成する。例えば、蒸着法を用い、Ｐｄの厚さを３０ｎｍ、Ｐｔの厚さを３０ｎｍに形成する。
【００９９】
次に、図７（ａ）に示すように、ｎ型ＧａＮ基板２０１の側からＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ／Ｐｄ／Ａｕの積層構造からなる配線電極２０８を形成する。前記の通り、放熱性を確保するために、配線電極２０８の総厚は８００ｎｍ以上であることが好ましく、１０００ｎｍ以上であることが更に好ましい。より詳しい具体例としては、Ｔｉの厚さを１０ｎｍ、Ｐｔの厚さを５０ｎｍ、基板側のＡｕの厚さを８００ｎｍ、Ｐｄの厚さを１００ｎｍ、表面側のＡｕの厚さを１００ｎｍとする。
【０１００】
ここで、表面側のＰｄとＡｕとの接合界面には、ＰｄとＡｕとの相互拡散層２７０が自己生成的に形成される。
【０１０１】
ｐ型オーミック電極２０７と、配線電極２０８とは、リフトオフ法によりパターニングしても良い。この場合、第１の実施形態にて説明したのと同様に、配線電極２０８自体を基準パターンとして用いる技術では、歩留りの低下を招く。
【０１０２】
そこで、本実施形態では、配線電極２０８の表面に基準パターン２１０を形成している。以下に、このための工程を説明する。
【０１０３】
配線電極２０８を形成した後、図７（ｂ）に示すように、電流ブロック層２０６及び配線電極２０８を覆うレジストパターン２６０を形成する。その後、フォトリソグラフィ技術を用い、基準パターン２１０となる領域に対応する開口部２６１を形成する。
【０１０４】
次に、開口部２６１に露出する部分の配線電極２０８の表面を、ヨウ化カリウム水溶液に曝す。配線電極２０８の表面のＡｕ内には、その下層からＰｄが相互拡散によって拡散している。ヨウ化カリウム水溶液に曝すことにより、Ａｕはエッチングされ始めるが、瞬時にＰｄとヨウ化カリウム水溶液とが反応して、極表面にだけ、Ａｕ粒子を含有するヨウ化パラジウム（ＰｄＩ2 ）層が形成される。このようにして、基準パターン２１０が形成される。
【０１０５】
ここでも、ヨウ化カリウム水溶液によってＰｄがエッチングされる速度は非常に遅いので、ヨウ化パラジウム層の形成は極表面に留まる。従って、ヨウ化カリウム水溶液による処理時間のマージンは非常に広い。
【０１０６】
続いて、図７（ｃ）に示すように、レジストパターン２６０を除去する。
【０１０７】
この後、図７（ｄ）に示すように、ｎ型ＧａＮ基板２０１の裏面を研磨して、ｎ型ＧａＮ基板２０１の厚さを８０ｎｍにまで薄くする。次に、研磨した裏面に、ｎ型電極２０９を形成する。以上により、ウエーハ工程は完了する。
【０１０８】
以上のようにすると、ヨウ素化合物（例えばヨウ化パラジウム）内にＡｕ粒子を安定して含有させることができ、長波長側においても非常に低い反射率を実現することができる。
【０１０９】
これに関し、配線電極２０８における表面側のＡｕとＰｄとの接合界面では、常温であっても相互拡散が発生する。このような相互拡散により、自己生成的に且つ非常に安定に相互拡散層２７０が形成される。相互拡散層２７０を、ヨウ素が含まれる液体又は気体（例えばヨウ化カリウム水溶液）によりエッチングすると、Ａｕ粒子を含有するヨウ素化合物（ヨウ化パラジウム）が表面に露出する。
【０１１０】
図８に、Ａｕ層とＰｄ層とからなる積層金属層のＳＩＭＳ（Secondary Ion Mass Spectrometry 、２次イオン質量分析）プロファイルを示している（Ｐｄ層の下にはＰｔ層が配置されている）。図８には、ＰｄとＡｕとが相互拡散していることが示されている。
【０１１１】
図９には、下層からＰｔ層、Ｐｄ層及びＡｕ層が積層された積層金属層を、ヨウ素が含まれる液体でエッチングしたときの断面ＴＥＭ（Transmission Electron Microscope、透過電子顕微鏡）像を示す。元素分析結果と合わせて、断面の黒い領域がヨウ化パラジウム（ＰｄＩ2 ）であり、その中に散在して白く見える粒子がＡｕであることが分っている。
【０１１２】
このように、本実施形態の製造方法によって、Ａｕ粒子を含有するヨウ化パラジウム層を形成することができる。これは、可視光の全領域において反射率が低く、黒色を示すので、恒常的に高いコントラストが得られる基準パターン２１０が実現する。
【０１１３】
尚、半導体発光素子において、ｐ側及びｎ側の双方に電極が形成されるので、ヨウ素化合物からなる基準パターンは、どちらの電極に形成しても良い。
【０１１４】
これに関し、図１０（ａ）及び（ｂ）に、ｎ型電極２０９に基準パターン２１０を形成した場合の断面図及びｎ型電極２０９側から見た平面図を示す。図１０（ｂ）のXa-Xa'線が図１０（ａ）に対応する。
【０１１５】
ｎ型電極２０９は、例えば、ｎ型ＧａＮ基板１０１の側からＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ／Ｐｄ／Ａｕの積層構造を有する。これにより、表面側のＰｄとＡｕとの接合界面において、ＰｄとＡｕとの相互拡散層２７０が自己生成的に形成される。より詳しい具体例としては、Ｔｉの厚さを１０ｎｍ、Ｐｔの厚さを５０ｎｍ、基板側のＡｕの厚さを２００ｎｍ、Ｐｄの厚さを１００ｎｍ、表面側のＡｕの厚さを１００ｎｍとする。フォトリソグラフィ技術と、ヨウ化カリウム水溶液によるエッチングとによって、ｎ側電極１０９の表面に所望の基準パターン２１０を形成している。
【０１１６】
また、ヨウ化パラジウムの場合を例として説明したが、Ｐｄ以外の元素のヨウ化物を用いても良い。具体例としては、Ａｇ又はＦｅを用いても良い。
【０１１７】
また、基準パターンと同時に、例えば半導体発光素子の生産情報を含むような識別パターンを形成しても良い。
【０１１８】
また、半導体層としてＡｌＧａＩｎＮ系材料を用いる場合を例として説明したが、これには限定されない。例えば、ＡｌＧａＡｓ系材料、ＡｌＧａＩｎＰ系材料等であっても良い。
【０１１９】
更に、以上では半導体レーザ素子を例として説明しているが、他の種類の発光素子、例えば発光ダイオード素子等にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
本開示の半導体発光素子とその製造方法及び認識方法によると、可視光全域に亘って低い光反射率（高い光吸収率）を有する基準パターンを精度良く形成することができるので、設備条件の影響を避け且つ製造及び実装の高精度化を実現するために有益である。
【符号の説明】
【０１２１】
１００      半導体発光素子
１０１      ｎ型ＧａＮ基板
１０２      第１クラッド層
１０３      活性層
１０４      第２クラッド層
１０５      コンタクト層
１０６      電流ブロック層
１０７      ｐ型オーミック電極
１０８      配線電極
１０９      ｎ型電極
１１０      基準パターン
１１０ａ    Ｐｄ層
１５０      光導波路
１５１      開口部
１６０      レジストパターン
１６１      開口
２００      半導体発光素子
２０１      ｎ型ＧａＮ基板
２０２      第１クラッド層
２０３      活性層
２０４      第２クラッド層
２０５      コンタクト層
２０６      電流ブロック層
２０７      ｐ型オーミック電極
２０８      配線電極
２０９      ｎ型電極
２１０      基準パターン
２５０      光導波路
２６０      レジストパターン
２６１      開口部
２７０      相互拡散層
【図１】
2013055236.tif 000003
【図２】
2013055236.tif 000004
【図３】
2013055236.tif 000005
【図４】
2013055236.tif 000006
【図５】
2013055236.tif 000007
【図６】
2013055236.tif 000008
【図７】
2013055236.tif 000009
【図８】
2013055236.tif 000010
【図１０】
2013055236.tif 000011
【図９】
2013055236.tif 000012